高考生物一轮复习 9.34生态系统的能量流动和物质循环课件.ppt

第34课时生态系统的能量流动和物质循环 生产者固定的太阳能及其他形式的能量 食物链 食物网 化学能 热能 2 图解传递过程 见下图 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 贮存在生物体内的能量越来越少 化学能 化学能 热能 逐级递减 判一判 1 生态系统的能量流动指能量的输入和输出过程 答案 解析 还包括传递和转化过程 2 流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能 答案 解析 是生产者固定的太阳能或化学能 3 散失的热能可以被生产者固定再次进入生态系统 答案 解析 生产者只能利用太阳能或化学能 化能合成作用 不能利用热能 4 流经第二营养级的总能量指次级消费者摄入到体内的能量 答案 解析 初级消费者同化的能量 二 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 答案 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 答案 3 研究能量流动 可合理设计人工生态系统 高效利用能量 答案 4 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 答案 三 生态系统的物质循环 判一判 1 参与循环的物质是组成生物体的各种化合物 答案 解析 元素 2 物质循环的范围是生物圈 答案 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 答案 解析 co2 4 化学燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因 答案 5 物质和能量都是往复循环重复利用的 答案 解析 物质循环 能量单向流动不循环 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 答案 1 教材第93页 问题探讨 分析解决问题 2 教材第93页最下面能量流动的分析 3 教材第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 教材第95页图5 8和 资料分析 理解能量流动的特点 5 教材第97页 调查 和 技能训练 提升能力 6 教材第99页生态农业的有关知识 7 结合教材第101页图5 11 解决教材第100页 思考与讨论 几个问题 8 教材第101页温室效应问题 9 教材第102页 探究 土壤微生物的分解作用 10 教材第98页练习一中1 二中1 教材第104页练习一中1和4 答案 生产者固定食物链食物网热能单向流动逐级递减呼吸传递到下一营养级分解者分解物质循环元素无机环境生物群落 典例引领 1 下表是某营养级昆虫摄食植物后能量流动的情况 下列说法不正确的是 考点103提升综合分析能力 生态系统的能量流动分析 a 呼吸作用会有能量散失是能量传递效率不能达到100 的原因之一b 昆虫同化的能量中约有35 用于其生长发育和繁殖c 昆虫的后一个营养级能够获得的能量最多为14kjd 昆虫的前一营养级的能量至少有1000kj 答案 d 解析 摄食量包括粪便量和同化量 同化量用于呼吸作用 生长发育 繁殖和分解者分解 能量传递效率是指该营养级同化量占上一营养级同化量的百分比 昆虫同化的能量中用于其生长发育和繁殖的占70 410 210 约有35 昆虫的后一个营养级能够获得的能量最多为 410 210 20 40kj 昆虫的前一营养级的能量至少有 410 210 20 1000kj 排雷能量流动过程中能量关系 摄入量 同化量 粪便量同化量 用于生长 发育繁殖的能量 呼吸散失的能量生长 发育 繁殖的能量 流入下一营养级能量 流入分解者的能量每个营养级固定的能量有四个去向 流向下一营养级 分解者分解利用 呼吸作用 未被利用 所以能量流动的特点是逐级递减 能量的传递效率在10 20 之间 考点剖析 能量的来源及去向图解 1 消费者摄入能量 a 消费者同化能量 b 粪便中能量 c 即动物粪便中的能量不属于该营养级同化的能量 应为上一个营养级固定或同化的能量 2 消费者同化能量 b 呼吸消耗 d 生长 发育和繁殖 e 3 生长 发育和繁殖 e 分解者分解利用 f 下一营养级同化 i 未被利用 j 即消费者同化能量若为两部分之和是b d e 若为四部分之和是b d f i j 对位训练 1 如图为某生态系统中能量流动图解部分示意图 各代表一定的能量值 下列各项中正确的是 a 表示流经生态系统内部的总能量b 一般情况下 次级消费者增加1kg 生产者至少增加100kgc 生物与生物之间吃与被吃的关系一般不可逆转 所以能量流动具有单向性d 从能量关系看 答案 c 典例引领 2 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 考点104模型构建 能量流动特点及金字塔 解析 从食物链中的能量流动特点来看 营养级越高 在能量流动过程中损失的能量越多 多吃素食 