2022-2023學(xué)年 選擇性必修2 蘇教版 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng) 課件 （49張）

第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)第三章2022內(nèi)容索引0102基礎(chǔ)落實(shí)?必備知識全過關(guān)重難探究?能力素養(yǎng)全提升課程標(biāo)準(zhǔn)1.分析生態(tài)系統(tǒng)中能量在生物群落中單向流動(dòng)并逐級遞減的規(guī)律。2.舉例說明利用能量流動(dòng)規(guī)律,人們能夠更加科學(xué)、有效地利用生態(tài)系統(tǒng)中的資源。3.解釋生態(tài)金字塔表征了食物網(wǎng)各營養(yǎng)級之間在個(gè)體數(shù)量、生物量和能量方面的關(guān)系。基礎(chǔ)落實(shí)?必備知識全過關(guān)知識點(diǎn)一生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的特點(diǎn)1.概念生態(tài)系統(tǒng)中能量的

、

、

和

的過程,稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)。

輸入傳遞轉(zhuǎn)化散失2.能量流動(dòng)的源頭地球上所有的生態(tài)系統(tǒng)需要的能量幾乎都來自太陽。生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者通過

將太陽光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,固定(

)在有機(jī)物中。

大多數(shù)生態(tài)系統(tǒng)

光合作用同化3.能量流動(dòng)的特點(diǎn)(1)單向流動(dòng):指生態(tài)系統(tǒng)的能量只能從第一營養(yǎng)級流入第二營養(yǎng)級,再流入第三營級……能量流動(dòng)不可

,也不能

。

(2)逐級遞減:能量在沿食物鏈從一個(gè)營養(yǎng)級流向下一個(gè)營養(yǎng)級的過程中逐級減少,能量在從一個(gè)營養(yǎng)級流入下一個(gè)營養(yǎng)級時(shí),其傳遞效率平均只有

,部分能量以

等形式散失掉。

逆轉(zhuǎn)循環(huán)10%~20%熱能4.進(jìn)入第一營養(yǎng)級能量的去向進(jìn)入第一營養(yǎng)級的能量,一部分在植物的

中以熱能的形式散失,另一部分儲(chǔ)存在植物體內(nèi)的有機(jī)物中,用于

。儲(chǔ)存在植物體內(nèi)的能量,一部分隨著植物體的遺體(包括枯枝落葉)等被

分解而釋放出來,另一部分通過

的取食而流入第二營養(yǎng)級。

5.能量流動(dòng)的途徑

。受能量轉(zhuǎn)化效率的限制,難以維持過高營養(yǎng)級消費(fèi)者種群的生存對能量的需求,生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈長度通常都是

的。

呼吸作用自身的生命活動(dòng)分解者初級消費(fèi)者食物鏈和食物網(wǎng)有限旁欄邊角

想一想從能量流動(dòng)的角度分析,一個(gè)人工魚塘生態(tài)系統(tǒng)內(nèi),肉食性魚類與植食性魚類相比,誰的總生物量更多?為什么?提示

植食性魚類的總生物量較多。原因是植食性魚類所處營養(yǎng)級較低,肉食性魚類所處的營養(yǎng)級較高,而能量的傳遞是逐級遞減的,因此,肉食性動(dòng)物的能量來源較少,總的生物量也較少。結(jié)論語句

辨一辨1.生態(tài)系統(tǒng)中細(xì)菌產(chǎn)生的能量可流向生產(chǎn)者。(

)2.若人與自然和諧統(tǒng)一,生產(chǎn)者固定的能量便可被反復(fù)利用。(

)3.流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是照射在生產(chǎn)者上的太陽能。(

)4.一種蜣螂專以象糞為食,則該種蜣螂最多能獲取大象所同化能量的20%。(

)××××知識點(diǎn)二生態(tài)金字塔1.概述(1)概念:反映食物鏈和食物網(wǎng)各營養(yǎng)級之間生物數(shù)量、質(zhì)量和能量比例關(guān)系的圖解模型。(2)含義:生態(tài)金字塔的塔基寬,代表

