物质和能量生态系统的营养结构课件.ppt

1、 教材知识问题化梳理教材知识问题化梳理 一、生态系统的组成成份一、生态系统的组成成份(1)无机环境：即非生物的无机环境：即非生物的 。(2)生物群落：生物群落：(连线连线)物质和能量物质和能量二、生态系统的营养结构二、生态系统的营养结构( (连线连线) )知识点一生态系统的能量流动知识点一生态系统的能量流动1.1.概念概念生态系统中能量的生态系统中能量的、和和的的过程过程2.2.过程过程(1)(1)输入途径：主要是生产者的输入途径：主要是生产者的 。(2)(2)起点：从起点：从固定太阳能开始，总能量为生产者所固定的全部太固定太阳能开始，总能量为生产者所固定的全部太阳能阳能输入输入传递传递转化转

2、化散失散失光合作用光合作用生产者生产者食物链食物链（食物网）（食物网）分解者分解者起点起点生产者（绿色植物、硝化细菌）生产者（绿色植物、硝化细菌）源头源头光能（化学能）光能（化学能）能量输入能量输入相关生理过程相关生理过程光合作用、化能合成作用光合作用、化能合成作用总能量总能量生产者生产者固定固定的太阳能总量的太阳能总量能量的传能量的传递递传递形式：有机传递形式：有机物物传递渠道：沿食物链和食物网传递渠道：沿食物链和食物网能量的散能量的散失失相关生理过程相关生理过程细胞呼吸细胞呼吸形式形式热能热能能量的转化能量的转化光能（化学能）光能（化学能）有机物中的化学有机物中的化学能能热能热能能量流动特

3、点能量流动特点逐级递减；逐级递减；单向流动单向流动能量流动能量流动3.3.特点特点(1)(1)：沿食物链由低营养级流向高营养：沿食物链由低营养级流向高营养级，不可级，不可，也不能，也不能 。(2)(2)( (传递效率传递效率= =下一营养级下一营养级/ /上一营养上一营养级级100%=100%=10%-20%10%-20%) )原因：原因：a.a.每个营养级生物都因每个营养级生物都因呼吸作用而散失部分热能呼吸作用而散失部分热能b.b.每个营养级总有部分能量被每个营养级总有部分能量被分解者利用分解者利用c.c.每个营养级生物总有一部分能量每个营养级生物总有一部分能量不能被下一营养级利用不能被下一

4、营养级利用单向流动单向流动 逆转逆转 循环流动循环流动 逐级递减逐级递减 4.4.意义意义(1)(1)帮助人们科学规划、设计帮助人们科学规划、设计 ，使能量得，使能量得到到的利用的利用(2)(2)帮助人们合理地帮助人们合理地生态系统中的能量流动关系，生态系统中的能量流动关系，使能量使能量地流向对人类最有益的部分地流向对人类最有益的部分人工生态系统人工生态系统最有效最有效调整调整持续高效持续高效(1)(1)消费者摄入能量消费者摄入能量(a)(a)消费者同化消费者同化能量能量(b)(b)粪便中能量粪便中能量(c)(c)，即，即动物粪动物粪便中的能量不属于该营养级同化的能便中的能量不属于该营养级同化

5、的能量量，应为上一个营养级固定或同化的，应为上一个营养级固定或同化的能量。能量。(2)(2)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、发育和繁殖生长、发育和繁殖(e)(e)(3)(3)生长、发育和繁殖生长、发育和繁殖(e)(e)分解者分解利用分解者分解利用(f)(f)下一营养级下一营养级同化同化(i)(i)未被利用未被利用(j)(j)，即消费者同化能量若为两部分之和，即消费者同化能量若为两部分之和是是b bd de e；若为四部分之和是；若为四部分之和是b bd df fi ij j。（4 4）生产者的能量生产者的能量来源主要来自太阳能。来源主要来自太阳能。1

