高考生物總復習第5章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動第3節(jié)物質循環(huán)全國公開課一等獎百校聯(lián)賽

第2、3節(jié)生態(tài)系統(tǒng)能量流動和物質循環(huán)第1頁一、能量流動輸入轉化固定太陽能1．對能量流動了解：(1)概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量________、傳遞、________和散失過程。固定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____________。第2頁2．能量流動過程：(1)寫出圖中甲、乙、丙、丁、戊所代表內(nèi)容。甲：________乙：____________丙：____________?。篲_________戊：________(2)經(jīng)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三個方向。呼吸作用分解者①經(jīng)過________以熱能形式散失。呼吸作用生產(chǎn)者初級消費者次級消費者第3頁②被下一營養(yǎng)級________。③被________分解利用。同化分解者3．能量流動特點及意義：(1)能量傳遞效率：指__________________之間________比值。相鄰兩個營養(yǎng)級同化量單向流動(2)能量流動兩個特點：____________、____________。(3)研究意義：逐層遞減人工生態(tài)系統(tǒng)①幫助人們科學規(guī)劃、設計________________，使能量得到最有效利用。能量流動對人類最有益

②幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中____________關系，使能量連續(xù)高效地流向______________部分。第4頁二、物質循環(huán)無機環(huán)境生物群落1．概念：組成生物體各種元素在________________與______________間不停循環(huán)過程。全球性循環(huán)流動

2．特點：_________、重復利用、____________。 3．意義：經(jīng)過能量流動和物質循環(huán)使生態(tài)系統(tǒng)中各種組成成份緊密地聯(lián)絡在一起，形成一個統(tǒng)一整體。4．實例——碳循環(huán)：CO2CO2(1)碳在無機環(huán)境中存在形式：________和碳酸鹽。(2)循環(huán)形式：________(主要)。第5頁光合化能合成呼吸作用微生物分解

(3)循環(huán)過程：碳從無機環(huán)境到生物群落是經(jīng)過________作用、____________作用實現(xiàn)；從生物群落到無機環(huán)境則是通過________________和________________實現(xiàn)。 5．物質循環(huán)與能量流動聯(lián)絡：物質循環(huán)和能量流動是同時進行，相互依存，不可分割。原因是： (1)能量固定、儲存、轉移和釋放，離不開物質合成和分解。食物鏈(網(wǎng))能量(2)物質是能量沿____________流動載體。(3)____________是物質在生態(tài)系統(tǒng)中往復循環(huán)動力。第6頁[判斷正誤]1．生產(chǎn)者固定能量一定是太陽能。()2．食物鏈和食物網(wǎng)是生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)結構，生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)和能量流動就是沿著這些渠道進行。()3．虎等大型肉食動物輕易成為瀕危物種，可用生態(tài)系統(tǒng)中能量流動規(guī)律進行合理分析。()4．生態(tài)系統(tǒng)維持正常功效需要不停得到來自系統(tǒng)外能量。()5．食物鏈各營養(yǎng)級中10%～20%能量會被分解者利用。()答案：1.×2.√3.√4.√5.×第7頁考點一能量流動過程及特點1．能量流動圖解：第8頁(1)能量起源a.生產(chǎn)者能量主要來自太陽能b.消費者能量來自上一營養(yǎng)級同化能量(2)能量去向：流入某一營養(yǎng)級(最高營養(yǎng)級除外)能量去向可從以下兩個角度分析：①定量不定時： a.本身呼吸消耗能量最終去路b.流入下一營養(yǎng)級c.被分解者分解利用第9頁

②定量定時：流入某一營養(yǎng)級一定量能量在一定時間內(nèi)去路可有四條：a.本身呼吸消耗；b.流入下一營養(yǎng)級；c.被分解者分解利用；d.未被本身呼吸消耗，也未被下一營養(yǎng)級和分解者利用，即“未利用”。假如是以年為單位研究，這部分能量將保留到下一年。動物同化能量不等于攝入能量

