金考案高考生物第一輪復(fù)習(xí)用書 第十單元 第二課時生態(tài)系統(tǒng)的功能(一)課件 新人教版

1、第二課時生態(tài)系統(tǒng)的功能(一) 知識詮釋思維發(fā)散一、能量流動的概念生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程,稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。二、能量流動的過程1.輸入:生產(chǎn)者通過光合作用 把太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,固定在有機物中。2.總值:流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量為生產(chǎn)者固定的太陽能。3.傳遞、轉(zhuǎn)化、散失(1)傳遞渠道: 食物鏈和食物網(wǎng)。(2)傳遞形式: 化學(xué)能。(3)能量去向(以能量在第一營養(yǎng)級的變化為例)a.通過生產(chǎn)者的呼吸作用以熱能 的形式散失;b.用于生產(chǎn)者的生長、發(fā)育和繁殖等生命活動,儲存在有機物中;c.隨著殘枝敗葉被分解者 分解釋放出來;d.被初級消費者攝入體內(nèi),流入第二 營養(yǎng)級。三、能量流動的

2、特點1.單向流動,能量只能沿食物鏈由低營養(yǎng)級流向高營養(yǎng)級,不可逆轉(zhuǎn),也不能循環(huán)流動。2. 逐級遞減,輸入到某一營養(yǎng)級的能量中,只有 10%20% 的能量能夠傳遞到下一營養(yǎng)級。計算規(guī)那么:消耗最 少 要選擇食物鏈最短和傳遞效率最大(20%);消耗最 多 要選擇食物鏈最長和傳遞效率最小(10%)。四、研究能量流動的實踐意義1.研究生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動,可以幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計 人工生態(tài)系統(tǒng) ,使能量得到最有效的利用。2.研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動,還可以幫助人們合理地調(diào)整 生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系,使能量持續(xù)高效地流向 對人類最有益的局部。 核心突圍技能聚合 一、能量流動的概念和過程“能量流動是生態(tài)

3、系統(tǒng)的根本功能之一,能量是維持生態(tài)系統(tǒng)存在和開展的動力。能量輸入相關(guān)生理過程光合作用及化能合成作用總能量主要為生產(chǎn)者固定的太陽能(不能說“照射”的陽光)源頭 陽光起點生產(chǎn)者同化固定的能量能量的傳遞形式與渠道形式有機物中化學(xué)能渠道食物鏈與食物網(wǎng)能量的散失相關(guān)生理過程細胞呼吸形式熱能流動特點單向流動,逐級遞減;傳遞效率為10%20%(1)能量流動中能量形式的變化:太陽光能生物體有機物中的化學(xué)能熱能(最終散失)。(2)能量在食物鏈中流動的形式:有機物(食物)中的化學(xué)能。(3)能量散失的主要途徑:細胞呼吸(包括各營養(yǎng)級生物體及分解者的細胞呼吸);能量散失的主要形式是熱能。(4)能量在每一營養(yǎng)級的來源與

4、流向分析能量來源:a.生產(chǎn)者(植物)的能量來自于太陽能。 b.各級消費者的同化量=攝入量-糞便中所含能量(攝入量與糞便量均為上一個營養(yǎng)級積累量的一局部)。能量去向:命活動,另一局部以熱能形式散失。c.每個營養(yǎng)級生物的遺體、糞便、殘枝敗葉中的能量被分解者分解而釋放出來。思維誤區(qū)躲避某營養(yǎng)級的“糞便中的能量不同于“尿液中的能量。前者應(yīng)歸于上一營養(yǎng)級,是未被該營養(yǎng)級利用的能量(含在上一營養(yǎng)級同化的能量的80%90%中);后者那么歸于該營養(yǎng)級,是該營養(yǎng)級所同化的能量中的一局部(含在上一級營養(yǎng)級傳遞來的10%20%的能量中)。d.未利用能量(現(xiàn)存量:最終被分解者利用)。典例1(2021年濟南模擬)以下圖

5、為生態(tài)系統(tǒng)中能量流動圖解局部示意圖,各代表一定的能量值,以下各項中正確的選項是()量的一局部B.生產(chǎn)者的呼吸量與的總和表示流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的總能量C.一般情況下,為的10%20%D.從能量關(guān)系看=+性;為初級消費者流入次級消費者的能量,能量在各營養(yǎng)級之間的傳遞效率為10%20%;因次級消費者自身的生命活動要消耗大量的能量,因此+?！敬鸢浮緼【思路剖析】流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的太陽能,是流入初級消費者的能量;生物與生物之間吃與被吃的關(guān)系不可逆轉(zhuǎn),所以能量流動具有單向能量流動特點原因分析單向流動食物鏈各營養(yǎng)級的順序是不可逆轉(zhuǎn)的,這是長期自然選擇的結(jié)果(如肉食動物以植食動物為食,而植食動物

