必修3-第5章-第2、3节-生态系统的能量流动-生态系统的物质循环(-84ppt)

1、第2、3节生态系统的能量流动 生态系统的物质循环一、能量流动的过程一、能量流动的过程生态系统能量流动示意图生态系统能量流动示意图1.1.补充图中标号代表的内容补充图中标号代表的内容甲甲:_:_乙乙:_:_丙丙:_:_丁丁:_:_ 戊戊:_:_生产者生产者初级消费者初级消费者次级消费者次级消费者呼吸作用呼吸作用分解者分解者2.2.生态系统所需能量的最终来源是生态系统所需能量的最终来源是_。3.3.能量输入生物群落的途径主要是能量输入生物群落的途径主要是_。4.4.据图分析食物链中甲营养级能量的去向据图分析食物链中甲营养级能量的去向(1)(1)通过自身通过自身_以以_的形式散失。的形式散失。(2)

2、(2)被被_同化。同化。(3)(3)残枝败叶、遗体残骸等被残枝败叶、遗体残骸等被_分解。分解。(4)(4)未被利用。未被利用。太阳能太阳能生产者的光合作用生产者的光合作用呼吸作用呼吸作用热能热能下一营养级下一营养级分解者分解者二、能量流动的特点及研究意义二、能量流动的特点及研究意义1.1.特点特点(1)_;(1)_;(2)_(2)_。2.2.研究能量流动的实践意义研究能量流动的实践意义(1)(1)帮助人们科学规划、设计人工生态系统帮助人们科学规划、设计人工生态系统, ,使使_。(2)(2)帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系, ,使能量使能量_。

3、单向流动单向流动逐级递减逐级递减能量得到最有效能量得到最有效的利用的利用持续高效地流向对人类最有益的部分持续高效地流向对人类最有益的部分三、物质循环三、物质循环1.1.概念概念(1)(1)物质物质: :组成生物体的组成生物体的_,_,如如C C、H H、O O、N N、P P、S S等。等。(2)(2)循环范围循环范围:_:_和和_之间。之间。(3)(3)循环特点循环特点: :具有具有_。元素元素无机环境无机环境生物群落生物群落全球性全球性2.2.碳循环过程碳循环过程(1)(1)请写出图中各标号的名称请写出图中各标号的名称: :_;_;_;_;摄食摄食; ;_;_;_;_;分解作用。分解作用。

4、(2)(2)循环形式循环形式:_:_。呼吸作用呼吸作用光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用燃烧燃烧COCO2 23.3.物质循环与能量流动的关系物质循环与能量流动的关系(1)(1)两者是两者是_的的, ,彼此相互依存彼此相互依存, ,不可分割。不可分割。(2)(2)物质作为能量的物质作为能量的_,_,使能量沿着使能量沿着_流动流动; ;能量能量作为作为_,_,使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。环往返。同时进行同时进行载体载体食物链食物链( (网网) )动力动力1.1.流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能。流经生态系统的总能量是照射在

5、生产者上的太阳能。( )( )【分析分析】流经生态系统的总能量是生产者所固定的太阳能流经生态系统的总能量是生产者所固定的太阳能, ,而而不是照射在生产者上的太阳能。不是照射在生产者上的太阳能。2.(20102.(2010新课标全国卷新课标全国卷T5C)T5C)沼渣、沼液作为肥料还田沼渣、沼液作为肥料还田, ,使能量能使能量能够循环利用。够循环利用。( )( )【分析分析】沼渣、沼液作为肥料还田沼渣、沼液作为肥料还田, ,能够为生产者提供矿质元能够为生产者提供矿质元素素, ,而能量是以有机物形式存在的而能量是以有机物形式存在的, ,不能为生产者提供能量不能为生产者提供能量, ,能能量是不能循环利

6、用的。量是不能循环利用的。3.(20103.(2010江苏江苏T11C)T11C)多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多。多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多。 ( )( )【分析分析】生态系统能量传递具有逐级递减的特点生态系统能量传递具有逐级递减的特点, ,吃肉时人的吃肉时人的营养级比吃素食时的营养级高营养级比吃素食时的营养级高, ,因此能量消耗多因此能量消耗多, ,消耗的粮食消耗的粮食多。多。4.4.流经第二营养级的总能量指次级消费者摄入到体内的能量。流经第二营养级的总能量指次级消费者摄入到体内的能量。 ( )( )【分析分析】第二营养级是指初级消费者第二营养级是指初级消费者, ,因此流经第

7、二营养级的因此流经第二营养级的总能量是指被第二营养级所同化的能量总能量是指被第二营养级所同化的能量, ,而不是被次级消费者而不是被次级消费者摄入到体内的能量。摄入到体内的能量。5.5.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。成。( )( )【分析分析】食物链和食物网是生态系统中能量流动的渠道食物链和食物网是生态系统中能量流动的渠道, ,食物食物链、食物网由生产者、消费者组成。链、食物网由生产者、消费者组成。6.6.研究能量流动研究能量流动, ,可调整能量流动关系可调整能量流动关系, ,使生产者固定的能量全使生产者固定的能量全部

8、流向人类。部流向人类。( )( )【分析分析】由于在各营养级中都会有生物的细胞呼吸存在由于在各营养级中都会有生物的细胞呼吸存在, ,通过通过细胞呼吸细胞呼吸, ,部分能量会以热能的形式散失部分能量会以热能的形式散失, ,因此研究能量流动因此研究能量流动, ,可调整能量流动关系可调整能量流动关系, ,使生产者固定的能量尽可能多地流向对使生产者固定的能量尽可能多地流向对人类最有益的部分人类最有益的部分, ,但是做不到全部流向人类。但是做不到全部流向人类。7.7.参与循环的物质是组成生物体的各种化合物。参与循环的物质是组成生物体的各种化合物。( )( )【分析分析】参与循环的物质是组成生物体的各种元

