生物-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)[配套課件]幻燈片

1、 被下一營養(yǎng)級_。 被_分解利用。 同化 分解者 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 (2)能量流動的兩個特點：_、_。 (3)研究意義： 逐級遞減 人工生態(tài)系統(tǒng) 幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計_，使能量得 到最有效的利用。 能量流動 對人類最有益 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。 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

2、統(tǒng)一整體。 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)。 光合 化能合成 呼吸作用微生物的分解 (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)。 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

3、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。() 4生態(tài)系統(tǒng)維持正常功能需要不斷得到來自系統(tǒng)外的能 量。() 5食物鏈各營養(yǎng)級中 10%20%的能量會被分解者利用。 () 答案：1.2.3.4.5. 考點一能量流動過程及特點 1能量流動圖解： (1)能量來源 a.生產(chǎn)者的能量主要來自太陽能 b.消費者的能量來自上一營養(yǎng)級同化的能量 (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： 定量不定時： a.自身呼吸消耗 能量的最終去路 b.流入下一營養(yǎng)級 c.被分解

4、者分解利用 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： 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

5、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。 能量傳遞效率為 10%20%(見下圖)： 項目能量金字塔數(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 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 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。 利用

6、“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(B1C1D1)。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，

7、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(xì)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

8、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)NMn/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(xì) 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

9、。(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ADC 中，傳遞效 率為1.5106/7.510620%。(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)A B(兩空可顛倒) 20% (4)自我調(diào)節(jié)能力(或自凈能力) 考向 2 能

10、量流動的計算 例 2(2016 年菏澤質(zhì)檢)有一食物網(wǎng)如下圖所示。如果能量 傳遞效率為 10%，各條食物鏈傳遞到庚的能量相等，則庚增加 1 kJ 的能量，丙最少含多少能量() A550 kJ C400 kJ B500 kJ D100 kJ 解析設(shè)丙的能量為 x，因為各條食物鏈傳遞到庚的能量相 等，故經(jīng)丙丁己庚傳遞到庚的能量為 0.5 kJ，則需要丙 0.5(10%)3500(kJ)，經(jīng)丙戊庚傳遞到庚的能量為 0.5 kJ， 則需要丙0.5(10%)250(kJ)，即丙最少含50050550(kJ)的 能量。 答案A 考向3生態(tài)系統(tǒng)能量流動途徑 例3(2016 年新課標(biāo)卷)我國諺語中的“螳螂捕蟬

11、，黃雀 在后”體現(xiàn)了食物鏈的原理。若鷹遷入了蟬、螳螂和黃雀所在 )的樹林中，捕食黃雀并棲息于林中。下列敘述正確的是( A鷹的遷入增加了該樹林中蟬及其天敵的數(shù)量 B該生態(tài)系統(tǒng)中細(xì)菌產(chǎn)生的能量可流向生產(chǎn)者 C鷹的遷入增加了該生態(tài)系統(tǒng)能量消耗的環(huán)節(jié) D鷹的遷入增加了該生態(tài)系統(tǒng)能量流動的方向 解析鷹遷入后，形成了食物鏈：植物蟬螳螂黃雀 鷹，據(jù)此可知，鷹的遷入會使該樹林中黃雀(蟬的天敵)的數(shù) 量減少，故 A 項錯誤；能量流動是沿著食物鏈進行的，細(xì)菌是 分解者，不參與食物鏈的構(gòu)成，即細(xì)菌的能量不能流向生產(chǎn)者， B 項錯誤；能量流動是沿著食物鏈進行的，鷹的遷入沒有增加 該生態(tài)系統(tǒng)能量流動的方向，D 項錯誤。

12、 答案C 【考點練透】 1(2016 年煙臺一模)下圖表示某生態(tài)系統(tǒng)中四種成分之間 的相互關(guān)系，以下相關(guān)敘述正確的是() A甲和丙所包含的所有種群構(gòu)成生物群落 B乙不一定是原核生物 C丁的 CO2 含量減少，將導(dǎo)致臭氧層破壞 D丙1 同化量越大，丙2 的同化量越小 解析：由圖分析可知，甲為生產(chǎn)者，乙為分解者，丙為消 費者，丁為非生物的物質(zhì)和能量，一個生物群落應(yīng)包括生產(chǎn)者、 消費者、分解者；有些真核生物也是分解者，如某些真菌和蚯 1 蚓；臭氧層的破壞是由氟氯烴的大量排放所致；一般來說丙 同化量越大，丙2 的同化量越大。 答案：B 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

13、的途徑：生產(chǎn)者的光合作用和化能合成 作用。 項目能量流動物質(zhì)循環(huán)(以碳循環(huán)為例) 形式以有機物為載體無機物 CO2 和有機物 特點單向流動、逐級遞減全球性、循環(huán)性 范圍生態(tài)系統(tǒng)各成分生物圈各成分 (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

14、生物圈中碳循環(huán)示意 圖，下列相關(guān)分析錯誤的是()(導(dǎo)學(xué)號 57130084) A生物圈通過碳循環(huán)實現(xiàn)碳元素的自給自足 BA 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 【考點練透】 2(2014 年江蘇卷)下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)中物

15、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(xì)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)

16、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下面為現(xiàn)代版“?；~塘”農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和 物質(zhì)循環(huán)模式圖，據(jù)圖分析正確的是() A“桑”不能代表能量流動 B模式圖中不應(yīng)有“池塘”的箭頭 C該生態(tài)系統(tǒng)中的魚與碳循環(huán)無關(guān) D該生態(tài)農(nóng)業(yè)促進了能量流動和物質(zhì)循環(huán) 解析：“?！贝碓撋鷳B(tài)系統(tǒng)能量的輸入；該池塘水 體中還有其他的生產(chǎn)者，模式圖中應(yīng)有“池塘”的箭頭； 該生態(tài)農(nóng)業(yè)促進了物質(zhì)循環(huán)，提高了能量的利用率。 答案：D 1下面為某魚塘中能量流動圖解部分示意圖， 各代表一定的

17、能量值，下列各項敘述正確的是() A在人工飼養(yǎng)的高密度魚塘中大于 B圖中包含了次級消費者糞便中的能量 C在食物鏈中各個營養(yǎng)級能量輸入的方式和形式是完全 相同的 D第三營養(yǎng)級到第四營養(yǎng)級的能量傳遞效率為(/) 100% 解析：在人工魚塘中，人們一般通過投放飼料等措施來飼 養(yǎng)更多的魚類，所以可比??；糞便中的能量屬于上一個營 養(yǎng)級流向分解者的，所以應(yīng)包含三級消費者糞便中的能量； 輸入生產(chǎn)者的能量是光合作用固定的太陽能，輸入各級消費者 的能量是消化、吸收的食物中的化學(xué)能；能量傳遞效率(一個 營養(yǎng)級的同化量/上一個營養(yǎng)級的同化量)100%，所以第三營 養(yǎng)級到第四營養(yǎng)級的能量傳遞效率為(/)100%。 答

18、案：D 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 J/(cm2a)，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 400 B第二營養(yǎng)級用于生長、發(fā)育和繁殖的能量是 100 C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，按

19、 照能量傳遞效率 20%計算出第一營養(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)

20、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 42016 年，我國華北、華中地區(qū)接連發(fā)生了多次嚴(yán)重的 霧霾天氣。霧霾天氣的持續(xù)出現(xiàn)，是粗放式無序發(fā)展、環(huán)境污 染、生態(tài)惡化帶來的后果。減少人類生活的碳排放，對維持生 態(tài)系