高考生物一輪總復(fù)習(xí) 第5章 第2-3節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)課件（必修3）.ppt

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第2、3節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán),一、能量流動,1.對能量流動的理解：,轉(zhuǎn)化,固定太陽能,(1)概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的________、傳遞、________和,散失的過程。,固定的太陽能總量,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____________。,輸入,2.能量流動的過程：(1)寫出圖中甲、乙、丙、丁、戊所代表的內(nèi)容。甲：____________乙：____________丙：___________丁：____________戊：____________,生產(chǎn)者,初級消費者,次級消費者,呼吸作用,分解者,(2)通過上述圖解可看出生產(chǎn)者、初級消費者、次級消費者,能量流動相同的三個方向。,呼吸作用,同化,分解者,①通過_________以熱能的形式散失。②被下一營養(yǎng)級________。③被________分解利用。3.能量流動的特點及意義：(1)能量傳遞效率：指________________之間________的比,值。,相鄰兩個營養(yǎng)級,同化量,單向流動,逐級遞減,(2)能量流動的兩個特點：____________、____________。,(3)研究意義：①幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計________________，使能量得到最有效的利用。②幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的____________關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向______________的部分。,人工生態(tài)系統(tǒng),能量流動,對人類最有益,二、物質(zhì)循環(huán)1.概念：組成生物體的各種元素在__________________與_______________間不斷循環(huán)的過程。2.特點：____________、反復(fù)利用、____________。3.意義：通過能量流動和物質(zhì)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。,無機環(huán)境,生物群落,全球性,循環(huán)流動,4.實例——碳循環(huán)：,CO2,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)。(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)。,光合,化能合成,呼吸作用,微生物的分解,5.物質(zhì)循環(huán)與能量流動的聯(lián)系：物質(zhì)循環(huán)和能量流動是同時進行，相互依存，不可分割的。原因是：(1)能量的固定、儲存、轉(zhuǎn)移和釋放，離不開物質(zhì)的合成和,分解。,食物鏈(網(wǎng)),能量,(2)物質(zhì)是能量沿____________流動的載體。(3)____________是物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中往復(fù)循環(huán)的動力。,[判斷正誤],1.生產(chǎn)者固定的能量一定是太陽能。(,),2.食物鏈和食物網(wǎng)是生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，生態(tài)系統(tǒng)的物,質(zhì)循環(huán)和能量流動就是沿著這些渠道進行的。(,),3.虎等大型肉食動物容易成為瀕危物種，可用生態(tài)系統(tǒng)中,),能量流動規(guī)律進行合理分析。(答案：1.2.√3.√,考點一能量流動過程及特點1.能量流動圖解：,(2)能量去向：流入某一營養(yǎng)級(最高營養(yǎng)級除外)的能量去向可從以下兩個角度分析：①定量不定時：,②定量定時：流入某一營養(yǎng)級的一定量的能量在一定時間內(nèi)的去路可有四條：a.自身呼吸消耗；b.流入下一營養(yǎng)級；c.被分解者分解利用；d.未被自身呼吸消耗，也未被下一營養(yǎng)級和分解者利用，即“未利用”。如果是以年為單位研究，這部分的能量將保留到下一年。,動物同化的能量不等于攝入的能量,同化量為每一營養(yǎng)級通過攝食并轉(zhuǎn)化成自身有機物的能量，攝入量是消費者攝入的能量，同化量＝攝入量－糞便量。,2.能量流動的特點：(1)單向流動：,①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(guān)系是長期自然選擇的結(jié)果，是不可逆轉(zhuǎn)的。,②各營養(yǎng)級通過呼吸作用所產(chǎn)生的熱能不能被生物群落重,復(fù)利用，因此能量流動無法循環(huán)。