是将人放在初级消费者的层次上 只经过一次能量传递 这样人获得的能量最多 消耗的粮食总量最少 排雷 1 食物链越短 散失的能量越少 这是肉 蛋比粮食贵的原因 从能量流动分析 2 在一条食物链中 由低营养级到高营养级推算 前一营养级比后一营养级含量一定多的指标是 能量 而 数量 和 生物量 均可能出现反例 3 在人工生态系统中因能量可人为补充 可能会使能量金字塔呈现倒置状况 如人工鱼塘中生产者的能量未必比消费者 鱼 多 天然生态系统不会这样 4 某营养级的 粪便 中的能量不同于 尿液 中的能量 前者应归于上一营养级 后者则归于该营养级 提醒同一食物链不同环节能量传递效率往往不完全相同 不涉及 最多 最少 计算时不能按10 或20 而需按具体数值计算 如在食物链a b c d中 能量传递效率分别为a b c 若a的能量为m 则d的能量为m a b c 3 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔不同的金字塔能形象地说明营养级与能量 数量 生物量之间的关系 是定量研究生态系统的直观体现 对位训练 2 下图中甲图表示一个海滩湿地生态系统中部分生物的食物关系 请据图回答问题 1 在该生态系统中 既是分解者又可作为消费者食物的生物是 2 请根据甲图中的生态系统 写出乙图中能量金字塔各营养级的所有生物名称 答案 1 细菌 2 藻类 大米草食草虫 线虫 海螺沼蟹 蜘蛛 典例引领 3 如图是生物圈中碳循环示意图 下列相关分析不正确的是 考点105模型构建 碳循环 a 生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足b a是消费者 c是生产者 各成分间以co2的形式传递碳元素c 对e过度开发利用会打破生物圈中碳循环的平衡d 碳循环过程需要能量驱动 同时又是能量的载体 答案 b 解析 图中a为消费者 b为分解者 c为生产者 d为大气中的co2库 e为化学燃料 在生物群落与无机环境之间以co2的形式传递碳元素 在生物群落之间以有机物的形式传递碳元素 排雷 1 生态系统物质循环的范围中所指的物质主要是组成生物体的基本元素 而不是由这些元素组成的糖类 脂肪和蛋白质等具体物质 2 物质循环的概念中所说的 生态系统 并不是一般的生态系统 而是指地球上最大的生态系统 生物圈 因此物质循环具有全球性 3 碳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 在其他各成分间的传递均是单向的 考点剖析 1 循环特点 1 具有全球性 2 反复循环 2 过程图解及解读 3 温室效应 1 成因 工厂 汽车 飞机 轮船等对化学燃料的大量使用 向大气中释放大量的co2 森林 草原等植被大面积的破坏 大大降低了对大气中co2的调节能力 2 危害 加快极地冰川融化 导致海平面上升 对陆地生态系统和人类的生存构成威胁 3 缓解措施 植树造林 增加绿地面积 开发清洁能源 减少化学燃料的燃烧 4 能量流动与物质循环之间的关系图解 1 从图中可以看出 无机环境为生物成分提供物质和能量 2 生产者主要是指绿色植物 它是消费者和分解者能量的源泉 也是生态系统存在和发展的基础 因此 生产者是生态系统的主要成分 3 绿色植物同化的co2等物质 大约90 需经分解者的分解作用返回无机环境 被生产者重新利用 因此 从物质循环角度看 分解者在生态系统中占有重要地位 4 二者同时进行 相互依存 不可分割 主要体现在 能量的固定 储存 转移和释放离不开物质的合成和分解 物质是能量沿食物链 网 流动的载体 能量是物质在生态系统中往复循环的动力 对位训练 3 如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 增多是温室效应产生的主要原因b 图中箭头不能能量的流动方向c 甲 乙种间关系的调节还需要信息传递的作用d 无机环境中的co2可以来自细胞呼吸 答案 a 典例引领 4 如图是两个生态系统中腐殖质总量随时间的变化情况 这两个生态系统分别是 a a是热带草原 b是热带雨林b a是热带雨林 b是温带草原c a是冻土苔原 b是热带雨林d a是冻土苔原 b是温带草原 答案 c 考点106实验技能提升 土壤微生物的分解作用 的探究活动 解析 腐殖质是落叶等与土壤的混合物 含有大量的未完全分解的动植物残体 对这些残体进行分解的是分解者 分解者在热带雨林中的数量和种类最多 因此在该环境中 腐殖质的数量少 而矿质元素等营养物质的含量高 排雷 1 腐殖质的量与矿质元素的量成反比 2 腐殖质的量主要取决于该环境分解者的分解能力 雨水充足 温度高的热带雨林微生物的分解能力最强 3 人为焚烧落叶层的主要目的是加速物质循环 考点剖析 注 在a1 b1中加入碘液 在a2 b2中加入斐林试剂 对位训练 4 如图表示a b c三地区森林土壤有机物分解状况 则分解者的作用强弱是 a a b cb c b ac c b ad a c b 答案 a 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 利用 拼图法 解决能量流动中的难题 