高考生物一轮复习 第九单元 生物与环境 第4课 生态系统的能量流动和物质循环课件 新人教版.ppt

第4课生态系统的能量流动和物质循环 考点一生态系统的能量流动 必备知识回顾 1 能量流动的概念 生态系统中能量的 的过程 输入 传递 转化和散失 2 能量流动的过程 1 能量流经第二营养级的过程 c代表 流入某一营养级 最高营养级除外 的能量的去向 d e 用于生长 发育 繁殖等生命活动的能量 i f 被分解者分解利用 j 未被利用的能量 初级消费者粪便中的能量 自身呼吸作用中散失 流入下一营养级 2 能量流经生态系统的过程 初级 三级 呼吸 流经生态系统的总能量 能量流动渠道 能量传递形式 有机物中的 能量散失途径 各种生物的 代谢过程 能量散失形式 生产者固定的太阳能 食物链和食物网 化学能 呼吸作用 热能 3 能量流动的两个特点 低 高 热能 10 20 呼吸消耗 分解者 4 生态金字塔的类型及特点 能 量 逐级 递减 递减 倒置 5 研究能量流动的意义 1 帮助人们科学规划 设计人工生态系统 使能量得到 的利用 2 帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系 使能量持续高效地流向对人类 的部分 最有效 最有益 特别提醒 能量流动的两点提醒 1 某营养级 粪便 中的能量应属于上一营养级的同化量或上一营养级被分解者分解的能量的一部分 如兔粪便中的能量不属于兔的同化量 而是草同化量的一部分 2 未被利用的能量 研究时间内部分个体既未被下一营养级捕食 也未死亡 能量没有流向分解者 即生物每年的积累量 最终也将被分解者利用 核心素养提升 典例示范 2018 抚州模拟 如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值 单位为103kj m2 y 请据图回答下列问题 导学号14120199 1 该生态系统中流入生物群落的总能量来源于 2 生产者 植食性动物同化的总能量分别是 3 生产者 植食性动物的能量传递效率是 结果保留一位小数 4 假设能量全部来自生产者 按照理论上最高的传递效率 肉食性动物的同化量增加100kj 则需要生产者同化量增加 kj 素养解读 本题主要考查的核心素养是科学思维 具体表现在两个角度 解析 1 输入该生态系统的总能量来自生产者固定的太阳能和输入的 饲料 有机物中的化学能 2 肉食性动物固定的总能量 0 25 0 05 2 1 5 1 7 5 103kj m2 y 植食性动物固定的总能量 7 5 5 0 5 4 9 16 103kj m2 y 生产者固定的总能量 16 2 3 70 23 110 103kj m2 y 3 生产者 植食性动物的能量传递效率 植食性动物固定的能量中来自生产者的能量 生产者固定的总能量 100 16 2 110 100 12 7 4 相邻两个营养级之间的能量传递效率理论上为10 20 最高传递效率为20 肉食性动物同化量增加100kj 则需要生产者同化量增加100 20 20 2500 kj 答案 1 光能和输入的有机物中的化学能 2 110 103kj m2 y 16 103kj m2 y 3 12 7 4 2500 母题变式 变式1能量流动过程的理解图中植食性动物和肉食性动物粪便中的能量 分别包含在图中数字 所代表的能量之中 23 9 变式2对能量流动特点的理解捕获鱼塘中营养级较高的鱼类 若要获得较高的产量 根据图中数据可以预测 需要补充的有机物较多 原因是 能量沿食物链传递时逐级递减 方法规律 能量流动中的最值计算方法 1 若题干中未具体说明 则一般认为能量传递的最低效率为10 最高效率为20 则 在食物链中 在食物网中 2 能量传递效率的有关 定值 计算 已确定营养级间能量传递效率的 不能按 最值 法计算 而需按具体数值计算 例如 在食物链a b c d中 a b b c c d的能量传递效率分别为a b c 若a的能量为m 则d获得的能量为m a b c 如果是在食物网中 某一营养级同时从上一营养级多种生物获得能量 且各途径所获得的生物量比例确定 则按照各单独的食物链进行计算后合并 高考角度全练 角度一能量流动过程分析1 2015 海南高考 关于草原生态系统能量流动的叙述 错误的是 a 能量流动包括能量的输入 传递 转化和散失的过程 b 分解者所需的能量可来自各营养级生物所储存的能量c 生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量d 生产者固定的能量除用于自身呼吸外 其余均流入下一营养级 解析 选d 本题考查能量流动的有关知识 生态系统的能量流动包括能量的输入 传递 转化和散失的过程 a项正确 