2020年高中生物 第五章 生态系统及其稳定性 第2节 生态系统的能量流动课件 新人教版必修3

第五章生态系统及其稳定性第2节生态系统的能量流动[学习目标][核心素养]1.概述生态系统能量流动的过程2.说明能量流动的特点3.举例说明研究能量流动的意义1.生命观念——通过分析生态系统能量流动的过程，形成生命系统的物质和能量观2.科学思维——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3.社会责任——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读教材、抓双基自主预习一、能量流动的概念及分析能量流动的思路1．能量流动的概念生态系统中能量的输入、1______、转化和2______的过程称为生态系统的能量流动。传递散失2．分析能量流动的思路由上图可以看出，分析能量流动的基本思路是将3______作为一个整体来进行研究。种群二、能量流动的过程1．能量的输入生产者光合作用化学能2.能量流经第二营养级的过程[填图]热能同化生分解者长、发育和繁殖3．生态系统中能量流动的过程[据图填空](1)补充图中标号代表的内容：甲：11________；乙：12____________；丙：13____________；丁：14__________；戊：15________。生产者初级消费者次级消费者呼吸作用分解者(2)据图总结流入每一营养级的能量最终去向：①自身16__________消耗；②流入17____________；③被18________分解利用。呼吸作用下一营养级分解者三、能量流动的特点1．单向流动(1)方向：沿19________由低营养级流向高营养级。(2)特点：不可20______，也不能21__________。2．逐级递减(1)能量传递效率：相邻两个营养级的能量传递效率约为22_____________。(2)营养级数量：生态系统中能量流动所经过的营养级一般不超过23______个。食物链逆转循环流动10%～20%4～5四、研究能量流动的意义1．帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到24________的利用。2．帮助人们合理地调整生态系统中的25__________关系，使能量持续高效地流向对人类26________的部分。最有效能量流动最有益1．判断正误(1)生态系统的能量流动指能量的输入和散失过程。()(2)太阳能只有通过生产者才能输入到生态系统中。()(3)每一营养级生物的同化量就是从上一营养级摄入的能量。()(4)在“植物→鼠→鹰”这条食物链中，第三营养级含能量最少。()(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，可合理设计人工生态系统，提高能量的传递效率。()×√×√××2．生态系统的能量流动是指()A．太阳能被绿色植物固定的过程B．生态系统内生物体能量代谢的过程C．生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程D．能量从生物体进入环境的过程解析：选C太阳能被绿色植物固定的过程仅是能量的输入；生态系统内生物体能量代谢的过程主要包括的是能量的传递和转化过程；由于能量蕴含在有机物中，所以在物质循环过程中伴随着的能量转移过程(包括输入、传递、转化和散失)就是指生态系统的能量流动；能量从生物体进入环境的过程主要是指能量的散失。3．流经一个生态系统的总能量是()A．生产者用于生长、发育和繁殖的总能量B．流经各个营养级的能量总和C．各个营养级生物同化的能量总和D．生产者固定的太阳能的总量解析：选D生产者固定的太阳能的总量是流经一个生态系统的总能量。4．在一个草原生态系统中，如果要研究被第二营养级羊同化的能量去向，不应包括下列选项中的()A．羊的呼吸消耗量B．羊的粪便量C．羊的生长量D．部分死亡羊的生物量解析：选B生产者所固定的能量被第二营养级摄入后，一部分被第二营养级的生物同化，用于生长、发育和繁殖及通过呼吸作用消耗，还有一部分未被同化，通过粪便等排出体外。因此羊的粪便量不是被羊同化的能量去向。5．研究生态系统中能量流动的主要目的是()A．掌握能量流动中的传递效率B．熟悉生态系统的营养结构C．了解能量流动的方向D．使能量流向对人类最有益的部分解析：选D人们研究生态系统中能量流动的主要目的是设法使能量更多地流向对人类最有益的部分。解疑难、提能力课堂探究探究点一|生态系统能量流动过程分析|核心探究|1．能量流经第二、第……营养级的过程分析图示分析①摄入量(a)＝同化量(b)＋粪便量(c)。②同化量(b)＝摄入量(a)－粪便量(c)＝呼吸消耗量(d)＋净同化量(e)＝呼吸消耗量(d)＋流入下一营养级(g)＋被分解者利用(f)。③净同化量(e)＝同化量(b)－呼吸消耗量(d)＝流入下一营养级(g)＋被分解者利用(f)。2.流入某一营养级能量的来源和去路除最高营养级外，能量流经每个营养级所发生的变化基本相同。图示如下：(1)能量来源：生产者的能量主要来自太阳能；消费者的能量来自上一营养级同化的能量。(2)能量去向：流入某一营养级(最高营养级除外)的能量去向可从以下两个角度分析：定量不定时(能量的最终去路)自身呼吸消耗；流入下一营养级；被分解者分解利用定量定时(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)自身呼吸消耗；流入下一营养级；被分解者分解利用；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|探究思考|1．生态系统能量的输入只能通过光合作用吗？[提示]不是。生态系统能量的输入绝大部分是通过光合作用，但也可通过某些细菌的化能合成作用。2．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？[提示]初级消费者摄入的能量不等于其同化量，它们之间的关系是：同化量＝摄入量－粪便量。3．初级消费者粪便中的能量是其同化量的一部分吗？为什么？[提示]不是。初级消费者粪便中的能量不属于其同化的能量，而是属于生产者所同化的能量。|探究演练|1．关于草原生态系统能量流动的叙述，错误的是()A．能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程B．分解者所需的能量可来自各营养级生物所储存的能量C．