高考生物一輪總復習 第5章 第23節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質循環(huán)課件（必修3）.ppt

第2 3節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質循環(huán) 一 能量流動 1 對能量流動的理解 轉化 固定太陽能 1 概念 生態(tài)系統(tǒng)中能量的 傳遞 和 散失的過程 固定的太陽能總量 食物鏈 食物網(wǎng) 2 起點 生產(chǎn)者 開始 3 總量 生產(chǎn)者 4 流動渠道 和 輸入 2 能量流動的過程 1 寫出圖中甲 乙 丙 丁 戊所代表的內容 甲 乙 丙 丁 戊 生產(chǎn)者 初級消費者 次級消費者 呼吸作用 分解者 2 通過上述圖解可看出生產(chǎn)者 初級消費者 次級消費者 能量流動相同的三個方向 呼吸作用 同化 分解者 通過 以熱能的形式散失 被下一營養(yǎng)級 被 分解利用 3 能量流動的特點及意義 1 能量傳遞效率 指 之間 的比 值 相鄰兩個營養(yǎng)級 同化量 單向流動 逐級遞減 2 能量流動的兩個特點 3 研究意義 幫助人們科學規(guī)劃 設計 使能量得到最有效的利用 幫助人們合理地調整生態(tài)系統(tǒng)中的 關系 使能量持續(xù)高效地流向 的部分 人工生態(tài)系統(tǒng) 能量流動 對人類最有益 二 物質循環(huán)1 概念 組成生物體的各種元素在 與 間不斷循環(huán)的過程 2 特點 反復利用 3 意義 通過能量流動和物質循環(huán)使生態(tài)系統(tǒng)中的各種組成成分緊密地聯(lián)系在一起 形成一個統(tǒng)一整體 無機環(huán)境 生物群落 全球性 循環(huán)流動 4 實例 碳循環(huán) co2 co2 1 碳在無機環(huán)境中的存在形式 和碳酸鹽 2 循環(huán)形式 主要 3 循環(huán)過程 碳從無機環(huán)境到生物群落是通過 作用 作用實現(xiàn)的 從生物群落到無機環(huán)境則是通過 和 實現(xiàn) 光合 化能合成 呼吸作用 微生物的分解 5 物質循環(huán)與能量流動的聯(lián)系 物質循環(huán)和能量流動是同時進行 相互依存 不可分割的 原因是 1 能量的固定 儲存 轉移和釋放 離不開物質的合成和 分解 食物鏈 網(wǎng) 能量 2 物質是能量沿 流動的載體 3 是物質在生態(tài)系統(tǒng)中往復循環(huán)的動力 判斷正誤 1 生產(chǎn)者固定的能量一定是太陽能 2 食物鏈和食物網(wǎng)是生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構 生態(tài)系統(tǒng)的物 質循環(huán)和能量流動就是沿著這些渠道進行的 3 虎等大型肉食動物容易成為瀕危物種 可用生態(tài)系統(tǒng)中 能量流動規(guī)律進行合理分析 答案 1 2 3 考點一能量流動過程及特點1 能量流動圖解 2 能量去向 流入某一營養(yǎng)級 最高營養(yǎng)級除外 的能量去向可從以下兩個角度分析 定量不定時 定量定時 流入某一營養(yǎng)級的一定量的能量在一定時間內的去路可有四條 a 自身呼吸消耗 b 流入下一營養(yǎng)級 c 被分解者分解利用 d 未被自身呼吸消耗 也未被下一營養(yǎng)級和分解者利用 即 未利用 如果是以年為單位研究 這部分的能量將保留到下一年 動物同化的能量不等于攝入的能量 同化量為每一營養(yǎng)級通過攝食并轉化成自身有機物的能量 攝入量是消費者攝入的能量 同化量 攝入量 糞便量 2 能量流動的特點 1 單向流動 能量流動是沿食物鏈進行的 食物鏈中各營養(yǎng)級之間的 關系是長期自然選擇的結果 是不可逆轉的 各營養(yǎng)級通過呼吸作用所產(chǎn)生的熱能不能被生物群落重 復利用 因此能量流動無法循環(huán) 2 逐級遞減 各營養(yǎng)級生物都會因呼吸作用消耗大部分能量 各營養(yǎng)級的能量總有一部分不能被下一營養(yǎng)級利用 這 一部分最終流入分解者 能量傳遞效率為10 20 見下圖 3 生態(tài)金字塔 能量金字塔 數(shù)量金字塔 生物量金字塔三者都是用來說明食物鏈中能量流動情況的 三者統(tǒng)稱為生態(tài)金字塔 續(xù)表 方法技巧 利用 拼圖法 巧解能量流動的相關計算 1 輸入第一營養(yǎng)級的能量 