高考生物一轮复习 23 生态系统的能量流动 生态系统的物质循环课件 新人教版必修3.ppt

第3课时生态系统的能量流动生态系统的物质循环课前落实知识点一能量流动的过程1 能量流动过程 1 能量流动的源头 太阳能 2 能量转化 太阳能 有机物中的 热能 最终散失 3 流动形式 有机物中的 4 散失途径 呼吸作用 包括各个营养级自身的呼吸消耗以及分解者的呼吸作用 5 能量散失的形式 6 箭头由粗到细表示流入下一营养级的能量 7 随营养级的升高 储存在生物体内的能量越来越少 2 某营养级同化能量图解 3 能量流动的特点和意义 判一判 1 生态系统中的能量流动是单向的 且是逐级递减的 2 相邻两个营养级的能量传递效率不会小于10 也不会大于20 3 能量金字塔可以出现倒置现象 4 研究能量流动 可合理设计人工生态系统 高效利用能量 5 研究能量流动 可调整能量流动关系 使生产者固定的能量全部流向人类 知识点二物质循环的过程1 物质循环及其与能量流动的关系 判一判 1 参与循环的物质是组成生物体的各种化合物 2 物质循环的范围是生物圈 3 碳循环在生物群落和无机环境之间主要以有机物形式循环 4 化学燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因 5 物质和能量都是往复循环 重复利用的 6 物质循环是能量流动的载体 能量流动是物质循环的动力 2 碳循环过程 图中 教材解读1 教材93页 问题探讨 分析解决问题 2 教材93页最下面能量流动的分析 3 教材94页图5 6和图5 7并结合 思考与讨论 理解能量流动过程 4 教材95页图5 8和 资料分析 理解能量流动的特点 5 教材97页 调查 和 技能训练 提升能力 6 教材99页生态农业的有关知识 7 结合教材101页图5 11 解决教材100页 思考与讨论 几个问题 8 教材101页温室效应问题 9 教材102页 探究 土壤微生物的分解作用 10 教材98页练习一中1 二中1 教材104页练习一中1和4 自我校对知识点一1 2 化学能 3 化学能 5 热能 6 逐级递减2 呼吸作用3 1 2 3 4 5 知识点二1 1 2 3 4 5 6 2 光合作用 呼吸作用 摄食 呼吸作用 燃烧 分解 考点透析考点一能量流动过程核心突破1 对能量流动的理解能量流动是生态系统的基本功能之一 能量是维持生态系统存在和发展的动力 2 每一营养级能量来源与去路的分析 1 动物同化的能量 摄入量 粪便有机物中的能量 即摄入的食物只有部分被同化 例如蜣螂利用大象的粪便获得能量 就不能说蜣螂获得了大象的能量 2 流入一个营养级的能量是指被这个营养级的生物所同化的全部能量 定量定时 流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路可有四条 a 自身呼吸消耗 b 流入下一营养级 c 被分解者分解利用 d 未被自身呼吸消耗 也未被下一营养级和分解者利用 即 未利用 如果是以年为单位研究 这部分的能量将保留到下一年 4 能量流动特点 1 单向流动的原因 食物链中 相邻营养级生物的吃与被吃关系不可逆转 因此能量不能倒流 这是长期自然选择的结果 各营养级的能量总有一部分以细胞呼吸产生热能的形式散失掉 这些能量是无法再利用的 2 逐级递减的原因 每个营养级的生物总有一部分能量不能被下一营养级利用 各个营养级的生物都会因细胞呼吸以热能形式散失相当大的一部分能量 各营养级中的能量都要有一部分流入分解者 针对训练1 2012 海南 下图为某生态系统的能量流动简图 下列叙述错误的是 a 甲是生产者 乙是消费者b 该生态系统是一个开放的系统c 能量通过光合作用固定并进入系统 可以热能形式输出d 甲 乙和分解者所贮存的能量之和是输入该生态系统的总能量 答案d解析根据题中简图可知 甲能够固定太阳能 为生产者 乙从甲获取能量 为消费者 a正确 该生态系统需要从外界获得能量 同时能量也可以扩散到外界 是一个开放的生态系统 b正确 能量通过光合作用进入生态系统 经过生产者 