6、則不能以肉食動物為食)各營養(yǎng)級通過呼吸作用以熱能散失的能量將無法再被利用二、能量流動的特點及研究能量流動的意義(續(xù)表)能量流動特點原因分析逐級遞減各營養(yǎng)級的生物都會因呼吸作用而消耗掉相當(dāng)大的一部分能量各營養(yǎng)級的生物中總有一部分未被下一營養(yǎng)級利用(包括用于自身的生長、發(fā)育、繁殖等生命活動的)還有少部分能量隨著殘枝敗葉或尸體流入分解者2.生態(tài)金字塔的類型、含義比較生態(tài)金字塔能形象地說明營養(yǎng)級與能量、生物量、個體數(shù)量之間的關(guān)系,是定量研究生態(tài)系統(tǒng)的直觀表達。類型比較內(nèi)容能量金字塔個體數(shù)量金字塔生物量金字塔形狀圖形特點正金字塔形一般為正金字塔形,但是在生產(chǎn)者與初級消費者之間有時會發(fā)生倒置一般為正金字塔

7、形圖形含義能量沿食物鏈流動時逐級遞減營養(yǎng)級越高,生物個體數(shù)越少營養(yǎng)級越高,生物現(xiàn)存有機物越少各營養(yǎng)級的含義食物網(wǎng)(食物鏈)中每一營養(yǎng)級所有生物所含能量的多少每一營養(yǎng)級生物個體的數(shù)目每一營養(yǎng)級生物的總生物量數(shù)量金字塔有時會出現(xiàn)倒置現(xiàn)象.如樹林中,樹,昆蟲和食蟲鳥個體數(shù)比例關(guān)系可形成如右圖所示的數(shù)量金字塔.考慮此類問題時,一定要注意“單位時間內(nèi)這個限定條件。如海洋生態(tài)系統(tǒng)中，生產(chǎn)者浮游植物個體小，壽命短，又會不斷被浮游動物吃掉，因而某一時間調(diào)查到的浮游植物生物量可能要低于其捕食者浮游動物的生物量。但這并不是說流過生產(chǎn)者這一環(huán)節(jié)的能量比流過浮游動物的要少。方法完美體驗生物富集問題與能量流動正好相反,

8、能量在沿食物鏈向下流動時逐級遞減,而農(nóng)藥或重金屬鹽那么沿食物鏈存在“生物富集作用,故營養(yǎng)級越高者,該物質(zhì)濃度越高。(1)能量在食物鏈中傳遞的計算在一條食物鏈中,假設(shè)某一營養(yǎng)級的總能量為n,那么傳到nn。在一條食物鏈中,某一營養(yǎng)級的總能量為n,需要上一營養(yǎng)級的能量至少為n20%=5n,需要上一營養(yǎng)級的能量最多為n10%=10n。(2)能量在食物網(wǎng)中傳遞,食物鏈的選擇和傳遞效率的選擇生產(chǎn)者 消費者 典例2(2021年銀川模擬)下面是某生態(tài)農(nóng)場生產(chǎn)流程示意圖,據(jù)圖判斷,以下說法正確的選項是()A.能量經(jīng)過多級利用,實現(xiàn)了良性循環(huán);生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是往復(fù)循環(huán)的B.農(nóng)作物通過光合作用合成有機物,能量就

9、從無機環(huán)境流入生物群落;每一生產(chǎn)環(huán)節(jié)都獲得產(chǎn)品,提高了生態(tài)效益和經(jīng)濟效益時,能量就從第三營養(yǎng)級流入第四營養(yǎng)級;由于食物鏈延長,能量逐級損耗,系統(tǒng)總能量利用效率降低D.由于生產(chǎn)環(huán)節(jié)的增多,最終也增加了廢物和污染【思路剖析】生態(tài)農(nóng)業(yè)是當(dāng)今我國非常重視的一個熱點問題,此題意在考查生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用情況。有關(guān)生態(tài)農(nóng)業(yè)的考查是近年來經(jīng)常涉及的一個考點。此題涉及如何調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)和能量流動,使其流向?qū)θ烁欣姆较?實現(xiàn)物質(zhì)的反復(fù)循環(huán)和能量的多級利用,變“原料-產(chǎn)品-廢料生產(chǎn)的模式為“原料-產(chǎn)品-原料-產(chǎn)品的生產(chǎn)模式,實現(xiàn)可持續(xù)開展,從而使每一生產(chǎn)環(huán)節(jié)都獲得產(chǎn)品,提高了生態(tài)效益和經(jīng)濟效益

