高考生物一輪復習課件：必修3 第5章 第2、3節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質循環(huán)

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歡迎進入生物課堂 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 輸入 傳遞 轉化 散失 光合作用 生產者 食物鏈和食物網 單向流動 逆轉 循環(huán)流動 逐級遞減 逐級減少 10 20 人工生態(tài)系統(tǒng) 持續(xù)高效 一條食物鏈為什么一般不超過5個營養(yǎng)級 答案 食物鏈中每一個營養(yǎng)級把從前面一個環(huán)節(jié)獲得的能量大部分用來維持自身的生存和繁殖 把一小部分傳給下一營養(yǎng)級 因此前一營養(yǎng)級的能量只能維持后一營養(yǎng)級少數(shù)生物的需要 一般傳遞效率為10 20 傳到第五營養(yǎng)級時能量已經很少了 再往下傳遞已不足以維持一個營養(yǎng)級的能量需要 所以一條食物鏈一般不超過5個營養(yǎng)級 二 物質循環(huán) 無機環(huán)境 生物群落 1 概念 組成生物體的各種元素在 與 間不斷循環(huán)的過程 全球性 循環(huán)流動 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 4 實例 碳循環(huán) 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 CO2 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) 物質循環(huán)與能量流動有什么聯(lián)系 光合 化能合成 呼吸作用 微生物的分解 答案 能量的固定 儲存 轉移和釋放 離不開物質的合成和分解 物質是能量沿食物鏈 網 流動的載體 能量是物質在生態(tài)系統(tǒng)中往復循環(huán)的動力 考點 能量流動過程及特點 1 能量流動圖解 2 能量流動要點辨析 3 各營養(yǎng)級能量的來源與去路 注 流入一個營養(yǎng)級的能量 一個營養(yǎng)級所同化的能量 呼吸消耗能量 被下一營養(yǎng)級同化能量 分解者利用的能量 未被利用的能量 4 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 3 能量傳遞效率大約為10 20 見下圖 同化量 攝入量 糞便量 積累量 同化量 呼吸量 光能入射量 生產者固定量 反射量 生產者同化量 流經生態(tài)系統(tǒng)總能量 各營養(yǎng)級同化量 總和 糞便量屬于上一營養(yǎng)級的同化量 能量傳遞效率 下一營養(yǎng)級同化量 上一營養(yǎng)級同化 量 100 若按傳遞效率為10 計算 則為 1 10 n 1 生態(tài)系統(tǒng)能量流動相關計算1 傳遞效率 能量傳遞效率為10 20 如果按20 這一最高效率計算 第一營養(yǎng)級的總能量為100 則第二營養(yǎng)級所獲得的能量為20 第三營養(yǎng)級所獲得的能量為20 20 4 第n個營養(yǎng)級所獲得的能量是第一營養(yǎng)級能量的 1 5 n 1 2 一般情況下 自然生態(tài)系統(tǒng)中的某個營養(yǎng)級所同化的能量有如下分配規(guī)律 未利用能量 呼吸消耗能量 下一營養(yǎng)級同化能量 分解者釋放能量 3 計算能量的問題時 如遇到 至少需要 最多利用 等字眼 所選用的傳遞效率為20 在食物網中應選最短食物鏈計算 如遇到 最大消耗 最少利用 等字眼 所選用的傳遞效率為10 在食物網中則應選最長的食物鏈計算 4 在解決有關能量傳遞的計算問題時 首先要確定食物鏈 設食物鏈A B C D 分情況討論 典例1 雙選 下表表示某草原生態(tài)系統(tǒng)中A B C 三者構成一條食物鏈 各種群對能量的同化 利用 傳遞等的部分數(shù)量關系 已知該草原生態(tài)系統(tǒng)受到的太陽輻射為150000百萬千焦 但其中149875百萬千焦的能量未能被生產者固定 針對此圖有關計算正確的是 單位 百萬千焦 A 流經該生態(tài)系統(tǒng)的總能量數(shù)為125B 處數(shù)值是49 5C B呼吸消耗的能量是19D 能量從B傳到C的傳遞效率為14 3 解題思路 第一步 明確概念 生產者的同化量是指流經 該生態(tài)系統(tǒng)的總能量 是生產者固定的太陽能總量 同化量 呼吸消耗量 傳遞給下一營養(yǎng)級的能量 分解者利用的能量 未被利用的能量 生態(tài)系統(tǒng)受到總的太陽輻射量減去未固定的能量就是生產者固定的太陽能總量 