《高中生物第1輪總復(fù)習(xí) 第11講 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)課件 新人教版必修3（廣東專版）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中生物第1輪總復(fù)習(xí) 第11講 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)課件 新人教版必修3（廣東專版）（43頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、 一、有關(guān)“能量流動(dòng)”復(fù)習(xí)中的知識點(diǎn) 1.能量流動(dòng)起點(diǎn)是從生產(chǎn)者固定的太陽光能,流經(jīng)的總能量是該系統(tǒng)中全部生產(chǎn)者固定的太陽能。 2.能量流動(dòng)渠道是食物鏈和食物網(wǎng)。 3.生態(tài)系統(tǒng)中能量的變化是:光能生物體有機(jī)物中的化學(xué)能熱能。 4.流入各級消費(fèi)者的總能量是指各級消費(fèi)者進(jìn)行同化作用過程中所同化的物質(zhì)中含有的能量總和,消費(fèi)者糞便中所含的能量不能計(jì)入排便生物所同化物質(zhì)中的能量。 5.能量單向流動(dòng)的原因是:食物鏈中各營養(yǎng)級的順序不可逆轉(zhuǎn),這是長期自然選擇的結(jié)果。 6.能量流動(dòng)逐級遞減的原因是:第一,各營養(yǎng)級的能量大部分以呼吸作用產(chǎn)生的熱能的形式散失掉;第二,各營養(yǎng)級總有一部分生物未被下一營養(yǎng)級的生物所利
2、用,如枯枝敗葉等。 7.生態(tài)系統(tǒng)能量傳遞效率10%20%的含義:指一個(gè)營養(yǎng)級的總能量約只有10%20%傳遞到下一營養(yǎng)級。若按20%這一最高效率計(jì)算,則第n營養(yǎng)級所獲得的能量是第一營養(yǎng)級的(1/5) n-1。 【例1】在生態(tài)系統(tǒng)中有關(guān)食物鏈與能量流動(dòng)的敘述，不正確的是() A能量沿食物鏈流動(dòng)是單向的 B食物鏈越長，最高營養(yǎng)級上獲得的能量越少 C初級消費(fèi)者越多，次級消費(fèi)者獲得的能量減少 D生物種類越多，生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈越多C 【解析】食物鏈和食物網(wǎng)是生態(tài)系統(tǒng)中的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)和能量即沿該渠道單向流動(dòng)，但能量流動(dòng)效率只有10%20%，故A、B項(xiàng)正確；又因初級消費(fèi)者越多，則次級消費(fèi)者食物
3、充足，繁殖也快，次級消費(fèi)者從初級消費(fèi)者獲得的能量也就越多，故C項(xiàng)不正確；生物種類越多，則食物鏈也越多，故D項(xiàng)正確。 二、每個(gè)營養(yǎng)級能量的來源和去向【例2】(雙選)下圖是生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的圖解，有關(guān)敘述正確的是() A流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為A所固定的太陽能總量B信息傳遞僅發(fā)生在A、B、C、D之間C此圖不能完整地表示出該生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)DB營養(yǎng)級中的生物個(gè)體數(shù)目一定比A營養(yǎng)級中的少AC 【解析】流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量等于A所固定的太陽能總量；信息傳遞不僅發(fā)生在A、B、C、D之間，還能在生物無機(jī)環(huán)境之間發(fā)生；此圖僅表示了生物部分，生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)還包括無機(jī)環(huán)境；B營養(yǎng)級中的生物個(gè)體數(shù)目不一定比A營養(yǎng)級