,(2)逐級遞減：,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能量傳遞效率為10%～20%(見下圖)：,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的，三者統(tǒng)稱為生態(tài)金字塔。,(續(xù)表),方法技巧,利用“拼圖法”巧解能量流動的相關(guān)計算,(1)輸入第一營養(yǎng)級的能量(W1)，即生產(chǎn)者的同化量被分為兩部分：一部分在生產(chǎn)者的呼吸作用中以熱能的形式散失(A1)，一部分則用于生產(chǎn)者的生長、發(fā)育和繁殖(B1＋C1＋D1)。而后一部分能量中包括現(xiàn)存的植物體B1、流向分解者的C1、流向下一營養(yǎng)級的D1。,(2)第一營養(yǎng)級向第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率＝(D1/W1)100%，第二營養(yǎng)級向第三營養(yǎng)級的能量傳遞效率＝(D2/D1)100%。,◎高考探究◎,考向1能量流動的特點,[例1](2014年山東卷)6月8日是世界海洋日。海洋是生物圈的重要組成部分，與人類的生存和發(fā)展息息相關(guān)。,(1)根據(jù)圖甲分析，要獲得最大持續(xù)捕撈量，捕撈后大黃魚種群數(shù)量應(yīng)處于________點。用標(biāo)志重捕法調(diào)查大黃魚種群密度時，若標(biāo)記個體更易于被捕食，則種群密度的估計值______(填“偏高”“偏低”或“不變”)。,(2)海洋魚類生活在不同的水層，這體現(xiàn)了生物群落的________結(jié)構(gòu)。新建碼頭的樁柱表面很快被細菌附著，隨后依次出現(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)的組成成分。圖中________和________(填字母)在碳循環(huán)過程中起著關(guān)鍵作用；能量在第一營養(yǎng)級和第二營養(yǎng)級之間的傳遞效率為________。,(4)海洋會受到石油、工業(yè)廢水、生活污水等污染。如果污染超過海洋生態(tài)系統(tǒng)的________________，海洋生態(tài)系統(tǒng)就很難恢復(fù)到原來的狀態(tài)。,[解析](1)對于種群中有益動物的開發(fā)和利用，為了能獲得最大持續(xù)捕撈量，應(yīng)在種群數(shù)量大于K/2時進行捕獲，并使捕獲后種群的數(shù)量保持在K/2點，此時種群增長速率最大，資源再生能力強；用標(biāo)志重捕法調(diào)查動物的種群密度時，根據(jù)公式：個體總數(shù)N/初次捕獲個體數(shù)M＝重捕個體總數(shù)n/重捕中被標(biāo)記的個體數(shù)m，可推出種群個體數(shù)N＝Mn/m，由于標(biāo)記個體更易于被捕食，所以分?jǐn)?shù)中分子不變，分母減小，分?jǐn)?shù)值增大，,即種群數(shù)量偏大。(2)群落中各種生物在垂直方向上具有明顯的分層現(xiàn)象，叫群落的垂直結(jié)構(gòu)；新建碼頭的樁柱表面很快被細菌附著，隨后依次出現(xiàn)硅藻、藤壺、牡蠣等，是群落演替中的初生演替。(3)從圖中能量流動來看，固定太陽能的是生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者，是能量流動的起點，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的主要生物成分是生產(chǎn)者和分解者；在食物鏈A→D→C中，傳遞效率為1.5106/7.5106＝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)節(jié)能力或抗污染的自我凈化能力，但其調(diào)節(jié)能力是有一定限度的，若超過該生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力或抗污染的自我凈化能力，就很難恢復(fù)到原來的狀態(tài)。,[答案](1)b偏高,(2)垂直(群落的)演替(或初生演替)(3)AB(兩空可顛倒)20%(4)自我調(diào)節(jié)能力(或自凈能力),考向2能量流動的計算[例2](2015年福建卷)下圖為某人工魚塘食物網(wǎng)及其能量傳,正確的是(,),A.該食物網(wǎng)中最高營養(yǎng)級為第六營養(yǎng)級B.該食物網(wǎng)中第一到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率為25%D.該食物網(wǎng)中的生物與無機環(huán)境共同構(gòu)成一個生態(tài)系統(tǒng),遞示意圖(圖中數(shù)字為能量數(shù)值，單位是Jm－2a－1)。下列敘述,C.太陽魚呼吸作用消耗的能量為1357Jm－2a－1,[解析]該食物網(wǎng)中最高營養(yǎng)級是鱸魚，為第五營養(yǎng)級，A錯誤；該食物網(wǎng)中第一到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率為(3780＋4200)31920100%＝25%，B正確；太陽魚同化的能量去向有：呼吸作用消耗、流入下一營養(yǎng)級和被分解者分解利用，由圖只知道同化量和流入下一營養(yǎng)級的能量，不能得出呼吸作用消耗的能量，C錯誤；該食物網(wǎng)中的生物只含有生產(chǎn)者和消費者，沒有分解者，所以不能與無機環(huán)境共同構(gòu)成一個生態(tài)系統(tǒng)，D錯誤。