能量流動和物質物質循環(huán)課件 新人教版必修3

第2、3節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質循環(huán)一、能量流動輸入傳遞轉化散失光合作用生產者食物鏈和食物網單向流動逆轉循環(huán)流動逐級減少逐級遞減10%～20%人工生態(tài)系統(tǒng)調整持續(xù)高效二、物質循環(huán)1．概念：組成生物體的各種元素在無機環(huán)境與生物群落間不斷的循環(huán)的過程。2．特點：?

、反復利用、?

。4．實例——碳循環(huán)(1)無機環(huán)境中的存在形式：?

和碳酸鹽。(2)循環(huán)形式：

(主要)。全球性循環(huán)流動各種緊密地聯(lián)系在一起，形成一個統(tǒng)一整體。組成成分CO2CO23．意義：通過能量流動和物質循環(huán)使生態(tài)系統(tǒng)中的?

(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)。三、溫室效應1．形成原因大量化石燃料的燃燒，大氣中的________含量迅速增加，打破了生物圈中

的平衡。光合化能合成呼吸作用微生物的分解CO2

碳循環(huán)2．影響：加快極地和高山冰川的

，導致海平面

，進而對人類和其他許多生物的生存構成威脅。能量流動過程及特點1．能量流動圖解融化上升圖5－2－1

(1)能量流動的起點是生產者固定的太陽能，流經生態(tài)系統(tǒng)的總能量等于生產者通過光合作用固定的太陽能總量。

(2)能量流動的途徑是食物鏈和食物網。能量的變化情況：太陽能→生物體內的化學能→熱能。(3)能量的輸入過程，是通過生產者來輸入，包括綠色植物的光合作用和自養(yǎng)細菌的化能合成作用。(4)各級消費者的能量一般來自于上一個營養(yǎng)級

第二營養(yǎng)級以后的每個營養(yǎng)級的能量來源于捕食上一個營養(yǎng)級的生物，經過自身的同化作用同化為體內的物質中所含的能量；同化量＝攝入量－糞便量；積累量＝同化量―呼吸量。(5)各營養(yǎng)級的能量去路生產者、消費者和分解者的呼吸作用分解有機物而產生的能量：①一部分形成ATP，被生物用于各項生命活動。②另一部分以熱能形式散失。③一部分被下一營養(yǎng)級利用。④一部分被分解者分解。(6)能量最終都以熱能形式散失，能量在流動中越來越少，所以生態(tài)系統(tǒng)要不斷從系統(tǒng)外得到能量補充。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)級之間的捕食關系是長期自然選擇的結果，是不可逆轉的。②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)能量傳遞效率大約為10%～20%：由于各種食物鏈的不同，食物鏈內營養(yǎng)級數目的不同，以及食物鏈與食物鏈之間的交織等因素而有差異。【突破題1】(雙選)圖5－2－2是生態(tài)系統(tǒng)能量流動的圖)解。下列有關敘述中，錯誤的是(圖5－2－2A．方框的大小可表示該營養(yǎng)級生物個體數量的多少B．通常情況下，C所獲得的能量不會超過B的20%C．A固定的能量為流經該生態(tài)系統(tǒng)的總能量D．A固定的能量是B、C、D的能量之和

【解題指導】方框的大小可表示該營養(yǎng)級生物量或能量的多少；A固定的能量是流經整個生態(tài)系統(tǒng)的總能量，大于B、C、D的能量之和?！敬鸢浮緼D生態(tài)金字塔

能量金字塔、數量金字塔、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?！就黄祁}2】圖5－2－3表示A、B兩個特殊生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔。有關解釋正確的是()圖5－2－3①一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②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③若A和B中玉米的數量相同，A能養(yǎng)活10000人，則B能養(yǎng)活1000人④若土壤中含相同濃度的難降解污染物，則A中的人比B中的人體內污染物濃度低A．①③④C．①②③④B．①②③D．③④

【解題指導】①中沒有考慮玉米的基數，只有在玉米的總能量相同的情況下，①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生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)——碳循環(huán)實例分析圖5－2－4(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，傳遞形式為有機物。(3)大氣中CO2的來源①分解者的分解作用。②動植物的呼吸作用。③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)的關鍵是生產者和分解者。

(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”的最主要原因。

【突破題3】(2011年山東兗州一模)圖5－2－5是我國北方處于平衡狀態(tài)的某森林生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)示意圖，其中箭頭表示碳的傳遞方向；字母表示碳傳遞途徑。下列敘述中，不正確的是()圖5－2－5A.碳從植物體流入動物體的主要形式是有機物B.a

途徑是通過光合作用實現(xiàn)的，b、d、g途徑是通過呼吸作用實現(xiàn)的C.碳在生物群落與無機環(huán)境之間的循環(huán)主要以二氧化碳的形式進行D.如果圖中的字母表示碳元素傳遞的數量，則夏季a、b、c、e之間的關系可表示為a＝b＋c＋e【解題指導】夏季光合作用強，植物積累有機物，則a＞b＋c＋e?！敬鸢浮緿物質循環(huán)與能量流動之間的關系【突破題4】圖5－2－6表示生態(tài)系統(tǒng)結構模式圖，①、②、)③、④代表生理過程。下列有關說法中，正確的是(圖5－2－6A．圖中屬于生物群落的是A、C、D、E

