一轮复习：物质循环和能量流动

高三一轮复习本节复习要点一、生态系统能量流动和物质循环的概念二、生态系统能量流动和物质循环的过程三、生态系统能量流动和物质循环的特点四、生态系统能量流动和物质循环的区别和联系五、研究能量流动的意义一、能量流动的概念请思考:什么是生态系统的能量流动？指生态系统中能量的输入、传递和散失过程。⒈生态系统的能量来源：太阳光能2.起点：渠道:食物链和食物网生产者3.流经生态系统总能量：生产者所固定的太阳能的总量(约占1%)5.去路：呼吸作用消耗被下一营养级的生物所利用被分解者所利用二.能量流动的过程4.来源：生产者消费者——太阳光能——上一营养级5.各营养级能量的去路有哪些？请以生产者为例说明.⒈生态系统的能量来源是什么？2.能量流动的起点和渠道是什么？3.流经生态系统的总能量是什么？4.各个营养级能量的来源又是什么？请思考几个问题:1.流经这个生态系统的总能量=生产者固定的太阳能的总量，而流入到各级消费者的总能量=各级消费者所同化量。排出的粪便中的能量不计入排便生物所同化的能量中。2.不要误以为流经一切生态系统的总能量都是该生态系统中生产者固定的太阳能的总量。（有例外）注意：如城市生态系统中，其总能量取决于人为地从其他生态系统输入能量的多少，人为因素对输入城市生态系统的总能量起决定作用再如人工鱼塘生态系统，高密度养鱼时生产者的总能量肯定会少于消费者的总能量，但可以人工补充能量来维持（如投放食物等）。（人工鱼塘不可能仅依靠生产者提供的能量来维持，否则产量一定很低，所以需要人为添加饲料。）生产者固定的太阳能呼吸作用用于生长、发育和繁殖遗体、残枝败叶分解者初级消费者摄入你能总结消费者的能量去路吗？①②③请认真观察下图你能总结出什么规律呢？①初级消费者的摄入量=同化量+粪便量②初级消费者的同化量=呼吸散失+用于生长、发育和繁殖③用于生长、发育和繁殖的能量可流入分解者也可被次级消费者摄入生态系统的能量流动图解:生产者(植物)呼吸初级消费者(植食动物)呼吸次级消费者(肉食动物)呼吸分解者…呼吸三级消费者(肉食动物)呼吸二.能量流动的过程(3)右图是能量流经小鼠种群的示意图，其中A表示小鼠摄入的食物量，那么B、C、D、E分别表示什么？C中能量的去向是什么？检测一下，你会应用吗B小鼠的同化量、C用于生长发育和繁殖的能量、D小鼠呼吸消耗量E下一个营养级的摄入量流入分解者、被下一个营养级同化12.662.8未固定生产者464.6植食性动物62.8肉食性动物12.6请计算能量传递效率（输入后一营养级的能量与输入前一营养级的能量的比）13.5%20%单位（焦/厘米2·年）96.318.87.5分解者14.612.52.1微量未利用327.329329.35.0赛达伯格湖的能量流动图解呼吸122.6单向流动:•自身呼吸作用消耗•分解者利用•暂未利用12.662.8未固定生产者464.6植食性动物62.8肉食性动物12.613.5%20%96.318.87.5分解者14.612.52.1微量未利用327.329329.35.0呼吸122.6逐级递减:三、能量流动的特点:能量传递效率10%～20%食物链中的捕食关系不可逆转；各营养级通过呼吸散失的能量不能被再利用。肉食性动物12.6植食性动物62.8生产者464.6能量金字塔能量金字塔绝不会倒置的。生物量金字塔：在陆地生态系统中一般是不会倒置的。但一些单细胞生物，由于其生命周期短，不积累生物量，又加上在测定生物量时是以现存量为依据的，所以在海洋生态系统中，生物量金字塔会出现倒置现象，即出现浮游动物生物量多于浮游植物生物量的现象。生物数量金字塔：一般为正金字塔（因随着营养级的升高，能量越来越少，而动物的体形一般越来越大，因而生物个体数目越来越少）；会出现倒置现象（因有的生物体个体数量虽少，但每个个体的生物量却很大）。如一棵大树上有几百只昆虫。树昆虫小鸟为什么说：“一山不能容二虎”？根据生态系统中能量流动的特点，营养级越高，可利用的能量就越少，老虎在生态系统中几乎是最高营养级，通过食物链(网)流经老虎的能量已减到很小的程度。因此，老虎的数量将是很少的。“一山不能容二虎”有一定的生故态学道理。为什么食物链一般不超过五个营养级？根据生态系统中能量流动的特点是单向流动、逐级递减的，传递效率为10％～20％，这样经过四个营养级的传递，可利用的能量以减少到不足以再维持一个营养级生物的生存了。请大家思考并讨论:假设你像鲁滨逊那样流落在不毛的荒岛上，只有15Kg玉米和一只母鸡可以食用，那么使自己活的最长的办法是:1.先吃鸡，然后吃玉米2.先吃玉米，同时用部分玉米喂鸡，吃鸡生产的蛋，最后再吃鸡A、先吃鸡，再吃玉米玉米鸡人玉米鸡人B、先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。选1，因为若选2，则增加了食物链的长度能量逐级递减，最后人获得的能量较少。四、研究能量流动的实践意义2、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对人类最有益的部分。如:草场放牧1、帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。如:生态农业研究能量流动有什么实践意义?研究能量流动的意义---生态农业佛山地区的桑基鱼塘牧民草原如何放牧，才能达到产畜量高又不会导致草场退化？合理确定载畜量，灭鼠、灭虫跟踪反馈:1.流经生态系统的总能量是()A.照射到该生态系统内所有植物体叶面上的太阳能B.