高中生物 6.3能量流动和物质循环课件 新人教版必修3.ppt

第三节能量流动和物质循环 1 举例说出生态系统中的能量流动过程 描述能量流动的特点 重 难点 2 分析生态系统中碳循环的过程和特点 关注碳循环平衡失调与温室效应的关系 重点 3 理解能量流动和物质循环的关系 一 生态系统中的能量流动1 含义在生态系统中 能量不断沿着 植食动物 肉食动物 的方向流动 太阳 植物 顶位肉食动物 2 过程图解 生产者 呼吸作用 3 特点及过程分析 判断正误 1 生态系统的能量来源是多种多样的 包括太阳能 电能 风能等 分析 生态系统的能量来源只有太阳能 2 能量在生态系统中是沿着食物链和食物网流动的 3 在食物链中能量是以有机物中化学能的形式传递的 4 能量在生态系统中的流动是可循环的 分析 生态系统中的能量流动只能是单向的 不能循环 5 生态系统中能量流动的起点是绿色植物的光合作用 6 能量沿食物链在两个营养级间的传递效率一般只有10 点拨 生态系统中能量的来源和去向生态系统中的能量最终来源于太阳能 其总量为绿色植物通过光合作用所固定的太阳能的总量 生态系统中能量最终是以热能的形式散失的 二 生态系统中的物质循环1 过程 分解者 2 特点 1 周而复始 2 参与循环的物质 可以 3 碳的全球循环 1 基本路线图解 往复循环 数量恒定 重复利用 二氧化碳 植物 动物 2 大气中二氧化碳含量的特点 有明显的 变化和 变化 3 海洋对大气中二氧化碳含量的调节作用 使碳在生态系统中的含量 都能通过 的自我调节机制得到调整 并恢复到原来的平衡状态 4 碳循环平衡失调 原因 人类因 向大气中排放出大量二氧化碳 从而严重干扰了陆地 海洋和大气之间 的平衡 致使大气中二氧化碳的含量 影响 产生温室效应 昼夜 季节 碳循环 能源消费 二氧化碳交换 持续增加 思考 生态系统中的物质是可以循环利用自给自足的 为什么农民要不断地向农田中施肥 提示 农民不断地从农田中收获粮食等 农业生态系统不断地向外输出物质 所以也要不断地向农田中补充物质才能维持系统物质循环的平衡 一 生态系统的能量流动1 生态系统中能量流动的过程来源 太阳能或化学能过程 光合作用或化能合成作用形式 主要是光能转换成化学能总量 生产者固定的能量总值 1 能量输入 途径 食物链和食物网形式 有机物中的化学能效率 约10 特点 单方向的 逐级递减的 3 能量散失 散失形式是热能 2 能量传递 2 生态系统各成分能量的来源及去向来源 光合作用或化能合成作用 自身呼吸作用 以热能形式散失 被下一营养级生物同化 以遗体形式传给分解者 以初级消费者粪便的形式传给分解者 1 生产者 去向 来源 从上一营养级同化而来 自身呼吸作用 以热能形式散失 被下一营养级生物同化去向 以遗体形式传给分解者 以下一营养级消费者粪便的形式传给分解者 2 消费者 生产者的遗体和消费者的遗体来源各级消费者的粪便 3 分解者其他分解者的遗体去向 自身分解作用 即有氧呼吸和无氧呼吸 以热能形式散失到无机环境 3 能量流动单向性及逐级递减的原因 1 单向性的原因 食物链各营养级的顺序是不可逆转的 这是长期自然选择的结果 如肉食动物以植食动物为食 而植食动物不能反过来以肉食动物为食 2 逐级递减的原因 各营养级的生物都会因呼吸作用消耗掉大部分的能量 并以热能形式散失 无法重复利用 各营养级生物中总有一部分能量未被下一营养级利用 还有少部分能量随着残枝败叶或遗体直接传给分解者 警示钟 摄入 同化消费者以上一营养级生物为食 摄入的食物中的能量并没有完全传递到该营养级 食物中的有机物有一部分被消化吸收 进入摄食者体内 这部分能量称为被同化的能量 传递到了消费者所在的营养级 还有一部分有机物不能被消化吸收 而以粪便的形式排出体外 这部分有机物没有流入该营养级 而是传给了分解者 典例训练1 6月5日是世界环境日 2012年的世界环境日主题是 绿色消费 你参与了吗 草原是绿色生态环境的重要组成部分 更是人类社会经济的重要来源之一 