适用于新教材2024版高考生物一轮总复习第9单元生物与环境第42讲生态系统的能量流动课件新人教版

这是一份适用于新教材2024版高考生物一轮总复习第9单元生物与环境第42讲生态系统的能量流动课件新人教版，共40页。PPT课件主要包含了素养目标，内容索引，强基础·增分策略，提能力·精准突破，练高考·衍生训练，研情境·素养突破，生态金字塔，方法突破，考向探究等内容，欢迎下载使用。

1 强基础·增分策略
一、能量流动的概念1.概念生态系统中能量的　输入、传递、转化和散失　的过程。 2.对概念的理解
二、能量流动的过程1.第一营养级能量流动
提醒:①能量流动的渠道是食物链和食物网。②能量散失的途径是各种生物的呼吸作用(代谢过程)。
2.第二营养级能量流动过程分析
提醒:摄入量=同化量+粪便量。摄入量-粪便中的能量才是同化量,动物的粪便无法被动物消化吸收而同化,不属于同化量,如兔吃草时,兔粪便中的能量应为草流向分解者的能量,而不属于兔的同化量。
三、能量流动的特点及意义1.模型
(1)图中的生物类群分别是:①　生产者　,②　初级消费者　,③　次级消费者　,⑤　分解者　。④表示的生理过程是　呼吸作用　。 (2)图示中的E2/E1表示　第二、三营养级　间的能量传递效率。 
2.能量流动的特点及原因(1)单向流动的原因
(2)逐级递减的原因
(3)计算公式相邻两个营养级间的能量传递效率=
旁栏边角1.(选择性必修2 P58旁栏思考)生物量金字塔在什么情况下,可能是上宽下窄倒置的金字塔形呢?提示:一般情况下,生物量金字塔是上窄下宽的金字塔,但是有时候会出现倒置的金字塔形。例如,在海洋生态系统中,由于生产者(浮游植物)的个体小,寿命短,又会不断地被浮游动物吃掉,所以某一时刻调查到的浮游植物的生物量可能低于浮游动物的生物量。当然,总的来看,一年中浮游植物的总的生物量还是比浮游动物的要多。
2.(选择性必修2 P58图3-9拓展)人们在研究能量流动时,将秸秆作为牲畜的饲料,将粪便加入沼气池,生产燃料。此过程提高能量的传递效率了吗?提示:没有。以上过程提高了能量的利用率,即人类充分利用了流向分解者的能量,实现了对能量的多级利用,减少了环境污染,但没有提高能量在不同营养级之间的传递效率。
易错辨析(1)生态系统中细菌产生的能量可流向生产者。(　×　)(2)若人与自然和谐统一,生产者固定的能量便可反复利用。(　×　)(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。(　×　)(5)沼渣、沼液作为肥料还田,使能量能够循环利用。(　×　)(6)研究能量流动,可帮助人们合理设计人工生态系统,提高能量的传递效率。(　×　)
2 提能力·精准突破
“拼图法”分析能量流动过程
(1)W1、D1 指相应营养级的同化量,B1、B2 指相应营养级中未利用的能量。(2)各营养级用于生长、发育和繁殖的能量为B1+C1+D1 或B2+C2+D2 。(3)能量传递效率不会是100%。从上图可以看出,相邻两个营养级的传递效率等于D1/W1×100%,一般情况下,能量在相邻两个营养级间的传递效率为10%~20%。(4)利用“拼图法”可得关系式:
考向1 结合能量流动的过程及特点,考查生命观念1.(2022枣庄期末)下图为华北地区某果园生态系统的部分食物网及其中一条食物链上的能量流动关系,其中字母表示能量数值。相关分析正确的是(　　)
A.图中属于第三营养级的生物只有黄雀和瓢虫B.蚜虫用于生长、发育和繁殖的能量为(a-b-c)C.蚜虫粪便中的能量通过e途径被分解者利用D.d中的部分能量将来可能转变为瓢虫的同化量
答案:D解析:图中属于第三营养级的生物有黄雀、螳螂和瓢虫,A项错误;用于生长、发育和繁殖的能量等于同化量-呼吸消耗的能量,因此蚜虫用于生长、发育和繁殖的能量为a-b,B项错误;蚜虫粪便中的能量没有流入蚜虫体内,属于上一营养级的能量,而e属于蚜虫的能量,C项错误;d为未被利用的能量,还有可能被瓢虫利用,d中的部分能量将来可能转变为瓢虫的同化量,D项正确。
2.(2022德州期末)某地采用稻—鱼—蛙结构的生态农业模式,实现了生态效益和经济效益的双赢,其模式如图所示。下列叙述正确的是(　　)A.该农业模式能提高能量的传递效率B.该农业模式能增大流入生态系统的总能量C.为增大产出可向稻田中投入大量的蛙和草鱼D.水鸟和草鱼粪便中的物质和能量能被水稻利用