w1 即生產(chǎn)者的同化量被分為兩部分 一部分在生產(chǎn)者的呼吸作用中以熱能的形式散失 a1 一部分則用于生產(chǎn)者的生長 發(fā)育和繁殖 b1 c1 d1 而后一部分能量中包括現(xiàn)存的植物體b1 流向分解者的c1 流向下一營養(yǎng)級的d1 2 第一營養(yǎng)級向第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率 d1 w1 100 第二營養(yǎng)級向第三營養(yǎng)級的能量傳遞效率 d2 d1 100 高考探究 考向1能量流動的特點 例1 2014年山東卷 6月8日是世界海洋日 海洋是生物圈的重要組成部分 與人類的生存和發(fā)展息息相關 1 根據(jù)圖甲分析 要獲得最大持續(xù)捕撈量 捕撈后大黃魚種群數(shù)量應處于 點 用標志重捕法調查大黃魚種群密度時 若標記個體更易于被捕食 則種群密度的估計值 填 偏高 偏低 或 不變 2 海洋魚類生活在不同的水層 這體現(xiàn)了生物群落的 結構 新建碼頭的樁柱表面很快被細菌附著 隨后依次出現(xiàn)硅藻 藤壺 牡蠣等 該過程稱為 3 圖乙表示某海域能量流動簡圖 a b c d表示生態(tài)系統(tǒng)的組成成分 圖中 和 填字母 在碳循環(huán)過程中起著關鍵作用 能量在第一營養(yǎng)級和第二營養(yǎng)級之間的傳遞效率為 4 海洋會受到石油 工業(yè)廢水 生活污水等污染 如果污染超過海洋生態(tài)系統(tǒng)的 海洋生態(tài)系統(tǒng)就很難恢復到原來的狀態(tài) 解析 1 對于種群中有益動物的開發(fā)和利用 為了能獲得最大持續(xù)捕撈量 應在種群數(shù)量大于k 2時進行捕獲 并使捕獲后種群的數(shù)量保持在k 2點 此時種群增長速率最大 資源再生能力強 用標志重捕法調查動物的種群密度時 根據(jù)公式 個體總數(shù)n 初次捕獲個體數(shù)m 重捕個體總數(shù)n 重捕中被標記的個體數(shù)m 可推出種群個體數(shù)n m n m 由于標記個體更易于被捕食 所以分數(shù)中分子不變 分母減小 分數(shù)值增大 即種群數(shù)量偏大 2 群落中各種生物在垂直方向上具有明顯的分層現(xiàn)象 叫群落的垂直結構 新建碼頭的樁柱表面很快被細菌附著 隨后依次出現(xiàn)硅藻 藤壺 牡蠣等 是群落演替中的初生演替 3 從圖中能量流動來看 固定太陽能的是生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者 是能量流動的起點 整個生物部分最終都流向b 說明其是分解者 c d是消費者 連接生物部分與非生物的主要生物成分是生產(chǎn)者和分解者 在食物鏈a d c中 傳遞效率為1 5 106 7 5 106 20 4 生態(tài)系統(tǒng)之所以能抵抗干擾保持原狀 取決于自我調節(jié)能力或抗污染的自我凈化能力 但其調節(jié)能力是有一定限度的 若超過該生態(tài)系統(tǒng)自我調節(jié)能力或抗污染的自我凈化能力 就很難恢復到原來的狀態(tài) 答案 1 b偏高 2 垂直 群落的 演替 或初生演替 3 ab 兩空可顛倒 20 4 自我調節(jié)能力 或自凈能力 考向2能量流動的計算 例2 2015年福建卷 下圖為某人工魚塘食物網(wǎng)及其能量傳 正確的是 a 該食物網(wǎng)中最高營養(yǎng)級為第六營養(yǎng)級b 該食物網(wǎng)中第一到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率為25 d 該食物網(wǎng)中的生物與無機環(huán)境共同構成一個生態(tài)系統(tǒng) 遞示意圖 圖中數(shù)字為能量數(shù)值 單位是j m 2 a 1 下列敘述 c 太陽魚呼吸作用消耗的能量為1357j m 2 a 1 解析 該食物網(wǎng)中最高營養(yǎng)級是鱸魚 為第五營養(yǎng)級 a錯誤 該食物網(wǎng)中第一到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率為 3780 4200 31920 100 25 b正確 太陽魚同化的能量去向有 呼吸作用消耗 流入下一營養(yǎng)級和被分解者分解利用 由圖只知道同化量和流入下一營養(yǎng)級的能量 不能得出呼吸作用消耗的能量 c錯誤 