消费者和分解者的呼吸作用后有一部分以热能的形式散失 c正确 输入该生态系统的总能量是生产者甲固定的太阳能总量 d不正确 2 2012 浙江 下图为生态系统中能量流动图解的部分示意图 各代表一定的能量值 下列各项中正确的是 a 第三营养级流向第四营养级的能量传递效率为 100 b 图中 包含了次级消费者粪便中的能量c 在人工饲养的高密度鱼塘中初级消费者获得的总能量往往大于 d 食物链中的各营养级获得能量的方式及能量的用途完全相同 答案c解析第三营养级流向第四营养级的能量传递效率为 100 粪便不属于次级消费者自身的同化量 在食物链中各营养级获得能量的方式及能量的用途不完全相同 如第一营养级与各消费者同化能量的方式不同 在人工饲养的高密度鱼塘中 鱼所获得的能量不只是来自生产者 而可能更多地来自人工投放的饲料 考点二生态系统的物质循环核心突破1 碳循环过程图解及解读 1 大气中的碳元素进入生物群落 是通过植物的光合作用 主要途径 或硝化细菌等的化能合成作用完成的 2 碳元素在生物群落与无机环境之间循环的主要形式是co2 碳元素在生物群落中的传递主要沿食物链和食物网进行 传递形式为有机物 4 碳元素在无机环境与生物群落之间传递时 只有生产者与无机环境之间的传递是双向的 其他成分都是单向的 判断生态系统的成分的依据 2 温室效应的产生原因 1 化学燃料的大量燃烧 产生大量co2 2 植被破坏 降低了对大气中co2的调节能力 3 物质循环与能量流动的关系 1 图示 2 析图 生物群落中物质和能量最终来自无机环境 连接生物群落和无机环境的两大成分 生产者和分解者 图示中未标出生产者还可以利用化学能进行化能合成作用 二者均开始于生产者 通过光合作用合成有机物 固定太阳能 然后沿共同的渠道 食物链 网 一起进行 能量的固定 储存 转移和释放 离不开物质的合成与分解等过程 物质作为能量的载体 使能量沿着食物链 网 流动 能量作为动力 使物质在生物群落和无机环境之间不断地循环往返 上述关系 总体上体现了二者相互依存 不可分割 并且同时进行 针对训练3 2012 山东青岛一模 有关物质循环的叙述 正确的是 a 只有通过植物的光合作用才能进入生物群落b 只能通过微生物的分解作用才能返回无机环境c 物质循环与能量流动先后进行d 无机环境的物质可以被生物群落反复利用 答案d解析硝化细菌的化能合成作用 也可以使无机环境中的物质进入生物群落 消费者 分解者 生产者的呼吸作用都可以产生co2 生态系统的物质循环与能量流动同时进行 相互依存 不可分割 4 2013 杭州质检 下图表示生态系统中碳循环的部分过程 其中甲 乙 丙 丁组成生物群落 下列分析错误的是 a 甲是绿色植物 丙是肉食动物b 图中箭头可以表示碳元素的流动方向c 过程中伴随着能量的传递 其中丁所含的能量最少d 无机环境中的co2可以来自细胞呼吸 答案c解析根据题图中的双箭头的位置 可推知甲为生产者 乙为初级消费者 丙为次级消费者 丁为分解者 由此可知丁不在食物链上 故能量含量最少的应是丙 方法技能方法技能 利用 拼图法 解决能量流动中的难题输入第一营养级的能量 w1 被分为两部分 一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了 a1 一部分则用于生产者的生长 发育和繁殖 而后一部分能量中 包括现存的植物体b1 流向分解者的c1 流向下一营养级的d1 参考图示 很容易理解以下问题 1 流经整个生态系统的总能量是生产者固定的总能量 即w1 将图中第三营养级同化的总能量d2 拼回 第二营养级 则刚好等于d1 即第二营养级同化的总能量 再将d1 拼回 第一营养级 则刚好等于生产者固定的总能量w1 可见 在一个草原生态系统中 草原上所有生物的总能量都来自w1 所有生物总能量之和都小于w1 因呼吸作用消耗的缘故 2 能量传递效率不会是100 从上图可以看出 从第一营养级向第二营养级能量的传递效率等于d1 w1 因此不会达到100 一般情况下 能量传递效率为10 20 3 在解决有关能量传递的计算问题时 首先要确定相关的食物链 