2021届高考生物一轮复习第九单元生物与环境4生态系统的能量流动和物质循环课件新人教版.ppt

第4课生态系统的能量流动和物质循环考点一生态系统的能量流动考点一生态系统的能量流动 【必备知识速填必备知识速填】1.1.能量流动能量流动: :(1)(1)概念概念: :生态系统中能量的生态系统中能量的_和散失和散失的过程。的过程。输入、传递、转化输入、传递、转化(2)(2)对概念的理解对概念的理解: :2.2.能量流动的过程能量流动的过程: : (1)(1)写出图中甲、乙、丙、丁、戊代表的内容写出图中甲、乙、丙、丁、戊代表的内容: :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)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: :通过自身通过自身_以以_的形式散失。的形式散失。被被_同化。同化。残枝败叶等被残枝败叶等被_分解。分解。未被利用。未被利用。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3.3.能量流动的特点及意义能量流动的特点及意义: :(1)(1)能量传递效率能量传递效率: :指相邻两个营养级之间指相邻两个营养级之间_的比值。的比值。(2)(2)能量流动的特点能量流动的特点:_(:_(两相邻营养级间的能量传递效率两相邻营养级间的能量传递效率大约为大约为10%10%20%)20%)。(3)(3)研究能量流动的意义研究能量流动的意义: :帮助人们科学规划、设计帮助人们科学规划、设计_,_,使能量得到最有效的利用。使能量得到最有效的利用。帮助人们合理地调整生态系统中的帮助人们合理地调整生态系统中的_关系关系, ,使能量持续高效地流向使能量持续高效地流向_的部分。的部分。同化量同化量单向流动、逐级递减单向流动、逐级递减人工生态系统人工生态系统能量流动能量流动对人类最有益对人类最有益【秒判正误秒判正误】1.1.生态系统的能量流动就是指能量的输入和散失的过程。生态系统的能量流动就是指能量的输入和散失的过程。( )( )分析分析: :生态系统的能量流动就是指能量的输入、传递、转化和散失的过程。生态系统的能量流动就是指能量的输入、传递、转化和散失的过程。2.2.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固定的太阳能总量。流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量。3.3.除最高营养级外除最高营养级外, ,某一营养级的总能量由四个部分组成某一营养级的总能量由四个部分组成: :自身呼吸消耗的能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。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。( )( )分析分析: :某一营养级的总能量一般由四个部分组成某一营养级的总能量一般由四个部分组成: :自身呼吸消耗的能量、流向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, ,但最高营养级但最高营养级没有流向下一营养级的能量。没有流向下一营养级的能量。4.4.生态系统中的能量可被多级循环利用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。从而大大提高能量的利用率。( )( )分析分析: :生态系统中的能量可被多级利用生态系统中的能量可被多级利用, ,从而大大提高能量的利用率。从而大大提高能量的利用率。5.5.一只狼捕食了一只兔子一只狼捕食了一只兔子, ,则该狼就获得了这只兔子能量的则该狼就获得了这只兔子能量的10%10%20%20%。( )( )分析分析: :能量传递效率发生在营养级之间。能量传递效率发生在营养级之间。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部流向人类。使生产者固定的能量全部流向人类。( )( )分析分析: :研究能量流动研究能量流动, ,可调整能量流动方向可调整能量流动方向, ,使能量持续高效地流向对人类最有使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。益的部分。【重点难点讲透重点难点讲透】1.1.