6、1能量流经某一营养级的来源和去向能量流经某一营养级的来源和去向 能量金字塔：能量金字塔：将单位时间内各个营养级所得到的能量数值 绘成图，可形成一个金字塔图形。由低到高由低到高 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状特点象征含义每一阶含义项目项目一般为正金字塔形，一般为正金字塔形，有时会出现倒金字有时会出现倒金字塔形塔形每一营养级生物个每一营养级生物个体的数目体的数目生物个体数目在食生物个体数目在食物链中随营养级升物链中随营养级升高而逐级递减高而逐级递减能量沿食物链流动能量沿食物链流动过程中具有逐级递过程中具有逐级递减的特性减的特性 正金字塔形正金字塔形食物链中每一

7、营养食物链中每一营养级生物所含能量的级生物所含能量的多少多少类型类型正金字塔形正金字塔形生物量生物量(现存生物有现存生物有机物的总质量机物的总质量)沿食沿食物链流动逐级递减物链流动逐级递减每一营养级生每一营养级生物的总生物量物的总生物量1 1生态系统成分的误区类型与特例生态系统成分的误区类型与特例成分成分理解误区理解误区特例特例生产生产者者所有的植物所有的植物都是生产者，都是生产者，且生产者都且生产者都是植物是植物菟丝子营寄生生活，属于消费者；菟丝子营寄生生活，属于消费者；硝化细菌等进行化能合成作用的原硝化细菌等进行化能合成作用的原核生物也属于生产者核生物也属于生产者消费消费者者动物都是消动物

8、都是消费者费者秃鹫、蚯蚓、原生动物等以动植物残秃鹫、蚯蚓、原生动物等以动植物残体为食的腐生动物属于分解者体为食的腐生动物属于分解者分解分解者者细菌都是分细菌都是分解者解者硝化细菌和光合细菌是自养型，属于硝化细菌和光合细菌是自养型，属于生产者；寄生细菌属于消费者生产者；寄生细菌属于消费者 2 2食物链食物链( (网网) )中各营养级生物数量的变动中各营养级生物数量的变动 (1) (1)处于食物链的第一营养级生物减少的情况：处于食物链的第一营养级生物减少的情况： 第一营养级生物数量的减少会导致其他生物数量都减少，第一营养级生物数量的减少会导致其他生物数量都减少，即出现连锁反应，因为第一营养级生物是

9、其他生物直接或间即出现连锁反应，因为第一营养级生物是其他生物直接或间接的食物来源。接的食物来源。 (2)“ (2)“天敌天敌”减少的情况：减少的情况： “ “天敌天敌”减少，则被捕食者数量增加。但随着其数量的减少，则被捕食者数量增加。但随着其数量的增加，种内斗争加剧，种群密度下降，直到趋于稳定，但最增加，种内斗争加剧，种群密度下降，直到趋于稳定，但最终结果比原来数量要大。终结果比原来数量要大。 (3)“ (3)“中间中间”营养级生物减少的情况：营养级生物减少的情况：如图所示食物网中，青蛙突然减少，则以如图所示食物网中，青蛙突然减少，则以它为食的蛇也将减少，鹰就要过多地捕食它为食的蛇也将减少，鹰

10、就要过多地捕食兔和食草鸟，从而导致兔、食草鸟减少。因为鹰不只捕食蛇兔和食草鸟，从而导致兔、食草鸟减少。因为鹰不只捕食蛇一种生物，它可依靠其他食物来源来维持其数量基本不变。一种生物，它可依靠其他食物来源来维持其数量基本不变。 (4) (4)特殊情况：特殊情况： 在食物网中，在食物网中， 当某种生物因某种原因而大量减少时，当某种生物因某种原因而大量减少时，对另一种生物的影响沿不同的路线分析得出的结果不同时，对另一种生物的影响沿不同的路线分析得出的结果不同时，应以中间环节少的为分析依据。应以中间环节少的为分析依据。 认知纠偏认知纠偏 1 1能量流动的相关计算能量流动的相关计算 在解决有关能量传递的计