分解者所需的能量可来自各营养级生物同化储存的能量 b项正确 在生态系统中物质可以循环利用 而能量必须来自系统之外 所以生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量 c项正确 生产者固定的能量除用于自身呼吸外 其余均流入下一营养级和分解者 d项错误 2 如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 下列说法中不正确的是导学号14120200 a 生物与生物之间的捕食关系不可逆转 所以能量流动具有单向性b 中包含了三级消费者粪便中的能量c 第二营养级流向第三营养级的能量传递效率为 100 d 在人工饲养的高密度鱼塘生态系统中 表示流经该生态系统的总能量 解析 选d 生物与生物之间的捕食关系不可逆转 所以能量流动具有单向性 a正确 三级消费者粪便中的能量是它的上一个营养级次级消费者流向分解者的能量 故 中包含了三级消费者粪便中的能量 b正确 是初级消费者同化的能量 是次级消费者同化的能量 所以第二营养级流向第三营养级的能量传 递效率为 100 c正确 在人工饲养的高密度鱼塘生态系统中 能量的主要来源是人工喂食的饲料 有机物 故 人工喂食的饲料 有机物 中的化学能表示流经该生态系统的总能量 d错误 角度二能量流动特点及应用3 2016 全国卷 我国谚语中的 螳螂捕蝉 黄雀在后 体现了食物链的原理 若鹰迁入了蝉 螳螂和黄雀所在的树林中 捕食黄雀并栖息于林中 下列叙述正确的是 a 鹰的迁入增加了该树林中蝉及其天敌的数量b 该生态系统中细菌产生的能量可流向生产者c 鹰的迁入增加了该生态系统能量消耗的环节d 鹰的迁入改变了该生态系统能量流动的方向 解析 选c 题干中包含的食物链 植物 蝉 螳螂 黄雀 鹰 鹰的迁入会导致黄雀减少 螳螂增加 蝉减少等变化 a错误 该生态系统中细菌产生的能量不参与能量流动 生产者一般是通过光合作用固定太阳能 b错误 鹰的迁入使该生态系统由4个营养级变为5个营养级 增加了该生态系统能量消耗的环节 c正确 鹰的迁入使营养级增多了 食物链还是只有一条 能量流动的方向未改变 d错误 4 2018 长沙模拟 下列关于生态系统的能量流动的叙述中 错误的是 a 由于生态系统的能量流动是逐级递减的 所以营养级越高则所同化的能量就越少b 由于散失的热能不能被生产者重新固定 所以生态系统的能量流动是单向不可循环的 c 延长食物链可以提高能量传递的效率d 能量流动和物质循环的渠道都是食物链和食物网 解析 选c 生态系统中的能量沿食物链流动时 部分能量以热能的形式散失 部分能量被分解者利用 所以营养级越高同化的能量就越少 a正确 生产者只能固定光能或化学能 而不能固定每个营养级及分解者所散失的热能 所以生态系统的能量流动是单向的 b正确 延长食物链可以提高能量利用率 而不能提高能量传递效率 c错误 能量流动和物质循环的渠道都是食物链和食物网 d正确 易错提醒 能量传递效率与能量利用率的辨析 1 能量传递效率 指相邻两个营养级之间同化能量的比值 一般为10 20 2 能量利用率 指流入人体中的能量占生产者同化量的比值 物质的多级利用可以提高能量利用率 但不能提高能量传递效率 5 2018 武汉模拟 如图表示某一生态系统的能量金字塔 其中 分别代表不同的营养级 e1 e2代表能量的形式 下列叙述正确的是 a 和 是实现物质循环的关键生态成分b 该图所示的食物网中只有1条食物链 c e1表示的能量主要是通过光合作用所固定的能量d 能量可在食物链中循环利用 解析 选c 图中 代表生产者 则e1表示的能量主要为生产者通过光合作用固定的能量 和 都代表消费者 实现物质循环的关键生态成分是生产者和分解者 每一营养级的生物种类可能有很多 该图所示的食物网可能由很多条食物链组成 生态系统中能量流动是单向的 能量不能循环利用 6 2015 福建高考改编 如图为某湖泊食物网及其能量传递示意图 图中数字为能量数值 单位是 j m 2 a 1 下列叙述正确的是导学号14120201 a 该食物网中最高营养级为第六营养级b 输入该湖泊的总能量为31920j m 2 a 1c 太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1357j m 2 a 1d 该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统 解析 选b a项 该食物网中最长的食物链为浮游植物 浮游动物 幽蚊幼虫 太阳鱼 鲈鱼 最高营养级鲈鱼属于第五营养级 b项 输入浮游植物的能量为31920j m 2 a 1 即输入该湖泊的总能量为31920j m 2 a 1 c项 