一轮复习 人教版　生态系统的能量流动、物质循环　（80张） 课件

1、第2讲生态系统的能量流动、物质循环课标考情知考向课标要求1分析生态系统中的物质在生物群落与无机环境之间不断循环、能量在生物群落中单向流动并逐级递减的规律2举例说明利用物质循环和能量流动规律，人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源3解释生态金字塔表征了食物网各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系4阐明有些物质会通过食物链不断地富集的现象核心素养提考能生命观念通过分析生态系统中的物质循环和能量流动的关系，培养物质和能量流动的相互统一的观念科学思维通过分析能量流动和物质循环的过程，培养科学思维的能力社会责任用研究能量流动的规律解决实际生活生产中的问题，以及用碳循环规律解释温室效应问题，

2、培养科学解决生产问题以及保护环境的观念自 主 学 习 巩 固 基 础自主学习知识点一生态系统的能量流动1能量流动的概念、特点及研究意义【答案】传递散失逐级递减最有效对人类最有益2能量流动的过程(以能量流经第二营养级为例)【答案】热能同化量下一营养级同化量摄入量同化量：指被消费者消化吸收的物质所含有的能量。摄入量：指被消费者摄入的物质所含有的能量。同化量摄入量粪便量。自主检测1思考判断(1)有关能量流动过程的判断。生态系统的能量流动就是指能量的输入和散失过程。()流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能。()流经第三营养级的总能量是指三级消费者摄入到体内的能量。()生产者通过光合作用合成有机

3、物时，能量就从非生物环境输入到了生物群落。()除最高营养级外，某一营养级的总能量由四个部分组成：自身呼吸消耗的能量、流向下一个营养级的能量、被分解者利用的能量和未被利用的能量。()(2)有关能量流动特点和目的的判断。生态系统中生产者得到的能量必然小于消费者得到的。()相邻两个营养级的能量传递效率不会小于10%，也不会大于20%。()能量金字塔和生物量金字塔可以出现倒置现象。()多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多。()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。()【答案】(1) (2)2深挖教材(1)从能量流动角度分析农田除草、除虫的目的：_。(2)生态系统的能量单向流动的原

4、因：_。(3)生态系统的能量流动逐级递减的原因：_。(4)根据热力学第二定律，在封闭系统中，随着时间的推移_将增加。生命系统是_，可以通过_来维持系统的有序性。(5)从生态系统能量流动特点出发，分析“桑基鱼塘”的设计理念是_。(6)提高农田生态系统光能利用率的方法是_，使该生态系统中的能量得到更充分利用的方法是稻田养鱼，实现_ _；建沼气池，实现_。(7)家兔粪便中能量与尿液中能量都属于同化量吗？_。【答案】(1)提示：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(2)提示：食物链中的捕食关系是长期自然选择的结果，不能逆转；生产者不能再利用散失的热能(3)提示：某个营养

5、级同化的能量自身呼吸要消耗一部分，还有一部分被分解者利用，所以不能将全部的能量流入下一个营养级(4)提示：无序性开放系统获取能量(5)提示：从人类所需出发，通过能量多级利用，充分利用流经各营养级的能量，提高生产效益(6)提示：合理密植立体化生态农业能量的多级利用(7)提示：粪便中能量不属于家兔同化量，但尿液中(如尿素)所含能量应属于家兔同化量的一部分3热图导析如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值单位为103kJ/(m2a)，据图分析：(1)该生态系统中流入生物群落的总能量有哪些来源？_。(2)生产者、植食性动物和肉食性动物固定的总能量分别是多少？_。(3)生产者植食性动物

6、、植食性动物肉食性动物的能量传递效率分别是多少？_。(结果保留一位有效数字)(4)假设能量全部来自生产者，按照图中的能量流动规律，肉食性动物要增加100 kg，则需要消耗多少千克生产者？_。【答案】(1)提示：一个来源是光能，另一个来源是输入的有机物中的化学能(2)提示：肉食性动物固定的总能量0.250.052.15.17.5 103kJ/(m2a)；植食性动物固定的总能量(7.55)0.54916 103kJ/(m2a)；生产者固定的总能量(162)37023110103 kJ/(m2a)(3)提示：生产者植食性动物的能量传递效率为植食性动物固定的能量中来自生产者的能量/生产者固定的总能量1

