高考生物一轮复习第18章第二讲《生态系统的能量流动和物质循环》课件（新人教版必修3）

欢迎进入生物课堂 第十八章 高考成功方案第1步 高考成功方案第2步 高考成功方案第3步 高考成功方案第4步 第二讲 一 生态系统的能量流动1 能量流动分析的基本思路 将种群作为整体来研究 对于生产者来说 能量输入通过 对于消费者来说 能量输入来自于 植物的光合作用 上一个营养级 2 能量流动的过程 1 能量的输入 食物链 食物网有机物中化学能 有机物中化学能 3 能量流动具有的两大特点 1 其原因为 从食物链方面看 从能量利用形式看 不可被再利用 2 有效传递率为 单向流动 食物链不 逐级递减 可逆转 热能 10 20 4 研究能量流动的意义 1 帮助人们科学规划 设计 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的部分 人工生态系统 最有效 对人类最有益 二 生态系统的物质循环 1 生态系统物质循环中所指的 物质 是什么 2 与能量流动相比 物质循环表现出如下两大特点 物质循环发生于生物圈内 具有 无机环境中的物质可以被生物群落 这与能量的单向流动和逐级递减是不同的 组成生物体的化学元素 全球性 反复利用 3 生态系统碳循环过程 碳循环主要形式 循环途径 CO2 做一题 例1 2012 湖南十二校联考 下图甲为北极冻原生态系统中部分生物构成的食物网 图乙虚线方框内表示一个生态系统 箭头表示该生态系统能量流动的方向 请据图回答下列问题 1 图甲中雪兔和狼之间存在明显的种间关系是 2 假如北极狐的食物1 2来自雷鸟 1 8来自植物 且该系统能量从生产者到消费者的传递效率为10 从消费者到消费者的能量传递效率为20 如果北极狐种群增加的能量为80kJ 若不考虑其他变化的影响 则需要植物的能量是 kJ 3 图乙中C代表生态系统中的成分是 4 下表表示图乙生态系统的能量流动情况 分析上表可知 流入该生态系统的总能量为 J 从第二营养级到第三营养级的能量传递效率为 从能量输入和输出来看 该生态系统的总能量是否增加 解析 从图中可以看出雪兔和狼之间只有一个箭头联系 二者存在明显的种间关系是捕食 北极狐的能量有三个来源 雷鸟提供1 2 植物提供1 8 雪兔提供3 8 若北极狐增加的能量为80kJ 则植物增加的能量为80 1 2 20 10 80 1 8 10 80 3 8 20 10 3600 kJ 从图乙中可以看出C为分解者 A为生产者 B D分别为初级消费者和次级消费者 流入生态系统的总能量为生产者固定的太阳能 即 900 106 J 第二营养级到第三营养级的能量传递效率为18 100 100 18 从能量的输入和输出来看 能量的输入大于输出 因此生态系统的总能量正在增加 答案 1 捕食 2 3600 3 分解者 4 900 10618 增加 链一串 1 生态系统中某营养级生物 以某消费者为例 的能量去路分析 1 图解 2 能量去路分析 消费者摄入能量 消费者同化能量 粪便中能量 即动物粪便中能量不属该营养级同化能量 应为上一个营养级固定或同化能量 消费者同化能量 呼吸消耗 生长 发育和繁殖 生长 发育和繁殖 分解者分解利用 下一营养级同化 未被利用 由 知 消费者同化的能量 呼吸消耗 分解者分解 下一营养级同化 未被利用 2 生态金字塔归纳 关键一点 1 生态系统中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有三条 自身呼吸消耗 流入下一营养级 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 2 粪便中能量 尿液中能量 某营养级动物粪便中能量不属该营养级的同化量 而属于上一营养级同化量的一部分 但尿液中所含能量则不然 尿液 如尿素 中所含能量应属本营养级同化量的一部分 通一类 1 右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 该图所示的食物网只有1条食物链 C E1表示主要通过光合作用所摄入的能量D 能量可在食物链中循环利用 解析 图中 为生产者 为顶级消费者而非分解者 该图每一塔级均代表某环节的营养级 并非一类生物 可含多条食物链 能量不可循环利用 