理清生物与生物在营养级上的差值 典例1 如图表示某生态系统的能量锥体图 p为生产者 q1为初级消费者 q2为次级消费者 对图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析 其中分析不正确的是 注 图中a a1 a2表示上一年留下来的能量 e e1 e2表示呼吸消耗量 a b c d e为本年度流入该生态系统的总能量b c1表示初级消费者中被次级消费者所同化的量c b和d之一 可代表生产者传递给分解者的能量d 初级消费者产生的粪便中所含的能量包含在c中 课堂笔记 解析 结合图形分析知 b c d e为植物光合作用利用的光能 固定的能量 即流入该生态系统的总能量 c1代表初级消费者流入次级消费者的能量即被次级消费者所同化的量 b和d可代表生产者传递给分解者的能量和未利用的能量 初级消费者产生的粪便中所含的能量属于生产者同化的能量 应在b或d中 答案 d 易错警示 对物质循环过程不理解 不会识别相关图解 典例2 2011 东城区检测 如图为碳元素在生态系统中循环的模式图 图中甲 乙 丙表示生态系统的生物成分 箭头表示生理过程 下列相关叙述中 不正确的是 a d过程代表光合作用 b过程代表呼吸作用b 甲所示的营养级在食物链中占有的碳元素最多c 碳元素在甲 乙 丙之间以有机物的形式传递d 碳元素可在无机环境和生物群落之间反复利用 课堂笔记 解析 丁为无机环境 甲为生产者 乙为消费者 丙为分解者 d过程为呼吸作用 b过程为光合作用 甲为生产者 生产者在食物链中所含有机物中的能量最多 在食物链中占有的碳元素最多 碳元素在生物群落内部主要以有机物的形式进行传递 在无机环境与生物群落间主要以二氧化碳的形式进行传递 碳元素可以在生态系统中反复利用 答案 a 纠错笔记 1 碳循环过程示意图 弄清箭头的方向及代表含义 2 将上图换成字母 并尝试判断四种成分 找依据 如下面三种变式图 据图判断a b c d各代表哪种成分 图1 先根据双向箭头确定a和b应为生产者和非生物的物质和能量 不能写 无机环境 也不能写 生物类别 再根据a d 确定d为分解者 剩下c为消费者 图2 根据a与c之间的双向箭头判断 a和c一个是生产者另一个是非生物的物质和能量 根据a b d的碳都流向e 可进一步判断 a是生产者 b是初级消费者 c是非生物的物质和能量 d是次级消费者 e是分解者 图3 首先找出相互之间具有双向箭头的两个成分即a和e 一个为生产者 另一个是大气中的co2库 又因为其他各个成分都有箭头指向a 所以a为大气中的co2库 e为生产者 然后观察剩余的几个成分 其中其他生物部分的箭头都指向c 所以c是分解者 剩余的b d f则为消费者 整个图解中 食物链是e f d b 实验精讲实验19探究土壤微生物的分解作用理论指导1 实验原理 1 土壤中存在种类 数目繁多的细菌 真菌等微生物 它们在生态系统中的成分为分解者 2 分解者的作用是将环境中的有机物分解为无机物 其分解速率与环境中的温度 水分等生态因子有关 注 在a1 b1中加入碘液 在a2 b2中加入斐林试剂 实战演练 例 同学们在课外活动中发现植物的落叶在土壤里会逐渐腐烂 形成腐殖质 他们猜测落叶的腐烂是由于土壤微生物的作用 不同生态系统的土壤微生物分解能力不同 并设计了实验进行验证 1 实验设计首先要遵循的是 原则和 原则 2 以带有同种落叶的土壤为实验材料 均分为a和b 实验时a不做处理 自然状态 b用塑料袋包好 放在60 的恒温箱中灭菌1h b处理的目的是 3 2 中实验的自变量是 因变量是 无关变量是 至少写出两点 4 如果同学们的猜测是正确的 若干天后 2 中b组的落叶 5 如果同学们用带有相同量同种植物落叶的冻土苔原和热带雨林的等量土壤为实验材料 分别模拟原生态系统的无机环境条件进行c组和d组的实验 定期抽样检测样品土壤中未腐烂的落叶的含量 请根据预期结果在如图中绘出相应的曲线 解析 由题意可知该实验的目的是验证落叶的腐烂是由于土壤微生物的作用 实验的自变量是土壤中微生物的有无 因变量是落叶的腐烂程度 