能量流动概念模型解读能量流动概念模型解读: :(1)(1)第二营养级能量流动分析第二营养级能量流动分析初级消费者摄入能量初级消费者摄入能量( (a a)=)=初级消费者同化能量初级消费者同化能量( (b b)+)+粪便中的能量粪便中的能量( (c c),),即动即动物粪便中的能量不属于该营养级同化能量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。应为上一个营养级固定或同化能量。初级消费者同化能量初级消费者同化能量( (b b)=)=呼吸消耗的能量呼吸消耗的能量( (d d)+)+用于生长、发育和繁殖的能用于生长、发育和繁殖的能量量( (e e) )。生长、发育和繁殖的能量生长、发育和繁殖的能量( (e e)=)=分解者利用的能量分解者利用的能量( (f f)+)+下一营养级同化的能下一营养级同化的能量量( (i i)+)+未被利用的能量未被利用的能量( (j j) )。(2)(2)各营养级能量流动分析各营养级能量流动分析植物光合作用与同化的能量之间的关系植物光合作用与同化的能量之间的关系: :真光合真光合= =同化的能量同化的能量, ,净光合净光合= =用于用于生长、发育和繁殖的能量生长、发育和繁殖的能量( (因为因为: :真光合真光合= =净光合净光合+ +呼吸呼吸; ;同化能量同化能量= =呼吸消耗的呼吸消耗的能量能量+ +用于生长、发育和繁殖的能量用于生长、发育和繁殖的能量) )动物摄入量与同化的能量之间的关系动物摄入量与同化的能量之间的关系: :摄入量摄入量= =动物同化的能量动物同化的能量+ +粪便有机物粪便有机物中的能量中的能量, ,即摄入的食物只有一部分被同化。即摄入的食物只有一部分被同化。流入一个营养级的能量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。是指被这个营养级的生物所同化的全部能量。一个营养级所同化的能量的一个营养级所同化的能量的“2 2个个”“”“3 3个个”“”“4 4个个”去路去路: :a.“2a.“2个个”去路去路: :同化能量同化能量= =呼吸消耗的能量呼吸消耗的能量+ +用于生长、发育和繁殖的能量用于生长、发育和繁殖的能量b.“3b.“3个个”去路去路: :同化能量同化能量= =呼吸消耗的能量呼吸消耗的能量+ +分解者利用的能量分解者利用的能量+ +下一营养级同化的能量。下一营养级同化的能量。c.“4c.“4个个”去路去路: :同化能量同化能量= =呼吸消耗的能量呼吸消耗的能量+ +分解者利用的能量分解者利用的能量+ +下一营养级同化的能量下一营养级同化的能量+ +未被未被利用的能量。利用的能量。( (注意注意: :最高营养级的生物去除被下一营养级同化的能量。最高营养级的生物去除被下一营养级同化的能量。) )未被利用的能量未被利用的能量: :包括生物每年的积累量和动植物残体以化石燃料的形式被包括生物每年的积累量和动植物残体以化石燃料的形式被储存起来的能量。储存起来的能量。2.2.能量流动的特点及原因能量流动的特点及原因: :(1)(1)单向流动的原因单向流动的原因: :能量流动是沿食物链进行的能量流动是沿食物链进行的, ,一般来说一般来说, ,食物链中各营养级之间的捕食关系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用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, ,因此能量流因此能量流动无法循环。动无法循环。(2)(2)逐级递减的原因逐级递减的原因: :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, ,包括未被下一营养级生物利用的包括未被下一营养级生物利用的部分。部分。3.3.生态金字塔的类型及特点生态金字塔的类型及特点: :项目项目能量金字塔能量金字塔数量金字塔数量金字塔生物量金字塔生物量金字塔形形状状 每一每一阶含阶含义义每一营养级生物所含每一营养级生物所含能量的多少能量的多少每一营养级生物个体每一营养级生物个体的数目的数目每一营养级生物的有每一营养级生物的有机物总量机物总量象征象征含义含义能量沿食物链流动过能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的程中具有逐级递减的特性特性一般生物个体数目在一般生物个体数目在食物链中随营养级升食物链中随营养级升高而逐级递减高而逐级递减一般生物有机物的总一般生物有机物的总量沿食物链营养级升量沿食物链营养级升高而逐级递减高而逐级递减项目项目能量金字塔能量金字塔数量金字塔数量金字塔生物量金字塔生物量金字塔特特征征分分析析能量流动的过程中总能量流动的过程中总是有能量的耗散是有能量的耗散, ,故能故能量流动是逐级递减的量流动是逐级递减的成千上万只昆虫生活成千上万只昆虫生活在一株大树上时在一株大树上时, ,该数该数量金字塔的塔形也会量金字塔的塔形也会发生变化发生变化: : 浮游植物的个体小浮游植物的个体小, ,寿寿命短命短, ,又不断被浮游动又不断被浮游动物吃掉物吃掉, ,所以某一时间所以某一时间内浮游植物的生物量内浮游植物的生物量( (用质量来表示用质量来表示) )可能可能低于浮游动物的生物低于浮游动物的生物量量: : 4.4.能量流动的最值计算规律能量流动的最值计算规律: :(1)(1)在食物链中在食物链中, ,若题干中未做具体说明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则一般认为能量传递的最低效率为10%,10%,最高效率为最高效率为20%,20%,则则: :(2)(2)食物网中能量流动的最值计算食物网中能量流动的最值计算能量分配比例未知能量分配比例未知能量分配比例和能量传递效率已知能量分配比例和能量传递效率已知先根据题意写出相应的食物链先根据题意写出相应的食物链, ,根据各营养级之间的传递效率根据各营养级之间的传递效率, ,按照从不同食按照从不同食物链获得的比例分别进行计算物链获得的比例分别进行计算, ,再将各条食物链中的值相加即可。再将各条食物链中的值相加即可。【教材命题源教材命题源】教材原文教材原文: :必修必修3P96“3P96“任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充充, ,以便维持生态系统的正常功能。如果一个生态系统在一段较长时期内没有以便维持生态系统的正常功能。如果一个生态系统在一段较长时期内没有能量能量( (太阳能或现成有机物质太阳能或现成有机物质) )输入输入, ,这个生态系统就会崩溃。这个生态系统就会崩溃。”命题角度命题角度: :角度角度1.1.自然生态系统中能量流动的起点和终点分别是什么自然生态系统中能量流动的起点和终点分别是什么? ?提示提示: :能量流动的起点主要是生产者固定的太阳能能量流动的起点主要是生产者固定的太阳能, ,终点是热能散失。终点是热能散失。角度角度2.2.生态系统中的能量一部分流向分解者生态系统中的能量一部分流向分解者, ,通过分解者的分解作用散失通过分解者的分解作用散失, ,分分解者的分解作用包括哪些过程解者的分解作用包括哪些过程? ?提示提示: :分解者的分解作用包括细胞呼吸和细胞外的分解作用。分解者的分解作用包括细胞呼吸和细胞外的分解作用。【典例示范典例示范】(2019(2019全国卷全国卷)回答下列与生态系统相关的问题。回答下列与生态系统相关的问题。(1)(1)在森林生态系统中在森林生态系统中, ,生产者的能量来自于生产者的能量来自于_,_,生产者的能量可生产者的能量可以直接流向以直接流向_(_(答出答出2 2点即可点即可) )。(2)(2)通常通常, ,对于一个水生生态系统来说对于一个水生生态系统来说, ,可根据水体中含氧量的变化计算出生态可根据水体中含氧量的变化计算出生态系统中浮游植物的总初级生产量系统中浮游植物的总初级生产量( (生产者所制造的有机物总量生产者所制造的有机物总量) )。若要测定某。若要测定某一水生生态系统中浮游植物的总初级生产量一水生生态系统中浮游植物的总初级生产量, ,可在该水生生态系统中的某一水可在该水生生态系统中的某一水深处取水样深处取水样, ,将水样分成三等份将水样分成三等份, ,一份直接测定一份直接测定O O2 2含量含量(A);(A);另两份分别装入不透另两份分别装入不透光光( (甲甲) )和透光和透光( (乙乙) )的两个玻璃瓶中的两个玻璃瓶中, ,密闭后放回取样处密闭后放回取样处, ,若干小时后测定甲瓶若干小时后测定甲瓶中的中的O O2 2含量含量(B)(B)和乙瓶中的和乙瓶中的O O2 2含量含量(C)(C)。据此回答下列问题。据此回答下列问题。在甲、乙瓶中生产者呼吸作用相同且瓶中只有生产者的条件下在甲、乙瓶中生产者呼吸作用相同且瓶中只有生产者的条件下, ,本实验中本实验中C C与与A A的差值表示这段时间内的差值表示这段时间内_;C_;C与与B B的差值表示这段时间内的差值表示这段时间内_ _ _;A_;A与与B B的差值表示这段时间内的差值表示这段时间内_。