高考生物一轮复习 第2单元 生物与环境 第3讲 生态系统的结构和能量流动课件 新人教版必修3.ppt

走向高考 生物 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 高考总复习 生物与环境 必修三 第二单元 第三讲生态系统的结构和能量流动 第二单元 1 生态系统的结构 2 生态系统中能量流动的基本规律及应用 一 生态系统的组成成分1 无机环境 2 生物群落 1 生产者 生物 2 消费者 主要指动物 3 分解者 营 的细菌 真菌等 非生物的物质和能量 自养 腐生生活 二 食物链和食物网 营养结构 1 图示食物网中包含 条食物链 2 写出图中含营养级最多的食物链 3 图中猫头鹰同时占有第 营养级 4 图中属于次级消费者的生物是 5 写出图示食物网中未包含的生态系统的成分 6 从图中可以看出 青蛙和蜘蛛之间的关系是 8 草 食草昆虫 蜘蛛 青蛙 蛇 猫头鹰 三 四 五 六 狐 猫头鹰 吃虫的鸟 蜘蛛 青蛙 蛇 非生物的物质和能量 分解者 竞争和捕食 三 能量流动的过程1 补充图中标号代表的内容甲 乙 丙 丁 戊 生产者 初级消费者 次级消费者 呼吸作用 分解者 2 生态系统所需能量的最终来源是 3 能量输入生物群落的途径主要是 4 据图分析食物链中甲营养级能量的去向 1 通过自身 以 的形式散失 2 被 同化 3 残枝败叶 遗体残骸等被 分解 4 未被利用 太阳能 生产者的光合作用 呼吸作用 热能 下一营养级 分解者 四 能量流动的特点及研究意义1 特点 1 2 2 研究能量流动的实践意义 1 帮助人们科学规划 设计人工生态系统 使 2 帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系 使能量 单向流动 逐级递减 能量得到 最有效的利用 持续高效地流向对人类最有益的部分 下图表示a b两个特定生态系统的能量金字塔 请思考 1 一个吃玉米的人所获得的能量一定多于一个吃牛肉的人 对吗 为什么 2 若a和b中玉米的数量相同 a能养活10000人 则b至少能养活多少人 3 若土壤中含相同浓度的难降解污染物 则a中的人比b中的人体内污染物浓度更高 还是更低 提示 1 不对 就 玉米 人 与 玉米 牛 人 这两种食物链而言 前者环节较少 能量损耗较少 人获得的能量更多 但就 一个个体 而言 由于不知道两人的食物量 一个吃玉米的人所获得的能量和一个吃牛肉的人获得的能量无法比较 2 500人 若a和b中玉米的数量相同 设养活一人消耗能量为m 如a能养活10000人 对应的玉米能量至少是50000m 同样数量的玉米 b中至少养活的人数是50000 10 10 500 人 3 若土壤中含相同浓度的难降解污染物 则生态系统a中的人比b中的人体内污染物浓度应更低 其原因是由于生物的富集作用 6 生态系统中能量的初始来源只有太阳能 7 植物 鼠 鹰这条食物链 第三营养级含能量少 8 生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的 9 沼渣 沼液作为肥料还田 使能量能够循环利用 10 当狼捕食兔子并同化为自身的有机物时 能量就从第一营养级流入了第二营养级 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 a 图示的各种成分在生态学上可以构成一个生态系统b 图示的各种成分在生态学上可以构成一个生物群落c 细菌与蝉之间的关系属于竞争d 蛇属于三级消费者答案a解析图中有非生物的物质和能量 生产者 消费者和分解者 它们构成一个生态系统 细菌属分解者 而蝉属于第二营养级 两者不是竞争关系 蛇属于第五营养级 四级消费者 a 从能量关系来看 b 只有部分属于初级消费者的同化量c 分解者获得的能量最少d 代表初级消费者流入次级消费者的能量传递效率答案d 解析 代表生产者同化的能量 去向有流入初级消费者 流向分解者 以及呼吸作用散失 故 初级消费者流向分解者的能量有 代表遗体残骸 都属于初级消费者的同化量 而初级消费者的流向分解者的粪便量是生产者的同化量 属于 由图中信息无法得出分解者获得的能量多少 代表流入次级消费者的能量即次级消费者的同化量 代表流入初级消费者的能量即初级消费者的同化量 故 可代表初级消费者流入次级消费者的能量传递效率 答案a 解析生产者是自养型生物 而有些植物如菟丝子等一些寄生植物 营养方式为异养 在生态系统中应属于消费者 绿色植物是生产者 除了绿色植物以外 一些进行化能合成作用的细菌如硝化细菌 硫细菌 铁细菌等 以及含有叶绿素的光合细菌如紫硫细菌 绿硫细菌等 还有蓝藻 它们都是自养型 所以也是生产者 消费者是异养类型中的捕食或寄生类型 不包括腐生类型 如以上所述的菟丝子等一些寄生植物 还有营寄生生活的细菌或真菌 