生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循課件

生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循課件第1頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一基礎(chǔ)知識(shí)梳理一、能量流動(dòng)1．概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的

、傳遞、

和散失的過程。2．過程(1)輸入途徑：主要是生產(chǎn)者的

。(2)起點(diǎn)：從

固定太陽能開始。(3)途徑：

。輸入轉(zhuǎn)化光合作用生產(chǎn)者食物鏈和食物網(wǎng)第2頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一基礎(chǔ)知識(shí)梳理(4)過程：第3頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一基礎(chǔ)知識(shí)梳理3．特點(diǎn)(1)單向流動(dòng)：能量流動(dòng)只能從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)，再依次流向后面的各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，不可

，也不可

。(2)逐級(jí)遞減：能量在沿食物鏈流動(dòng)的過程中是

的，傳遞效率大約為

。(3)能量金字塔：將單位時(shí)間內(nèi)各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)所得到的

數(shù)值

繪成圖，可形成一個(gè)金字塔圖形。逆轉(zhuǎn)循環(huán)流動(dòng)逐級(jí)遞減10%～20%能量由低到高第4頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一基礎(chǔ)知識(shí)梳理4．意義(1)幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。(2)幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?。?頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一基礎(chǔ)知識(shí)梳理思考1.消費(fèi)者攝入的能量、同化的能量、輸入的能量與糞便中的能量有什么關(guān)系？【思考·提示】同化的能量＝輸入的能量＝攝入的能量－糞便中的能量。第6頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一基礎(chǔ)知識(shí)梳理

二、物質(zhì)循環(huán)

1．概念：組成生物體的

等元素，都不斷進(jìn)行著從

到生物群落，又從

到無機(jī)環(huán)境的循環(huán)過程。這里所說的生態(tài)系統(tǒng)是指

，因此又稱為

。C、H、O、N、P、S無機(jī)環(huán)境生物群落生物圈生物地球化學(xué)循環(huán)第7頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一基礎(chǔ)知識(shí)梳理2．特點(diǎn)：全球性、物質(zhì)可被反復(fù)利用。3.碳循環(huán)(1)無機(jī)環(huán)境中存在形式：

和碳酸鹽。(2)生物群落中主要存在形式：

。(3)無機(jī)環(huán)境與生物群落之間的循環(huán)形式：

。(4)特點(diǎn)：具全球性，可

利用。CO2含碳有機(jī)物CO2循環(huán)第8頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一基礎(chǔ)知識(shí)梳理三、能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系1．二者

，彼此相互依存，不可分割。2．物質(zhì)作為

，使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動(dòng)；能量作為動(dòng)力，使物質(zhì)能夠不斷地在

和

之間循環(huán)往返。同時(shí)進(jìn)行能量的載體生物群落無機(jī)環(huán)境第9頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一基礎(chǔ)知識(shí)梳理思考