9、素。参与循环的物质是组成生物体的各种元素。8.8.碳循环在生物群落内部以碳循环在生物群落内部以COCO2 2形式循环。形式循环。( )( )【分析分析】碳循环是在生物群落和无机环境之间以碳循环是在生物群落和无机环境之间以COCO2 2形式循环形式循环, ,而不是在生物群落内部循环而不是在生物群落内部循环, ,碳循环在生物群落内部流动的形碳循环在生物群落内部流动的形式是有机物。式是有机物。9.9.化学燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因。化学燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因。( )( )【分析分析】化学燃料的大量燃烧会产生大量的化学燃料的大量燃烧会产生大量的COCO2 2, ,导致全球气

10、候导致全球气候变暖变暖, ,从而造成温室效应。从而造成温室效应。考点考点 一一 能量流动的过程及特点能量流动的过程及特点1.1.能量流动图解能量流动图解(1)(1)图解分析图解分析: :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路可有四条: :自身呼吸消耗自身呼吸消耗; ;流入下一营养级流入下一营养级; ;被分解者分解利用被分解者分解利用; ;未被自身呼吸消耗未被自身呼吸消耗, ,也未被下一营养级和分解者利用也未被下一营养级和分解者利用, ,即即“未利未利用用”。如果是以年为单位研究。如果是以年为单位研究, ,这部分的能量将保留到下一年。

11、这部分的能量将保留到下一年。(2)(2)能量的散失能量的散失: :散失的能量是通过生产者、消费者和分解者的呼散失的能量是通过生产者、消费者和分解者的呼吸作用分解有机物而产生的吸作用分解有机物而产生的, ,最终以热能形式散失。最终以热能形式散失。2.2.能量流动特点及原因分析能量流动特点及原因分析(1)(1)单向流动单向流动: :能量流动是沿食物链进行的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关系是长期自然选择的结果, ,是不可逆转的。是不可逆转的。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各营养级通过呼吸作用所产生的热

12、能不能被生物群落重复利用用, ,因此能量流动无法循环。因此能量流动无法循环。(2)(2)逐级递减逐级递减: :各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。各营养级的能量都会有一部分流入分解者各营养级的能量都会有一部分流入分解者, ,包括未被下一营包括未被下一营养级生物利用的部分。养级生物利用的部分。3.3.能量传递效率能量传递效率(1)(1)能量传递效率能量传递效率= = 100%100%一般说来一般说来, ,能量传递的平均效率大约为能量传递的平均效率大约为10%10%20%20%。(2)(2)能量的最值计算能量的最值计算: :计算能量的问题时计算能量的

13、问题时, ,如遇到如遇到“至少需要至少需要” ” “最多利用最多利用”等字眼等字眼, ,所选用的传递效率为所选用的传递效率为20%,20%,在食物网中应在食物网中应选最短食物链计算选最短食物链计算; ;如遇到如遇到“最大消耗最大消耗”“”“最少利用最少利用”等字眼等字眼, ,所选用的传递效率为所选用的传递效率为10%,10%,在食物网中则应选最长的食物链计算。在食物网中则应选最长的食物链计算。下一营养级的同化量上一营养级的同化量设食物链设食物链ABCD,ABCD,分情况讨论分情况讨论: :现实现实问题问题思路求解思路求解D D营养级营养级净增重净增重M M至少需要至少需要A A营养级的量营养级

14、的量Y YY(20%)Y(20%)3 3=M=M最多需要最多需要A A营养级的量营养级的量Y YY(10%)Y(10%)3 3=M=MA A营养级营养级净增重净增重N ND D营养级最多增重的量营养级最多增重的量Y YN(20%)N(20%)3 3=Y=YD D营养级至少增重的量营养级至少增重的量Y YN(10%)N(10%)3 3=Y=Y【高考警示高考警示】(1)(1)能量的输入过程不都是通过绿色植物的光合作用能量的输入过程不都是通过绿色植物的光合作用, ,在极少数在极少数特殊空间特殊空间, ,如深海热泉口生态系统如深海热泉口生态系统, ,是通过特殊细菌的化能合成是通过特殊细菌的化能合成作用

15、来实现的。作用来实现的。(2)(2)同一食物链不同环节能量传递效率往往不完全相同同一食物链不同环节能量传递效率往往不完全相同, ,计算时计算时不能按不能按10%10%或或20%,20%,而需按具体数值计算而需按具体数值计算, ,如在食物链如在食物链ABCDABCD中中, ,能量传递效率分别为能量传递效率分别为a%a%、b%b%、c%,c%,若若A A的能量为的能量为M,M,则则D D的能量的能量为为M Ma%a%b%b%c%c%。考查角度考查角度 1 1 借助图形分析能量流动的特点借助图形分析能量流动的特点【典例典例1 1】(2012(2012海南高考海南高考) )下图为某生态系统的能量流动简

16、图下图为某生态系统的能量流动简图, ,下列叙述错误的是下列叙述错误的是( () )A.A.甲是生产者甲是生产者, ,乙是消费者乙是消费者B.B.该生态系统是一个开放的系统该生态系统是一个开放的系统C.C.能量通过光合作用固定并进入系统能量通过光合作用固定并进入系统, ,以热能形式输出以热能形式输出D.D.甲、乙和分解者所储存的能量之和是输入该生态系统的总能量甲、乙和分解者所储存的能量之和是输入该生态系统的总能量【解析解析】选选D D。根据题中简图可知。根据题中简图可知, ,甲能够固定太阳能甲能够固定太阳能, ,为生产为生产者者, ,乙从甲获取能量乙从甲获取能量, ,为消费者为消费者; ;该生态