生產者的凈生產量 凈同化量 同化量 呼吸量 答案 AD 考點對應練 D B 在一段時間內 若c種群數(shù)量減少 則a種群數(shù)量增加 d種群數(shù)量下降C b種群的個體數(shù)量一定比a種群的個體數(shù)量少D d種群中單個個體所含的有機物質量不一定比c種群中單個個體所含的有機物質量小解析 生物量不等于個體數(shù)量 也不等于單個個體的有機物質量 1 2011年威海二模 假若某生態(tài)系統(tǒng)有食物鏈a b c d 在某一時間分別測得這四種生物所含的有機物總量分別為m1 m2 m3和m4 下列敘述正確的是 A m1 m2 m3 m4等于a固定的太陽能總量 2 易錯 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 n B 貯存在羊體內的能量為52 nC 由羊流向分解者的能量為16 n D 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 A 考點 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 典例2 2011年淄博模擬 下圖表示某一生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔 其中 分別代表不同的營養(yǎng)級 E1 E2 代表能量的形式 下列敘述正確的是 A 和 是實現(xiàn)物質循環(huán)的關鍵生態(tài)成分B 該圖所示的食物網只有1條食物鏈 C E1表示主要通過光合作用所攝入的能量D 能量可在食物鏈中循環(huán)利用 答案 C 考點對應練3 下圖表示A B兩個特殊生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔 有關 解釋正確的是 一個吃玉米的人所獲得的能量一定比一個吃牛肉的人獲得的能量多 能量沿食物鏈單向流動 傳遞效率隨營養(yǎng)級的升高而逐級遞減 若A和B中玉米的數(shù)量相同 A能養(yǎng)活10000人 則B能養(yǎng)活1000人 若土壤中含相同濃度的難降解污染物 則A中的人比B中的人體內污染物濃度低 A C B D 解析 中沒有考慮玉米的基數(shù) 只有在玉米的總能量相同的情況下 才正確 能量沿食物鏈單向流動 但能量的傳遞效率一般不隨營養(yǎng)級的升高而出現(xiàn)明顯的變化 由于B圖多了一個營養(yǎng)級 則B只能養(yǎng)活1000人 難降解污染物在食物鏈中有富集現(xiàn)象 也就是越高營養(yǎng)級生物中 難降解污染物越多 答案 D 考點 生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán) 碳循環(huán)實例分析 1 大氣中的碳元素進入生物群落 是通過植物的光合作用或化能合成作用實現(xiàn)的 2 碳在生物群落和無機環(huán)境之間循環(huán)是以CO2的形式進行的 碳元素在生物群落中的傳遞 主要靠食物鏈和食物網 傳遞形式為有機物 分解者的分解作用 3 大氣中CO2的來源 動植物的呼吸作用 化石燃料的燃燒 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 生產者和分解者 5 煤 石油 天然氣等化石燃料的燃燒 使大氣中的CO2 濃度增高 是形成 溫室效應 的最主要原因 重金屬和DDT等農藥的生物富集 生物富集問題與能量流動相反 能量沿食物鏈向下流動時逐級遞減 而農藥或重金屬在食物鏈中則存在 生物富集作用 故營養(yǎng)級越高者 該物質濃度越高 物質循環(huán)與能量流動之間的關系 碳循環(huán)簡圖的具體分析 先根據(jù)雙向箭頭 確定兩者肯定是非生物的物質和能量或生產者 其中 3條或以上的箭頭同時指向的一方為大氣中CO2 3條或以上的箭頭流出的為生產者 各營養(yǎng)級生物都有一條箭頭指向同一個結構 則該結構 為分解者 消費者一定接在生產者后面 消費者的數(shù)量可多可少 典例3 2011年汕頭質檢 下圖表示某種生態(tài)系統(tǒng)中4 種成分之間的關系 以下相關敘述中正確的是 A 甲和乙所包含的所有種群構成群落B 乙1的同化量越大 流向乙2的能量就越少C 丁的CO2含量增加將導致臭氧層被破壞D 丙不一定是原核生物 答案 D 考點對應練4 下圖是生態(tài)系統(tǒng)中某元素循環(huán)的模式圖 該圖可以說明 該圖主要體現(xiàn)的是碳元素的循環(huán) A與B兩種生物是生態(tài)系統(tǒng)不可缺少的成分 圖中的生理過程 全在線粒體中進行 該物質循環(huán)帶有全球性 A B C D 解析 從物質循環(huán)的過程可以判斷A是生產者 