【解析解析】本题考查生态系统中的能量流动本题考查生态系统中的能量流动, ,植物总光合作用强度与净光合作用植物总光合作用强度与净光合作用强度、呼吸作用强度的关系。强度、呼吸作用强度的关系。(1)(1)在森林生态系统中在森林生态系统中, ,生产者的能量来自太阳能生产者的能量来自太阳能, ,生产者的能量可以直接流向生产者的能量可以直接流向初级消费者和分解者。初级消费者和分解者。(2)C(2)C(进行光合作用和呼吸作用进行光合作用和呼吸作用) )与与A A的差值表示这段时的差值表示这段时间内生产者净光合作用的放氧量。间内生产者净光合作用的放氧量。C C与与B(B(只进行呼吸作用只进行呼吸作用) )的差值表示这段时的差值表示这段时间内生产者光合作用的总放氧量。间内生产者光合作用的总放氧量。A A与与B B的差值表示这段时间内生产者呼吸作的差值表示这段时间内生产者呼吸作用的耗氧量。用的耗氧量。答案答案: :(1)(1)太阳能初级消费者、分解者太阳能初级消费者、分解者(2)(2)生产者净光合作用的放氧量生产者光合作用的总放氧量生产者呼吸作生产者净光合作用的放氧量生产者光合作用的总放氧量生产者呼吸作用的耗氧量用的耗氧量【素养新命题素养新命题】(1)(1)流经该生态系统的总能量流经该生态系统的总能量, ,是指生产者实际光合作用固定的太阳能是指生产者实际光合作用固定的太阳能, ,还是净还是净光合作用光合作用?(?(科学思维科学思维: :分析与综合分析与综合) )提示提示: :实际光合作用固定的太阳能。实际光合作用固定的太阳能。(2)(2)能量流动是沿着食物链、食物网进行传递的能量流动是沿着食物链、食物网进行传递的, ,那能量是如何传递给分解者那能量是如何传递给分解者的的?(?(科学思维科学思维: :分析与综合分析与综合) )提示提示: :生物的遗体、残骸和排放的遗物是分解者能量的来源。生物的遗体、残骸和排放的遗物是分解者能量的来源。【热考角度通关热考角度通关】角度一角度一 能量流动过程的文字题分析能量流动过程的文字题分析1.(20191.(2019海南高考海南高考) )假设在某岛屿上多年来总是存在一个约由假设在某岛屿上多年来总是存在一个约由m m只狼组成的狼只狼组成的狼群、一个约由群、一个约由n n只狼组成的狼群和若干只单独生活的狼。下列说法错误的是只狼组成的狼群和若干只单独生活的狼。下列说法错误的是( () )A.A.该岛上的狼能够依据猎物留下的气味信息追捕猎物该岛上的狼能够依据猎物留下的气味信息追捕猎物B.B.狼从猎物获得的能量大于猎物从生产者获得的能量狼从猎物获得的能量大于猎物从生产者获得的能量C.C.岛上狼的总数可能已接近该岛允许狼生存的最大数量岛上狼的总数可能已接近该岛允许狼生存的最大数量D.D.从岛上狼的数量相对稳定可推测岛上环境条件相对稳定从岛上狼的数量相对稳定可推测岛上环境条件相对稳定【解析解析】选选B B。该岛上的狼能够依据猎物留下的气味信息追捕猎物。该岛上的狼能够依据猎物留下的气味信息追捕猎物, ,属于种间属于种间的信息传递的信息传递,A,A项正确项正确; ;根据能量单向流动、逐级递减的特点根据能量单向流动、逐级递减的特点, ,可知狼从猎物获可知狼从猎物获得的能量小于猎物从生产者获得的能量得的能量小于猎物从生产者获得的能量,B,B项错误项错误; ;在某岛屿上经过多年的选择在某岛屿上经过多年的选择, ,狼的数量可能已经稳定狼的数量可能已经稳定, ,其总数可能已接近该岛允许狼生存的最大数量其总数可能已接近该岛允许狼生存的最大数量,C,C项正项正确确; ;从岛上狼的数量相对稳定可推测岛上环境条件没有发生太大变化从岛上狼的数量相对稳定可推测岛上环境条件没有发生太大变化, ,即保持即保持相对稳定状态相对稳定状态,D,D项正确。项正确。2.2.下列关于生态系统能量流动的叙述下列关于生态系统能量流动的叙述, ,不正确的是不正确的是( () )A.A.生态系统的能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失过程生态系统的能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失过程B.B.科学规划、设计人工生态系统可提高能量利用率科学规划、设计人工生态系统可提高能量利用率C.C.生态系统中能量流动是逐级递减的生态系统中能量流动是逐级递减的, ,因此不遵循能量守恒定律因此不遵循能量守恒定律D.D.在农田中除草、捉虫可使能量持续高效地流向对人类最有益的部分在农田中除草、捉虫可使能量持续高效地流向对人类最有益的部分【解析解析】选选C C。