17、系统需要从外界获得能该生态系统需要从外界获得能量量, ,同时能量也可以扩散到外界同时能量也可以扩散到外界, ,是一个开放的生态系统是一个开放的生态系统; ;能量能量通过光合作用进入生态系统通过光合作用进入生态系统, ,经过生产者、消费者和分解者的经过生产者、消费者和分解者的呼吸作用后有一部分以热能的形式散失呼吸作用后有一部分以热能的形式散失; ;输入该生态系统的总输入该生态系统的总能量是生产者甲固定的太阳能总量。能量是生产者甲固定的太阳能总量。【互动探究互动探究】(1)(1)上题中甲一定具有叶绿体吗上题中甲一定具有叶绿体吗? ?提示提示: :不一定不一定, ,甲可以进行光合作用甲可以进行光合作

18、用, ,但不一定具有叶绿体但不一定具有叶绿体, ,如蓝如蓝藻。藻。(2)(2)是不是甲每个个体的能量都多于乙每个个体的能量是不是甲每个个体的能量都多于乙每个个体的能量? ?提示提示: :不是不是, ,只能比较甲所处营养级和乙所处营养级的能量大小只能比较甲所处营养级和乙所处营养级的能量大小关系关系, ,而不能比较甲和乙某个个体的能量。而不能比较甲和乙某个个体的能量。【变式训练】【变式训练】如图为某生态系统中能量流动图解部分示意如图为某生态系统中能量流动图解部分示意图图, ,各代表一定的能量值各代表一定的能量值, ,下列各项中正确的是下列各项中正确的是( () )A.A.表示流经生态系统内部的总能

19、量表示流经生态系统内部的总能量B.B.一般情况下一般情况下, ,次级消费者增加次级消费者增加1 kg,1 kg,生产者至少增加生产者至少增加100 kg100 kgC.C.生物与生物之间吃与被吃的关系一般不可逆转生物与生物之间吃与被吃的关系一般不可逆转, ,所以能量流所以能量流动具有单向性动具有单向性D.D.从能量关系看从能量关系看+ +【解析解析】选选C C。表示初级消费者的同化量。表示初级消费者的同化量; ;一般情况下次级消一般情况下次级消费者增加费者增加1 kg,1 kg,至少消耗生产者应按至少消耗生产者应按20%20%传递效率计算传递效率计算, ,故生产故生产者至少增加者至少增加25

20、kg;25 kg;生物与生物之间吃与被吃的关系一般不可逆生物与生物之间吃与被吃的关系一般不可逆转转, ,所以能量流动具有单向性所以能量流动具有单向性; ;从能量关系看从能量关系看 + +, ,不可能不可能等于等于+ +, ,因为同化量还要满足次级消费者的自身呼吸消耗。因为同化量还要满足次级消费者的自身呼吸消耗。考查角度考查角度 2 2 能量传递效率的计算能量传递效率的计算【典例典例2 2】(2013(2013宁德模拟宁德模拟) )下表是有机物从植物传递到植食下表是有机物从植物传递到植食动物鳞翅目幼虫过程中能量流动的情况动物鳞翅目幼虫过程中能量流动的情况, ,根据表中数据不能得根据表中数据不能得

21、出的结论是出的结论是( () )项项目目被鳞翅目被鳞翅目幼虫吃掉幼虫吃掉的植物的植物鳞翅目幼虫鳞翅目幼虫粪便中含有粪便中含有的能量的能量鳞翅目幼虫鳞翅目幼虫呼吸消耗的呼吸消耗的能量能量用于鳞翅目用于鳞翅目幼虫生长的幼虫生长的能量能量能能量量(J)(J)419419209.5209.5146.65146.6562.8562.85A.A.鳞翅目幼虫摄入鳞翅目幼虫摄入419 J419 J的能量至少需要第一营养级同化的能量至少需要第一营养级同化1 047.5 J1 047.5 J的能量的能量B.B.食物中的能量只有食物中的能量只有15%15%用于幼虫自身的生长用于幼虫自身的生长C.C.鳞翅目幼虫从第一

22、营养级获取的能量有一部分以呼吸热的形鳞翅目幼虫从第一营养级获取的能量有一部分以呼吸热的形式散失式散失, ,因此能量在生态系统中的流动是不可循环的因此能量在生态系统中的流动是不可循环的D.D.某一最高营养级消费者与其相邻的一低营养级消费者相比某一最高营养级消费者与其相邻的一低营养级消费者相比, ,能够获得的能量较少能够获得的能量较少【解析解析】选选D D。由表可知每摄入。由表可知每摄入419 J419 J能量能量, ,便有便有419-209.5=419-209.5=209.5(J)209.5(J)的能量被同化的能量被同化, ,按照最大传递效率按照最大传递效率20%20%计算计算, ,鳞翅目幼鳞翅

23、目幼虫每同化虫每同化209.5 J(209.5 J(即摄入即摄入419 J)419 J)的能量的能量, ,至少需要第一营养级至少需要第一营养级同化同化1 047.5 J1 047.5 J的能量的能量; ;食物中的能量是食物中的能量是419 J,419 J,用于生长的能量用于生长的能量是是62.85 J,62.85 J,故只有故只有15%15%的能量用于幼虫自身的生长的能量用于幼虫自身的生长; ;生物体不能生物体不能利用热能进行同化作用利用热能进行同化作用, ,因此因此, ,能量在生态系统中的流动是不可能量在生态系统中的流动是不可循环的循环的; ;能量随营养级的升高而逐级递减是指高营养级消费者能