如大肠杆菌 炭疽杆菌等 都属于消费者 分解者是异养型中的腐生类型 除了营腐生生活的各种细菌 真菌外 还有以枯木 粪便等腐败物质为食的甲虫 白蚁 金龟子 蚯蚓 蜣螂及软体动物等 答案25100000 解析能量在相邻两个营养级间的传递效率是10 20 求最少消耗水藻时 选最短的食物链 如水藻 小鱼 人 传递效率按20 计算 设最少消耗水藻为x 则x 20 20 1kg x 25kg 求最多消耗水藻时 选最长的食物链 如水藻 水蚤 虾 小鱼 大鱼 人 传递效率按10 计算 设最多消耗水藻为y 则y 10 10 10 10 10 1kg y 100000kg 1 各组成成分的比较 生态系统的结构 高考警示 1 生态系统成分的误区类型与特例分析 2 生态系统的营养结构 1 模型图示相关说明 由于第一营养级一定是生产者 因此一种动物在某一食物链中的营养级 消费者级别 1 如兔是初级消费者 第二营养级 某一营养级的生物所代表的是该营养级的所有生物 不代表单个生物个体 也不一定是一个种群 同一种消费者在不同食物链中 可以占有不同的营养级 如狼分别是第三 第四营养级 在食物网中 两种生物之间的种间关系可出现多种 如狼和狐既是捕食关系 又是竞争关系 每条食物链的起点总是生产者 终点是不被其他动物捕食的动物 即最高营养级 中间为多种动物 有任何间断都不算完整的食物链 分解者和非生物的物质和能量不参与食物链的组成 食物链中的捕食关系是经长期自然选择形成的 不会倒转 因此箭头一定是由上一营养级指向下一营养级 2 食物链和食物网中的数量变化分析 若处于食物链中第一营养级的生物 生产者 数量减少 整个食物链中的其他生物都会减少 简单记为 一级生物若减少 其他生物跟着跑 天敌 一方减少 短时间内被捕食者数量会增加 但从长时间来看 会先增加后趋于稳定 简单记为 如果天敌患了病 先增后减再稳定 若处于中间营养级的生物数量减少 则这种生物数量的变化视具体食物链而定 中间生物被捕杀 不同情况要分家 大体遵循如下思路 a 生产者数量相对稳定原则 即消费者某一种群数量发生变化时 一般不考虑生产者数量的增加或减少 b 最高营养级的生物种群数量相对稳定原则 即当处于最高营养级的生物种群其食物有多种来源时 若其中一条食物链中某种生物减少 该种群的数量不会发生较大变化 如图所示食物网中 青蛙突然减少 则以它为食的蛇也将减少 鹰就要过多地捕食兔和食草鸟 从而导致兔 食草鸟减少 因为鹰不只捕食蛇一种生物 它可依靠其他食物来源来维持其数量基本不变 c 在食物网中 当某种生物因某种原因而数量减少时 对另一种生物数量的影响 沿不同的食物链分析结果不同时 应以中间环节少的为分析依据 简单记为 食物网 食物链 生物数量好判断 首先你要有主见 环节少的先看见 a 甲 乙和丙所包含的所有种群构成群落b 戊不一定是微生物c 图中存在竞争关系的只有乙2和丙2d 丁的含量增加将导致臭氧层被破坏解析读图知甲 丁为双向关系 且乙 丙 甲均指向戊 由此推断甲为生产者 乙 丙为消费者 丁为非生物的物质和能量 戊为分解者 群落还包含戊 a项错误 乙1 丙1间也存在竞争 c项错误 大量的氟利昂会导致臭氧层的破坏 d项错误 分解者也可以是营腐生的蚯蚓 蜣螂等 b项正确 答案b 1 这个食物网包括 条食物链 2 狮子在这个食物网中占据哪几个营养级 狮子和野狗的关系是 3 食物网中的一种生物减少 其他的生物都减少 这种生物是 若蛇的数量减少 狮子的数量变化是 解析 1 从草开始 到狮子结束 共5条食物链 2 草 羚羊 狮子 草 斑马 狮子 这两条食物链中 狮子是第三营养级 草 羚羊 野狗 狮子 草 斑马 野狗 狮子 这两条食物链中 狮子是第四营养级 草 鼠 蛇 食蛇动物 狮子 这条食物链中 狮子是第五营养级 3 草是生态系统的基石 草减少 其他生物都减少 由于狮子的食物来源较广泛 蛇的数量减少不会明显影响到狮子数量的变化 答案 1 5 2 三 四 五捕食和竞争 3 草没有明显变化 技巧点拨 食物链变式模型的分析 1 下图中图1和图2都是以每个营养级中有机物多少为依据 图l中的食物链是丙 甲 乙 丁 图2中的食物链是丙 丁 甲 乙 2 图3表示甲和乙之间为捕食关系 甲是被捕食者 乙是捕食者 在食物链中 甲是低营养级 乙是高营养级 3 图4表示的是生态系统的物质循环图解 a是生产者 b是消费者 c是分解者 d是非生物的物质和能量 其中的食物链是a b 1 能量流动的过程图解 生态系统的能量流动 相关分析如下表 2 流入某一营养级的能量来源和去路 3 能量流动特点及原因分析 1 单向流动 能量流动是沿食物链进行的 食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果 是不可逆转的 各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物重复利用 