必修3第5章第3节生态系统的能量流动和物质循环.ppt

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1、第2、3节,生态系统的能量流动和物质循环,一、能量流动,输入,传递,转化,散失,光合作用,生产者,食物链和食物网,单向流动,逆转,循环流动,逐级递减,逐级减少,10%20%,人工生态系统,持续高效,一条食物链为什么一般不超过 5 个营养级？ 答案：食物链中每一个营养级把从前面一个环节获得的能 量大部分用来维持自身的生存和繁殖，把一小部分传给下一营 养级。因此前一营养级的能量只能维持后一营养级少数生物的 需要，一般传递效率为 10%20%，传到第五营养级时能量已 经很少了，再往下传递已不足以维持一个营养级的能量需要， 所以一条食物链一般不超过 5 个营养级。,二、物质循环,无机环境,生物群落,1

2、概念：组成生物体的各种元素在_与_,间不断循环的过程。,全球性,循环流动,2特点：_、反复利用、_。 3意义：通过能量流动和物质循环使生态系统中的各种组 成成分紧密地联系在一起，形成一个统一整体。,4实例碳循环,CO2,(1)碳在无机环境中的存在形式：_和碳酸盐。,(2)循环形式：,_(主要)。,CO2,(3)循环过程：碳从无机环境到生物群落是通过,_作,用、,_作用实现的；从生物群落到无机环境则是通,过,_和,_实现。,物质循环与能量流动有什么联系？,光合,化能合成,呼吸作用,微生物的分解,答案：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

3、 是物质在生态系统中往复循环的动力。,考点,能量流动过程及特点,1能量流动图解,2能量流动要点辨析,3.各营养级能量的来源与去路,注：流入一个营养级的能量一个营养级所同化的能量 呼吸消耗能量被下一营养级同化能量分解者利用的能量 未被利用的能量。,4能量流动的特点 (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,关系是长期自然选择的结果，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。,各营养级的能量总有一部分不能被下一营养级利用，这,一部分最终流入分解者。,(3)能量传

4、递效率大约为 10%20%(见下图),同化量摄入量粪便量 积累量同化量呼吸量,光能入射量生产者固定量反射量,生产者同化量流经生态系统总能量各营养级同化量,总和,粪便量属于上一营养级的同化量,能量传递效率( 下一营养级同化量/ 上一营养级同化,量)100%,若按传递效率为10%计算，则为(1/10)n-1。,生态系统能量流动相关计算 1传递效率：能量传递效率为10%20%。如果按20%这 一最高效率计算，第一营养级的总能量为100%，则第二营养级 所获得的能量为20%，第三营养级所获得的能量为20%20% 4%，第n个营养级所获得的能量是第一营养级能量的(1/5)n1。,2一般情况下，自然生态系

5、统中的某个营养级所同化的能 量有如下分配规律：未利用能量呼吸消耗能量下一营养级 同化能量分解者释放能量。,3计算能量的问题时，如遇到“至少需要”、“最多利用”等 字眼，所选用的传递效率为20%，在食物网中应选最短食物链 计算；如遇到“最大消耗”、“最少利用”等字眼，所选用的传递 效率为 10%，在食物网中则应选最长的食物链计算。 4在解决有关能量传递的计算问题时，首先要确定食物链。,设食物链 ABCD，分情况讨论：,【典例1】(双选)下表表示某草原生态系统中ABC(三 者构成一条食物链)各种群对能量的同化、利用、传递等的部分 数量关系，已知该草原生态系统受到的太阳辐射为150 000 百 万千

6、焦，但其中149 875 百万千焦的能量未能被生产者固定。,针对此图有关计算正确的是(单位：百万千焦)(,),A.流经该生态系统的总能量数为125 B“？”处数值是 49.5 CB 呼吸消耗的能量是 19 D能量从 B 传到 C 的传递效率为 14.3%,解题思路第一步,明确概念：生产者的同化量是指流经,该生态系统的总能量，是生产者固定的太阳能总量。同化量 呼吸消耗量传递给下一营养级的能量分解者利用的能量 未被利用的能量；生态系统受到总的太阳辐射量减去未固定的 能量就是生产者固定的太阳能总量；生产者的净生产量(净同化 量)同化量呼吸量。,答案AD,考点对应练,D,B在一段时间内，若 c 种群数