射进该系统的全部太阳能C.该系统全部生产者所固定的太阳能的总量D.生产者传递给消费者的全部能量C2.初级消费者体内能量的去路不包括()A．用于自身的生长、发育和繁殖B．被第一营养级的其他生物所获得C．以热能的形式散失D．被分解者分解释放到环境中去B3.下列除哪项外，均为生态系统内能量流动特征的描述？（）A.食物链和食物网是能量流动的渠道B.单向流动和逐级递减C.食物链中初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少D.食物链越短，可供养的消费者越多C4.在如图所示的食物网中，若人的体重增加1千克，则最少需消耗水藻_____千克，最多需要消耗水藻____千克。25100000人大鱼小鱼虾水藻水蚤5.根据下图所表示的食物网,结合能量流动的特点进行计算:牧草鼠蛇猫头鹰如果牧草固定了1000焦耳的能量,则猫头鹰最少能获得______焦耳能量,最多能获得______焦耳能量.1406.下图是池塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值（单位：103kj/m2.y）。据图回答输出分解者有机物输入阳光鱼A鱼D生产者250.05340.52.1237095.1储存①流经这个生态系统的总能量是________103kj/m2.y②能量从第二营养级到第三营养级的传递效率是14.3%。CCCC116.75讨论：维持生态系统所需的大量物质，例如氧、水、氮、碳和许多其他物质，都是由地球提供的，为什么亿万年来却没有被生命活动所消耗完？生态系统中的物质循环Q:什么是生态系统的物质循环？根据化学元素的种类，高中生物教材涉及的生态系统的物质循环有：碳循环、氮循环、硫循环等生态系统的物质循环是指在生态系统中，组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素，不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落回到无机环境的循环过程。由于物质循环具有全球性，又称生物地球化学循环。五、什么是生态系统的物质循环？①进入生物群落的途径②进入生物群落的形式③返回无机环境的途径④返回无机环境的形式提醒：复习物质循环过程时，都要从以下四个方面来掌握④返回无机环境的形式①进入生物群落的途径②进入生物群落的形式③返回无机环境的途径光合作用、化能合成作用CO2动植物的呼吸作用分解者的分解作用化石燃料的燃烧CO2碳循环与温室效应原因工业生产活动打破了生物圈中碳循环的平衡，使大气中的CO2含量迅速增加。后果气温升高，加快极地、冰川融化，海平面上升，威胁人类和生物的生存。措施•减少煤、石油等化石燃料的燃烧，提高能效。•开发新的洁净能源，如核能、太阳能、风能、水能等。•大面积植树造林，降低空气中CO2含量。大气中N2尿素及动植物遗体NO3-土壤中的微生物NH3NO3-氮素化肥①②③④⑤⑥⑦⑧⑨氮循环④返回的形式②进入的形式③返回的途径①进入的途径生物固氮、矿质元素的吸收N2NH3NH4-NO3-反硝化作用、硝化作用、氨化作用N2NH3NH4-NO3-摄入大气中的SO2土壤或水体中的SO42-生产者消费者动植物遗体碎屑、排出物吸收分解者吸收火山爆发石油等化石燃料燃烧燃烧降水硫循环能量流动与物质循环的关系1.二者同时进行，彼此相互依存，不可分割。2.能量的固定、转移、储存、释放离不开物质的合成和分解，物质是能量沿食物链（网）流动的载体。3.能量是物质在生态系统中反复循环的动力。4.生态系统中各种成分，正是由于物质循环和能量流动，才能紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。联系反复出现，循环流动，全球性单向流动，逐级递减特点生物圈生态系统各营养级范围在无机环境和生物群落间反复循环沿食物链（网）单向流动过程组成生物体的基本元素有机物形式物质循环能量流动项目(3)图中DC过程是通过＿＿＿＿作用实现的,CD通过作用实现的，BD过程是通过____作用实现的。碳循环始终与结合在一起.（4）生物群落中有一部分碳以形式储藏在地层中。碳在无机环境中主要以和形式存在。CDBA（1）此生态系统的能量流动是从[]_______固定太阳能开始的。（2）碳元素在大气中与A、B、C之间的流动是以_＿__形式进行的，在生态系统各成分中A为＿＿＿，B为＿＿＿．1.下图为生态系统碳循环示意图,D为大气,请回答蛋白质尿素硝酸盐氨大气中的N2①②④⑤⑥③２.如下图为氮循环的部分示意图①～⑥分别代表不同的生理过程,请据图回答:(1)从生物类型来看，完成过程①②⑥的分别是__________、________、__________.固氮微生物硝化细菌反硝化细菌蛋白质尿素硝酸盐氨大气中的N2①②④⑤⑥③(2)从生态系统成分的角度看，完成④过程的生物代表_________，完成⑤过程的生物代表_________。它们的新陈代谢类型分别是_____________、_____________(3)从新陈代谢的角度看，④代表_______作用，⑤代表__________作用自养需氧型消费者生产者异养需氧型同化异化3.20世纪60年代，美国农庄主为了提高农作物产量，曾用飞机反复大面积地喷洒有机磷杀虫剂，几年后显而易见的是（）B①彻底消灭了该地区的害虫②害虫的抗药性愈来愈强③消灭了该地区杂草④这个地区鸟类数量减少⑤未喷洒农药的邻近地区一带生物体内也含有农药的成分A①②B②④⑤C③④D②③