【步步高】高考生物 生态系统的能量流动精选课件.ppt
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1、第第3737课时课时 生态系统的能量流动生态系统的能量流动必备知识梳理必备知识梳理回扣基础要点回扣基础要点一、能量流动的概念和过程一、能量流动的概念和过程1.1.概念:概念:生态系统中能量的生态系统中能量的 、传递、传递、 和和 散失的过程。散失的过程。2.2.能量流动的过程能量流动的过程 (1 1)能量的输入)能量的输入输入输入转化转化(2 2)能量的传递)能量的传递 传递渠道:传递渠道: 。 传递过程(挖掘教材传递过程(挖掘教材P P9494图图5-65-6)食物链和食物网食物链和食物网源头:太阳能。源头:太阳能。起点:从开始起点:从开始 。总能量:总能量: 。生产者固定太阳能生产者固定太
2、阳能生产者固定的全部太阳能生产者固定的全部太阳能呼吸消耗呼吸消耗同化同化生长生长发育和繁殖发育和繁殖析图:析图:A.A.消费者摄入能量(消费者摄入能量(a a)= =消费者同化能量消费者同化能量(b b)+ +粪便中能量(粪便中能量(c c),即动物粪便中能量不属),即动物粪便中能量不属该营养级同化能量,应为上一个营养级固定或同该营养级同化能量,应为上一个营养级固定或同化能量。化能量。B B. .消费者同化能量(消费者同化能量(b b)= =呼吸消耗呼吸消耗( (d d)+)+生长、发生长、发育和繁殖(育和繁殖(e e)。)。C C. .生长、发育和繁殖(生长、发育和繁殖(e e)= =分解者
3、分解利用分解者分解利用( (f f)+)+下一营养级同化(下一营养级同化(i i)+ +未被利用未被利用( (j j) ),即消费者同,即消费者同化能量若为两部分之和是化能量若为两部分之和是b b= =d d+ +e e;若为四部分之和;若为四部分之和是是b b= =d d+ +f f+ +i i+ +j j。(3 3)能量的转化和散失)能量的转化和散失 (散失)(散失) 中中化学能化学能:直接用于各项生命活动:直接用于各项生命活动太阳能太阳能有机物中有机物中 光合作用光合作用生产者生产者呼吸作用呼吸作用生产者、消费者、分解者生产者、消费者、分解者化学能化学能热能热能ATPATP练一练练一练
4、下列关于生态系统能量流动的叙述中,正确的下列关于生态系统能量流动的叙述中,正确的 是是 ( ) A.A.通过消费者的粪便流入到分解者体内的能量通过消费者的粪便流入到分解者体内的能量 属于消费者同化作用所获得的能量的一部分属于消费者同化作用所获得的能量的一部分 B.B.能量伴随着物质而循环流动能量伴随着物质而循环流动 C.C.生产者可通过光合作用合成有机物,并把能生产者可通过光合作用合成有机物,并把能 量从无机环境流入生物群落量从无机环境流入生物群落 D.D.当捕食者吃掉被捕食者时,捕食者便获得了当捕食者吃掉被捕食者时,捕食者便获得了 被捕食者的全部能量被捕食者的全部能量 解析解析 同化量同化量
5、= =摄入量摄入量- -粪便量,粪便量不属于粪便量,粪便量不属于 同化量,故同化量,故A A、D D错。能量流动是单向的,不能错。能量流动是单向的,不能 循环流动,故循环流动,故B B错。错。C二、能量流动的特点二、能量流动的特点1.1. :能量流动只能从第一营养级流向第:能量流动只能从第一营养级流向第 二营养级,再依次流向后面的各个营养级,不二营养级,再依次流向后面的各个营养级,不 可可 ,也不可,也不可 。2.2. :能量在沿食物链流动的过程中传递:能量在沿食物链流动的过程中传递 效率大约为效率大约为 。单向流动单向流动逐级递减逐级递减循环流动循环流动逆转逆转1010 20%20%3.3.
