第33講生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)

1、第33講　生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán),[最新考綱]　生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的基本規(guī)律及應(yīng)用(Ⅱ),考點(diǎn)突破,能力培養(yǎng),知識(shí)梳理,知識(shí)梳理·溫故串知 重溫教材 夯實(shí)基礎(chǔ),一、能量流動(dòng)1.概念:生態(tài)系統(tǒng)中能量的 、傳遞、 和散失的過(guò)程。2.流動(dòng)的過(guò)程,輸入,轉(zhuǎn)化,(1)補(bǔ)充圖中標(biāo)號(hào)代表的內(nèi)容甲: 　乙: m丙: 　丁:

2、 ,戊: n(2)生態(tài)系統(tǒng)所需能量的最終來(lái)源是 。(3)能量輸入生物群落的途徑主要是 。(4)據(jù)圖分析食物鏈中甲營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的去向①通過(guò)自身 以 的形式散失。②被 同化。③殘枝敗葉、遺體殘骸等被 分解。,生產(chǎn)者,初級(jí)消費(fèi)者,次級(jí)消費(fèi)者,呼吸作用,分解者,太陽(yáng)能,生產(chǎn)者的光合作用,呼吸作用,

3、熱能,下一營(yíng)養(yǎng)級(jí),分解者,3.特點(diǎn)(1) :能量只能從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向第二營(yíng)養(yǎng)級(jí),再依次流向后面的各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí),不可 ,也不可 。(2) :能量在沿食物鏈流動(dòng)的過(guò)程中傳遞效率大約為 。4.意義(1)幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì) ,使能量得到最有效的利用。(2)幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的 關(guān)系,使能量持

4、續(xù)高效地流向?qū)θ祟?lèi)最有益的部分。,單向流動(dòng),逆轉(zhuǎn),循環(huán)流動(dòng),逐級(jí)遞減,10%～20%,人工生態(tài)系統(tǒng),能量流動(dòng),二、物質(zhì)循環(huán)1.概念(1)物質(zhì):組成生物體的 等元素。(2)循環(huán)過(guò)程:無(wú)機(jī)環(huán)境與 之間。(3)范圍:整個(gè)生物圈。2.碳循環(huán)過(guò)程(1)循環(huán)途徑,C、H、O、N、P、S,生物群落,,,,(2)循環(huán)形式碳在生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境之間主要以 形式循環(huán)。3.特點(diǎn)

5、: 、反復(fù)利用、循環(huán)流動(dòng)。,CO2,全球性,考點(diǎn)突破·悟法提能 核心歸納 重點(diǎn)突破,能量流動(dòng)過(guò)程及特點(diǎn)分析,考點(diǎn)一,1.能量流動(dòng)的分析,剖析考點(diǎn),2.流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量來(lái)源和去路,(2)能量去向:流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)(最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)除外)的能量去向可從以下兩個(gè)角度分析:,②定量定時(shí):流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的一定量的能量在一定時(shí)間內(nèi)的去路可有四條:a.自身呼吸消耗;b.流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí);c.被分解者分解利用;d.未被自

6、身呼吸消耗,也未被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)和分解者利用,即“未利用”。如果是以年為單位研究,這部分的能量將保留到下一年。,3.能量流動(dòng)特點(diǎn)及原因分析(1)單向流動(dòng)①能量流動(dòng)是沿食物鏈進(jìn)行的,食物鏈中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的捕食關(guān)系是長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果,是不可逆轉(zhuǎn)的。②各營(yíng)養(yǎng)級(jí)通過(guò)呼吸作用所產(chǎn)生的熱能不能被生物群落重復(fù)利用,因此能量流動(dòng)無(wú)法循環(huán)。(2)逐級(jí)遞減①各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物都會(huì)因呼吸作用消耗大部分能量。②各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量都會(huì)有一部分流入分解者,包括未被

7、下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物利用的部分。,4.能量傳遞效率及應(yīng)用(1)確定食物鏈中的營(yíng)養(yǎng)關(guān)系。按能量傳遞效率為20%計(jì)算,相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量差值在5倍左右,若能量差值遠(yuǎn)比5倍小,則應(yīng)位于同一營(yíng)養(yǎng)級(jí)。(2)能量傳遞效率的相關(guān)“最值”計(jì)算,A.b+c+d+e為本年度流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量B.c1表示初級(jí)消費(fèi)者中被次級(jí)消費(fèi)者所同化的量C.b和d之一可代表生產(chǎn)者傳遞給分解者的能量D.初級(jí)消費(fèi)者產(chǎn)生的糞便中所含的能量是包含在c中的,D,誤區(qū)1　誤認(rèn)