答案:B解析:该农业模式能提高能量的利用率,并不能提高能量的传递效率,A项错误;分析题图可知,蛙捕食害虫,鱼、蛙的粪便可为水稻提供有机肥料,有利于水稻的生长,所以该农业模式能增大流入生态系统的总能量,B项正确;由于需要保持生态系统的稳定性,故不能向稻田中投入大量的蛙和草鱼,C项错误;能量不能被循环利用,所以只能是水鸟和草鱼粪便中的物质被水稻利用,D项错误。
考向2 围绕能量流动的有关计算,考查理解能力 3.(2022日照期末)下图为某生态系统的能量流动模型,其中P代表生产者固定的太阳能,a代表呼吸作用释放的能量,b代表未被利用的能量,c代表流向分解者的能量。下列相关叙述错误的是(　　)
A.P大于a1、a2、a3之和B.植食性动物粪便中的能量属于c1C.图中b1+c1+d1为生产者用于生长、发育、繁殖的能量D.生产者到植食性动物的能量传递效率为(b2+c2+d2)/d1×100%
答案:D解析:P代表生产者固定的太阳能,是流经该生态系统的总能量,a代表呼吸作用释放的能量,来自营养级同化量的一部分,所以P大于a1、a2、a3之和,A项正确;植食性动物粪便中的能量属于上一营养级的能量,这部分能量最终被分解者利用,属于c1,B项正确;输入生产者的能量,一部分在生产者的呼吸作用中以热能形式散失,一部分用于生产者的生长、发育、繁殖等生命活动,储存在植物体的有机物中,根据题图信息分析,b1+c1+d1的总能量为生产者储存在植物体中用于生长、发育、繁殖的能量,C项正确;生态系统中相邻营养级能量的传递效率等于它们同化量的比值,因此生产者到植食性动物的能量传递效率可表示为d1/P×100%或 d1/(a1+b1+c1+d1)×100%,D项错误。
4.(2022济南联考)科学家研究了某生态系统的能量流动,结果如表所示[单位:J/(m2·a)],其中每个营养级的同化量称为总生产量,用于本营养级生长、发育和繁殖的能量称为净生产量。下列说法正确的是(　　)
A.第二栏代表生产量,其中GP和NP分别代表总生产量和净生产量B.第三栏代表的是各营养级因呼吸或未被利用而损耗的能量C.第四栏代表的是各营养级的同化效率D.分解者不进入捕食链,因此不参与该生态系统的能量流动答案:A解析:第二栏代表生产量,总生产量用GP表示,净生产量用NP表示,A项正确;GP与NP的差值即为呼吸作用,对比第二栏和第三栏可知,第三栏的数据为GP与NP的差值,即代表呼吸散失的热能,B项错误;经计算,第四栏的结果为NP/GP,为净生产效率(净同化效率),C项错误;分解者不进入捕食链(生产者和消费者),但分解者参与该生态系统的能量流动,将动植物的遗体及动物的粪便分解,将有机物中的化学能转变为热能,D项错误。
考向3 结合能量流动原理的应用,考查社会责任5.(2022烟台期末)《孟子·梁惠王上》提到:“数罟不入湾池,鱼鉴不可胜食也”(数罟:细密的渔网)。已知某池塘中某种鱼的环境容纳量为K。下列相关说法错误的是(　　)A.环境容纳量K是指该种群在某一环境中的最大种群数量且随着环境条件的改变而改变B.“数罟不入湾池”的意义是为了保证该种鱼种群的年龄结构为增长型C.古代的“桑基鱼塘”实现了能量的多级利用,大大提高了能量的利用率D.鱼塘中不同的鱼占据不同的水层,出现的分层现象与各种鱼的食性有关答案:A
解析:根据分析可知,环境容纳量K不是指该种群在某一环境中的最大种群数量,A项错误;“数罟不入湾池”是指密孔的渔网不入池塘,其意义是保证该种鱼种群的年龄结构为增长型,B项正确;“桑基鱼塘”的生产模式实现了对能量的多级利用,大大提高了能量的利用率,C项正确;鱼塘中不同的鱼占据不同的水层,出现的分层现象与各种鱼的食性有关,D项正确。
6.(2022济南联考)新型“零废弃生态农业”利用酶催化剂,将鸡粪、猪粪及农田废弃物变为无臭无味溶于水的粉末,随水施撒在土壤里,实现了农田有机垃圾的零废弃、无污染,让农田秸秆和卖不出去的废弃农产品代替化肥改造盐碱地。从生态学角度对“零废弃生态农业”的分析正确的是(　　)A.“零废弃”改变了该生态系统的组成成分B.酶催化剂提高了该生态系统中分解者的作用C.废弃物再利用提高了该生态系统中能量传递效率D.促进了该生态系统中的物质循环并减少环境污染答案:D