6、能量金字塔:将单位时间内各个营养级所得到能量金字塔:将单位时间内各个营养级所得到 的的 数值数值 绘成图,可形成一个金字绘成图,可形成一个金字 塔图形。塔图形。 (1 1)能量单向流动的原因:)能量单向流动的原因:只能从被只能从被 捕食者流向捕食者,不能逆流;捕食者流向捕食者,不能逆流;散失的热能散失的热能 不能重新利用,不能循环,只能单向。不能重新利用,不能循环,只能单向。 (2 2)能量逐渐递减的原因:)能量逐渐递减的原因:自身呼吸消耗;自身呼吸消耗; 分解者分解;分解者分解;未被利用。未被利用。能量能量由低到高由低到高提醒提醒三、研究能量流动的意义三、研究能量流动的意义1.1.帮助人们科
7、学规划、设计帮助人们科学规划、设计 ,使能,使能 量得到最有效的利用。量得到最有效的利用。2.2.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 关关 系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部 分。分。能量流动能量流动人工生态系统人工生态系统构建知识网络构建知识网络高频考点突破高频考点突破考点一考点一 生态系统中能量流动分析生态系统中能量流动分析1.1.能量流动的过程能量流动的过程 (1 1)图示)图示(2 2)析图:)析图:能量流动的源头能量流动的源头太阳能。太阳能。 能量转化:太阳能能量转化:太阳能有机物中的化学能有机物中的化学能热能热
8、能 (最终散失)。(最终散失)。 流动形式:有机物中的化学能。流动形式:有机物中的化学能。 散失途径:呼吸作用,包括各个营养级自身的散失途径: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。呼吸消耗以及分解者的呼吸作用。 能量散失的形式:以热能形式散失。能量散失的形式:以热能形式散失。 箭头由粗到细:表示流入下一营养级的能量逐箭头由粗到细:表示流入下一营养级的能量逐 级递减。级递减。 随营养级的升高,储存在生物体内的能量越来随营养级的升高,储存在生物体内的能量越来 越少。越少。2.2.每一营养级能量来源与去路分析每一营养级能量来源与去路分析 (1 1)动物同化的能量)动物同化的能
9、量= =摄入量摄入量- -粪便有机物中的粪便有机物中的 能量,即摄入的食物只有部分被同化。例如蜣能量,即摄入的食物只有部分被同化。例如蜣 螂利用大象的粪便获得能量,就不能说蜣螂获螂利用大象的粪便获得能量,就不能说蜣螂获 得了大象的能量。得了大象的能量。(2 2)流入一个营养级的能量是指被这个营养级的)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。能量的来源与去路:生物所同化的全部能量。能量的来源与去路: 生产者的能量主要来自太阳能生产者的能量主要来自太阳能 其余各营养级的能量来自上一营养级所同其余各营养级的能量来自上一营养级所同 化的能量化的能量来来源源 自身呼吸消耗、转化为其
10、他形式的能量和热能自身呼吸消耗、转化为其他形式的能量和热能 流向下一营养级流向下一营养级 残体、粪便等被分解者分解残体、粪便等被分解者分解 未被利用:包括生物每年的积累量,也包括动未被利用:包括生物每年的积累量,也包括动 植物残体以化学燃料形式被储存起来的能量植物残体以化学燃料形式被储存起来的能量即一个营养级所同化的能量即一个营养级所同化的能量= =呼吸消耗的能量呼吸消耗的能量+ +被下被下一营养级同化的能量一营养级同化的能量+ +分解者利用的能量分解者利用的能量+ +未被利用未被利用的能量。的能量。去去路路提醒提醒 最高营养级能量去路只有最高营养级能量去路只有3 3个方面,少了个方面,少了传
11、递给下一营养级这一去路。传递给下一营养级这一去路。分解者分解作用的实质仍然是呼吸作用。分解者分解作用的实质仍然是呼吸作用。流经各营养级的总能量:对生产者而言强调关流经各营养级的总能量:对生产者而言强调关键词键词“固定固定”而不能说而不能说“照射照射”,对各级消费者,对各级消费者而言强调关键词而言强调关键词“同化同化”而不能说而不能说“摄入摄入”。对位训练对位训练1.1.下图表示某草原生态系统中能量流动图解,下图表示某草原生态系统中能量流动图解, 表示相关过程能量流动量。下列有关叙述表示相关过程能量流动量。下列有关叙述 正确的是正确的是 ( ) A.A.是流入该生态系统的总能量是流入该生态系统的
12、总能量 B.B.分解者分解动植物遗体释放出来的能量,可分解者分解动植物遗体释放出来的能量,可 供绿色植物再利用供绿色植物再利用 C.C.图中图中/ /的比值代表的比值代表“草草兔兔”的能量传递的能量传递 效率效率 D.D.和和分别属于草和兔同化量的一部分分别属于草和兔同化量的一部分解析解析 流入该生态系统的总能量应该是生产者流入该生态系统的总能量应该是生产者(草)所固定的太阳能的总量,而(草)所固定的太阳能的总量,而仅是其中的仅是其中的一部分,所以一部分,所以A A错。分解者分解遗体,最终是以热错。分解者分解遗体,最终是以热能的形式释放,而热能是不能被绿色植物固定利能的形式释放,而热能是不能被
