2024届高考生物一轮复习第9单元第32课生态系统的结构与能量流动课件

这是一份2024届高考生物一轮复习第9单元第32课生态系统的结构与能量流动课件，共60页。PPT课件主要包含了生物群落，非生物环境，生物圈，②食物网，生产者固定的太阳能，食物链和食物网，化学能，呼吸作用，下一个营养级，循环流动等内容，欢迎下载使用。

1．通过分析生态系统的成分与结构，理清各自的功能。(生命观念)2．通过分析食物链(网)中各营养级生物的数量变动情况及能量流动过程图解，培养运用逻辑思维分析问题的能力。(科学思维)3．通过总结研究能量流动的实践意义，形成学以致用、关注生产生活的态度。(社会责任)
层级一构建必备知识 培养关键能力
考点一　生态系统的结构
考点二　生态系统的能量流动
1．生态系统的范围(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。(2)空间范围：有大有小，地球上最大的生态系统是______。
2．生态系统具有一定的结构(1)生态系统的组成成分及其作用
加速生态系统的物质循环
(2)食物链和食物网①食物链
1．生态系统中只有分解者能将有机物分解成无机物。( )2．“大鱼吃小鱼，小鱼吃小虾，小虾吃泥巴”，泥巴中的藻类属于第一营养级。( )3．食物网中两种生物间只能有一种种间关系。( )4．生产者、分解者是联系非生物的物质和能量与生物群落的桥梁，其中生产者是生态系统的基石。( )5．食物网的复杂程度取决于该生态系统中生物的数量。( )
1．生态系统组成成分的判断方法(1)根据生物的新陈代谢类型判断①“自养型生物”一定是“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)。②“捕食异养或寄生异养型生物”一定是“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”一定是“分解者”，是能把动植物的遗体和动物排遗物分解成无机物的腐生生物。
(2)牢记特例判断几个典型的错误说法
2．食物网中生物数量变化的分析与判断(1)食物链的第一营养级生物数量减少，相关生物数量都减少，即出现连锁反应，因为第一营养级的生物是其他生物直接或间接的食物来源。(2)“天敌”减少，被捕食者数量增加，但随着数量增加，种内竞争加剧，种群密度还要下降，最终趋于稳定。
(3)“中间”营养级生物数量减少的情况，举例如下：若青蛙突然减少，则以它为食的蛇将减少，鹰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。
考向1| 生态系统的成分1．(2022·四川成都模拟)有一种植物叫列当，茎嫩而肉质化，直立伸出地面，偶有分枝，叶片退化为小鳞片，无叶绿素；无真正的根，只有吸盘吸附在豆科、菊科、葫芦科等植物的根表，以短须状次生吸器与该类植物根部的维管束相连。下列对该现象的叙述中，正确的是(　　)A．在生态系统中，列当属于生产者，是生态系统的基石B．列当与豆科、菊科、葫芦科等植物间为互利共生关系C．列当的存在对豆科、菊科、葫芦科等植物的竞争者有利D．列当进入一个新的群落后不会对该群落的演替产生影响
C　解析：分析题意可知，在生态系统中，列当属于消费者，A错误；列当与豆科、菊科、葫芦科等植物间为寄生关系，B错误；列当的存在对豆科、菊科、葫芦科等植物有害，故对豆科、菊科、葫芦科等植物的竞争者有利，C正确；列当进入一个新的群落后会影响豆科、菊科、葫芦科等植物的生长繁殖，会对该群落的演替产生影响，D错误。
考向2| 食物链和食物网2．(2022·广东卷)下图表示某生态系统的食物网，其中字母表示不同的生物，箭头表示能量流动的方向。下列归类正确的是(　　)A．a、c是生产者B．b、e是肉食动物C．c、f是杂食动物D．d、f是植食动物
C　解析：a在食物链的起点，是生产者，c能捕食b等，属于消费者，A错误；b在食物链的起点，是生产者，B错误；c和f都能捕食生产者a、b，也都能捕食消费者e，所以c和f属于杂食动物，C正确；d是植食动物，但由以上分析可知，f属于杂食动物，D错误。
