高考生物大一輪復習 第五章 第2-3節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動、生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)課件 新人教版必修3.ppt

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第2 3節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動 生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán) 梳理 備考導航 固定的太陽能 食物鏈 食物網 熱能 呼吸消耗以熱能形式散失 被分解者分解 流入第二營養(yǎng)級 單向的 逐級遞減 10 20 無機環(huán)境 生物群落 生物群落 無機環(huán)境 循環(huán) 全球性 循環(huán)流動 能量流動 物質循環(huán) 主要功能 同時進行 相互依存 不可分割 載體 動力 整合 知識體系 自我校對 單向流動 逐級遞減 全球 循環(huán) 一 能量流動的過程1 補充圖中標號代表的內容甲 乙 丙 丁 戊 生產者 初級消費者 次級消費者 呼吸作用 分解者 2 生態(tài)系統(tǒng)所需能量的最終來源是 3 能量輸入生物群落的途徑主要是 4 據圖分析食物鏈中甲營養(yǎng)級能量的去向 1 通過自身 以 的形式散失 2 被 同化 3 殘枝敗葉 遺體殘骸等被 分解 4 未被利用 太陽能 生產者的光合作用 呼吸作用 熱能 下一營養(yǎng)級 分解者 二 能量流動的特點及研究意義1 特點 1 2 2 研究能量流動的實踐意義 1 幫助人們科學規(guī)劃 設計人工生態(tài)系統(tǒng) 使 2 幫助人們合理地調整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關系 使能量 單向流動 逐級遞減 能量得到最有效的利用 持續(xù)高效地流向對人類最有益的部分 三 物質循環(huán)1 概念 1 物質 組成生物體的 如C H O N P S等 2 循環(huán)范圍 和 之間 3 循環(huán)特點 具有 元素 無機環(huán)境 生物群落 全球性 2 碳循環(huán)過程 1 請寫出圖中各標號的名稱 攝食 分解作用 2 循環(huán)形式 3 物質循環(huán)與能量流動的關系 1 兩者是 的 彼此相互依存 不可分割 2 物質作為能量的 使能量沿著 流動 能量作為 使物質能夠不斷地在生物群落和無機環(huán)境之間循環(huán)往返 呼吸作用 光合作用 呼吸作用 燃燒 CO2 同時進行 載體 食物鏈 網 動力 思考辨析1 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動指能量的輸入和散失過程 2 生態(tài)系統(tǒng)中生產者得到的能量必然大于消費者得到的 3 在生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的渠道由生產者 消費者和分解者組成 4 沼渣 沼液作為肥料還田 使能量能夠循環(huán)利用 5 參與循環(huán)的物質是組成生物體的各種化合物 6 碳的循環(huán)在生物群落內部是以CO2形式進行的 7 如果人們不按生態(tài)規(guī)律辦事 亂砍濫伐森林 會影響生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán) 8 碳循環(huán)的進行伴隨著能量流動 但由于生物體不能在代謝中利用熱能 所以能量流動具有單向流動 逐級遞減的特點 精研 核心考點 考點一能量流動的過程和特點 典例1 下圖為某生態(tài)系統(tǒng)的能量流動簡圖 下列敘述錯誤的是 A 甲是生產者 乙是消費者B 該生態(tài)系統(tǒng)是一個開放的系統(tǒng)C 能量通過光合作用固定并進入系統(tǒng) 可以熱能形式輸出D 甲 乙和分解者所貯存的能量之和是輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量 命題思路 本考點多以圖解等形式結合食物網及物質循環(huán)進行命題 考查考生提取和利用信息的能力 多以選擇題形式出現 信息提取 太陽能 甲 乙 確定甲 乙 解題思路 根據題中簡圖可知 甲能夠固定太陽能 為生產者 乙從甲獲取能量 為消費者 該生態(tài)系統(tǒng)需要從外界獲得能量 同時能量也可以擴散到外界 是一個開放的生態(tài)系統(tǒng) 能量通過光合作用進入生態(tài)系統(tǒng) 經過生產者 消費者和分解者的呼吸作用后有一部分以熱能的形式散失 而輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產者甲固定的太陽能總量 故甲 