同化量為每一營養(yǎng)級經(jīng)過攝食并轉化成本身有機物能量，攝入量是消費者攝入能量，同化量＝攝入量－糞便量。第10頁2．能量流動特點：(1)單向流動：①能量流動是沿食物鏈進行，食物鏈中各營養(yǎng)級之間關系是長久自然選擇結果，是不可逆轉。②各營養(yǎng)級經(jīng)過呼吸作用所產(chǎn)生熱能不能被生物群落重復利用，所以能量流動無法循環(huán)。第11頁(2)逐層遞減：①各營養(yǎng)級生物都會因呼吸作用消耗大部分能量。②各營養(yǎng)級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。③能量傳遞效率為10%～20%(見下列圖)：第12頁項目能量金字塔數(shù)量金字塔生物量金字塔形狀特點正金字塔形普通為正金字塔形，有時會出現(xiàn)倒金字塔形普通為正金字塔形象征含義能量沿食物鏈流動過程中含有逐級遞減特征生物個體數(shù)目在食物鏈中隨營養(yǎng)級升高而逐層遞減生物量(現(xiàn)存生物有機物總量)沿食物鏈流動逐層遞減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，三者統(tǒng)稱為生態(tài)金字塔。第13頁利用“拼圖法”巧解能量流動相關計算

(1)輸入第一營養(yǎng)級能量(W1)，即生產(chǎn)者同化量被分為兩部分：一部分在生產(chǎn)者呼吸作用中以熱能形式散失(A1)，一部分則用于生產(chǎn)者生長、發(fā)育和繁殖(B1＋C1＋D1)。而后一部分能量中包含現(xiàn)存植物體B1、流向分解者C1、流向下一營養(yǎng)級D1。第14頁

(2)第一營養(yǎng)級向第二營養(yǎng)級能量傳遞效率＝(D1/W1)×100%，第二營養(yǎng)級向第三營養(yǎng)級能量傳遞效率＝(D2/D1)×100%。第15頁◎高考探究◎考向1能量流動特點

[例1](年山東卷)6月8日是世界海洋日。海洋是生物圈主要組成部分，與人類生存和發(fā)展息息相關。第16頁

(1)依據(jù)圖甲分析，要取得最大連續(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(diào)查大黃魚種群密度時，若標識個體更易于被捕食，則種群密度預計值________(填“偏高”“偏低”或“不變”)。

(2)海洋魚類生活在不一樣水層，這表達了生物群落________結構。新建碼頭樁柱表面很快被細菌附著，隨即依次出現(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)組成成份。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)級之間傳遞效率為________。第17頁

(4)海洋會受到石油、工業(yè)廢水、生活污水等污染。假如污染超出海洋生態(tài)系統(tǒng)________________，海洋生態(tài)系統(tǒng)就很難恢復到原來狀態(tài)。

[解析](1)對于種群中有益動物開發(fā)和利用，為了能取得最大連續(xù)捕撈量，應在種群數(shù)量大于K/2時進行捕捉，并使捕獲后種群數(shù)量保持在K/2點，此時種群增加速率最大，資源再生能力強；用標志重捕法調(diào)查動物種群密度時，依據(jù)公式：個體總數(shù)N/首次捕捉個體數(shù)M＝重捕個體總數(shù)n/重捕中被標識個體數(shù)m，可推出種群個體數(shù)N＝M×n/m，因為標識個體更易于被捕食，所以分數(shù)中分子不變，分母減小，分數(shù)值增大，第18頁即種群數(shù)量偏大。(2)群落中各種生物在垂直方向上含有顯著分層現(xiàn)象，叫群落垂直結構；新建碼頭樁柱表面很快被細菌附著，隨即依次出現(xiàn)硅藻、藤壺、牡蠣等，是群落演替中初生演替。(3)從圖中能量流動來看，固定太陽能是生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)者，是能量流動起點，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主要生物成份是生產(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(diào)整能力或抗污染自我凈化能力，但其調(diào)整能力是有一定程度，若超出該生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)整能力或抗污染自我凈化能力，就極難恢復到原來狀態(tài)。第19頁[答案](1)b偏高(2)垂直(群落)演替(或初生演替)(3)AB(兩空可顛倒)20%(4)自我調(diào)整能力(或自凈能力)第20頁考向2能量流動計算

[例2](年菏澤質檢)有一食物網(wǎng)以下列圖所表示。假如能量傳遞效率為10%，各條食物鏈傳遞到庚能量相等，則庚增加1kJ能量，丙最少含多少能量()A．550kJC．400kJB．500kJD．100kJ第21頁

[解析]設丙能量為x，因為各條食物鏈傳遞到庚能量相等，故經(jīng)丙→丁→己→庚傳遞到庚能量為0.5kJ，則需要丙0.5÷(10%)3＝500(kJ)，經(jīng)丙→戊→庚傳遞到庚能量為0.5kJ，則需要丙0.5÷(10%)2＝50(kJ)，即丙最少含500＋50＝550(kJ)能量。[答案]A第22頁考向3生態(tài)系統(tǒng)能量流動路徑

