高中生物 5.2《生态系统的能量流动》课件 新人教版必修3

第2节生态系统的能量流动自主学习 新知突破 1识记能量流动的概念。 2掌握生态系统能量流动的过程和特点。 3了解研究能量流动的实践意义。 4尝试调查农田生态系统中的能量流动情况。 1概念：生态系统中能量的_的过程。 2过程能量流动的概念和过程能量流动的概念和过程输入、传递、转化和散失输入、传递、转化和散失生态系统能量流动示意图生态系统能量流动示意图 图中标号代表的内容： 甲：_乙： _丙： _ 丁：_戊：_ (1)起点：从_开始。 (2)流经生态系统的总能量，是_ _ 。 (3)渠道：沿_，逐级流动。 (4)散失：一部分以_形式散失，另一部分用于_。生产者生产者初级消费者初级消费者次级消费者次级消费者呼吸作用呼吸作用分解者分解者生产者固定太阳能生产者固定太阳能生产者所固定的生产者所固定的全部太阳能全部太阳能食物链和食物网食物链和食物网热能热能生物体的各项生命活动生物体的各项生命活动 思考探讨1.初级消费者摄入的能量是其同化量吗？它们之间存在什么关系？ 2初级消费者粪便中的能量是属于哪个营养级的能量？ 3输入生态系统的能量的最终归宿在哪里？ 提示：1.不是，摄入量同化量粪便量 2第一营养级(生产者)的同化量。 3在生产者、消费者和分解者的呼吸作用过程中以热能形式散失到环境中。 (3)传递过程： (4)以第二营养级为例分析能量的分流： 动物同化的能量摄入量粪便中有机物的能量，即第二营养级粪便中的能量不属于第二营养级同化的能量。 能量流经每一营养级的去向 每个营养级生物细胞呼吸产生的能量，一部分用于生命活动，另一部分以热能散失。 每个营养级生物一部分能量流到下一个营养级中(最高营养级除外)。 每个营养级生物的遗体、粪便、残枝败叶中的能量被分解者分解而释放出来。 未利用能量(现存量：最终被分解者利用)。 (1)食物的摄入量同化置 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。 关系：摄入量同化量粪便中的能量 (2)能量的输入并非只有光合作用 能量的输入过程，绝大部分是通过绿色植物的光合作用，但在极少数特殊空间，如深海热泉口生态系统，是通过特殊细菌的化能合成作用。 1能量流动的特点 (1)单向流动： 生态系统的能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面各个营养级，不能_，也不能_。能量流动的特点及意义能量流动的特点及意义逆转逆转循环流动循环流动 (2)逐级递减： 输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流入下一个营养级，能量在沿食物链流动的过程中是_的。传递效率大约为_。逐级减少逐级减少10%20% 2能量金字塔 (1)能量金字塔的形状是_形，如图所示。 (2)能量金字塔每一级的含义：食物链中每一营养级的生物所含_多少。 (3)能量金字塔形状的象征含义：表明能量沿食物链流动过程具有_的特点。正金字塔正金字塔能量能量逐级递减逐级递减 3研究能量流动的实践意义 (1)帮助人们科学规划、设计人工生态系统、使能量得到_。 (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_。最有效的利用最有效的利用对人类最有益的部分对人类最有益的部分 思考探讨4.能量流动是逐级递减的，那么前一营养级的一个个体一定比后一营养级的一个个体含有的能量多吗？ 提示：不一定。如狼吃羊，一只狼体内含有的能量比一只羊多，能量逐级递减，是营养级的总能量，并非个体。 1能量流动特点的原因 (1)能量单向流动的原因： 食物链中各种生物之间的捕食关系，是在长期自然选择过程中形成的捕食关系，不能逆转。 