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(zhì)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(zhì)循環(huán) 一 能量流動 輸入 傳遞 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 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(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(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 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(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(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150000百萬千焦 但其中149875百萬千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 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(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 答案 AD 考點對應(yīng)練 D B 在一段時間內(nèi) 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(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(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 n B 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 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(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 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(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(nèi)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(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 消費者一定接在生產(chǎn)者后面 消費者的數(shù)量可多可少 典例3 2011年汕頭質(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含量增加將導致臭氧層被破壞D 丙不一定是原核生物 答案 D 考點對應(yīng)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(zhì)循環(huán)帶有全球性 A B C D 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 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(guān)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(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1kg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1kg至少需要乙提供的物質(zhì)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(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知識是 A 自然界的物質(zhì)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(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 C A 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 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(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(diào)查了部分湖泊營養(yǎng)化程度對部分藻類生長的影響 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?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(jié)構(gòu) 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 003mg 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 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