必修3第5.6章---第2课时.ppt

第2课时生态系统的能量流动生态系统的物质循环,1过程,2图解,1生态系统中的能量流动是单向的，且是逐级递减的()2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%(),【提示】能量在相邻两个营养级之间的传递效率大约是10%20%。,3研究能量流动，可合理设计人工生态系统，高效利用能量()4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(),【提示】使能量持续高效地流向对人类有益的部分。,1参与循环的物质是组成生物体的各种化合物(),【提示】物质循环是指组成生物体的化学元素。,2物质循环的范围是生物圈()3碳在生物群落和无机环境之间主要以有机物形式循环(),【提示】以CO2形式循环。,4化学燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因(),1由草、兔、狐组成的食物链中，兔所获得的能量，其去向不包括()A兔呼吸作用释放的能量B由兔的粪便流入分解者体内的能量C流入狐体内的能量D由狐的粪便流入分解者体内的能量,【解析】草兔狐这条食物链中，兔所获得的能量去向有：兔呼吸作用消耗，流向下一营养级生物狐体内，由狐的粪便流入分解者体内。由兔的粪便流入分解者体内的能量不属于兔所获得的能量，兔子粪便中的能量是草通过光合作用固定的能量。,【答案】B,2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、S等基本元素B所说的生态系统是地球上最大的生态系统生物圈C所说的循环是指物质在生物群落与无机环境之间反复出现、循环流动D物质在循环过程中不断递减,【解析】物质循环的特点之一是反复出现、循环流动，因此物质在循环过程中是不会递减的。,【答案】D,3(2012南宁模拟)假设流经一个生态系统的总能量为100%，按照最高传递效率计算，第三营养级和三级消费者所获得的能量最多分别为()A20%和4%B4%和4%C4%和0.8%D0.8%和0.8%,【解析】流经一个生态系统的总能量为100%，即第一营养级的能量为100%，按能量传递效率为20%计算，第三营养级的能量为100%20%20%4%，三级消费者为第四营养级，其能量为100%20%20%20%0.8%。,【答案】C,4如图表示生态系统中碳循环的部分过程，其中A、B、C、D组成生物群落。下列说法不正确的是(),AA是生产者，D是分解者B.图中箭头可以表示碳元素的流动方向C.过程中伴随着能量的传递D.无机环境中的CO2都是细胞呼吸的产物,【解析】无机环境中的CO2除了细胞呼吸的产物外，还能由化石燃料的燃烧产生。,【答案】D,5正误判断(1)(2011海南高考T21A)生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的能量()(2)(2010大纲全国高考T5C)沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用(),【提示】能量只能单向流动，不能循环利用。,(3)(2012广东六校联考T6B)能量在沿食物链流动时逐级递减(),6(2011佛山检测)请回答下列、两题。.下图是一个简化的草原生态系统能量流动示意图，其中、表示具体的能量数值，请据图回答下列问题。,(1)在图中的食物链中，能量由第二营养级传递到第三营养级的效率是_(用图中的标号表示)，和分别属于_和_(生物)的同化量的一部分。(2)在草通过光合作用固定的能量中，除图中所示的能量外，还将有三部分能量，它们分别是_、_、和未被利用的。(3)碳元素在该生态系统的生物群落中是以_形式进行传递的。,.下图表示某生态系统中能量流经初级消费者的示意图，请分析回答以下问题：,(1)图中A表示_。(2)能量流动是单向的、不可逆的，原因是_。(3)人类对生态系统的能量流动进行调查研究，其目的是_。,【解析】.(1)为兔同化的能量，为狼同化的能量，不是兔同化的能量而是草同化能量的一部分，是狼同化能量的一部分。(2)草通过光合作用固定的太阳能除流入下一营养级外，还有一部分被自身呼吸作用消耗，一部分被分解者利用和未利用。.(1)每个营养级的生物都通过呼吸作用散失一部分能量。(2)由于生物之间的捕食关系不可逆转，能量只能沿食物链流动。(3)研究能量流动的目的一是设计人工生态系统，使能量高效利用；二是调整能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。