[例3](年新課標卷Ⅲ)我國諺語中“螳螂捕蟬，黃雀在后”表達了食物鏈原理。若鷹遷入了蟬、螳螂和黃雀所在)樹林中，捕食黃雀并棲息于林中。以下敘述正確是( A．鷹遷入增加了該樹林中蟬及其天敵數(shù)量 B．該生態(tài)系統(tǒng)中細菌產(chǎn)生能量可流向生產(chǎn)者 C．鷹遷入增加了該生態(tài)系統(tǒng)能量消耗步驟 D．鷹遷入增加了該生態(tài)系統(tǒng)能量流動方向第23頁

[解析]鷹遷入后，形成了食物鏈：植物→蟬→螳螂→黃雀→鷹，據(jù)此可知，鷹遷入會使該樹林中黃雀(蟬天敵)數(shù)量降低，故A項錯誤；能量流動是沿著食物鏈進行，細菌是分解者，不參加食物鏈組成，即細菌能量不能流向生產(chǎn)者，B項錯誤；能量流動是沿著食物鏈進行，鷹遷入沒有增加該生態(tài)系統(tǒng)能量流動方向，D項錯誤。[答案]C第24頁【考點練透】

1．(年煙臺一模)下列圖表示某生態(tài)系統(tǒng)中四種成份之間相互關系，以下相關敘述正確是()A．甲和丙所包含全部種群組成生物群落B．乙不一定是原核生物C．丁CO2

含量降低，將造成臭氧層破壞D．丙1同化量越大，丙2同化量越小第25頁

解析：由圖分析可知，甲為生產(chǎn)者，乙為分解者，丙為消費者，丁為非生物物質和能量，一個生物群落應包含生產(chǎn)者、消費者、分解者；有些真核生物也是分解者，如一些真菌和蚯1蚓；臭氧層破壞是由氟氯烴大量排放所致；普通來說丙同化量越大，丙2同化量越大。

答案：B第26頁考點二生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)

1．碳循環(huán)實例分析： (1)碳進入生物群落路徑：生產(chǎn)者光合作用和化能合成作用。第27頁項目能量流動物質循環(huán)(以碳循環(huán)為例)形式以有機物為載體無機物CO2和有機物特點單向流動、逐層遞減全球性、循環(huán)性范圍生態(tài)系統(tǒng)各成份生物圈各成份(2)碳返回無機環(huán)境路徑：生產(chǎn)者、消費者呼吸作用；分解者分解作用；化學燃料燃燒。

(3)溫室效應產(chǎn)生原因：化學燃料大量燃燒，產(chǎn)生了大量CO2；植被破壞，降低了對大氣CO2

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)關鍵是生產(chǎn)者和分解者。物質循環(huán)與能量流動之間關系(1)區(qū)分：第28頁(2)聯(lián)絡：第29頁◎高考探究◎考向碳循環(huán)實例分析[典例](年浙江杭州模擬)下列圖是生物圈中碳循環(huán)示意圖，以下相關分析錯誤是()(導學號57130084)A．生物圈經(jīng)過碳循環(huán)實現(xiàn)碳元素自給自足第30頁B．A是消費者，C是生產(chǎn)者，碳在各成份間以CO2形式循環(huán)C．對E過分開發(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，同時又是能量載體

[解析]生物圈經(jīng)過碳循環(huán)實現(xiàn)碳元素自給自足；A是消費者，C是生產(chǎn)者，碳在生物群落中以有機物形式流動，在生物群落和無機環(huán)境之間以CO2形式循環(huán)；E為化學燃料，若對此過分開發(fā)利用會打破生物圈中碳平衡；能量是物質循環(huán)動力，物質是能量載體。[答案]B第31頁【考點練透】

2．(年江蘇卷)以下關于生態(tài)系統(tǒng)中物質循環(huán)和能量流動敘述，正確是()

A．富營養(yǎng)化水體出現(xiàn)藍藻水華現(xiàn)象，能夠說明能量流動特點 B．生態(tài)系統(tǒng)中能量初始起源只有太陽能 C．食物鏈各營養(yǎng)級中10%～20%能量會被分解者利用 D．無機環(huán)境中物質能夠經(jīng)過各種路徑被生物群落重復利用第32頁