7、00%(162)/110 100%12.7%；植食性动物肉食性动物的能量传递效率为肉食性动物固定的能量中来自植食性动物的能量/植食性动物固定的总能量100%(7.55)/16100%15.6%(4)提示：肉食性动物要增加100 kg，则需要生产者的量为100 15.6%12.7%5 047(kg)自主学习知识点二生态系统的物质循环1碳循环的过程【答案】消费者生产者分解者2生态系统的物质循环【答案】化学元素生物群落全球性相互依存载体自主检测1思考判断(1)有关碳循环的判断。碳在生物群落和非生物环境之间主要以有机物形式循环。()与碳循环有关的生理活动有光合作用、化能合成作用和呼吸作用等。()化石燃

8、料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因。()如果人们不按生态规律办事，乱砍滥伐森林，会影响生态系统的碳循环。()低碳生活方式有助于维持生物圈中碳循环的平衡。()【答案】(1)(2)有关物质循环的判断。生态系统的物质循环指的是各种化合物在生物群落与非生物环境之间往复循环。()物质循环的范围是生物圈。()物质循环和能量流动是两个相对独立的过程。()生态系统的物质循环和能量流动的渠道都是食物链和食物网，所以物质和能量是循环往复的。()物质是能量的载体，能量是物质循环的动力。()【答案】(2)2深挖教材(1)在自然生态系统中，植物通过_从大气中摄取碳的速率，与通过生物的_而把碳释放到大气中的速率_。(2

9、)氮元素在生物群落与非生物环境间能否循环利用？你如何解释需不断向农田中施加氮肥？_。(3)生物圈是不是一个在“物质”上自给自足的系统？“能量”上呢？_。(4)汽车尾气是产生雾霾的重要原因之一，你认为应采取哪些治理措施？_。【答案】(1)提示：光合作用呼吸作用和分解作用大致相同(2)提示：能。农田是人工生态系统，是以提高农作物的产量和效益，使能量更多地流向人类，满足人类的需要为目的的。农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥。这与物质循环并不矛盾(3)提示：生物圈在物质上可自给自足，但在能量上不能自给自足，因为

10、物质可以在生物圈内循环利用，而能量不能循环利用它必须由生物圈外的太阳能源源不断地输入方可维持正常运转(4)提示：改善燃油的品质；倡导绿色出行，减少尾气排放；大量植树造林等3热图导析如图为碳元素在生态系统中循环的模式图，图中甲、乙、丙表示生态系统的生物成分，箭头表示生理过程。请据图分析：(1)甲、乙、丙、丁分别代表生态系统的什么成分？并简述判断的理由。_。(2)碳在甲、乙、丙之间的流动形式是什么？在甲(或乙或丙)与丁之间的流动形式又是什么？_。(3)图中的字母分别表示什么过程？_。【答案】(1)提示：甲和丁之间有双向箭头，且其他几种成分都有箭头指向丁，所以丁为大气中的CO2库，甲为生产者；甲和乙

11、都有箭头指向丙，所以丙为分解者，则乙为消费者(2)提示：碳在甲、乙、丙之间的流动形式是含碳有机物，在甲(或乙或丙)与丁之间的流动形式是CO2(3)提示：a代表捕食，b代表光合作用或化能合成作用，d和c代表呼吸作用，f代表微生物的分解作用，e和g代表动植物的遗体、排遗物等提供给分解者重 难 探 究 素 养 达 标生态系统能量流动的过程和特点1能量流动概念模型解读(1)第二营养级能量流动分析。深度讲解初级消费者摄入能量(a)初级消费者同化能量(b)粪便中的能量(c)，即动物粪便中的能量不属于该营养级同化能量，应为上一个营养级固定或同化能量。初级消费者同化能量(b)呼吸消耗的能量(d)用于生长、发育

12、和繁殖的能量(e)。生长、发育和繁殖的能量(e)分解者利用的能量(f)下一营养级同化的能量(i)未被利用的能量(j)。(2)各营养级能量流动分析。未被利用的能量：包括生物每年的积累量和动植物遗体残骸以化石燃料的形式被储存起来的能量。一个营养级所同化的能量呼吸消耗的能量被下一营养级同化的能量分解者利用的能量未被利用的能量。动物同化的能量与摄入量之间的关系：动物同化的能量摄入量粪便有机物中的能量，即摄入的食物只有一部分被同化。流入一个营养级的能量：是指被这个营养级的生物所同化的全部能量。2能量流动的特点及原因(1)单向流动。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

