《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(zhì)循環(huán)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《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(zhì)循環(huán)（44頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第2、3節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)一、能量流動概念 生態(tài)系統(tǒng)中能量的_、_、_和_的過程過程輸入途徑主要是生產(chǎn)者的_起點從_固定太陽能開始，總能量為生產(chǎn)者所固定的全部太陽能途徑_特點_：沿食物鏈由低營養(yǎng)級流向高營養(yǎng)級，不可_，也不能_：輸入到一個營養(yǎng)級的能量不可能百分之百地流入下一個營養(yǎng)級，能量在沿食物鏈流動的過程中是_的，傳遞效率大約為_意義幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計_，使能量得到最有效的利用幫助人們合理調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，使能量_地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠州斎雮鬟f轉(zhuǎn)化散失光合作用生產(chǎn)者食物鏈和食物網(wǎng)單向流動逆轉(zhuǎn)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
2、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(jīng)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(zhì)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(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。4實例碳循環(huán)CO2(1)碳在無機環(huán)境中的存在形式：
3、_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(zhì)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(zhuǎn)移和釋放，離不開物質(zhì)的合成和分解；物質(zhì)是能量沿食物鏈(網(wǎng))流動的載體；能量是物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中往復(fù)循環(huán)的動力。考點能量流動過程及特點1能量流動圖解比較正確錯誤起點(輸入)生產(chǎn)者固定的太陽能入射到生產(chǎn)者的總能量總量生產(chǎn)者通過光合作用固定的太陽能總量各營養(yǎng)級能量的總和途徑食物鏈和食物網(wǎng)不含分解者的腐生鏈能量變化情況太陽能生物體內(nèi)的化學(xué)能熱能只考慮太陽能生物體有機物
4、形式有機物ATP生理過程光合作用、呼吸作用、化能合成作用只考慮光合作用、呼吸作用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(guān)系是長期自然選擇的結(jié)果，是不可逆轉(zhuǎn)的。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
5、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(chǎn)者固定量反射量生產(chǎn)者同化量流經(jīng)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(guān)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)n1。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
6、耗能量下一營養(yǎng)級同化能量分解者釋放能量?，F(xiàn)實問題思路求解D 營養(yǎng)級凈增重 M至少需要 A 營養(yǎng)級的量 YY(20%) 3 M最多需要 A 營養(yǎng)級的量 YY(10%) 3 MA 營養(yǎng)級凈增重 ND 營養(yǎng)級最多增重的量 YN(20%)3YD 營養(yǎng)級至少增重的量 YN(10%) 3 Y3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(wǎng)中應(yīng)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(wǎng)中則應(yīng)選最長的食物鏈計算。4在解決有關(guān)能量傳遞的計算問題時，首先要確定食物鏈。設(shè)食物鏈 ABCD，分情況討論：生物類群同化量凈生
7、產(chǎn)量(凈同化量)呼吸消耗傳遞給分解者傳遞給下一營養(yǎng)級未被利用的能量A( )(？)65.53.015.041.5B14.05( )0.522.5C2( )1.4微量(不計)無( )【典例1】(雙選)下表表示某草原生態(tài)系統(tǒng)中ABC(三者構(gòu)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(guān)系，已知該草原生態(tài)系統(tǒng)受到的太陽輻射為150 000 百萬千焦，但其中149 875 百萬千焦的能量未能被生產(chǎn)者固定。針對此圖有關(guān)計算正確的是(單位：百萬千焦)()A.流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量數(shù)為125B“？”處數(shù)值是 49.5CB 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
8、路第一步明確概念：生產(chǎn)者的同化量是指流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量，是生產(chǎn)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(chǎn)者固定的太陽能總量；生產(chǎn)者的凈生產(chǎn)量(凈同化量)同化量呼吸量。第二步提取隱含信息：食物鏈ABC 中，A 是生產(chǎn)者，B 是初級消費者，C 是次級消費者。第三步分析選項：A 項同化量65.53.015.041.5125；B 項12565.559.5；C 項B 呼吸消耗的能量1459；D 項能量從B 傳到C 的傳遞效率為2/14100%14.3%。答案AD 考點對應(yīng)練DB在一段時間內(nèi)，若 c 種群
9、數(shù)量減少，則 a 種群數(shù)量增加，d 種群數(shù)量下降Cb 種群的個體數(shù)量一定比 a 種群的個體數(shù)量少Dd 種群中單個個體所含的有機物質(zhì)量不一定比 c 種群中單個個體所含的有機物質(zhì)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(zhì)量。1(2011年威海二模)假若某生態(tài)系統(tǒng)有食物鏈abcd，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( ) Am1m2m3m4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(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
10、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n36%n64%n。A能量金字塔數(shù)量金字塔生物量金字塔形狀特點正金字塔形一般為正金字塔形，有時會出現(xiàn)倒金字塔形一般為正金字塔形考點生態(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。能量金字塔數(shù)量金字塔生物量金字塔象征含義能量沿食物鏈流動過程中具有逐級遞減的特性生物個體數(shù)目在食物鏈中隨營養(yǎng)級升高而逐級遞減生物量(現(xiàn)存生物有機物的總量)沿食物鏈流動逐級遞減每一階含義食物鏈中每一營養(yǎng)級生物所含能量的多少每一營