該食物網(wǎng)中的生物只含有生產(chǎn)者和消費者 沒有分解者 所以不能與無機環(huán)境共同構成一個生態(tài)系統(tǒng) d錯誤 答案 b 考向3生態(tài)金字塔 例3 2014年海南卷 用各營養(yǎng)級生物的能量 數(shù)量構建的金字塔分別稱為能量金字塔 數(shù)量金字塔 在某一櫟林中 第一營養(yǎng)級生物為櫟樹 第二營養(yǎng)級生物為昆蟲 第三營養(yǎng)級生物為蛙 蜥蜴和鳥 第四營養(yǎng)級生物為蛇 該櫟林數(shù)量金字塔 的示意圖是 a b c d 解析 在數(shù)量金字塔中昆蟲的數(shù)量遠遠大于櫟樹的數(shù)量 第三營養(yǎng)級生物數(shù)量小于昆蟲的數(shù)量 第四營養(yǎng)級生物的數(shù)量小于第三營養(yǎng)級生物的數(shù)量 答案 b 考點練透 1 在某草原生態(tài)系統(tǒng)能量流動過程中 假設羊攝入體內的能量為n 羊糞便中的能量為36 n 呼吸作用散失的能量為 48 n 則 a 羊同化的能量為64 nb 貯存在羊體內的能量為52 nc 由羊流向分解者的能量為16 nd 由羊流向下一營養(yǎng)級的能量為64 n解析 同化量 攝入量 糞便量 羊同化的能量為n 36 n 64 n 答案 a 考點二生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)1 碳循環(huán)實例分析 1 碳進入生物群落的途徑 生產(chǎn)者的光合作用和化能合成 作用 2 碳返回無機環(huán)境的途徑 生產(chǎn)者 消費者的呼吸作用 分解者的分解作用 化學燃料的燃燒 3 溫室效應產(chǎn)生的原因 化學燃料的大量燃燒 產(chǎn)生了大量co2 植被破壞 降低了對大氣co2的吸收能力 4 實現(xiàn)碳在生物群落和無機環(huán)境之間進行循環(huán)的關鍵是 生產(chǎn)者和分解者 物質循環(huán)與能量流動之間的關系 1 區(qū)別 2 聯(lián)系 高考探究 考向碳循環(huán)實例分析 典例 2016年浙江杭州模擬 下圖是生物圈中碳循環(huán)示意 圖 下列相關分析錯誤的是 b a是消費者 c是生產(chǎn)者 碳在各成分間以co2的形式 循環(huán) c 對e過度開發(fā)利用會打破生物圈中碳平衡 d 碳循環(huán)過程需要能量驅動 同時又是能量的載體 解析 生物圈通過碳循環(huán)實現(xiàn)碳元素的自給自足 a是消費者 c是生產(chǎn)者 碳在生物群落中以有機物的形式流動 在生物群落和無機環(huán)境之間以co2的形式循環(huán) e為化學燃料 若對此過度開發(fā)利用會打破生物圈中的碳平衡 能量是物質循環(huán)的動力 物質是能量的載體 答案 b a 生物圈通過碳循環(huán)實現(xiàn)碳元素的自給自足 考點練透 2 2014年江蘇卷 下列關于生態(tài)系統(tǒng)中物質循環(huán)和能量流 動的敘述 正確的是 a 富營養(yǎng)化水體出現(xiàn)藍藻水華的現(xiàn)象 可以說明能量流動的特點b 生態(tài)系統(tǒng)中能量的初始來源只有太陽能c 食物鏈各營養(yǎng)級中10 20 的能量會被分解者利用d 無機環(huán)境中的物質可以通過多種途徑被生物群落反復利用 解析 富營養(yǎng)化水體出現(xiàn)藍藻水華是大量有機污物排到江湖中導致藻類大量繁殖 為物質循環(huán)的再生利用 說明物質循環(huán)反復性 而能量流動是單向的 a錯誤 生態(tài)系統(tǒng)的能量主要來源于太陽能 也可源自某些無機物氧化分解釋放的能量 如硝化細菌等化能自養(yǎng)型生物 b錯誤 生態(tài)系統(tǒng)中能量流動是單向遞減的 其傳遞效率是10 20 即10 20 的能量被下一營養(yǎng)級所同化 c錯誤 生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)帶有全球性和循環(huán)往復性 因此無機環(huán)境中的物質可以通過多種途徑如光合作用 根的吸收等進入生物群落被生物利用 d正確 答案 d 3 下圖為碳元素在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)的模式圖 圖中甲 乙 丙表示生態(tài)系統(tǒng)的生物成分 箭頭表示生理過程 下列相關敘 述中 不正確的是 a d過程代表光合作用 b過程代表呼吸作用b 