13、绿色植物固定利用,所以用,所以B B错。图中错。图中分别是流向兔和狐的能分别是流向兔和狐的能量,二者之比不能代表量,二者之比不能代表“草草兔兔”的能量传递效的能量传递效率,所以率,所以C C错。错。是兔排出的粪便中所含的能量,是兔排出的粪便中所含的能量,兔是初级消费者,初级消费者的粪便所含的能量兔是初级消费者,初级消费者的粪便所含的能量不属于初级消费者所同化的,应该属于生产者不属于初级消费者所同化的,应该属于生产者(草)的;(草)的;是由兔流向分解者的能量,应属于是由兔流向分解者的能量,应属于兔同化量的一部分,所以兔同化量的一部分,所以D D正确。正确。答案答案 D2.2.下列有关生态系统能量
14、流动的叙述中,正确的下列有关生态系统能量流动的叙述中,正确的 是是 ( ) A.A.一种蜣螂专以大象粪为食,则该种蜣螂最多一种蜣螂专以大象粪为食,则该种蜣螂最多 能获取大象所同化能量的能获取大象所同化能量的20%20% B. B.当狼捕食兔子并同化为自身的有机物时,能当狼捕食兔子并同化为自身的有机物时,能 量就从第一营养级流入第二营养级量就从第一营养级流入第二营养级 C.C.生产者通过光合作用合成有机物,能量就从生产者通过光合作用合成有机物,能量就从 非生物环境流入生物群落非生物环境流入生物群落 D.D.生态系统的能量是伴随物质而循环利用的生态系统的能量是伴随物质而循环利用的解析解析 蜣螂以大
15、象粪便为食,那么,大象同化的蜣螂以大象粪便为食,那么,大象同化的能量没有被蜣螂获得,因为粪便为食物残渣,是能量没有被蜣螂获得,因为粪便为食物残渣,是未被吸收同化的成分;狼捕食兔子则是能量从第未被吸收同化的成分;狼捕食兔子则是能量从第二营养级流入到了第三营养级;光合作用合成有二营养级流入到了第三营养级;光合作用合成有机物的同时把非生物环境中的光能转变为化学能机物的同时把非生物环境中的光能转变为化学能而进入了生物群落;生态系统的能量流动伴随着而进入了生物群落;生态系统的能量流动伴随着物质循环,但不能循环利用。物质循环,但不能循环利用。答案答案 C3.3.一个池塘中含有生产者(浮游植物)、初级消一个
16、池塘中含有生产者(浮游植物)、初级消 费者(植食性鱼类)、次级消费者(肉食性鱼费者(植食性鱼类)、次级消费者(肉食性鱼 类)、分解者(微生物)。其中生产者固定的类)、分解者(微生物)。其中生产者固定的 全部能量为全部能量为a a,流入初级消费者、次级消费者、,流入初级消费者、次级消费者、 分解者的能量依次为分解者的能量依次为b b、c c、d d,下列表述正确的,下列表述正确的 是是 ( ) A.A.a=b+da=b+d B. B.ab+dab+d C. C.ab+dab+d D. D.ac+dac+d解析解析 一个生态系统中,流经该系统的总能量是一个生态系统中,流经该系统的总能量是生产者固定
17、的能量。该生态系统中生产者固定的生产者固定的能量。该生态系统中生产者固定的全部能量是全部能量是a a,即流经该系统的各个营养级的总能,即流经该系统的各个营养级的总能量是量是a a,数值是最大的。这些能量一部分在生产者,数值是最大的。这些能量一部分在生产者的呼吸作用中以热能形式散失到环境中,一部分的呼吸作用中以热能形式散失到环境中,一部分用于自身的生长、发育、繁殖。在后一部分能量用于自身的生长、发育、繁殖。在后一部分能量中,一部分随植物遗体和残枝败叶等被分解者分中,一部分随植物遗体和残枝败叶等被分解者分解释放出来,还有一部分沿着食物链流入初级消解释放出来,还有一部分沿着食物链流入初级消费者,除小
18、部分能量随动物粪便排出体外,其余费者,除小部分能量随动物粪便排出体外,其余被初级消费者同化。能量沿食物链单向流动、逐被初级消费者同化。能量沿食物链单向流动、逐级递减传递下去。级递减传递下去。答案答案 B考点二考点二 能量传递效率及有关计算能量传递效率及有关计算1.1.能量传递效率能量传递效率 一般说来,能量传递的平均效率大约为一般说来,能量传递的平均效率大约为10%10% 20%20%。能量传递效率能量传递效率= =下一营养级的同化量下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%2.2.能量传递效率的相关能量传递效率的相关“最值最值”计算计算 能量在流经各个营养级时,上