B C是消費者 D是分解者 不可缺少的成分是A D 過程 主要是指光合作用 過程 是呼吸作用 在細胞質基質和線粒體中進行 答案 A 5 易錯 某湖泊生態(tài)系統(tǒng)中有大型雜食性魚類甲 其食物1 2來自浮游植物乙 1 4來自草食性魚類丙 1 4來自以草食性 魚類為食的小型肉食性魚類丁 下列敘述中錯誤的是 A 甲和丁存在著競爭關系B 從理論上計算 甲每增加1kg體重 最少需要乙提供360kg的物質C 若湖泊中受到DDT污染 則DDT濃度最低的生物是乙D 此食物網中占有三個營養(yǎng)級的生物是甲 解析 由于甲 丁均以丙為食 故兩者間不僅有捕食關系 還存在著競爭關系 DDT是通過食物鏈而富集的 營養(yǎng)級越低 體內DDT濃度越低 反之則越高 甲在此食物網中占有二 三 四三個營養(yǎng)級 從理論上計算 甲增重1kg至少需要乙提供的物質量應按20 的傳遞效率 則甲增重1kg至少需要乙提供的物質的量是 1 2 20 1 4 20 20 1 4 20 20 20 40 kg 答案 B 1 2011年廣東聯(lián)考 下圖為生態(tài)系統(tǒng)能量流動的部分圖 B 解 代表一定的能量值 下列相關敘述中 正確的是 A 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是循環(huán)進行的B 能量在沿食物鏈流動時逐級遞減C 次級消費者屬于第二營養(yǎng)級D 圖中 代表呼吸作用所消耗的能量 2 2011年惠州調研 詩文 落紅不是無情物 化作春泥更 A 護花 中所蘊含的生命科學知識是 A 自然界的物質循環(huán)B 生態(tài)系統(tǒng)恢復力穩(wěn)定性強C 生物的變異現(xiàn)象D 生物的種間斗爭關系 3 2011年廣州聯(lián)考 下列關于生態(tài)系統(tǒng)的敘述 錯誤的是 C A 草原生態(tài)系統(tǒng)比農田生態(tài)系統(tǒng)的群落結構復雜B 環(huán)境條件分布不均勻是形成群落水平結構的原因之一C 我國南方熱帶雨林中分解者的代謝活動比北方森林中的弱D 植物可通過呼吸作用和光合作用參與生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)解析 我國南方熱帶雨林中分解者的代謝活動比北方森林中的強 土壤中有機物的積累量少 4 2011年江門一模 下圖表示某生態(tài)系統(tǒng)中甲 乙兩種群 在一段時間內數(shù)量變化情況 下列敘述錯誤的是 C A 兩個種群間能量流動方向是甲 乙B M時甲種群的出生率小于死亡率C 兩種群數(shù)量波動幅度減小說明生態(tài)系統(tǒng)正在衰退D 甲和乙種群基因型頻率發(fā)生改變 生物不一定發(fā)生進化解析 兩者是捕食關系 兩種群數(shù)量波動幅度減小說明生態(tài)系統(tǒng)趨于穩(wěn)定 5 2012年湛江一模 經濟發(fā)展和環(huán)境保護兩者之間的和諧是當今世界共同的話題 某研究性學習小組為了解水體富營養(yǎng)化對藻類種群數(shù)量的影響 以便為養(yǎng)魚戶提供恰當?shù)闹笇?他們組織人員調查了部分湖泊營養(yǎng)化程度對部分藻類生長的影響 結果如下圖 請分析回答下列問題 提示 魚鱗藻 脆桿藻為魚的餌料 微囊藻會產生有毒物質污染水體 1 湖泊中各種生物構成了該水域生態(tài)系統(tǒng)中的 由于微囊藻具有氣囊 在水域中有趨表聚集的現(xiàn)象 從 的角度看 這些微囊藻處于其上層 2 調查湖泊中草魚種群密度常用的方法是 對如何養(yǎng)好魚 民間有 養(yǎng)魚先養(yǎng)水 的說法 由圖分析可知 當水體營養(yǎng)化程度處于 時 數(shù)目較多 有利于能量流向對人類最有益的部分 生物群落 群落的 標志重捕法 中營養(yǎng)化 魚鱗藻 脆桿藻 垂直結構 3 為控制富營養(yǎng)化水體中微囊藻的數(shù)量 試結合圖示 提出一個可行的方法 4 微囊藻會產生有毒物質污染水體 若在一個相對穩(wěn)定的水域生態(tài)系統(tǒng)中主要有下表所列的五個種群 現(xiàn)測得各種群所含的能量和污染物X的平均濃度 已知水中X的質量濃度為0 003mg L 該物質被生物體吸收后難以通過代謝排出體外 請分析 進行污水處理 或減少該湖泊流域化肥的使用量 其他合理答案亦可 該生態(tài)系統(tǒng)中種群A和種群B的關系最可能為 處于該生態(tài)系統(tǒng)中初級消費者的生物種群是 在能量流動的渠道中 越高 生物體內污染物的含量也越高 即污染物在沿食物鏈傳遞過程中具有富集作用 競爭 C和D 營養(yǎng)級 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全