生态系统的能量流动和物质循课件

生态系统的能量流动和物质循课件第1页，共56页，2023年，2月20日，星期一基础知识梳理一、能量流动1．概念：生态系统中能量的

、传递、

和散失的过程。2．过程(1)输入途径：主要是生产者的

。(2)起点：从

固定太阳能开始。(3)途径：

。输入转化光合作用生产者食物链和食物网第2页，共56页，2023年，2月20日，星期一基础知识梳理(4)过程：第3页，共56页，2023年，2月20日，星期一基础知识梳理3．特点(1)单向流动：能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级，不可

，也不可

。(2)逐级递减：能量在沿食物链流动的过程中是

的，传递效率大约为

。(3)能量金字塔：将单位时间内各个营养级所得到的

数值

绘成图，可形成一个金字塔图形。逆转循环流动逐级递减10%～20%能量由低到高第4页，共56页，2023年，2月20日，星期一基础知识梳理4．意义(1)帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。(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最有益的部分。第5页，共56页，2023年，2月20日，星期一基础知识梳理思考1.消费者摄入的能量、同化的能量、输入的能量与粪便中的能量有什么关系？【思考·提示】同化的能量＝输入的能量＝摄入的能量－粪便中的能量。第6页，共56页，2023年，2月20日，星期一基础知识梳理

二、物质循环

1．概念：组成生物体的

等元素，都不断进行着从

到生物群落，又从

到无机环境的循环过程。这里所说的生态系统是指

，因此又称为

。C、H、O、N、P、S无机环境生物群落生物圈生物地球化学循环第7页，共56页，2023年，2月20日，星期一基础知识梳理2．特点：全球性、物质可被反复利用。3.碳循环(1)无机环境中存在形式：

和碳酸盐。(2)生物群落中主要存在形式：

。(3)无机环境与生物群落之间的循环形式：

。(4)特点：具全球性，可

利用。CO2含碳有机物CO2循环第8页，共56页，2023年，2月20日，星期一基础知识梳理三、能量流动与物质循环的关系1．二者

，彼此相互依存，不可分割。2．物质作为

，使能量沿着食物链(网)流动；能量作为动力，使物质能够不断地在

和

之间循环往返。同时进行能量的载体生物群落无机环境第9页，共56页，2023年，2月20日，星期一基础知识梳理思考

2.有人认为：“物质是能量的载体，物质是往复循环的，能量自然也应该伴随着物质的循环而循环。”你认为这句话对吗？如果有错误，请指出错因。第10页，共56页，2023年，2月20日，星期一基础知识梳理【思考·提示】不对。这句话很难从字面上挑出错误。实际上采用了“汉字(词)”的通用方法，偷换了概念。“物质是能量的载体”中的“物质”是指含有化学能的有机物质(如糖类、脂质、蛋白质)，而“物质是循环往复的”中的“物质”则是指基本元素(如C、H、O、N、P…)，二者本质含义根本不同。第11页，共56页，2023年，2月20日，星期一核心要点突破一、生态系统的能量流动1．能量流动特点(1)生态系统中能量流动是单向的。在生态系统中，能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级，不可逆转，也不能循环流动。第12页，共56页，2023年，2月20日，星期一核心要点突破(2)能量在流动过程中是逐级递减的。输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流入下一个营养级，能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的。一般来说，在输入到某一个营养级的能量中，只有10%～20%的能量能够流到下一个营养级，也就是说，能量在相邻两个营养级间的传递效率大约是10%～20%。第13页，共56页，2023年，2月20日，星期一核心要点突破2．每一营养级具体的能量流动情况第14页，共56页，2023年，2月20日，星期一核心要点突破理解流入每一营养级的能量去向可从以下两个角度分析：(1)定量不定时分析：流入某一营养级的一定量的能量在足够长的时间内的去路可有三条：①自身呼吸散热消耗；②流入下一营养级；③被分解者分解利用。但这一定量的能量不管如何传递，最终都以热能形式从生物群落中散失，生产者源源不断地固定太阳能，才能保证生态系统能量流动的正常进行。第15页，共56页，2023年，2月20日，星期一核心要点突破(2)定量定时分析：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：①自身呼吸散热消耗；②流入下一营养级；③被分解者分解利用；④未被自身呼吸消耗，也未被后一营养级和分解者利用，即“未利用”。如果是以年为单位研究，第④部分的能量将保留给下一年。第16页，共56页，2023年，2月20日，星期一核心要点突破【易误警示】

(1)生产者的同化量就是生产者固定的太阳能总量。(2)真正流入下一营养级的能量，应该是该生物的同化量，即同化量＝摄入量－粪便量。(3)粪便实际上是上一营养级的未被利用的成分，通过分解者将其分解。第17页，共56页，2023年，2月20日，星期一核心要点突破即时应用1．如下图为生态系统中能量流动图解部分示意图，①②③④各代表一定的能量值，下列各项中正确的是(