8、為攝入量是流入第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量,走出誤區(qū),點(diǎn)撥:流入第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量是第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量。生態(tài)系統(tǒng)中同化量和攝入量不同:①同化量為每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)通過(guò)攝食并轉(zhuǎn)化成自身有機(jī)物的能量,攝入量是消費(fèi)者攝入的能量,同化量=攝入量-糞便量。②消費(fèi)者產(chǎn)生的糞便中的能量不屬于該營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量,它實(shí)際上與上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的遺體殘骸一樣,屬于未被利用的那部分能量。,誤區(qū)3　誤認(rèn)為能量傳遞效率與能量利用效率相同點(diǎn)撥:①能量傳遞效率:能量在沿食物鏈流動(dòng)的過(guò)程中,

9、逐級(jí)減少,若以“營(yíng)養(yǎng)級(jí)”為單位,能量在相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的傳遞效率約為10%～20%。②能量利用效率:通?？紤]的是流入人體中的能量占生產(chǎn)者能量的比值,或流入最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量占生產(chǎn)者能量的比值,或考慮分解者的參與,以實(shí)現(xiàn)能量的多級(jí)利用。誤區(qū)4　誤認(rèn)為任何一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中,生產(chǎn)者固定的總能量一定多于消費(fèi)者和分解者同化的總能量點(diǎn)撥:在一個(gè)自然生態(tài)系統(tǒng)中,生產(chǎn)者固定的總能量一定高于消費(fèi)者和分解者同化的總能量,否則這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)就無(wú)法維持下去,

10、生態(tài)系統(tǒng)就會(huì)崩潰。但是對(duì)于人工生態(tài)系統(tǒng),就不一定了。比如有的人工魚(yú)塘,由于消費(fèi)者獲取的能量更多地來(lái)自外來(lái)補(bǔ)加,而生產(chǎn)者很少,其固定的能量也比較有限,生產(chǎn)者固定的總能量就不一定高于消費(fèi)者和分解者同化的總能量。,請(qǐng)據(jù)圖作答:(1)圖甲中,M1、M2表示的能量形式分別為　　　　、　　　　。通常情況下,位于營(yíng)養(yǎng)級(jí)Ⅳ的生物個(gè)體數(shù)量一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于Ⅲ,主要原因是　 。,(2)

11、圖乙中,若A表示圖甲中營(yíng)養(yǎng)級(jí)Ⅱ所攝入的全部能量,則B表示　 .　　　　　　　,C表示　　　　　　　　　 。若圖甲中營(yíng)養(yǎng)級(jí)Ⅰ所固定的太陽(yáng)能總量為y,則營(yíng)養(yǎng)級(jí)Ⅰ、Ⅱ間的能量傳遞效率是　　　　(用圖中所給字母的表達(dá)式表示)。,答案: (1)太陽(yáng)能(或同化固定的能量)　熱能(或呼吸作用散失的熱量)　營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高,可利用能量越少　(2)Ⅱ同化的能量?、蛴糜谏L(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量　b/y×100%,考點(diǎn)二 為能量流動(dòng)提

12、供載體的物質(zhì)循環(huán)分析,剖析考點(diǎn),1.碳循環(huán)的分析(1)大氣中的碳元素進(jìn)入生物群落,是通過(guò)植物的光合作用(主要途徑)或硝化細(xì)菌等的化能合成作用完成的。(2)碳元素在生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境之間循環(huán)的主要形式是CO2;碳元素在生物群落中的傳遞主要沿食物鏈和食物網(wǎng)進(jìn)行,傳遞形式為有機(jī)物。,(4)碳元素在無(wú)機(jī)環(huán)境與生物群落之間傳遞時(shí),只有生產(chǎn)者與無(wú)機(jī)環(huán)境之間的傳遞是雙向的,其他成分都是單向的(判斷成分的依據(jù))。,2.巧辨圖形判斷參與碳循環(huán)的四種成

