2022届高考生物一轮复习-2-3-2生态系统的功能课件-中图版选修22

构成了生态系统中物质流和能量流的渠道，

和

是生态系统的基本功能。生态系统还具有

的功能。

第二节生态系统的功能

食物链(网)能量流动物质循环信息传递第一页，编辑于星期一：十四点二十一分。第一页，编辑于星期四：二十点五十三分。1.能量流动的过程 (1)源头：

。 (2)输入：生产者通过

把太阳能转化为化学能，固定在有机物中。只占太阳输送到地球能量的

。 (3)总值：流经生态系统的总能量为生产者固定的

(总初级生产量)。 (4)传递 传送渠道：

；传递形式：

。太阳能光合作用1%太阳能总量食物链食物(有机物)第二页，编辑于星期一：十四点二十一分。第二页，编辑于星期四：二十点五十三分。2.能量流动的特点 (1)单向流动：沿食物链由

流向

，不能

传递。 (2)逐级递减：能量在沿食物链流动的过程中转化效率平均为

。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

图形，称之为能量金字塔。低营养级高营养级逆向10%～20%金字塔第三页，编辑于星期一：十四点二十一分。第三页，编辑于星期四：二十点五十三分。(1)能量流动的起点：生产者(主要是植物)固定太阳能。(2)能量流动的渠道：食物链和食物网。(3)能量在食物链(网)中传递的形式：有机物中的化学能。(4)能量散失的主要形式：热能。1.能量流动的过程图解

第四页，编辑于星期一：十四点二十一分。第四页，编辑于星期四：二十点五十三分。2.能量流动的特点 (1)单向流动：食物链中，相邻营养级生物的食与被食关系不可逆转，能量不能倒流，这是长期自然选择的结果。 (2)逐级递减 ①每个营养级的生物总有一部分能量不能被下一营养级利用 ②各个营养级的生物都会因呼吸作用消耗相当大的一部分能量 ③各营养级中的能量都要有一部分流入分解者第五页，编辑于星期一：十四点二十一分。第五页，编辑于星期四：二十点五十三分。(3)能量的传递效率：10%～20%。计算方法：能量传递效率＝×100%。特别提醒：①生产者的同化量就是生产者固定的太阳能总量。②真正流入某一营养级的能量，应该是该营养级生物的同化量，即同化量＝摄入量－粪便量。③粪便实际上是上一营养级的未被利用的成分，通过分解者将其分解。

第六页，编辑于星期一：十四点二十一分。第六页，编辑于星期四：二十点五十三分。3.能量传递效率的应用 (1)确定食物链中的营养关系。据能量传递效率20%计算，相邻两个营养级的能量差值也就在5倍左右，若能量差值远比五倍小，则应位于同一营养级。 (2)极值计算 ①设食物链A→B→C→D，分情况讨论：现实问题思路求解D营养级净增重M至少需要A营养级多少N×(20%)3＝M最多需要A营养级多少N×(10%)3＝MA营养级净增重ND营养级最多增重多少N×(20%)3＝MD营养级至少增重多少N×(10%)3＝M第七页，编辑于星期一：十四点二十一分。第七页，编辑于星期四：二十点五十三分。②在某一食物网中，一个消费者往往同时占有多条食物链，当该消费者增加了某一值时，若要计算最少消耗生产者多少时，应选最短的食物链和最大传递效率20%进行计算，这样消费者获得的能量最多；若要计算最多消耗生产者多少时，应选最长的食物链和最小传递效率10%进行计算，这样消费者获得的能量最少。第八页，编辑于星期一：十四点二十一分。第八页，编辑于星期四：二十点五十三分。1.(2010·滨州期中)如图是能量流动的图解，对此图理解不正确的是()

A.图中方框的大小可表示该营养级生物所具有能量的相对值 B.图中C所具有的能量为B的10%～20% C.图中A表示流经该生态系统的总能量 D.图中A具有的能量是B、C、D的能量之和第九页，编辑于星期一：十四点二十一分。第九页，编辑于星期四：二十点五十三分。解析：在此能量流动的图解中，方框的大小可表示该营养级生物所具有能量的相对值；能量的传递效率一般为10%～20%，所以C具有能量为B的10%～20%；生物群落中的总能量为生产者固定的太阳能，即A表示流经该生态系统的总能量；A具有的能量有三种去向；流向B、自身呼吸、流向分解者，B、C、D能量之和小于A具有的能量。答案：D第十页，编辑于星期一：十四点二十一分。第十页，编辑于星期四：二十点五十三分。2.根据图示的食物网，若黄雀的全部同化量来自两种动物，蝉和螳螂各占一半，则当绿色植物增加G千克时，黄雀增加体重最多是()

