教师用书配套课件3 (8).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、能量流动的过程,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
2、高效地流向_的部分。【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。,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,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,【点拨】生态系统物质循环的物质是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。,
3、【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
4、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,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
5、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】如图表示某生态系统的能量锥体图,P为生产者,Q1为初级消费者,Q2为次级消费者。对图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析。其中分析不正确的是(注:图中a、a1、a2表示上一年留下来的能量,e、e1、e2表示呼吸消耗量),A.b+c+d+e为本年度流入该生态系统的总能量B.c1表示初级消费者中被次级消费者所同化的量C.b和d之一,可代表生产者传递给分解者的能量D.初级消费者产生的粪便中所含的能量包含在c中【解题指南】1.知识储备
6、(1)生态系统能量传递的途径与形式;(2)食物链中每一营养级的能量的来源与去路。2.解题关键:明确能量锥体图中每段所代表的含义,分析能量流动的传递过程。,【解析】选D。结合图形分析知,b+c+d+e为植物光合作用利用的光能(固定的能量),即流入该生态系统的总能量;c1代表初级消费者流入次级消费者的能量即被次级消费者所同化的量;b和d可代表生产者传递给分解者的能量和未利用的能量;初级消费者产生的粪便中所含的能量属于生产者同化的能量,应在b或d中。,【互动探究】(1)如果此生态系统每年的能量锥体图都与B图一样,预测这个生态系统的生物量变化趋势。提示:增加。分析:B图中,每个营养级都有上年剩余的生物
7、量,按照这个趋势,这个生态系统的生物量会增加。(2)这一年,P和Q1之间的能量传递效率是多少?提示:c/(b+c+d+e)。分析:P本年的同化量是b+c+d+e,Q1本年的同化量是c,则能量传递效率是c/(b+c+d+e)。,【变式备选】在一个草原生态系统中,如果要研究被第二营养级同化的能量去向,不应包括下列选项中的()A.羊的呼吸消耗量B.羊的粪便量C.羊的生长量D.部分死亡羊的重量【解析】选B。生产者所固定的能量被第二营养级摄入后,一部分被第二营养级的生物同化,用于生长、发育和繁殖及通过呼吸作用消耗,还有一部分未被同化,通过粪便等排出体外。因此羊的粪便量不是被羊同化的能量去向。,能量流动的
8、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=100%。(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,知低营养级求高营养级,获能量最多,选最短食物链按20%计算,选最长食物链按10%计算,获能量最少,
9、知高营养级求低营养级,需最多能量,选最长食物链按10%计算,需最少能量,选最短食物链按20%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
10、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。,【变式备选】如图为一个草原生态系统的食物链,E1、E2、E3、E4分别表示流入牧草、昆虫、鸟、鹰的能量,下列说法不正确的是()A.这些生物形成的数量金字塔与能量金字塔基本一致B.(10%)3E4/E1(20%)3C.牧草的大部分能量传给了昆虫D.捕食关系对维持群落的稳定有重要作用,【解析】选C。一般而言,营养级越高,该营养级的能量越少,生
11、物数量也越少;能量的传递效率在10%20%之间,因此鹰从牧草处获得的最多能量为(20%)3(E1),最少能量为(10%)3(E1);牧草传递给昆虫的能量最多为20%;各种生物之间的捕食和被捕食关系(相互制约),使其数量不会有明显变化,因此捕食关系对维持群落的稳定有重要作用。,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
12、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
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