7、量减少，则 a 种群数量增加， d 种群数量下降 Cb 种群的个体数量一定比 a 种群的个体数量少 Dd 种群中单个个体所含的有机物质量不一定比 c 种群中 单个个体所含的有机物质量小 解析：生物量不等于个体数量，也不等于单个个体的有机 物质量。,1(2011年威海二模)假若某生态系统有食物链abcd，在某一时间分别测得这四种生物所含的有机物总量分别为m1、m2、m3和m4。下列叙述正确的是( ) Am1m2m3m4等于a固定的太阳能总量,2(易错)在某草原生态系统能量流动过程中，假设羊摄入 体内的能量为 n，羊粪便中的能量为 36%n，呼吸作用散失的能 量为 48%n，则( ),A羊同化的能

8、量为 64%n,B贮存在羊体内的能量为 52%n C由羊流向分解者的能量为 16%n,D由羊流向下一营养级的能量为 64%n,解析：同化量摄入量粪便量，羊同化的能量为n36%n,64%n。,A,考点,生态金字塔,能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔三者都是用来说 明食物链中能量流动情况的，三者统称为生态金字塔。,续表,【典例2】(2011 年淄博模拟)下图表示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。下列叙述正确的是( A和是实现物质循环的关键生 态成分 B该图所示的食物网只有 1 条食物 链： CE1 表示主要通过光合作用所摄 入的能量 D能量可

9、在食物链中循环利用,答案C,考点对应练 3下图表示 A、B 两个特殊生态系统的能量金字塔。有关,解释正确的是(,),一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的人获 得的能量多,能量沿食物链单向流动，传递效率随营养级的升高而逐 级递减 若 A 和 B 中玉米的数量相同，A 能养活 10 000 人，则 B 能养活 1 000 人 若土壤中含相同浓度的难降解污染物，则 A 中的人比 B 中的人体内污染物浓度低,A C,B D,解析：中没有考虑玉米的基数，只有在玉米的总能量相 同的情况下，才正确；能量沿食物链单向流动，但能量的传 递效率一般不随营养级的升高而出现明显的变化；由于B 图多 了一个营养

10、级，则B 只能养活1000 人；难降解污染物在食物 链中有富集现象，也就是越高营养级生物中，难降解污染物越 多。,答案：D,考点,生态系统的物质循环碳循环实例分析,(1)大气中的碳元素进入生物群落，是通过植物的光合作用 或化能合成作用实现的。 (2)碳在生物群落和无机环境之间循环是以CO2 的形式进行 的。碳元素在生物群落中的传递，主要靠食物链和食物网，传 递形式为有机物。,分解者的分解作用 (3)大气中 CO2 的来源 动植物的呼吸作用,化石燃料的燃烧,(4)实现碳在生物群落和无机环境之间进行循环的关键是,生产者和分解者。,(5)煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧，使大气中的 CO2,浓度增高

11、，是形成“温室效应”的最主要原因。,重金属和DDT 等农药的生物富集,生物富集问题与能量流动相反，能量沿食物链向下流动时 逐级递减，而农药或重金属在食物链中则存在“生物富集作 用”，故营养级越高者，该物质浓度越高。,物质循环与能量流动之间的关系,碳循环简图的具体分析,先根据双向箭头，确定两者肯定是非生物的物质和能量 或生产者；其中，3 条或以上的箭头同时指向的一方为大气中 CO2， 3 条或以上的箭头流出的为生产者。,各营养级生物都有一条箭头指向同一个结构，则该结构,为分解者。,消费者一定接在生产者后面，消费者的数量可多可少。,【典例3】(2011 年汕头质检)下图表示某种生态系统中 4,),

12、种成分之间的关系，以下相关叙述中正确的是( A甲和乙所包含的所有种群构成群落 B乙1 的同化量越大，流向乙 2 的能量就越少 C丁的 CO2 含量增加将导致臭氧层被破坏 D丙不一定是原核生物,答案D,考点对应练 4下图是生态系统中某元素循环的模式图，该图可以说明,(,) 该图主要体现的是碳元素的循环,A 与 B 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 该物质循环带有全球性,A,B,C,D,解析：从物质循环的过程可以判断A 是生产者，B、C 是 消费者，D 是分解者，不可缺少的成分是A、D，过程主要 是指光合作用，过程是呼吸作用，在细胞质基质和线粒体 中进行。 答案：A

