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(dòng)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(dòng),學(xué)前要點(diǎn)預(yù)覽 知識(shí)要點(diǎn)圖解,晨背關(guān)鍵詞語 1.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)包括能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失等過程 2.能量流動(dòng)的起點(diǎn)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(jī)物中的化學(xué)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(dòng)的特點(diǎn)是單向流動(dòng)，逐級遞減 5.能量金字塔的形狀永遠(yuǎn)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(dòng)的意義： ①設(shè)計(jì)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(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?課堂探究 知識(shí)點(diǎn)一 能量流動(dòng)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(dòng)的過程示意圖：,①補(bǔ)充圖中標(biāo)號代表的內(nèi)容： 甲：________ 乙：________ 丙：________ ?。篲_______ 戊：________ ②據(jù)圖總結(jié)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(zhuǎn)化 2.(1)生產(chǎn)者 光合作用 化學(xué)能 (2)呼吸作用 生長、發(fā)育和繁殖 初級消費(fèi)者 分解者 (3)①生產(chǎn)者 初級消費(fèi)者 次級消費(fèi)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(dòng)的概念和過程 1.研究能量流動(dòng)的分析方法 (1)研究能量流動(dòng)可以在個(gè)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(dòng)一般在群體水平上，這種將群體視為一個(gè)整體進(jìn)行研究是系統(tǒng)科學(xué)常用的研究方法。,(2)研究能量在沿著食物鏈從一個(gè)種群流動(dòng)到另一種群時(shí)，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(dòng)物種群捕食種群A為例，“能量流動(dòng)的分析”過程為：,①未被捕食的是指沒有被下一個(gè)營養(yǎng)級攝食，仍舊以上一個(gè)營養(yǎng)級的形式存在的。 ②未食入的是指沒有被攝食進(jìn)去的，如食物的碎屑，動(dòng)物的骨頭、毛發(fā)等，植物的秸稈等。其會(huì)被分解者利用。 ③未同化的是指糞便，其會(huì)被分解者利用。 ④在自然界中，對一個(gè)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(dòng)起點(diǎn)：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(jī)物中的化學(xué)能。,(3)傳遞過程(以初級消費(fèi)者為例)：,【典例示范1】 下圖為某生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)簡圖，下列敘述錯(cuò)誤的是 ( ),A.甲是生產(chǎn)者，乙是消費(fèi)者 B.該生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)開放的系統(tǒng) C.太陽光能通過光合作用固定并進(jìn)入系統(tǒng)，可以熱能形式輸出 D.甲、乙和分解者所儲(chǔ)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(dǎo)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(jìn)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(shí)又不斷將能量擴(kuò)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(fèi)者 (2)光合作用生產(chǎn)者、消費(fèi)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(gè)個(gè)體的能量都多于乙每個(gè)個(gè)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(zhuǎn)化形式是相同的，而由甲、乙和分解者散失時(shí)的能量轉(zhuǎn)化形式是不同的。 ( ),答案 (1) (2) (3)√ (4),知識(shí)點(diǎn)二 能量流動(dòng)的特點(diǎn)及意義(P95-96) 梳理教材新知 1.能量流動(dòng)的特點(diǎn) (1)單向流動(dòng)： ①方向：沿________由低營養(yǎng)級流向高營養(yǎng)級。 ②特點(diǎn)：不可________，也不能________。,(2)逐級遞減： ①能量傳遞效率：相鄰兩個(gè)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(dòng)一般不超過________個(gè)營養(yǎng)級。 2.研究能量流動(dòng)的意義 (1)設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到________的利用。 (2)調(diào)整能量流動(dòng)關(guān)系，使能量________。,【答案】 1.(1)①食物鏈 ②逆轉(zhuǎn) 循環(huán)流動(dòng) (2)①10%-20% ②4-5 2.(1)最有效 (2)流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?掌握核心內(nèi)容 1.能量流動(dòng)特點(diǎn)的原因分析 (1)單向流動(dòng)： ①捕食關(guān)系不能逆轉(zhuǎn)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(xì)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(gè)生態(tài)系統(tǒng)必須有太陽能不斷予以補(bǔ)充。,(2)逐級遞減： ①各營養(yǎng)級的生物都會(huì)因?yàn)榧?xì)胞呼吸散失相當(dāng)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(jì)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(dòng)圖解部分示意圖，①②③④各代表一定的能量值，下列敘述中錯(cuò)誤的是 ( ),A.