2.有人認(rèn)為：“物質(zhì)是能量的載體，物質(zhì)是往復(fù)循環(huán)的，能量自然也應(yīng)該伴隨著物質(zhì)的循環(huán)而循環(huán)。”你認(rèn)為這句話對(duì)嗎？如果有錯(cuò)誤，請(qǐng)指出錯(cuò)因。第10頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一基礎(chǔ)知識(shí)梳理【思考·提示】不對(duì)。這句話很難從字面上挑出錯(cuò)誤。實(shí)際上采用了“漢字(詞)”的通用方法，偷換了概念。“物質(zhì)是能量的載體”中的“物質(zhì)”是指含有化學(xué)能的有機(jī)物質(zhì)(如糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì))，而“物質(zhì)是循環(huán)往復(fù)的”中的“物質(zhì)”則是指基本元素(如C、H、O、N、P…)，二者本質(zhì)含義根本不同。第11頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一核心要點(diǎn)突破一、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)1．能量流動(dòng)特點(diǎn)(1)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)是單向的。在生態(tài)系統(tǒng)中，能量流動(dòng)只能從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)，再依次流向后面的各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，不可逆轉(zhuǎn)，也不能循環(huán)流動(dòng)。第12頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一核心要點(diǎn)突破(2)能量在流動(dòng)過程中是逐級(jí)遞減的。輸入到一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量不可能百分之百地流入下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，能量在沿食物鏈流動(dòng)的過程中是逐級(jí)減少的。一般來說，在輸入到某一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量中，只有10%～20%的能量能夠流到下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，也就是說，能量在相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的傳遞效率大約是10%～20%。第13頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一核心要點(diǎn)突破2．每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)具體的能量流動(dòng)情況第14頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一核心要點(diǎn)突破理解流入每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量去向可從以下兩個(gè)角度分析：(1)定量不定時(shí)分析：流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的一定量的能量在足夠長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)的去路可有三條：①自身呼吸散熱消耗；②流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)；③被分解者分解利用。但這一定量的能量不管如何傳遞，最終都以熱能形式從生物群落中散失，生產(chǎn)者源源不斷地固定太陽能，才能保證生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的正常進(jìn)行。第15頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一核心要點(diǎn)突破(2)定量定時(shí)分析：流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的一定量的能量在一定時(shí)間內(nèi)的去路可有四條：①自身呼吸散熱消耗；②流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)；③被分解者分解利用；④未被自身呼吸消耗，也未被后一營(yíng)養(yǎng)級(jí)和分解者利用，即“未利用”。如果是以年為單位研究，第④部分的能量將保留給下一年。第16頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一核心要點(diǎn)突破【易誤警示】

(1)生產(chǎn)者的同化量就是生產(chǎn)者固定的太陽能總量。(2)真正流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量，應(yīng)該是該生物的同化量，即同化量＝攝入量－糞便量。(3)糞便實(shí)際上是上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的未被利用的成分，通過分解者將其分解。第17頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一核心要點(diǎn)突破即時(shí)應(yīng)用1．如下圖為生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)圖解部分示意圖，①②③④各代表一定的能量值，下列各項(xiàng)中正確的是(

)第18頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一核心要點(diǎn)突破A．①表示流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的總能量B．一般情況下，三級(jí)消費(fèi)者增加1kg，至少需要生產(chǎn)者100kgC．生物與生物之間捕食關(guān)系一般不可逆轉(zhuǎn)，所以能量流動(dòng)具單向性D．從能量關(guān)系看②≥③＋④第19頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一核心要點(diǎn)突破解析：選C。該生態(tài)系統(tǒng)的總能量應(yīng)該是生產(chǎn)者固定的總能量。三級(jí)消費(fèi)者增加1第20頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一核心要點(diǎn)突破二、生態(tài)金字塔如果將單位時(shí)間內(nèi)各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)所得到的能量數(shù)值由低到高繪制成圖，可形成一個(gè)能量金字塔。根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物的數(shù)量和生物量的數(shù)值，可繪制成數(shù)量金字塔和生物量金字塔?，F(xiàn)在把它們比較如下：第21頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一核心要點(diǎn)突破類型項(xiàng)目能量金字塔數(shù)量金字塔形生物量金字塔形狀第22頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一核心要點(diǎn)突破

類型項(xiàng)目能量金字塔數(shù)量金字塔形生物量金字塔特點(diǎn)正金字塔形一般為正金字塔形，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)倒金字塔形一般為正金字塔形象征含義能量沿食物鏈流動(dòng)過程中具有逐級(jí)遞減的特性生物個(gè)體數(shù)目在食物鏈中隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)升高而逐級(jí)遞減生物量(現(xiàn)存生物有機(jī)物的總質(zhì)量)沿食物鏈升高逐級(jí)遞減每一級(jí)含義每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物所含能量的多少每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物個(gè)體的數(shù)目每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的有機(jī)物總量第23頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一核心要點(diǎn)突破即時(shí)應(yīng)用2．一片樹林中，樹、昆蟲和食蟲鳥類的個(gè)體數(shù)比例關(guān)系如圖所示。下列選項(xiàng)中正確表示樹、昆蟲、食蟲鳥之間的能量流動(dòng)關(guān)系的是(選項(xiàng)方框面積表示能量的大小)(