,【答案】.(1)/100%草狼(2)呼吸作用所消耗的被分解者利用的(3)有机物.(1)呼吸作用(与呼吸有关即可)(2)能量流动只能沿食物链进行(食物关系不可逆转)(3)使能量得到最有效的利用；持续高效地流向对人类最有益的部分,1.能量流动过程生态系统的能量流动过程，可以概括为如图,(1)能量的来源：太阳光。(2)起点：从生产者固定的太阳能开始。(3)数量：流经生态系统的总能量，是生产者通过光合作用所固定的全部太阳能。(4)渠道：食物链和食物网。(5)能量转化：太阳能有机物中的化学能热能(最终散失)。(6)流动形式：有机物中的化学能。(7)散失途径：呼吸作用，包括各个营养级自身的呼吸消耗以及分解者的呼吸作用。(8)能量散失的形式：以热能形式散失。,2一个营养级的能量的来源和去路,3能量流动特点(1)单向流动的原因食物链中，相邻营养级生物的吃与被吃关系不可逆转，因此能量不能倒流，这是长期自然选择的结果。各营养级的能量总有一部分以细胞呼吸产生热能的形式散失掉，这些能量是无法再利用的。(2)逐级递减的原因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。各个营养级的生物都会因细胞呼吸以热能形式散失相当大的一部分能量。各营养级中的能量都要有一部分流入分解者。,4能量传递效率：10%20%，即输入某一营养级的能量中，只有10%20%的能量流入到下一个营养级。计算方法为：,1下列表示生态系统中处于第二营养级的生物，其能量流动的过程图解，有关叙述正确的是(),A图中粪便量属于生产者经光合作用所固定的太阳能B呼吸作用以热能形式散失的能量占同化量的比例较小C流入下一个营养级的能量占摄入量的10%20%D从图示可知，能量在营养级之间不具有单向流动的特点,【解析】第二营养级的生物同化的能量是摄入的能量减去粪便中的能量。粪便中的能量是第二营养级的生物没有同化的能量，属于生产者经光合作用所固定的太阳能。呼吸作用以热能形式散失的能量占同化量的大部分。流入下一个营养级的能量占第二营养级的生物同化能量的10%20%，不是占摄入量的10%20%。第二营养级的生物同化的能量的流向不是单一的，能量在营养级之间的流动是单向的。,【答案】A,1.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化能合成作用而实现的。(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。(3)大气中CO2的来源有三个(即碳元素返回无机环境的途径)：一是分解者的分解作用；二是动植物的呼吸作用；三是化石燃料的燃烧。(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)碳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双向的，其他各成分间的传递均是单向的。,2温室效应(1)大气中CO2含量持续增加的原因工厂、汽车、飞机、轮船等对化石燃料的大量使用，向大气中释放大量的CO2。森林、草原等植被大面积的破坏，大大降低了对大气中CO2的调节能力。(2)危害加快极地冰川融化，导致海平面上升，对陆地生态系统和人类的生存构成威胁。改变了降雨和蒸发机制，影响农业和粮食资源生产。(3)缓解措施植树造林，增加绿地面积。开发清洁能源，减少化石燃料燃烧。,2(2011兖州摸底)如图表示某生态系统中四种成分之间碳的流动方向，以下相关叙述正确的是(),A甲和丙所包含的所有种群构成生物群落B乙不一定是原核生物C丁的CO2含量减少，将导致臭氧层破坏D丙1同化量越大，丙2的同化量越小,【解析】由图分析可知，甲为生产者，乙为分解者，丙为消费者，丁为非生物的物质和能量，一个生物群落应包括生产者、消费者、分解者；有些真核生物也是分解者，如蚯蚓；臭氧层的破坏是由氟氯烃的大量排放所致；一般来说丙1的同化量越大，丙2的同化量越大。,【答案】B,考向生态系统的能量流动与物质循环,1生态系统的能量流动和物质循环是生态学的重点、难点，是高考的高频考点。2011年山东高考T26、天津高考T9、广东高考T24、海南高考T21、福建高考T4,2010年江苏高考T11、山东高考T6、大纲全国高考T5、广东高考T26、海南高考T23,2009年海南高考T20都考到了本内容，特别是生态系统的能量流动考查的次数较多。2预计2013年高考中对能量流动的理解及对能量流动和物质循环在具体生态实例中的应用还会重点考查。