高考生物大一轮复习 第五章 第2-3节 生态系统的能量流动、生态系统的物质循环课件 新人教版必修3.ppt

第2 3节生态系统的能量流动 生态系统的物质循环 梳理 备考导航 固定的太阳能 食物链 食物网 热能 呼吸消耗以热能形式散失 被分解者分解 流入第二营养级 单向的 逐级递减 10 20 无机环境 生物群落 生物群落 无机环境 循环 全球性 循环流动 能量流动 物质循环 主要功能 同时进行 相互依存 不可分割 载体 动力 整合 知识体系 自我校对 单向流动 逐级递减 全球 循环 一 能量流动的过程1 补充图中标号代表的内容甲 乙 丙 丁 戊 生产者 初级消费者 次级消费者 呼吸作用 分解者 2 生态系统所需能量的最终来源是 3 能量输入生物群落的途径主要是 4 据图分析食物链中甲营养级能量的去向 1 通过自身 以 的形式散失 2 被 同化 3 残枝败叶 遗体残骸等被 分解 4 未被利用 太阳能 生产者的光合作用 呼吸作用 热能 下一营养级 分解者 二 能量流动的特点及研究意义1 特点 1 2 2 研究能量流动的实践意义 1 帮助人们科学规划 设计人工生态系统 使 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 单向流动 逐级递减 能量得到最有效的利用 持续高效地流向对人类最有益的部分 三 物质循环1 概念 1 物质 组成生物体的 如C H O N P S等 2 循环范围 和 之间 3 循环特点 具有 元素 无机环境 生物群落 全球性 2 碳循环过程 1 请写出图中各标号的名称 摄食 分解作用 2 循环形式 3 物质循环与能量流动的关系 1 两者是 的 彼此相互依存 不可分割 2 物质作为能量的 使能量沿着 流动 能量作为 使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返 呼吸作用 光合作用 呼吸作用 燃烧 CO2 同时进行 载体 食物链 网 动力 思考辨析1 生态系统的能量流动指能量的输入和散失过程 2 生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的 3 在生态系统中能量流动的渠道由生产者 消费者和分解者组成 4 沼渣 沼液作为肥料还田 使能量能够循环利用 5 参与循环的物质是组成生物体的各种化合物 6 碳的循环在生物群落内部是以CO2形式进行的 7 如果人们不按生态规律办事 乱砍滥伐森林 会影响生态系统的碳循环 8 碳循环的进行伴随着能量流动 但由于生物体不能在代谢中利用热能 所以能量流动具有单向流动 逐级递减的特点 精研 核心考点 考点一能量流动的过程和特点 典例1 下图为某生态系统的能量流动简图 下列叙述错误的是 A 甲是生产者 乙是消费者B 该生态系统是一个开放的系统C 能量通过光合作用固定并进入系统 可以热能形式输出D 甲 乙和分解者所贮存的能量之和是输入该生态系统的总能量 命题思路 本考点多以图解等形式结合食物网及物质循环进行命题 考查考生提取和利用信息的能力 多以选择题形式出现 信息提取 太阳能 甲 乙 确定甲 乙 解题思路 根据题中简图可知 甲能够固定太阳能 为生产者 乙从甲获取能量 为消费者 该生态系统需要从外界获得能量 同时能量也可以扩散到外界 是一个开放的生态系统 能量通过光合作用进入生态系统 经过生产者 消费者和分解者的呼吸作用后有一部分以热能的形式散失 而输入该生态系统的总能量是生产者甲固定的太阳能总量 故甲 乙和分解者贮存能量之和小于输入该生态系统的总能量 答案 D 1 能量流动的图解 图解分析 1 由以上图解可得下列等量关系 消费者摄入量 同化量 粪便量 同化量 积累量 呼吸量 积累量 下一营养级同化量 分解量 未被利用 2 某一营养级的能量去向分析思路 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 a 自身呼吸消耗 b 流入下一营养级 最高营养级除外 c 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 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 a 自身呼吸消耗 b 流入下一营养级 最高营养级除外 c 被分解者分解利用 d 未利用 即未被自身呼吸消耗 也未被下一营养级和分解者利用 如果是以年为单位研究 这部分的能量将保留到下一年 1 流经各营养级的总能量 对生产者而言强调关键词 固定 而不能说 照射 对各级消费者而言强调关键词 同化 而不能说 摄入 2 未利用 这一部分能量是指在有限的时间内 还没来得及被利用的能量 2 能量流动特点及原因分析 1 单向流动 能量流动是沿食物链进行的 食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果 是不可逆转的 