2023届高考生物复习专题课件★★生态系统的结构和能量流动(共46张PPT)

(共46张PPT)
2023届高考生物复习专题课件★★
生态系统的结构和能量流动
必备知识梳理 理清概念 夯实基础
考点一　生态系统的结构
1.生态系统的概念及范围
(1)概念:在一定空间内,由 与它的 相互作用而形成的统一整体,叫作生态系统。
(2)范围:生态系统的空间范围有大有小。地球上最大的生态系统是 ,它是地球上的 及其 的总和。
生物群落
非生物环境
生物圈
全部生物
非生物环境
(3)类型
水域
农田
2.生态系统的结构
包括 和营养结构,营养结构包括 。
3.比较生态系统的组成成分
(1)非生物成分:非生物的物质和能量。
食物链和食物网
生态系统的组成成分
(2)生物成分
比较 项目 生产者 消费者 分解者
营养 方式 . 异养 .
生物 类型 光合自养生物: 和蓝细菌等; 化能合成生物:硝化细菌等 大多数 ;寄生的植物(如菟丝子)、某些微生物 细菌、真菌和少数动物
作用 把无机物制造成 ,把光能转化为有机物中的 ;为消费者提供食物和栖息场所 ;帮助植物传粉和传播种子 将动植物遗体和动物的排遗物分解成 .
自养
异养
绿色植物
动物
腐生
有机物
化学能
加快物质循环
无机物
(3)相互关系
4.生态系统的营养结构——食物链和食物网
(1)①食物链概念:在生态系统中,各种生物之间由于 关系而形成的一种联系。
②食物网概念:生态系统中, 彼此相互交错连接成的复杂营养关系。
(2)食物网形成原因:生态系统中,一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物,而一种植食性动物既可能吃 ,也可能被 所食。
(3)功能:食物链和食物网是生态系统的 ,是生态系统 .
实现的渠道;错综复杂的食物网是生态系统维持相对稳定的重要条件。
食物
食物链
多种植物
多种肉食性动物
营养结构
物质循环和
能量流动
概念诊断
1.生产者都是自养生物,但主要类群是绿色植物。(　 　)
√
2.在生态系统中动物都是消费者。(　 　)
×
提示:有的动物是分解者,比如蚯蚓、蜣螂虫。
3.细菌都是分解者,但分解者并不都是细菌。(　 　)
×
提示:自养型细菌是生产者,寄生细菌是消费者,腐生细菌是分解者。
4.生产者是生态系统的基石,消费者和分解者是生态系统的必备成分。(　 　)
×
提示:生产者是生态系统的基石,生产者和分解者是生态系统的必备成分,消费者能加快生态系统的物质循环。
5.生态系统的结构包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质及能量。(　 )
×
提示:生态系统的结构包括生态系统的组成成分和生态系统的营养结构(食物链和食物网)。
1.(选择性必修2 P48拓展)动物园里的动物、植物、微生物及其非生物环境能构成生态系统吗
教材拓展
提示:动物园中的全部生物及其非生物环境不能说是一个生态系统,因为其中的动物分开饲养,不能体现生态系统的营养结构及相互联系,没能构成一个有机的统一整体,因此动物园不能构成一个生态系统。
2.(选择性必修2 P51“图3-3”拓展)在一条食物链中,生产者的数量一定大于消费者的数量吗 试举例说明。
提示:不一定。生产者的数量一般大于消费者的数量,例如,草→兔→狼;但生产者的数量也可能小于消费者的数量,例如,树→虫→鸟。
关键能力培养 领悟方法 提升能力
重点整合 点击重点 攻克难点
1.根据生物类型判断生态系统的组成成分
(1)“自养型生物”=“生产者”,包括光能自养生物(如绿色植物和蓝细菌等)和化能自养生物(如硝化细菌、硫细菌、铁细菌等)。
