高中生物 第六章 第三节能量流动和物质循环课件 浙科版必修3.ppt

第三节能量流动和物质循环 一 生态系统中的能量流动1 含义 在生态系统中 能量不断沿着 植物 植食动物 肉食动物 的方向流动 太阳 顶位肉食动物 2 过程图解 生产者 呼吸作用 3 过程分析 太阳能 光合作用 食物链和食物网 热能 有机物 4 流动特点 1 不可逆的 2 传递效率一般只有约 每传递一次损失一大半 单方向的 10 二 生态系统中的物质循环1 过程 分解者 2 特点 1 周而复始 2 参与循环的物质 可以 往复循环 数量恒定 重复利用 3 碳的全球循环 1 基本路线图解 二氧化碳 植物 动物 2 大气中二氧化碳含量的特点 有明显的 变化和 变化 3 海洋对大气中二氧化碳含量的调节作用 使碳在生态系统中的含量 都能通过 的自我调节机制得到调整 并恢复到原来的平衡状态 4 碳循环平衡失调 原因 人类因 向大气中排放大量二氧化碳 从而严重干扰了陆地 海洋和大气之间 的平衡 致使大气中二氧化碳的含量 影响 产生温室效应 昼夜 季节 碳循环 能源消费 二氧化碳交换 持续增加 1 判断正误 1 能量在生态系统中的流动是可循环的 分析 生态系统中的能量流动只能是单向的 不可循环 2 能量沿食物链在两个营养级间的传递效率一般只有10 左右 3 生态系统的能量来源是多种多样的 包括太阳能 电能 风能等 分析 生态系统的能量来源只有太阳能 电能 风能等属于机械能 不能为生态系统提供能量 4 生态系统中能量流动是从绿色植物的光合作用开始的 分析 生态系统中除绿色植物外 光合细菌等也是生产者 所以能量流动主要是从绿色植物的光合作用开始的 2 问题思考 1 生态系统中物质是可以循环的 但是为什么农民还要不断地向农田施肥 提示 物质循环是全球性的 在生物圈内进行 农田是一个较小的生态系统 不断有粮食输出 所以要不断施加肥料 2 温室效应是目前人类面临的主要气候问题之一 从碳循环的角度分析 你认为大气中二氧化碳的来源有哪些 提示 动物 植物 微生物的呼吸作用 微生物的分解作用 化石燃料的燃烧 一 生态系统中的能量流动1 生态系统中能量流动的过程 2 生态系统各成分能量的来源及去向 3 能量流动单向性及逐级递减的原因 1 单向性的原因 食物链各营养级的顺序是不可逆转的 这是长期自然选择的结果 如肉食动物以植食动物为食 而植食动物不能反过来以肉食动物为食 2 逐级递减的原因 各营养级的生物都会因呼吸作用消耗掉大部分的能量 并以热能形式散失 无法重复利用 各营养级生物中总有一部分能量未被下一营养级利用 还有少部分能量随着残枝败叶或遗体直接传给分解者 警示钟 摄入量 同化量消费者以上一营养级生物为食 摄入的食物中的能量并没有完全传递到该营养级 食物中的有机物有一部分被消化吸收 进入摄食者体内 这部分能量称为被同化的能量 传递到了消费者所在的营养级 还有一部分有机物不能被消化吸收 而以粪便的形式排出体外 这部分有机物没有流入该营养级 而是传给了分解者 学而后思 1 为什么生态系统必须不停地从外界环境中获得能量 提示 生态系统中的能量最终都以热能形式散失 因此生态系统必须不停地从外界环境中获得能量 2 食物链一般不超过5个营养级的原因是什么 提示 能量沿食物链的流动是逐级递减的 且传递效率在10 左右 那么营养级越高所获得的能量就越少 当达到第五至第六营养级时 传递到该营养级的能量就不足以维持一个营养级生物的生存 典例训练1 2013 杭州高二检测 下图为某生态系统能量流动示意图 单位 j cm2 a 以下分析不正确的是 a 甲通过光合作用固定在有机物中的总能量为1250j cm2 a b 乙到丙的能量传递效率为10 c 每一营养级的能量大部分用于呼吸作用和被丁利用d 在此生态系统中 一只狼捕食一只野兔 获得的能量只能在10 左右 解题关键 明确能量传递效率是指相邻营养级之间同化量的比值 而不是个体之间同化量的比值 解析 选d 本题主要考查能量传递效率的相关计算 分析如下 甲的同化量的去向有三个 即呼吸作用消耗 流向下一个营养级 流向分解者 所以甲的总能量为175 200 875 1250j cm2 a 能量传递效率是指两个营养级之间同化量的比值 所以由乙到丙的能量传递效率20 200 100 10 每个营养级只有约10 的能量传递到下一营养级 