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 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 研究人员在对甲 乙两个不同的生态系统调查后发现 两个生态系统的生产者总能量相同 甲生态系统只有初级和次级消费者 乙生态系统则有初级 次级 三级和四级消费者 如果其他的因素都一样 则下列选项叙述正确的是 a 甲生态系统中现存的消费者的总能量大于乙生态系统中现存的消费者的总能量b 甲生态系统的消费者总能量小于生产者同化的总能量 但乙生态系统则相反 c 甲 乙生态系统的消费者总能量都大于生产者同化的总能量d 乙生态系统的消费者总能量大于甲生态系统的消费者总能量 答案 a 解析 由于消费者的总能量属于生产者同化的总能量的一部分 因此b c项的说法都不正确 随着食物链的延长 能量逐级递减 因此食物链越长的生态系统中 贮存在生物体内的能量越少 乙生态系统中营养级的数量多于甲生态系统 因此乙生态系统中现存的消费者的总能量小于甲生态系统中现存的消费者的总能量 体会能量流动中传递效率的相关计算需注意 1 流入各级消费者的总能量指的是该级消费者同化的总能量 消费者粪便中所含有的能量不能计入其同化的总能量中 因此 同化量 摄入量 粪便中的能量 2 能量传递效率 某一个营养级的同化量 上一个营养级的同化量 3 计算某一生物所获得的最多 最少 的能量规律 设食物链为a b c d 典例 如图表示生物圈中碳循环的部分示意图 甲 乙 丙 丁构成生物群落 箭头 表示循环过程 下列有关说法正确的是 对物质循环过程不理解 不会识别相关图解 a 大气中的气体x是指co2和cob 完成 过程的能量主要是由 过程提供的c 丁经 过程获得的能量占甲 乙 丙总能量的10 20 d 丙处在第三营养级 答案 d 解析 生物群落与无机环境之间的碳循环是以co2的形式进行的 故图中大气中的气体x代表co2 图中甲为生产者 乙为初级消费者 第二营养级 丙为次级消费者 第三营养级 完成 过程的能量主要由太阳能提供 食物链中相邻营养级间的能量传递效率为10 20 错因分析 对涉及物质循环的一些生理过程不清楚 不会判断相关图解中字母表示的各种成分 纠错笔记 1 碳循环过程示意图弄清箭头方向及代表含义 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 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 1 下图是生态系统中能量流经各营养级的示意图 由于呼吸的消耗 上一营养级的能量只能一部分流入下一营养级 以下对图中 呼吸 的理解正确的是 题组一能量流动核心考查 a 指生物在呼吸等新陈代谢和各种活动中消耗的全部能量b 指生物进行有氧呼吸时产生的全部能量c 所有生产者和消费者都进行有氧呼吸和无氧呼吸d 分解者通过呼吸从生产者和消费者那里得到自身生命活动所需要的能量 答案 a 2 如图为一个草原生态系统的营养结构示意图 图中q表示牧草一年固定的太阳能总量 q1 q2 q3分别表示流入昆虫 牲畜 鼠的能量 据图判断 下列叙述错误的是 a 当鼠全部被消灭后 鹰至少要获得0 01q1的能量b 人类利用草原生态系统主要是为了获取更多的第一营养级的能量 c 可通过标记重捕法对鼠的种群密度进行调查d 当此生态系统处于相对稳定状态时 鼠的种群数量的增长速率为0 答案 b 解析 当鼠全部被消灭后 计算鹰至少要获得的能量时 能量传递效率应按10 计算 即q1 10 10 0 01q1 人类利用草原生态系统主要是为了获取更多的牲畜的奶 肉等 牲畜属于第二营养级 3 大气中co2量的变化与碳循环有关 下列相关叙述错误的是 a 增加自养生物的种类和数量有利于降低大气中co2的含量b 大气中co2量的增加主要与异养生物的数量增加有关c 食物链中的碳主要以有机物形式传递d 大气中co2的含量有明显的昼夜变化和季节变化 答案 b 题组二物质循环 解析 自养生物可以利用大气中的二氧化碳来合成自身的有机物 故增加自养生物的种类和数量有利于降低大气中co2的含量 a正确 大气中co2量的增加主要与化学燃料的燃烧有关 b错误 碳在生物群落中以含碳有机物的形式进行传递 c正确 植物的光合作用具有明显的昼夜变化和季节变化 因此大气中co2的含量有明显的昼夜变化和季节变化 d正确 4 下图是生态系统中碳循环示意图 其中 表示碳的流动方向 下列叙述不正确的是 a 在碳循环过程中 同时伴随着能量流动b 由于某种原因造成图中e生物数量大量减少 推测短期内与之相邻的两个营养级生物数量发生的变化是d增加 f减少c 该生态系统的消费者包括图中的d e f bd a c过程中碳主要以co2的形式进行循环 f b以含碳有机物的形式进行流动 答案 c 解析 分析图形 a b d e f均有箭头指向c 则c是无机环境中的二氧化碳库 a c之间为双向箭头 a为生产者 a d e f均有箭头指向b 则b为分解者 d e f为消费者 图示中包含的食物链为a d e f 故e减少 短时间内d增加 f减少 碳在生物群落与无机环境之间主要以co2的形式循环 在生物群落