如图为某草原生态系统的食物网结构 1 除图中所示的生物类群外 该生态系统的生物组成成分还应有 才能保证其物质循环的正常进行 2 如果图中草能提供10000kj的能量 营养级间的能量传递效率为10 那么鹰占据的营养级能获得的最低能量值是 kj 若去除蛇 且狐的数量不变 则草原容纳鹰的数量会 若外来生物入侵该区 则会导致草原的 锐减或丧失 思路点拨 解答本题的关键是明确鹰所占据的营养级不同 所获得的能量也不同 解析 1 图中食物网表示的是生产者与消费者之间的关系 缺少分解者和非生物环境 而生态系统的生物组成成分中的分解者和生产者同时存在才能保证其物质循环的正常进行 2 鹰占据的营养级能得到的最低能量应是食物链最长的 即草 鼠 蛇 鹰 10000 10 10 10 10kj 去除蛇 且狐的数量不变 那么鼠传递给鹰的能量将增多 所以草原容纳鹰的数量会增多 若外来生物入侵该区 会造成原生态系统的紊乱 导致草原的多样性锐减或丧失 答案 1 分解者 2 10增多多样性 互动探究 1 图中鹰占据哪几个营养级 哪几个消费者级别 提示 第三营养级 第四营养级 次级消费者和三级消费者 2 图中鹰和蛇之间有什么关系 提示 捕食和竞争 二 生态系统中能量流动和物质循环的关系 警示钟 物质循环的方向性 1 生态系统物质循环过程中 只有生物群落和无机环境之间是相互的 循环的 2 在生物群落内 物质循环是单向的 只能从生产者到初级消费者 再到更高一级的消费者 典例训练2 下图是生态系统中某元素循环状态模式图 这种元素是按箭头方向运动的 然而 图中缺少了一个重要的箭头 根据此图 回答下列问题 1 图中所缺的箭头是 2 这是 元素的循环 3 a b c d各是什么生物 a b c d 4 由此可见生态系统的物质循环具有如下特点 5 参与过程 的生物种类有 这些生物的新陈代谢类型 从同化方式看 应属于 从异化方式看应属于 a 寄生细菌b 腐生细菌c 真菌d 硝化细菌e 自养型f 异养型g 需氧型h 厌氧型 6 写出 所示过程的名称 思路点拨 解答本题的关键是明确图中展示的是碳循环的过程 并且要清楚每一个箭头的意义 解析 根据图示可以看出 这是碳元素循环状态的模式图 因为在无机环境与生物群落之间是以co2的形式进行循环的 生物a可以利用co2生成有机物 同时产生o2 可以判定a为绿色植物 生物c直接以植食动物为食 应为肉食动物 生物b可将动物的遗体与排泄物和植物的残枝败叶分解 把含碳的有机物分解成co2释放到大气中 故b应为腐生细菌 真菌等分解者 a为绿色植物 可以进行呼吸作用 产生co2 图中缺少了从a到co2的箭头 图示的生态系统指的是地球上最大的生态系统 生物圈 其中的物质循环带有全球性 组成生物体的一些基本元素可以在生物群落与无机环境之间反复地出现 循环地流动 分解者不能制造有机物 而是从动植物遗体中获得养料 故从同化方式上看 它们属于异养型 从异化方式上看 它们中既有需氧型的 也有厌氧型的 co2可以被绿色植物通过光合作用制造成有机物 可知 为光合作用 c d都可以通过呼吸产生co2 故 和 都是呼吸作用过程 c以d为食可知 为捕食关系 分解者b可以通过呼吸作用将动植物遗体中含碳有机物转变为co2释放到大气中 应为分解者的呼吸作用 煤和石油可以通过燃烧生成co2 故 过程为燃烧 答案 1 由a到co2的箭头 2 碳 3 绿色植物腐生细菌 真菌等肉食动物植食动物 4 全球性 组成生物体的一些基本化学元素在生物群落与无机环境之间可以反复地出现 循环地流动 5 b cfg h 6 光合作用呼吸作用呼吸作用捕食分解者的呼吸作用燃烧 互动探究 图中 过程的持续进行会对生态系统产生怎样的影响 提示 打破碳循环的平衡 产生温室效应 探究实验中自变量的处理方法 探究微生物的分解作用 案例 下列是对土壤微生物开展探究活动的三个案例 请在相应的空白处作答 1 案例 探究落叶在土壤微生物的作用下是否发生腐烂 分解 设计思路 对实验组土壤应该进行 处理 尽可能排除 