高中生物 第五章 生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性 第2節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動課件 新人教版必修3.ppt

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第2節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動,學前要點預覽 知識要點圖解,晨背關鍵詞語 1.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動包括能量的輸入、傳遞、轉化和散失等過程 2.能量流動的起點是生產(chǎn)者固定的太陽能，渠道是食物鏈和食物網(wǎng)，能量形式的變化由光能→生物體有機物中的化學能→熱能 3.流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的全部太陽能 4.能量流動的特點是單向流動，逐級遞減 5.能量金字塔的形狀永遠是正金字塔形，數(shù)量金字塔有倒置的情況 6.研究能量流動的意義： ①設計人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用 ②調(diào)整能量流動關系，使能量持續(xù)高效地流向對人類最有益的部分,課堂探究 知識點一 能量流動的概念和過程(P93-94) 梳理教材新知 1.概念 生態(tài)系統(tǒng)中能量的________、傳遞、________和散失的過程。 2.過程,(2)第一營養(yǎng)級的能量分析：,(3)能量流動的過程示意圖：,①補充圖中標號代表的內(nèi)容： 甲：________ 乙：________ 丙：________ ?。篲_______ 戊：________ ②據(jù)圖總結流入每一營養(yǎng)級的能量最終去向： a:通過自身呼吸作用以________形式散失。 b:被________同化。 c:被________分解利用。,【答案】 1.輸入 轉化 2.(1)生產(chǎn)者 光合作用 化學能 (2)呼吸作用 生長、發(fā)育和繁殖 初級消費者 分解者 (3)①生產(chǎn)者 初級消費者 次級消費者 呼吸作用 分解者 ②熱能 下一營養(yǎng)級 分解者,掌握核心內(nèi)容 一、能量流動的概念和過程 1.研究能量流動的分析方法 (1)研究能量流動可以在個體水平上，也可以在群體水平上。研究生態(tài)系統(tǒng)中能量流動一般在群體水平上，這種將群體視為一個整體進行研究是系統(tǒng)科學常用的研究方法。,(2)研究能量在沿著食物鏈從一個種群流動到另一種群時，需要考慮能量被利用和未被利用等多方面的能量值，以某動物種群捕食種群A為例，“能量流動的分析”過程為：,①未被捕食的是指沒有被下一個營養(yǎng)級攝食，仍舊以上一個營養(yǎng)級的形式存在的。 ②未食入的是指沒有被攝食進去的，如食物的碎屑，動物的骨頭、毛發(fā)等，植物的秸稈等。其會被分解者利用。 ③未同化的是指糞便，其會被分解者利用。 ④在自然界中，對一個種群來說，其同化的能量去向還包括未被捕食的，也可以說是未利用的。,2.生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入 (1)能量來源：太陽光能(除極少數(shù)特殊空間外)。 (2)能量流動起點：生產(chǎn)者的光合作用。 (3)輸入的總能量：是生產(chǎn)者通過光合作用固定的太陽能總量。 3.生態(tài)系統(tǒng)中能量的傳遞過程 (1)傳遞途徑：食物鏈和食物網(wǎng)。 (2)傳遞形式：有機物中的化學能。,(3)傳遞過程(以初級消費者為例)：,【典例示范1】 下圖為某生態(tài)系統(tǒng)的能量流動簡圖，下列敘述錯誤的是 ( ),A.甲是生產(chǎn)者，乙是消費者 B.該生態(tài)系統(tǒng)是一個開放的系統(tǒng) C.太陽光能通過光合作用固定并進入系統(tǒng)，可以熱能形式輸出 D.甲、乙和分解者所儲存的能量之和是輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量,【答案】 D,【問題導析】 (1)由圖可知，甲能夠固定________，則為________，乙從甲獲取能量則乙為________。 (2)太陽光能通過________固定并進入生態(tài)系統(tǒng)，經(jīng)過_______后有一部分以_______的形式散失，因此說生態(tài)系統(tǒng)需要不斷從外界獲得能量的同時又不斷將能量擴散到外界。 (3)輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是___________________ __________________________________________。