生态系统的能量流动包括能量的输入、转化、传递和散失过。生态系统的能量流动包括能量的输入、转化、传递和散失过程程,A,A项正确项正确; ;科学规划、设计人工生态系统科学规划、设计人工生态系统, ,可使能量得到最有效的利用可使能量得到最有效的利用, ,提高提高能量利用率能量利用率,B,B项正确项正确; ;生态系统中能量流动的特点是单向流动、逐级递减生态系统中能量流动的特点是单向流动、逐级递减, ,因因此遵循能量守恒定律此遵循能量守恒定律,C,C项错误项错误; ;农田中除去杂草和害虫是为了合理地调整生态农田中除去杂草和害虫是为了合理地调整生态系统中的能量流动关系系统中的能量流动关系, ,目的是使能量持续高效地流向对人类最有益的部分目的是使能量持续高效地流向对人类最有益的部分,D,D项正确。项正确。角度二角度二 能量流动的图例分析能量流动的图例分析3.(20203.(2020岳阳模拟岳阳模拟) )如图为生态系统中能量流动部分示意图如图为生态系统中能量流动部分示意图( (字母表示能量字母表示能量),),下列叙述正确的是下列叙述正确的是( () ) A.A.图中图中b b= =h h+ +c c+ +d d+ +e e+ +f fB.B.缩短食物链可以提高能量传递效率缩短食物链可以提高能量传递效率C.“C.“草草兔兔狼狼”这条食物链中这条食物链中, ,狼粪便中的能量属于狼粪便中的能量属于d dD.D.生产者与初级消费者之间的能量传递效率为生产者与初级消费者之间的能量传递效率为b/ab/a100%100% 【解析解析】选选C C。图中。图中b b= =h h+ +c c,A,A项错误项错误; ;缩短食物链可以减少能量的损耗缩短食物链可以减少能量的损耗, ,但无法但无法提高能量传递效率提高能量传递效率,B,B项错误项错误;“;“草草兔兔狼狼”这条食物链中这条食物链中, ,狼粪便中的能量狼粪便中的能量属于上一个营养级属于上一个营养级( (兔兔) )的的, ,即兔用于生长、发育和繁殖的能量即兔用于生长、发育和繁殖的能量, ,属于属于d d,C,C项正确项正确; ;生产者与初级消费者之间的能量传递效率为初级消费者同化的能量生产者与初级消费者之间的能量传递效率为初级消费者同化的能量/ /生产者固生产者固定的能量定的能量=(=(b b- -h h) )/a/a100%=100%=c/ac/a100%,D100%,D项错误。项错误。科学思维科学思维分析与综合分析与综合(1)(1)某一营养级摄入的能量某一营养级摄入的能量= =呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量+ +用于生长、发育、繁殖的能用于生长、发育、繁殖的能量量( (以有机物的形式储存起来以有机物的形式储存起来)+)+粪便量。粪便量。(2)(2)摄入量摄入量= =同化量同化量+ +粪便量。粪便量。(3)(3)能量传递效率能量传递效率= =某一营养级的同化量某一营养级的同化量/ /上一营养级的同化量上一营养级的同化量100%100%。4.4.如图表示某草原生态系统的能量流动过程。如图表示某草原生态系统的能量流动过程。a a、b b、c c、d d表示能量值表示能量值, ,表示营养级表示营养级, ,甲是分解者。下列说法正确的是甲是分解者。下列说法正确的是( () )A.A.甲在该生态系统中可以占有三个营养级甲在该生态系统中可以占有三个营养级B.B.第二到第三营养级的能量传递效率是第二到第三营养级的能量传递效率是b/cb/c100%100%C.C.流入该生态系统的总能量是流入该生态系统的总能量是a a+ +b b+ +c c+ +d dD.D.图中各营养级之间能量多少的关系为图中各营养级之间能量多少的关系为a a b b c c【解析解析】选选D D。甲为分解者。甲为分解者, ,不属于食物链不属于食物链, ,不占该生态系统的营养级不占该生态系统的营养级,A,A项错误项错误; ;第二到第三营养级的能量传递效率是第二到第三营养级的能量传递效率是c / b c / b 100%,B100%,B项错误项错误; ;流入该生态系统流入该生态系统的总能量是生产者固定的能量的总能量是生产者固定的能量a,Ca,C项错误项错误; ;能量沿着食物链逐级递减能量沿着食物链逐级递减, ,故各营养故各营养级之间能量多少的关系为级之间能量多少的关系为abc,Dabc,D项正确。项正确。角度三角度三 生态金字塔的识别和分析生态金字塔的识别和分析5.(20195.