答案 C 2 2012 唐山一模 某生态系统中有a b c d四种生物 构成食物链a b c d为分解者 下图是该生态系统中能量流入b处发生的一系列变化示意图 下列说法错误的是 A 图中的甲表示b的同化能量 乙表示b用于生长 发育和繁殖的能量B 大肠杆菌可以参与丁过程C 当生态系统处于相对稳定状态时 b的种群数量一般处于K 2值D 图中d的能量不全部来自b生物 解析 当生态系统处于相对稳定状态时 b种群数量一般处于K值 b摄入量为其同化量和粪便量之和 其同化量一部分用于呼吸消耗 一部分用于自身的生长 发育和繁殖 大肠杆菌在生态系统中的地位是分解者 d表示分解者 丁过程表示分解者分解释放能量的过程 大肠杆菌可参与此过程 d的能量可来自于b的粪便 而此部分属于上一营养级a的能量 答案 C 做一题 例2 2010 广东高考 气候变化与生态系统的碳循环密切相关 下表为A B两个不同时期陆地生态系统与大气环境的碳交换情况 1 生态系统碳的吸收主要是通过 作用实现的 碳的释放主要是通过 作用实现的 2 表中 时期的生态系统处于稳定状态 原因是 3 由于过度的人工碳排放 破坏了生态系统的 导致大气中 增加并引起全球气候变化 4 人们正在积极开发新能源以减少碳排放 如 叶绿素太阳能电池 是模仿类囊体吸收光能的特征而制造的 类囊体吸收光能的过程发生在光合作用的 阶段 又如经改造的蓝藻能在细胞内将光合作用产生的 直接发酵转化为燃料乙醇 解析 1 生态系统主要通过生产者的光合作用吸收大气中的CO2 再通过呼吸作用释放CO2 2 分析图表可知 该生态系统A时期的碳吸收量与碳释放量相等 而B时期的碳吸收量小于碳释放量 即B时期该生态系统会导致环境中CO2含量不断增多 而A时期该生态系统的碳能维持相对稳定 3 当碳过度排放到环境中时 会破坏生态系统的碳平衡 从而导致大气中CO2增多 形成温室效应 4 类囊体吸收光能发生在光合作用的光反应阶段 光合作用产生的有机物经发酵可转化为乙醇 答案 1 光合呼吸 2 A碳的释放量等于碳的吸收量 3 碳平衡CO2浓度 4 光反应有机物 链一串 1 碳循环解读 1 大气中的碳元素进入生物群落是通过植物的光合作用或化能合成作用实现的 2 碳在生物群落和无机环境之间的循环是以CO2的形式进行的 碳元素在生物群落中的传递主要靠食物链和食物网 传递形式为有机物 3 大气中CO2的来源有三个 一是分解者的分解作用 二是动植物的呼吸作用 三是化石燃料的燃烧 4 实现碳在生物群落和无机环境之间进行循环的关键因素是生产者和分解者 2 物质循环与能量流动比较 关键一点 1 碳循环图解的识别方法 上图为生态系统的碳循环图解 首先找出两个成分之间具有双向箭头的是A和E 一个为生产者 一个是大气中的CO2库 又因为其他各个成分都有箭头指向A 所以A为大气中的CO2库 E为生产者 然后观察剩余的几个成分 其中其他生物部分的箭头都指向C 所以C是分解者 剩余的B D F则为消费者 整个图解中 食物链是E F D B 2 能量流动与物质循环图形绘制差异 生产者唯一的能量来源是 太阳能 其他指向生产者的箭头应属 物质 而非 能量 在生物群落内部 大凡传递有机物时 也同时传递着能量 有机物是能量的载体 通一类 3 下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 甲是消费者 丙是生产者 各成分间以CO2的形式传递碳元素C 对戊过度开发利用会打破生物圈中碳循环的平衡D 碳循环过程需要能量驱动 同时又是能量流动的载体 解析 图中甲为消费者 乙为分解者 丙为生产者 丁为大气中的CO2库 在生物群落与无机环境之间以CO2的形式传递碳元素 在生物群落之间以有机物的形式传递碳元素 答案 B 4 下图所示是某个农业生态系统的模式图 据图分析回答 1 完成这个生态系统的能量流动图解 2 该生态系统的初级消费者除了人 家禽和家畜之外 还有害虫等 如何运用信息传递的作用控制害虫数量 列举两项 3 从种间关系角度分析 可以采 列举两项 等方法 提高农作物产量 使更多的能量流向人类 解析 题图所示的是物质循环的过程 画能量流动图解时要注意能量的流动具有单向性 因此箭头必须是单向的 物质可以循环利用 但是能量必须来自生态系统以外的太阳能 在解答本题时 一定要抓住问题的关键 