24、量随营养级的升高而逐级递减是指高营养级消费者的能量要少于低营养级的能量要少于低营养级, ,并非高营养级的每个个体的能量都要并非高营养级的每个个体的能量都要少于低营养级。少于低营养级。【变式训练变式训练】在如图所示的食物网中在如图所示的食物网中,a,a表示动物性食物所占表示动物性食物所占比例比例, ,若要使鸟体重增加若要使鸟体重增加x,x,至少需要生产者的量为至少需要生产者的量为y,y,那么那么x x与与y y的关系可表示为的关系可表示为( () )A.y=90ax+10 xA.y=90ax+10 xB.y=25ax+5xB.y=25ax+5xC.y=20ax+5xC.y=20ax+5x D.y

25、=100ax+10 x D.y=100ax+10 x【解析解析】选选C C。动物性食物所占比例为。动物性食物所占比例为a,a,则经草则经草虫虫鸟这条鸟这条食物链使鸟增重为食物链使鸟增重为ax,ax,至少需生产者的量为至少需生产者的量为则通过草则通过草鸟这条食物链增重为鸟这条食物链增重为(1-a)x,(1-a)x,至少需生产者的量为至少需生产者的量为 =5x-5ax,=5x-5ax,表达式为表达式为y=25ax+5x-5ax=20ax+5xy=25ax+5x-5ax=20ax+5x。ax25ax20%20%，1 a x20%考点考点 二二 生态系统物质循环实例生态系统物质循环实例碳循环碳循环1.

26、1.循环特点循环特点(1)(1)具有全球性具有全球性;(2);(2)反复循环。反复循环。2.2.大气中大气中COCO2 2的来源的来源(1)(1)生产者、消费者的呼吸作用。生产者、消费者的呼吸作用。(2)(2)分解者的分解作用。分解者的分解作用。(3)(3)化学燃料的燃烧。化学燃料的燃烧。3.3.温室效应温室效应(1)(1)大气中大气中COCO2 2含量持续增加的原因含量持续增加的原因: :工厂、汽车、飞机、轮船等对化学燃料的大量使用工厂、汽车、飞机、轮船等对化学燃料的大量使用, ,向大气向大气中排放大量的中排放大量的COCO2 2。森林、草原等植被大面积的被破坏森林、草原等植被大面积的被破坏

27、, ,大大降低了对大气中大大降低了对大气中COCO2 2的调节能力。的调节能力。(2)(2)危害危害: :加快极地冰川融化加快极地冰川融化, ,海平面上升海平面上升, ,对陆地生态系统和人类的生对陆地生态系统和人类的生存构成威胁。存构成威胁。影响农业和粮食资源的生产影响农业和粮食资源的生产, ,改变了降雨和蒸发机制。改变了降雨和蒸发机制。(3)(3)缓解措施缓解措施: :植树造林植树造林, ,增加绿地面积。增加绿地面积。开发清洁能源开发清洁能源, ,减少化学燃料的燃烧。减少化学燃料的燃烧。项目项目能量流动能量流动物质循环物质循环( (以碳循环为例以碳循环为例) )形式形式以有机物为载体以有机物

28、为载体主要是无机物主要是无机物特点特点单向流动、逐级递减单向流动、逐级递减全球性、循环性全球性、循环性范围范围生态系统各营养级生态系统各营养级生物圈生物圈( (全球性全球性) )图示图示4.4.能量流动与物质循环之间的关系图解能量流动与物质循环之间的关系图解【高考警示高考警示】(1)(1)碳在生态系统各成分之间传递并不都是双向的碳在生态系统各成分之间传递并不都是双向的, ,只有生产者只有生产者与无机环境之间的传递是双向的与无机环境之间的传递是双向的, ,其他各成分间的传递均是单其他各成分间的传递均是单向的。向的。(2)(2)物质循环中所说的物质循环中所说的“生态系统生态系统”并不是一般的生态系

29、统并不是一般的生态系统, ,而而是指地球上最大的生态系统是指地球上最大的生态系统生物圈生物圈, ,因此物质循环具有全因此物质循环具有全球性。球性。【典例典例3 3】右图表示生物圈中碳元素的右图表示生物圈中碳元素的循环过程，下列有关叙述中错误的是循环过程，下列有关叙述中错误的是 ( )( )A.A.图中图中B B都是自养生物，光合生物细胞都是自养生物，光合生物细胞中不一定有叶绿体但都含有色素中不一定有叶绿体但都含有色素B.B.适度松土不可以促进过程适度松土不可以促进过程C.C.过程的加剧是造成温室效应的主要原因过程的加剧是造成温室效应的主要原因D.D.达到平衡状态的生态系统，和的量基本相等达到平

30、衡状态的生态系统，和的量基本相等【解析解析】选选D D。由图可知。由图可知,A,A为分解者、为分解者、B B为生产者、为生产者、C C为消费者为消费者, ,图中图中B B都是自养生物都是自养生物, ,光合生物光合生物( (如蓝藻如蓝藻) )中没有叶绿体但含有色中没有叶绿体但含有色素素; ;适度松土不可以促进消费者的呼吸作用过程适度松土不可以促进消费者的呼吸作用过程, ,而是促进分而是促进分解者的分解作用解者的分解作用; ;过程即化学燃料的大量燃烧是造成温室效过程即化学燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因应的主要原因; ;在一个稳定状态的生态系统中在一个稳定状态的生态系统中, ,碳吸收量应该基

31、碳吸收量应该基本上等于碳释放量本上等于碳释放量, ,碳元素由无机环境进入生物群落主要依赖碳元素由无机环境进入生物群落主要依赖于绿色植物的光合作用于绿色植物的光合作用, ,而由生物群落回归无机环境则主要依而由生物群落回归无机环境则主要依赖于各类生物的呼吸作用和分解者的分解作用。赖于各类生物的呼吸作用和分解者的分解作用。【互动探究】【互动探究】(1)(1)上题实现过程的具体途径有几条上题实现过程的具体途径有几条? ?提示提示: :分解者的分解作用和燃烧。分解者的分解作用和燃烧。(2)(2)上题中若上题中若A A含有细胞核含有细胞核, ,则则A A中将含碳有机物转化为中将含碳有机物转化为COCO2

