能量流动与物质循环

能量流动与物质循环 完成生态系统能量流动示意图 生态系统的能量流动与物质循环 下一个营养级同化量/上一个营养级同化量×100%。 计算式为:相邻两营养级之间的传递效率, (1)区分能量传递效率和能量利用率 (2)摄入量、同化量、粪便量的关系 (3)流入一个营养级的能量是指被这个营养级的生物所同化的全部能量。 1)能量的来源:生产者能量主要来自太阳能。其余各营养级的能量来自上一营养级所同化的能量。 2)能量的去路:?自身_____消耗，转化为其他形式的能量和热能; ?流向__________; 考点一 生态系统的能量流动 ?遗体、残骸、粪便等被__________分解; 1、能量流动的概念 ?未被利用:包括生物每年的积累量，也包括动植物遗体、残骸以化学燃料形式被 生态系统中能量的________、传递、________和散失的过程，称为生态系统的能量流动。 储存起来的能量。 2、能量流动的过程 即一个营养级同化的能量,呼吸消耗的能量，被下一营养级同化的能量 ，分解者利用的能量，____________________ 或一个营养级同化的能量=________________+________________+________________ 或一个营养级同化的能量=________________+________________ 例1 如图表示在某生态系统中，能量流经第二营养级的示意图。对该图分析不合理的是( ) (1)能量的输入:源头-_______ 流经该生态系统的总能量-生产者固定的_____总量 (2)能量的传递:流动的途径-______和________ A(能量流动是伴随着物质利用而进行的 流动形式-________中的化学能 B(图中甲为初级消费者同化的能量，即第二营养级所含有的能量 (3)能量的转化:________?有机物中的化学能?________(最终散失)。 C(该图不够完善，缺少甲中因呼吸以热能散失的能量 (4)能量的散失:散失途径-呼吸作用，包括__________自身的呼吸消耗以及________的呼吸作用。 D(乙比甲的能量少的原因是甲的遗体、残骸中的能量被分解者利用而未传递下去 散失形式-以_______形式散失。 3、请画出能量流经第二营养级的示意图 4、特点: (1)单向流动:能量只能沿着食物链由________流向高营养级。 (2)逐级递减 ?每个营养级生物都因________而散失部分热能。 ?每个营养级生物总有一部分不能被____________利用。 ?传递效率为______(形象地用____________)。 5、能量流动研究意义 2(确定食物链中的营养关系。据能量传递效率20%计算，相邻两个营养级的能量差值也在5倍左 ?帮助人们科学规划，设计________________，使能量得到最有效利用，实现能量的________。 右，若能量差值远比五倍小，则应位于同一营养级。 ?帮助人们合理地_______生态系统中能量流动关系，使能量持续高效地流向___________________。 3(提高能量利用率的措施不能提高能量传递效率。 4(极值计算:(1)设食物链A?B?C?D，分情况讨论 6、生态金字塔:完成下表填空，比较三种金字塔 现实 问题 思路求解 3 ,M 至少需要A营养级多少 N×(20%)D营养级净增重M 3类型 能量金字塔 数量金字塔形 生物量金字塔 最多需要A营养级多少 N×(10%),M 3项目 D营养级最多增重多少 N×(20%),M A营养级净增重N 3D营养级至少增重多少 N×(10%),M (2)在某一食物网中，一个消费者往往同时占有多条食物链，当该消费者增加了某一值时，若要计 形状 算最少消耗生产者多少时，应选最短的食物链和最大传递效率20%进行计算，这样消费者获得的能量最 多;若要计算最多消耗生产者多少时，应选最长的食物链和最小传递效率10%进行计算，这样消费者获 得的能量最少。 一般为____金字塔形，例3下图为生态系统中食物链所反映的能量流动情况，图中箭头表示能量流动的方向，单位为2特点 正金字塔形 有时会出现____金字塔一般为正金字塔形 kcal/(m?a)。下列说法错误的是( ) 形 能量沿食物链流动过生物个体____在食物链象征生物量(现存生物有机物的程中具有________的中随营养级升高而逐级含义 ______)沿食物链升高逐级递减 特性 递减 每一 每一营养级生物所含每一营养级生物个体的级含每一营养级生物的________ A(食物链的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动的单向性 ____的多少 ____ 义 B(辐射的太阳能中仅有1%左右的能量被生产者利用 浮游植物的个体小，寿命短，又不C(每一营养级的能量大部分用于呼吸和被分解者利用 一株大树上鸟、虫、树的断被浮游动物吃掉，所以某一时间D(此生态系统中的分解者可利用图中A的所有能量 数量金字塔的塔形会发浮游植物的生物量(用质量来表 特殊能量流动的过程中总生倒置 示)可能____浮游动物的生物量 形状 是有能量的消耗 考点二 生态系统的物质循环 一、生态系统的物质循环 例2 如图为某一生态系统的能量金字塔，其中?