其他的大部分能量用于呼吸作用和流向分解者 生态系统中能量的传递效率不是指个体之间的传递 而是指营养级之间的传递效率 变式备选1 如图为某农田生态系统及其中对秸秆进一步利用的流程示意图 下列相关说法中不正确的是 a 流经此生态系统的总能量是生产者固定在有机物中的太阳能b 图中有5条食物链c 秸秆利用后的废渣中的有机物被分解者分解后产生的co2和矿质元素 均可被农作物利用d 建立该农业生态系统的目的是使生态系统中的能量尽可能多地流向对人类有益的方向 解析 选b 流入生态系统的能量即为生产者固定的太阳能 图中只有3条食物链 即水稻 牛 水稻 鼠 蛇 水稻 昆虫 蛙 蛇 有机物被分解者分解后产生的co2和矿质元素均可被农作物利用 人类可以通过调整能量流动 使其尽可能多地流向对人类有益的方向 二 生态系统中的能量流动和物质循环的关系 警示钟 物质循环的方向认识误区 1 生态系统物质循环过程中 只有在生物群落和无机环境之间是相互循环的 2 在生物群落内部 物质循环是单向的 只能从生产者到初级消费者 再到更高一级的消费者 学而后思 1 在生物群落内部 物质也是循环流动的吗 试阐述原因 提示 不是 生物群落内部物质沿食物链流动 营养关系不可逆转 即因为捕食关系决定了生物群落内部物质只能单向流动 2 物质循环和能量流动是两个独立的过程吗 并说明原因 提示 不是 物质循环是能量流动的载体 能量流动是物质循环的动力 物质循环过程中伴随着能量流动 二者同时进行 彼此依存 不可分割 典例训练2 下图为某生态系统碳循环示意图 其中 为大气 代表发生在生物体内的生理作用 下列相关叙述 正确的是 a 图中 是因捕食关系而形成的食物链b 的实质都是分解有机物 并将co2释放到大气中c 碳元素沿图示箭头循环时 能量也随着循环流动d 在这个生态系统中 所含有的能量最多 解题关键 解答本题需要明确以下几点 1 在碳循环示意图中生产者与无机环境之间为双向箭头 且生产者 消费者 分解者均为单向箭头指向无机环境 2 生产者和消费者均为单向箭头指向分解者 3 明确物质循环和能量流动的关系 解析 选b 图中的 分别对应的生态系统的成分为生产者 分解者 消费者 生产者 分解者和消费者均通过分解有机物的形式维持生命活动 并释放出co2 碳元素是循环流动的 而能量是单向流动的 在该生态系统中 生产者固定的能量为流经该生态系统的总能量 含有的能量最多 互动探究 1 物质在 中是循环流动的吗 提示 不是 物质在无机环境和生物群落之间循环流动 在生物群落内部是单向流动的 2 作为无机环境和生物群落之间联系纽带的是图中的哪类生物 提示 生产者 变式备选2 下图是生态系统中某元素循环状态模式图 这种元素是按箭头方向运动的 然而 图中缺少了一个重要的箭头 根据此图 回答下列问题 1 图中所缺的箭头是 2 这是元素的循环 3 a b c d各是什么生物 a b c d 4 由此可见生态系统的物质循环具有如下特点 5 参与过程 的生物种类有 这些生物的新陈代谢类型 从同化方式看应属于 从异化方式看应属于 a 寄生细菌b 腐生细菌c 真菌d 硝化细菌e 自养型f 异养型g 需氧型h 厌氧型 6 写出 所示过程的名称 解析 根据图示可以看出 这是碳元素循环状态的模式图 因为在无机环境与生物群落之间是以co2的形式进行循环的 生物a可以利用co2生成有机物 同时产生o2 可以判定a为绿色植物 生物c直接以植食动物为食 应为肉食动物 生物b可将动物的遗体与排泄物和植物的残枝败叶分解 把含碳的有机物分解成co2释放到大气中 故b应为腐生细菌 真菌等分解者 a为绿色植物 可以进行呼吸作用 产生co2 图中缺少了从a到co2的箭头 图示的生态系统指的是地球上最大的生态系统 生物圈 其中的物质循环带有全球性 组成生物体的一些基本元素可以在生物群落与无机环境之间反复地出现 循环地流动 分解者 不能制造有机物 而是从动植物遗体中获得养料 故从同化方式上看 它们属于异养型 从异化方式上看 它们中既有需氧型的 也有厌氧型的 co2可以被绿色植物通过光合作用制造成有机物 可知 为光合作用 c d都可以通过呼吸产生co2 故 和 都是呼吸作用过程 c以d为食可知 为捕食关系 分解者b可以通过呼吸作用将动植物遗体中含碳有机物转变为co2释放到大气中 应为分解者的呼吸作用 