乙和分解者貯存能量之和小于輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量 答案 D 1 能量流動的圖解 圖解分析 1 由以上圖解可得下列等量關系 消費者攝入量 同化量 糞便量 同化量 積累量 呼吸量 積累量 下一營養(yǎng)級同化量 分解量 未被利用 2 某一營養(yǎng)級的能量去向分析思路 定量不定時分析 流入某一營養(yǎng)級的一定量的能量在足夠長的時間內的去路可有三條 a 自身呼吸消耗 b 流入下一營養(yǎng)級 最高營養(yǎng)級除外 c 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)能量流動的正常進行 定量定時分析 流入某一營養(yǎng)級的一定量的能量在一定時間內的去路可有四條 a 自身呼吸消耗 b 流入下一營養(yǎng)級 最高營養(yǎng)級除外 c 被分解者分解利用 d 未利用 即未被自身呼吸消耗 也未被下一營養(yǎng)級和分解者利用 如果是以年為單位研究 這部分的能量將保留到下一年 1 流經各營養(yǎng)級的總能量 對生產者而言強調關鍵詞 固定 而不能說 照射 對各級消費者而言強調關鍵詞 同化 而不能說 攝入 2 未利用 這一部分能量是指在有限的時間內 還沒來得及被利用的能量 2 能量流動特點及原因分析 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)級之間的捕食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)級的能量都會有一部分流入分解者 包括未被下一營養(yǎng)級生物利用的部分 1 能量傳遞效率指兩個相鄰營養(yǎng)級之間 而不是兩個個體或兩個種群之間 2 建立新型農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)不能提高能量傳遞效率 但能提高能量利用率 使能量盡可能多地流向對人類最有益的部分 3 天然生態(tài)系統(tǒng)必須當能量狀況表現為正金字塔形狀時 方可維持生態(tài)系統(tǒng)的正常運轉 從而維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 而人工生態(tài)系統(tǒng)中因能量可人為補充 可能會使能量金字塔呈現倒置狀況 如人工魚塘中生產者的能量未必比消費者 魚 多 4 三種生態(tài)金字塔的比較 利用 拼圖法 巧解能量流動中的難點 1 輸入第一營養(yǎng)級的能量分析 輸入第一營養(yǎng)級的能量 W1 被分解為兩部分 一部分在生產者的呼吸作用中以熱能的形式散失了 A1 一部分則用于生產者的生長 發(fā)育和繁殖 B1 C1 D1 而后一部分能量中 包括現存的植物體B1 流向分解者的C1 流向下一營養(yǎng)級的D1 2 流經整個生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產者固定的總能量 即W1 將圖中第三營養(yǎng)級同化的總能量D2 拼回 第二營養(yǎng)級 則剛好等于D1 即第二營養(yǎng)級同化的總能量 再將D1 拼回 第一營養(yǎng)級 則剛好等于生產者固定的總能量W1 可見 在一個生態(tài)系統(tǒng)中 所有生物的總能量都來自W1 所有生物總能量之和都小于W1 呼吸作用消耗的緣故 1 2015 山東師大附中二模 下列表示生態(tài)系統(tǒng)中處于第二營養(yǎng)級的生物 其能量流動的過程圖解 有關敘述正確的是 A 圖中糞便量屬于生產者經光合作用所固定的太陽能B 呼吸作用以熱能形式散失的能量占同化量的比例較小C 流入下一個營養(yǎng)級的能量占攝入量的10 20 D 從圖示可知 能量在營養(yǎng)級之間不具有單向流動的特點 解析 第二營養(yǎng)級生物產生的糞便中含有的能量屬于第一營養(yǎng)級 即生產者經光合作用固定的太陽能 生物同化量中的能量大部分在呼吸作用中以熱能形式散失 少部分用于生長 發(fā)育和繁殖 能量傳遞效率指流入下一營養(yǎng)級的能量占同化量的比值 而攝入量 同化量 糞便量 分解者不屬于營養(yǎng)級范疇 能量在營養(yǎng)級之間具有單向流動的特點 答案 A 2 下圖為生態(tài)系統(tǒng)能量流動示意圖 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 從長時間考慮 進入生態(tài)系統(tǒng)的能量都以熱能的形式散失 即A F B1 C1 D1 E1 答案 D 考點二物質循環(huán)及與能量流動的關系 典例2 2015 煙臺調研 如圖甲為一個長期處于穩(wěn)定狀態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)示意圖 表乙是對圖甲中生態(tài)系統(tǒng)各組成成分的能量流動情況調查結果 