11、養(yǎng)級生物個體的數(shù)目每一營養(yǎng)級生物的總生物量續(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(zhì)循環(huán)的關(guān)鍵生態(tài)成分B該圖所示的食物網(wǎng)只有 1 條食物鏈：CE1 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)利用解題思路第一步提取隱含信息：圖的、構(gòu)成一條食物鏈：，不構(gòu)成食物網(wǎng)。第二步分析選項：生產(chǎn)者與分解者是生態(tài)系統(tǒng)實現(xiàn)物質(zhì)循環(huán)的關(guān)鍵成分，而圖中不出現(xiàn)分解者，只由生產(chǎn)者與消費者構(gòu)成；E1 表示主要通過光合作用所攝入的能量，還有小部分生物通過化能合成作用攝入能量；能量在食物鏈中的流動特
12、點是單向、逐級遞減，不能循環(huán)利用。答案C 考點對應(yīng)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(guān)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 10 000 人，則 B能養(yǎng)活 1 000 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(nèi)污染物濃度低ACBD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100
13、0 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(zhì)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(wǎng)，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(guān)鍵是生產(chǎn)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(yīng)”的最主要原因。重金屬和DDT 等農(nóng)藥
14、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(nóng)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(zhì)濃度越高。物質(zhì)循環(huán)與能量流動之間的關(guān)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(zhì)和能量或生產(chǎn)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(chǎn)者。各營養(yǎng)級生物都有一條箭頭指向同一個結(jié)構(gòu)，則該結(jié)構(gòu)為分解者。E 為生產(chǎn)者；F、D、B 都為消費者；C 為分解者；A 為大氣中的 CO2A 為生產(chǎn)者；B、C 都為消費者；D 為分解者消費者一定接在生產(chǎn)者后面，消費者的數(shù)量可多可少?！镜淅?】(2011 年汕頭
15、質(zhì)檢)下圖表示某種生態(tài)系統(tǒng)中 4)種成分之間的關(guān)系，以下相關(guān)敘述中正確的是(A甲和乙所包含的所有種群構(gòu)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(dǎo)致臭氧層被破壞D丙不一定是原核生物解題思路第一步確定圖中所示成分：圖中的甲與丁之間是雙箭頭，必定是生產(chǎn)者和非生物的物質(zhì)和能量，甲有三個箭頭向外，則甲為生產(chǎn)者，丁為非生物的物質(zhì)和能量，乙為消費者，丙為分解者。第二步分析選項：甲、乙、丙所包含的所有種群構(gòu)成群落；乙1 的同化量越大，流向乙2 的能量就越多；丁的CO2 含量增加將導(dǎo)致溫室效應(yīng)的產(chǎn)生；分解者是指營腐生生活的細菌和真菌，也包括某些動物。答案D 考點對應(yīng)練4下圖
16、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(zhì)循環(huán)帶有全球性ABCD解析：從物質(zhì)循環(huán)的過程可以判斷A 是生產(chǎn)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(zhì)基質(zhì)和線粒體中進行。答案：A5(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(guān)系B從理論上計算，甲每增加 1 kg 體重，最少需要乙提
17、供360 kg 的物質(zhì)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(wǎng)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(guān)系，還存在著競爭關(guān)系；DDT 是通過食物鏈而富集的，營養(yǎng)級越低，體內(nèi)DDT 濃度越低，反之則越高；甲在此食物網(wǎng)中占有二、三、四三個營養(yǎng)級。從理論上計算，甲增重1 kg 至少需要乙提供的物質(zhì)量應(yīng)按 20%的傳遞效率，則甲增重1 kg 至少需要乙提供的物質(zhì)的量是：1/220% 1/4(20%20%) 1/4(20%20%20%)40(kg)。答案：B1(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
18、關(guān)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(diào)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(xué)知識是(A自然界的物質(zhì)循環(huán)B生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力穩(wěn)定性強C生物的變異現(xiàn)象D生物的種間斗爭關(guān)系3(2011 年廣州聯(lián)考)下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的敘述，錯誤的是()CA草原生態(tài)系統(tǒng)比農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜B環(huán)境條件分布不均勻是形成群落水平結(jié)構(gòu)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
19、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(nèi)數(shù)量變化情況。下列敘述錯誤的是()CA兩個種群間能量流動方向是甲乙BM 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(guān)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(jīng)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(xué)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?dǎo)，他們組織人員調(diào)查了部分湖泊營養(yǎng)化程度對部分藻類生長的影響
20、，結(jié)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(chǎn)生有毒物質(zhì)污染水體)。(1)湖泊中各種生物構(gòu)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(diào)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?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧Ｉ锶郝淙郝涞臉酥局夭斗ㄖ袪I養(yǎng)化魚鱗藻、脆桿藻垂直結(jié)構(gòu)種群ABCDE能量(kJ)91.61091.21081.31079.11072.910污染物 X 含量(mg/L)0.0370.0360.350.
21、393.4(3)為控制富營養(yǎng)化水體中微囊藻的數(shù)量，試結(jié)合圖示，提出一個可行的方法：_。(4)微囊藻會產(chǎn)生有毒物質(zhì)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(zhì)量濃度為0.003 mg/L，該物質(zhì)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(guān)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(nèi)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
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(zhì)循環(huán)