(2)“捕食异养或寄生异养型生物”=“消费者”,其不能直接把无机物合成有机物,而是以捕食或寄生方式获取现成的有机物来维持生活。
(3)“腐生异养型生物”=“分解者”,是能把动植物的遗体、动物的排遗物转变成无机物的腐生生物,也包括少数的动物(如蚯蚓等)。
2.归纳食物链特点
(1)起止点:每条食物链的起点都是生产者,终点是不被其他动物所食的动物,即最高营养级,不能只写中间一段。
(2)营养关系:食物链中只存在捕食关系,无寄生关系和腐生关系。
(3)组成:食物链中只有生产者和消费者,不能出现非生物的物质和能量及分解者。
(4)消费者级别与营养级的关系:在食物链中营养级级别=消费者级别+1。
(5)方向:食物链中的捕食关系是长期自然选择形成的,不会倒转,因此箭头一定是从上一营养级指向下一营养级,同时体现捕食与被捕食的关系。
考向突破 引导训练 知能双升
1.下列有关生态系统结构的说法,正确的是(　 　)
A.生态系统的营养结构是指生态系统的食物链和食物网
B.不能进行光合作用的生物一定不是生产者
C.营腐生生活的细菌不一定是分解者
D.生态系统结构的复杂性与生态系统的抵抗力稳定性呈负相关
A　
考向一
辨析生态系统概念和组成成分
解析:少数细菌为生产者,如硝化细菌,利用氨氧化释放的能量合成有机物;营腐生生活的细菌一定是分解者;生态系统结构的复杂性与生态系统的抵抗力稳定性呈正相关。
2.(2020·江苏卷)“小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上头”“争渡,争渡,惊起一滩鸥鹭”……这些诗句描绘了荷塘的生动景致。下列叙述正确的是(　 　)
A.荷塘中的动物、植物和微生物共同构成完整的生态系统
B.采用五点取样法能精确调查荷塘中蜻蜓目昆虫的种类数
C.挺水的莲、浮水的睡莲及沉水的水草体现出群落的垂直结构
D.影响荷塘中“鸥鹭”等鸟类分布的主要因素是光照和人类活动
C
解析:完整的生态系统还应包括非生物的物质和能量;蜻蜓的活动范围较广,不能采用五点取样法;影响荷塘中“鸥鹭”等鸟类分布的主要因素是食物和栖息空间。
3.“竹外桃花三两枝,春江水暖鸭先知。蒌蒿满地芦芽短,正是河豚欲上时。”诗中没有体现下列生态系统组成成分中的(　 　)
A.非生物的物质和能量 B.生产者
C.消费者 D.分解者
D
解析:诗句中,竹、桃花、蒌蒿、芦芽属于生产者,鸭、河豚是消费者,江水是非生物的物质和能量。
4.(2021·湖北新高考适应性考试)如图为某湖泊生态系统的食物网简图。下列叙述错误的是(　 　)
A.浮游藻类属于生产者
B.该食物网有5条食物链
C.该食物网中,水生昆虫属于第二营养级
D.浮游动物与水生昆虫之间通过负反馈调节维持各自数量的相对稳定
C
考向二
分析食物链、食物网
解析:浮游藻类为自养生物,属于生产者;由题图可知,该食物网中存在5条食物链,其中水生昆虫处于第三营养级;浮游动物与水生昆虫之间为捕食关系,二者之间通过负反馈调节维持自身数量相对稳定。
5.如图是某生态系统的食物网简图。下列分析错误的是(　 　)
A.该食物网有5条食物链,鹰和狼有竞争关系
B.大量捕杀野兔会导致短期内鹿种群数量减少
C.鹿传染病的流行程度会因为狼的减少而减弱
D.鹰在此食物网中处于第三和第四营养级
解析:由图可知,该食物网有5条食物链,鹰和狼共同捕食野兔,因此它们之间有竞争关系;大量捕杀野兔会导致狼对鹿的捕食增加,因此会导致短期内鹿种群数量减少;狼捕食鹿,狼减少会导致鹿种群数量增加,加重鹿传染病的流行程度;鹰在此食物网中处于第三(如:绿色植物→野兔→鹰)和第四(如:绿色植物→昆虫→蛇→鹰)营养级。
C
技巧方法
食物链(网)中生物数量变动的分析方法