(2019全国卷全国卷)如果食物链上各营养级均以生物个体的数量来表示如果食物链上各营养级均以生物个体的数量来表示, ,并以并以食物链起点的生物个体数作底层来绘制数量金字塔食物链起点的生物个体数作底层来绘制数量金字塔, ,则只有两个营养级的夏季则只有两个营养级的夏季草原生态系统草原生态系统( (假设第一营养级是牧草假设第一营养级是牧草, ,第二营养级是羊第二营养级是羊) )和森林生态系统和森林生态系统( (假假设第一营养级是乔木设第一营养级是乔木, ,第二营养级是昆虫第二营养级是昆虫) )数量金字塔的形状最可能是数量金字塔的形状最可能是( () )A.A.前者为金字塔形前者为金字塔形, ,后者为倒金字塔形后者为倒金字塔形B.B.前者为倒金字塔形前者为倒金字塔形, ,后者为金字塔形后者为金字塔形C.C.前者为金字塔形前者为金字塔形, ,后者为金字塔形后者为金字塔形D.D.前者为倒金字塔形前者为倒金字塔形, ,后者为倒金字塔形后者为倒金字塔形【解析解析】选选A A。题目要绘制的是数量金字塔。题目要绘制的是数量金字塔, ,夏季草原生态系统的第一营养级夏季草原生态系统的第一营养级是牧草是牧草, ,第二营养级是羊第二营养级是羊, ,牧草的数量远远大于羊的数量牧草的数量远远大于羊的数量, ,所以两者的数量关系所以两者的数量关系符合金字塔形符合金字塔形; ;森林生态系统第一营养级乔木的数量不如第二营养级昆虫的数森林生态系统第一营养级乔木的数量不如第二营养级昆虫的数量多量多, ,一棵乔木树上往往有许多昆虫一棵乔木树上往往有许多昆虫, ,所以两者的数量关系最可能为倒金字塔所以两者的数量关系最可能为倒金字塔形。形。6.6.如图表示某一生态系统的能量金字塔如图表示某一生态系统的能量金字塔, ,其中其中、分别代表不同的分别代表不同的营养级营养级,E,E1 1、E E2 2代表能量的形式。下列叙述正确的是代表能量的形式。下列叙述正确的是( () )A.A.和和是实现物质循环的关键生态成分是实现物质循环的关键生态成分B.B.该图所示的食物网中只有该图所示的食物网中只有1 1条食物链条食物链:C.EC.E1 1表示的能量主要是生产者通过光合作用所固定的能量表示的能量主要是生产者通过光合作用所固定的能量D.D.能量可在食物链中循环利用能量可在食物链中循环利用【解析解析】选选C C。图中。图中代表生产者代表生产者, ,则则E E1 1表示的能量主要为生产者通过光合作用表示的能量主要为生产者通过光合作用固定的能量固定的能量;、和和都代表消费者都代表消费者, ,实现物质循环的关键生态成分是生产实现物质循环的关键生态成分是生产者和分解者者和分解者; ;每一营养级的生物种类可能有很多每一营养级的生物种类可能有很多, ,该图所示的食物网可能由很该图所示的食物网可能由很多条食物链组成多条食物链组成; ;生态系统中能量流动是单向的生态系统中能量流动是单向的, ,能量不能循环利用。能量不能循环利用。【加固训练加固训练】(2019(2019聊城模拟聊城模拟) )如图表示在某生态系统中如图表示在某生态系统中, ,能量流经第二营养级的示意能量流经第二营养级的示意图。对该图分析不合理的是图。对该图分析不合理的是( () )A.A.能量流动是伴随着物质利用进行的能量流动是伴随着物质利用进行的B.B.图中甲为初级消费者同化的能量图中甲为初级消费者同化的能量, ,即第二营养级所含有的能量即第二营养级所含有的能量C.C.该图不够完善该图不够完善, ,缺少甲中因呼吸作用以热能形式散失的能量缺少甲中因呼吸作用以热能形式散失的能量D.D.乙比甲的能量少的原因是甲的遗体、残骸中的能量被分解者利用而未传递乙比甲的能量少的原因是甲的遗体、残骸中的能量被分解者利用而未传递下去下去【解析解析】选选D D。能量是单向流动、逐级递减的。能量是单向流动、逐级递减的, ,不能循环利用不能循环利用, ,是伴随着物质利是伴随着物质利用而进行的用而进行的, ,故故A A项合理项合理; ;图中甲是初级消费者的同化量图中甲是初级消费者的同化量, ,即第二营养级所含有即第二营养级所含有的能量的能量, ,故故B B项合理项合理; ;该图不够完善是因为缺少甲中因呼吸作用以热能形式散失该图不够完善是因为缺少甲中因呼吸作用以热能形式散失的能量的能量, ,故故C C项合理项合理; ;乙比甲的能量少的原因是第二营养级通过呼吸作用散失了乙比甲的能量少的原因是第二营养级通过呼吸作用散失了一部分能量一部分能量, ,故故D D项不合理。项不合理。考点二生态系统的物质循环及其与能量流动的关系考点二生态系统的物质循环及其与能量流动的关系 【必备知识速填必备知识速填】1.1.物质循环的概念物质循环的概念: :2.2.