)第18页，共56页，2023年，2月20日，星期一核心要点突破A．①表示流经生态系统内部的总能量B．一般情况下，三级消费者增加1kg，至少需要生产者100kgC．生物与生物之间捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具单向性D．从能量关系看②≥③＋④第19页，共56页，2023年，2月20日，星期一核心要点突破解析：选C。该生态系统的总能量应该是生产者固定的总能量。三级消费者增加1第20页，共56页，2023年，2月20日，星期一核心要点突破二、生态金字塔如果将单位时间内各个营养级所得到的能量数值由低到高绘制成图，可形成一个能量金字塔。根据生态系统内各个营养级的生物的数量和生物量的数值，可绘制成数量金字塔和生物量金字塔。现在把它们比较如下：第21页，共56页，2023年，2月20日，星期一核心要点突破类型项目能量金字塔数量金字塔形生物量金字塔形状第22页，共56页，2023年，2月20日，星期一核心要点突破

类型项目能量金字塔数量金字塔形生物量金字塔特点正金字塔形一般为正金字塔形，有时会出现倒金字塔形一般为正金字塔形象征含义能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减生物量(现存生物有机物的总质量)沿食物链升高逐级递减每一级含义每一营养级生物所含能量的多少每一营养级生物个体的数目每一营养级生物的有机物总量第23页，共56页，2023年，2月20日，星期一核心要点突破即时应用2．一片树林中，树、昆虫和食虫鸟类的个体数比例关系如图所示。下列选项中正确表示树、昆虫、食虫鸟之间的能量流动关系的是(选项方框面积表示能量的大小)(

)第24页，共56页，2023年，2月20日，星期一核心要点突破解析：选C。本题要求学生正确区别生物个体数量金字塔与能量金字塔之间的关系。题目给出的是树、昆虫、食虫鸟三者的生物个体数量金字塔，要求从选项中选出树、昆虫和食虫鸟三者的能量金字塔。根据生态系统能量流动逐级递减的情况，我们很容易确定C项是三者之间的能量关系。第25页，共56页，2023年，2月20日，星期一核心要点突破三、生态系统物质循环的实例——碳循环第26页，共56页，2023年，2月20日，星期一核心要点突破由图分析：1．大气中CO2的来源

(1)生产者、消费者的呼吸作用；

(2)分解者的分解作用；

(3)化学燃料的燃烧。第27页，共56页，2023年，2月20日，星期一核心要点突破2.目前由于碳循环平衡被打破，对形成温室效应的分析

(1)大气中CO2含量持续增加的原因①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。②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。第28页，共56页，2023年，2月20日，星期一核心要点突破(2)危害①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。②改变了降雨和蒸发机制，影响农业和粮食资源生产。

(3)缓解措施①植树造林，增加绿地面积②开发清洁能源，减少化学燃料燃烧。第29页，共56页，2023年，2月20日，星期一核心要点突破【易误警示】

(1)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，其他各成分间的传递均是单向的。(2)大气中的碳元素进入生物群落，主要是绿色植物的光合作用，此外还有硝化细菌等的化能合成作用。第30页，共56页，2023年，2月20日，星期一核心要点突破3．物质循环与能量流动的关系项目能量流动物质循环形式以有机物为载体主要是无机物特点单向传递、逐级递减往复循环范围生物群落生物圈(全球性)联系同时进行、相互依存、不可分割(1)能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解(2)物质是能量沿食物链(网)流动的载体(3)能量是物质在生态系统中往复循环的动力第31页，共56页，2023年，2月20日，星期一核心要点突破即时应用3．下列有关碳循环的叙述正确的是(

)A．光合作用是CO2进入生物群落的唯一途径B．动物细胞的无氧呼吸是大气CO2的产生途径之一C．没有分解者，碳循环仍可保持平衡状态D．初级消费者通过消化系统摄入生产者合成的含碳有机物第32页，共56页，2023年，2月20日，星期一核心要点突破解析：选D。考查生态系统中的碳循环。在碳循环过程中，CO2通过光合作用和化能合成作用进入生物群落；动物细胞只能通过有氧呼吸产生CO2进入大气；分解者的分解是大气中CO2的主要来源，保持碳循环的平衡状态。第33页，共56页，2023年，2月20日，星期一核心要点突破4．下图是生态系统中某元素循环的模式图，对该图说明不正确的是(