;塔基過寬,能量轉(zhuǎn)化效率就

,能量浪費(fèi)

;塔的層次多少,與

有密切關(guān)系,層次越多,塔頂貯存的能量就

。

(3)類型:

金字塔、

金字塔和

金字塔。

生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定低大能量的消耗程度越少數(shù)量生物量能量2.能量金字塔(1)概念:依據(jù)各營養(yǎng)級所含能量值的多少來構(gòu)建的生態(tài)金字塔,從能量的角度形象地描述其在生態(tài)系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)化,常用來描述單位時(shí)間生態(tài)系統(tǒng)中各營養(yǎng)級所

的能量,一般以J·m-2·a-1或kJ·m-2·a-1為單位。

(2)特點(diǎn):能量金字塔一般不受

、

和

的影響,因而可以比較準(zhǔn)確地說明生態(tài)系統(tǒng)中能量傳遞的效率和特點(diǎn),比較直觀地表明各營養(yǎng)級之間的依賴關(guān)系,不會(huì)出現(xiàn)

現(xiàn)象。

同化生物個(gè)體大小組成成分代謝速率倒置3.數(shù)量金字塔(1)概念:描述了某一時(shí)刻生態(tài)系統(tǒng)中各營養(yǎng)級的

關(guān)系。

(2)特點(diǎn):一般來說,能量沿營養(yǎng)級順序向上逐級

,生物體數(shù)量沿營養(yǎng)級順序向上也越來

。不絕對

個(gè)體數(shù)量遞減越少4.生物量金字塔(1)概念:描述了某一時(shí)刻生態(tài)系統(tǒng)中各營養(yǎng)級生物的

,通常以生物的

表示營養(yǎng)級中生物的生物量,一般以g·m-2或kg·m-2為單位。

(2)特點(diǎn):一般來說,植物的生物量要

植食性動(dòng)物的生物量,而植食性動(dòng)物的生物量又會(huì)

肉食性動(dòng)物的生物量。因此,從低營養(yǎng)級到高營養(yǎng)級,生物的生物量是逐漸

的。

質(zhì)量關(guān)系干重大于大于減少知識點(diǎn)三能量流動(dòng)規(guī)律在生產(chǎn)中的應(yīng)用(1)研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng),可以幫助人們在設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)時(shí)充分考慮

的有效利用。例如:“?；~塘”和“稻田養(yǎng)魚”等生產(chǎn)模式大大提高了能量的

。

(2)研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng),合理地優(yōu)化生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系,使能量

,可以使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)獲得更大的效益。例如:劃區(qū)輪牧、農(nóng)田捉蟲、除草等。

能量利用率持續(xù)高效地流向?qū)ιa(chǎn)有益的部分旁欄邊角

想一想在農(nóng)田、果園等人工生態(tài)系統(tǒng)中,可否通過增加或延長食物鏈,提高生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞效率?提示

不能提高生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞效率,但能提高能量的利用率。農(nóng)田和果園等人工生態(tài)系統(tǒng)食物鏈單一,自身穩(wěn)定性差,易受病蟲害破壞。通過研究生物之間的相互關(guān)系,增加或延長食物鏈,使之成為立體農(nóng)田和立體果園,實(shí)現(xiàn)對能量的多級利用,可以提高能量的利用率。結(jié)論語句

辨一辨1.能量金字塔和生物量金字塔可以出現(xiàn)倒置現(xiàn)象。(

)2.將沼渣、沼液作為肥料還田,使能量能夠循環(huán)利用。(

)3.研究能量流動(dòng),可幫助人們合理設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng),提高能量的傳遞效率。(

)4.拔去田地中的雜草是人為地調(diào)整能量流動(dòng)的方向,提高生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞效率。(

)××××重難探究?能力素養(yǎng)全提升主題一能量流動(dòng)的過程情境探究根據(jù)能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級的示意圖,思考初級消費(fèi)者體內(nèi)的能量來源及最終的能量去向分別是什么。提示