、?、?、?分别代表不同的营养级，E、E代表121(概念 能量的形式。下列叙述正确的是( ) (1)物质:组成生物体的________________等元素。 A(?是初级消费者 (2)物质循环:无机环境与________之间。 (3)范围:整个________。 B(?为分解者 2(特点 C(E为太阳能，E为热能 12(1)具有全球性，因此又称________________循环。 (2)反复利用。 (3)循环流动。 D(能量可在食物链中循环利用 二、实例——碳循环:分析完成生态系统的碳循环示意图 能量传递相关计算 1(能量的传递效率为10%,20%的含义是指一个营养级的总能量大约只有10%,20%传到下一营养 级。如果按20%这一最高效率计算，若第一营养级的总能量为100%，第二营养级所获得的能量为20%， 1第三营养级所获得的能量为20%×20%,4%„„，第n营养级所获得的能量是第一营养级能量的(若n,15 1按传递效率10%计算，公式为)，由此可知生态系统中的能量传递一般不超过4,5个营养级。 n,110 1(大气中的碳元素进入生物群落，是通过植物的________或硝化细菌等的____________而实现的。 (1)生态系统碳的吸收主要是通过________作用实现的，碳的释放主要是通过_______作用实现的。 2(无机环境中的存在形式:________和碳酸盐。 (2)表中________时期的生态系统处于稳定状态，原因是___________________________。 碳元素在生物群落中的传播，主要靠________________，传递形式为________。 (3)由于过度的人工碳排放，破坏了生态系统的___________________________________， 碳在生物群落和无机环境之间循环是以________的形式进行的。 导致大气中______________增加并引起全球气候变化。 3(大气中CO的来源有三个:一是________________________;二是________________________;(4)人们正在积极开发新能源以减少碳排放。如“叶绿素太阳能电池”是模仿类囊体吸收光能的特2 三是________________________。 性而制造的，类囊体吸收光能的过程发生在光合作用的________阶段;又如经改造的蓝藻能在细胞内 4(实现碳在生物群落和无机环境之间进行循环的关键是________和________。 将光合作用产生的__________________________________________直接发酵转化为燃料乙醇。 5(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________的，其他 各成分间的传递均是________的。 三、能量流动与物质循环的关系及意义 6(温室效应 分析物质循环和能量流动的关系图解，完成下列填空: (1)形成原因:?大量化学燃料的燃烧，大气中的________含量迅速增加，打破了生物圈中________ 的平衡;?植被破坏，降低了对大气中_____的调节能力 (2)影响:加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而对人类和其他许多生物的生存构成 威胁。 模型法判断碳循环中的各个成分 模型一 1(从图中可以看出，无机环境为生物成分提供________和________。 模型二 2(二者均开始于________，通过光合作用合成有机物、固定太阳能，然后沿共同的渠道——食物 链(网)一起进行。 3(能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的________与________等过程。 4(物质作为能量的________，使能量沿着食物链(网)流动。 5(能量作为________，使物质循环不断地在生物________与________之间循环往返，能量以物质 形式存在和流动，能量促进了物质的循环。 (意义:通过________和________，使生态系统中的各种组成成分紧密地联系在一起，形成一个6模型三 统一整体。 例1 下图为生态系统中碳循环的模式图。