为遵循生物实验设计的对照原则和单一变量原则 所以应尽量减少无关变量对实验的影响 如土壤温度 湿度 ph 落叶的种类和大小等 在绘制曲线时 应注意以下几点 明确横坐标和纵坐标的意义 其中纵坐标为未腐烂的落叶量 两曲线的起点相同 注意纵坐标初始值不为0 由于微生物的分解作用 两曲线呈下降趋势 且d组下降速度较c组快 随时间延长 微生物的数量增多 故两曲线的下降趋势是由慢到快 答案 1 单一变量对照 2 杀死土壤微生物 同时避免土壤理化性质的改变 3 土壤微生物 作用 的有无落叶的腐烂程度土壤温度 含水量 ph 落叶的种类和大小等 合理即可 4 腐烂程度小于对照组 5 如下图 高考随堂考向一生态系统的能量流动1 2011 海南 关于生态系统的叙述 正确的是 a 生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的b 生态系统中的信息传递对所有捕食者都必然是有利的c 生态系统的食物链中营养级越高的生物 其体型必然越大d 生态系统的食物链中营养级越高的生物 其体型必然越小 答案a解析流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能 能量在各营养级之间的传递效率为10 20 故a正确 生态系统的信息传递能够调节种间关系 以维持生态系统的稳定性 不可能只对捕食者有利 生态系统的食物链中营养级的高低与体型大小没有必然联系 2 2010 山东 以下表示动物利用食物的过程 正确的分析是 a 恒温动物的 值一般高于变温动物b 哺乳动物的 值一般为10 20 c 提高圈养动物生长量一般需提高 值d 食肉哺乳动物的 值一般低于食草哺乳动物 答案c解析恒温动物需要消耗更多的能量维持体温 所以有机物的积累量 较少 其 一般低于变温动物 能量传递效率是相邻营养级的同化量之比 肉食动物的 值一般高于食草哺乳动物 越高 说明有更多的食入量转变成饲养动物的同化量 有利于提高动物的生长量 3 2010 江苏 有人发起 多吃素食 少吃肉食 的运动 以支援粮食短缺地区的灾民 运用生态学知识对此的合理解释是 a 多吃肉食会增加心血管病的发病率b 直接以低营养级的生物为食将消耗生态系统更多的能量c 多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多d 节省的肉食可以帮助灾民提高营养水平 答案c解析 多吃素食 少吃肉食 能节约粮食 其生态学原理在于降低人在食物链中的营养级 从而节约更多的粮食 故正确答案为c 1 能量从田鼠传递到鼬的效率是 2 在研究能量流动时 可通过标志重捕法调查田鼠种群密度 在1hm2范围内 第一次捕获标记40只田鼠 第二次捕获30只 其中有标记的15只 该种群密度是 只 hm2 若标记的田鼠有部分被鼬捕食 则会导致种群密度估算结果 3 田鼠和鼬都是恒温动物 同化的能量中只有3 5 用于 其余在呼吸作用中以热能形式散失 4 鼬能够依据田鼠留下的气味去猎捕后者 田鼠同样也能够依据鼬的气味或行为躲避猎捕 可见 信息能够 维持生态系统的稳定 答案 1 3 2 80偏高 3 生长 发育 繁殖等生命活动 4 调节生物的种间关系 解析 1 能量从田鼠传递到鼬的效率是 2 25 107 7 50 108 3 2 40 30 15 80只 hm2 该种群密度是80只 hm2 若标记的田鼠有部分被鼬捕食 则会导致种群密度估算结果偏高 3 田鼠和鼬都是恒温动物 同化的能量中只有3 5 用于生长 发育 繁殖等生命活动 其余在呼吸作用中以热能的形式散失 4 信息传递的功能 信息能够调节生物的种间关系 维持生态系统的稳定 考向二物质循环与能量流动的综合考查5 2010 大纲全国 下图是一个农业生态系统模式图 关于该系统的叙述 错误的是 a 微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量b 沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者c 沼渣 沼液作为肥料还田