)第34页，共56页，2023年，2月20日，星期一核心要点突破A．这是碳元素的循环B．A与B两种生物是生态系统不可缺少的成分C．①是光合作用，②、③是呼吸作用，④是微生物的分解作用D．该物质循环带有全球性答案：B第35页，共56页，2023年，2月20日，星期一实验专题探究1．实验假设案例1微生物能分解落叶使之腐烂案例2微生物分解淀粉探究土壤微生物的分解作用第36页，共56页，2023年，2月20日，星期一实验专题探究2．实验设计与结论第37页，共56页，2023年，2月20日，星期一实验专题探究案例1案例2实验假设微生物能分解落叶使之腐烂微生物能分解淀粉实验设计实验组对土壤高温处理A杯中加入30mL土壤浸出液对照组对土壤不做任何处理B杯中加入30mL蒸馏水自变量土壤中是否含微生物烧杯中是否含微生物实验现象在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组AA1不变蓝A2产生砖红色沉淀BB1变蓝B2不变色结论分析微生物对落叶有分解作用土壤浸出液中的微生物能分解淀粉第38页，共56页，2023年，2月20日，星期一实验专题探究实战演练探究“土壤微生物对淀粉的分解作用”①将取自农田、林地或花盆等处的土壤放入里面垫有纱布的烧杯中，加水搅拌，然后将纱布连同土壤一起取出，将留在烧杯中的土壤浸出液静置一段时间备用。第39页，共56页，2023年，2月20日，星期一实验专题探究实验步骤试管A试管B一加入2mL淀粉糊加入2mL淀粉糊二加入30mL土壤浸出液加入30mL蒸馏水第40页，共56页，2023年，2月20日，星期一实验专题探究②在室温(20℃左右)下，放置7d后，分别取A、B两烧杯中的溶液2mL，各放入两支试管A1、A2、B1、B2中。A1A2B1B2加入试剂碘液斐林试剂碘液斐林试剂现象第41页，共56页，2023年，2月20日，星期一实验专题探究回答下列问题：(1)上述实验过程中实验组和对照组分别是什么？单一变量是什么？(2)A、B两试管中加碘液的目的是什么？加斐林试剂是想验证哪种物质的存在，原理是什么？(3)试管中加入斐林试剂后，能否得到预期结果，还需什么条件？(4)在问题(3)改进的基础上，改进后实验过程中的实验现象是什么？第42页，共56页，2023年，2月20日，星期一实验专题探究答案：(1)实验组是试管A，对照组是试管B，单一变量是土壤浸出液中的微生物。(2)验证淀粉是否被水解完全；验证可溶性还原糖(葡萄糖)。原理是：斐林试剂可以与葡萄糖、麦芽糖、果糖等还原糖在50～60℃的水浴加热条件下呈现砖红色。(3)不能，还需50～60℃的水浴加热2min。(4)A不变蓝，出现砖红色沉淀；B变蓝，不出现砖红色沉淀。第43页，共56页，2023年，2月20日，星期一(2009年高考江苏卷)下列4种现象中，不适宜用生态系统中能量流动规律进行合理分析的是(

)A．虎等大型肉食动物容易成为濒危物种B．蓝藻易在富营养化水体中爆发C．饲养牛、羊等动物，成本低、产量高D．巨大的蓝鲸以微小的浮游动物为食高频考点例析考点一能量流动的实例分析例1第44页，共56页，2023年，2月20日，星期一高频考点例析

【解析】生态系统中的能量是沿食物链从低营养级到高营养级单向流动的，且逐级递减。富营养化水体中爆发蓝藻是N、P含量过多导致的。【答案】

B第45页，共56页，2023年，2月20日，星期一高频考点例析考点二能量流动和物质循环的关系例2(2009年高考重庆卷)下图是某森林生态系统物质和能量流向示意图，h、i、j、k表示不同用途的有机物(j是未利用部分)，方框大小表示使用量，下列叙述正确的是(

)第46页，共56页，2023年，2月20日，星期一高频考点例析

第47页，共56页，2023年，2月20日，星期一高频考点例析

A．进入该生态系统的CO2量与各h产生的CO2总量相等B．生产者中i的量大于被初级消费者同化的有机物的量C．流向分解者的k可被生产者直接吸收利用D．流向该生态系统的物质和能量可循环利用第48页，共56页，2023年，2月20日，星期一高频考点例析

【解析】据图判断，h表示各营养级呼吸消耗的有机物，i表示被下一营养级摄入的有机物，k表示通过生物的遗体、粪便等流入分解者的有机物。进入该生态系统的CO2量即生产者固定的CO2量，大于各营养级的h分解消耗产生的CO2总量，A项错误；流向分解者的有机物(k)经分解者分解为CO2和无机盐后才能被生产者利用，C项错误；在生态系统中，物质可循环利用，能量只能单向传递，不能循环利用，D项错误。【答案】

B第49页，共56页，2023年，2月20日，星期一高频考点例析考点三关于生态系统的综合考查例3(2009年高考全国卷Ⅰ)某种植玉米的农场，其收获的玉米子粒既作为鸡的饲料，也作为人的粮食，玉米的秸秆则加工成饲料喂牛，生产的牛和鸡供人食用。人、牛、鸡的粪便经过沼气池发酵产生的沼气作为能源，沼渣、沼液作为种植玉米的肥料。据此回答(不考虑空间因素)：第50页，共56页，2023年，2月20日，星期一高频考点例析

(1)请绘制由鸡、牛、玉米和人组成的食物网。

(2)牛与鸡之间________(有、无)竞争关系，理由是____________________________________________________________________________________________________。人与鸡的种间关系是____________，人与牛的种间关系是____________。第51页，共56页，2023年，2月20日，星期一高频考点例析

(3)流经该农场生态系统的总能量来自________所固定的________，无机环境中的碳以________形式进入该人工群落。

(4)假设该农场将生产玉米的1/3作为饲料养鸡，2/3供人食用，生产出的鸡供人食用。现调整为2/3的玉米养鸡，1/3供人食用，生产出的鸡仍供人食用。理论上，该农场供养的人数将会________(增多、不变、减少)，理由是________________________________________