10、。在能量流動過程中,依然有熱能散失,且此能量不能被生物群落重復(fù)利用。此題中還涉及了生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈的問題,蚯蚓利用食用菌雜屑并將其同化為自身的有機物,并不屬于捕食食物鏈,不構(gòu)成營養(yǎng)級關(guān)系。【答案】B1.以下圖表示某草原生態(tài)系統(tǒng)中能量流動圖解, 表示相關(guān)過程能量流動量。以下有關(guān)表達正確的選項是()C.圖中/的值代表草兔的能量傳遞效率D.和分別屬于草和兔同化的一局部【思路剖析】此題考查生態(tài)系統(tǒng)的能量流動分析。此類考題帶圖設(shè)問,某些信息往往隱含在示意圖中,為歷年常采用的一種命題方式。生產(chǎn)者(草)獲得的能量是流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量;分解者獲得的能量不是最少;/的比值代表兔狐的能量傳遞效率,而不是草兔的

11、能量傳遞效率。【答案】DA.是流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量2.假設(shè)某生態(tài)系統(tǒng)有四種生物,并構(gòu)成一條食物鏈abcd,在某一時間分別測得這四種生物a、b、c、d所含的有機物總量分別為m1、m2、m3和m4。以下表達中,不正確的選項是()作用固定的太陽能B.在一段時間內(nèi),假設(shè)b種群數(shù)量增加,那么a種群數(shù)量下降,d種群數(shù)量增加m1 (3)(4) (5)10%20%(6)C (4)初級消費者自身生命活動所消耗的能量是圖中的(填序號)。 基礎(chǔ)角度思路1.(根底再現(xiàn))在生態(tài)系統(tǒng)中有關(guān)食物鏈與能量流動的表達,不正確的選項是()A.能量沿食物鏈流動是單向的 B.食物鏈越長,最高營養(yǎng)級獲得的能量越少C.初級消費者越多,

12、次級消費者獲得的能量越少D.生物種類越多,生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈越多一、選擇題(此題共8小題,每題6分,共48分)動的。能量流動具有單向流動、逐級遞減、不循環(huán)的特點。一般來說,低營養(yǎng)級含有的能量多于高營養(yǎng)級含有的能量?！敬鸢浮緾【思路剖析】食物鏈和食物網(wǎng)是生態(tài)系統(tǒng)中的營養(yǎng)結(jié)構(gòu),生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)和能量就是沿著這一渠道流2.(根底再現(xiàn))兔經(jīng)同化作用所獲得的能量,其去向不應(yīng)該包括()量?！敬鸢浮緿【思路剖析】兔經(jīng)同化作用所獲得的能量=兔的攝入量-兔的糞便量,因此,D項中的能量是兔的未同化的能3.(根底再現(xiàn))如果一個人的食物有1/2來自綠色植物,1/4來自小型肉食動物,1/4來自羊肉,假設(shè)能量傳遞效率為1

13、0%,那么該人每增加1 kJ能量,約需植物提供能量()A.10 kJB.28 kJC.100 kJD.280 kJ【思路剖析】此題考查生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動情況及其計算能力。根據(jù)題意,可以寫出三條食物鏈: 植物人,在此食物鏈中,人要增加能量0.5 kJ,需植物10%=5 kJ; 植物羊人,在此食510%10%=25 kJ;植物植食動物小型肉食動物人,在此食物鏈中,人要增加能量0.25 kJ,需植物提10%10%10%=250 kJ。所以人要增加能量1 kJ,共需植物供能280 kJ?！敬鸢浮緿4.(根底再現(xiàn))假設(shè)一個相對封閉的生態(tài)系統(tǒng)中共有五個種群,其能量調(diào)查如下表所示:種群甲乙丙丁戊能量(10