圖丙是該生態(tài)系統(tǒng)中人類對物質與能量的利用情況部分示意圖 請據圖回答問題 甲 1 大氣中二氧化碳的來源有三個 分別是動植物的呼吸作用 若圖甲中的 僅表示二氧化碳的流動方向 則不會存在的過程有 2 若圖甲表示碳循環(huán)示意圖 則D指的是生態(tài)系統(tǒng)中的 過程主要表示的是 3 表乙中的Pg表示同化作用固定的總能量 Pn表示生物體內儲存的能量 則R表示的生物學含義是 每平方米每年流經該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為 4 圖丙表示人類在草原上放養(yǎng)牲畜的目的是調整生態(tài)系統(tǒng)中的 關系 命題思路 本考點是高考中的熱點 在全球減排 發(fā)展低碳經濟的背景下 與碳循環(huán)相關過程和原理的考查仍將在今后的高考中備受青睞 本考點題目常結合食物網 生態(tài)農業(yè)示意圖等形式考查 題目包括選擇題和非選擇題 以非選擇題為主要命題形式 解析 圖甲中A D依次為生產者 消費者 分解者及非生物的物質和能量 1 大氣中二氧化碳的來源有三個 動植物的呼吸作用 微生物的分解作用和化石燃料的燃燒 CO2不能直接在各種生物之間傳遞 故 不存在 2 能直接利用二氧化碳的主要是生產者的光合作用 3 各營養(yǎng)級生物所同化的總能量除了在自身體內儲存外 還用于呼吸作用 傳遞給下一營養(yǎng)級和分解者 但最終都通過呼吸作用散失 生產者固定太陽能的總量是流經該生態(tài)系統(tǒng)的總能量 4 人工干預的生態(tài)系統(tǒng)的特點是使能量流向對人類最有益的部分 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燒 2 非生物的物質 或大氣中的二氧化碳庫 光合作用 3 生態(tài)系統(tǒng)中各生物成分的呼吸量8 707 104kJ 4 能量流動 1 碳循環(huán)過程 2 物質循環(huán)的特點 1 全球性 物質循環(huán)的范圍是生物圈 2 往復循環(huán) 重復利用 物質可以在無機環(huán)境和生物群落之間反復利用 3 物質循環(huán)與能量流動的關系 3 如圖表示生物圈中碳元素的循環(huán)過程 下列有關敘述中錯誤的是 A 圖中B都是自養(yǎng)生物 光合生物細胞中不一定有葉綠體但都含有色素B 適度松土不可以促進 過程C 過程的加劇是造成溫室效應的主要原因D 達到平衡狀態(tài)的生態(tài)系統(tǒng) 和 的量基本相等 解析 由圖可知 A為分解者 B為生產者 C為消費者 圖中B都是自養(yǎng)生物 光合生物 如藍藻 中沒有葉綠體但含有色素 適度松土不可以促進 消費者的呼吸作用過程 而是促進分解者的分解作用 過程即化學燃料的大量燃燒是造成溫室效應的主要原因 在一個穩(wěn)定狀態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)中 碳吸收量應該基本上等于碳釋放量 碳元素由無機環(huán)境進入生物群落主要依賴于綠色植物的光合作用 而由生物群落回歸無機環(huán)境則主要依賴于各類生物的呼吸作用和分解者的分解作用 答案 D 備課札記 演練 目標課堂 1 2014 天津卷 3 圖a b分別為農村和城市生態(tài)系統(tǒng)的生物量 生命物質總量 金字塔示意圖 下列敘述正確的是 A 兩個生態(tài)系統(tǒng)均可通過信息傳遞調節(jié)種間關系B 兩個生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構均由3個營養(yǎng)級組成C 城市生態(tài)系統(tǒng)不具有自我調節(jié)能力 抵抗力穩(wěn)定性低D 流經兩個生態(tài)系統(tǒng)的總能量均是其植物所固定的太陽能 解析 由題意和圖示可確定 圖a表示 農村生態(tài)系統(tǒng)的生物量金字塔 圖b表示城市生態(tài)系統(tǒng)的生物量金字塔 信息傳遞普遍存在于生態(tài)系統(tǒng)中 可調節(jié)生物的種間關系 以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定 A正確 營養(yǎng)級是指在食物鏈或食物網中不同的生物種群 而圖a和b中動 植物種類不確定 各種生物種群間食物關系也不確定 無法判斷兩圖中有幾個營養(yǎng)級 B項錯誤 城市生態(tài)系統(tǒng)也具有一定的穩(wěn)定性 具有自我調節(jié)能力 C錯誤 圖b中人的數量明顯多于植物的量 該生態(tài)系統(tǒng)的總能量大于生產者固定的總能量 應有外界能量流入 D錯誤 答案 A 2 2014 江蘇卷 10 下列關于生態(tài)系統(tǒng)中物質循環(huán)和能量流動的敘述 正確的是 A 富營養(yǎng)化水體出現藍藻水華的現象 可以說明能量流動的特點B 生態(tài)系統(tǒng)中能量的初始來源只有太陽能C 