2013版高中生物复习方略配套课件（人教·福建）：3.5.2、3生态系统的能量流动和物质循环.ppt

1、第2、3节生态系统的能量流动和物质循环一、能量流动的过程生态系统能量流动示意图1.补充图中标号代表的内容甲：_ 乙：_ 丙：_丁：_ 戊：_2.生态系统所需能量的最终来源是_。3.据图补充食物链中甲营养级能量的去向（1）通过自身_以_的形式散失。（2）被_同化。（3）残枝败叶、遗体残骸等被_分解。（4）未被利用。生产者初级消费者次级消费者呼吸作用分解者太阳能呼吸作用热能下一营养级分解者二、能量流动的特点及意义1.能量传递效率是指_之间_的比值。2.能量流动的特点_、_。3.研究意义（1）帮助人们科学规划、设计_，使能量得到_的利用。（2）帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高

2、效地流向_的部分。相邻两个营养级同化量单向流动逐级递减人工生态系统最有效对人类最有益【点拨】相邻两营养级之间能量传递效率只有10%20%，因此食物链中营养级一般不超过45个。三、物质循环1.概念（1）物质：组成生物体的_，如C、H、O、N、P、S。（2）循环范围：_和_之间。（3）循环特点：具有_。2.碳循环（1）循环形式：无机环境与生物群落之间：_。生物群落内：以_形式沿_传递。化学元素生物群落无机环境全球性CO2有机物食物链和食物网（2）图解：植物动物动物摄食大气中的CO2库分解者分解呼吸作用光合作用呼吸作用燃烧枯枝落叶、尸体、粪便煤、石油、天然气等化学燃料【点拨】生态系统物质循环的物质是

3、指生物体的基本元素，而非其组成的化合物；在循环过程中伴随着复杂的物质和能量的转化。【思维判断】1.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。（）【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、食物网由生产者、消费者组成。2.研究能量流动，可调整能量流动关系，使生产者固定的能量全部流向人类。（）【分析】研究能量流动使能量得到最有效利用，实现能量的多级利用，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分，而非全部。3.碳在无机环境中存在形式是CO2。（）【分析】碳在无机环境中的存在形式是CO2和碳酸盐。4.物质循环是能量流动的载体，能量流动是物质循环的动力。（）【分析】物质作为能量

4、载体，使能量沿着食物链（网）流动；能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。能量流动的过程1.能量的输入光能有机物中的化学能2.能量的传递（1）传递途径：食物链和食物网。（2）传递形式：有机物中的化学能。3.能量流动的图解某营养级同化的总能量绝大部分以热能散失用于该营养级生物生长发育、繁殖等；储存于生物体内同化为自身的能量以粪便形式排出（含上一营养级的能量）吸收未吸收第一年第一年未利用分解者有机残体分解者第二年下一营养级体内遗体残骸被捕食死亡图解分析：流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路可有四条：a.自身呼吸消耗；b.流入下一营养级；c.被分解者分解利用；d.未

5、被自身呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用，即“未利用”。如果是以年为单位研究，这部分的能量将保留到下一年。【高考警示钟】动物的同化量不等于摄入量（1）概念差异：同化量：指被消费者消化吸收的物质所含有的能量。摄入量：指消费者摄入的物质所含有的能量。（2）二者关系：真正流入下一营养级的能量，应该是该营养级生物的同化量，该营养级生物排出的粪便中的能量没有被该营养级生物同化，应属于上一个营养级的同化量，即同化量=摄入量-粪便量。【典例训练1】（2012泉州模拟）如图为生态系统中能量流动图解部分示意图，各代表一定的能量值，下列各项中正确的是()A.在人工饲养的高密度鱼塘中肯定大于 B.中包含了次级消

6、费者粪便中的能量C.在食物链中各营养级获得能量的方式及能量的用途完全相同D.第二营养级流向第三营养级的能量传递效率为（/）100%【解题指南】1.知识储备：（1）生态系统中能量流动的特点。（2）食物链中每一营养级的能量来源与去路。2.解题关键：（1）明确图中每段代表的含义。（2）分析能量流动的传递过程。【解析】选D。在人工饲养的高密度鱼塘中，也可能小于，故A错误；次级消费者粪便中的能量来源于初级消费者，故B错误；在食物链中，各营养级获得能量的方式及能量的用途不完全相同，如生产者中能量来源于太阳能，消费者中能量来源于生产者，故C错误；能量传递效率（下一营养级的同化量上一营养级的同化量）100%，

7、故D正确。能量流动的相关分析1.流动特点的原因分析（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；各营养级的能量有多个流动去向，不可能100%地流入到下一个营养级中。2.能量传递效率（1）计算公式：相邻营养级间传递效率=（2）一般生态系统中能量传递效率大约为10%20%。【技巧点拨台】能量传递效率相关“最值”计算【典例训练2】（2011海南高考）关于生态系统的叙述，正确的是()A.生态系统中生产者得到