因此能量流动无法循环 2 逐级递减 各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量 各营养级的能量都会有一部分流入分解者 包括未被下一营养级生物利用的部分 4 流动模型 生态金字塔的类型 含义比较 高考警示 能量流动中的两个易误点 1 动物同化的能量不等于摄入的能量动物同化的能量 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 粪便量不是该营养级同化量的一部分消费者产生的粪便不属于该营养级同化的能量 它实际上与上一营养级的遗体 残骸一样 属于上一营养级被分解者利用的部分 a 生产者固定的总能量可表示为 a1 b1 c1 a2 b2 c2 d2 b 由生产者到初级消费者的能量传递效率为d2 w1c 初级消费者摄入的能量为 a2 b2 c2 d w1 d1 d2解析由图可知 w1为生产者固定的太阳能 d1为初级消费者同化的能量 w1 a1 b1 c1 d1 d1 a2 b2 c2 d2 由于能量传递效率约为10 20 所以w1 d1 d2 答案a 解析象粪中的能量 是大象取食植物后未消化的能量 属于生产者同化的能量的一部分 而大象同化的能量没有流入蜣螂体内 答案a 技巧点拨 拼图法 分析生态系统中能量流动的去向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 1 模式图中能量的拼接方法 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 在一个生态系统中 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 呼吸作用消耗的缘故 2 用拼接模块表示传递效率 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 能量流动相关计算 1 设食物链为a b c d 分情况讨论如下已知d营养级增加的能量为m 则至少需要a营养级的能量 m 20 3 最多需要a营养级的能量 m 10 3 已知a营养级的能量为n 则d营养级最多可获得的能量 n 20 3 最少可获得的能量 n 10 3 2 在类似a b c d的食物网中 计算生物量变化的 最多 或 最少 时 应遵循的原则 1 食物链越短 最高营养级获得的能量越多 2 生物间的取食关系越简单 生态系统的能量流动过程中消耗的能量越少 如已知d营养级的能量为m 计算至少需要a营养级的能量时 应取最短食物链a d 并以20 的能量传递效率进行计算 即为m 20 计算最多需要a营养级的能量时 应取最长的食物链a b c d 并以10 的能量传递效率分别计算 即为m 10 3 3 如果在食物网中 某一营养级同时从上一营养级的多种生物中获得能量 计算某一生物获得的能量或需要某一生物提供的能量时 首先 要注意某一生物 从不同食物链中获得能量的比例 或某一生物 给不同生物提供能量的比例 然后按照各个单独的食物链分别计算后合并 高考警示 进行具体能量流动计算时切记 顺推 即由 植物 下推 与 逆推 即由高营养级前推 的计算 前者用 乘法 后者用 除法 解析依题意构建食物网 如图所示 从图中可看出 杂食海洋鱼的食物来自3条食物链 分别是 海洋植物 杂食海洋鱼 海洋植物 草食鱼类 杂食海洋鱼 海洋植物 草食鱼类 小型肉食鱼类 杂食海洋鱼 能量传递效率按20 计算 由 得 4 1 2 20 10 kg 由 得 4 1 4 20 20 25 kg 由 得 4 1 4 20 20 20 125 kg 故共消耗海洋植物的量为10 25 125 160 kg 答案d 解析由题干中的 至少 可知 应该按最大传递效率20 计算 a表示动物性食物 乙 所占比例 则1 a表示直接从生产者 甲 获得食物所占比例 故有 1 a x 20 ax 20 20 y 即y 20ax 5x 答案c 思维导图 要点强记1 生态系统的结构包括生态系统的成分和营养结构 食物链和食物网 2 由于能量沿食物链流动时是逐级递减的 所以食物链一般不超过五个营养级 3 太阳能经过生产者的固定进入生物群落 在食物链中以化学能的形式流动 以热能的形式散失 4 生态系统的能量流动具有单向传递 逐级递减的特点 答案d 解析蓝藻 硝化细菌等原核生物在生态系统中属于生产者 但都不是植物 硝化细菌是自养生物 不属于分解者 太阳光是输入生态系统的能量 属于生态系统的非生物的能量 蛔虫寄生在动物肠道内 属于消费者 答案d 解析在食物链中每个个体含有的能量或有机物是不确定的 生产者固定太阳能的总能量是流经生态系统的总能量 大于自身有机物中含有的能量 答案c解析生态系统中 生物的代谢类型不同 在生态系统中的地