高考生物一轮复习 第12单元 生态系统的稳态及人与环境 第2讲 生态系统的能量流动和物质循环课件

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不可 逆转 ,也不能 循环流动
①能量在沿食物链流动的过程中是 逐级递减
的,传递效率大约为 10%~20% ②能量金字塔:将单位时间内各个 营养级 所 得到的能量数值,由低到高绘制成图,可形成一个金字
塔图形
③在一个生态系统中,营养级越多,在能量流动过程中 消耗的能量就越多。生态系统中的能量流动一般不超
答案 (1)水草→甲→丁 (2)丙和丁 捕食和竞争 (3)传递给丙、 自身呼吸作用以热能形式散失 (4)大于 (5)丁 (6)河流生态系 统自我调节(自我修复)能力有限
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解析 本题考查生态系统的结构与功能的相关知识,属于对生命观
念和科学思维的考查。(1)由题目所给信息“甲、乙、丙为3种鱼,丁
a.自身呼吸消耗 b.流入下一营养级 c.被分解者分解利用
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②定量定时: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,即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 被利用”,如果是以年为单位研究,这部分的能量将保留到下一年。
散失
②用于生产者的 生长、发育和繁殖 等生
命活动,储存在植物体的有机物中
③构成植物体的 有机物 中的能量,一部分
随着残枝败叶等被 分解者
分解而释放出
来;另一部分流入 下一营养级
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单向 流动
特 点 逐级
递减
沿食物链由 低营养级 流向 高营养级
特别提醒(1)消费者摄入能量=消费者同化能量+粪便中的能量, 即动物粪便中的能量不属于该营养级的同化能量,应为上一个营养 级固定或同化的能量。
(2)消费者同化能量→呼吸消耗+用于生长、发育和繁殖 (3)用于生长、发育和繁殖→分解者分解利用+下一营养级摄入
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草、藻类到乙的能量传递效率为1 900÷25 000×100%=7.6%;因为
处于第二营养级的生物除乙外还有甲,图1所示食物网中第一营养
级到第二营养级能量的传递效率应大于7.6%。(5)根据生物富集理
论,营养级越高的生物,其体内难降解的农药浓度越高;该食物网中,
丁所处的营养级最高。(6)生态系统的自我调节能力有限,当外界干
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易错警示(1)能量传递效率是指营养级之间的同化量比值,而不是 种群之间的同化量比值。
(2)热能由于不能被各个营养级所利用,所以不能再回到该生态系 统中,因此生态系统在能量方面不能自给自足,需要源源不断地输 入。
3.能量流动特点及原因分析 (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各营养级通过细胞呼吸所散失的热能不能被生物群落重复利 用,因此能量无法循环流动。 (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各营养级的能量都会有一部分流入分解者,包括未被下一营养 级生物所利用的部分。
甲乙丙 87 7 40 58 30 25 42 32 11 20 37 10
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下列推测不合理的是( ) A.捕食者主要捕食甲和丙 B.蝌蚪的种间竞争结果可能受捕食者影响 C.无捕食者时蝌蚪的种间竞争可能导致乙消失 D.随着捕食者数量增加,乙可获得的资源减少
为1种水鸟”和“图中丁既可以吃乙又可以吃丙”可推出丁还可以吃
甲。(2)处于第三营养级的生物都是次级消费者,包括丙和丁。丁可
以吃丙,两者之间存在捕食关系;丙和丁都可以吃乙,两者之间又存
在竞争关系。(3)乙同化的能量的去向主要有三条:①自身呼吸消
耗;②流向下一营养级(流向丙和丁);③被分解者分解。(4)图2中水
去向还有
。
(4)结合图2分析,图1所示食物网中第一营养级到第二营养级能量
的传递效率
(在“大于”“小于”或“等于”中选择)7.6%。
(5)经检测,水体中含有某种可被生物富集的农药,推测此农药含
量最高的物种是
。
(6)从生态学角度解释,污染物排放导致水质恶化的主要原因是
。
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过 4~5 个营养级
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①研究生态系统的能量流动,可以帮助人们科学规划、设
实 计 人工生态系统
,使能量得到 最有效
践 的利用
意 ②研究生态系统的能量流动,可以帮助人们合理地调整生态
义 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
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生态系统中的物质循环 1.生态系统的物质循环 (1)生态系统物质循环的概念理解 ①生态系统的物质循环又叫 生物地球化学循环 。 ②物质指组成生物体的 C、H、O、N、P、Ca 等元素。 ③物质循环指组成生物体的元素在 生物群落和无机环境间 的 反复循环利用。 ④特点:具有 全球性 。 (2)碳循环:碳在无机环境中的存在形式主要是 CO2 和碳酸盐; 在生物群落中的主要存在形式是 有机物 ;在无机环境与生 物群落之间的主要循环形式是 CO2 。
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图2
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(1)图1所示食物网中,遗漏了一条能量流动途径,该条途径
是
。
(2)图1所示食物网中,次级消费者是
,丁与丙
之间的种间关系是
。
(3)根据图1分析,除了图2中已经标出的能量去向之外,乙的能量
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类型 项目
能量金字塔
数量金字塔
象征 含义
能量沿食物链流 生物个体数目在食物 动过程中具有逐 链中随营养级升高而 级递减的特性 逐级递减
每一阶 含义
食物链中每一营 养级生物所含能 量的多少