各营养级的能量总是趋向于在呼吸作用过程中以热能形式散失，而热能是不能再被利用的。 (2)能量流动逐级递减的原因： 每个营养级的生物总有一部分能量不能被下一营养级利用。 各个营养级的生物都会因细胞呼吸以热能形式散失相当大的一部分能量。各营养级中的能量都要有一部分流入分解者。 3生态金字塔 能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔三者都是用来说明食物链中能量流动情况的，三者统称为生态金字塔。不同的生态金字塔能形象地说明营养级与能量、生物量、数量之间的关系，是定量研究生态系统的直观体现。类型项目类型项目 能量金字塔能量金字塔数量金字塔数量金字塔生物量金字塔生物量金字塔特点特点正金字塔形正金字塔形一般为正金字塔一般为正金字塔形，有时会出现形，有时会出现倒金字塔形倒金字塔形正金字塔形正金字塔形象征含义象征含义能量沿食物链能量沿食物链流动过程中具流动过程中具有逐级递减的有逐级递减的特点特点生物个体数目在生物个体数目在食物链中随营养食物链中随营养级升高而逐级递级升高而逐级递减减生物量生物量(现存生现存生物有机物的总物有机物的总质量质量)沿食物链沿食物链流动逐级递减流动逐级递减每一阶每一阶含义含义食物链中每一食物链中每一营养级生物所营养级生物所含能量的多少含能量的多少每一营养级生物每一营养级生物个体的数目个体的数目每一营养级生每一营养级生物的总生物量物的总生物量 (1)“未利用”能量如：多年生植物上一年自身生长发育的净积累量；未来得及分解，被埋藏在地下形成的煤炭、石油等能量等。 (2)能量传递效率是指相邻营养级间，而不是种群，更不是个体。 (3)一般来说，在以低营养级生物为主的生态系统中，传递效率可以低于10%；仅在特殊条件，某传递效率有可能高于20%，时间过长将导致生态系统被破坏。 (4)能量传递效率相关计算中，有时用生物量(质量等)来代表生物所含有的能量。 记知识纲要 背关键语句 1生态系统具有能量流动、物质循环和信息传递三大基本功能。 2生态系统的能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失。能量流动的特点是单向流动和逐级递减。 3摄入量粪便量同化量。 4输入一个营养级的能量去向，一部分经过细胞呼吸消耗，一部分流入下一个营养级，一部分流向分解者。合作探究 课堂互动能量流动的过程能量流动的过程下图是一个处于平衡状态生态系统的能量流动图解，其中甲、乙、丙、丁分别代表不同营养级的生物类群，对此图解理解正确的一项是() A流经该生态系统的总能量就是甲通过光合作用固定的太阳能减去自身呼吸消耗的能量 B丁中所含的能量与丙中所含的能量之比就是能量从丙传递到丁的效率 C乙同化的能量要大于乙、丙、丁呼吸消耗的能量之和 D由于流经该生态系统的总能量是一定的，所以乙获得的能量越多，留给丙、丁的能量就越少 自主解答_ 解析：流经该生态系统的总能量就是甲通过光合作用固定的太阳能，A错误；能量从丙传递到丁的效率是指丁同化的能量与丙同化的能量之比，B错误；乙同化的能量要大于乙、丙、丁呼吸消耗的能量之和，因为还有一部分能量流向了分解者，C正确；乙获得的能量越多，留给丙、丁的能量也越多，D错误。 答案：C 【互动探究】(1)流入量与同化量是什么关系？同化量、摄入量与粪便量的关系是怎样的？ (2)某营养级的同化量减去呼吸量属于什么？ 提示：(1)流入量同化量。同化量摄入量粪便量。 (2)生长、发育、繁殖的能量 1下图为生态系统能量流动的部分图解，代表一定的能量值。下列相关叙述中，正确的是() A生态系统的能量流动是循环进行的 B能量在沿食物链流动时逐级递减 C次级消费者属于第二营养级 D图中代表呼吸作用所消耗的能量 解析：生态系统能量流动是单向的、逐级递减的；次级消费者属于第三营养级；图中代表流向分解者的能量。 