3．(2023·广东深圳模拟)生态学家发现，具有同种食物来源的两种捕食者之间，存在相互捕食对方的现象，称之为集团内双向捕食，如图所示。下列说法正确的是(　　)A．图中有2条食物链B．能量在甲和乙之间双向流动C．图中的全部生物构成了所在区域的生物群落D．若甲的种群密度增大，可预测其种群数量会增加
B　解析：由于植物及植食性昆虫的种类数未知，所以不能确定图中有多少条食物链，A错误；甲和乙之间双向捕食，能量在甲和乙之间双向流动，B正确；题图中的全部生物中没有分解者，不能构成所在区域的生物群落，C错误；不能根据种群密度预测种群的数量变化，D错误。
【方法规律】构建食物链(网)的方法(1)根据图1构建食物链①信息：营养级越低，生物数量往往越多；营养级较低者，先出现波峰。②食物链：丁→乙→丙→甲。
(2)根据图2构建食物网①信息：能量逐级递减；若两种生物能量差距过小(不在10%～20%内)，则很可能位于同一营养级。②食物网如下图所示。
(3)根据重金属、农药的含量构建食物网某相对稳定的水域生态系统中食物网主要有甲、乙、丙、丁、戊5个种群，各种群生物体内某重金属的含量如表所示。已知水中的该重金属被生物体吸收后难以通过代谢排出体外。假设在这5个种群构成的食物网中，消费者能以其前一个营养级的所有物种为食。
①信息：重金属(农药、一些难于降解的物质)随着食物链富集，营养级越高，含量越高，甲、乙中重金属含量差别不大，所以处于同一营养级，同理，丙、丁处于同一营养级。②食物网如下图所示。
1．概念：生态系统中能量的____、传递、转化和____的过程。2．过程(1)能量流经生态系统的过程
①流经生态系统的总能量：__________________。②能量流动渠道：______________。③能量传递形式：有机物中的______。④能量散失途径：各种生物的________(代谢过程)。⑤能量散失形式：____。
(2)能量流经第二营养级的过程①c代表______________________。②流入第二营养级(最高营养级除外)的能量的去向d：自身呼吸作用散失。e：____________________________________。i：次级消费者摄入。f：遗体、残骸。
初级消费者粪便中的能量
用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量
3．能量流动的特点及意义(1)特点①单向流动：只能从一个营养级流向____________，不可逆转，也不能________。②逐级递减：两相邻营养级间的能量传递效率一般为______________。
(3)研究意义①帮助人们将生物在__________上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。②帮助人们科学规划和设计____________，使能量得到最有效的利用。③帮助人们合理地调整生态系统中的________关系，使能量持续高效地流向对__________的部分。
1．生态系统中细菌同化的能量可流向生产者。( )2．流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能。( )3．一种蜣螂专以象粪为食，则该种蜣螂最多能获取大象所同化能量的20%。( )4．能量金字塔和生物量金字塔可以出现倒置现象。( )
【教材细节命题】1．(选择性必修2 P59思维·训练)分析农田生态系统的能量流动时，收获的所有玉米植株(包括根系、种子)的干重____(填“能”或“不能”)代表其同化量，原因是________________________________________________________________________________________。2．(选择性必修2 P56正文)生态系统中的能量不能被循环利用，其原因是_____________________________________________________。