13、果，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用，因此能量流动无法循环。(2)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利用的部分。3生态金字塔的类型及特点4能量流动的相关计算(1)能量传递效率的计算公式。(2)能量传递效率的相关“最值”计算。若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%。在食物链ABCD中，则有：注：a食物链越短，最高营养级获得的能量越多；b生物间的捕食关系越简单，生态系统的能量流动过程中消耗的越少。在食物网中则有：(一)考查生态系统能量流动过程的分析

14、(素养目标：生命观念)1(2021年湖南六校高三联考)如图甲表示食物链上能量流动的部分情况，图乙表示兔的能量来源与去向。考向预测注：图甲中的草指某一种草，假定该生态系统只有图示这一简单的食物链。下列有关叙述正确的是()A图甲中草到兔的能量传递效率为(能量/能量)100%B能量W1A1B1C1D1C兔呼吸作用释放的能量均以热能形式散失D由兔流向分解者的能量包括兔的遗体和粪便【答案】B【解析】图甲中箭头是兔的同化量，草的同化量未知，无法计算二者之间的传递效率，A错误；图乙中能量W1为兔的同化量，等于A1B1C1D1(其中B1为未被利用的能量)，B正确；兔呼吸作用释放的能量大部分以热能形式散失，C错

15、误；兔的粪便不属于兔自身的能量，而属于上一营养级的同化量，D错误。利用“拼图法”巧解能量流动中的难点(1)输入第一营养级的能量分析。输入第一营养级的能量(W1)被分为两部分：一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了(A1)，另一部分则用于生产者的生长发育和繁殖(B1C1D1)。而后一部分能量中，包括现存的植物体B1、流向分解者的C1、流向下一营养级的D1。(2)流经整个生态系统的总能量是生产者固定的总能量，即W1。将图中第三营养级同化的总能量D2“拼回”第二营养级，则刚好等于D1，即第二营养级同化的总能量；再将D1“拼回”第一营养级，则刚好等于生产者固定的总能量W1。可见，在一个生态系统中

16、，所有生物的总能量都来自W1，所有生物的总能量之和都小于W1(呼吸作用消耗的缘故)。(二)考查生态系统能量流动的相关计算(素养目标：科学思维)2由于“赤潮”的影响，一条6 kg重的杂食性海洋鱼死亡，假如该杂食性海洋鱼的食物有1/3来自植物，1/3来自食草鱼类，1/3来自以食草鱼类为食的小型肉食鱼类；那么按能量流动效率20%来计算，该杂食性鱼从出生到死亡共需海洋植物()A310 kg B240 kgC180 kgD150 kg【答案】A【解析】由题意可知，题干中存在3条食物链：海洋植物杂食性鱼，海洋植物食草鱼杂食性鱼，海洋植物食草鱼小型肉食鱼杂食性鱼；杂食性鱼的食物1/3来自食物链，1/3来自食

17、物链，1/3来自食物链。该杂食性鱼从食物链消耗的海洋植物为220%10 kg，从食物链消耗的海洋植物为220%20%50 kg，从食物链消耗的海洋植物为220%20%20%250 kg，因此共需海洋植物1050250310 kg，A正确。(三)考查生态金字塔的类型和特点(素养目标：生命观念)3图甲为生态系统中食物链所反映出的能量流动情况，图中的箭头符号为能量的流动方向，单位为kcal/(m2年)；图乙为某一生态系统的能量金字塔，其中、分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形式；图丙为某生态系统食物网的图解。据图分析不能得出的结论是()A据图甲可知，在射入的太阳能中，生产者只利用了其中的1%

18、左右B据图乙可知，为分解者，相当于图丙中的A，能够利用各营养级转移来的能量C图丙中猫头鹰体重每增加1 kg，至少消耗A约25 kgD图甲中的生产者相当于图乙中的，相当于图丙中的A【答案】B【解析】据图乙可知，为第四营养级，相当于图丙最长食物链中的猫头鹰，B错误。生态系统的物质循环1碳循环过程深度讲解(1)碳进入生物群落的途径：生产者的光合作用或化能合成作用。(2)碳返回非生物环境的途径。生产者、消费者的呼吸作用；分解者的分解作用(实质是呼吸作用)；化石燃料的燃烧。2物质循环与能量流动的比较项目能量流动物质循环(以碳循环为例)形式光能化学能热能化学元素(无机物有机物无机物)特点单向流动、逐级递减