,[答案]B,考向3生態(tài)金字塔[例3](2014年海南卷)用各營養(yǎng)級生物的能量、數(shù)量構(gòu)建的金字塔分別稱為能量金字塔、數(shù)量金字塔。在某一櫟林中，第一營養(yǎng)級生物為櫟樹，第二營養(yǎng)級生物為昆蟲，第三營養(yǎng)級生物為蛙、蜥蜴和鳥，第四營養(yǎng)級生物為蛇。該櫟林?jǐn)?shù)量金字塔,的示意圖是(,),A,B,C,D,[解析]在數(shù)量金字塔中昆蟲的數(shù)量遠遠大于櫟樹的數(shù)量，第三營養(yǎng)級生物數(shù)量小于昆蟲的數(shù)量，第四營養(yǎng)級生物的數(shù)量小于第三營養(yǎng)級生物的數(shù)量。,[答案]B,【考點練透】1.在某草原生態(tài)系統(tǒng)能量流動過程中，假設(shè)羊攝入體內(nèi)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%nB.貯存在羊體內(nèi)的能量為52%nC.由羊流向分解者的能量為16%nD.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。答案：A,考點二生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)1.碳循環(huán)實例分析：,(1)碳進入生物群落的途徑：生產(chǎn)者的光合作用和化能合成,作用。,(2)碳返回?zé)o機環(huán)境的途徑：生產(chǎn)者、消費者的呼吸作用；,分解者的分解作用；化學(xué)燃料的燃燒。,(3)溫室效應(yīng)產(chǎn)生的原因：化學(xué)燃料的大量燃燒，產(chǎn)生了大量CO2；植被破壞，降低了對大氣CO2的吸收能力。(4)實現(xiàn)碳在生物群落和無機環(huán)境之間進行循環(huán)的關(guān)鍵是,生產(chǎn)者和分解者。,物質(zhì)循環(huán)與能量流動之間的關(guān)系,(1)區(qū)別：,(2)聯(lián)系：,◎高考探究◎考向碳循環(huán)實例分析[典例](2016年浙江杭州模擬)下圖是生物圈中碳循環(huán)示意,圖，下列相關(guān)分析錯誤的是(,),B.A是消費者，C是生產(chǎn)者，碳在各成分間以CO2的形式,循環(huán),C.對E過度開發(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(qū)動，同時又是能量的載體,[解析]生物圈通過碳循環(huán)實現(xiàn)碳元素的自給自足；A是消費者，C是生產(chǎn)者，碳在生物群落中以有機物的形式流動，在生物群落和無機環(huán)境之間以CO2的形式循環(huán)；E為化學(xué)燃料，若對此過度開發(fā)利用會打破生物圈中的碳平衡；能量是物質(zhì)循環(huán)的動力，物質(zhì)是能量的載體。,[答案]B,A.生物圈通過碳循環(huán)實現(xiàn)碳元素的自給自足,【考點練透】2.(2014年江蘇卷)下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)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(xiàn)藍藻水華的現(xiàn)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(zhì)可以通過多種途徑被生物群落反復(fù)利用,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導(dǎo)致藻類大量繁殖，為物質(zhì)循環(huán)的再生利用，說明物質(zhì)循環(huán)反復(fù)性，而能量流動是單向的，A錯誤；生態(tài)系統(tǒng)的能量主要來源于太陽能，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，C錯誤。生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)帶有全球性和循環(huán)往復(fù)性，因此無機環(huán)境中的物質(zhì)可以通過多種途徑如光合作用、根的吸收等進入生物群落被生物利用，D正確。,答案：D,3.下圖為碳元素在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)的模式圖，圖中甲、乙、丙表示生態(tài)系統(tǒng)的生物成分，箭頭表示生理過程。下列相關(guān)敘,述中，不正確的是(,),A.d過程代表光合作用，b過程代表呼吸作用B.甲所示的營養(yǎng)級在食物鏈中占有的碳元素最多C.碳元素在甲、乙、丙之間以有機物的形式進行傳遞D.碳元素可在無機環(huán)境和生物群落之間反復(fù)利用,解析：丁為大氣CO2庫，甲為生產(chǎn)者，乙為消費者，丙為分解者；d過程代表呼吸作用，b過程代表光合作用；碳元素在生物群落內(nèi)部主要以有機物的形式進行傳遞，在無機環(huán)境與生物群落間主要以CO2的形式進行傳遞。,答案：A,1.下圖為生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)示意圖，其中甲、乙、丙表示生,態(tài)系統(tǒng)中的三種成分。下列敘述正確的是(,),A.X和Y代表的生物可分別為乳酸菌和酵母菌B.含碳有機物由甲圖的a和b分解為CO2C.大氣中的CO2在甲圖的c、d處合成有機物D.