,【答案】 (1)太陽能 生產(chǎn)者 消費者 (2)光合作用生產(chǎn)者、消費者和分解者的呼吸作用 熱能 (3)生產(chǎn)者甲固定的太陽能總量,【一題多變】 判斷正誤： (1)圖中甲一定有葉綠體。 ( ) (2)甲中每個個體的能量都多于乙每個個體的能量。 ( ) (3)甲中流向分解者的能量包含了乙的糞便中所含的能量。 ( ) (4)能量輸入至甲、乙中所發(fā)生的能量轉化形式是相同的，而由甲、乙和分解者散失時的能量轉化形式是不同的。 ( ),答案 (1) (2) (3)√ (4),知識點二 能量流動的特點及意義(P95-96) 梳理教材新知 1.能量流動的特點 (1)單向流動： ①方向：沿________由低營養(yǎng)級流向高營養(yǎng)級。 ②特點：不可________，也不能________。,(2)逐級遞減： ①能量傳遞效率：相鄰兩個營養(yǎng)級的能量傳遞效率為________。 ②營養(yǎng)級數(shù)量：生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動一般不超過________個營養(yǎng)級。 2.研究能量流動的意義 (1)設計人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到________的利用。 (2)調(diào)整能量流動關系，使能量________。,【答案】 1.(1)①食物鏈 ②逆轉 循環(huán)流動 (2)①10%-20% ②4-5 2.(1)最有效 (2)流向對人類最有益的部分,掌握核心內(nèi)容 1.能量流動特點的原因分析 (1)單向流動： ①捕食關系不能逆轉且散失的熱能不能利用。 ②各營養(yǎng)級的能量總是趨向于以細胞呼吸產(chǎn)生熱能而散失掉。由于熱能不能被綠色植物作為光合作用的能源，所以整個生態(tài)系統(tǒng)必須有太陽能不斷予以補充。,(2)逐級遞減： ①各營養(yǎng)級的生物都會因為細胞呼吸散失相當大的一部分能量。 ②各營養(yǎng)級總有一部分能量未被下一營養(yǎng)級的生物利用。 ③還有一部分能量流向分解者。 2.能量傳遞效率 (1)計算公式：相鄰營養(yǎng)級間傳遞效率=下一營養(yǎng)級同化量 /本營養(yǎng)級同化量100% (2)一般生態(tài)系統(tǒng)中能量傳遞效率大約為10%-20%。,【典例示范2】 下圖為生態(tài)系統(tǒng)中能量流動圖解部分示意圖，①②③④各代表一定的能量值，下列敘述中錯誤的是 ( ),A.生態(tài)系統(tǒng)中能量流動具有單向性主要是因為食物鏈中生物之間吃與被吃的關系不可逆轉 B.一般情況下，能量在相鄰的兩個營養(yǎng)級之間的傳遞效率大約是10%-20% C.①表示流經(jīng)此生態(tài)系統(tǒng)的總能量 D.從能量關系看②＞③+④,【答案】 C,【問題導析】 (1)食物鏈中的________關系是長期自然選擇形成的，不會倒轉，因此生態(tài)系統(tǒng)中能量流動具有________。 (2)一般情況下能量在相鄰兩個營養(yǎng)級之間傳遞效率大約是________。 (3)流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是________，即流入生產(chǎn)者的總能量。 (4)一個營養(yǎng)級的能量去向都可以包括三部分：________。,【答案】 (1)捕食 單向性 (2)10%-20% (3)生產(chǎn)者固定的太陽能 (4)流向下一營養(yǎng)級、流向分解者、自身呼吸作用所消耗,【一題多變】 (1)上題中，三級消費者的能量流動途徑是____________。 (2)除了圖中所示，第二營養(yǎng)級同化的能量還有一部分________。 (3)從圖中可以總結出能量流動的特點是______、______。 (4)人類對生態(tài)系統(tǒng)的能量流動進行調(diào)查研究，其意義是 _____________________________________________。,答案 (1)流向分解者、自身呼吸作用所消耗 (2)在細胞呼吸中以熱能的形式散失 (3)單向流動 逐級遞減 (4)幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關系，使能量持續(xù)高效地流向對人類最有益的部分,隨堂訓練 考點一 能量流動的過程 1.在一個生態(tài)系統(tǒng)中，某草食動物同化的能量等于 ( ) A.生產(chǎn)者固定的太陽能總量 B.生產(chǎn)者固定的太陽能總量減去生產(chǎn)者的呼吸量 C.被草食動物吃了的植物中所含的能量減去糞便中所含的能量 D.