碳循环碳循环: :(1)(1)请写出图中各标号的名称请写出图中各标号的名称: :a._;b._;c_;d._;e._;a._;b._;c_;d._;e._;f._f._。(2)(2)碳的存在形式与循环形式。碳的存在形式与循环形式。在生物群落和无机环境间在生物群落和无机环境间: :主要以主要以_的形式循环。的形式循环。在生物群落内部在生物群落内部: :以以_的形式传递。的形式传递。在无机环境中在无机环境中: :主要以主要以_的形式存在。的形式存在。生产者生产者消费者消费者呼吸作用呼吸作用光合作用和化能合成作用光合作用和化能合成作用呼吸作用呼吸作用化石燃料的燃烧化石燃料的燃烧COCO2 2含碳有机物含碳有机物COCO2 2和碳酸盐和碳酸盐(3)(3)碳进入生物群落的途径碳进入生物群落的途径: :生产者的生产者的_和和_。(4)(4)碳返回无机环境的途径。碳返回无机环境的途径。生产者、消费者的生产者、消费者的_。分解者的分解者的_(_(实质是呼吸作用实质是呼吸作用) )。_的燃烧。的燃烧。3.3.温室效应温室效应: :(1)(1)形成原因形成原因: :大量燃烧大量燃烧_,_,导致大气中的导致大气中的_含量迅速增加含量迅速增加, ,打破了生打破了生物圈中物圈中_的平衡。的平衡。(2)(2)主要影响主要影响: :导致导致_,_,加快极地和高山冰川的融化加快极地和高山冰川的融化, ,导致海平面上升导致海平面上升, ,进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。光合作用光合作用化能合成作用化能合成作用呼吸作用呼吸作用分解作用分解作用化石燃料化石燃料化石燃料化石燃料COCO2 2碳循环碳循环气温升高气温升高【秒判正误秒判正误】1.1.生态系统的物质循环指的是各种化合物在生物群落与无机环境之间往复循生态系统的物质循环指的是各种化合物在生物群落与无机环境之间往复循环。环。( )( )分析分析: :物质循环指的是各种化学元素在生物群落与无机环境之间往复循环。物质循环指的是各种化学元素在生物群落与无机环境之间往复循环。2.2.无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用。无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用。( )( )分析分析: :物质循环是可以反复利用的物质循环是可以反复利用的, ,无机环境的物质可以通过光合作用、化能无机环境的物质可以通过光合作用、化能合成作用等途径进入生物群落。合成作用等途径进入生物群落。3.3.化石燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因。化石燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因。( )( )4.4.如果人们不按生态规律办事如果人们不按生态规律办事, ,乱砍滥伐森林乱砍滥伐森林, ,会影响生态系统的碳循环。会影响生态系统的碳循环。( )( )5.5.物质循环的范围是生物圈。物质循环的范围是生物圈。( )( )【重点难点讲透重点难点讲透】1.1.能量流动与物质循环的区别能量流动与物质循环的区别: :项目项目能量流动能量流动物质循环物质循环形式形式太阳能太阳能化学能化学能热能热能 过程过程沿食物链沿食物链( (网网) )单向单向流动流动在无机环境与生物在无机环境与生物群落之间反复循环群落之间反复循环范围范围生态系统各营养级生态系统各营养级全球全球( (生物圈生物圈) )特点特点单向流动、逐级递减单向流动、逐级递减全球性、反复循环全球性、反复循环2.2.物质循环与能量流动的联系物质循环与能量流动的联系: :(1)(1)生物群落中的物质和能量最终来自无机环境。生物群落中的物质和能量最终来自无机环境。(2)(2)连接生物群落和无机环境的两大成分是生产者和分解者连接生物群落和无机环境的两大成分是生产者和分解者; ;图示中未标出某图示中未标出某些生产者还可以利用化学能进行化能合成作用。些生产者还可以利用化学能进行化能合成作用。(3)(3)二者均开始于生产者二者均开始于生产者, ,通过光合作用合成有机物、固定太阳能通过光合作用合成有机物、固定太阳能, ,然后沿共同然后沿共同的渠道的渠道食物链食物链( (网网) )一起进行。一起进行。(4)(4)能量的固定、储存、转移和释放能量的固定、储存、转移和释放, ,都离不开物质的合成与分解等过程。都离不开物质的合成与分解等过程。