11、算问题时，首先要确定相关的食在解决有关能量传递的计算问题时，首先要确定相关的食物链，理清生物在营养级上的差别，能量传递效率约为物链，理清生物在营养级上的差别，能量传递效率约为10%10%。 (1) (1)设食物链为设食物链为ABCDABCD，分情况讨论如下：，分情况讨论如下： 已知已知D D营养级的能量为营养级的能量为M M，则需要，则需要A A营养级的能量营养级的能量M M(10%)(10%)3 3。 已知已知A A营养级的能量为营养级的能量为N N，则，则D D营养级获得的能量营养级获得的能量N N(10%)(10%)3 3。 (2) (2)在食物网中分析：在食物网中分析： 如在如在 中，

12、确定生物量变化的时，还应遵循以下中，确定生物量变化的时，还应遵循以下原则：原则： 食物链越短，最高营养级获得的能量越多。食物链越短，最高营养级获得的能量越多。 生物间的取食关系越简单，生态系统消耗的能量越少，生物间的取食关系越简单，生态系统消耗的能量越少，如已知如已知D D营养级的能量为营养级的能量为M M，计算至少需要，计算至少需要A A营养级的能量，应取营养级的能量，应取最短食物链最短食物链ADAD，即等于，即等于M M10%10%；计算最多需要；计算最多需要A A营养级的能量营养级的能量时，应取最长的食物链时，应取最长的食物链ABCDABCD，即等于，即等于M M(10%)(10%)3

13、3。 (3) (3)在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物按一定比例获取能量，则按照单独的食物链进行计算后再合并。按一定比例获取能量，则按照单独的食物链进行计算后再合并。 2 2利用能量流动的特点确定食物链利用能量流动的特点确定食物链 (1) (1)根据能量传递逐级递减的特点，能量含量越高，营根据能量传递逐级递减的特点，能量含量越高，营养级级别越低。养级级别越低。 (2) (2)根据能量传递效率根据能量传递效率10%10%，可确定相邻两个营养级能量，可确定相邻两个营养级能量差别在差别在1010倍左右，若能量相差不多，则应列为同一营养级，

14、倍左右，若能量相差不多，则应列为同一营养级，如据下图如据下图1 1四种生物所同化的有机物的量的比例，可确定其四种生物所同化的有机物的量的比例，可确定其营养结构如图营养结构如图2 2所示。所示。 图图1 1 图图2 2考点一生态系统的组成成分考点一生态系统的组成成分例例1 1(2013(2013南通质检南通质检) )下列有关生态系统组成成分的叙下列有关生态系统组成成分的叙述，述，正确的是正确的是 ( () )A A太阳光来源于地球以外，不属于生态系统的成分太阳光来源于地球以外，不属于生态系统的成分B B硝化细菌是自养生物，在生态系统中属于生产者硝化细菌是自养生物，在生态系统中属于生产者C C病毒

15、是异养生物，在生态系统中属于分解者病毒是异养生物，在生态系统中属于分解者D D蚯蚓是需氧生物，在生态系统中属于消费者蚯蚓是需氧生物，在生态系统中属于消费者解析：太阳光属于非生物的物质和能量，属于生态系统的解析：太阳光属于非生物的物质和能量，属于生态系统的成分；病毒营寄生生活，但自身不能独立进行代谢活动；成分；病毒营寄生生活，但自身不能独立进行代谢活动；蚯蚓为分解者。蚯蚓为分解者。答案：答案：B B例例2 2有一食物网如右图所示。如果能量有一食物网如右图所示。如果能量传递效率为传递效率为10%10%，各条食物链传递，各条食物链传递到庚的能量相等，则庚增加到庚的能量相等，则庚增加1 kJ1 kJ的

16、的能量，丙最少含多少能量能量，丙最少含多少能量 ( () )A A550 kJ550 kJB B500 kJ500 kJC C400 kJ 400 kJ D D100 kJ100 kJ解析：设丙的能量为解析：设丙的能量为x x，经丙，经丙丁丁己己庚传递到庚的能量庚传递到庚的能量为为0.5 kJ0.5 kJ，则需要丙，则需要丙0.50.5(10%)(10%)3 3500(kJ)500(kJ)，经丙，经丙戌戌庚庚传递到庚的能量为传递到庚的能量为0.5 kJ0.5 kJ，则需要丙，则需要丙0.50.5(10%)(10%)2 250 (kJ)50 (kJ)，即丙最少含即丙最少含500500505055

