高中生物-生态系统的能量流动课件.ppt
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1、第第2、3节节生态系统的能量流动生态系统的能量流动生态系统的物质循环生态系统的物质循环高频考点突破高频考点突破实验专题探究实验专题探究第第2、3节节生生态态系系统统的的能能量量流流动动生生态态系系统统的的物物质质循循环环基础自主梳理基础自主梳理命题视角剖析命题视角剖析即时达标训练即时达标训练基础自主梳理基础自主梳理一、能量流动一、能量流动1概念:生态系统中能量的概念:生态系统中能量的_、传、传递、递、_和散失的过程。和散失的过程。2过程过程(1)输入途径:主要是生产者的输入途径:主要是生产者的_。(2)起点:从生产者固定太阳能开始。起点:从生产者固定太阳能开始。(3)途径:途径:_。输入输入转
2、化转化光合作用光合作用食物链和食物网食物链和食物网(4)过程:过程:3特点特点(1)单向流动:能量流动只能从第一营养级流向单向流动: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,第二营养级,再依次流向后面的各个营养级,不可逆转,也不可不可逆转,也不可_流动。流动。(2)逐级递减:能量在沿食物链流动的过程中是逐级递减:能量在沿食物链流动的过程中是_的,传递效率大约为的,传递效率大约为_。(3)能量金字塔:将单位时间内各个营养级所得能量金字塔:将单位时间内各个营养级所得到的到的_数值由低到高绘成图,可形成一数值由低到高绘成图,可形成一个金字塔图形。个金字塔图形。循环循环逐级递
3、减逐级递减10%20%能量能量4意义意义(1)帮助人们科学规划、设计人工生态系统,使帮助人们科学规划、设计人工生态系统,使_得到最有效的利用。得到最有效的利用。(2)帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向关系,使能量持续高效地流向_的的部分。部分。思考感悟思考感悟1消费者摄入的能量、同化的能量、输入的能消费者摄入的能量、同化的能量、输入的能量与粪便中的能量有什么关系?量与粪便中的能量有什么关系?【提示提示】同化的能量输入的能量摄入的同化的能量输入的能量摄入的能量粪便中的能量。能量粪便中的能量。能量能量对人类最有益对人类最有益二、物
4、质循环二、物质循环1概念:组成生物体的概念:组成生物体的C、H、O、N、P、S等元等元素,都不断进行着从素,都不断进行着从_到生物群落,又到生物群落,又从从_到无机环境的循环过程。这里所说到无机环境的循环过程。这里所说的生态系统是指的生态系统是指_,因此又称为生物地球化,因此又称为生物地球化学循环。学循环。2特点:全球性、物质可被特点:全球性、物质可被_利用。利用。3碳循环碳循环(1)无机环境中的存在形式:无机环境中的存在形式:_和碳酸盐。和碳酸盐。(2)生物群落中的主要存在形式:生物群落中的主要存在形式:_。(3)无机环境与生物群落之间的循环形式:无机环境与生物群落之间的循环形式:_。(4)
5、特点:具全球性,可特点:具全球性,可_利用。利用。无机环境无机环境生物群落生物群落生物圈生物圈反复反复CO2含碳有机物含碳有机物CO2循环循环三、能量流动与物质循环的关系三、能量流动与物质循环的关系1二者二者_,彼此相互依存,不可分割。,彼此相互依存,不可分割。2物质作为能量的载体,使能量沿着食物链物质作为能量的载体,使能量沿着食物链(网网)流动;能量作为动力,使物质能够不断地在流动;能量作为动力,使物质能够不断地在_和和_之间循环往返。之间循环往返。同时进行同时进行生物群落生物群落无机环境无机环境思考感悟思考感悟2有人认为:有人认为:“物质是能量的载体,物质是往物质是能量的载体,物质是往复循
6、环的,能量自然也应该伴随着物质的循环复循环的,能量自然也应该伴随着物质的循环而循环。而循环。”你认为这句话对吗?如果有错误,你认为这句话对吗?如果有错误,请指出错因。请指出错因。【提示提示】不对。这句话很难从字面上挑出错不对。这句话很难从字面上挑出错误。实际上采用了误。实际上采用了“汉字汉字(词词)”的通用方法,偷的通用方法,偷换了概念。换了概念。“物质是能量的载体物质是能量的载体”中的中的“物质物质”是是指含有化学能的有机物质指含有化学能的有机物质(如糖类、脂质、蛋白如糖类、脂质、蛋白质质),而,而“物质是循环往复的物质是循环往复的”中的中的“物质物质”则是指则是指基本元素基本元素(如如C、