13、分,(1)圖1——先根據(jù)雙向箭頭及A、C、D都指向B確定A和B應(yīng)為生產(chǎn)者和大氣中的CO2庫(kù),再根據(jù)A、C都指向D確定D為分解者,剩下C為消費(fèi)者。(2)圖2——根據(jù)A與C之間是雙向箭頭判斷:A和C一個(gè)是生產(chǎn)者,一個(gè)是大氣中的CO2庫(kù)。根據(jù)A、B、D的碳都流向E,可進(jìn)一步判斷:A是生產(chǎn)者,B是初級(jí)消費(fèi)者,C是大氣中的CO2庫(kù),D是次級(jí)消費(fèi)者,E是分解者。(3)圖3——首先找出相互之間具有雙向箭頭的兩個(gè)成分,即A和E,一個(gè)是生產(chǎn)者,一個(gè)是

14、大氣中的CO2庫(kù)。又因?yàn)槠渌鱾€(gè)成分都有箭頭指向A,所以A為大氣中的CO2庫(kù),E為生產(chǎn)者。然后觀察剩余的幾個(gè)成分,其中其他生物部分的箭頭都指向C,所以C是分解者,剩余的B、D、F則為消費(fèi)者。整個(gè)圖解中,食物鏈?zhǔn)荅→F→D→B。,【典例2】 如圖是某生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)和能量流向示意圖。下列有關(guān)敘述正確的是(　　),A.X1過(guò)程的完成必須依賴一種具有雙層膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器B.X1過(guò)程吸收的CO2的總量與Y1、Y2、Y3……及Z過(guò)程釋放的CO2的總

15、量相等C.當(dāng)該生態(tài)系統(tǒng)處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),X3過(guò)程的能量值約為X1過(guò)程能量值的1%～4%D.Z1、Z2、Z3……過(guò)程提供的有機(jī)物中的碳將全部轉(zhuǎn)變?yōu)閆過(guò)程釋放的CO2中的碳,C,走出誤區(qū)誤區(qū)1　誤認(rèn)為在生物群落中碳都是以CO2的形式進(jìn)行循環(huán)的點(diǎn)撥:在生態(tài)系統(tǒng)中,碳元素主要以CO2形式循環(huán),其含義是指碳元素從無(wú)機(jī)環(huán)境進(jìn)入生物群落以及由生物群落返回?zé)o機(jī)環(huán)境是以CO2的形式進(jìn)行的,但在生物群落內(nèi)碳元素則是以含碳有機(jī)物的形式進(jìn)行的。誤區(qū)

16、2　誤認(rèn)為能量伴隨著物質(zhì)循環(huán)而循環(huán)點(diǎn)撥:物質(zhì)循環(huán)流動(dòng),能量單向流動(dòng)不循環(huán),所以不能說(shuō)能量伴隨著物質(zhì)循環(huán)而循環(huán)。,【跟蹤演練2】 如圖是我國(guó)北方處于平衡狀態(tài)的某森林生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)示意圖,其中箭頭表示碳的傳遞方向;字母表示碳的傳遞途徑。下列敘述不正確的是(　 　)A.碳從植物體流入動(dòng)物體的主要形式是有機(jī)物B.a途徑是通過(guò)光合作用實(shí)現(xiàn)的,b、d、g途徑是通過(guò)呼吸作用實(shí)現(xiàn)的C.碳在生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)主要以二氧化碳的形式

17、進(jìn)行D.如果圖中的字母表示碳元素傳遞的數(shù)量,則夏季a、b、c、e之間的關(guān)系可表示為a=b+c+e,D,能力培養(yǎng)·深度過(guò)關(guān) 活化思維 奪取高分,用守恒的觀點(diǎn)解決能量流動(dòng)的計(jì)算,信息獲取與解讀,該圖示表示的是人為干預(yù)的生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的情況,該圖主要滲透了能量守恒的觀點(diǎn),即對(duì)某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)而言:能量輸入=能量輸出。例如:上圖的植食動(dòng)物:能量來(lái)源為14+2,能量去路為2.5+0.5+9+4,能量的來(lái)源與能量的去路

18、數(shù)值相等。,用守恒的觀點(diǎn)解決問(wèn)題時(shí)要注意以下問(wèn)題:(1)流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的總能量①對(duì)于自然生態(tài)系統(tǒng)來(lái)說(shuō),就是生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能總量;②對(duì)于一些人工生態(tài)系統(tǒng)來(lái)說(shuō),則是生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能總量與人工輸入的能量之和。(2)消費(fèi)者的同化量①?gòu)膩?lái)源分析,消費(fèi)者的同化量=攝入量-糞便量;②從去路分析,可以是“兩條”、“三條”、“四條”三種情況:兩條:自身呼吸消耗(熱能散失)+用于生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖的能量;三條:自身呼吸消耗(熱能散失)+流