來源:生產(chǎn)者光合作用固定的太陽能。去向:①呼吸作用中以熱能的形式散失;②以遺體殘骸的形式被分解者利用;③流入次級消費(fèi)者。方法突破能量流動(dòng)過程歸納

視角應(yīng)用1.科研人員研究了某種定居型蜘蛛(肉食性動(dòng)物)的能量流動(dòng)過程,并構(gòu)建了如圖所示模型。下列相關(guān)敘述正確的是(

)A.該蜘蛛在生態(tài)系統(tǒng)中至少屬于第二營養(yǎng)級B.流經(jīng)蜘蛛的總能量是477.4kJ/(m2·a)C.排糞能和遺體殘骸中的能量都屬于蜘蛛同化能的一部分D.下—個(gè)營養(yǎng)級的同化能可能會(huì)大于87.7kJ/(m2·a)答案B

解析

該種蜘蛛是肉食性動(dòng)物,所以在生態(tài)系統(tǒng)中至少屬于第三營養(yǎng)級,A項(xiàng)錯(cuò)誤;題圖中攝食能=同化能+排糞能,因此計(jì)算出同化能為477.4

kJ/(m2·a),即為流經(jīng)蜘蛛的總能量,B項(xiàng)正確;遺體殘骸中的能量屬于蜘蛛同化能的一部分,而排糞能屬于上一營養(yǎng)級的能量,C項(xiàng)錯(cuò)誤;題圖中生長能為87.7

kJ/(m2·a),則下一個(gè)營養(yǎng)級的同化量不可能大于87.7

kJ/(m2·a),D項(xiàng)錯(cuò)誤?？碱}點(diǎn)睛

2.(多選)下圖是某生態(tài)系統(tǒng)中能量流向物種甲后發(fā)生的一系列變化示意圖,下列有關(guān)敘述正確的是(

)A.A表示物種甲同化的能量B.D表示物種甲呼吸散失的能量C.B表示物種甲用于生長、發(fā)育和繁殖的能量D.A中的能量包括其糞便中的能量答案

ABC

解析

分析物種甲的能量去路可知,A表示物種甲同化的能量;B表示物種甲用于自身生長、發(fā)育和繁殖等生命活動(dòng)所需的能量;C表示分解者利用的能量;D表示通過呼吸作用散失的能量;物種甲糞便中的能量不屬于其同化量。3.下圖為生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的部分示意圖(字母表示能量的多少),下列敘述正確的是(

)A.圖中b=h+c+d+e+f+iB.生產(chǎn)者與初級消費(fèi)者之間的能量傳遞效率為b/a×100%C.“草→兔→狼”這一食物鏈中,狼糞便中的能量屬于dD.縮短食物鏈可以提高能量傳遞效率答案C

解析

首先,生產(chǎn)者固定的能量應(yīng)該是流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量,攝入量=同化量+糞便中的能量,因此c為同化量,h為糞便中的能量,同化量=呼吸作用中以熱能形式散失的能量+用于生長、發(fā)育、繁殖的能量,因此d是初級消費(fèi)者用于自身生長、發(fā)育、繁殖的能量,f是呼吸作用中以熱能形式散失的能量,i是流入分解者的能量,e是下一營養(yǎng)級攝入的能量,所以b=h+c=h+f+d,A項(xiàng)錯(cuò)誤。能量傳遞效率是相鄰營養(yǎng)級同化量之間的比值,生產(chǎn)者與初級消費(fèi)者之間的能量傳遞效率為c/a×100%,B項(xiàng)錯(cuò)誤。狼糞便中的能量應(yīng)該屬于初級消費(fèi)者兔的同化量中用于生長、發(fā)育、繁殖的能量,C項(xiàng)正確?？s短食物鏈可以提高能量利用率,但不能提高能量傳遞效率,D項(xiàng)錯(cuò)誤。主題二能量流動(dòng)的特點(diǎn)及生態(tài)金字塔情境探究1.根據(jù)賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)圖解,回答以下問題。