A.G/75千克 B．3G/125千克 C.6G/125千克 D．G/550千克

第十一页，编辑于星期一：十四点二十一分。第十一页，编辑于星期四：二十点五十三分。解析：根据生态系统能量流动的最高传递效率20%，设黄雀增加体重X千克，则根据题意可列出计算式：(5×X/2＋5×5×X/2)×5＝G，X＝G/75千克。答案：A第十二页，编辑于星期一：十四点二十一分。第十二页，编辑于星期四：二十点五十三分。1. 物质循环 (1)物质：组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素。 (2)循环过程：无机环境

生物群落。 (3)循环特点：全球性、循环性。 (4)碳循环过程：无机环境

生物群落(含碳有机物)第十三页，编辑于星期一：十四点二十一分。第十三页，编辑于星期四：二十点五十三分。提醒：物质循环的对象是组成生物体的化学元素而不是化合物。物质循环的具体形式是指组成生物体的基本元素在生物群落和无机环境之间的往返运动，其中伴随着复杂的物质变化和能量转化，并不是单纯的物质移动。

第十四页，编辑于星期一：十四点二十一分。第十四页，编辑于星期四：二十点五十三分。2.碳循环 (1)过程(如图所示)

(2)碳的存在形式：CO2、含碳有机物、碳酸盐、煤、石油、天然气等。 第十五页，编辑于星期一：十四点二十一分。第十五页，编辑于星期四：二十点五十三分。(3)碳的循环形式：在生物群落与无机环境之间主要以CO2的形式循环，在生物群落内部是以含碳有机物的形式流动。(4)温室效应①成因：大量使用化学燃料，打破了生物圈中碳循环的平衡，大气中的二氧化碳含量迅速增加。②影响：地球气候异常，灾难性气候增加；温度上升，冰川融化，沿海国家和地区可能被海水淹没。③解决方法：减少化学燃料的使用，开发新的能源，改进能源结构，如利用风能、水能、核能等。第十六页，编辑于星期一：十四点二十一分。第十六页，编辑于星期四：二十点五十三分。3.氮循环 (1)过程(如图所示)： (2)大气中的氮主要通过生物固氮进入生物群落，其次是高能固氮和工业固氮。 (3)经生物固氮作用形成的NH可以被亚硝化细菌、硝化细菌氧化成硝酸盐，部分硝酸盐进入湖泊、河流和海洋，为水域生态系统所利用，硝酸盐可被反硝化细菌逐步转化为游离的氮返回大气中。