的作用 2 案例 探究土壤微生物对淀粉的分解作用 实验步骤 将取自农田的土壤制成土壤浸出液 放在烧杯中静置一段时间 另取两只烧杯 编号为a b 放入等量的淀粉糊 在a烧杯中加入30ml土壤浸出液 b烧杯中加入 在室温条件下放置7天后 从a烧杯中取20ml溶液 分别加入a1和a2两支试管中各10ml 从b烧杯中取20ml溶液 分别加入b1和b2两支试管中各10ml 在a1和b1中加入碘液 在a2和b2中加入 并进行 处理 观察各试管的 记录实验结果 关键点突破 1 对照实验中自变量的处理方法 案例 中实验的自变量是土壤微生物的有无 对照组不做处理含有微生物 实验组应不含微生物 处理的方法为高温等灭菌 案例 中实验的自变量是分解淀粉的微生物的有无 a组土壤浸出液含有微生物 b组烧杯中加入的液体应不含微生物 因此可加入等量的蒸馏水 无菌水 2 验证不同糖类颜色反应需要的试剂 淀粉遇碘液变蓝 淀粉分解产生的还原糖遇本尼迪特试剂在热水浴加热的情况下产生红黄色沉淀 标准答案 1 灭菌土壤微生物 2 30ml 等量 蒸馏水 无菌水 等量的本尼迪特试剂热水浴加热 颜色变化 失分点警示 得分要点本题的所有答案都是唯一的 只有符合标准答案才能得分 失分案例 1 第2空错答为 无关变量 2 答案不严谨 只答出 蒸馏水 第2空答案不严谨 答为 加热 1 从生态学角度分析 生态系统中流动的能量最终来源于 a 太阳能b 光合作用c 绿色植物d atp 解析 选a 生命活动直接利用的能量为atp 是经植物光合作用固定后转化的 但最终来源是太阳能 2 在浮游植物 小鱼 海豹 虎鲸这条食物链中 若虎鲸增加1kg体重 要消耗浮游植物的量为 a 1kgb 10kgc 125kgd 1000kg 解析 选d 能量在生态系统中的流动是逐级递减的 传递效率约是10 所以虎鲸增加1kg体重 消耗海豹的质量为10kg 依次类推 消耗浮游植物的量为1000kg 3 肉类和鸡蛋的价格比粮食和蔬菜高 从生态学的观点看 这是由于 a 动物饲养麻烦 花工夫多 投资大b 动物性食品营养价值高c 食物链延长 能量流失多 动物性食品成本高d 植物栽培较容易 解析 选c 根据生态系统能量流动的特点是单向的 逐级递减的可知 动物一般处在第二 第三营养级 由于动物新陈代谢要消耗一些能量 只有约10 的能量能传到下一营养级 所以 要得到相同质量的肉类和鸡蛋 与粮食和蔬菜相比 需要消耗更多的能量 故肉类 鸡蛋成本就高 价格相应也要高 4 在碳循环中 使碳从无机环境进入生物群落的生理作用是 呼吸作用 光合作用 摄食作用 化能合成作用 硝化作用 反硝化作用a b c d 解析 选c 无机环境中的碳以二氧化碳的形式被生产者固定 形成有机物进入生态系统 这一过程靠的是光合作用和化能合成作用 5 两位同学在观看有关恐龙的影片时 甲同学提出 我体内的能量中可能有远古恐龙体内的能量 乙同学也提出 我体内的物质中也可能有远古恐龙体内的物质 你认为 a 两同学的说法都有道理b 两同学的说法都不对c 只有甲同学的说法有道理d 只有乙同学的说法有道理 解析 选d 能量流动是单向的 远古恐龙体内的能量最终以热能的形式散失 物质是循环的 可重复利用 远古恐龙的组成元素可以在生物群落和无机环境之间反复利用 6 关于物质循环的叙述正确的是 a 生产者和无机环境之间可以直接进行碳循环b 消费者与无机环境之间可以直接进行碳循环c 物质循环在生产者 消费者和分解者之间进行d 不同的生态系统 都能独立地进行各自的物质循环 解析 选a 因为生产者可以通过光合作用或化能合成作用 直接利用无机环境的co2合成自身的组成物质 也能通过细胞呼吸直接将co2释放到无机环境中 所以a项是正确的 消费者只能通过细胞呼吸向无机环境释放co2但不能直接利用co2 物质循环应是在无机环境与生物群落之间进行的 物质循环是在整个生物圈中进行的 而比生物圈小的任何一个生态系统都不能独立进行物质循环 故b c d三项均是错误的 7 如图为碳元素在生态系