【江苏专用】2013版高中生物全程复习方略(人教版)配套课件：3.5.2、3生态系统的能量流动和物质循环

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生态系统的物质循环 1.实例——碳循环 (1)大气中的碳元素进入生物群落，是通过植物的光合作用或微生 物的化能合成作用完成的。 (2)碳元素在生物群落与无机环境之间循环的主要形式是CO2；碳 元素在生物群落中的传递主要沿食物链和食物网进行，传递形式 为有机物。 (3)碳元素在无机环境与生物群落之间传递时，只有生产者与无机 环境之间的传递是相互的，其他成分之间的传递都是单向的。
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【点拨】相邻两营养级之间能量传递效率只有10%～20%，因此 食物链中营养级一般不超过4～5个。
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三、物质循环 1.概念 (1)物质：组成生物体的__化__学__元__素___，如C、H、O、N、P、S。 (2)循环范围：__生__物__群__落___和__无__机__环__境__之间。 (3)循环特点：具有__全__球__性___。 2.碳循环 (1)循环形式： ①无机环境与生物群落之间：__C_O_2 _。 ②生物群落内：以_有__机__物___形式沿__食__物__链__和__食__物__网___传递。
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A.b+c+d+e为本年度流入该生态系统的总能生产者传递给分解者的能量 D.初级消费者产生的粪便中所含的能量包含在c中
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【技巧点拨台】 能量传递效率相关“最值”计算
获能量最多 选最短食物链
知低营养级
按×20%计算
求高营养级
选最长食物链
获能量最少
按×10%计算
知高营养级 求低营养级
需最多能量 需最少能量
选最长食物链 按÷10%计算 选最短食物链 按÷20%计算
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【典例训练2】(2011·海南高考)关于生态系统的叙述，正确的 是( ) A.生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的 B.生态系统中的信息传递对所有捕食者都必然是有利的 C.生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大 D.生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越小
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能量流动的相关分析 1.流动特点的原因分析 (1)单向流动： ①能量流动是沿食物链进行的，食物链中各营养级之间的捕食 关系是长期自然选择的结果，是不可逆转的。 ②各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利 用，因此能量流动无法循环。 (2)逐级递减： ①各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量； ②各营养级的能量有多个流动去向，不可能100%地流入到下一 个营养级中。
【点拨】生态系统物质循环的物质是指生物体的基本元素，而 非其组成的化合物；在循环过程中伴随着复杂的物质和能量的 转化。
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【思维判断】 1.在生态系统中能量流动的渠道由生产者、消费者和分解者组 成。( × ) 【分析】食物链和食物网是生态系统中能量流动的渠道，食物 链、食物网由生产者、消费者组成。 2.研究能量流动，可调整能量流动关系，使生产者固定的能量 全部流向人类。( × ) 【分析】研究能量流动使能量得到最有效利用，实现能量的多 级利用，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分，而非全 部。
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【解题指南】 1.考查实质：本题考查生态系统中能量传递的特点，特别是对 能量传递特例的考查。 2.解题关键：理解生态系统中能量传递的过程，同时能够准确 利用逆向思维找出能量传递的特例。
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(4)用碳循环过程理解生态系统的发育状态(不考虑人工排放CO2) ①若从大气进入生物群落的CO2量＞从生物群落进入大气的CO2量， 则生态系统处于成长阶段； ②若从大气进入生物群落的CO2量≈从生物群落进入大气的CO2量， 则生态系统处于相对稳定阶段； ③若从大气进入生物群落的CO2量＜从生物群落进入大气的CO2量， 则生态系统往往处于衰退阶段。
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能量流动的过程 1.能量的输入
光能 光合作用 有机物中的化学能 2.能量的传递 (1)传递途径：食物链和食物网。 (2)传递形式：有机物中的化学能。
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2.能量传递效率 (1)计算公式：相邻营养级间传递效率=
下一营养级同化量 100%。 本营养级同化量
(2)一般生态系统中能量传递效率大约为10%～20%。
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(2)图解：
分 解 者
分 解 作 用
枯枝落叶、 尸体、粪便
大气中的CO2库
呼光
呼
吸合
吸
作作
作
用用
用
植物
动物
摄食
燃烧
煤、石油、天然 气等化学燃料