17、0(kJ)550(kJ)的能量。的能量。答案：答案：A A考点二食物链与食物网分析考点二食物链与食物网分析例例3 3. .下图表示某水域生态系统的食物网，相关分析正确的是下图表示某水域生态系统的食物网，相关分析正确的是( () )A A该生态系统的生产者是大型植物该生态系统的生产者是大型植物B B该食物网由该食物网由5 5条食物链构成条食物链构成C C鲤鱼和梭子鱼之间为捕食关系鲤鱼和梭子鱼之间为捕食关系D D鲤鱼在该食物网中占有鲤鱼在该食物网中占有3 3个营养级个营养级解析：由食物网可知，该生态系统的生产者包括大型植物解析：由食物网可知，该生态系统的生产者包括大型植物和自养型鞭毛虫。该食物网由

18、和自养型鞭毛虫。该食物网由6 6条食物链组成。鲤鱼在该食条食物链组成。鲤鱼在该食物网中占有第物网中占有第2 2、3 3、4 4、5 5共共4 4个营养级。个营养级。答案：答案：C C全球性全球性循环流动循环流动 CO2 CO2 循环过程循环过程 温室效应温室效应形成原因：化学燃料的大量燃烧，大气中的24含量迅速增加，打破了生物圈中25的平衡影响：加快极地和高山冰川的26，导致海平面27，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁食物链或食物网食物链或食物网 有机物有机物CO2碳循环碳循环融化融化上升上升能量流动和物质循环的区别与联系能量流动和物质循环的区别与联系项目项目能量流动能量流动物质循环物质

19、循环形式形式光能光能化学能化学能热能热能(一一般形式般形式)以以化学元素化学元素形式流动形式流动过程过程沿沿食物链食物链(网网)单向流动单向流动在无机环境和生物群落间在无机环境和生物群落间往复循环往复循环范围范围生态系统生态系统各营养级各营养级全球性全球性特点特点单向流动，逐级递减单向流动，逐级递减反复出现，循环流动反复出现，循环流动联系联系能量的固定、转移、释放离不开物质的合成和分解能量的固定、转移、释放离不开物质的合成和分解物质是能量沿食物链物质是能量沿食物链(网网)流动的载体流动的载体能量是物质在生态系统中往复循环的动力能量是物质在生态系统中往复循环的动力各种组成成分各种组成成分答案：答

20、案：由于能量流动只能是单向的、逐级递减的，由于能量流动只能是单向的、逐级递减的，流向一个生态系统的能量只能从生产者固定太流向一个生态系统的能量只能从生产者固定太阳能开始，因此生物圈内的能量无法实现自给阳能开始，因此生物圈内的能量无法实现自给自足自足它必须依赖生物圈外向其源源不断地它必须依赖生物圈外向其源源不断地输入太阳能。然而，就物质而言由于物质是可输入太阳能。然而，就物质而言由于物质是可循环流动，反复利用的，故生物圈可实现物质循环流动，反复利用的，故生物圈可实现物质上的自给自足。上的自给自足。议一议：就能量和物质而言生物圈可否保议一议：就能量和物质而言生物圈可否保障障“自给自足自给自足”？为

21、什么？为什么？ 判一判判一判1.生态系统的能量流动指能量的输入和输出过程生态系统的能量流动指能量的输入和输出过程()。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()。3.生态系统中的能量流动是单向的，且是逐级递减的生态系统中的能量流动是单向的，且是逐级递减的()。4.相邻两个营养级的能量传递效率不会小于相邻两个营养级的能量传递效率不会小于10%，也不会，也不会大于大于20%()。5.研究能量流动，可合理设计人工生态系统，高效利用能量研究能量流动，可合理设计人工生态系统，高效利用能量()。6.研究能量流动，可调整能量流动关系，使生产者固定的能量研