4、中的少，如大樹與蚜蟲構(gòu)成的食物鏈。 三、辨析生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的實(shí)質(zhì) 1其范圍是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)生物圈，即物質(zhì)循環(huán)具有全球性。 2其“物質(zhì)”主要是組成生物體的C、H、O、N、P、S等基本元素，而不是糖類、脂肪、蛋白質(zhì)等物質(zhì)。 3“循環(huán)”是指基本元素在生物群落和無機(jī)環(huán)境間的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。主要包括碳循環(huán)、氮循環(huán)等。生物群落在循環(huán)中起決定性作用，因生命物質(zhì)與化學(xué)元素間的轉(zhuǎn)化主要是依靠機(jī)體內(nèi)的生化反應(yīng)實(shí)現(xiàn)。 4生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)離不開能量的驅(qū)動(dòng)，“循環(huán)”過程中復(fù)雜的物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)化伴隨進(jìn)行，因此，既沒有單純的物質(zhì)移動(dòng)，又沒有孤立的能量轉(zhuǎn)化?！纠?】(2010海南)請回答：(1)碳在生物群落與無機(jī)環(huán)境之
5、間的循環(huán)主要以_的形式進(jìn)行。驅(qū)動(dòng)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的能量主要來源于_的太陽能。(2)分解者通過_和_的方式將有機(jī)物分解成CO2等釋放到無機(jī)環(huán)境中。(3)如圖所示的食物網(wǎng)中共有_條食物鏈，其中初級消費(fèi)者是_。(4)如果環(huán)境中的某種有毒物質(zhì)在生物體內(nèi)既不能分解，也不能排出體外，則該物質(zhì)經(jīng)_的傳遞后，便可在不同的生物體內(nèi)積累。因此，通常生物所在的_越高，該有毒物質(zhì)在其體內(nèi)的積累量越大。【解析】該題考查的是生態(tài)系統(tǒng)的有關(guān)知識，碳在生物群落與無機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)主要以CO2的形式進(jìn)行，在群落內(nèi)以有機(jī)物的形式在生物間傳遞；而驅(qū)動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的能量主要來源于光合作用固定的太陽能；分解者通過有氧呼吸和無氧呼吸的方
6、式將有機(jī)物分解成CO2等釋放到無機(jī)環(huán)境中；從圖形上來看，共有3條食物鏈，其中初級消費(fèi)者是兔和鼠；有害物質(zhì)的富集是沿著食物鏈逐級遞增，營養(yǎng)級越高，危害越大?！敬鸢浮?1)CO2光合作用固定(2)有氧呼吸無氧呼吸(3)3兔和鼠(4)食物鏈營養(yǎng)級 四、明確生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系 生態(tài)系統(tǒng)的主要功能就是生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)。兩大功能之間既有區(qū)別，又有聯(lián)系。 (1)區(qū)別：能量在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)是單向流動(dòng)的，能量在逐級流動(dòng)的過程中傳遞效率是很低的，逐級都有大量的能量被消耗掉。因此，生態(tài)系統(tǒng)要不斷地從外界獲取能量(太陽能)，只有這樣，生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)才能持續(xù)下去。至于生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，則是