解析:该生态系统的组成成分并没有发生改变,“零废弃”只是加速了物质循环过程,并且能更加有效地利用该生态系统的部分废弃物,A项错误;酶能够降低化学反应的活化能,加速物质的分解,但并不能提高分解者的作用,B项错误;生态系统中能量传递效率是无法改变的,废弃物再利用属于提高能量的利用效率,C项错误;原来的生态系统中,鸡粪、猪粪及农田废弃物是由分解者分解为无机物,进而被植物体重新吸收的,而“零废弃生态农业”利用酶催化剂,将鸡粪、猪粪及农田废弃物变为无臭无味溶于水的粉末,随水施撒在土壤里,不仅加速了物质循环过程,还能减少环境污染,D项正确。
易错警示能量传递效率≠能量利用率(1)能量传递效率能量在沿食物链流动的过程中逐级减少,若以“营养级”为单位,能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%~20%。(2)能量利用率①一般指流入最高营养级(或人类)的能量占生产者固定总能量的比值;②一般来说,食物链越短,能量利用率越高;③有时考虑分解者的参与,使营养结构更加复杂,以实现能量的多级利用,从而提高能量利用率。
3 练高考·衍生训练
角度 生态系统的能量流动1.(2021浙江选考)下列关于生态金字塔的叙述,正确的是(　　)A.生态金字塔显示了各营养级之间的数量关系B.生态金字塔中每个营养级的生物均属于同一食物链C.生态金字塔中的营养级均按其所占的数值大小依次排列D.生态金字塔可分别以个体数量、生产量和能量为指标绘制答案:A
解析:生态金字塔显示了各营养级之间的某种数量关系,可采用生物量单位、能量单位和数量单位,A项正确;生态金字塔中每个营养级的生物均属于食物网的同一营养级,不属于同一条食物链,B项错误;生态金字塔通常都是下宽上窄的正金字塔图形,但也有倒金字塔的,如英吉利海峡的浮游植物与浮游动物和底栖动物的生物量金字塔,故生态金字塔中的营养级并非均按其所占的数值大小依次排列,C项错误;生态金字塔可采用生物量单位、能量单位和数量单位,故可分别以生物量、能量和数量为指标绘制,并非生产量,D项错误。
2.(2021山东高考)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。
(1)估算海参种群密度时常用样方法,原因是　　　　　　　　　　。 (2)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。 (3)养殖的海带数量过多,造成牡蛎减产,从生物群落的角度分析,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)海水立体养殖模式运用了群落的空间结构原理,依据这一原理进行海水立体养殖的优点是　　　　　　　　　　　。在构建海水立体养殖生态系统时,需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素,从而确定每种生物之间的合适比例,这样做的目的是　　　　　　　　　　　。 
答案:(1)海参活动能力弱,活动范围小　(2)2 488　6.3　 不能　(3)由于海带的竞争,浮游植物数量下降,牡蛎的食物减少,产量降低　(4)能充分利用空间和资源　维持生态系统的稳定性,保持养殖产品的持续高产(或实现生态效益和经济效益的可持续发展)
解析:(1)由于海参活动能力弱,活动范围小,估算海参种群密度时常用样方法。(2)根据题图分析,M的同化量来自生产者的部分为3 281 kJ/(m2·a),来自遗体残骸的部分为2 826 kJ/(m2·a),因此其同化量为3 281+2 826=6 107 kJ/(m2·a),而M用于呼吸作用消耗的是3 619 kJ/(m2·a),因此图中M用于生长、发育和繁殖的能量为6 107-3 619=2 488 kJ/(m2·a)。N的同化量为386 kJ/(m2·a),因此由M到N的能量传递效率为386÷6 107≈6.3%(保留一位小数),由于能量是单向流动的,因此该生态系统中的能量不能在 M 和遗体残骸间循环流动。(3)养殖的海带数量过多,由于海带的竞争,浮游植物数量下降,牡蛎的食物减少,导致牡蛎的产量降低。