22、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全部流向人类()。7.参与循环的物质是组成生物体的各种化合物参与循环的物质是组成生物体的各种化合物()。8.物质和能量都是往复循环，重复利用的物质和能量都是往复循环，重复利用的()。9.物质是能量流动的载体，能量流动是物质循环的动力物质是能量流动的载体，能量流动是物质循环的动力()。10.化学燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因化学燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因()。易错点1识图解题时对物质循环的变式图解分析不到位而出错点拨:(1)碳循环过程示意图弄清箭头的方向及代表含义。(2)将右图换成字母，并尝试判断四种成分(找依据)

23、，如下面三种变式图A为生产者、为生产者、B为无机环境为无机环境（CO2库）库）D为分解者为分解者A A 为生产者为生产者C C为无机环为无机环境（境（COCO2 2 库）库）E E为分解者为分解者A A为无机环境（为无机环境（COCO2 2 库）库）E E为生产者为生产者C C为分解者为分解者易错点易错点2 2分析能量流动的计算题时，是使用分析能量流动的计算题时，是使用“最值最值”计算，还计算，还是使用是使用“定值定值”计算，分析不透、把握不准而出错计算，分析不透、把握不准而出错点拨在解决有关能量传递的计算问题时，首先要确定相关的点拨在解决有关能量传递的计算问题时，首先要确定相关的食物链，理清

24、生物在营养级上的差别，能量传递效率为食物链，理清生物在营养级上的差别，能量传递效率为10%10%20%20%，解题时注意题目中是否有，解题时注意题目中是否有“最多最多”“”“最少最少”“”“至少至少”等等特殊的字眼，从而确定是否使用特殊的字眼，从而确定是否使用10%10%或或20%20%进行进行“最值最值”计算。计算。 关于关于“最值最值”的计算的计算 在能量流动的相关问题中，若题干中未作具体说明，则一般认在能量流动的相关问题中，若题干中未作具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为为能量传递的最低效率为10%10%，最高效率是，最高效率是20%20%。解析本题考查与生态系统能量流动有关的计算问

25、题，解析本题考查与生态系统能量流动有关的计算问题，明确题干中的明确题干中的“至少至少”和各种食物的比例是正确解题和各种食物的比例是正确解题的关键。由题干中的的关键。由题干中的“至少至少”可知，应该按最大传递可知，应该按最大传递效率效率20%20%计算，计算，a a表示动物性食物表示动物性食物( (乙乙) )所占比例，则所占比例，则1 1a a表示直接从生产者表示直接从生产者( (甲甲) )获得食物所占比例，故有获得食物所占比例，故有(1(1a a) )x x20%20%axax20%20%20%20%y y，即，即y y2020axax5 5x x。答案答案C C2.2.在如图所示的食物网中，

26、假如猫头鹰的食物有在如图所示的食物网中，假如猫头鹰的食物有2/52/5来自于兔子，来自于兔子，2/52/5来自于鼠，来自于鼠，1/51/5来自于蛇，那么猫头来自于蛇，那么猫头鹰若增加鹰若增加20g20g体重，最少需要消费植物体重，最少需要消费植物( () )。A.600gA.600g B B900g 900g C.1600gC.1600g D D5600g5600g解析通过食物链解析通过食物链( (植物植物兔兔猫头鹰猫头鹰) )，猫头鹰增重，猫头鹰增重20 20 g g2/52/58 g8 g，最少需要消费植物的量为，最少需要消费植物的量为8g8g5 55 5200g200g；通；通过食物链过

27、食物链( (植物植物鼠鼠猫头鹰猫头鹰) )，猫头鹰增重，猫头鹰增重20g20g2/52/58 g8 g，最少需要消费植物的量为最少需要消费植物的量为8 g8 g5 55 5 200 g 200 g；通过食物链；通过食物链( (植物植物鼠鼠蛇蛇猫头鹰猫头鹰) )，猫头鹰增重，猫头鹰增重20g20g1/51/54 g4 g，最少，最少需要消费植物的量为需要消费植物的量为4g4g5 55 55 5500 g500 g。所以合计至少消。所以合计至少消费植物费植物200g200g200g200g500g500g900g900g。答案：答案：B B 考点三考点三 同化量、摄入量与类便量的易误点拨同化量、摄