第十七页，编辑于星期一：十四点二十一分。第十七页，编辑于星期四：二十点五十三分。【深化拓展】氮循环中几种微生物的作用及其在生态系统中的地位在氮循环中的作用代谢类型在生态系统中的地位根瘤菌固氮作用将N2合成氨异养需氧型消费者圆褐固氮菌将N2合成氨异养需氧型分解者细菌、真菌氨化作用将生物遗体中含氮化合物转化为氨异养需氧型分解者硝化细菌硝化作用将土壤中的氨转化为硝酸盐自养需氧型生产者反硝化细菌反硝化作用硝酸盐→亚硝酸盐→N2异养厌氧型分解者第十八页，编辑于星期一：十四点二十一分。第十八页，编辑于星期四：二十点五十三分。4.能量流动和物质循环的比较项目能量流动物质循环形式以有机物形式流动以无机物形式流动特点单向流动、逐级递减全球性、反复出现、循环流动范围生态系统的各营养级生物圈联系互为因果、相辅相成、不可分割；能量是物质循环的动力，物质是能量流动的载体特别提醒：(1)任何一个生态系统中，能量流动和物质循环都保持着相对的平衡，这是决定一个生态系统相对稳定的重要保证。(2)物质循环的平衡打破，将造成生态环境问题：①碳循环失衡——温室效应②硫循环失衡——酸雨第十九页，编辑于星期一：十四点二十一分。第十九页，编辑于星期四：二十点五十三分。③生物富集作用：是指环境中的一些污染物(如重金属、化学农药)通过食物链在生物体内大量积累的过程。a.原因：化学性质稳定不易被分解；在生物体内积累而不易排出。b.过程：随着食物链的延长而不断加强，即营养级越高，富集物的浓度越高。第二十页，编辑于星期一：十四点二十一分。第二十页，编辑于星期四：二十点五十三分。3.下面对氮循环的说法中，正确的一项是() A.生物固氮是通过固氮微生物，把大气中的氮气转化为硝酸盐的过程 B.动物体内产生的尿素以及动植物遗体中的含氮物质经土壤微生物的作用之后可被植物吸收利用 C.在氧气充足的情况下，土壤中的一些细菌可以将硝酸盐转化为氮气 D.氮循环是指氮元素在生物体内的循环利用第二十一页，编辑于星期一：十四点二十一分。第二十一页，编辑于星期四：二十点五十三分。解析：生物固氮是固氮生物将大气中的氮还原为氨的过程；有反硝化作用的微生物可以将土壤中的硝酸盐转化为氮气，但反硝化细菌的异化作用类型是厌氧型；氮循环是指氮元素在无机自然界和生物群落之间以及在生物体内的循环利用。所以选项A、C、D都是错误的。答案：B第二十二页，编辑于星期一：十四点二十一分。第二十二页，编辑于星期四：二十点五十三分。4.下列有关氮循环中进行固氮作用、氨化作用、硝化作用、反硝化作用的微生物在生态系统中的地位的叙述正确的是() A.是分解者 B．只有分解者和生产者 C.只有分解者和消费者D．既有分解者、生产者，又有消费者 解析：进行固氮作用的固氮菌如根瘤菌是消费者；进行氨化作用、反硝化作用的微生物如反硝化细菌是分解者；进行硝化作用的硝化细菌是生产者。 答案：D第二十三页，编辑于星期一：十四点二十一分。第二十三页，编辑于星期四：二十点五十三分。(1)从微观上看，过程①是在细胞内________中进行的；过程③主要是在细胞内________中进行的。(2)岩石圈中的碳以________形式储存，故不直接参与碳循环。水圈中碳的存在形式是________。5.分析下面碳循环示意图并据图回答问题：第二十四页，编辑于星期一：十四点二十一分。第二十四页，编辑于星期四：二十点五十三分。(3)由图中可见，碳循环带有________性，属于气体型循环。(4)碳从无机环境中进入生物群落的途径①是___________________，除此之外，某些特殊的生态系统还可通过______________进入生物群落；②表示的是________关系，其②内部之间还可存在________关系；④表示______________。(5)参与过程④的生物的新陈代谢类型是_______________________，它们与同区域中的动植物共同构成了________。(6)如果大气层中的CO2增多，则产生________效应。第二十五页，编辑于星期一：十四点二十一分。第二十五页，编辑于星期四：二十点五十三分。(7)从上图可知，减缓温室效应的关键措施是：①______________________________________________________；②______________________________________________________；③______________________________________________________。(8)碳循环的进行伴随着________，但由于生物体不能在代谢中利用________，因而能量流动具有________________________的特点。第二十六页，编辑于星期一：十四点二十一分。第二十六页，编辑于星期四：二十点五十三分。解析：(1)过程①是绿色植物利用大气、水中的CO2通过光合作用合成有机物，光合作用的场所是细胞内的叶绿体。过程③通过动植物的细胞呼吸将碳返回到大气中去，细胞呼吸的主要场所是线粒体。(2)碳在岩石圈中以无机盐(碳酸盐)的形式贮存，不能被植物直接吸收利用，不能直接参与碳循环，水圈中的碳以形式存在，因为。(3)由图示可看出碳循环是全球性的，属于气体型循环。第二十七页，编辑于星期一：十四点二十一分。第二十七页，编辑于星期四：二十点五十三分。(4)由图解可看出碳从无机环境进入生物群落是通过绿色植物的光合作用实现的。极少数特殊生态系统中的碳进入生物群落是通过化能合成作用。②表示生物群落中的捕食和竞争关系。图示中④表示动植物尸体通过微生物的分解作用，把有机碳转化为无机碳返回无机环境中。(5)参与④过程的微生物的同化作用类型是异养型。异化作用类型为需氧型、厌氧型和兼性厌氧型。生活在同一区域内的各种生物的总和称为生物群落。(6)大气中CO2增多，则产生温室效应。第二十八页，编辑于星期一：十四点二十一分。第二十八页，编辑于星期四：二十点五十三分。(7)从图中看出，导致大气中CO2增多的因素可能是①过程减弱或在一定程度上受阻，即绿色植物减少；也可能是⑤过程增强，即化学燃料的大量燃烧。因此减少温室效应应从这两方面考虑。(8)生态系统中的能量最终以热能的形式散失，由于生物体在代谢过程中不能直接利用热能，因而能量流动的特点是逐渐递减、单向流动。第二十九页，编辑于星期一：十四点二十一分。第二十九页，编辑于星期四：二十点五十三分。答案：(1)叶绿体线粒体(2)无机盐(碳酸盐)(3)全球(4)光合作用化能合成作用捕食竞争分解者的分解作用(5)异养需氧型、异养厌氧型和异养兼性厌氧型生物群落(6)温室(7)①保护植被，大力植树造林，提高森林覆盖率②严格控制化学燃料的燃烧，并提高能源利用率③开发除化学燃料以外的诸如水能、核能、太阳能等新能源，切实减少CO2的排放量(8)能量流动热能单向流动、逐级递减第三十页，编辑于星期一：十四点二十一分。第三十页，编辑于星期四：二十点五十三分。【例1】(2009·广东理基卷)如图为某一生态系统的能量金字塔，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形式。下列叙述正确的是() A.Ⅰ是初级消费者 B.Ⅳ为分解者 C.E1为太阳能，E2为热能 D.能量可在食物链中循环利用第三十一页，编辑于星期一：十四点二十一分。第三十一页，编辑于星期四：二十点五十三分。尝试自解：________思路点拨：依题意可知，Ⅰ是生产者，Ⅱ是初级消费者，Ⅲ是次级消费者，Ⅳ是三级消费者，E1为生产者固定的太阳能，E2为各营养级的生物呼吸作用释放出的能量，应为热能。答案：C