各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用 因此能量流动无法循环 2 逐级递减 各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量 各营养级的能量都会有一部分流入分解者 包括未被下一营养级生物利用的部分 1 能量传递效率指两个相邻营养级之间 而不是两个个体或两个种群之间 2 建立新型农业生态系统不能提高能量传递效率 但能提高能量利用率 使能量尽可能多地流向对人类最有益的部分 3 天然生态系统必须当能量状况表现为正金字塔形状时 方可维持生态系统的正常运转 从而维持生态系统的稳定性 而人工生态系统中因能量可人为补充 可能会使能量金字塔呈现倒置状况 如人工鱼塘中生产者的能量未必比消费者 鱼 多 4 三种生态金字塔的比较 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 1 2015 山东师大附中二模 下列表示生态系统中处于第二营养级的生物 其能量流动的过程图解 有关叙述正确的是 A 图中粪便量属于生产者经光合作用所固定的太阳能B 呼吸作用以热能形式散失的能量占同化量的比例较小C 流入下一个营养级的能量占摄入量的10 20 D 从图示可知 能量在营养级之间不具有单向流动的特点 解析 第二营养级生物产生的粪便中含有的能量属于第一营养级 即生产者经光合作用固定的太阳能 生物同化量中的能量大部分在呼吸作用中以热能形式散失 少部分用于生长 发育和繁殖 能量传递效率指流入下一营养级的能量占同化量的比值 而摄入量 同化量 粪便量 分解者不属于营养级范畴 能量在营养级之间具有单向流动的特点 答案 A 2 下图为生态系统能量流动示意图 下列等式中不可能成立的是 A B2 A 10 20 B A F B1 C1 D1 E1C A B1 B3 C1 C2 C3D C3 B2 80 90 解析 由于B2 C1 C2 C3 C2 B2 10 20 所以C3 B2 80 90 从长时间考虑 进入生态系统的能量都以热能的形式散失 即A F B1 C1 D1 E1 答案 D 考点二物质循环及与能量流动的关系 典例2 2015 烟台调研 如图甲为一个长期处于稳定状态的生态系统的物质循环示意图 表乙是对图甲中生态系统各组成成分的能量流动情况调查结果 图丙是该生态系统中人类对物质与能量的利用情况部分示意图 请据图回答问题 甲 1 大气中二氧化碳的来源有三个 分别是动植物的呼吸作用 若图甲中的 仅表示二氧化碳的流动方向 则不会存在的过程有 2 若图甲表示碳循环示意图 则D指的是生态系统中的 过程主要表示的是 3 表乙中的Pg表示同化作用固定的总能量 Pn表示生物体内储存的能量 则R表示的生物学含义是 每平方米每年流经该生态系统的总能量为 4 图丙表示人类在草原上放养牲畜的目的是调整生态系统中的 关系 命题思路 本考点是高考中的热点 在全球减排 发展低碳经济的背景下 与碳循环相关过程和原理的考查仍将在今后的高考中备受青睐 本考点题目常结合食物网 生态农业示意图等形式考查 题目包括选择题和非选择题 以非选择题为主要命题形式 解析 图甲中A D依次为生产者 消费者 分解者及非生物的物质和能量 1 大气中二氧化碳的来源有三个 动植物的呼吸作用 微生物的分解作用和化石燃料的燃烧 CO2不能直接在各种生物之间传递 故 不存在 2 能直接利用二氧化碳的主要是生产者的光合作用 3 各营养级生物所同化的总能量除了在自身体内储存外 还用于呼吸作用 传递给下一营养级和分解者 但最终都通过呼吸作用散失 生产者固定太阳能的总量是流经该生态系统的总能量 4 人工干预的生态系统的特点是使能量流向对人类最有益的部分 提高能量的利用率 答案 1 微生物的分解作用化石燃料的燃烧 2 非生物的物质 或大气中的二氧化碳库 光合作用 3 生态系统中各生物成分的呼吸量8 707 104kJ 4 能量流动 1 碳循环过程 2 物质循环的特点 1 全球性 物质循环的范围是生物圈 2 往复循环 重复利用 物质可以在无机环境和生物群落之间反复利用 3 物质循环与能量流动的关系 3 如图表示生物圈中碳元素的循环过程 下列有关叙述中错误的是 A 图中B都是自养生物 光合生物细胞中不一定有叶绿体但都含有色素B 适度松土不可以促进 过程C 过程的加剧是造成温室效应的主要原因D 达到平衡状态的生态系统 和 的量基本相等 解析 由图可知 A为分解者 B为生产者 C为消费者 图中B都是自养生物 光合生物 如蓝藻 中没有叶绿体但含有色素 适度松土不可以促进 消费者的呼吸作用过程 而是促进分解者的分解作用 过程即化学燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因 在一个稳定状态的生态系统中 碳吸收量应该基本上等于碳释放量 碳元素由无机环境进入生物群落主要依赖于绿色植物的光合作用 而由生物群落回归无机环境则主要依赖于各类生物的呼吸作用和分解者的分解作用 