8、的能量必然大于消费者得到的B.生态系统中的信息传递对所有捕食者都必然是有利的C.生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大D.生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越小【解题指南】1.考查实质：本题考查生态系统中能量传递的特点，特别是对能量传递特例的考查。2.解题关键：理解生态系统中能量传递的过程，同时能够准确利用逆向思维找出能量传递的特例。【解析】选A。生态系统的能量传递效率是10%20%，因此生产者得到的能量必然大于消费者得到的能量；生态系统的信息传递具有双向性，不可能都对捕食者有利，有的对于捕食者不利，如乌贼遇到天敌喷出墨汁，就不利于捕食者捕食；生态系统的食物链中，动物的

9、体型与营养级的高低关系不大，如大象比狮子体型大，但是它的营养级比狮子低。生态系统的物质循环1.实例碳循环（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微生物的化能合成作用完成的。（2）碳元素在生物群落与无机环境之间循环的主要形式是CO2；碳元素在生物群落中的传递主要沿食物链和食物网进行，传递形式为有机物。（3）碳元素在无机环境与生物群落之间传递时，只有生产者与无机环境之间的传递是相互的，其他成分之间的传递都是单向的。（4）用碳循环过程理解生态系统的发育状态（不考虑人工排放CO2）：若从大气进入生物群落的CO2量从生物群落进入大气的CO2量，则生态系统处于成长阶段；若从大气进入生物群落

10、的CO2量从生物群落进入大气的CO2量，则生态系统处于相对稳定阶段；若从大气进入生物群落的CO2量从生物群落进入大气的CO2量，则生态系统往往处于衰退阶段。2.温室效应（1）主要成因：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，导致海平面上升，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。多植树造林，增加CO2从大气进入生物群落的量。3.物质循环与能量流动的关系项目能量流动物质循环(以碳循环为例)形式特点范围联系以有机物为载体单向流

11、动、逐级递减生态系统各营养级主要是无机物全球性、循环性生物圈(全球性)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项目能量流动物质循环(以碳循环为例)图示【技巧点拨台】碳循环的总结（1）碳的存在形式：生物群落内：以有机物形式存在；无机环境中：以CO2和碳酸盐形式存在。（2）碳的循环形式：碳在生物群落和无机环境中主要以CO2的形式循环。（3）与碳循环有关的生理过程：光合作用、呼吸作用和分解作用，其中分解作用的主要过程是分解者的呼吸作用。【典例训练3】2012年世界环境日的主题主要凸显绿色经济

12、，如今低碳生活、绿色经济已成为人类共同的目标。如图是碳循环的部分过程，有关分析不正确的是()A.碳循环的过程、伴随着生态系统的能量流动B.植树造林有助于增强过程而减少大气CO2含量C.减少对过程的依赖是缓解温室效应的重要措施D.低碳生活方式有助于维持生物圈中碳循环的平衡【解题指南】1.考查实质：碳循环的过程与温室效应的形成原因和应对措施。2.解题关键：解答本题的关键是明确主要表示生产者、消费者的呼吸作用和分解者的分解作用，主要是通过生产者的光合作用实现。【解析】选A。据图可知，大气中二氧化碳的来源有：生产者和消费者的呼吸作用、分解者的分解作用和化学燃料的燃烧，但降低大气中二氧化碳的含量主要是通

13、过生产者的光合作用来实现的，而是引起大气中二氧化碳含量增加的主要原因，故植树造林有助于增强过程而减少大气CO2含量，减少对过程的依赖是缓解温室效应的重要措施。无机环境与生物群落之间碳循环的主要形式是CO2，CO2不携带能量，因此过程、不伴随着生态系统的能量流动。故A项错误。探究实验中的变量分析与控制生态系统中分解者的作用【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。（1）案例：探究落叶在土壤微生物的作用下是否发生腐烂（分解）。设计思路：对实验组土壤应该进行_处理，尽可能排除_的作用。组别对照组实验组处理情况不做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

14、土壤，用带有编号的相同的塑料袋分别包扎好，并埋在5 cm深的土壤中（2）案例：探究土壤微生物对淀粉的分解作用。实验步骤：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。另取两只烧杯，编号为A、B，加入等量的淀粉糊。在A烧杯中加入30 mL土壤浸出液，B烧杯中加入_。在室温条件下放置7天后，从A烧杯中取20 mL溶液，分别加入A1和A2两支试管各10 mL；从B烧杯中取20 mL溶液，分别加入B1和B2两支试管各10 mL；在A1和B1中加入碘液；在A2和B2中加入_，并进行_处理。观察各试管的_，记录实验结果。【命题人透析】（1）对照实验中自变量的处理方法：案例中实验的自变量是土壤微生