其同化量的一部分在呼吸作用中以热能的形式散失，其余的能量才是用于生长、发育、繁殖的能量
进入生物体的能量最终以热能形式散失，但生物体不能利用热能
1．能量流动的特点及原因(1)单向流动的原因①能量流动是沿食物链进行的，食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果，是不可逆转的。②各营养级通过呼吸作用所散失的热能不能被生物群落重复利用，因此能量无法循环流动。
(2)逐级递减的原因①各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。②各营养级的能量都会有一部分流入分解者，还有一部分未被下一营养级生物利用，一般来说，在输入到某一个营养级的能量中，只有10%～20%的能量能够流到下一个营养级。
②定量定时：流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路可有四条：a．自身呼吸消耗；b．流入下一营养级(最高营养级除外)；c．被分解者分解利用；d．未被自身呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用，即“未利用”。如果是以年为单位研究，这部分的能量将保留到下一年。
考向1| 能量流动过程分析1．大闸蟹是以植物为主的杂食性甲壳类，因其味道鲜美而被大量养殖。下图为养殖大闸蟹的阳澄湖某水域生态系统能量流动的部分图解，其中的英文字母表示能量(单位：kJ)。对该图的分析正确的是(　　)
A．流经阳澄湖该养殖区域的总能量为aB．植物到大闸蟹的能量传递效率为c/(b＋2)×100%C．图中d代表大闸蟹用于生长、发育和繁殖的能量D．该区域由于有人工的管理，生态系统稳定性一定比自然区域高
C　解析：流经阳澄湖该养殖区域的总能量为a与输入的有机物中的能量之和，A错误；由题图可知，c为初级消费者的同化量，而b为初级消费者的摄入量，B错误；题图中d代表大闸蟹用于生长、发育和繁殖的能量，C正确；该区域由于有人工的管理，能提高生态系统的稳定性，但不一定比自然区域高，D错误。
考向2| 能量流动的特点分析2．下图为某生态系统中能量传递示意图，以下叙述不正确的是(　　)A．能量流动是从甲固定的太阳能开始的，流入该生态系统的总能量为1 250 kJB．从乙到丙的能量传递效率为15%C．将乙和丙的粪便作为有机肥还田，可以提高能量传递效率D．食物链的营养关系一般不可逆转，这决定了能量流动的单向性
C　解析：能量流动是从甲(生产者)固定的太阳能开始的，流入该生态系统的总能量为175＋200＋875＝1 250 (kJ)，A正确；从乙到丙的能量传递效率为30/200×100%＝15%，B正确；将乙和丙的粪便作为有机肥还田，可以提高能量的利用率，但不能提高能量的传递效率，C错误；食物链的营养关系一般不可逆转，这决定了能量流动的单向性，D正确。
3．初级生产量是指单位时间和单位面积上的绿色植物通过光合作用所固定的能量。次级生产量是消费者和分解者的生产量。某人工湖夏季的净初级生产量和次级生产量与水深的关系如图所示，下列相关叙述错误的是(　　)A．曲线中随水深增加，净初级生产量下降，主要原因是光照减弱B．若该生态系统长期处于c点以下状态，则很难维持稳定状态C．净初级生产量用于植物的生长、发育和繁殖，a处的植物长势最好D．据图可知，水深8 m处次级生产量高于净初级生产量
D　解析：随水深增加，光照强度减弱，植物光合作用减弱，净初级生产量下降，A正确；由题图可知，c点时，净初级生产量和次级生产量均为0，而c点以下状态时，二者均为负值，因此该生态系统长期处于c点以下状态，则很难维持稳定状态，B正确；净初级生产量是初级生产量去掉呼吸消耗量，即用于植物生长、发育和繁殖的能量，a处净初级生产量最大，植物长势最好，C正确；据题图可知，水深8 m处次级生产量为0.2左右，而净初级生产量接近1，故水深8 m处次级生产量小于净初级生产量，D错误。