19、全球性、循环性范围生态系统各营养级生物圈(全球性)联系二者同时进行、相互依存、不可分割：能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解；物质是能量沿食物链(网)流动的载体；能量是物质在生态系统中往复循环的动力(一)考查生态系统碳循环过程的分析(素养目标：生命观念)1如图所示为某生态系统碳循环的过程示意图(其中c是一种生物成分)。考向预测下列有关叙述正确的是()A碳循环是指CO2和含碳有机物在生物群落与非生物环境之间的循环B通常在食物链中，含有碳元素最多的是cC对e的过度开发利用会打破生物圈中碳循环的平衡，导致d的含量迅速增加D将d的含义改为热能，该图可表示该生态系统的能量流动【答案】C【

20、解析】根据箭头的数量和方向分析可知，图中d是大气中的CO2、a是生产者、b是消费者、c是分解者、e是化石燃料。碳循环是指碳元素(而非具体的某种含碳物质)在生物群落与非生物环境之间的循环，其中碳在生物群落与非生物环境之间主要以CO2的形式进行循环，在生物群落内部主要以含碳有机物的形式进行传递，A错误。通常在食物链中，含有碳元素最多的是生产者(a)，B错误。对煤、石油等燃料的过度开发利用会使地层中经过千百万年而积存的碳元素在很短的时间内释放出来，打破生物圈中碳循环的平衡，使大气中CO2含量迅速增加，C正确。能量以热能形式散失后不能被生产者再利用，生产者主要通过光合作用利用太阳能，D错误。(二)考查

21、生态系统物质循环与能量流动的关系(素养目标：科学思维)2图1是某生态系统碳循环示意图，其中A、B、C、D是生态系统内各生物成分，1、2、3、4、5、6表示有关的生理过程；图2为该生态系统中某一食物链及部分能量流动情况。下列说法正确的是()A在图1中，B、C分别属于初级消费者、生产者B图1中能表示细胞呼吸过程的只有2、4、5C如果A发生瘟疫，D的数量将先增加后减少最后趋于稳定D在图2的食物链中，/的比值代表兔与狼(生物之间)的能量传递效率【答案】C【解析】图1中C是生产者，B是分解者，D是初级消费者，A是次级消费者，A错误；图1中的过程3是分解者的分解作用，其实质也是细胞呼吸，B错误；如果次级消

22、费者A因发生瘟疫而数量减少，则初级消费者的数量会增加，增加后会导致生产者数量减少，D又会因食物减少而使其数量减少，最后趋于相对稳定状态，C正确；图2中的和代表兔和狼的摄入量而不是同化量，所以/的比值不能代表兔与狼(生物之间)的能量传递效率，D错误。碳循环中生态系统成分辨析口诀“双向箭头先找准，多进一出是环境，一出指向生产者”(1)在碳循环模式图中找到双向箭头，双向箭头的两侧分别是大气中的CO2和生产者。其中，有多个箭头指进、一个箭头指出的是大气中的CO2(图甲中的B、图乙中的4、图丙中的A)；而指出的箭头指向的是生产者(图甲中的A、图乙中的1、图丙中的E)。(2)消费者与分解者存在“消费者分解

23、者”的关系。如果有多级消费者，则根据“初级消费者次级消费者三级消费者”的关系即可确定。如图甲中的D、图乙中的3以及图丙中的C均为分解者；图甲中的C，图乙中的2以及图丙中的F、D、B均为消费者(其中F为初级消费者，D为次级消费者，B为三级消费者)。典 题 演 练 破 解 高 考1(2021年浙江卷) 下列关于生态金字塔的叙述，正确的是()A生态金字塔显示了各营养级之间的数量关系B生态金字塔中每个营养级生物均属于同一食物链C生态金字塔中的营养级均按其所占的数值大小依次排列D生态金字塔可分别以个体数量、生产量和能量为指标绘制【答案】A【解析】生态金字塔显示了各营养级之间的某种数量关系，可采用生物量单