32、2的具的具体场所是什么体场所是什么? ?提示提示: :细胞质基质或线粒体基质。由细胞质基质或线粒体基质。由A A含有细胞核可知含有细胞核可知A A为真核为真核生物生物, ,其将含碳有机物转化为其将含碳有机物转化为COCO2 2的方式是细胞呼吸的方式是细胞呼吸, ,具体场所具体场所是细胞质基质或线粒体基质。是细胞质基质或线粒体基质。【变式训练变式训练】如图为碳元素在生态系统循环中的模式图如图为碳元素在生态系统循环中的模式图, ,图中图中“圆圈圆圈”表示生态系统的生物成分表示生态系统的生物成分,“,“箭头箭头”表示过程。表示过程。请据图回答请据图回答: :(1)(1)为为,4,4为为。(2)6(2

33、)6为为,7,7为为。(3)(3)碳在生物群落内部传递是通过碳在生物群落内部传递是通过实现的。实现的。(4)(4)陆地生态系统的食物链中含碳量最多的生物成分是陆地生态系统的食物链中含碳量最多的生物成分是。【解析解析】从图中可知从图中可知: :与与4 4是双向箭头是双向箭头, ,又是生物又是生物, ,故代表故代表生产者生产者,4,4为大气中的为大气中的COCO2 2库。均指向库。均指向, ,故为分解者故为分解者, ,则则为消费者为消费者, ,那么那么5 5为生产者的呼吸作用为生产者的呼吸作用,6,6为生产者的光合作用为生产者的光合作用( (或化能合成作用或化能合成作用),7),7为消费者的呼吸作

34、用。碳在生物群落内部为消费者的呼吸作用。碳在生物群落内部沿食物链沿食物链( (或食物网或食物网) )进行传递。生产者固定进行传递。生产者固定COCO2 2, ,故含碳量最多。故含碳量最多。答案答案: :(1)(1)分解者大气中的分解者大气中的COCO2 2库库(2)(2)光合作用光合作用( (或化能合成作用或化能合成作用) )呼吸作用呼吸作用(3)(3)食物链食物链( (或食物网或食物网) )(4)(4)生产者生产者( (或或) )【拓展延伸拓展延伸】土壤微生物分解活动的探究分析土壤微生物分解活动的探究分析案例案例1 1案例案例2 2实验假设实验假设微生物能分解落叶使之腐烂微生物能分解落叶使之

35、腐烂微生物能分解淀粉微生物能分解淀粉实验实验设计设计实实验验组组对土壤高温处理对土壤高温处理A A杯中加入杯中加入30 mL30 mL土土壤浸出液壤浸出液对对照照组组对土壤不做任何处理对土壤不做任何处理B B杯中加入杯中加入30 mL30 mL蒸蒸馏水馏水自自变变量量土壤中是否含微生物土壤中是否含微生物土壤中是否含有微土壤中是否含有微生物生物案例案例1 1案例案例2 2实验实验现象现象在相同时间内实在相同时间内实验组落叶腐烂程验组落叶腐烂程度小于对照组度小于对照组A AA A1 1不变蓝不变蓝A A2 2产生砖红色沉淀产生砖红色沉淀B BB B1 1变蓝变蓝B B2 2不产生砖红色沉淀不产生砖

36、红色沉淀结论结论分析分析微生物对落叶有微生物对落叶有分解作用分解作用土壤浸出液中微生物能分解淀粉土壤浸出液中微生物能分解淀粉注注: :在在A A1 1、B B1 1中加入碘液中加入碘液, ,在在A A2 2、B B2 2中加入斐林试剂并加热。中加入斐林试剂并加热。【备选典例备选典例】下列是对土壤微生物开展探究活动的三个案例下列是对土壤微生物开展探究活动的三个案例, ,请在相应的空白处作答。请在相应的空白处作答。(1)(1)案例案例:探究落叶在土壤微生物的作用下是否发生腐烂探究落叶在土壤微生物的作用下是否发生腐烂( (分分解解) )。设计思路设计思路: :对实验组土壤应该进行对实验组土壤应该进行

37、处理处理, ,尽可能排除尽可能排除 的作用。的作用。组别组别对照组对照组实验组实验组处理处理情况情况不做处理的带落叶的土壤不做处理的带落叶的土壤进行过处理的带落叶的土壤进行过处理的带落叶的土壤将等量的带落叶的土壤将等量的带落叶的土壤, ,用带有编号的相同的塑料袋分用带有编号的相同的塑料袋分别包扎好别包扎好, ,并埋在并埋在5 cm5 cm深的土壤中深的土壤中(2)(2)案例案例:探究土壤微生物对淀粉的分解作用。探究土壤微生物对淀粉的分解作用。实验步骤实验步骤: :将取自农田的土壤制成土壤浸出液将取自农田的土壤制成土壤浸出液, ,放在烧杯中静置一段时间。放在烧杯中静置一段时间。另取两只烧杯另取两

38、只烧杯, ,编号为编号为A A、B,B,加入等量的淀粉糊。在加入等量的淀粉糊。在A A烧杯中加烧杯中加入入30 mL30 mL土壤浸出液土壤浸出液,B,B烧杯中加入烧杯中加入。在室温条件下放置在室温条件下放置7 7天后天后, ,从从A A烧杯中取烧杯中取20 mL20 mL溶液溶液, ,分别加入分别加入A A1 1和和A A2 2两支试管各两支试管各10 mL;10 mL;从从B B烧杯中取烧杯中取20 mL20 mL溶液溶液, ,分别加入分别加入B B1 1和和B B2 2两支试管各两支试管各10 mL10 mL。在在A A1 1和和B B1 1中加入碘液中加入碘液; ;在在A A2 2和和