生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)具有單向性主要是因?yàn)槭澄镦溨猩镏g吃與被吃的關(guān)系不可逆轉(zhuǎn) B.一般情況下，能量在相鄰的兩個(gè)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(guān)系看②＞③+④,【答案】 C,【問題導(dǎo)析】 (1)食物鏈中的________關(guān)系是長期自然選擇形成的，不會(huì)倒轉(zhuǎn)，因此生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)具有________。 (2)一般情況下能量在相鄰兩個(gè)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(gè)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(fèi)者的能量流動(dòng)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(jié)出能量流動(dòng)的特點(diǎn)是______、______。 (4)人類對生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)進(jìn)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(xì)胞呼吸中以熱能的形式散失 (3)單向流動(dòng) 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(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?隨堂訓(xùn)練 考點(diǎn)一 能量流動(dòng)的過程 1.在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，某草食動(dòng)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(dòng)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(dòng)物的生長、發(fā)育、繁殖等生命活動(dòng)所需的能量,解析 草食動(dòng)物以草為食物，經(jīng)消化吸收，真正進(jìn)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(gè)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式圖，該圖中能表示生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)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(gè)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(yīng)包括下列選項(xiàng)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(diǎn)二 能量流動(dòng)的特點(diǎn)和計(jì)算 4.以下表示動(dòng)物利用食物的過程： 正確的分析是 ( ) A.恒溫動(dòng)物的④/③值一般高于變溫動(dòng)物 B.哺乳動(dòng)物的③/①值一般為10%-20% C.提高圈養(yǎng)動(dòng)物生長量一般需提高③/②值 D.食肉哺乳動(dòng)物的③/②值一般低于食草哺乳動(dòng)物,解析 ④/③表示有機(jī)物質(zhì)積累量/同化量。在同化量相同的情況下，由于恒溫動(dòng)物要維持自身的體溫，所以其體內(nèi)積累的有機(jī)物質(zhì)要少于變溫動(dòng)物。可見，恒溫動(dòng)物的④/③值一般低于變溫動(dòng)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(dòng)物一般要求短時(shí)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(gè)比值高意味著用同樣的飼料能夠讓圈養(yǎng)的動(dòng)物長得更快。食草哺乳動(dòng)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(dòng)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(dòng)物的③/②值要高于食草哺乳動(dòng)物。 答案 C,5.(2014海南)用各營養(yǎng)級生物的能量、數(shù)量構(gòu)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?jǐn)?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(yuǎn)遠(yuǎn)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(xiàng)。 答案 B,6.根據(jù)某生態(tài)系統(tǒng)的相關(guān)圖示，分析回答有關(guān)問題。,(1)在此食物網(wǎng)中共有________條食物鏈，貓頭鷹占有________個(gè)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(guān)系為捕食和競爭的是________、________。(至少寫出兩組),(3)根據(jù)能量流動(dòng)的圖示可知，初級消費(fèi)者自身生命活動(dòng)所消耗的能量是圖中的箭頭________；三級消費(fèi)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(yīng)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(diǎn)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(gè)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(yīng)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(gè)營養(yǎng)級的能量都有三個(gè)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(fèi)者自身生命活動(dòng)所消耗的能量是圖中的箭頭⑤，同理可知，三級消費(fèi)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(yīng)屬于圖示中的箭頭⑨。能量流動(dòng)的特點(diǎn)是單向流動(dòng)、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(diǎn)是單向流動(dòng)、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(dòng)、逐級遞減,