答案：B能量流动的特点能量流动的特点下图表示某草原生态系统中能量流动图解，表示相关过程能量流动量。下列有关叙述正确的是() A和分别属于草和兔同化量的一部分 B是流入该生态系统的总能量 C图中/的比值代表“草兔”的能量传递效率 D分解者分解动植物遗体释放出来的能量，可供绿色植物再利用 自主解答_ 解析：图中分别是流向兔和狐的能量，与之比不能代表“草兔”的能量传递效率，C错。是兔排出的粪便中所含的能量，兔是初级消费者，初级消费者的粪便所含的能量不属于初级消费者，而应属于生产者；是由兔流向分解者的能量，应属于兔同化量的一部分，A正确。流入该生态系统的总能量应该是生产者所固定的太阳能的总量，而仅是其中的一部分，B错。分解者分解动植物遗体，其中的能量最终是以热能的形式释放，而热能不能被绿色植物固定利用，D错。 答案：A 能量流动的极值计算 (1)能量在食物链中传递的计算 在一条食物链中若某一营养级的总能量为n，则最多传到下一营养级的能量为0.2n，最少为0.1n。 在一条食物链中，某一营养级的能量为n，需要前一营养级的能量至少为n20%5n，最多为n10%10n。 (2)能量在食物网中传递效率的计算 若一食物网中，已知最高营养级增加能量为N a求最多消耗第一营养级多少时，按最长食物链，最低传递效率计算； b求至少消耗第一营养级多少时，按最短食物链，最高传递效率计算。 若一食物网中，已知第一营养级能量为M a求最高营养级最多获得多少能量时，应按最短食物链，最高传递效率计算； b求最高营养级最少获得多少能量时，应按最长食物链，最低传递效率计算。 (3)在已知高营养级求需要低营养级最值时，若高营养级有多种食物来源，要注意高营养级食物来源有没有具体分配，若有就不能选最短或最长的食物链，而要按分配情况逐一计算，然后相加。 2某同学绘制了下图所示的能量流动图解，下列叙述正确的是() A生产者固定的总能量可表示为(A1B1C1A2B2C2D2) B由生产者到初级消费者的能量传递效率为D2/W1 C初级消费者摄入的能量为(A2B2C2) DW1D1D2 解析：由图可知，W1为生产者固定的太阳能，D1为初级消费者同化的能量；W1A1B1C1D1；D1A2B2C2D2；由于能量传递效率约为10%20%，所以W1D1D2。 答案：A 3下图为某生态系统能量流动示意图(单位：kJ)。下列说法正确的是() A图中甲所固定的能量是乙、丙的能量之和 B若丙增加1 kJ，则需要消耗甲约42 kJ C乙营养级的个体数量一定多于丙营养级的个体数量 D乙丙的能量传递效率为16% 解析：根据生态系统能量流动的特点及能量传递效率可知，A错误；甲乙的能量传递效率为200/1 250100%16%，乙丙的传递效率为30/200100%15%。 答案：B高效测评 知能提升 1在食物链“甲乙丙”中，能量流动逐级减少。其原因不包括() A总有一部分甲和乙会自然死亡或被分解者利用 B乙、丙摄入的能量总有一部分被排出 C甲、乙和丙生命活动的维持总要消费能量 D照射到甲上的太阳能不能被全部固定 解析：能量流动逐级递减的原因包括流入一个营养级的能量总有一部分被呼吸消耗、流入分解者以及未被利用贮存在体内；D项不属于其原因。被生产者固定的能量才是流经该生态系统的总能量。 答案：D 2下图是能量流动的图解，对此图解的理解错误的是() A图中方框的大小可表示该营养级生物所具有的能量的多少 B该图中丙所具有的能量为乙的10%20% C该图中的甲表示流经该生态系统的总能量 D图中甲具有的能量等于乙、丙、丁的能量之和 解析：生态系统能量流动是单向的、逐级递减的，能量传递效率为10%20%，A、B正确；图中甲为生产者，其固定的太阳能是流经该生态系统的总能量，C正确；甲具有的能量大于乙、丙、丁的能量之和，D错误。 