)第24頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一核心要點(diǎn)突破解析：選C。本題要求學(xué)生正確區(qū)別生物個(gè)體數(shù)量金字塔與能量金字塔之間的關(guān)系。題目給出的是樹、昆蟲、食蟲鳥三者的生物個(gè)體數(shù)量金字塔，要求從選項(xiàng)中選出樹、昆蟲和食蟲鳥三者的能量金字塔。根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)逐級(jí)遞減的情況，我們很容易確定C項(xiàng)是三者之間的能量關(guān)系。第25頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一核心要點(diǎn)突破三、生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的實(shí)例——碳循環(huán)第26頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一核心要點(diǎn)突破由圖分析：1．大氣中CO2的來源

(1)生產(chǎn)者、消費(fèi)者的呼吸作用；

(2)分解者的分解作用；

(3)化學(xué)燃料的燃燒。第27頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一核心要點(diǎn)突破2.目前由于碳循環(huán)平衡被打破，對(duì)形成溫室效應(yīng)的分析

(1)大氣中CO2含量持續(xù)增加的原因①工廠、汽車、飛機(jī)、輪船等對(duì)化學(xué)燃料的大量使用，向大氣中釋放大量的CO2。②森林、草原等植被大面積的破壞，大大降低了對(duì)大氣中CO2的調(diào)節(jié)能力。第28頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一核心要點(diǎn)突破(2)危害①加快極地冰川融化，導(dǎo)致海平面上升，對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)和人類的生存構(gòu)成威脅。②改變了降雨和蒸發(fā)機(jī)制，影響農(nóng)業(yè)和糧食資源生產(chǎn)。

(3)緩解措施①植樹造林，增加綠地面積②開發(fā)清潔能源，減少化學(xué)燃料燃燒。第29頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一核心要點(diǎn)突破【易誤警示】

(1)碳在無機(jī)環(huán)境與生物群落之間傳遞時(shí)，只有生產(chǎn)者與無機(jī)環(huán)境之間的傳遞是雙向的，其他各成分間的傳遞均是單向的。(2)大氣中的碳元素進(jìn)入生物群落，主要是綠色植物的光合作用，此外還有硝化細(xì)菌等的化能合成作用。第30頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一核心要點(diǎn)突破3．物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)的關(guān)系項(xiàng)目能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)形式以有機(jī)物為載體主要是無機(jī)物特點(diǎn)單向傳遞、逐級(jí)遞減往復(fù)循環(huán)范圍生物群落生物圈(全球性)聯(lián)系同時(shí)進(jìn)行、相互依存、不可分割(1)能量的固定、儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)移和釋放，離不開物質(zhì)的合成和分解(2)物質(zhì)是能量沿食物鏈(網(wǎng))流動(dòng)的載體(3)能量是物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中往復(fù)循環(huán)的動(dòng)力第31頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一核心要點(diǎn)突破即時(shí)應(yīng)用3．下列有關(guān)碳循環(huán)的敘述正確的是(

)A．光合作用是CO2進(jìn)入生物群落的唯一途徑B．動(dòng)物細(xì)胞的無氧呼吸是大氣CO2的產(chǎn)生途徑之一C．沒有分解者，碳循環(huán)仍可保持平衡狀態(tài)D．初級(jí)消費(fèi)者通過消化系統(tǒng)攝入生產(chǎn)者合成的含碳有機(jī)物第32頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一核心要點(diǎn)突破解析：選D?？疾樯鷳B(tài)系統(tǒng)中的碳循環(huán)。在碳循環(huán)過程中，CO2通過光合作用和化能合成作用進(jìn)入生物群落；動(dòng)物細(xì)胞只能通過有氧呼吸產(chǎn)生CO2進(jìn)入大氣；分解者的分解是大氣中CO2的主要來源，保持碳循環(huán)的平衡狀態(tài)。第33頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一核心要點(diǎn)突破4．下圖是生態(tài)系統(tǒng)中某元素循環(huán)的模式圖，對(duì)該圖說明不正確的是(