考向3| 能量流动相关计算4．下表是某农田生态系统中田鼠种群摄食植物后能量流动情况，下列有关叙述错误的是(　　)
A．田鼠同化的能量中约有35%用于其生长、发育和繁殖B．田鼠粪便量不属于其同化能量中流向分解者能量的一部分C．以田鼠为食的天敌最多可获得的能量为1.4×109 J/(hm2·a)D．田鼠的上一营养级同化的能量至少为7.0×1010 J/(hm2·a)
D　解析：田鼠用于其生长、发育和繁殖的能量比例为(1.05×1010－3.5×109－4.55×109)÷(1.05×1010－3.5×109)×100%＝35%，A正确；田鼠粪便量属于生产者同化能量中流向分解者能量的一部分，不属于田鼠同化能量中流向分解者能量的一部分，B正确；以田鼠为食的天敌最多可获得的能量为(1.05×1010－3.5×109)×20%＝1.4×109(J·hm-2·a-1)，C正确；田鼠的同化量为1.05×1010－3.5×109＝7.0×109(J·hm-2·a-1)，故田鼠的上一营养级同化的能量至少为7.0×109÷20%＝3.5×1010(J·hm-2·a-1)，D错误。
5．下图所示的食物网中，戊的食物有1/2来自乙，1/4来自丙，1/4来自丁，且能量从生产者到消费者的传递效率为10%，从消费者到消费者的能量传递效率为20%。若戊体重增加20 g，需要消耗植物(　　)A．1 125 gB．1 600 gC．2 000 gD．6 500 g
C　解析：甲为生产者，在食物链“甲→乙→戊”中，需要消耗植物1/2×20÷20%÷10%＝500(g)；在食物链“甲→丙→戊”中需要消耗甲1/4×20÷20%÷10%＝250(g)；在食物链“甲→丙→丁→戊”中，需要消耗甲1/4×20÷20%÷20%÷10%＝1 250(g)，故共需要甲500＋250＋1 250＝2 000(g)。
【方法规律】(1)能量传递效率的计算方法相邻两个营养级之间的能量传递效率＝某一个营养级的同化量,上一个营养级的同化量×100%。(2)能量流动中的最值计算
(3)能量流动中的定值计算①已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算，而需按具体数值计算。例如，在食物链A→B→C→D中，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若A的能量为M，则D获得的能量为M×a%×b%×c%。②如果是在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物获得能量，且各途径所获得的生物量比例确定，则需按照各单独的食物链进行计算后合并。
层级二凝练学科素养 探析高考命题
【命题动态】本考点常结合食物链或食物网分析生态系统的结构与能量流动，分析能量流动规律在生态农业中的应用。题型为选择题或非选择题，难度较小。
1．(2022·山东卷)某地长期稳定运行稻田养鸭模式，运行过程中不投放鸭饲料，鸭取食水稻老黄叶、害虫和杂草等，鸭粪可作为有机肥料还田。该稻田的水稻产量显著高于普通稻田，且养鸭还会产生额外的经济效益。若该稻田与普通稻田的秸秆均还田且其他影响因素相同，下列说法正确的是(　　)A．与普通稻田相比，该稻田需要施加更多的肥料B．与普通稻田相比，该稻田需要使用更多的农药C．该稻田与普通稻田的群落空间结构完全相同D．该稻田比普通稻田的能量的利用率低
A　解析：该稻田生态系统的营养结构更复杂，运行过程中不投放鸭饲料，且与普通稻田的秸秆均还田，但其水稻产量还显著高于普通稻田，还获得鸭产品，因此与普通稻田相比，该稻田物质输出多，需要施加更多的肥料，A正确；鸭取食害虫和杂草等，可以减少农药的使用，B错误；该稻田增加了鸭子使得群落的物种组成与普通稻田不同，因此该稻田与普通稻田的群落空间结构不完全相同，C错误；该稻田的水稻产量显著高于普通稻田，且养鸭还会产生额外的经济效益，与普通稻田相比，该稻田的能量利用率高，D错误。