甲所示的營養(yǎng)級在食物鏈中占有的碳元素最多c 碳元素在甲 乙 丙之間以有機物的形式進行傳遞d 碳元素可在無機環(huán)境和生物群落之間反復利用 解析 丁為大氣co2庫 甲為生產(chǎn)者 乙為消費者 丙為分解者 d過程代表呼吸作用 b過程代表光合作用 碳元素在生物群落內部主要以有機物的形式進行傳遞 在無機環(huán)境與生物群落間主要以co2的形式進行傳遞 答案 a 1 下圖為生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)示意圖 其中甲 乙 丙表示生 態(tài)系統(tǒng)中的三種成分 下列敘述正確的是 a x和y代表的生物可分別為乳酸菌和酵母菌b 含碳有機物由甲圖的a和b分解為co2c 大氣中的co2在甲圖的c d處合成有機物d 該生態(tài)系統(tǒng)的物質和能量都能循環(huán)利用 解析 x y分別代表綠色植物和腐生細菌 a錯誤 含碳有機物分解為co2的場所是細胞質基質和線粒體 即a和b b正確 植物細胞中將co2和h2o合成有機物的場所是葉綠體 而對co2的利用是在葉綠體基質 即c c錯誤 生態(tài)系統(tǒng)物質可循環(huán)利用 但能量流動是單向的 d錯誤 答案 b 2 下面為能量流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)第二營養(yǎng)級的示意圖 單位 j cm 2 a 1 據(jù)圖分析 有關說法正確的是 a 該生態(tài)系統(tǒng)第一營養(yǎng)級同化的能量至少為400b 第二營養(yǎng)級用于生長 發(fā)育和繁殖的能量是100c 能量由第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的傳遞效率是20 d 該生態(tài)系統(tǒng)第三營養(yǎng)級同化的能量是15 解析 題圖為能量流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)第二營養(yǎng)級的示意圖 其中a表示該營養(yǎng)級攝入的能量 b表示該營養(yǎng)級同化的能量 c表示該營養(yǎng)級用于生長 發(fā)育和繁殖的能量 d表示呼吸作用中以熱能的形式散失的能量 e表示分解者利用的能量 第二營養(yǎng)級同化的能量為100 攝入量 20 糞便中的能量 80 根據(jù)能量傳遞效率倒推出第一營養(yǎng)級同化的能量至少為400 題圖僅表示能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級的過程 并不能得出第三營養(yǎng)級的同化量 因此無法計算由第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的能量傳遞效率 次級消費者攝入的能量并不等同于第三營養(yǎng)級同化的能量 答案 a 3 下圖所示?；~塘生態(tài)系統(tǒng)局部的能量流動 圖中字母 代表相應的能量 下列有關敘述不正確的是 a 如果c1表示蠶傳遞給分解者的能量 則b1表示未被利用的能量b 圖中b表示桑樹呼吸作用散失的能量c 圖中的c可表示桑樹用于生長 發(fā)育 繁殖的能量d 圖中d1 d可以表示第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率 解析 流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為桑樹通過光合作用所固定的太陽能總量 即a 生產(chǎn)者桑樹所固定的太陽能總量中有一部分通過生產(chǎn)者的呼吸作用以熱能的形式散失 即b 另一部分則儲存在生產(chǎn)者體內的有機物中 用于生產(chǎn)者的生長 發(fā)育和繁殖等生命活動 即c 圖中d表示蠶同化的能量 a1表示蠶通過呼吸作用散失的熱能 如果c1表示蠶傳遞給分解者的能量 則b1表示未被利用的能量 d1 d可以表示第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的能量傳遞效率 答案 d 4 生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)指組成生物體的化學元素的循環(huán) 碳循環(huán)是主要的循環(huán)形式之一 植物與動物之間有著各種各樣的關系 如果將一種植物和一種動物放在一封閉系統(tǒng)內 用ph試紙測定此