(1)若处于食物链中第一营养级的生物(生产者)数量减少,整个食物链中的其他生物数量都会减少,简单记为:“一级生物若减少,其他生物跟着跑”。
(2)“天敌”一方减少,短时间内被捕食者数量会增加,但从长时间来看,其数量会先增加后减少,最后趋于稳定,简单记为:“如果天敌患了病,先增后减再稳定”。
(3)若处于中间营养级的生物数量减少,则这种生物数量的变化视具体食物链而定:“中间生物被捕杀,不同情况要分家”。大体遵循如下思路:
①生产者数量相对稳定原则,即消费者某一种群数量发生变化时,一般不考虑生产者数量的增加或减少。
②最高营养级的生物种群数量相对稳定原则,即当处于最高营养级的生物种群的食物有多种来源时,若其中一条食物链中某种生物减少,该种群的数量不会发生较大变化。
举例如下:
若青蛙突然减少,则以它为食的蛇将减少,鹰通过增加捕食兔和食草鸟,从而导致兔、食草鸟减少,因鹰不只捕食蛇一种生物,它可以依靠其他食物来源维持数量基本不变。
③在食物网中,当某种生物因某种原因而数量减少时,对另一种生物数量的影响,沿不同的食物链分析结果不同时,应以中间环节少的为分析依据。
必备知识梳理 理清概念 夯实基础
考点二　生态系统的能量流动
1.能量流动的概念
生态系统中能量的输入、传递、 和 的过程。
2.能量流动的过程
(1)能量流经第一营养级的过程
①输入:生产者通过 把太阳能转化为化学能,固定在有机物中。
转化
散失
光合作用
②能量去向
呼吸作用
初级
分解
(2)能量流经第二营养级的过程
初级消费者同化
呼吸
生长、发育和繁殖
次级消费者
①初级消费者摄入量= 。
摄入量:指动物取食的总量,可以理解为动物的食物总量;
同化量:指动物经过消化和吸收后转化为自身的能量。
②初级消费者同化能量= + 。
③用于生长、发育和繁殖的能量=通过遗体残骸被分解者利用的能量+
。
初级消费者同化量+初级消费者粪便量
呼吸作用散失的能量
用于生长、发育和繁殖的能量
流入下一营养级的能量
(3)能量流动图解
初级
次级
三级
分解者
3.能量流动的特点
(1)美国生态学家林德曼对一个结构相对简单的天然湖泊——赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析,发现能量流动有两个明显的特点:
①生态系统中能量流动是 。
②能量在流动过程中 。相邻两个营养级间的传递效率是 。生态系统中的能量流动一般不超过 个营养级,因为 .
。
(2)能量补充
任何生态系统都需要不断得到来自 补充,以便维持生态系统的正常功能。
单向的
逐级递减
10%～20%
5
营养级越多,在能量流动
过程中消耗的能量就越多
系统外的能量
4.生态金字塔
(1)能量金字塔是指将单位时间内 所得到的能量数值转换为相应面积(或体积)的图形,并将图形按照营养级的次序排列,可形成的一个金字塔图形。能量金字塔体现了能量流动具有 的特点,通常呈 的金字塔形。
(2)生物量金字塔是根据各营养级生物量(每个营养级所容纳的 )绘制而成的。生物量金字塔大多呈 的金字塔形。
(3)数量金字塔是根据各营养级 绘制而成的。数量金字塔有时候会出现 塔形。
各营养级
单向流动、逐级递减
上窄下宽
有机物的总干重
上窄下宽
生物个体数目
倒置的金字
5.研究能量流动的实践意义
(1)帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置, .
。
(2)帮助人们科学地规划和设计人工生态系统,使能量 。
(3)帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系,使能量 .