2．(2022·湖北卷)下图为生态系统结构的一般模型，据图回答下列问题：
(1)图中A代表________；肉食动物1的数量________(填“一定”或“不一定”)少于植食性动物的数量。(2)如果②③④代表能量流动过程，④代表的能量大约是②的________。(3)如果图中生产者是农作物棉花，为了提高棉花产量，从物质或能量的角度分析，针对②的调控措施及理由分别是_____________________________；针对⑦的调控措施及理由分别是_____________。
解析：(1)据题意可知，A能将遗体、粪便、碎屑等中的有机物分解形成无机物，返还回无机环境，因此A表示分解者。生态系统的能量流动是单向的、逐级递减的，因此能量金字塔呈正金字塔形，而生物量金字塔和数量金字塔则可能倒置或部分倒置，数量金字塔有时会出现高营养级的生物数量多于低营养级的生物数量，因此肉食性动物1的数量不一定少于植食性动物的数量。(2)能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%～20%，②表示植食性动物的同化量，③表示肉食性动物1的同化量，是②的10%～20%，④表示肉食性动物2的同化量，是③的10%～20%，因此④代表的能量大约是②的1%～4%。
(3)如果图中生产者是农作物棉花，为提高棉花产量，针对途径②，可控制(减少)植食性动物的数量，使棉花固定的能量尽可能保留在棉花植株。针对途径⑦，可合理密植，改善通风条件，满足光合作用对CO2的需求，减少无氧呼吸消耗；增施有机肥，分解者分解有机物可产生更多无机盐、CO2以满足棉花生长需要；喷淋降温，缓解强光照和高温导致的“午休”，满足光合作用对CO2的需求，从而可以增强光合作用。
答案：(1)分解者　不一定　(2)1%～4%　(3)控制(减少)植食性动物的数量，使棉花固定的能量尽可能保留在棉花植株　合理密植，改善通风条件，满足光合作用对CO2的需求，减少无氧呼吸消耗；增施有机肥，分解者分解有机物可产生更多无机盐、CO2以满足棉花生长需要；喷淋降温，缓解强光照和高温导致的“午休”，满足光合作用对CO2的需求
1．(生活、学习和实践情境)下表为某热带雨林生态系统在一段时间内的能量流动情况，A、B、C、D分别代表该生态系统各营养级的所有生物，GP代表各成分的同化量，X代表用于生长发育和繁殖的能量。下列叙述正确的是(　　)
注：表中能量数值单位为×108kJ/(m2·a)①R代表生物通过呼吸作用散失的能量②D→C→A→B形成一条食物链③第三到第四营养级能量传递效率为11.9%④该生态系统的有机物的总量增加A．①③B．②④C．②③D．①④
D　解析：题表中R代表各营养级生物呼吸作用散失的能量，①正确；根据表格数据分析，由于“A、B、C、D分别代表该生态系统各营养级的所有生物”，因此该生态系统中食物链不止一条，②错误；根据表格中同化量大小情况确定，D是生产者，C是初级消费者，A是次级消费者即第三营养级，B是三级消费者即第四营养级，故第三营养级流向第四营养级的能量传递效率约为3.9÷25.2×100%≈15.5%，③错误；根据表格数据分析，该生态系统固定的总能量为1 678.6×108kJ/(m2·a)，而生态系统所输出的能量为各营养级消耗的能量与分解者呼吸消耗的能量之和，即1 042.9＋135.8＋18.5＋3.1＋319.7＝1 520[×108kJ/(m2·a)]，小于1 678.6×108kJ/(m2·a)，所以有机物的总量会增加，④正确。
2．(生活、学习和实践情境)下图是某湖泊生态系统存在捕食关系的三个鱼种群一年内能量流动统计的部分数据。下列有关叙述不正确的是(　　)A．种群Ⅱ全部生物的呼吸消耗能量小于5.45×107 kJB．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ种群和该湖泊其他动物及所有植物构成一个生物群落C．种群Ⅰ储存在有机物的能量占流入能量的比例与种群Ⅲ相同D．不同营养级之间的能量流动以有机物为载体