B．若C的食物中D占1/4，假設各營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率為10%，要使C體重增加10kg，至少需要A為325kgC．E是生產者10%÷10%)＋(10×3/4÷10%)＝325kg?！敬鸢浮緽D．此圖示可以表示該生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)和能量流動的過程【解題指導】C體重增加10kg，至少需要A為(10×1/4÷一、能量傳遞效率的分析和計算

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。若按傳遞效率為10%計算，則為(1/10)n－1。

2．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%，在食物網中應選最短食物鏈計算；如遇到“最大消耗”“最少利用”等字眼，所選用的傳遞效率為10%，在食物網中則應選最長的食物鏈計算。3．在解決有關能量傳遞的計算問題時，首先要確定食物鏈。設食物鏈A→B→C→D，分情況討論：

【演繹題1】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來自草食性魚類丙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

C．若湖泊中受到DDT污染，則DDT濃度最低的生物是乙

D．此食物網中占有三個營養(yǎng)級的生物是甲

【解題指導】由于甲、丁均以丙為食，故兩者間不僅有捕食關系，還存在著競爭關系；DDT是通過食物鏈而富集的，營養(yǎng)級越低，體內DDT濃度越低，反之則越高；甲在此食物網中占有二、三、四3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量應按20%的傳遞效率，則甲增重1kg至少需要乙提供的物質的量是：1/2÷20%＋1/4÷(20%×20%)＋1/4÷(20%×20%×20%)＝40(kg)?！敬鸢浮緽

二、根據能量流動判斷食物鏈或生物成分 能量在食物鏈中的傳遞過程中是逐級遞減的，傳遞效率為10%～20%；在判斷各生物所處的營養(yǎng)級別時，如果兩種生物之間的同化量的比值大于10%～20%，則兩種生物可能處于同一營養(yǎng)級別。

【演繹題2】下表是對某生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)和能量流動情況的調查結果，表中甲、乙、丙、丁分別代表不同的營養(yǎng)級，戊為分解者(單位：102kJ/m2/年)。對該生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)關系的敘述中，正確的是()A.丁為肉食性動物B．甲隨丙的增加而增加C．乙是能量流動的起點D．戊是丁的前一營養(yǎng)級

【解題指導】根據能量流動關系，形成了乙→丁→甲→丙的食物鏈關系。乙是生產者，能量流動是從生產者固定的太陽能開始；丁是植食性動物，甲隨丙的增加而減少。戊是分解者，不參與構成捕食鏈?！敬鸢浮緾

[備選題]圖5－2－7表示某生態(tài)系統(tǒng)中，四種生物所同化的有機物的量占該生態(tài)系統(tǒng)有機物總量的比例，則這四種生物之間的食物關系最可能的是()圖5－2－7

【解析】乙、丙兩生物之間的同化量的比值大于10%～20%，則兩種生物處于同一營養(yǎng)級。

【答案】A三、碳循環(huán)簡圖的分析(1)先根據雙向箭頭，確定兩者肯定是非生物的物質和能量或生產者。(2)各營養(yǎng)級生物都有一條箭頭指向同一個結構，則該結構為分解者。(3)消費者一定接在生產者后面，消費者的數量可多可少。【演繹題3】圖5－2－8為生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)的模式圖。相關敘述正確的是()圖5－2－8

A．①代表生產者，5可以代表化能合成作用

B．碳元素在①、②、③、④間以含碳有機物的形式傳遞C．在食物鏈中占有碳元素最多的營養(yǎng)級可能是①D．①、②、③的形式中含有的碳元素以有機物在群落和環(huán)境之間循環(huán)

【解題指導】圖中的①、②、③、④分別代表生產者、消費者、分解者和大氣中CO2；5、6、7分別代表的生理過程是呼吸作用、光合作用、呼吸作用；①代表生產者，5是呼吸作用，不可以代表化能合成作用；碳元素在①、②、③間以含碳有機物的形式傳遞，在無機環(huán)境與生物群落間是以CO2

的形式傳遞；食物鏈：①→②，占有碳元素最多的營養(yǎng)級可能是①?！敬鸢浮緾[備選題]圖5－2－9表示生物圈中碳元素的循環(huán)過程，下列有關敘述正確的是()

A．③過程代表綠色植物的光合作用B．圖中A、B分別代表消費者和生產者C．溫室效應主要是由⑦過程造成的D．農業(yè)生產中的中耕松土可以增大⑤過程圖5－2－9

【解析】圖中A、B、C分別代表分解者、生產者、消費者；③過程是呼吸作用，⑦過程是化石燃料的燃燒，產生二氧化碳，造成溫室效應；中耕松土可以增大③⑧?！敬鸢浮緾四、不同生態(tài)系統(tǒng)微生物分解作用的比較分析不同生態(tài)系統(tǒng)含微生物數量不同，溫度、濕度也不同，所以分解作用情況也不同?！狙堇[題4】下面是不同緯度地帶的六類生態(tài)系統(tǒng)(A～F)枯葉年輸入量和枯葉現(xiàn)存量的比較表。由表分析可知()

【解題指導】據表，土壤有機物積累量應為A>B>C>D>E>F?？萑~分解速率與分解酶的活性有關，與環(huán)境溫度和濕度有關。分解者作用的強弱應依次是A<B<C<D<E<F。

【答案】B

A.土壤有機物積累量A<B<C<D<E<F B.F最可能是熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)

C．枯葉分解速率與環(huán)境溫度和濕度沒有關系

D．分解者作用的強弱依次是A>B>C>D>E>F

1.(2010年廣東)氣候變化與生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)密切相關。下表為A、B