)第34頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一核心要點(diǎn)突破A．這是碳元素的循環(huán)B．A與B兩種生物是生態(tài)系統(tǒng)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．該物質(zhì)循環(huán)帶有全球性答案：B第35頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一實(shí)驗(yàn)專題探究1．實(shí)驗(yàn)假設(shè)案例1微生物能分解落葉使之腐爛案例2微生物分解淀粉探究土壤微生物的分解作用第36頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一實(shí)驗(yàn)專題探究2．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)論第37頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一實(shí)驗(yàn)專題探究案例1案例2實(shí)驗(yàn)假設(shè)微生物能分解落葉使之腐爛微生物能分解淀粉實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)組對(duì)土壤高溫處理A杯中加入30mL土壤浸出液對(duì)照組對(duì)土壤不做任何處理B杯中加入30mL蒸餾水自變量土壤中是否含微生物燒杯中是否含微生物實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象在相同時(shí)間內(nèi)實(shí)驗(yàn)組落葉腐爛程度小于對(duì)照組AA1不變藍(lán)A2產(chǎn)生磚紅色沉淀BB1變藍(lán)B2不變色結(jié)論分析微生物對(duì)落葉有分解作用土壤浸出液中的微生物能分解淀粉第38頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一實(shí)驗(yàn)專題探究實(shí)戰(zhàn)演練探究“土壤微生物對(duì)淀粉的分解作用”①將取自農(nóng)田、林地或花盆等處的土壤放入里面墊有紗布的燒杯中，加水?dāng)嚢?，然后將紗布連同土壤一起取出，將留在燒杯中的土壤浸出液靜置一段時(shí)間備用。第39頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一實(shí)驗(yàn)專題探究實(shí)驗(yàn)步驟試管A試管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蒸餾水第40頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一實(shí)驗(yàn)專題探究②在室溫(20℃左右)下，放置7d后，分別取A、B兩燒杯中的溶液2mL，各放入兩支試管A1、A2、B1、B2中。A1A2B1B2加入試劑碘液斐林試劑碘液斐林試劑現(xiàn)象第41頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一實(shí)驗(yàn)專題探究回答下列問題：(1)上述實(shí)驗(yàn)過程中實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組分別是什么？單一變量是什么？(2)A、B兩試管中加碘液的目的是什么？加斐林試劑是想驗(yàn)證哪種物質(zhì)的存在，原理是什么？(3)試管中加入斐林試劑后，能否得到預(yù)期結(jié)果，還需什么條件？(4)在問題(3)改進(jìn)的基礎(chǔ)上，改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)過程中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是什么？第42頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一實(shí)驗(yàn)專題探究答案：(1)實(shí)驗(yàn)組是試管A，對(duì)照組是試管B，單一變量是土壤浸出液中的微生物。(2)驗(yàn)證淀粉是否被水解完全；驗(yàn)證可溶性還原糖(葡萄糖)。原理是：斐林試劑可以與葡萄糖、麥芽糖、果糖等還原糖在50～60℃的水浴加熱條件下呈現(xiàn)磚紅色。(3)不能，還需50～60℃的水浴加熱2min。(4)A不變藍(lán)，出現(xiàn)磚紅色沉淀；B變藍(lán)，不出現(xiàn)磚紅色沉淀。第43頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一(2009年高考江蘇卷)下列4種現(xiàn)象中，不適宜用生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)規(guī)律進(jìn)行合理分析的是(