一个营养级所同化的能量 一部分流入下一个营养级 还有一部分用于自身 呼吸消耗和流向分解者等 题目中1357是1483 太阳鱼总同化量 减去126 下一营养级同化量 得到的 因此太阳鱼呼吸作用消耗的能量比1357j m 2 a 1要少 d项 生态系统的组成成分包括生产者 消费者 分解者和无机环境 而食物网中只有生产者和消费者 无分解者 所以食物网中的生物与无机环境不能构成生态系统 延伸探究 1 在题中食物网中太阳鱼占有第 营养级 其同化的能量去向是 2 若因某种因素导致幽蚊幼虫大量减少 则太阳鱼的数量会 填 增多 或 减少 原因是 三 四 呼吸消耗 流向下一营养级 被分 解者分解利用 增多 食物链 缩短 获得能量增多 加固训练 如图甲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 现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 图乙中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同化的能量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是包含在c中的 解析 选d 由图可知 c c1分别是生产者流入初级消费者 初级消费者流入次级消费者的能量 即初级消费者 次级消费者同化的能量 b c d e为生产者固定的能量 即本年度流入该生态系统的总能量 b和d b1和d1 b2和d2 之一可代表粪便 遗体残骸等传递给分解者的能量 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 应包含在b或d中 考点二生态系统的物质循环及其与能量流动之间的关系 必备知识回顾 1 概念 化学元素 生物群落 无机环境 全球性 2 碳循环 1 请写出图中各标号的名称 a b c d e f 生产者 消费者 呼吸作用 光合作用和 化能合成作用 呼吸作用 化石燃料的燃烧 2 碳的存在形式与循环形式 在生物群落和无机环境间 主要以 形式循环 在生物群落内部 以 形式传递 在无机环境中 主要以 形式存在 co2 含碳有机物 co2和碳酸盐 3 碳进入生物群落的途径 生产者的 和 4 碳返回无机环境的途径 生产者 消费者的 分解者的 实质是呼吸作用 的燃烧 光合作用 化 能合成作用 呼吸作用 分解作用 化石燃料 3 碳循环的破坏 温室效应 1 形成原因 大量化石燃料的燃烧 导致大气中的 含量迅速增加 打破了生物圈中碳循环的平衡 2 主要影响 使 加快极地和高山冰川的融化 导致海平面上升 进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁 co2 气温升高 3 解决思路 植树造林 开发清洁能源 减少化石燃料燃烧 4 能量流动与物质循环之间的关系 1 区别 有机物中的 化学能 含碳有机物 单向流动 逐级递减 生物圈 2 联系 两者是同时进行的 彼此相互依存 不可分割 物质作为能量的 使能量沿着 流动 能量作为 使物质能够不断地在 和 之间循环往返 载体 食物链 网 动力 生物群落 无机环境 核心素养提升 典例示范 2018 湛江模拟 下面为生态系统碳循环示意图 图中甲 乙 丙代表生态系统的成分 数字表示碳的流动 有关叙述正确的是 a 图中生产者 乙 丙 甲构成了两条食物链b 为co2形式 为有机物形式c 之和等于生产者同化的碳的总量d 经 流向乙的碳全部储存于乙体内的有机物中 素养解读 本题主要考查的核心素养是生命观念和科学思维 具体表现在 解析 选b 题图中甲为空气中的co2 乙为消费者 丙为分解者 食物链中不包括分解者与非生物的物质和能量 a项错误 图中的 表示生产者 分解者和消费者呼吸作用产生的co2 表示生产者固定的co2 表示生物之间的有机物传递 b项正确 生产者同化的碳的去向包括 包含在 中 c项错 误 生产者流向消费者的碳部分储存在乙的有机物中 还有部分因呼吸作用而散失 d项错误 母题变式 变式1碳循环过程分析作为完整的碳循环 图示还缺少的环节是 生产者 消 费者遗体成为化石燃料 化石燃料燃烧 变式2碳循环特点图示碳循环过程不能在农田生态系统中完成 具体原因是什么 提示 农田生态系统需要向系统内输入物质 向系统外输出粮食 方法规律 三看法 快速确认碳循环的各环节 高考角度全练 角度一碳循环过程分析1 2018 衡水模拟 如图表示生态系统四种成分之间的关系 以下相关叙述中正确的是 a 1和2所包含的所有种群构成群落b 3代表的一定是原核生物c 4可以表示大气中的co2库d 可代表光合作用 代表呼吸作用 解析 选c 