比如第 2 小题要求从信息传递的作用角度分析 第 3 小题要求从种间关系角度分析 只有抓住关键 才能正确分析和解答 答案 1 如图所示 2 利用昆虫信息素诱捕 利用昆虫的性外激素扰乱昆虫的雌雄交配 其他合理答案亦可 3 除去杂草 减少竞争对手 消灭或控制害虫数量 减少农作物能量流入害虫体内 其他合理答案亦可 做一题 例3 同学们在课外活动中发现植物的落叶在土壤里会逐渐腐烂 形成腐殖质 他们猜测落叶的腐烂是由于土壤微生物的作用 不同生态系统的土壤微生物分解能力不同 并设计了实验进行验证 1 实验设计首先要遵循的是 原则和 原则 2 以带有同种落叶的土壤为实验材料 均分为A和B 实验时A不做处理 自然状态 B用塑料袋包好 放在60 的恒温箱中灭菌1小时 B处理的目的是 3 2 中实验的自变量是 因变量是 无关变量是 至少写出两点 4 如果同学们的猜测是正确的 若干天后 2 中B组的落叶 5 如果同学们用带有相同量同种植物落叶的冻土苔原和热带雨林的等量土壤为实验材料 分别模拟原生态系统的无机环境条件进行C组和D组的实验 定期抽样检测样品土壤中未腐烂的落叶的含量 请根据预期结果在右图中绘出相应的曲线 解析 由题意可知该实验的目的是验证落叶的腐烂是由于土壤微生物的作用 实验的自变量是土壤中微生物的有无 因变量是落叶的腐烂程度 为遵循生物实验设计的对照原则和单一变量原则 所以应尽量减少无关变量对实验的影响 如土壤温度 湿度 pH 落叶的种类和大小等 在绘制曲线时 应注意以下几点 明确横坐标和纵坐标的意义 其中纵坐标为未腐烂的落叶量 两曲线的起点相同 注意纵坐标初始值不为0 由于微生物的分解作用 两曲线呈下降趋势 且D组下降速度较C组快 由于随时间延长 微生物的数量增多 所以两曲线的下降趋势是由慢到快 答案 1 单一变量对照 2 杀死土壤微生物 同时避免土壤理化性质的改变 3 土壤微生物 作用 的有无落叶的腐烂程度土壤温度 含水量 pH 落叶的种类和大小等 合理即可 4 腐烂程度小于对照组 5 如右图 学一技 1 变量分析 2 预期结果与结论 做一题 例4 1 在右图所示食物网中 E是生产者 共含有7 1 109kJ的能量 B生物种群总能量为2 3 108kJ 从理论上计算A最多获得的能量是 A 2 84 108kJB 2 38 108kJC 1 41 109kJD 3 05 108kJ 2 在如图所示的食物网中 假如猫头鹰的食物有2 5来自于兔子 2 5来自于鼠 1 5来自于蛇 那么猫头鹰若增加20g体重 最少需要消耗植物 A 600gB 900gC 1600gD 5600g 3 某同学绘制了下图所示的能量流动图解 下列叙述不正确的是 A 生产者固定的总能量可表示为 A1 B1 C1 A2 B2 C2 D2 B 由生产者到初级消费者的能量传递效率为D1 W1C 初级消费者摄入的能量为 A2 B2 C2 D2 D W1 D1 D2 解析 1 解题流程如下 答案 1 B 2 B 3 C 学一技 1 能量传递效率相关计算中的注意事项 1 流入各级消费者的总能量指的是该级消费者同化的总能量 消费者粪便中所含有的能量不能计入其同化的总能量中 因此 同化量 摄入量 粪便中的能量 2 能量传递效率 某一个营养级的同化量 上一个营养级的同化量 3 计算某一生物所获得的最多 最少 的能量规律 设食物链为A B C D 2 利用 拼图法 巧解能量流动中的难点 1 输入第一营养级的能量分析 输入第一营养级的能量 W1 被分解为两部分 一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了 A1 一部分则用于生产者的生长 发育和繁殖 B1 C1 D1 而后一部分能量中 包括现存的植物体B1 流向分解者的C1 流向下一营养级的D1 2 流经整个生态系统的总能量是生产者固定的总能量 即W1 将图中第三营养级同化的总能量D2 拼回 第二营养级 则刚好等于D1 即第二营养级同化的总能量 再将D1 拼回 第一营养级 则刚好等于生产者固定的总能量W1 可见 在一个生态系统中 所有生物的总能量都来自W1 所有生物总能量之和都小于W1 呼吸作用消耗的缘故 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全