39、B B2 2中加入中加入, ,并进行并进行处理。处理。观察各试管的观察各试管的, ,记录实验结果。记录实验结果。【解析解析】(1)(1)对照实验中自变量的处理方法对照实验中自变量的处理方法: :案例案例中实验的自变量是土壤微生物的有无中实验的自变量是土壤微生物的有无, ,对照组不做处对照组不做处理含有微生物理含有微生物, ,实验组应不含微生物实验组应不含微生物, ,应进行灭菌处理。应进行灭菌处理。案例案例中实验的自变量是分解淀粉的微生物的有无中实验的自变量是分解淀粉的微生物的有无,A,A组土壤组土壤浸出液含有微生物浸出液含有微生物,B,B组烧杯中加入的液体应不含微生物组烧杯中加入的液体应不含微

40、生物, ,因此因此可加入等量的蒸馏水。可加入等量的蒸馏水。(2)(2)验证不同糖类需要的试剂验证不同糖类需要的试剂: :淀粉遇碘液变蓝淀粉遇碘液变蓝; ;淀粉分解产生的还原糖遇斐林试剂在加热的情况下产生砖红淀粉分解产生的还原糖遇斐林试剂在加热的情况下产生砖红色沉淀。色沉淀。答案答案: :(1)(1)灭菌灭菌 土壤微生物土壤微生物(2)(2)30 mL(30 mL(等量等量) )蒸馏水蒸馏水( (无菌水无菌水) )( (等量的等量的) )斐林试剂斐林试剂 加热加热 颜色变化颜色变化一、利用一、利用“拼图法拼图法”分析能量去向的方法分析能量去向的方法【典例典例1 1】某同学绘制了如下图所示的能量流

41、动图解某同学绘制了如下图所示的能量流动图解, ,下列叙述下列叙述正确的是正确的是( () )A.A.生产者固定的总能量可表示为生产者固定的总能量可表示为(A(A1 1+B+B1 1+C+C1 1+A+A2 2+B+B2 2+C+C2 2+D+D2 2) )B.B.由生产者到初级消费者的能量传递效率为由生产者到初级消费者的能量传递效率为D D2 2/W/W1 1C.C.初级消费者摄入的能量为初级消费者摄入的能量为(A(A2 2+B+B2 2+C+C2 2) )D.WD.W1 1=D=D1 1+D+D2 2【解析】【解析】选选A A。由图可知。由图可知,W,W1 1为生产者固定的太阳能为生产者固定

42、的太阳能,D,D1 1为初级为初级消费者同化的能量消费者同化的能量;W;W1 1=A=A1 1+B+B1 1+C+C1 1+D+D1 1;D;D1 1=A=A2 2+B+B2 2+C+C2 2+D+D2 2; ;由于能量由于能量传递效率约为传递效率约为10%10%20%,20%,所以所以W W1 1DD1 1+D+D2 2。【方法归纳方法归纳】利用利用“拼图法拼图法”可以直观地表示生态系统中能量可以直观地表示生态系统中能量流动的去向。具体分析如下流动的去向。具体分析如下: :输入第一营养级的能量输入第一营养级的能量(W(W1 1) )被分为两部分被分为两部分: :一部分在生产者的一部分在生产者

43、的呼吸作用中以热能的形式散失了呼吸作用中以热能的形式散失了(A(A1 1),),一部分则用于生产者的一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖。而后一部分能量中生长、发育和繁殖。而后一部分能量中, ,包括现存的植物体包括现存的植物体B B1 1、流向分解者的流向分解者的C C1 1、流向下一营养级的、流向下一营养级的D D1 1。参考图示。参考图示: :(1)(1)模式图中能量的拼接方法模式图中能量的拼接方法: :流经整个生态系统的总能量是生流经整个生态系统的总能量是生产者固定的总能量产者固定的总能量, ,即即W W1 1。将图中第三营养级同化的总能量。将图中第三营养级同化的总能量D D2 2“拼回

44、拼回”第二营养级第二营养级, ,则刚好等于则刚好等于D D1 1, ,即第二营养级同化的总即第二营养级同化的总能量能量; ;再将再将D D1 1“拼回拼回”第一营养级第一营养级, ,则刚好等于生产者固定的总则刚好等于生产者固定的总能量能量W W1 1。可见。可见, ,在一个生态系统中在一个生态系统中, ,所有生物的总能量都来自所有生物的总能量都来自W W1 1, ,所有生物总能量之和都小于所有生物总能量之和都小于W W1 1( (呼吸作用消耗的缘故呼吸作用消耗的缘故) )。(2)(2)用拼接模块表示传递效率用拼接模块表示传递效率: :从上图可以看出从上图可以看出, ,从第一营养级从第一营养级向

45、第二营养级能量的传递效率等于向第二营养级能量的传递效率等于D D1 1/W/W1 1。【易错提醒易错提醒】(1)(1)流入各级消费者的总能量指的是该级消费者流入各级消费者的总能量指的是该级消费者同化的总能量同化的总能量, ,消费者粪便中所含有的能量不能计入其同化的消费者粪便中所含有的能量不能计入其同化的总能量中。因此总能量中。因此, ,同化量同化量= =摄入量摄入量- -粪便中的能量。粪便中的能量。(2)(2)消费者同化能量消费者同化能量(b)=(b)=呼吸消耗呼吸消耗(d)+(d)+生长、发育和繁殖生长、发育和繁殖(e)(e)(3)(3)生长、发育和繁殖生长、发育和繁殖(e)=(e)=分解者