28、入量与类便量的易误点拨1 1同化量、摄入量与类便量同化量、摄入量与类便量动物同化量摄入量粪便中有机物的能量，即摄入的食物动物同化量摄入量粪便中有机物的能量，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，就不能说蜣螂获得了大象的能量。消费者产生的粪便不属于该营能说蜣螂获得了大象的能量。消费者产生的粪便不属于该营养级同化的能量，应属于上一营养级的同化量。养级同化的能量，应属于上一营养级的同化量。2 2物质循环的物质循环的“物质物质”和和“范围范围”(1)参与物质循环的参与物质循环的“物质物质”是指组成生物体的化学元素。是指组成生物体

29、的化学元素。(2)循环的范围是生物圈，而不是具体的某一生态系统。循环的范围是生物圈，而不是具体的某一生态系统。3 3碳循环及存在形式碳循环及存在形式(1)(1)在生物群落和无机环境间：以在生物群落和无机环境间：以COCO2 2形式循环。形式循环。(2)(2)在生物群落内部：以含碳有机物形式传递。在生物群落内部：以含碳有机物形式传递。(3)(3)在无机环境中：主要以在无机环境中：主要以COCO2 2和碳酸盐形式存在。和碳酸盐形式存在。例：若一个相对封闭的生态系统中共有五个种群,其能量调查如下表所示:种群甲乙丙丁戊能量(107kJm-2)2.5013.309.800.28 250.00根据表格数据

30、,能得出的结论是()A.戊是生产者戊是生产者,丁是最高营养级丁是最高营养级B.5种生物形成的食物链是种生物形成的食物链是:戊戊乙乙丙丙甲甲丁丁C.甲一定是初级消费者甲一定是初级消费者D.乙和丙是互利共生关系乙和丙是互利共生关系 【思路剖析】考查解读表格数据技能及生态系统中营养级的判断、食物链【思路剖析】考查解读表格数据技能及生态系统中营养级的判断、食物链的书写及种间关系等知识。根据各种群所含能量多少的书写及种间关系等知识。根据各种群所含能量多少,可以写出食物网为可以写出食物网为这样就可以知道甲是次级消费者这样就可以知道甲是次级消费者,乙和丙的关系是乙和丙的关系是竞争关系竞争关系,故故B、C、D

31、三项均错误。三项均错误。【答案】A某生态系统中存在如图所示的食物网,如将C的食物比例由A B=1 1调整为2 1,能量传递效率按10%计算,该生态系统能承载C的数量是原来的（）A.1.875倍B.1.375倍C.1.273倍D.0.575倍【思路剖析】本题意在考查学生对能量传递效率计算技巧【思路剖析】本题意在考查学生对能量传递效率计算技巧的掌握。根据题意的掌握。根据题意,该生态系统的生产力是一定的。解题时该生态系统的生产力是一定的。解题时应该假设当应该假设当C的食物比例的食物比例A B为为1 1时时,C的能量为的能量为a,需要需要的的A为为(1/2)a 10%+(1/2)a 10% 10%=55a。再假设当。再假设当C的食的食物比例物比例A B为为2 1时时,C的能量为的能量为b,需要的需要的A为为(2/3)b 10%+(1/3)b 10% 10%40b。由于两种情况下。由于两种情况下,生生产者的数量是一定的产者的数量是一定的,所以所以55a=40b,则则b=1.375a。答案：答案：B联前系后联前系后生态系统的成分与生物类群的关系生态系统的成分与生物类群的关系(1)(1)植物植物生产者、消费者。生产者、消费者。(2)(2)动物动物消费者、分解者。消费者、分解者。(3)(3)细菌细菌生产者、消费者、分解者。生产者、消费者、分解者。