13、,5(易错)某湖泊生态系统中有大型杂食性鱼类甲，其食物 1/2 来自浮游植物乙，1/4 来自草食性鱼类丙，1/4 来自以草食性,鱼类为食的小型肉食性鱼类丁。下列叙述中错误的是(,),A甲和丁存在着竞争关系 B从理论上计算，甲每增加 1 kg 体重，最少需要乙提供 360 kg 的物质 C若湖泊中受到 DDT 污染，则 DDT 浓度最低的生物是 乙 D此食物网中占有三个营养级的生物是甲,解析：由于甲、丁均以丙为食，故两者间不仅有捕食关系， 还存在着竞争关系；DDT 是通过食物链而富集的，营养级越低， 体内DDT 浓度越低，反之则越高；甲在此食物网中占有二、三、 四三个营养级。从理论上计算，甲增重

14、1 kg 至少需要乙提供的 物质量应按 20%的传递效率，则甲增重1 kg 至少需要乙提供的 物质的量是：1/220% 1/4(20%20%) 1/4(20%20% 20%)40(kg)。,答案：B,1(2011 年广东联考)下图为生态系统能量流动的部分图,B,解，代表一定的能量值。下列相关叙述中，正确的是( ) A生态系统的能量流动是循环进行的 B能量在沿食物链流动时逐级递减 C次级消费者属于第二营养级 D图中代表呼吸作用所消耗的能量,2(2011 年惠州调研)诗文“落红不是无情物，化作春泥更,),A,护花”中所蕴含的生命科学知识是( A自然界的物质循环 B生态系统恢复力稳定性强 C生物的变

15、异现象 D生物的种间斗争关系,3(2011 年广州联考)下列关于生态系统的叙述，错误的是,(,),C,A草原生态系统比农田生态系统的群落结构复杂 B环境条件分布不均匀是形成群落水平结构的原因之一 C我国南方热带雨林中分解者的代谢活动比北方森林中 的弱 D植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环 解析：我国南方热带雨林中分解者的代谢活动比北方森林 中的强，土壤中有机物的积累量少。,4(2011 年江门一模)下图表示某生态系统中甲、乙两种群,在一段时间内数量变化情况。下列叙述错误的是(,),C,A两个种群间能量流动方向是甲乙 BM 时甲种群的出生率小于死亡率 C两种群数量波动幅度减小说明生

16、态系统正在衰退 D甲和乙种群基因型频率发生改变，生物不一定发生进化 解析：两者是捕食关系，两种群数量波动幅度减小说明生 态系统趋于稳定。,5(2012 年湛江一模)经济发展和环境保护两者之间的和谐 是当今世界共同的话题。某研究性学习小组为了解水体富营养 化对藻类种群数量的影响，以便为养鱼户提供恰当的指导，他 们组织人员调查了部分湖泊营养化程度对部分藻类生长的影 响，结果如下图。请分析回答下列问题(提示：鱼鳞藻、脆杆藻 为鱼的饵料，微囊藻会产生有毒物质污染水体)。,(1)湖泊中各种生物构成了该水域生态系统中的_， 由于微囊藻具有气囊，在水域中有趋表聚集的现象，从_ _的角度看，这些微囊藻处于其上

17、层。 (2)调查湖泊中草鱼种群密度常用的方法是_； 对如何养好鱼，民间有“养鱼先养水”的说法，由图分析可知， 当水体营养化程度处于_时，_数目较 多，有利于能量流向对人类最有益的部分。,生物群落,群落的,标志重捕法,中营养化,鱼鳞藻、脆杆藻,垂直结构,(3)为控制富营养化水体中微囊藻的数量，试结合图示， 提出一个可行的方法：_ _。,(4)微囊藻会产生有毒物质污染水体。若在一个相对稳定的 水域生态系统中主要有下表所列的五个种群。现测得各种群所 含的能量和污染物 X 的平均浓度，已知水中 X 的质量浓度为 0.003 mg/L，该物质被生物体吸收后难以通过代谢排出体外。 请分析：,进行污水处理( 或减少该湖泊流域化肥 的使用量)(其他合理答案亦可),该生态系统中种群 A 和种群 B 的关系最可能为_。 处于该生态系统中初级消费者的生物种群是_， 在能量流动的渠道中，_越高，生物体内污染物的含量 也越高，即污染物在沿食物链传递过程中具有富集作用。,竞争,C 和 D,营养级,