24、位、能量单位和个体数量单位，A正确；生态金字塔中每个营养级的生物均属于食物网的同一营养级，不属于同一条食物链，B错误；生态金字塔通常都是下宽上窄的正金字塔图形，但也有倒金字塔的，如英吉利海峡的浮游植物与浮游动物和底栖动物的生物量金字塔，故生态金字塔中的营养级并非均按其所占的数值大小依次排列，C错误；生态金字塔可采用生物量单位、能量单位和个体数量单位，故可分别以个体数量、生物量和能量为指标绘制，并非生产量，D错误。名师点睛生态金字塔是指各营养级之间的某种数量关系，可采用生物量单位、能量单位和个体数量单位。采用这些单位所构成的生态金字塔就可以分别称为生物量金字塔、能量金字塔和数量金字塔。2(202

25、0年全国卷)生态系统的物质循环包括碳循环和氮循环等过程。下列有关碳循环的叙述，错误的是()A消费者没有参与碳循环的过程B生产者的光合作用是碳循环的重要环节C土壤中微生物的呼吸作用是碳循环的重要环节D碳在非生物环境与生物群落之间主要以CO2形式循环【答案】A【解析】消费者能通过呼吸作用将有机物中的碳转化为无机物CO2，释放到非生物环境中，参与了碳循环，A错误；生产者的光合作用能将非生物环境中的无机碳转化为含碳有机物，是碳进入生物群落的重要途径，因此是碳循环的重要环节，B正确；土壤中的微生物的分解作用，能将有机物中的碳转化为无机物释放到非生物环境中，是碳返回非生物环境的重要过程，C正确；碳在非生物

26、环境与生物群落之间主要以CO2的形式循环，在生物群落内部的传递形式是含碳有机物，D正确。易错探因生态系统中的生物成分(病毒除外)均参与生态系统的碳循环过程，因为生物都要进行细胞呼吸，将有机物分解成CO2释放到大气中。3(2019年全国卷)如果食物链上各营养级均以生物个体的数量来表示，并以食物链起点的生物个体数作层来绘制数量金字塔，则只有两个营养级的夏季草原生态系统(假设第一营养级是牧草，第二营养级是羊)和森林生态系统(假设第一营养级是乔木，第二营养级是昆虫)数量金字塔的形状最可能是()A前者为金字塔形，后者为倒金字塔形B前者为倒金字塔形，后者为金字塔形C前者为金字塔形，后者为金字塔形D前者为倒

27、金字塔形，后者为倒金字塔形【答案】A【解析】依据食物链中营养级关系通常可绘制出能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔，能量金字塔一定是正金字塔形，而数量金字塔可能是正金字塔形，也可能是倒金字塔形。分析题意可知，夏季草原生态系统中牧草的数量远大于羊的数量，呈正金字塔形；夏季森林生态系统中乔木的数量小于昆虫的数量，呈倒金字塔形。4(2021年全国甲卷)捕食是一种生物以另一种生物为食的现象，能量在生态系统中是沿食物链流动的。回答下列问题：(1)在自然界中，捕食者一般不会将所有的猎物都吃掉，这一现象对捕食者的意义是_(答出1点即可)。(2)青草羊狼是一条食物链。根据林德曼对能量流动研究的成果分析，这条食

28、物链上能量流动的特点是_。(3)森林、草原、湖泊、海洋等生态系统是常见的生态系统，林德曼关于生态系统能量流动特点的研究成果是以_生态系统为研究对象得出的。【答案】(1)避免自己没有食物，无法生存下去(2)单向流动，逐级递减(3)湖泊(或赛达伯格湖)【解析】(1)在自然界中，捕食者一般不会将所有的猎物都吃掉，捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到了促进种群发展的作用，对捕食者而言，不会导致没有猎物可以捕食而饿死，无法生存下去。(2)能量在生态系统中是沿食物链流动的，能量流动是单向的，不可逆转，也不能循环流动，在流动过程中逐级递减，能量传递效率一般在10%20%。(3)林德曼关于生态系统能量流动特点的研究成果是对一个结构相对简单的天然湖泊赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析，最终得出能量流动特点。名师点睛本题考查生物的种间关系捕食、能量流动的特点，难度较小，需要记住教材中的基础知识就能顺利解题，需要注意的是本题考查了一个细节：林德曼研究的是湖泊生态系统，容易忘记该知识点。5(2021年河北卷)为探究全球气候变暖对生态系统的影响，研究者将20个人工淡水池塘均分成两组，对照组保