14、7kJm-2)2.5013.309.800.28250.00根據(jù)表格數(shù)據(jù),能得出的結(jié)論是()A.戊是生產(chǎn)者,丁是最高營養(yǎng)級B.5種生物形成的食物鏈?zhǔn)?戊乙丙甲丁D.乙和丙是互利共生關(guān)系 ,這樣就可以知道甲是次級消費者,乙和丙的關(guān)系是競爭關(guān)系,故B、C、D三項均錯誤?！敬鸢浮緼【思路剖析】考查解讀表格數(shù)據(jù)技能及生態(tài)系統(tǒng)中營養(yǎng)級的判斷、食物鏈的書寫及種間關(guān)系等知識。根據(jù)各種群所含能量多少,可以寫出食物網(wǎng)為5.(根底再現(xiàn))市場上影響食品價格的因素有很多,如果我們根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點,僅以飼養(yǎng)表中所列家禽、家畜所消耗的能量本錢來計算(假定它們的同化效率相同),那么它們每千克的銷售價格應(yīng)該是()

15、肉雞羊羔大羊豬牛飼養(yǎng)時間40天5個月3年4個月5年A.牛肉大羊肉羊羔肉豬肉肉雞肉B.牛肉豬肉羊羔肉大羊肉肉雞肉C.羊羔肉大羊肉牛肉豬肉肉雞肉D.肉雞肉豬肉羊羔肉大羊肉牛肉【思路剖析】命題立意在于考查學(xué)生對能量傳遞效率的理解及其在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用。根據(jù)能量流動特點,假定各種畜禽同化效率相同,那么每增加1千克所消耗的能量,與飼養(yǎng)時間有關(guān),飼養(yǎng)時間越長,消耗的能量就越多,本錢就越高,價格就越高?！敬鸢浮緼6.(視角拓展)某生態(tài)系統(tǒng)中存在如下圖的食物網(wǎng),如將C的食物比例由AB=11調(diào)整為21,能量傳遞效率按10%計算,該生態(tài)系統(tǒng)能承載C的數(shù)量是原來的()【思路剖析】此題意在考查學(xué)生對能量傳遞效率計算技

16、巧的掌握。根據(jù)題意,該生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力是一定的。解題時應(yīng)該假設(shè)當(dāng)C的食物比例AB為11時,C的能量為a,需要的A為(1/2)a10%+(1/2)a10%10%=55a。再假設(shè)當(dāng)C的食物比例AB為21時,C的能量為b,需要的A為(2/3)b10%+(1/3)b10%10%40b。由于兩種情況下,生產(chǎn)者的數(shù)量是一定的,所以55a=40b,那么ba。【答案】B7.(視角拓展)“草兔子狐貍狼為某草原上的一條食物鏈,以下關(guān)于該食物鏈的說法中正確的選項是()A.該食物鏈中兔子是初級消費者、第一營養(yǎng)級B.兔子產(chǎn)生的糞便量不屬于兔子的同化量,而是草的固定量C.根據(jù)能量金字塔可知,處于塔尖的狼,其個體體內(nèi)的能量

17、少于兔子個體體內(nèi)的能量D.狐貍捕食一只兔子,那么該兔子體內(nèi)的能量全部流向狐貍【思路剖析】生產(chǎn)者是第一營養(yǎng)級;兔子的糞便量不屬于兔子的同化量;能量金字塔描述的是營養(yǎng)級之間的能量關(guān)系,不能簡單等同于單個個體。【答案】B8.(視角拓展)以下圖為北太平洋海水中無機鹽含量、生產(chǎn)者和初級消費者數(shù)量的季節(jié)性變化趨勢圖。據(jù)此判斷,以下說法正確的選項是()D.一年中,流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量最多的月份是6月份A.圖中3代表生產(chǎn)者,2為初級消費者B.經(jīng)2、3 的作用,完成該生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)【思路剖析】此題意在以生態(tài)系統(tǒng)的成分及其相互關(guān)系為知識背景,考查學(xué)生的識圖能力及獲取信息的能力。圖中2為生產(chǎn)者,大量增多時無機

18、鹽1的含量會下降;3為初級消費者,其變化趨勢一定程度上依賴于2生產(chǎn)者。一個生態(tài)系統(tǒng)要完成物質(zhì)循環(huán),至少要生產(chǎn)者與分解者;9月份無機鹽含量逐漸升高,與分解者的分解作用有關(guān)。【答案】C二、非選擇題(此題共4小題,共52分)9.(根底再現(xiàn),11分)以下圖為某農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)及對秸稈進一步利用的示意圖,請據(jù)圖答復(fù)有關(guān)問題:(1)流經(jīng)此生態(tài)系統(tǒng)的總能量是;與自然生態(tài)系統(tǒng)相比,該生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)勢主要是。(2)秸稈利用后產(chǎn)生的廢渣可以還田,其中的有機物可被分解,產(chǎn)生的可用于植物的生長發(fā)育,提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。(3)假設(shè)蛇的食物有1/5來自蛙,4/5來自鼠,那么從理論上講,蛇每增加1 kJ能量,至少消耗水稻kJ?！敬?/p>