19、一营养级的能量能量在流经各个营养级时,上一营养级的能量 大约有大约有10%10% 20%20%传到下一营养级,营养级越高,传到下一营养级,营养级越高, 能量越少。因此食物链越长,能量损失越多。能量越少。因此食物链越长,能量损失越多。 为了充分利用能量,应尽量缩短食物链。有关为了充分利用能量,应尽量缩短食物链。有关 能量的能量的“最值最值”计算方法总结如下:计算方法总结如下: 选最短食物链选最短食物链 知低营养级知低营养级 按按20%20%计算计算 求高营养级求高营养级 选最长食物链选最长食物链 按按10%10%计算计算获得能量最多获得能量最多获得能量最少获得能量最少 选最长食物链选最长食物链知
20、高营养级知高营养级 按按10%10%计算计算求低营养级求低营养级 选最短食物链选最短食物链 按按20%20%计算计算需最多能量需最多能量需最少能量需最少能量 同一食物链不同环节能量传递效率往往不同一食物链不同环节能量传递效率往往不完全相同,不涉及完全相同,不涉及“最多最多”、“最少最少”,计算时,计算时不能按不能按10%10%或或20%20%,而需按具体数值计算。如在食,而需按具体数值计算。如在食物链物链A AB BC CD D中,能量传递效率分别为中,能量传递效率分别为a a% %、b b% %、c c%,%,若若A A的能量为的能量为M M, ,则则D D的能量为的能量为M Ma a% %
21、b b% %c c% %。提醒提醒对位训练对位训练4.4.(20082008海南高考改编)海南高考改编)甲、乙两个水池中各甲、乙两个水池中各 有一个由有一个由5 5个物种构成的食物网,如下图所示,个物种构成的食物网,如下图所示, 且这两个水池的生态系统在没有人为干扰的情且这两个水池的生态系统在没有人为干扰的情 况下均达到相对稳定平衡状态。请据图回答:况下均达到相对稳定平衡状态。请据图回答:(1 1)每个水池生态系统中有)每个水池生态系统中有 条食物链,流经该条食物链,流经该 生态系统的总能量来自生态系统的总能量来自 所固定的太阳能。所固定的太阳能。(2 2)假如鲫鱼的)假如鲫鱼的1/41/4食
22、物来自绿藻,食物来自绿藻,1/21/2来自轮来自轮 虫,且该系统能量从生产者到消费者的传递效率虫,且该系统能量从生产者到消费者的传递效率 为为10%10%,从消费者到消费者的能量传递效率为,从消费者到消费者的能量传递效率为20%20%。 如果鲫鱼种群增加的能量为如果鲫鱼种群增加的能量为200200 kJ kJ,那么其中来,那么其中来 自绿藻和轮虫的能量分别为自绿藻和轮虫的能量分别为 kJkJ和和 kJkJ。(3 3)若甲池中引入大量浮萍,一段时间后导致绿)若甲池中引入大量浮萍,一段时间后导致绿 藻、水草、轮虫相继死亡,此时池中只剩下藻、水草、轮虫相继死亡,此时池中只剩下2 2条条 食物链。请写
23、出这食物链。请写出这2 2条食物链构成的食物网条食物链构成的食物网 。 解析解析 (1 1)绿藻和水草都为生产者,以绿藻为起)绿藻和水草都为生产者,以绿藻为起 点有点有3 3条食物链,以水草为起点有条食物链,以水草为起点有2 2条食物链,共条食物链,共 有有5 5条食物链。条食物链。(2 2)鲫鱼增加能量的)鲫鱼增加能量的1/41/4为为5050kJkJ,按,按10%10%计算,计算, 需要绿藻需要绿藻500500kJkJ; ;鲫鱼增加能量的鲫鱼增加能量的1/21/2为为100100kJkJ, 按按20%20%计算,需要轮虫的能量为计算,需要轮虫的能量为500500kJkJ。 答案答案 (1
24、1)5 5(2 2)500 500500 500(3 3)5.5.假如一个人的代谢过程中,其全部同化量的假如一个人的代谢过程中,其全部同化量的1/21/2 来自植物、来自植物、1/21/2来自牛肉,并且能量在各营养级来自牛肉,并且能量在各营养级 之间的传递效率为之间的传递效率为10%10%。现在。现在G G千克植物通过食千克植物通过食 物链被摄入人体,问最多能使人体体重增加多物链被摄入人体,问最多能使人体体重增加多 少(不计人体呼吸作用所消耗的部分能量)少(不计人体呼吸作用所消耗的部分能量) ( )( ) A. A.G/G/10 B.210 B.2G/G/11 11 C. C.G/G/55 D
25、.55 D.G/G/280280C考点三考点三 能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔 不同的金字塔能形象地说明营养级与能量、数不同的金字塔能形象地说明营养级与能量、数 量、生物量之间的关系,是定量研究生态系统量、生物量之间的关系,是定量研究生态系统 的直观体现。的直观体现。类型类型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含义含义各营养级固各营养级固定的总能量定的总能量每一营养级生每一营养级生物个体的数量物个体的数量每一营养级现存每一营养级现存生物的总质量生物的总质量形状形状特点特点呈正金呈正金字塔形字塔形一般呈正金一般呈正金
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