15、物的有无，对照组不做处理含有微生物，实验组应不含微生物，应进行灭菌处理。案例中实验的自变量是分解淀粉的微生物的有无，A组土壤浸出液含有微生物，B组烧杯中加入的液体应不含微生物，因此可加入等量的蒸馏水。（2）验证不同糖类需要的试剂：淀粉遇碘液变蓝；淀粉分解产生的还原糖遇斐林试剂在水浴加热的情况下产生砖红色沉淀。【标准答案】（1）灭菌土壤微生物（2）30 mL（等量）蒸馏水（无菌水）（等量的）斐林试剂水浴加热颜色变化【阅卷人点评】得分要点本题的所有答案都是惟一的，只有符合标准答案才能得分。失分案例：（1）第2空错答为“无关变量”。（2）答案不严谨，只答出“蒸馏水”。第2空答案不严谨，答为“加热”。

16、1.有关生态系统中能量流动的叙述不正确的是()A.生态系统中能量流动是从太阳辐射光能开始的B.生态系统中流动的能量几乎全部来源于太阳能C.生态系统中的能量流动是逐级递减和单向流动的D.生态系统离开外界环境的能量供应就无法维持【解析】选A。流入生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量，也就是从生产者固定太阳能开始的。生态系统的能量除少数来自化能合成的生物以外，几乎全部来源于太阳能。生态系统中能量流动特点是单向流动、逐级递减，若缺少外界环境的能量供应，生态系统就无法维持。2.如图所示为生态系统中能量流动图部分示意图，各代表一定的能量值，下列各项中不正确的是()A.表示流经生态系统内部的总能量B.从

17、能量关系看+C.一般情况下，为的10%20%D.生物与生物之间吃与被吃的关系不可能逆转，所以能量流动具有单向性生产者初级消费者次级消费者分解者三级消费者【解析】选A。表示初级消费者同化的能量，从能量关系看=+呼吸作用散失的能量+未被利用的能量，一般情况下，为（相邻两个营养级之间能量传递的效率）的10%20%，生物与生物之间吃与被吃的关系不可能逆转，说明能量沿食物链由低营养级流向高营养级，不能逆转，即能量流动具有单向性。3.从生态系统物质循环的角度看，人体内碳元素的根本来源是()A.大气中的CO2 B.生产者C.分解者D.消费者【解析】选A。人体内的碳元素来源于食物中的有机物，而有机物来源于光合

18、作用，光合作用产生的有机物中碳的来源是大气中的CO2。4.（2012泉州模拟）关于生态系统的物质循环的叙述，不正确的是()A.所指的物质是指组成生物体的C、H、O、N、P等一系列基本化学元素B.所说的生态系统是地球上最大的生态系统生物圈C.物质在循环过程中递减D.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【解析】选C。物质循环是指组成生物体的C、H、O、N、P等一系列基本化学元素在生物群落和无机环境之间往返循环，物质在循环过程中不会递减。5.请回答：（1）碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以_的形式进行。驱动整个生态系统运转的能量主要来源于_的太阳能。（2）分解者通过_和_的方

19、式将有机物分解成CO2等释放到无机环境中。（3）如果环境中的某种有毒物质在生物体内既不能分解，也不能排出体外，则该物质经_的传递后，便可在不同的生物体内积累。因此，通常生物所在的_越高，该有毒物质在其体内的积累量越大。【解析】碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以CO2的形式进行，在群落内以有机物的形式在生物间传递；而驱动生态系统运转的能量主要来源于光合作用固定的太阳能；分解者通过有氧呼吸和无氧呼吸的方式将有机物分解成CO2等释放到无机环境中；有害物质的富集是沿着食物链逐级递增，营养级越高，危害越大。答案：（1）CO2 绿色植物固定（或光合作用固定）（2）有氧呼吸无氧呼吸（或发酵）（3）食物链

20、营养级实验原则：实验的对照原则空白对照【概念解读】1.概念：指的是不对实验对象做任何处理。2.注意事项（1）不给对照组任何处理是相对实验组而言的，实际上对照组还是要做一定的处理，只是不加实验组的处理因素，或者说相对于实验组而言，除实验变量外，别的处理与实验组完全相同。（2）通常未经实验变量处理的对象组为对照组，经实验变量处理的对象组为实验组；或处于正常情况下的对象组为对照组，未处于正常情况下的对象组为实验组。（3）空白对照能明白地对比和衬托出实验组的变化和结果，增强说服力。【典例分析】在探究土壤微生物的分解作用的实验中，就需要设置空白对照。案例1案例2实验假设微生物能分解落叶使之腐烂微生物能分

21、解淀粉实验设计实验组对土壤高温处理A杯中加入30 mL土壤浸出液对照组对土壤不做任何处理 B杯中加入30 mL蒸馏水自变量土壤中是否含微生物是否含有微生物【分析】案例1的自变量是土壤中微生物的有无，因而“对土壤高温处理”属于实验组，“对土壤不做任何处理”属于对照组；案例2的自变量是土壤浸出液中微生物的有无，因而“A杯中加入30 mL土壤浸出液”属于实验组，“B杯中加入30 mL蒸馏水”属于对照组。对照组未施加实验因素，即为空白对照。案例1案例2实验现象在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组在相同时间内实验组对淀粉的分解程度大于对照组结论分析微生物对落叶有分解作用土壤浸出液中的微生物能分解淀粉