答案 D 备课札记 演练 目标课堂 1 2014 天津卷 3 图a b分别为农村和城市生态系统的生物量 生命物质总量 金字塔示意图 下列叙述正确的是 A 两个生态系统均可通过信息传递调节种间关系B 两个生态系统的营养结构均由3个营养级组成C 城市生态系统不具有自我调节能力 抵抗力稳定性低D 流经两个生态系统的总能量均是其植物所固定的太阳能 解析 由题意和图示可确定 图a表示 农村生态系统的生物量金字塔 图b表示城市生态系统的生物量金字塔 信息传递普遍存在于生态系统中 可调节生物的种间关系 以维持生态系统的稳定 A正确 营养级是指在食物链或食物网中不同的生物种群 而图a和b中动 植物种类不确定 各种生物种群间食物关系也不确定 无法判断两图中有几个营养级 B项错误 城市生态系统也具有一定的稳定性 具有自我调节能力 C错误 图b中人的数量明显多于植物的量 该生态系统的总能量大于生产者固定的总能量 应有外界能量流入 D错误 答案 A 2 2014 江苏卷 10 下列关于生态系统中物质循环和能量流动的叙述 正确的是 A 富营养化水体出现蓝藻水华的现象 可以说明能量流动的特点B 生态系统中能量的初始来源只有太阳能C 食物链各营养级中10 20 的能量会被分解者利用D 无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用 解析 富营养化水体出现蓝藻水华是大量富含N P的有机污物排到江湖中导致藻类大量繁殖 说明物质循环反复性 生态系统的能源主要为太阳能 也可源自某些无机物氧化分解释放的能量 如硝化细菌 硫铁细菌等化能自养型生物进行化能合成作用所需能量 生态系统中能量流动是单向递减的 其传递效率是10 20 即10 20 的能量被下一营养级所同化 生态系统的物质循环带有全球性和循环往复性 因此无机环境中的物质可以通过多种途径如光合作用 根的吸收进入生物群落被生物利用 答案 D 3 2015 淮南模拟 下列关于能量流动的叙述 正确的是 A 能量传递的效率总是随着食物链的增加而减少B 消费者用于生长发育等生命活动的能量储存于其体内有机物中C 生产者同化的能量可以用生产者的干重增加量表示D 食物链中能量流动就是不同营养级生物体内ATP的合成与分解 解析 能量传递效率在各营养级之间都约是10 20 不会随着食物链的增加而减少 A错误 消费者同化的能量一部分被自身的呼吸作用消耗 另一部分用于自身的生长 发育 繁殖等生命活动 也就是储存在生物体的有机物中 B正确 生产者的同化量是生产者固定的太阳能 其中一部分通过呼吸作用被消耗 另一部分储存在生物体的有机物中 为生产者干重增加量 C错误 食物链中能量流动是生物体内的能量以有机物中化学能的形式在相邻营养级之间传递 D错误 答案 B 4 2015 福州模拟 下图是生态系统的能量流动图解 N1 N6表示能量数值 下列有关叙述中错误的是 A 流经该生态系统的总能量为N2 由初级消费者流向蜣螂的能量为N6B 能量由第一营养级传递给第二营养级的传递效率为N5 N2 100 C N5将有两个去向 其中之一是用于初级消费者的生长 发育和繁殖D 能量在各营养级的流动离不开生态系统的物质循环和信息传递 解析 流经该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能 N2 N6为生产者流向蜣螂的能量 能量由第一营养级传递给第二营养级的传递效率为两个营养级的同化量之比 即N5 N2 100 N5将有两个去向 即用于初级消费者的生长 发育和繁殖及呼吸作用 能量在各营养级的流动离不开生态系统的物质循环和信息传递 答案 A 5 2014 新课标 卷 31 某陆地生态系统中 除分解者外 仅有甲 乙 丙 丁 戊5个种群 调查得知 该生态系统有4个营养级 营养级之间的能量传递效率为10 20 且每个种群只处于一个营养级 一年内输入各种群的能量数值如下表所示 表中能量数值的单位相同 回答下列问题 1 请画出该生态系统中的食物网 2 甲和乙的种间关系是 种群丁是该生态系统生物组分中的 3 一般来说 生态系统的主要功能包括 此外还具有信息传递等功能 碳对生物和生态系统具有重要意义 碳在 和 之间的循环主要以CO2的形式进行 解析 1 根据题干可知 1 营养级之间的能量流动效率10 20 2 每个种群只处于一个营养级 戊占有能量最多 应属于第一营养级 乙和丙能量值处于同一数量级并且二者之和 23 1 介于戊能量值的10 20 10 20 故乙和丙应同属于第二营养级 甲能量值介于第二营养级的10 20 15 4 应属于第三营养级 丁能量值介于第三营养级的10 20 13 48 应属于第四营养级 2 根据 1 的食物网可推知 甲 乙种间关系是捕食 题干已声明所列数据不包括分解者 而戊属于第一营养级 为生产者 因此其余生物包括丁在内均为消费者 3 物质循环 能量流动 信息传递是生态系统的三大主要功能 碳以CO2的形式在生物群落与无机环境之间循环往复