,(2012长沙模拟)下图甲为北极冻原生态系统中部分生物构成的食物网。图乙虚线方框内表示一个生态系统，箭头表示该生态系统能量流动的方向。请据图回答：,(1)图甲中雪兔和狼之间的种间关系是_。(2)假如北极狐的食物1/2来自雷鸟，1/8来自植物，且该系统能量从生产者到消费者的传递效率为10%，从消费者到消费者的能量传递效率为20%，如果北极狐种群增加的能量为80kJ，若不考虑其他变化的影响，则需植物增加的能量是_kJ。(3)图乙中C代表生态系统中的成分是_。,(4)下表表示图乙生态系统的能量流动情况。,分析上表可知，流入该生态系统的总能量为_(106J)，从第二营养级到第三营养级的能量传递效率为_。从能量输入和输出来看，该生态系统的总能量是否增加？_。,能量传递效率相关计算规律,课题13.生物实验中的单一变量原则,1明确变量变量：或称因子，是指实验过程中所被操作的特定因素或条件。按性质不同，通常可分为两类：(1)自变量与因变量自变量，指实验中由实验者所操纵的因素或条件；因变量，指实验中由于自变量而引起的变化和结果。通常，自变量是原因，因变量是结果，二者具有因果关系。实验的目的在于获得和解释这种前因后果。例如，在“温度对酶活性的影响”的实验中，所给定的低温(冰块)、适温(37)、高温(沸水浴)就是自变量，而由于低温、适温、高温条件变化，唾液淀粉酶水解淀粉的反应结果也随之变化，这就是因变量，该实验即在于获得和解释温度变化(自变量)与酶的活性(因变量)的因果关系。,(2)无关变量与额外变量无关变量，指实验中除自变量以外，可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量。额外变量，也称干扰变量，指实验中由于无关变量所引起的变化和结果。显然，额外变量会对因变量有干扰作用。例如上述实验中除自变量(低温、适温、高温)以外，试管洁净程度、唾液新鲜程度、可溶性淀粉浓度和纯度、试剂溶液的剂量、浓度和纯度、实验操作程度、温度处理的时间长短等等，都属于无关变量，要求对低温、适温、高温3组实验是等同、均衡、稳定的；如果无关变量中的任何一个或几个因素或条件，对3个实验组的给定不等同、不均衡、不稳定，则会在实验结果中产生额外变量，出现干扰，造成误差。实验的关键之一在于控制无关变量或减少额外变量，以减少误差。,2单一变量原则在实验设计中仅仅改变实验中的某一项变量，其它因子不变，在此条件下，观察、研究该变量对实验材料和实验结果的影响。除了整个实验过程中欲处理的实验因素外，其他实验条件要做到前后一致。3其他实验条件完全相同的控制方法(1)所选用生物材料要相同，即所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面特点要尽量相同或至少大致相同。(2)所用实验器具要相同，即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小型号要完全一样。(3)所用实验试剂要相同，即试剂的成分、浓度、体积要相同。尤其要注意体积上等量的问题。(4)所用处理方法要相同，如保温或冷却；光照或黑暗；搅拌或振荡都要一致。有时尽管某种处理对对照实验来说，看起来似乎是毫无意义的，但最好还是要作同样的处理。,某小组为探究不同条件对植物光合作用速率和呼吸作用速率的影响，做了如下实验：将8组长势和生理状况基本相同的天竺葵盆栽植株，分别放在密闭透明容器中，在不同实验条件下，测定密闭容器中的二氧化碳含量，实验结果见下表。,请分析回答下列问题：(1)第1、3、5、7组构成了一个相对独立的实验组合，其中的自变量是_，需控制的无关变量_。(2)第2、4、6、8组构成了另一个相对独立的实验组合，该实验组合是为了研究_。(3)第1、3、5、7各组实验前后CO2含量变化值的含义是_所消耗的CO2量。,【解析】(1)自变量是由实验者操作、掌握的变量。无关变量，也称控制变量，指与自变量同时影响因变量的变化，但与研究目的无关的变量。1、3、5、7四个组合，除温度变化其他条件均相同，因此温度为自变量，光照强度、二氧化碳浓度为无关变量。(2)2、4、6、8四个组合，自变量是温度，光照强度都为0，都无光合作用，只研究呼吸作用，因此为研究温度对植物呼吸作用(强度/速率)的影响。(3)1、3、5、7各组实验中测定的是密闭容器中的二氧化碳含量，是植物细胞内部光合作用与呼吸作用互补之后的结果，因此测定的是净光合作用所消耗的CO2量。