食物鏈各營養(yǎng)級中10 20 的能量會被分解者利用D 無機環(huán)境中的物質可以通過多種途徑被生物群落反復利用 解析 富營養(yǎng)化水體出現藍藻水華是大量富含N P的有機污物排到江湖中導致藻類大量繁殖 說明物質循環(huán)反復性 生態(tài)系統(tǒng)的能源主要為太陽能 也可源自某些無機物氧化分解釋放的能量 如硝化細菌 硫鐵細菌等化能自養(yǎng)型生物進行化能合成作用所需能量 生態(tài)系統(tǒng)中能量流動是單向遞減的 其傳遞效率是10 20 即10 20 的能量被下一營養(yǎng)級所同化 生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)帶有全球性和循環(huán)往復性 因此無機環(huán)境中的物質可以通過多種途徑如光合作用 根的吸收進入生物群落被生物利用 答案 D 3 2015 淮南模擬 下列關于能量流動的敘述 正確的是 A 能量傳遞的效率總是隨著食物鏈的增加而減少B 消費者用于生長發(fā)育等生命活動的能量儲存于其體內有機物中C 生產者同化的能量可以用生產者的干重增加量表示D 食物鏈中能量流動就是不同營養(yǎng)級生物體內ATP的合成與分解 解析 能量傳遞效率在各營養(yǎng)級之間都約是10 20 不會隨著食物鏈的增加而減少 A錯誤 消費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長 發(fā)育 繁殖等生命活動 也就是儲存在生物體的有機物中 B正確 生產者的同化量是生產者固定的太陽能 其中一部分通過呼吸作用被消耗 另一部分儲存在生物體的有機物中 為生產者干重增加量 C錯誤 食物鏈中能量流動是生物體內的能量以有機物中化學能的形式在相鄰營養(yǎng)級之間傳遞 D錯誤 答案 B 4 2015 福州模擬 下圖是生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖解 N1 N6表示能量數值 下列有關敘述中錯誤的是 A 流經該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為N2 由初級消費者流向蜣螂的能量為N6B 能量由第一營養(yǎng)級傳遞給第二營養(yǎng)級的傳遞效率為N5 N2 100 C N5將有兩個去向 其中之一是用于初級消費者的生長 發(fā)育和繁殖D 能量在各營養(yǎng)級的流動離不開生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)和信息傳遞 解析 流經該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為生產者固定的太陽能 N2 N6為生產者流向蜣螂的能量 能量由第一營養(yǎng)級傳遞給第二營養(yǎng)級的傳遞效率為兩個營養(yǎng)級的同化量之比 即N5 N2 100 N5將有兩個去向 即用于初級消費者的生長 發(fā)育和繁殖及呼吸作用 能量在各營養(yǎng)級的流動離不開生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)和信息傳遞 答案 A 5 2014 新課標 卷 31 某陸地生態(tài)系統(tǒng)中 除分解者外 僅有甲 乙 丙 丁 戊5個種群 調查得知 該生態(tài)系統(tǒng)有4個營養(yǎng)級 營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率為10 20 且每個種群只處于一個營養(yǎng)級 一年內輸入各種群的能量數值如下表所示 表中能量數值的單位相同 回答下列問題 1 請畫出該生態(tài)系統(tǒng)中的食物網 2 甲和乙的種間關系是 種群丁是該生態(tài)系統(tǒng)生物組分中的 3 一般來說 生態(tài)系統(tǒng)的主要功能包括 此外還具有信息傳遞等功能 碳對生物和生態(tài)系統(tǒng)具有重要意義 碳在 和 之間的循環(huán)主要以CO2的形式進行 解析 1 根據題干可知 1 營養(yǎng)級之間的能量流動效率10 20 2 每個種群只處于一個營養(yǎng)級 戊占有能量最多 應屬于第一營養(yǎng)級 乙和丙能量值處于同一數量級并且二者之和 23 1 介于戊能量值的10 20 10 20 故乙和丙應同屬于第二營養(yǎng)級 甲能量值介于第二營養(yǎng)級的10 20 15 4 應屬于第三營養(yǎng)級 丁能量值介于第三營養(yǎng)級的10 20 13 48 應屬于第四營養(yǎng)級 2 根據 1 的食物網可推知 甲 乙種間關系是捕食 題干已聲明所列數據不包括分解者 而戊屬于第一營養(yǎng)級 為生產者 因此其余生物包括丁在內均為消費者 3 物質循環(huán) 能量流動 信息傳遞是生態(tài)系統(tǒng)的三大主要功能 碳以CO2的形式在生物群落與無機環(huán)境之間循環(huán)往復