19、案】(1)水稻固定的太陽能的總量實現(xiàn)了物質(zhì)和能量的多級利用,提高了人類對能量的利用率(2)分解者H2O、CO2、無機鹽(3)45(4)標(biāo)志重捕法K(4)假設(shè)要調(diào)查鼠的種群密度,利用的方法應(yīng)是;當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)處于相對穩(wěn)定狀態(tài)時,蛙的種群數(shù)量一般處于(填“K或“K/2)值。10.(視角拓展,12分)有生態(tài)學(xué)家分別對一片玉米田、一片荒地和一個湖泊在單位時間內(nèi)的光合作用生產(chǎn)效率進行了測定,測出數(shù)據(jù)如下表所示。單位:J/(cm2a)。項目玉米田荒地湖泊入射太陽能2043471118872收獲的全部有機物25.34.95111.3呼吸7.70.8823.4請根據(jù)表中數(shù)據(jù),對三種生態(tài)系統(tǒng)進行比較:(1)哪一個生

20、態(tài)系統(tǒng)對太陽能的利用率最高?為什么?(2)假設(shè)兩個陸地生態(tài)系統(tǒng)的綠色植物固定了等量的太陽能,哪一個生態(tài)系統(tǒng)有較多的能量能傳遞到下一個營養(yǎng)級?為什么?(3)在計算入射太陽能時,生態(tài)學(xué)家一律是按照太陽能到達地面或湖面的量來計算的。這樣計算入射的太陽能對哪一個生態(tài)系統(tǒng)造成的誤差最大?為什么?【思路剖析】考查對實驗數(shù)據(jù)的分析和處理能力,近年來,每年的高考都非常重視對此項能力的考查。(1)對太陽能的利用率計算方法是:100%。據(jù)此可以比較出上表中三個生態(tài)系統(tǒng)對太陽能的利用率上下。(2)根據(jù)能量傳遞效率的計算方法,結(jié)合表中呼吸消耗量情況可以做出判斷。(3)關(guān)于誤差分析,需要與相應(yīng)生態(tài)系統(tǒng)的特殊情況相結(jié)合來

21、分析。機物的能量與太陽入射能比值最高。(2)荒地,因為荒地生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者呼吸消耗的有機物占制造有機物總量比例較少,所以傳遞到下一營養(yǎng)級的能量多。(3)湖泊,因為湖泊中進行光合作用的生物大多數(shù)生活在水面下,而太陽能入射到達這些生物體之前經(jīng)過了一定的水層,水層吸收的太陽能的量是相當(dāng)大的,所以產(chǎn)生的誤差最大?！敬鸢浮?1)玉米田,因為玉米田中植物收獲的全部有11.(高度提升,13分)奶牛場每天排放大量的糞便、飼料殘渣,如不處理會嚴(yán)重影響周邊人、畜的飲水平安等。以下圖是某奶牛場廢水處理流程圖。請答復(fù):(1)輸入此氧化塘的能量有。氧化塘中的風(fēng)車草、圓田螺、細菌等生物共同構(gòu)成 。(2)植物細胞吸收的磷酸

22、根離子用于合成的生物大分子主要是。氧化塘后部的溶解氧含量比前部的。(3)廢水流入?yún)捬醭厍?需經(jīng)稀釋處理,是為了防止。(4)氧化塘后部種植蓮等挺水植物,有利于減少出水口處水中的浮游藻類,原因是。(5)控制廢水流入氧化塘的速率,除有利于氧化塘中有機物被充分分解外,還有利于,使出水口處的水質(zhì)到達排放要求。廢水不能過量流入氧化塘,說明生態(tài)系統(tǒng)的?！舅悸菲饰觥孔匀簧鷳B(tài)系統(tǒng)的能量輸入主要是生產(chǎn)者固定的能量,而可以凈化污水的氧化塘中有較多的有機物,其能量輸入就不單是生產(chǎn)者固定的能量;植物吸收的磷主要用于核酸的形成;氧化塘后部的溶解氧含量比前部的高?！敬鸢浮?1)太陽能與化學(xué)能群落(2)核酸高(3)微生物失水過多而死亡(4)挺水植物起到遮光的作用,