煤和石油可以通过燃烧生成co2 故 过程为燃烧 答案 1 由a到co2的箭头 2 碳 3 绿色植物腐生细菌 真菌等肉食动物植食动物 4 全球性 组成生物体的一些基本化学元素在生物群落与无机环境之间可以反复地出现 循环地流动 5 b cfg h 6 光合作用呼吸作用呼吸作用捕食分解者的呼吸作用燃烧 分析生态系统的能量流动过程类题目 案例 请回答下列 两题 下图是一个简化的草原生态系统能量流动示意图 其中 表示具体的能量数值 请据图回答下列问题 1 在图中的食物链中 能量由第二营养级传递到第三营养级的效率是 用图中的标号表示 和 分别属于和 生物 的同化量的一部分 2 在草通过光合作用固定的能量中 除图中所示的能量外 还将有三部分能量 它们分别是 和未被利用的 下图表示某生态系统中能量流经初级消费者的示意图 请分析回答以下问题 1 图中a表示 2 能量流动是单向的 不可逆的 原因是 审题 抓准信息 快速推断 答题 规范答案 警示失误 1 100 草狼错答 第二空答 兔 错因 不能准确把握 同化量 的含义 错误地将粪便中的能量当作该生物同化的能量 事实上 粪便中的能量并未转化为该生物的组成部分 未被该生物利用 属于上一营养级同化的能量 2 呼吸作用所消耗的被分解者利用的 1 呼吸作用 2 能量流动只能沿食物链和食物网进行 1 基础理论辨析题 下列属于物质循环特点的是 属于能量流动特点的是 a 单向的 逐级递减的b 往复循环 重复利用c 沿食物链与食物网流动d 在无机环境与生物群落间循环e 以化学元素形式流动f 范围具有全球性 解析 选b d e f a c 能量流动沿食物链与食物网流动 具有单向性与逐级递减的特性 物质循环是以化学元素形式在无机环境与生物群落间循环流动 具有全球性 2 2013 绍兴高二检测 如图为生态系统中碳循环的部分示意图 下列说法不正确的是 a 物质循环伴随着能量的流动b 能完成该循环的生物一定含有叶绿体和线粒体c ab所示的物质循环具有全球性d 进行a过程的生物是自养型生物 解析 选b 物质循环和能量流动是同时进行的 能量是物质循环的动力 物质是能量的载体 图中a表示光合作用或化能合成作用 b表示呼吸作用 能完成该循环的生物也可能为原核生物 故不一定含有叶绿体和线粒体 能进行a过程将co2转化成有机物的生物是自养型生物 物质循环具有全球性 3 在浮游植物 小鱼 海豹 虎鲸这条食物链中 若虎鲸增加1kg体重 要消耗浮游植物的量为 a 1kgb 10kgc 125kgd 1000kg 解析 选d 能量在生态系统中的流动是逐级递减的 传递效率约是10 所以虎鲸增加1kg体重 消耗海豹的质量为10kg 依次类推 消耗浮游植物的量为1000kg 4 关于生态系统的物质循环的叙述 不正确的是 a 所说的物质是指组成生物体的一些基本化学元素b 所说的生态系统是地球上最大的生态系统 生物圈c 所说的循环是指物质在生物与无机环境之间反复出现 循环流动d 物质在循环过程中不断递减 解析 选d 物质循环的实质为化学元素在生物圈这个最大的生态系统中反复出现 循环流动 在这个过程中物质是守恒的 不可能递减 5 碳在无机环境与生物群落之间的循环是通过什么过程实现的 a 光合作用b 呼吸作用c 呼吸作用和光合作用d 蒸腾作用和呼吸作用 解析 选c 无机环境中的碳以二氧化碳的形式被绿色植物吸收 用于光合作用合成有机物 进入生物群落 在各种生物体内通过呼吸作用最终将有机物分解成水和二氧化碳返还无机环境 6 下图表示某水生生态系统的能量金字塔 下列叙述中正确的是 a 该水生生态系统的能量传递效率不足10 b 该生态系统的全部食肉动物构成一个种群c 该生态系统的浮游生物 食草动物 食肉动物构成群落d 该生态系统的能量流动与食物链无关 解析 选a 本题考查生态系统的结构和能量流动 由图可知 该生态系统中 浮游生物 食草动物 食肉动物分别属于三个不同的营养级 其能量传递效率分别为 2491 36629 100 6 8 200 2491 100 8 03 故a项正确 种群是同种生物的全部个体的集合 食肉动物有多种 而不是一个物种 故b项错误 群落包括某一区域的全部生物 该水生生态系统除浮游生物 食草动物 食肉动物外 还包括一些细菌 真菌等分解者 故c项错误 生态系统的能量流动是沿着食物链和食物网进行