相关叙述正确的是( ) A(1代表生产者，5可以代表化能合成作用 B(碳元素在1、2、3、4间以含碳有机物的形式传递 C(在食物链中占有碳元素最多的营养级可能是1 D(1、2、3中含有的有机物可以作为动力来促进碳元素在群落和环境之间循环 例2气候变化与生态系统的碳循环密切相关。下表为A、B两个不同时期陆地生 态系统与大气环境的碳交换情况。 ,1,1时期 碳吸收量(kg C?a) 碳释放量(kg C?a) 1414A 1.20×10 1.20×10 1414B 1.20×10 1.26×10 思维拓展1(能量流动具有单向流动、逐级递减的特点，能在各级生态系统中进行。 ______ A1A 在相同时间内实验组落叶腐烂程度 物质循环是在生物群落与无机环境之间反复循环，不具递减性，具有全球性。 A 产生______ 2实验现象 ____ 2(任何一个生态系统中，能量流动和物质循环都保持着相对的平衡，这是决定一个生态系统相对B ______ 1对照组 B 稳定的重要保证。 B ______ 2例3下图表示生物圈中碳循环的部分示意图。A、B、C、D构成生物群落，箭头?,?表示循环过程。土壤浸出液中的微生物能分解淀结论分析 微生物对落叶有分解作用 下列有关说法正确的是( ) 粉 思维拓展 1(探究活动最好在实验室中进行，以便控制变量，避免环境中不可控制的因素的影响。 2(各地气候与环境等因素不同，微生物分解落叶的能力也不同，需要的时间也有差异，一般需要 温暖、湿润的条件。 例5 (2011?泰州联考)同学们在课外活动中发现植物的落叶在土壤里会逐渐腐烂，形成腐殖质。 他们猜测落叶的腐烂是由于土壤微生物的作用，不同生态系统的土壤微生物分解能力不同，并设计了A(大气中的气体X是指二氧化碳和一氧化碳 实验进行验证。 B(完成?过程的能量主要是由?过程提供的 (1)实验设计首先要遵循的是________________原则和________________原则。 C(D经?、?、?过程获得的能量占A、B、C总能量10%,20% (2)以带有同种落叶的土壤为实验材料，均分为A和B两组。实验时A组不做处理(自然状态);BD(C处在第三营养级 组用塑料袋包好，放在60?的恒温箱中灭菌1小时。B组处理的目的是例4图1是某生态系统碳循环示意图，其中A、B、C、D是生态系统内各生物成分，1、2、3、4、5表 ________________________________________________________________________ 示有关的生理过程;图2为该生态系统中某一食物链及部分能量流动情况，请分析回答: ________________________________________________________________________。 (3)(2)中实验的自变量是________________________，因变量是________________，无关变量是 ________________________________________________________________________ ____________(至少写出两点)。 (4)如果同学们的猜测是正确的，若干天后(2)中B组的落叶________________。 (1)在图1中，B、C分别属于________________。碳元素在生物群落内传递是沿________实现的。 (2)图1中表示呼吸作用过程的是________(填序号)。A、C、D为B提供____________。 (3)若图1中的C产生60 mol氧气，则流入D的能量一般不超过相当于________mol葡萄糖的能 量。如果A发生瘟疫，D发生的变化是________________________。 (5)如果同学们用带有相同量同种植物落叶的冻土苔原和热带雨林的等量土壤为实验材料，分别模(4)在图2的食物链中，?/?的比值代表________(生物之间)的能量传递效率，?和?分别属于拟原生态系统的无机环境条件进行C组和D组的实验，定期抽样检测样品土壤中未腐烂的落叶的含量，________和________(生物)间的同化量的一部分。 请根据预测结果在右图中绘出相应的曲线。 实验探究 探究土壤微生物的分解作用 1(实验原理 (1)土壤中存在种类、数目繁多的细菌、真菌等微生物，它们在生态系统中的成分为________。 (2)分解者的作用是将环境中的有机物分解为无机物，其分解速度与环境中的____________、 ____________等生态因子相关。 2(实验流程 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____ 实验组 对土壤____处理 A杯中加入____________ 实验 对照组 对土壤不做任何处理 B杯中加入30 mL蒸馏水 设计 自变量 土壤中是否含微生物 土壤中的微生物的有无