用于草食動物的生長、發(fā)育、繁殖等生命活動所需的能量,解析 草食動物以草為食物，經(jīng)消化吸收，真正進入體內(nèi)的能量是食物中的能量減去糞便中包含的能量，即其同化的能量。 答案 C,2.如圖是某個農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的結構模式圖，該圖中能表示生態(tài)系統(tǒng)能量流動的箭頭的是 ( ) A.①③ B.②③⑤ C.①③④ D.②⑤,解析 農(nóng)作物的能量可傳給人、雞、豬、牛，而雞、豬、牛的能量也可傳給人；但人和雞、豬、牛的能量不能傳給農(nóng)作物，這是由食物鏈的方向決定的。 答案 C,3.在一個草原生態(tài)系統(tǒng)中，如果要研究被第二營養(yǎng)級羊同化的能量去向，不應包括下列選項中的 ( ) A.羊的呼吸消耗量 B.羊的糞便量 C.羊的生長量 D.部分死亡羊的重量,解析 生產(chǎn)者所固定的能量被第二營養(yǎng)級攝入后，一部分被第二營養(yǎng)級的生物同化，用于生長、發(fā)育和繁殖及通過呼吸作用消耗，還有一部分未被同化，通過糞便等排出體外。因此羊的糞便量不是被羊同化的能量去向。 答案 B,考點二 能量流動的特點和計算 4.以下表示動物利用食物的過程： 正確的分析是 ( ) A.恒溫動物的④/③值一般高于變溫動物 B.哺乳動物的③/①值一般為10%-20% C.提高圈養(yǎng)動物生長量一般需提高③/②值 D.食肉哺乳動物的③/②值一般低于食草哺乳動物,解析 ④/③表示有機物質(zhì)積累量/同化量。在同化量相同的情況下，由于恒溫動物要維持自身的體溫，所以其體內(nèi)積累的有機物質(zhì)要少于變溫動物。可見，恒溫動物的④/③值一般低于變溫動物。③/①表示同化量/獲取量，而不是能量傳遞效率。能量傳遞效率是后一營養(yǎng)級的同化量與前一營養(yǎng)級的同化量的比值。③/②表示同化量/食入量。圈養(yǎng)動物一般要求短時間內(nèi)長大，如養(yǎng)豬，育肥速度越快越好，同化量高就意味著長得快，這個比值高意味著用同樣的飼料能夠讓圈養(yǎng)的動物長得更快。食草哺乳動物的食物中含有大量纖維素，纖維素絕大部分不能被同化，食肉哺乳動物的食物中，營養(yǎng)物質(zhì)主要是蛋白質(zhì)、脂肪等，絕大部分都可以被同化，即食肉哺乳動物的③/②值要高于食草哺乳動物。 答案 C,5.(2014海南)用各營養(yǎng)級生物的能量、數(shù)量構建的金字塔分別稱為能量金字塔、數(shù)量金字塔。在某一櫟林中，第一營養(yǎng)級生物為櫟樹，第二營養(yǎng)級生物為昆蟲，第三營養(yǎng)級生物為蛙、蜥蜴和鳥，第四營養(yǎng)級生物為蛇。該櫟林數(shù)量金字塔的示意圖是 ( ),解析 在數(shù)量金字塔中昆蟲的數(shù)量遠遠大于櫟樹的數(shù)量，第三營養(yǎng)級生物數(shù)量小于昆蟲的數(shù)量，第四營養(yǎng)級生物的數(shù)量小于第三營養(yǎng)級生物的數(shù)量，故選B項。 答案 B,6.根據(jù)某生態(tài)系統(tǒng)的相關圖示，分析回答有關問題。,(1)在此食物網(wǎng)中共有________條食物鏈，貓頭鷹占有________個營養(yǎng)級。如果貓頭鷹的體重每增加1 kg，則至少需要草________ kg，至多需要草________ kg。 (2)在此食物網(wǎng)中，種間關系為捕食和競爭的是________、________。(至少寫出兩組),(3)根據(jù)能量流動的圖示可知，初級消費者自身生命活動所消耗的能量是圖中的箭頭________；三級消費者排出的糞便中仍含有部分能量，這一部分能量被分解者所利用應屬于圖示中的箭頭________。(用圖中的①- 來表示) (4)從不同營養(yǎng)級間能量傳遞的多少來看，圖中②③④的特點是_____________________________________________ _____________________________________________。,解析 如題圖所示，從左向右數(shù)，在此食物網(wǎng)中共有8條食物鏈，根據(jù)貓頭鷹占據(jù)的位置，可以得出貓頭鷹占有4個營養(yǎng)級。如果貓頭鷹的體重每增加1 kg，至多需要多少草應該考慮能量傳遞效率為10%和食物鏈最長，至少需草量的能量傳遞效率為20%和食物鏈最短。每一個營養(yǎng)級的能量都有三個去向，那就是呼吸消耗、被下一營養(yǎng)級同化和被分解者利用，由圖可知，E為分解者，那么初級消費者自身生命活動所消耗的能量是圖中的箭頭⑤，同理可知，三級消費者排出的糞便中仍含有部分能量，這一部分能量被分解者所利用，應屬于圖示中的箭頭⑨。能量流動的特點是單向流動、逐級遞減，所以從不同營養(yǎng)級間能量傳遞的多少來看，圖中②③④的特點是單向流動、逐級遞減。,答案 (1)8 4 25 100 000 (2)蛇、貓頭鷹 蜘蛛、蟾蜍(或蜘蛛、食蟲鳥) (3)⑤ ⑨ (4)單向流動、逐級遞減,