。
增大流入某个生态系统的
总能量
得到最有效的利用
持续高效地流向
对人类最有益的部分
概念诊断
1.生态系统的能量流动是指能量的输入和输出过程。(　 　)
×
提示:生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
2.相邻两个营养级的能量传递效率不会小于10%,也不会大于20%。(　 　)
×
提示:相邻两个营养级的能量传递效率一般是10%～20%,这个数值是统计出来的,而具体到某相邻两个营养级的能量传递效率,则可能会小于10%或大于20%。
3.研究能量流动,可合理设计人工生态系统,高效利用能量。(　 　)
√
4.研究能量流动,可调整能量流动关系,使生产者固定的能量全部流向人类。
(　 　)
×
提示:由于生态系统中的能量流动是逐级递减的,因而不可能使生产者固定的能量全部流向人类。
5.流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能。(　 　)
×
提示:流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量。
1.(选择性必修2 P58拓展)能量传递效率等于能量利用率吗 试举例说明。
教材拓展
提示:不等于。能量传递效率体现的是能量流动过程中相邻两个营养级能量的传递规律,一般处于10%～20%;但能量利用率是人类可以利用的能量百分比,可以改变。例如,充分利用农作物秸秆就可以提高能量利用率,而原有的能量传递效率不变。
2.(选择性必修2 P55“图3-6”拓展)为什么任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充
提示:因为生产者固定的能量最终都以热能形式从生物群落中散失,不能循环利用。
关键能力培养 领悟方法 提升能力
重点整合 点击重点 攻克难点
1.关于能量传递效率的易错点分析
(1)能量传递效率是指相邻两个营养级之间的传递效率,不是指个体或种群之间的能量传递效率。
(2)能量传递效率为10%～20%是对整体而言的,某一食物链中相邻两个营养级的传递效率可能会低于10%或高于20%。
2.比较三种生态金字塔
考向突破 引导训练 知能双升
1.如图是我国珠江三角洲某地桑基鱼塘的能量流动简图。据图判断以下说法错误的是(　 　)
A.输入该生态系统的总能量大于植物实际光合量之和
B.植物到蚕和鱼的能量传递效率小于蚕和鱼同化量与植物实际光合量之比
C.鱼同化的能量可通过自身的遗体残骸和粪便流向分解者
D.生产中用蚕粪喂鱼和塘泥肥田能够实现物质的循环利用
C
考向一
分析能量流动的过程
解析:因为该生态系统有鱼饲料等人工输入能量,所以输入该生态系统的总能量大于植物实际光合量之和;鱼同化量中有鱼饲料中含有的能量,植物到蚕和鱼的能量传递效率小于蚕和鱼同化量与植物实际光合量之比;鱼粪便中的能量属于上一营养级的同化量;生产中用蚕粪喂鱼和塘泥肥田能够实现物质的循环利用。
特别提醒
流入生态系统的能量来源:①生产者通过光合作用或化能合成作用固定的能量;②人为输入有机物中的能量。
2.(2022·山东泰安模拟)现有一森林生态系统中存在食物链“马尾松→松毛虫→杜鹃”。如图表示松毛虫摄入能量的流动方向,图中字母代表能量值。若图中松毛虫摄入能量为2.2×109 kJ,A中能量为1.6×109 kJ,B中能量为1.2×109 kJ, 杜鹃同化能量为2.4×108 kJ。下列说法错误的是(　 　)
A.图中B表示用于松毛虫生长、发育和繁殖(储存在体内)的能量
B.该生态系统中松毛虫到杜鹃的能量传递效率为10.9%
C.由松毛虫流入分解者的能量可用D+F表示
D.该森林发生火灾后又慢慢恢复,这属于群落的次生演替
B
解析:由图知,A是松毛虫同化量,C是松毛虫粪便量,B是松毛虫用于自身生长、发育和繁殖的能量,D是松毛虫被分解者分解的能量,E是杜鹃的同化量,F是杜鹃的粪便量。松毛虫到杜鹃的能量传递效率=(2.4×108)÷(1.6×109)×100%= 15%;松毛虫流入分解者的能量包括直接以遗体残骸形式和间接以粪便形式流入的能量,可用D+F表示;森林火灾后的演替,存在土壤条件,属于次生演替。
3.下图为生态系统中能量流动图解部分示意图,①②③④各代表一定的能量值,下列叙述中错误的是(　 　)