注:圖中數(shù)字為能量數(shù)值,單位是J/(m2·a);為研究方便,將肉食性動(dòng)物作為一個(gè)整體看待。(1)圖中生產(chǎn)者、植食性動(dòng)物、肉食性動(dòng)物之間由于存在

關(guān)系而形成食物鏈(網(wǎng)),而且這種關(guān)系是不可逆的,因而能量只能由

→

→

,即能量流動(dòng)是

的。

(2)據(jù)圖分析,該生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者、植食性動(dòng)物、肉食性動(dòng)物固定或同化的能量分別是

J/(m2·a),即在生態(tài)系統(tǒng)中生物所處的營養(yǎng)級越高,獲取的能量

,說明能量流動(dòng)具有

的特點(diǎn)。

(3)第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率是

,第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率是

。能量不能100%流入下一個(gè)營養(yǎng)級的原因是

。

提示

(1)捕食

生產(chǎn)者

植食性動(dòng)物

肉食性動(dòng)物

單向(2)464.7、62.8、12.6

越少

逐級遞減(3)13.5%

20.1%

一部分通過呼吸作用散失,一部分被分解者分解利用,一部分未被利用2.如果你被困荒島,為了維持更長時(shí)間等待救援,并獲得更多能量,采用以下哪種生存策略更合適呢?A.先吃雞,再吃玉米;B.先吃玉米,然后用一部分玉米喂雞,吃雞下的蛋,最后吃雞提示

應(yīng)選A方案。能量沿著食物鏈單向流動(dòng)、逐級遞減,即能量在捕食過程中會(huì)有損失,所以食物鏈越短,能量的利用率越高。題干涉及的食物鏈有兩條:玉米→雞→人、玉米→人,而食物鏈越長,散失的能量越多,因此為了維持更長的時(shí)間來等待救援,應(yīng)該先吃雞,再吃玉米。3.生物量金字塔和數(shù)量金字塔是否都是正金字塔形,有沒有例外?提示

一般情況下,都是正金字塔形,但是有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)倒置的塔形。例如,在海洋生態(tài)系統(tǒng)中,由于生產(chǎn)者(浮游植物)的個(gè)體小,壽命短,又會(huì)不斷地被浮游動(dòng)物吃掉,所以某一時(shí)刻調(diào)查到的浮游植物的生物量可能低于浮游動(dòng)物的生物量。成千上萬只昆蟲生活在一棵大樹上,該數(shù)量金字塔的塔形也會(huì)發(fā)生倒置。方法突破食物鏈中能量的最值計(jì)算(1)計(jì)算某一生物獲得的最多(至少)能量的規(guī)律設(shè)食物鏈為A→B→C→D,分情況討論:情境設(shè)置問題求解思路D營養(yǎng)級凈增重M求至少需要A營養(yǎng)級的量YY=M/(20%)3

求最多需要A營養(yǎng)級的量YY=M/(10%)3A營養(yǎng)級凈增重N求D營養(yǎng)級最多增重的量YY=N·(20%)3

求D營養(yǎng)級至少增重的量YY=N·(10%)3(2)涉及多條食物鏈的能量流動(dòng)計(jì)算時(shí),若根據(jù)要求只能選擇食物網(wǎng)中的一條食物鏈,計(jì)算某一生物獲得的最多(或最少)的能量。其規(guī)律如下:視角應(yīng)用視角1能量流動(dòng)的特點(diǎn)1.在下圖所示的食物網(wǎng)中,假如貓頭鷹的食物有2/5來自兔子,2/5來自鼠,1/5來自蛇,那么若貓頭鷹增加20g體重,最少需要消耗植物(

)A.600g B.900gC.1600g D.5600g答案B

解析

根據(jù)題意,計(jì)算最高營養(yǎng)級最少消耗生產(chǎn)者的量應(yīng)該按最大能量傳遞效率20%計(jì)算,所以最少需要消耗植物:20×4/5÷20%÷20%+20×1/5÷20%÷20%÷20%=900(g)。視角2生態(tài)金字塔2.(2022鹽城高二期末)以亞馬遜熱帶雨林的相關(guān)數(shù)據(jù)建構(gòu)的生態(tài)金字塔如下圖所示(圖中C1、C2代表不同營養(yǎng)級)。下列有關(guān)敘述正確的是(