7、H、O、N、P),二者本质含,二者本质含义根本不同。义根本不同。高频考点突破高频考点突破生态系统的能量流动生态系统的能量流动1能量流动特点能量流动特点(1)生态系统中能量流动是单向的。在生态系统生态系统中能量流动是单向的。在生态系统中,能量流动只能从第一营养级流向第二营养中,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,不可逆转,级,再依次流向后面的各个营养级,不可逆转,也不能循环流动。也不能循环流动。(2)能量在流动过程中是逐级递减的。输入到一能量在流动过程中是逐级递减的。输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流入下一个个营养级的能量不可能百分之百地流入下一个营养级,能
8、量在沿食物链流动的过程中是逐级营养级,能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的。一般来说,在输入到某一个营养级的减少的。一般来说,在输入到某一个营养级的能量中,只有能量中,只有10%20%的能量能够流到下一的能量能够流到下一个营养级,也就是说,能量在相邻两个营养级个营养级,也就是说,能量在相邻两个营养级间的传递效率大约是间的传递效率大约是10%20%。2每一营养级具体的能量流动情况每一营养级具体的能量流动情况理解流入每一营养级的能量去向可从以下两个理解流入每一营养级的能量去向可从以下两个角度分析:角度分析:(1)定量不定时分析定量不定时分析流入某一营养级的一定量的能量在足够长的时流入某一营养级的
9、一定量的能量在足够长的时间内的去路可有三条:间内的去路可有三条:自身呼吸散热消耗;自身呼吸散热消耗;流入下一营养级;流入下一营养级;被分解者分解利用。但被分解者分解利用。但这一定量的能量不管如何传递,最终都以热能这一定量的能量不管如何传递,最终都以热能形式从生物群落中散失,生产者源源不断地固形式从生物群落中散失,生产者源源不断地固定太阳能,才能保证生态系统能量流动的正常定太阳能,才能保证生态系统能量流动的正常进行。进行。(2)定量定时分析;定量定时分析;流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的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:去路可有四条:自身呼吸散热消耗;自身呼吸散热
10、消耗;流入下流入下一营养级;一营养级;被分解者分解利用;被分解者分解利用;未被自身呼未被自身呼吸消耗,也未被后一营养级和分解者利用,即吸消耗,也未被后一营养级和分解者利用,即“未利用未利用”。如果是以年为单位研究,第。如果是以年为单位研究,第部分的部分的能量将保留给下一年。能量将保留给下一年。【易误警示易误警示】(1)生产者的同化量就是生产者生产者的同化量就是生产者固定的太阳能总量。固定的太阳能总量。(2)真正流入下一营养级的能量,应该是该生物真正流入下一营养级的能量,应该是该生物的同化量,即同化量摄入量粪便量。的同化量,即同化量摄入量粪便量。(3)粪便实际上是上一营养级的未被利用的成分,粪便
11、实际上是上一营养级的未被利用的成分,通过分解者将其分解。通过分解者将其分解。即时应用即时应用(随学随练,轻松夺冠随学随练,轻松夺冠)1如下图为生态系统中能量流动图解部分示如下图为生态系统中能量流动图解部分示意图,意图,各代表一定的能量值,下列各各代表一定的能量值,下列各项中正确的是项中正确的是()A表示流经生态系统内部的总能量表示流经生态系统内部的总能量B一般情况下,三级消费者增加一般情况下,三级消费者增加1 kg,至少,至少需要生产者需要生产者100 kgC生物与生物之间捕食关系一般不可逆转,生物与生物之间捕食关系一般不可逆转,所以能量流动具单向性所以能量流动具单向性D从能量关系看从能量关系