答案：D 3下图为生态系统能量流动示意图，下列等式中不可能成立的是() AB2A(10%20%) BAFB1C1D1E1 CA(B1B3)C1C2C3 DC3B2(80%90%) 解析：由于B2C1C2C3，C2B2(10%20%)，所以C3B2(80%90%)。从长时间考虑，进入生态系统的能量都以热能的形式散失，即AFB1C1D1E1。 答案：D 4下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，E1、E2代表能量的形式。下列叙述正确的是() A和是实现物质循环的关键生态成分 B该图所示的食物网只有1条食物链： CE1表示主要通过光合作用所摄入的能量 D能量可在食物链中循环利用 解析：图中代表生产者，、和都代表消费者，实现物质循环的关键生态成分是生产者和分解者，A错误；每一营养级的生物种类很多，各种生物之间会形成错综复杂的食物网，B错误；生态系统中能量流动是单向的，进入生物群落的是太阳能，释放出来的是热能，能量不能循环利用，D错误。 答案：C 5右图为某生态系统能量流动示意图。下列说法正确的是() A图中甲所固定的能量是乙、丙的能量之和B若乙的数量越多，则丙获得的能量越少若乙的数量越多，则丙获得的能量越少C乙营养级的个体数量一定多于丙的个体乙营养级的个体数量一定多于丙的个体D若丙增加若丙增加1 kg，则至少需要消耗甲约，则至少需要消耗甲约25 kg 解析：图中甲为生产者，是第一营养级；乙、丙、丁分别是第二、三、四营养级。甲所固定的能量是流经该生态系统的总能量，远远大于乙、丙的能量之和，A错误；若乙的数量越多，则丙获得的能量应越多，B错误；乙营养级的个体数量一般多于丙的个体数量，但不是一定，C错误；能量传递效率为10%20%，“至少需要低营养级的量”要按20%最大传递效率计算，丙增加1 kg，则需要消耗乙约5 kg，同理消耗甲约25 kg，D正确。 答案：D 6下图中甲为某湖泊生态系统的能量金字塔简图，其中、分别代表不同的营养级，m1、m2代表不同的能量形式。图乙表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图，其中ag表示能量值的多少。请据图作答： (1)图甲中，m1、m2表示的能量形式分别为_、_。通常情况下，位于营养级的生物个体数量一般远远少于，主要原因是_。 (2)图乙中，若A表示图甲中营养级所摄入的全部能量，则B表示_，C表示_。若图甲中营养级所固定的太阳能总量为y，则由营养级、间的能量传递效率是_(用图中所给字母的表达式表示)。 (3)由图乙可以总结出生态系统能量流动的主要特点是_。 图丙 (4)若图甲中营养级、各有一种生物甲、乙、丙，构成的食物关系如右图。其中，甲的能量中比例为x的部分直接提供给丙，则要使丙能量增加A kJ，至少需要消耗甲的能量_kJ(用所给字母的表达式表示)。 解析：(1)图甲中m1是指生产者固定的能量，应是太阳能；而m2是各级消费者散失的能量，其形式为热能；处于营养级的生物个体数量远远少于，主要原因是营养级高，可利用能量少。(2)A表示图甲中营养级所摄入的全部能量，则B表示同化固定的能量，C指用于生长、发育和繁殖的能量。图甲中营养级所固定的太阳能总量为y，则可计算出能量传递效率某一营养级固定的能量上一营养级固定的能量100%b/y 100%。(3)生态系统中能量流动的主要特点是单向流动、逐级递减。(4)设甲的能量为y，依据能量传递效率，可列出：yx20%y(1x)20%20%A，进一步可推算出：y25A/(14x)。答案：(1)太阳能(或同化固定的能量)热能(或呼吸作用散失的热量)营养级高，可利用能量少(2)同化固定的能量用于生长、发育和繁殖的能量b/y100%(3)单向流动，逐级递减(4)25A/(14x)