A.生态系统中能量流动具有单向性主要是因为食物链中生物之间吃与被吃的关系不可逆转
B.一般情况下,能量在相邻的两个营养级之间的传递效率大约是10%～20%
C.①表示流经此生态系统的总能量
D.从能量关系看②>③+④
考向二
理解能量流动的特点和实践意义
C
解析:流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能,即流入生产者的总能量,①表示初级消费者的同化量;每一个营养级的能量都可以包括四部分:流向下一营养级(最高营养级除外)、流向分解者、自身呼吸作用所消耗以及未被利用的能量,因此,从能量关系看②>③+④。
特别提醒
能量单向流动原因:①食物链中生物之间捕食关系不可逆转;②呼吸散失的热能不能再被生物群落利用。
4.(2021·全国甲卷)捕食是一种生物以另一种生物为食的现象,能量在生态系统中是沿食物链流动的。回答下列问题。
(1)在自然界中,捕食者一般不会将所有的猎物都吃掉,这一现象对捕食者的意义是 　 (答出1点即可)。
(2)青草→羊→狼是一条食物链。根据林德曼对能量流动研究的成果分析,这条食物链上能量流动的特点是　　　　　　　　　　　　。
解析:(1)在自然界中,捕食者一般不会将所有的猎物都吃掉,这一现象对捕食者的意义是保证食物能够持续供应(不会灭绝),从而维持自身的生存。
(2)能量流动的特点是单向流动、逐级递减。
答案:(1)保证食物能够持续供应(不会灭绝),从而维持自身的生存　(2)单向流动、逐级递减
4.(2021·全国甲卷)捕食是一种生物以另一种生物为食的现象,能量在生态系统中是沿食物链流动的。回答下列问题。
(3)森林、草原、湖泊、海洋等生态系统是常见的生态系统,林德曼关于生态系统能量流动特点的研究成果是以　　　　生态系统为研究对象得出的。
解析:(3)林德曼以赛达伯格湖(即湖泊生态系统)为研究对象对生态系统能量流动的特点进行了研究。
答案:(3)湖泊
考向三
能量流动的定量分析
B
技巧方法
分析能量传递效率的相关“最值”计算
6.(2021·山东卷节选)海水立体养殖中,表层养殖海带等大型藻类,海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎,底层养殖以底栖微藻、生物遗体残骸等为食的海参。某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图如下,M、N表示营养级。
图中M用于生长、发育和繁殖的能量为　　　　kJ/(m2·a)。由M到N的能量传递效率为　　　　%(保留一位小数),该生态系统中的能量　　　　(填“能”或“不能”)在M和遗体残骸间循环流动。
解析:用于生长、发育和繁殖的能量=同化的能量-呼吸作用消耗的能量=
3 281+2 826-3 619=2 488 kJ/(m2·a);由M到N的能量传递效率为386÷
(3 281+2 826)×100%≈6.3%,能量流动的方向是单向的不能循环。
答案:2 488　6.3　不能
特别提醒
某营养级的能量去路一般有:①自身呼吸作用以热能形式散失;②流向下一营养级;③遗体、粪便等被分解者分解;④未被利用。即一个营养级所同化的能量=呼吸消耗的能量+被下一营养级摄入的能量+分解者利用的能量+未被利用的能量。
分析能量流动的过程是能量流动计算的前提
创新情境·思维训练
情境探究 “微塑料”指的是直径小于5毫米的塑料碎片和颗粒。实际上,微塑料的粒径范围从几微米到几毫米,是形状多样的非均匀塑料颗粒混合体,肉眼往往难以分辨,被形象地称为“海中的PM2.5”。因其微小,可能被植物根部吸收影响生长发育,也容易被蚯蚓、蜗牛等土壤动物和贻贝、浮游动物等海洋生物吃掉。微塑料不能被消化掉,只能在胃里一直存在着,占据空间,导致动物生病甚至死亡。
(1)从材料中可知,微塑料可以存在于生态系统的哪些组成成分中
(2)在生态系统的食物链中,营养级越高的生物体内微塑料的含量会越多,试分析原因。
思维建模
利用对比、推理的思维方法得出结论
答案:(1)生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量
(2)微塑料不易被分解,沿着食物链从低营养级到高营养级逐渐积累,因此,营养级越高的生物体内微塑料越多。