12、看生态金字塔生态金字塔如果将单位时间内各个营养级所得到的能量数值如果将单位时间内各个营养级所得到的能量数值由低到高绘制成图,可形成一个能量金字塔。根由低到高绘制成图,可形成一个能量金字塔。根据生态系统内各个营养级的生物的数量和生物量据生态系统内各个营养级的生物的数量和生物量的数值,可绘制成数量金字塔和生物量金字塔。的数值,可绘制成数量金字塔和生物量金字塔。现在把它们比较如下:现在把它们比较如下:类型项目能量金字塔数量金字塔形生物量金字塔形状特点正金字塔形一般为正金字塔形,有时会出现倒金字塔形一般为正金字塔形象征含义能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级
13、递减生物量(现存生物有机物的总质量)沿食物链升高逐级递减每一级含义每一营养级生物所含能量的多少每一营养级生物个体的数目每一营养级生物的有机物总量即时应用即时应用(随学随练,轻松夺冠随学随练,轻松夺冠)2(2011年杭州第一次质检年杭州第一次质检)下图表示下图表示A、B两个特殊生态系统的能量金字塔。有关解释两个特殊生态系统的能量金字塔。有关解释正确的是正确的是()一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多牛肉的人获得的能量多能量沿食物链单向能量沿食物链单向流动,传递效率随营养级的升高而逐级递减流动,传递效率随营养级的升高而逐级递减若若A和和B
14、中玉米的数量相同,中玉米的数量相同,A若能养活若能养活10000人,则人,则B可能只能养活可能只能养活1000人人若土若土壤中含相同浓度的难降解污染物,则壤中含相同浓度的难降解污染物,则A中的人中的人比比B中的人体内污染物浓度低中的人体内污染物浓度低ABC D解析:解析:选选D。生态系统的能量流动指的是种群。生态系统的能量流动指的是种群间的能量流动,而非个体,故间的能量流动,而非个体,故错误。能量沿错误。能量沿食物链单向流动,随着营养级的升高而逐级递食物链单向流动,随着营养级的升高而逐级递减,能量传递效率并未随着营养级的升高而逐减,能量传递效率并未随着营养级的升高而逐级递减,故级递减,故错误。
15、错误。生态系统物质循环的实例生态系统物质循环的实例碳循环碳循环1大气中大气中CO2的来源的来源 (1)生产者、消费者的呼吸作用;生产者、消费者的呼吸作用;(2)分解者的分解作用;分解者的分解作用;(3)化学燃料的燃烧。化学燃料的燃烧。2.目前由于碳循环平衡被打破,对形成温室目前由于碳循环平衡被打破,对形成温室效应的分析效应的分析 (1)大气中大气中CO2含量持续增加的原因含量持续增加的原因 工厂、汽车、飞机、轮船等对化学燃料工厂、汽车、飞机、轮船等对化学燃料的大量使用,向大气中释放大量的的大量使用,向大气中释放大量的CO2。森林、草原等植被大面积的破坏,大大森林、草原等植被大面积的破坏,大大降
16、低了对大气中降低了对大气中CO2的调节能力。的调节能力。(2)危害危害 加快极地冰川融化,导致海平面上升,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。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改变了降雨和蒸发机制,影响农业和粮食资源生产。生产。(3)缓解措施缓解措施 植树造林,增加绿地面积。植树造林,增加绿地面积。开发清洁能源,减少化学燃料燃烧。开发清洁能源,减少化学燃料燃烧。【易误警示易误警示】(1)碳在无机环境与生物群落之间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传递时,只有生产者与无机环境之间的传递是
17、双向的,其他各成分间的传递均是单向的。向的,其他各成分间的传递均是单向的。(2)大气中的碳元素进入生物群落,主要是绿色植大气中的碳元素进入生物群落,主要是绿色植物的光合作用,此外还有硝化细菌等的化能合成物的光合作用,此外还有硝化细菌等的化能合成作用。作用。3物质循环与能量流动的关系物质循环与能量流动的关系即时应用即时应用(随学随练,轻松夺冠随学随练,轻松夺冠)3(2011年北京东城一模年北京东城一模)如图为生态系统中碳循环如图为生态系统中碳循环示意图,箭头表示循环方向。下列相关叙述正确的示意图,箭头表示循环方向。下列相关叙述正确的是是()A图中乙、丙、丁构成了该生态系统的生物群落图中乙、丙、丁