7、在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間循環(huán)往復(fù)地進(jìn)行著的，這些物質(zhì)是可以重復(fù)地被利用的。 (2)聯(lián)系：生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是隨著物質(zhì)循環(huán)進(jìn)行的，但物質(zhì)循環(huán)離不開能量的驅(qū)動(dòng)。能量的固定、轉(zhuǎn)移和釋放，離不開物質(zhì)的合成與分解等過程，反之亦然。生態(tài)系統(tǒng)中的各種組成成分非生物的物質(zhì)和能量、生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者，正是通過能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)，才緊密聯(lián)系在一起，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，因此，既沒有單純的物質(zhì)移動(dòng)，又沒有孤立的能量轉(zhuǎn)化，兩者互為因果、相輔相成，不可分割。能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)之間的關(guān)系可用下圖表示： 【例4】我國北方處于平衡狀態(tài)的某森林生態(tài)系統(tǒng)，其碳素循環(huán)如下圖，箭頭和字母分別表示碳素傳遞的方向和轉(zhuǎn)移量。下列選項(xiàng)正確
8、的是() A夏季，abce B秋季，efcfA 【解析】物質(zhì)循環(huán)過程中伴隨著能量流動(dòng)，故圖中箭頭既可表示碳元素的傳遞方向，也可表示能量流動(dòng)方向，據(jù)圖可知：夏季正是樹木光合作用最旺盛的季節(jié)，也是樹木旺盛生長的季節(jié)，處于平衡狀態(tài)的森林生態(tài)系統(tǒng)，植物光合作用所固定的總能量a植物呼吸作用所消耗的能量b流到動(dòng)物體的能量c流到分解者的能量e。能量流動(dòng)中幾個(gè)問題。(1)生態(tài)系統(tǒng)中流入某一營養(yǎng)級的一定量的能量在足夠長的時(shí)間內(nèi)的去路有三條：自身呼吸消耗；流入下一營養(yǎng)級；被分解者分解利用。但這一定量的能量不管如何傳遞，最終都以熱能形式從生物群落中散失，生產(chǎn)者源源不斷地固定太陽能，才能保證生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的正常進(jìn)行
9、。(2)某營養(yǎng)級的“糞便”中的能量不同于“尿液”中的能量。前者應(yīng)歸于上一營養(yǎng)級，是未被該營養(yǎng)級利用的能量(含在上一營養(yǎng)級同化能量的80%90%中)；后者則歸于該營養(yǎng)級，是該營養(yǎng)級所同化的能量中的一部分(含在上一營養(yǎng)級傳遞來的10%20%的能量中)。(3)能量在流經(jīng)各個(gè)營養(yǎng)級時(shí)，上一個(gè)營養(yǎng)級的能量大約有10%20%傳到下一個(gè)營養(yǎng)級，營養(yǎng)級越高，能量越少。因此食物鏈越長，能量損失越多。為了充分利用能量，應(yīng)盡量縮短食物鏈。有關(guān)能量“最值”計(jì)算方法總結(jié)如下：(4)“攝入量”“同化量”。攝入的物質(zhì)除一部分被動(dòng)物吸收同化外，還有一部分以“糞便”形式排出體外。1.(2011福建)下表選項(xiàng)中，甲、乙、丙三者關(guān)
10、系能用右下圖表示的是( )A【解析】生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)為：內(nèi)環(huán)境三大組分的關(guān)系為：生態(tài)系統(tǒng)的能量流向?yàn)椋杭谞钕偌に胤置诘姆旨壵{(diào)節(jié)： 2.(2011山東)6月5日是世界環(huán)境日，今年我國的世界環(huán)境日主題是“共建生態(tài)文明，共享綠色未來”。草原是綠色生態(tài)環(huán)境的重要組成部分。某草原生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)如圖所示。(1)圖中食物網(wǎng)較簡單，因此，該草原生態(tài)系統(tǒng)的 能力較差，其 穩(wěn)定性也相應(yīng)較低。除圖中所示的生物類群外，該生態(tài)系統(tǒng)的生物組成成分還應(yīng)有 才能保證其物質(zhì)循環(huán)的正常進(jìn)行。自動(dòng)調(diào)節(jié)(或反饋調(diào)節(jié)，或負(fù)反饋調(diào)節(jié))抵抗力分解者(2)如果圖中草能提供10000 kJ的能量，營養(yǎng)級間的能量傳遞效率為10%20%，那么鷹