46、分解利用分解者分解利用(f)+(f)+下一营养级同下一营养级同化化(i)+(i)+未被利用未被利用(j),(j),即消费者同化能量若为两部分之和是即消费者同化能量若为两部分之和是b=d+e;b=d+e;若为四部分之和是若为四部分之和是b=d+f+i+jb=d+f+i+j。二、生态系统各成分的确定方法二、生态系统各成分的确定方法【典例典例2 2】下图为生态系统中碳循环过程下图为生态系统中碳循环过程, ,其中甲、乙、丙、丁其中甲、乙、丙、丁构成生态系统的生物群落构成生态系统的生物群落, ,箭头表示物质循环方向。下列相关箭头表示物质循环方向。下列相关叙述中错误的是叙述中错误的是( () )A.A.图

47、中过程可以表示绿色植物的光合作用图中过程可以表示绿色植物的光合作用B.B.缺少类群甲则生态系统的物质循环不能正常进行缺少类群甲则生态系统的物质循环不能正常进行C.C.类群丙无氧呼吸是产生大气中气体类群丙无氧呼吸是产生大气中气体X X的途径之一的途径之一D.D.碳在乙、丙中以有机物的形式存在碳在乙、丙中以有机物的形式存在【解析解析】选选C C。由题图可知。由题图可知, ,气体气体X X为二氧化碳为二氧化碳, ,类群乙为生产者类群乙为生产者, ,类群丙为消费者类群丙为消费者, ,类群甲为分解者。类群丙无氧呼吸不能产生类群甲为分解者。类群丙无氧呼吸不能产生二氧化碳。联系生物群落与无机环境的两种成分是

48、生产者和分二氧化碳。联系生物群落与无机环境的两种成分是生产者和分解者解者, ,如果甲缺少如果甲缺少, ,生态系统的物质循环将不能正常进行。碳在生态系统的物质循环将不能正常进行。碳在乙、丙中以有机物形式存在。乙、丙中以有机物形式存在。【方法归纳方法归纳】以碳循环为例分析三种典型的模式图以碳循环为例分析三种典型的模式图, ,从而总结从而总结方法。具体如下方法。具体如下: :(1)(1)碳循环过程示意图碳循环过程示意图: :(2)(2)将上图换成字母将上图换成字母, ,并尝试判断四种成分并尝试判断四种成分( (找依据找依据),),如下面三如下面三种变式图种变式图: :图形解读图形解读: :图图1 1

49、先根据双向箭头确定先根据双向箭头确定A A和和B B应为生产者或非生物的物应为生产者或非生物的物质和能量质和能量, ,其中由多个内指箭头可判断其中由多个内指箭头可判断B B为非生物的物质和能量为非生物的物质和能量( (不能写不能写“无机环境无机环境”),),再根据再根据AD,CD,AD,CD,确定确定D D为分解者为分解者, ,剩剩下下C C为消费者。为消费者。图图2 2根据根据A A与与C C之间的双向箭头及之间的双向箭头及C C有多个内指箭头判断有多个内指箭头判断:A:A和和C C分别是生产者和非生物的物质和能量。根据分别是生产者和非生物的物质和能量。根据A A、B B、D D的碳都的碳都

50、流向流向E,E,可进一步判断可进一步判断:B:B是初级消费者是初级消费者,D,D是次级消费者是次级消费者,E,E是分解是分解者。者。图图3 3首先找出相互之间具有双向箭头的两个成分即首先找出相互之间具有双向箭头的两个成分即A A和和E,E,一个为生产者一个为生产者, ,一个是大气中的一个是大气中的COCO2 2库。又因为其他各个成分都库。又因为其他各个成分都有箭头指向有箭头指向A,A,所以所以A A为大气中的为大气中的COCO2 2库库,E,E为生产者。然后观察剩为生产者。然后观察剩余的几个成分余的几个成分, ,其中其他生物部分的箭头都指向其中其他生物部分的箭头都指向C,C,所以所以C C是分

51、解是分解者者, ,剩余的剩余的B B、D D、F F则为消费者。则为消费者。【易错提醒易错提醒】(1)(1)在判断时由于没考虑生产者和消费者、分解在判断时由于没考虑生产者和消费者、分解者的关系者的关系, ,容易将生产者和非生物的物质和能量颠倒。容易将生产者和非生物的物质和能量颠倒。(2)(2)消费者接受一个箭头而出发两个消费者接受一个箭头而出发两个, ,分解者则接受两个而出发分解者则接受两个而出发一个一个, ,两者之间物质流动方向为消费者到分解者。两者之间物质流动方向为消费者到分解者。(3)(3)在具体物质循环图中在具体物质循环图中, ,特别注意化学燃料等其他环节的关系特别注意化学燃料等其他环

52、节的关系判断。判断。1.(20131.(2013三明模拟三明模拟) )下图是有关生态系统的概念图下图是有关生态系统的概念图, ,对其中对其中含义表达错误的是含义表达错误的是( () )A.A.生态系统的结构生态系统的结构 B.B.生态系统的种类生态系统的种类C.C.食物链和食物网食物链和食物网 D.D.信息传递信息传递【解析解析】选选B B。生态系统包括生态系统的结构和功能。生态系统包括生态系统的结构和功能, ,生态系统生态系统的结构包括生态系统的成分和食物链、食物网。生态系统的功的结构包括生态系统的成分和食物链、食物网。生态系统的功能包括物质循环、能量流动和信息传递。能包括物质循环、能量流动

53、和信息传递。2.2.下表是某生态系统食物网中下表是某生态系统食物网中, ,甲、乙、丙、丁四种生物有机甲、乙、丙、丁四种生物有机物同化量的比例关系。物同化量的比例关系。下列关于该食物网推断最不可能的是下列关于该食物网推断最不可能的是( () )A.A.以上四个种群至少构成两条食物链以上四个种群至少构成两条食物链B.B.甲、乙两种群不可能处于同一营养级甲、乙两种群不可能处于同一营养级C.C.乙、丙以甲为食物乙、丙以甲为食物, ,丁以乙、丙为食物丁以乙、丙为食物D.D.第一营养级同化的能量不可能全部被第二营养级利用第一营养级同化的能量不可能全部被第二营养级利用生物种类生物种类甲甲乙乙丙丙丁丁同化有机