18、构成了该生态系统的生物群落B图中图中过程均可表示不同生物的呼吸作用过程均可表示不同生物的呼吸作用C缺少类群甲则生态系统的物质循环不能正常进行缺少类群甲则生态系统的物质循环不能正常进行D由于呼吸作用的消耗,丁对食物的同化量远小于由于呼吸作用的消耗,丁对食物的同化量远小于摄入量摄入量解析:解析:选选C。由图示生态系统中不同成分在碳。由图示生态系统中不同成分在碳循环中的关系可知:甲、乙、丙、丁分别表示循环中的关系可知:甲、乙、丙、丁分别表示分解者、生产者、消费者、消费者,故甲乙丙分解者、生产者、消费者、消费者,故甲乙丙丁共同组成了该生态系统的生物群落。分解者丁共同组成了该生态系统的生物群落。分解者是
19、生态系统中的重要成分,缺少分解者甲,能是生态系统中的重要成分,缺少分解者甲,能量流动、物质循环将不能正常进行。图中量流动、物质循环将不能正常进行。图中表表示生产者的呼吸作用,示生产者的呼吸作用,表示含碳的有机物表示含碳的有机物沿食物链的传递过程。由于丁中的粪便没有被沿食物链的传递过程。由于丁中的粪便没有被同化,导致丁同化的能量远小于其摄入量。同化,导致丁同化的能量远小于其摄入量。实验专题探究实验专题探究探究土壤微生物的分解作用探究土壤微生物的分解作用1实验假设实验假设案例案例1微生物能分解落叶使之腐烂微生物能分解落叶使之腐烂案例案例2微生物能分解淀粉微生物能分解淀粉2实验设计与结论实验设计与结
20、论案例1案例2实验假设微生物能分解落叶使之腐烂微生物能分解淀粉实验设计实验组对土壤高温处理A杯中加入30 mL土壤浸出液对照组对土壤不做任何处理B杯中加入30 mL蒸馏水自变量土壤中是否含微生物烧杯中是否含微生物实战演练实战演练(专项提能,小试牛刀专项提能,小试牛刀)探究探究“土壤微生物对淀粉的分解作用土壤微生物对淀粉的分解作用”将取自农田、林地或花盆等处的土壤放入将取自农田、林地或花盆等处的土壤放入里面垫有纱布的烧杯中,加水搅拌,然后将里面垫有纱布的烧杯中,加水搅拌,然后将纱布连同土壤一起取出,将留在烧杯中的土纱布连同土壤一起取出,将留在烧杯中的土壤浸出液静置一段时间备用。壤浸出液静置一段时
21、间备用。实验步骤试管A试管B一加入2 mL淀粉糊加入2 mL淀粉糊二加入30 mL土壤浸出液加入30 mL蒸馏水在室温在室温(20 左右左右)下,放置下,放置7 d后,分别后,分别取取A、B两烧杯中的溶液两烧杯中的溶液 2 mL,各放入两,各放入两支试管支试管A1、A2、B1、B2中。中。A1A2B1B2加入试剂 碘液 斐林试剂 碘液 斐林试剂现象回答下列问题:回答下列问题:(1)上述实验过程中实验组和对照组分别是什上述实验过程中实验组和对照组分别是什么?单一变量是什么?么?单一变量是什么?(2)A、B两试管中加碘液的目的是什么?加斐两试管中加碘液的目的是什么?加斐林试剂是想验证哪种物质的存在
22、,原理是什林试剂是想验证哪种物质的存在,原理是什么?么?(3)试管中加入斐林试剂后,能否得到预期结试管中加入斐林试剂后,能否得到预期结果,还需什么条件?果,还需什么条件?(4)在问题在问题(3)改进的基础上,改进后实验过程改进的基础上,改进后实验过程中的实验现象是什么?中的实验现象是什么?答案:答案:(1)实验组是试管实验组是试管A,对照组是试管,对照组是试管B,单,单一变量是土壤浸出液中的微生物。一变量是土壤浸出液中的微生物。(2)验证淀粉是否被水解完全;验证可溶性还原验证淀粉是否被水解完全;验证可溶性还原糖糖(葡萄糖葡萄糖)。原理是:斐林试剂可以与葡萄糖、。原理是:斐林试剂可以与葡萄糖、麦
23、芽糖、果糖等还原糖在麦芽糖、果糖等还原糖在5060 的水浴加热的水浴加热条件下呈现砖红色。条件下呈现砖红色。(3)不能,还需不能,还需5060 的水浴加热的水浴加热2 min。(4)A不变蓝,出现砖红色沉淀;不变蓝,出现砖红色沉淀;B变蓝,不出现变蓝,不出现砖红色沉淀。砖红色沉淀。命题视角剖析命题视角剖析紧扣教材重点紧扣教材重点能量流动的相关分析能量流动的相关分析流入各级消费者的总能量是指各级消费者在进行流入各级消费者的总能量是指各级消费者在进行同化作用时所同化的物质中含有的能量总和,消同化作用时所同化的物质中含有的能量总和,消费者粪便中所含有的能量不能计入排便生物所同费者粪便中所含有的能量不
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