每一营养级生物个体 的数量的多少
生物量金字塔
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4.生态金字塔 生态金字塔是能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔的总称。 不同的金字塔能形象地说明营养级、生物量、生物数量之间的关 系,是定量研究生态系统的直观体现。
类型 项目
能量金字塔
数量金字塔
生物量金字塔
形状
特点 正金字塔形
一般为正金字塔形,有 一般为正金字 时会出现倒金字塔形 塔形
关闭
几乎所有生态系统的能量流动都是从生产者固定太阳能开始的,生产者所
固定的总能量便是流经生态系统的总能量,包括各营养级的呼吸量;生态
系统的能量流动是沿着食物链或食物网进行的,能量流动是单向的,并且 关闭
是B 逐级递减的。
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解析 答案
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概念
生态系统中能量的 输入 、 传递 、 转化 和 散失 的过程
能量来源
过 程
输入过程
太阳 主要是通过生产者的 成为化学能
光合作用
,将光能转化
传递过程 沿着 食物链 和 食物网 传递
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第一营养 过 级能量的 程 转化和
散失
①在生产者的 呼吸作用 中以热能的形式
关闭
本题的切入点是数量金字塔的特点。根据能量流动的特点及两个生态系
统的特点可知,夏季草原生态系统中体型较大的羊的数量少于草,而森林
生态系统中,昆虫的体型很小,其数量会显著多于乔木。所以前者为金字 关闭
塔A 形,后者为倒金字塔形。
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解析 答案
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3.(2018江苏)某城市河流由于生活污水和工业废水的排入,水质 逐渐恶化。经过治理后,河水又恢复了清澈。图1表示该河流的能 量金字塔(甲、乙、丙为3种鱼,丁为1种水鸟,甲不摄食藻类,箭头指 示能量流动方向),图2表示部分能量流动关系(图中数字表示同化的 能量)。请回答下列问题。
图1
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2.流入某一营养级的能量来源和去路
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a.生产者的能量主要来自太阳能 (1)能量来源 b.消费者的能量来自于上一营养级同化
的能量 (2)能量去路:流入某一营养级(最高营养级除外)的能量去路可从 以下两个角度分析: ①定量不定时(时间足够长)能量的最终去路
相关分析如下表: 起点
源头
能量输入
相关生理过程 总能量
能量的传递
形 渠
式 道
能量的散失
相关生理过程 形式
能量流动特点
生产者 几乎所有自然生态系统所需能量都 来自太阳光能 光合作用、化能合成作用 生产者固定的(太阳能+化学能)总 能量 有机物 食物链和食物网 细胞呼吸 热能 单向流动、逐级递减
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考向 生态系统的能量流动
1.下列关于生态系统能量流动的叙述,不正确的是 ( )
A.流经生态系统的总能量主要是绿色植物所固定的太阳能的总
量
B.生态系统中流动的能量不包括各营养级的呼吸量
C.生态系统的能量流动是单向、不循环的
D.在生态系统中能量流动是逐级递减的
生物量(现存生 物有机物的总 量)沿食物链流 动逐级递减 每一营养级生 物的总生物量 的多少
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易错易混(1)动物同化的能量不等于摄入的能量。 动物同化的能量=摄入的能量-粪便中的能量,即摄入的食物只有 部分被同化。例如兔子粪便中的能量,就不属于兔子同化的能量。 兔子取食的生产者中的能量一部分被兔子同化,另一部分存留在兔 子的粪便中。 (2)粪便中的能量不是该营养级同化量的一部分。 消费者产生的粪便中的能量不属于该营养级同化的能量,它实际 上与上一营养级的遗体、残骸一样,属于上一营养级的未被利用的 部分。
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正误判断 (1)流经农村和城市两个生态系统的总能量均是其植物所固定的 太阳能。( × ) 提示:城市生态系统中的总能量包括人工投入的能量。 (2)富营养化水体出现水华现象,可以说明能量流动的特点。 (×) 提示:水体富营养化是指水中富含大量的氮、磷等元素导致蓝藻 等生物吸收营养后大量繁殖,蓝藻吸收无机盐不属于能量流动范畴。 (3)食物链各营养级中10%~20%的能量会被分解者利用。( × ) 提示:食物链中各营养级之间的能量传递效率为10%~20%,而不 是10%~20%传向分解者。
提示:能量是不循环的,只能单向流动。 (6)直接以低营养级的生物为食将消耗生态系统更多的能量。 (×) 提示:直接以低营养级生物为食,食物链缩短,能量损失少。。
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1.能量流动的过程图解
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(4)防治稻田害虫,可提高生产者和消费者之间的能量传递效率。 (×)
提示:在食物链中,通过防治害虫只能提高能量利用率,使得能量 朝有利于人的方向流动,而不能提高能量传递效率。
(5)生态系统中的能量可被多级循环利用,从而大大提高能量的利 用率。( × )
考向 生态系统的能量流动
2.甲、乙、丙是食性相同的、不同种的蝌蚪,三者之间无捕食关 系。某研究小组在4个条件相同的人工池塘中各放入1 200只蝌蚪 (甲、乙、丙各400只)和数量不等的同种捕食者,一段时间后,各池 塘中3种蝌蚪的存活率如下表:
池塘编号
1 2 3 4
捕食者数量/只
0 2 4 8
蝌蚪存活率/%
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考纲考情概览
核心素养解读
1.群落的结构
特征(Ⅰ)
考纲要 求
2.群落的演替 (Ⅰ) 3.实验:土壤中
动物类群丰富
度的研究
2018 全国Ⅲ 近三年 (6),2017 全国Ⅱ 考情 (31),2018 海南
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生态系统中的能量流动 生态系统的能量流动