54、物所占比例同化有机物所占比例868612121.11.10.90.9【解析解析】选选C C。根据生态系统的能量传递效率是。根据生态系统的能量传递效率是10%10%20%,20%,则甲一则甲一定处于第一营养级定处于第一营养级, ,若只有甲为第一营养级若只有甲为第一营养级, ,则第二营养级有机物则第二营养级有机物的同化比例在的同化比例在8.68.617.2,17.2,若只有乙为第二营养级若只有乙为第二营养级, ,则第三营养级则第三营养级有机物的同化比例在有机物的同化比例在1.21.22.4,2.4,第三营养级有丙、丁第三营养级有丙、丁, ,食物链有两食物链有两条条; ;若第一营养级不只有甲一种若第

55、一营养级不只有甲一种, ,则食物链也是至少两条则食物链也是至少两条,A,A正确。正确。若甲、乙为同一营养级若甲、乙为同一营养级, ,则第二营养级有机物的同化比例在则第二营养级有机物的同化比例在9.89.819.6,19.6,而丙、丁的同化量只有而丙、丁的同化量只有2.0,2.0,故甲、乙不可能处于同一营养故甲、乙不可能处于同一营养级级,B,B正确。若乙、丙以甲为食物正确。若乙、丙以甲为食物, ,丁以乙、丙为食物丁以乙、丙为食物, ,乙、丙同化乙、丙同化量的量的10%10%20%20%是是1.311.312.62,C2.62,C不可能。第一营养级同化的能量一不可能。第一营养级同化的能量一部分被自

56、身呼吸作用消耗部分被自身呼吸作用消耗, ,还有一部分不能被下一营养级利用还有一部分不能被下一营养级利用, ,第第一营养级同化的能量不可能全部被第二营养级利用一营养级同化的能量不可能全部被第二营养级利用,D,D正确。正确。3.3.下图为某一生态系统的能量金字塔下图为某一生态系统的能量金字塔, ,其中其中、分分别代表不同的营养级别代表不同的营养级,E,E1 1、E E2 2代表能量的形式。下列叙述正确的代表能量的形式。下列叙述正确的是是( () )A.A.是初级消费者是初级消费者B.B.为分解者为分解者C.EC.E1 1为太阳能为太阳能,E,E2 2为热能为热能D.D.能量可在食物链中循环利用能量

57、可在食物链中循环利用【解析解析】选选C C。能量金字塔中。能量金字塔中表示生产者表示生产者,、和和表示消表示消费者费者, ,分别代表第二、三、四营养级分别代表第二、三、四营养级, ,食物链可表示为食物链可表示为 ;该生态系统的全部能量为该生态系统的全部能量为所固定的全部太阳能所固定的全部太阳能, ,用用E E1 1表示表示,E,E2 2表示各营养级由于呼吸作用产生的热能表示各营养级由于呼吸作用产生的热能; ;能量在食物链能量在食物链中只能单向传递中只能单向传递, ,并且随营养级的升高逐级递减。并且随营养级的升高逐级递减。4.4.右图为一个生态系统的模式图右图为一个生态系统的模式图, ,下列下列

58、相关叙述正确的是相关叙述正确的是( () )A.A.若图表示该生态系统的碳循环若图表示该生态系统的碳循环, ,则丁则丁为微生物为微生物B.B.若图表示该生态系统的碳循环若图表示该生态系统的碳循环, ,则丙处于最高营养级则丙处于最高营养级C.C.若丁为沼气池若丁为沼气池, ,沼渣、沼液作为甲的肥料沼渣、沼液作为甲的肥料, ,使能量循环利用使能量循环利用D.D.若乙为初级消费者若乙为初级消费者, ,则乙种群的有机物总量比甲的少则乙种群的有机物总量比甲的少【解析解析】选选D D。若图表示该生态系统的碳循环。若图表示该生态系统的碳循环, ,甲为生产者甲为生产者, ,乙乙为消费者为消费者, ,丙为分解者

59、丙为分解者, ,丁为无机环境丁为无机环境; ;若图表示该生态系统的若图表示该生态系统的碳循环碳循环, ,丙为分解者丙为分解者, ,不出现在食物链中不出现在食物链中; ;若丁为沼气池若丁为沼气池, ,沼渣、沼渣、沼液作为甲的肥料沼液作为甲的肥料, ,使无机物循环利用使无机物循环利用; ;若乙为初级消费者若乙为初级消费者, ,甲甲则为生产者则为生产者, ,初级消费者的有机物总量比生产者的少。初级消费者的有机物总量比生产者的少。5.5.下图是生态系统中某元素循环的模式图下图是生态系统中某元素循环的模式图, ,该图可以说明该图可以说明( () )该图主要体现的是碳元素的循环该图主要体现的是碳元素的循环

60、A A与与B B两种生物是生态系统不可缺少的成分两种生物是生态系统不可缺少的成分图中的生理过程全在线粒体中进行图中的生理过程全在线粒体中进行该物质循环带有全球性该物质循环带有全球性A.A.B.B.C.C.D.D.【解析解析】选选A A。从物质循环的过程可以判断。从物质循环的过程可以判断A A是生产者是生产者,B,B、C C是是消费者消费者,D,D是分解者是分解者,M,M是是COCO2 2,N,N是是O O2 2, ,生态系统不可缺少的成分是生态系统不可缺少的成分是A A、D D。过程主要是指光合作用。过程主要是指光合作用, ,过程是呼吸作用过程是呼吸作用, ,在细胞质在细胞质基质和线粒体中进行