該生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)和能量都能循環(huán)利用,解析：X、Y分別代表綠色植物和腐生細菌，A錯誤；含碳有機物分解為CO2的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，即a和b，B正確；植物細胞中將CO2和H2O合成有機物的場所是葉綠體，而對CO2的利用是在葉綠體基質(zhì)，即c，C錯誤；生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)可循環(huán)利用，但能量流動是單向的，D錯誤。,答案：B,2.下面為能量流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)第二營養(yǎng)級的示意圖(單位,Jcm－2a－1)，據(jù)圖分析，有關(guān)說法正確的是(),A.該生態(tài)系統(tǒng)第一營養(yǎng)級同化的能量至少為400B.第二營養(yǎng)級用于生長、發(fā)育和繁殖的能量是100C.能量由第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的傳遞效率是20%D.該生態(tài)系統(tǒng)第三營養(yǎng)級同化的能量是15,解析：題圖為能量流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)第二營養(yǎng)級的示意圖，其中a表示該營養(yǎng)級攝入的能量，b表示該營養(yǎng)級同化的能量，c表示該營養(yǎng)級用于生長、發(fā)育和繁殖的能量，d表示呼吸作用中以熱能的形式散失的能量，e表示分解者利用的能量；第二營養(yǎng)級同化的能量為100(攝入量)－20(糞便中的能量)＝80，根據(jù)能量傳遞效率倒推出第一營養(yǎng)級同化的能量至少為400；題圖僅表示能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級的過程，并不能得出第三營養(yǎng)級的同化量，因此無法計算由第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的能量傳遞效率；次級消費者攝入的能量并不等同于第三營養(yǎng)級同化的能量。,答案：A,3.下圖所示?；~塘生態(tài)系統(tǒng)局部的能量流動，圖中字母,代表相應(yīng)的能量。下列有關(guān)敘述不正確的是(,),A.如果c1表示蠶傳遞給分解者的能量，則b1表示未被利用的能量B.圖中b表示桑樹呼吸作用散失的能量C.圖中的c可表示桑樹用于生長、發(fā)育、繁殖的能量D.圖中d1/d可以表示第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率,解析：流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為桑樹通過光合作用所固定的太陽能總量，即a；生產(chǎn)者桑樹所固定的太陽能總量中有一部分通過生產(chǎn)者的呼吸作用以熱能的形式散失，即b，另一部分則儲存在生產(chǎn)者體內(nèi)的有機物中，用于生產(chǎn)者的生長、發(fā)育和繁殖等生命活動，即c；圖中d表示蠶同化的能量，a1表示蠶通過呼吸作用散失的熱能，如果c1表示蠶傳遞給分解者的能量，則b1表示未被利用的能量；d1/d可以表示第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的能量傳遞效率。,答案：D,4.生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)指組成生物體的化學(xué)元素的循環(huán)，碳循環(huán)是主要的循環(huán)形式之一。植物與動物之間有著各種各樣的關(guān)系。如果將一種植物和一種動物放在一封閉系統(tǒng)內(nèi)，用pH試紙測定此系統(tǒng)中所發(fā)生的CO2的濃度變化就能研究與碳循環(huán)有關(guān)的問題。請用以下材料和用具完成下列實驗以驗證生態(tài)系統(tǒng)中植物和動物之間碳循環(huán)的相互關(guān)系。,實驗材料：試管架、4支試管、鋁箔4張、光源、2只田螺、,2枝金魚藻、50mL量筒、去氯的水、pH試紙。(1)實驗?zāi)康氖莀_______________________________。,(2)請完善下列實驗步驟、結(jié)果和結(jié)論：,A.______________________；B.____________________；C.______________________；D.____________________；E._____________________________________________________________________________________________________。(3)實驗步驟中1號試管的作用是________。答案：(1)驗證生態(tài)系統(tǒng)中植物和動物之間碳循環(huán)的相互關(guān)系,(2)A.一只田螺、一枝金魚藻,B.將試管放在較強光源下照,射,C.pH下降,D.pH上升,E.碳在生產(chǎn)者和消費者之間通過,光合作用和呼吸作用進行轉(zhuǎn)化，即在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)進行循環(huán)(3)對照,