11、占據(jù)的營養(yǎng)級能夠得到的最低和最高能量值分為是 kJ和 kJ。若去除蛇，且狐的數(shù)量不變，則草原容納鷹的數(shù)量會(huì) 。若外來生物入侵該區(qū)，則會(huì)導(dǎo)致草原的 銳減或喪失。10400增加生物 多樣性(或物種多樣性)(3)影響圖中兔種群數(shù)量變化的種間因素是 和 。若某年兔種群的K值為1000只，且1只兔和4只鼠消耗的草量相等，其他條件不變的情況下，次年鼠的數(shù)量增加400只，則兔種群的K值變?yōu)?只。用標(biāo)志重捕法調(diào)查該區(qū)的種群數(shù)量時(shí)，若部分標(biāo)記個(gè)體遷出，則導(dǎo)致調(diào)查結(jié)果 (填“偏高”或“偏低”)。(4)草原干旱時(shí)，兔攝取水分減少，體內(nèi)細(xì)胞外液滲透壓 ，引起 滲透壓感受器興奮，增加抗利尿激素的釋放，進(jìn)而引起 對水的重
12、吸收增加，減少排尿量，以保持體內(nèi)水平衡。捕食競爭900偏高升高下丘腦腎小管和集合管【解析】(2)鷹處于第三、四營養(yǎng)級，鷹獲得最低的能量按處于第四營養(yǎng)級、傳遞效率為10%進(jìn)行計(jì)算(1000010%10%10%10)；鷹獲得的最高能量按處 于 第 三 營 養(yǎng) 級 、 傳 遞 效 率 為 2 0 % 計(jì) 算(1000020%20%400)。(3)由于兔和鼠屬于同一營養(yǎng)級，兩者存在競爭關(guān)系。對能量的利用效率相同，只是對草的利用數(shù)量不同，400只鼠消耗的食物量正好等于100只兔子消耗的食物量。用n表示第一次標(biāo)記的鼠數(shù)量，N表示鼠的種群數(shù)量，m表示第二次捕獲的帶標(biāo)記的個(gè)體數(shù)量，M表示第二次捕獲的個(gè)體總數(shù)量
13、，由于n/Nm/M，N(nM)/m，m由于遷出變小，故N會(huì)變大。 3.(2011天津)放牧強(qiáng)度可影響人工草地的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)。圖1是亞熱帶某人工草地在不同放牧強(qiáng)度下牧草凈光合產(chǎn)量(凈光合產(chǎn)量光合作用合成量呼吸作用消耗量)的變化圖，G0為不放牧，G1G3為放牧強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)。據(jù)圖回答：(1)510月份的最適放牧強(qiáng)度是 (從G0G3中選填)， 月份可被初級消費(fèi)者利用的總能量最多。(2)與放牧草地相比，8月份不放牧草地凈光合產(chǎn)量明顯偏低的原因有 (多選)。 A過多枝葉對下層植物有遮光作用 B植株衰老組織較多 C缺少動(dòng)物糞尿的施肥作用 D草地生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)加快G26A、B、C (3)據(jù)圖1分析，
14、為使牧草凈光合產(chǎn)量維持在最高水平，410月份需要采取的放牧措施是4月份 。不放牧，510月份放牧強(qiáng)度保持在G2水平(4)牧草的光合作用強(qiáng)度可用單位時(shí)間和面積的 來表示。(5)在牧草上噴灑32P標(biāo)記的磷肥，檢測32P在初級和次級消費(fèi)者中的放射強(qiáng)度，結(jié)果見圖2，其中A消費(fèi)者處于第 營養(yǎng)級。(6)在生態(tài)系統(tǒng)的生物成分中，生產(chǎn)者體內(nèi)的32P除被消費(fèi)者利用外，還有部分進(jìn)入 。有機(jī)物合成量(CO2消耗量或O2生成量)二二分解者【解析】由圖1可知最適放牧強(qiáng)度是各月份凈光合產(chǎn)量最大時(shí)的放牧強(qiáng)度，故為G2，且6月份凈光合產(chǎn)量最高。8月份不放牧草地凈光合產(chǎn)量明顯偏低的可能原因：枝葉過多，但光合面積并未增加，呼吸作
15、用消耗增加；植物衰老組織增加，光合作用能力降低；動(dòng)物糞尿中含有植物生長發(fā)育必需的礦質(zhì)元素，能夠促進(jìn)植株生長、發(fā)育，提高凈光合產(chǎn)量。牧草的光合作用強(qiáng)度即為光合作用表觀強(qiáng)度，所以可表示為單位時(shí)間和面積的有機(jī)物合成量(或CO2消耗量或O2生成量)。牧草中的32P會(huì)隨食物鏈中的營養(yǎng)級的升高含量增多而放射性增強(qiáng)，因此A為初級消費(fèi)者，B為次級消費(fèi)者。生產(chǎn)者體內(nèi)的含32P有機(jī)物還有一部分被分解者吸收利用。 4.研究者對某水域浮游生物群落進(jìn)行調(diào)查，繪制出如圖所示能量金字塔，下列有關(guān)說法正確的是( )A該群落共有4個(gè)營養(yǎng)級B該群落中各營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率在10%20%C該水域受到醬油廠廢水的污染后，生產(chǎn)者的