)A．虎等大型肉食動(dòng)物容易成為瀕危物種B．藍(lán)藻易在富營(yíng)養(yǎng)化水體中爆發(fā)C．飼養(yǎng)牛、羊等動(dòng)物，成本低、產(chǎn)量高D．巨大的藍(lán)鯨以微小的浮游動(dòng)物為食高頻考點(diǎn)例析考點(diǎn)一能量流動(dòng)的實(shí)例分析例1第44頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一高頻考點(diǎn)例析

【解析】生態(tài)系統(tǒng)中的能量是沿食物鏈從低營(yíng)養(yǎng)級(jí)到高營(yíng)養(yǎng)級(jí)單向流動(dòng)的，且逐級(jí)遞減。富營(yíng)養(yǎng)化水體中爆發(fā)藍(lán)藻是N、P含量過多導(dǎo)致的?！敬鸢浮?/p>

B第45頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一高頻考點(diǎn)例析考點(diǎn)二能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系例2(2009年高考重慶卷)下圖是某森林生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)和能量流向示意圖，h、i、j、k表示不同用途的有機(jī)物(j是未利用部分)，方框大小表示使用量，下列敘述正確的是(

)第46頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一高頻考點(diǎn)例析

第47頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一高頻考點(diǎn)例析

A．進(jìn)入該生態(tài)系統(tǒng)的CO2量與各h產(chǎn)生的CO2總量相等B．生產(chǎn)者中i的量大于被初級(jí)消費(fèi)者同化的有機(jī)物的量C．流向分解者的k可被生產(chǎn)者直接吸收利用D．流向該生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)和能量可循環(huán)利用第48頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一高頻考點(diǎn)例析

【解析】據(jù)圖判斷，h表示各營(yíng)養(yǎng)級(jí)呼吸消耗的有機(jī)物，i表示被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)攝入的有機(jī)物，k表示通過生物的遺體、糞便等流入分解者的有機(jī)物。進(jìn)入該生態(tài)系統(tǒng)的CO2量即生產(chǎn)者固定的CO2量，大于各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的h分解消耗產(chǎn)生的CO2總量，A項(xiàng)錯(cuò)誤；流向分解者的有機(jī)物(k)經(jīng)分解者分解為CO2和無機(jī)鹽后才能被生產(chǎn)者利用，C項(xiàng)錯(cuò)誤；在生態(tài)系統(tǒng)中，物質(zhì)可循環(huán)利用，能量只能單向傳遞，不能循環(huán)利用，D項(xiàng)錯(cuò)誤。【答案】

B第49頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一高頻考點(diǎn)例析考點(diǎn)三關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的綜合考查例3(2009年高考全國(guó)卷Ⅰ)某種植玉米的農(nóng)場(chǎng)，其收獲的玉米子粒既作為雞的飼料，也作為人的糧食，玉米的秸稈則加工成飼料喂牛，生產(chǎn)的牛和雞供人食用。人、牛、雞的糞便經(jīng)過沼氣池發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣作為能源，沼渣、沼液作為種植玉米的肥料。據(jù)此回答(不考慮空間因素)：第50頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一高頻考點(diǎn)例析

(1)請(qǐng)繪制由雞、牛、玉米和人組成的食物網(wǎng)。

(2)牛與雞之間________(有、無)競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，理由是____________________________________________________________________________________________________。人與雞的種間關(guān)系是____________，人與牛的種間關(guān)系是____________。第51頁，共56頁，2023年，2月20日，星期一高頻考點(diǎn)例析

(3)流經(jīng)該農(nóng)場(chǎng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量來自________所固定的________，無機(jī)環(huán)境中的碳以________形式進(jìn)入該人工群落。

(4)假設(shè)該農(nóng)場(chǎng)將生產(chǎn)玉米的1/3作為飼料養(yǎng)雞，2/3供人食用，生產(chǎn)出的雞供人食用?，F(xiàn)調(diào)整為2/3的玉米養(yǎng)雞，1/3供人食用，生產(chǎn)出的雞仍供人食用。理論上，該農(nóng)場(chǎng)供養(yǎng)的人數(shù)將會(huì)________(增多、不變、減少)，理由是________________________________________