生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量D．生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级解析：选D生态系统的能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程；分解者所需的能量可来自各营养级生物所储存的能量；能量流动逐级递减，生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量；生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级及分解者。2．(2018·天津和平区月考)如图为能量流动示意图。其中a1是流入第一营养级的总能量，相关说法正确的是()A．第一营养级传递给分解者的总能量是a4B．能量散失a3不能再被生物同化利用C．a1、a2、a3、a6中的能量都以稳定化学能的形式存在D．第一营养级和第二营养级之间能量传递效率是a6÷a2解析：选B第二营养级粪便中的能量a7，也属于第一营养级传递给分解者的能量，A错误；能量a3以热能的形式散失，不能再被生物同化利用，B正确，C错误；第一营养级和第二营养级之间能量传递效率应该是a6÷a1×100%，D错误。3．(2019·福州模拟)某生态系统中有a、b、c、d四种生物，构成食物链a→b→c，d为分解者，如图是该生态系统中能量流入b处发生的一系列变化示意图，下列说法错误的是()A．图中的甲表示b的同化量，乙表示b用于生长、发育和繁殖的能量B．参与丁过程的都是异养型生物，包括细菌、真菌等C．当生态系统处于相对稳定状态时，b的种群数量一般处于K/2D．图中d的能量不全部来自b生物解析：选C当生态系统处于相对稳定状态时，b种群数量达到环境容纳的最大值，一般处于K值；b摄入量为其同化量和粪便量之和，其同化量一部分用于呼吸消耗，一部分用于自身的生长、发育和繁殖；丁过程为分解者的分解作用，分解者主要是营腐生生活的细菌、真菌等，都是异养型生物；d的能量可来自于b的粪便，而此部分属于上一营养级a的能量。|误区警示|分析能量流动时的两个注意点动物同化的能量不等于摄入的能量说明同化量为每一营养级通过摄食并转化成自身有机物的能量，摄入量是消费者摄入的能量，同化量＝摄入量－粪便量粪便量不是该营养级同化量的一部分说明消费者产生的粪便不属于该营养级同化的能量，它实际上与上一营养级的遗体、残骸一样，属于上一营养级的同化量的一部分探究点二|生态系统能量流动的特点|核心探究|1．能量流动的特点及原因分析(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产生的热能不能被生物群落重复利用，因此能量流动无法循环。(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。③还有一部分能量未被利用。2．生态金字塔的类型及特点项目能量金字塔数量金字塔生物量金字塔形状每一阶含义每一营养级生物所含能量的多少每一营养级生物个体数目的多少每一营养级生物有机物总量的多少项目能量金字塔数量金字塔生物量金字塔象征含义能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减一般生物有机物的总质量沿食物链升高逐级递减特点正金字塔形一般为正金字塔形一般为正金字塔形项目能量金字塔数量金字塔生物量金字塔分析能量流动的过程中总是有能量的耗散，故能量流动逐级递减成千上万只昆虫生活在一株大树上时，该数量金字塔的塔形也会发生变化浮游植物的个体小，寿命短，又不断被浮游动物吃掉，所以某一时间浮游植物的生物量(用质量来表示)可能低于浮游动物的生物量|探究演练|4．在生态系统中，能量可以通过食物链在生物群落中流动。随着营养级的升高，其获得的总能量越来越少。下列解释错误的是()A．各营养级中总有一部分能量被分解者利用B．各营养级中的能量一部分以热能形式散失C．生物维持自身的生命活动需要消耗一部分能量D．能量金字塔顶层的生物进行生命活动需要的能量少解析：选D能量流动是逐级递减的，原因是一部分能量通过呼吸作用以热能的形式散失，另一部分能量被分解者利用，生物维持自身的生命活动也消耗一部分能量。能量金字塔顶层的生物进行生命活动需要的能量不一定少。5．用各营养级生物的能量、数量构建的金字塔分别称为能量金字塔、数量金字塔。在某一栎林中，第一营养级生物为栎树，第二营养级生物为昆虫，第三营养级生物为蛙、蜥蜴和鸟，第四营养级生物为蛇。该栎林数量金字塔的示意图是()解析：选B在数量金字塔中，昆虫的数量远远大于栎树的数量，第三营养级生物的数量小于昆虫的数量，第四营养级生物的数量小于第三营养级生物的数量。6．如图为某一生态系统的能量金字塔，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ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．Ⅰ和Ⅳ是连接生物群落与无机环境的关键成分B．该图所示的食物网只有1条食物链：Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→ⅣC．E1表示流入这一生态系统的总能量D．能量可在食物链中循环利用解析：选C图中Ⅰ代表生产者，Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ都代表消费者，实现物质循环的关键生物成分是生产者和分解者；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；生产者固定的太阳能表示流入生态系统的总能量；生态系统中能量流动是单向的，能量不能循环利用。探究点三|生态系统能量流动的相关计算|核心探究|1．能量传递效率的计算公式能量传递效率＝某一营养级的同化量上一营养级的同化量×100%＝(10%～20%)在解决有关能量传递的计算问题时，首先要确定相关的食物链，理清生物在营养级上的差别，能量传递效率为10%～20%。解题时注意题目中是否有“最多”“最少”“至少”等特殊的字眼，从而确定使用10%或20%来解题。2．能量传递效率的相关“最值”计算(1)食物链越短，最高营养级获得的能量越多。(2)生物间的取食关系越简单，生态系统的能量流动过程中消耗的能量越少。具体计算方法如下：知低营养级求高营养级知高营养级求低营养级获能量最多选最短食物链按×20%计算需最多能量选最长食物链按÷10%计算获能量最少选