图中1与4之间可以进行双向的物质交换 而1与2均指向3 1有3个箭头指出 4有3个箭头指入 可以判断出1 2 3 4分别是生产者 消费者 分解者 非生物的物质和能量 1与2所包含的种群不能构成群落 还缺分解者 故a错误 3 分解者 中既有原核生物 也有真核生物 故b错误 4可以代表大 气中的co2库 那么 过程可代表光合作用 过程代表呼吸作用 而 表示捕食关系 故c正确 d错误 2 2018 西安模拟 如图是某城市人工湿地示意图 需要补充完善的碳循环过程包括 a 植物大气中co2b 动物大气中co2c 植物大气中co2和动物大气中co2d 以上均错误 解析 选c 图中只有生物成分之间及微生物与大气中co2间的碳流动过程 缺乏植物和动物与大气中co2交换过程 大气中co2进入生物群落主要依赖于植物的光合作用 生物群落中的碳进入大气主要通过植物 动物和微生物的呼吸作用 图中已有微生物的分解作用 故c项正确 角度二物质循环和能量流动分析3 2018 正定模拟 下列关于生态系统中物质循环和能量流动的叙述 正确的是 a 富营养化水体出现水华现象 可以说明能量流动的特点b 生态系统中能量的初始来源只有太阳能 c 食物链各营养级中10 20 的能量会被分解者利用d 无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用 解析 选d 水华现象与水体中n p增多而引起藻类大量繁殖有关 体现了物质的利用 未体现出能量流动的特点 a错误 生态系统中能量的初始来源包括太阳能 光合作用固定 和氧化无机物时释放的化学能 化能合成作用 b错误 食物链各营养级中10 20 的能量流向下一营养级 c错误 无机环境和生物群落间物质可以循环往返 d正确 4 图1是某生态系统碳循环示意图 其中a b c d是生态系统内各生物成分 1 2 3 4 5 6表示有关的生理过程 图2为该生态系统中某一食物链及部分能量流动情况 下列说法正确的是导学号14120202 a 在图1中 b c分别属于初级消费者 生产者b 图1中能表示呼吸作用过程的只有2 4 5c 如果a发生瘟疫 d的数量将先增加后减少最后趋于稳定d 在图2的食物链中 的值代表兔与狼 生物之间 的能量传递效率 解析 选c 图1中c是生产者 b是分解者 d是初级消费者 a是次级消费者 a错误 图1中的过程3是分解者的分解作用 其实质也是呼吸作用 b错误 如果次级消费者a因发生瘟疫而数量减少 则初级消费者的数量会增加 增加后会导致生产者数量减少 d又会因食物减少而数量减少 最后趋于相对稳定状态 c正 确 图2中的 和 代表兔和狼的摄入量而不是同化量 所以 的值不能代表兔与狼 生物之间 的能量传递效率 d错误 加固训练 2018 邯郸模拟 如图是生物圈中碳循环示意图 下列相关分析不正确的是 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 碳的循环过程需要能量驱动 同时又是能量的载体 解析 选b 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为化石燃料 碳元素在生物群落与无机环境之间以co2的形式循环 在生物群落内部以有机物的形式传递 科学探究系列作出实验假设 模板构建 典例 某些养鱼户在养鱼过程中经常撒入一定量的化肥 这样有利于鱼类快速生长 但另一些养鱼户在向鱼塘中加入化肥几天后 发现池水变绿随后出现鱼类大量死亡的现象 某生物兴趣小组欲探究引起池水 变绿的原因是否与化肥有关 请你帮他们完成实验过程 供选实验材料 裸藻培养液 滴管 酵母菌培养物 试管及试管塞 试管架 玻璃标记笔 浓度为0 05mol l的化肥水 自来水 浓度为0 1mol l的化肥水 显微镜 载玻片 盖玻片 吸水纸等 1 实验假设 2 实验步骤 取3支试管 标号为a b c 分别 各试管均加入 振荡摇动试管多次进行观察 各试管置于相同的适宜光照下 每隔一定时间重复 过程 3 结果预测及结论 则说明化肥水不能促使藻类快速生长繁殖 化肥不是引起池水变绿的原因 则说明 解析 1 本实验的目的是探究引起池水变绿的原因是否与化肥有关 自变量是化肥 因变量是池水变绿 可以作出实验假设 化肥是引起池水变绿的原因 或 化肥不是引起池水变绿的原因 2 应设置自变量 根据实验材料提供的物质 可以选择不同浓度的化肥水 同时用蒸馏水作为对照 应加入实验材料 实验材料提供了 裸藻培养液 3 实验结果的预测要根据实验假设提出 若假设 化肥不是引起池水变绿的原因 则三组池水水质应相同 若假设 化肥是引起池水变绿的原因 则a b c三支试管中的绿色逐渐加深 答案 1 化肥是引起池水变绿的原因 答案合理即可 2 加入等量的自来水 0 05mol