16、數(shù)量會(huì)明顯的增多D調(diào)查該群落中浮游生物的種類及數(shù)量一般用的方法是樣方法D【解析】由金字塔圖顯示，該群落共有3個(gè)營養(yǎng)級(生產(chǎn)者、初級消費(fèi)者和次級消費(fèi)者)。第一營養(yǎng)級(生產(chǎn)者)主要通過光合作用獲得能量，其他營養(yǎng)級(各級消費(fèi)者)通過攝取食物獲得能量，由圖知該群落中從生產(chǎn)者到初級消費(fèi)者的能量傳遞效率遠(yuǎn)低于10%。因生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力，當(dāng)該水域受到醬油廠廢水的污染后，如果是輕度污染，由于生態(tài)系統(tǒng)有一定的自我調(diào)節(jié)能力，生產(chǎn)者浮游生物的種類和數(shù)量不會(huì)受到明顯的影響，如果是重度污染，由于生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力有限，該生態(tài)系統(tǒng)則會(huì)崩潰。D選項(xiàng)正確。 5.如圖是某生態(tài)系統(tǒng)示意圖，當(dāng)一種生物的全部同化量來自兩
17、種生物時(shí)，其同化量各占一半，下列敘述不正確的是( )A該生態(tài)系統(tǒng)的生物群落包括了圖中全部生物的總和B圖中處于最高營養(yǎng)級的生物是蛇C圖中由捕食關(guān)系而形成的食物鏈共3條D如蛇要凈增重1千克，則最多要消耗綠色植物3500千克D 【解析】該圖包括了生產(chǎn)者綠色植物、消費(fèi)者蟬等、分解者細(xì)菌構(gòu)成的完整生物群落；食物鏈共有3條：綠色植物蟬螳螂黃雀蛇，綠色植物蟬螳螂蛇，綠色植物蟬黃雀蛇。蛇為最高營養(yǎng)級，如蛇增重1千克有0.5千克來自螳螂，0.5千克來自黃雀，則消耗綠色植物最多為： 500千克； 2500千克與 250千克，共需綠色植物最多為3250千克。30.5%千克（10）40.25%千克（10）30.25%
18、千克（10）6. (雙選)下圖表示某草原生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)圖解，表示相關(guān)過程的能量數(shù)據(jù)。下列有關(guān)敘述中，正確的是( )A草所固定的能量是兔、狐所同化的能量之和B該生態(tài)系統(tǒng)若在一段較長時(shí)期內(nèi)沒有能量輸入，系統(tǒng)內(nèi)能量流動(dòng)仍能正常進(jìn)行C和分別屬于草和兔同化量的一部分D圖中/的比值代表兔狐的能量傳遞效率 CD 【解析】草所固定的能量的去向包括了呼吸作用、分解者利用和流入下一營養(yǎng)級，其固定的能量遠(yuǎn)大于兔、狐所同化的能量之和。能量流動(dòng)具有單向性，若該生態(tài)系統(tǒng)在一段較長時(shí)期內(nèi)沒有能量輸入，會(huì)造成生態(tài)系統(tǒng)的崩潰。 7.(2011梅州模擬)(雙選)如圖為某農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)及其中對秸稈進(jìn)一步利用的流程示意圖。下列相關(guān)說法中不正確的是( ) A流經(jīng)此生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的太陽能B圖中有5條食物鏈C秸稈利用后的廢渣中的有機(jī)物被分解者分解后產(chǎn)生的CO2和礦質(zhì)元素均可被農(nóng)作物利用D建立該農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的目的是使生態(tài)系統(tǒng)中的能量盡可能多地流向水稻BD【解析】食物鏈?zhǔn)巧鷳B(tài)系統(tǒng)中生物之間由于捕食關(guān)系而形成的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，圖中只有2條食物鏈；建立該農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的目的是使生態(tài)系統(tǒng)中的能量盡可能多地流向?qū)θ祟愑幸娴牡胤健?/p>
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