(5)(5)物质作为能量的载体物质作为能量的载体, ,使能量沿着食物链使能量沿着食物链( (网网) )流动。流动。(6)(6)能量作为动力能量作为动力, ,使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。(7)(7)总体上来说总体上来说, ,二者之间是相互依存、不可分割二者之间是相互依存、不可分割, ,并且同时进行的关系。并且同时进行的关系。【典例示范典例示范】(2018(2018天津高考节选天津高考节选) )为研究森林生态系统的碳循环为研究森林生态系统的碳循环, ,对西黄松老龄对西黄松老龄( (未砍伐未砍伐5050250250年年) )和幼龄和幼龄( (砍伐后砍伐后2222年年) )生态系统的有机碳库及年碳收支进行测定生态系统的有机碳库及年碳收支进行测定, ,结结果见下表果见下表, ,据表回答据表回答: :净初级生产力净初级生产力: :生产者光合作用固定总碳的速率减去自身呼吸作用消耗碳的生产者光合作用固定总碳的速率减去自身呼吸作用消耗碳的速率速率异养呼吸异养呼吸: :消费者和分解者的呼吸作用消费者和分解者的呼吸作用(1)(1)大气中的碳主要在叶绿体大气中的碳主要在叶绿体_部位被固定部位被固定, ,进入生物群落。幼龄进入生物群落。幼龄西黄松群落每平方米有西黄松群落每平方米有_克碳用于生产者当年的生长、发育、繁殖克碳用于生产者当年的生长、发育、繁殖, ,储存在生产者活生物量中储存在生产者活生物量中; ;其中其中, ,部分通过生态系统中部分通过生态系统中_的呼吸作的呼吸作用用, ,部分转变为死有机质和土壤有机碳后通过部分转变为死有机质和土壤有机碳后通过_的分解作用的分解作用, ,返回大气中的返回大气中的COCO2 2库。库。(2)(2)西黄松幼龄群落中每克生产者活生物量的净初级生产力西黄松幼龄群落中每克生产者活生物量的净初级生产力_(_(大大于于/ /等于等于/ /小于小于) )老龄群落。根据年碳收支分析老龄群落。根据年碳收支分析, ,幼龄西黄松群落幼龄西黄松群落_ _ ( (能能/ /不能不能) )降低大气碳总量。降低大气碳总量。【解析解析】(1)(1)大气中的碳在光合作用的暗反应中被固定大气中的碳在光合作用的暗反应中被固定, ,此过程发生在叶绿体此过程发生在叶绿体基质中基质中; ;生产者光合作用固定总碳的速率减去自身呼吸作用消耗碳的速率生产者光合作用固定总碳的速率减去自身呼吸作用消耗碳的速率, ,即即为生产者用于生长、发育、繁殖的量为生产者用于生长、发育、繁殖的量, ,即净初级生产力即净初级生产力, ,对应表格中的数据为对应表格中的数据为360 (g/m360 (g/m2 2年年););生态系统中各级消费者摄食后生态系统中各级消费者摄食后, ,通过呼吸作用供给生长、发育、通过呼吸作用供给生长、发育、繁殖等过程繁殖等过程, ,动物死亡后其遗体变成土壤有机碳动物死亡后其遗体变成土壤有机碳, ,再通过分解者的分解作用再通过分解者的分解作用, ,返返回大气中的回大气中的COCO2 2库。库。(2)(2)由表格中数据可知由表格中数据可知, ,西黄松老龄群落中每克生产者活生物量的净初级生产西黄松老龄群落中每克生产者活生物量的净初级生产力为力为470/12 7300.04,470/12 7300.04,而幼龄群落中每克生产者活生物量的净初级生产力为而幼龄群落中每克生产者活生物量的净初级生产力为360/1 4600.25,360/1 4600.25,幼龄群落数值偏大幼龄群落数值偏大; ;幼龄群落中净初级生产力为幼龄群落中净初级生产力为360(g/m360(g/m2 2年年),),小于异养呼吸消耗的小于异养呼吸消耗的390(g/m390(g/m2 2年年),),故幼龄西黄松群落不能降故幼龄西黄松群落不能降低大气碳总量。低大气碳总量。答案答案: :(1)(1)基质基质360360消费者分解者消费者分解者(2)(2)大于不能大于不能【素养新命题素养新命题】(1)(1)大气中的碳被固定大气中的碳被固定, ,进入生物群落进入生物群落, ,简要叙述该过程中的物质变化和能量变简要叙述该过程中的物质变化和能量变化。化。( (生命观念生命观念: :物质与能量观物质与能量观) )提示提示: :物质变化是大气中的碳以物质变化是大气中的碳以COCO2 2形式首先被形式首先被C C5 5固定形成固定形成C C3 3, ,然后然后C C3 3在在ATPATP和和HH的的作用下形成作用下形成(CH(CH2 2O)O)和和C C5 5; ;能量变化是储存在能量变化是储存在ATPATP