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造成藻類大量繁殖，為物質循環(huán)再生利用，說明物質循環(huán)重復性，而能量流動是單向，A錯誤；生態(tài)系統(tǒng)能量主要起源于太陽能，也可源自一些無機物氧化分解釋放能量，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，其傳遞效率是10%～20%，即10%～20%能量被下一營養(yǎng)級所同化，C錯誤。生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)帶有全球性和循環(huán)往復性，所以無機環(huán)境中物質能夠經(jīng)過各種路徑如光合作用、根吸收等進入生物群落被生物利用，D正確。答案：D第33頁3．下面為當代版“桑基魚塘”農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能量流動和物質循環(huán)模式圖，據(jù)圖分析正確是()A．“→?！辈荒艽砟芰苛鲃覤．模式圖中不應有“→池塘”箭頭C．該生態(tài)系統(tǒng)中魚與碳循環(huán)無關D．該生態(tài)農(nóng)業(yè)促進了能量流動和物質循環(huán)第34頁解析：“→?！贝碓撋鷳B(tài)系統(tǒng)能量輸入；該池塘水體中還有其它生產(chǎn)者，模式圖中應有“→池塘”箭頭；該生態(tài)農(nóng)業(yè)促進了物質循環(huán)，提升了能量利用率。

答案：D第35頁1．下面為某魚塘中能量流動圖解部分示意圖，①②③④⑤各代表一定能量值，以下各項敘述正確是()

A．在人工喂養(yǎng)高密度魚塘中⑤大于① B．圖中④包含了次級消費者糞便中能量 C．在食物鏈中各個營養(yǎng)級能量輸入方式和形式是完全相同 D．第三營養(yǎng)級到第四營養(yǎng)級能量傳遞效率為(③/②)×100%第36頁

解析：在人工魚塘中，人們普通經(jīng)過投放飼料等辦法來飼養(yǎng)更多魚類，所以⑤可比①?。患S便中能量屬于上一個營養(yǎng)級流向分解者，所以④應包含三級消費者糞便中能量；輸入生產(chǎn)者能量是光合作用固定太陽能，輸入各級消費者能量是消化、吸收食物中化學能；能量傳遞效率＝(一個營養(yǎng)級同化量/上一個營養(yǎng)級同化量)×100%，所以第三營養(yǎng)級到第四營養(yǎng)級能量傳遞效率為(③/②)×100%。答案：D第37頁2．下面為能量流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)第二營養(yǎng)級示意圖[單位J/(cm2·a)]，據(jù)圖分析，相關說法正確是()A．該生態(tài)系統(tǒng)第一營養(yǎng)級同化能量最少為400B．第二營養(yǎng)級用于生長、發(fā)育和繁殖能量是100C．能量由第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級傳遞效率是20%D．該生態(tài)系統(tǒng)第三營養(yǎng)級同化能量是15第38頁

解析：題圖為能量流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)第二營養(yǎng)級示意圖，其中a表示該營養(yǎng)級攝入能量，b表示該營養(yǎng)級同化能量，c表示該營養(yǎng)級用于生長、發(fā)育和繁殖能量，d表示呼吸作用中以熱能形式散失能量，e表示分解者利用能量；第二營養(yǎng)級同化能量為100(攝入量)－20(糞便中能量)＝80，按照能量傳遞效率20%計算出第一營養(yǎng)級同化能量最少為400；題圖僅表示能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級過程，并不能得出第三營養(yǎng)級同化量，所以無法計算由第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級能量傳遞效率；次級消費者攝入能量并不等同于第三營養(yǎng)級同化能量。

答案：A第39頁3．下列圖所表示?；~塘生態(tài)系統(tǒng)局部能量流動，圖中字母代表對應能量。以下相關敘述不正確是()

A．假如c1

表示蠶傳遞給分解者能量，則b1表示未被利用能量 B．圖中b表示桑樹呼吸作用散失能量 C．圖中c可表示桑樹用于生長、發(fā)育、繁殖能量 D．圖中d1/d能夠表示第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級能量傳遞效率第40頁

解析：流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)總能量為桑樹經(jīng)過光合作用所固定太陽能總量，即a；生產(chǎn)者桑樹所固定太陽能總量中有一部分經(jīng)過生產(chǎn)者呼吸作用以熱能形式散失，即b，另一部分則儲存在生產(chǎn)者體內(nèi)有機物中，用于生產(chǎn)者生長、發(fā)育和繁殖等生命活動，即c；圖中d表示蠶同化能量，a1表示蠶經(jīng)過呼吸作用散失熱能，假如c1表示蠶傳遞給分解者能量，則b1表示未被利用能量；d1/d能夠表示第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級能量傳遞效率。答案：D第41頁

4．年，我國華北、華中地域接連發(fā)生了屢次嚴重霧霾天氣。霧霾天氣連續(xù)出現(xiàn)，是粗放式無序發(fā)展、環(huán)境污染、生態(tài)惡化帶來后果。降低人類生活碳排放，對維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定，處理環(huán)境污染至