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【解题指南】 1.知识储备 (1)生态系统能量传递的途径与形式； (2)食物链中每一营养级的能量的来源与去路。 2.解题关键：明确能量锥体图中每段所代表的含义，分析能量 流动的传递过程。
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二、能量流动的特点及意义 1.能量传递效率：是指_相__邻__两__个__营__养__级__之间__同__化__量__的比值 2.能量流动的特点：_单__向__流__动___、_逐__级__递__减__ 3.研究意义 (1)帮助人们科学规划、设计__人__工__生_态__系__统___，使能量得到 __最__有__效___的利用。 (2)帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量 持续高效地流向对_人__类__最__有__益__的部分。
【解析】选A。生态系统的能量传递效率是10%～20%，因此生产 者得到的能量必然大于消费者得到的能量；生态系统的信息传 递具有双向性，不可能都对捕食者有利，有的对于捕食者不利， 如乌贼遇到天敌喷出墨汁，就不利于捕食者捕食；生态系统的 食物链中，动物的体型与营养级的高低关系不大，如大象比狮 子体型大，但是它的营养级比狮子低。
第2、3节 生态系统的能量流动和物质 循环
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一、能量流动的过程
生态系统能量流动示意图
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1.补充图中标号代表的内容 甲：__生__产__者__ 乙：__初__级__消__费__者__ 丙：__次__级__消__费_者___ 丁：_呼__吸__作__用___ 戊：__分__解__者___ 2.生态系统所需能量的最终来源是_太__阳__能___ 3.据图补充食物链中甲营养级能量的去向 (1)通过自身__呼__吸__作__用___以__热__能__的形式散失。 (2)被_下__一__营__养__级__同化。 (3)残枝败叶、遗体残骸等被__分__解__者__分解。 (4)未被利用。
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3.物质循环与能量流动的关系
项目 形式
能量流动 以有机物为载体
物质循环(以碳循环为例) 主要是无机物
特点 单向流动、逐级递减
全球性、循环性
范围
生态系统各营养级
生物圈(全球性)
联系
同时进行、相互依存,不可分割 ①能量的固定、储存、转移和释放,离不开物质的合成和分解 ②物质是能量沿食物链(网)流动的载体 ③能量是物质在生态系统中往复循环的动力
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【高考警示钟】 动物的同化量不等于摄入量
(1)概念差异。 ①同化量：指被消费者消化吸收的物质所含有的能量。 ②摄入量：指消费者摄入的物质所含有的能量。 (2)二者关系。 真正流入下一营养级的能量，应该是该营养级生物的同化量， 该营养级生物排出的粪便中的能量没有被该营养级生物同化， 应属于上一个营养级的同化量，即同化量=摄入量-粪便量。
3.能量流动的图解
某 营 养
① 绝大部分以热能散失
被
吸收 同化为自
级 同 化 的 总 能 量
捕
身的能量
②
用于该营养 级生物生长 发育、繁殖 等；储存于 生物体内
食 下一营养 级体内
未 吸 收
以粪便形式排 出（含上一营
养级的能量）
死
亡 遗体残骸 ③
④ 第一年 未利用
有机 残体
分解者 第一年
分解者 第二年
【解析】选D。结合图形分析知，b+c+d+e为植物光合作用利用 的光能(固定的能量)，即流入该生态系统的总能量；c1代表初 级消费者流入次级消费者的能量即被次级消费者所同化的量；b 和d可代表生产者传递给分解者的能量和未利用的能量；初级消 费者产生的粪便中所含的能量属于生产者同化的能量，应在b或 d中。
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项目
能量流动
物质循环(以碳循环为例)
图示
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图解分析：流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去 路可有四条： a.自身呼吸消耗； b.流入下一营养级； c.被分解者分解利用； d.未被自身呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用，即 “未利用”。如果是以年为单位研究，这部分的能量将保留到 下一年。
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【典例训练1】如图表示某生态系统的能量锥体图，P为生产者， Q1为初级消费者，Q2为次级消费者。对图中的各营养级所含有的 能量进行分类剖析。其中分析不正确的是( ) (注：图中a、a1、a2表示上一年留下来的能量，e、e1、e2表示 呼吸消耗量)
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3.碳在无机环境中存在形式是CO2。( × ) 【分析】碳在无机环境中的存在形式是CO2和碳酸盐。 4.物质循环是能量流动的载体，能量流动是物质循环的动 力。( √ ) 【分析】物质作为能量载体，使能量沿着食物链(网)流动；能量 作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往 返。
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2.温室效应 (1)主要成因：大量使用化学燃料，打破了生物圈中碳循环的平 衡，大气中的二氧化碳迅速增加。 (2)影响：地球气候异常，灾难性气候增加；温度上升，冰川融 化，导致海平面上升，沿海国家和地区可能被海水淹没。 (3)解决方法： ①减少化学燃料的使用，开发新的能源，改进能源结构，如利 用风能、水能、核能等。 ②多植树造林，增加CO2从大气进入生物群落的量。