)A.消費(fèi)者C2糞便中的能量可被生產(chǎn)者同化利用B.生態(tài)系統(tǒng)的生物數(shù)量金字塔可能會(huì)出現(xiàn)倒置現(xiàn)象C.部分C1同化的能量以遺體和自身糞便中化學(xué)能的形式流向分解者D.圖中C1到C2的能量傳遞效率為25%答案B

解析

分析題圖,圖中C1是第二營養(yǎng)級,C2是第三營養(yǎng)級,能量流動(dòng)的特點(diǎn)是單向流動(dòng)、逐級遞減。消費(fèi)者C2糞便中的能量不能被生產(chǎn)者同化利用,只能被分解者利用,A項(xiàng)錯(cuò)誤;生態(tài)系統(tǒng)的生物數(shù)量金字塔可能會(huì)出現(xiàn)倒置現(xiàn)象,比如樹和蟲子的關(guān)系,作為消費(fèi)者的蟲子數(shù)量遠(yuǎn)多于生產(chǎn)者樹的數(shù)量,B項(xiàng)正確;部分C1同化的能量以遺體的形式流向分解者,自身糞便中的化學(xué)能不屬于C1的同化量,屬于上一營養(yǎng)級即生產(chǎn)者的同化量,C項(xiàng)錯(cuò)誤;能量的傳遞效率是兩個(gè)相鄰營養(yǎng)級同化量的比值,圖中C1和C2的能量并非同化量,故無法計(jì)算兩者的能量傳遞效率,D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.下圖為某生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔簡圖,其中①②③④分別代表不同的營養(yǎng)級,該生態(tài)系統(tǒng)輸入的總能量為m,各營養(yǎng)級輸出的能量為n。下列敘述正確的是(

)A.①為生產(chǎn)者,②③為消費(fèi)者,④為分解者B.m和n的能量形式分別是太陽能和化學(xué)能C.②比③同化量少是因?yàn)棰诘哪芰恳糜诤粑饔肈.維持該生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定需要外部能量的持續(xù)輸入答案D

解析

④為生產(chǎn)者,①②③為消費(fèi)者,A項(xiàng)錯(cuò)誤;生態(tài)系統(tǒng)輸入的總能量為生產(chǎn)者固定的太陽能的總量,各營養(yǎng)級輸出的能量是在呼吸作用中散失的熱能,故m和n的能量形式分別是太陽能和熱能,B項(xiàng)錯(cuò)誤;③同化的能量,一部分在呼吸作用中以熱能的形式散失,一部分隨遺體、殘骸被分解者利用,還有一部分未被利用,因此流入下一營養(yǎng)級②的能量只是很少的一部分,能量傳遞效率是10%~20%,C項(xiàng)錯(cuò)誤;生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是單向流動(dòng)、逐級遞減的,維持該生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定需要外部能量的持續(xù)輸入,D項(xiàng)正確。主題三能量流動(dòng)規(guī)律在生產(chǎn)中的應(yīng)用情境探究人們在利用資源時(shí),“高效”與“持續(xù)”常會(huì)發(fā)生矛盾,如何根據(jù)客觀規(guī)律來調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系,滿足人們的需求呢?某市在落實(shí)“禁燒秸稈”工作中,化“堵”為“疏”,引導(dǎo)農(nóng)民設(shè)計(jì)了如下生態(tài)系統(tǒng)模式。(1)與直接燃燒農(nóng)作物秸稈相比,上述生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了農(nóng)作物中能量的

,提高了

。這說明研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng),可以幫助人們

、設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng),使能量得到最有效的利用。

(2)有人說:“由于上述生態(tài)系統(tǒng)是人工設(shè)計(jì)的,所以其中營養(yǎng)級之間能量的傳遞效率可由人類任意控制?！蹦阏J(rèn)為這種說法對嗎?提示

多級利用

能量的利用率

科學(xué)規(guī)劃

提示