第三十二页，编辑于星期一：十四点二十一分。第三十二页，编辑于星期四：二十点五十三分。【例2】(2009·江苏)下列4种现象中，不适宜用生态系统中能量流动规律进行合理分析的是() A.虎等大型肉食动物容易成为濒危物种 B．蓝藻易在富营养化水体中爆发 C.饲养牛、羊等动物，成本低、产量高 D．巨大的蓝鲸以微小的浮游动物为食第三十三页，编辑于星期一：十四点二十一分。第三十三页，编辑于星期四：二十点五十三分。尝试自解：________思路点拨：蓝藻爆发是因为水体中含有大量的N、P等元素，给蓝藻提供营养物质，利于蓝藻的生长，没有能量流动。能量流动的另一特点是逐级递减。虎等大型肉食动物处在最高营养级，获得的能量最少，因此容易成为濒危物种。饲养的牛、羊等动物属于第二营养级，获得的能量较多，因此成本低、产量高。蓝鲸以浮游动物为食，能量便由浮游动物流向了蓝鲸。答案：B第三十四页，编辑于星期一：十四点二十一分。第三十四页，编辑于星期四：二十点五十三分。【例3】(2009·重庆卷)如图是某森林生态系统物质和能量流向示意图，h、i、j、k表示不同用途的有机物(j是未利用部分)，方框大小表示使用量。下列叙述正确的是() 第三十五页，编辑于星期一：十四点二十一分。第三十五页，编辑于星期四：二十点五十三分。A.进入该生态系统的CO2量与各h产生的CO2总量相等B.生产者中i的量大于被初级消费者同化的有机物的量C.流向分解者的k可被生产者直接吸收利用D.流经该生态系统的物质和能量可循环利用尝试自解：________第三十六页，编辑于星期一：十四点二十一分。第三十六页，编辑于星期四：二十点五十三分。思路点拨：该能量一部分通过呼吸作用以热能的形式散失，用h表示；一部分被初级消费者摄入，用i表示；一部分是未被利用、储存起来的能量，用j表示；还有一部分是植物的残枝、败叶、遗体等被分解者分解，用k表示。摄入消费者体内的能量i，一部分被同化成为消费者自身的一部分，还有一部分没有被消化吸收，以粪便的形式被分解者分解。由于生态系统中有未被利用、储存起来的能量j，所以进入该生态系统中的CO2量，大于生产者、消费者和分解者通过呼吸作用产生的CO2量。流向分解者的k是有机物，只有被分解者分解成无机盐后才能被生产者吸收、利用。物质在生态系统中可循环利用，但能量流动是单向的，不能循环利用。答案：B

第三十七页，编辑于星期一：十四点二十一分。第三十七页，编辑于星期四：二十点五十三分。(2009·全国卷Ⅰ)某种植玉米的农场，其收获的玉米子粒既作为鸡的饲料，也作为人的粮食，玉米的秸秆则加工成饲料喂牛，生产的牛和鸡供人食用。人、牛、鸡的粪便经过沼气池发酵产生的沼气作为能源，沼渣、沼液作为种植玉米的肥料。据此回答(不考虑空间因素)：(1)请绘制由鸡、牛、玉米和人组成的食物网：_________________________________________________________第三十八页，编辑于星期一：十四点二十一分。第三十八页，编辑于星期四：二十点五十三分。(2)牛与鸡之间________(有、无)竞争关系，理由是______________________________________________________________________。人与鸡的种间关系是_______，人与牛的种间关系是____________。(3)流