,【答案】(1)温度光照强度、二氧化碳浓度等(2)温度对植物呼吸作用(强度/速率)的影响(3)净光合作用,1(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,【解析】流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，能量在各营养级之间的传递效率为10%20%，故A正确；生态系统的信息传递能够调节种间关系，以维持生态系统的稳定性，不可能只对捕食者有利；生态系统的食物链中营养级的高低与体型大小没有必然联系。,【答案】A,2(2011福建高考)下表选项中，甲、乙、丙三者关系能用下图表示的是(),【解析】依据题干中提供的信息逐项分析：若甲为消费者，其呼吸作用产生的CO2释放到CO2库，CO2库中的CO2又可以通过生产者(丙)的光合作用固定到有机物中，消费者通过摄食，碳元素又可进入消费者，故A正确；若甲为血浆，根据题意中的箭头指向分析乙不可能为淋巴，故B错；若图表示生态系统的能量流向，分解者(丙)中的能量不可能被消费者(乙)利用，故C错；若图表示甲状腺激素分泌的分级调节，乙应该为垂体，丙为甲状腺，故D错。,【答案】A,3(2010江苏高考)有人发起“多吃素食、少吃肉食”的运动，以支援粮食短缺地区的灾民。运用生态学知识对此的合理解释是()A多吃肉食会增加心血管病的发病率B直接以低营养级的生物为食将消耗生态系统更多的能量C多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多D节省的肉食可以帮助灾民提高营养水平,【解析】“多吃素食、少吃肉食”能节约粮食，其生态学原理在于降低人在食物链中的营养级，从而节约更多的粮食。故正确答案为C。,【答案】C,4(2010海南高考)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_的方式将有机物分解成CO2等释放到无机环境中。(3)下图所示的食物网中共有_条食物链，其中初级消费者是_。,(4)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】(1)碳循环的形式是CO2。生产者固定的太阳光能是生态系统的总能量。(2)分解者分解有机物的方式包括有氧呼吸和无氧呼吸。(3)图中的食物链包括植物兔鹰；植物鼠蛇鹰；植物鼠鹰，共三条食物链。(4)有毒物质不能被分解，也不能排出体外，沿食物链富集，营养级越高，有毒物质在体内积累量越大。,【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)3兔和鼠(4)食物链营养级,5(2011天津高考)放牧强度可影响人工草地的物质循环和能量流动。图1是亚热带某人工草地在不同放牧强度下牧草净光合产量(净光合产量光合作用合成量一呼吸作用消耗量)的变化图，G0为不放牧，G1G3为放牧强度逐渐增强。,据图回答：(1)510月份的最适放牧强度是_(从G0G3中选填)，_月份可被初级消费者利用的总能量最多。,(2)与放牧草地相比，8月份不放牧草地净光合产量明显偏低的原因有_(多选)。A过多枝叶对下层植物有遮光作用B植株衰老组织较多C缺少动物粪尿的施肥作用D草地生态系统的物质循环加快(3)据图1分析，为使牧草净光合产量维持在最高水平，410月份需要采取的放牧措施是_。(4)牧草的光合作用强度可用单位时间和面积的_来表示。(5)在牧草上喷洒32P标记的磷肥，检测32P在初级和次级消费者中的放射强度，结果见图2，其中A消费者处于第_营养级。(6)在生态系统的生物成分中，生产者体内的32P除被消费者利用外，还有部分进入_。,【解析】(1)由图1信息知，510月份期间，在G2放牧强度下，牧草净光合产量最高，其中，6月份的净光合产量最高。被初级消费者利用的总能量最多。(2)8月份草地枝叶繁茂，不放牧导致过多枝叶对下层植物遮光，降低了下层植物的光合作用强度；不放牧使植株衰老组织较多，有机物消耗量增多，导致草地净光合产量降低；不放牧时无动物产生的有机肥，影响植物生长，降低了光合作用强度。(3)由图1信息知，4月份不放牧时，净光合产量最高，510月份放牧强度保持在G2水平净光合产量最高。(4)单位时间和面积的有机物生成量、CO2的消耗量和O2的生成量均能表示光合作用的强度。(5)由生物富集原理可推知，营养级越高的消费者体内32P含量越高，即放射强度越大，结合图2知，A为初级消费者，位于第二营养级。(6)生产者体内的含32P的有机物除被消费者利用外，还可随枯枝残叶被分解者利用。,【答案】(1)G26(2)A、B、C(3)4月份不放牧，510月份放牧强度保持在G2水平(4)有机物生成量(CO2的消耗量或O2生成量)(5)二(6)分解者,