2024-2025高中生物科學(xué)方法微課三模型法分析生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)學(xué)案新人教版必修3

PAGE5-模型法分析生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌和物質(zhì)循環(huán)一、能量流淌模型的建構(gòu)(1)分析能量流經(jīng)一個(gè)種群的圖示，定性分析能量流淌，由“個(gè)體”能量的輸入、輸出，推廣到對(duì)種群能量輸入、輸出的探討，建構(gòu)能量流淌相關(guān)概念關(guān)系的模型(如圖)：生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌是指生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過(guò)程。然后針對(duì)“傳遞”提出問題，并引出能量流淌的過(guò)程探討。(2)構(gòu)建能量流淌模型(表示方法)：方法一：說(shuō)明：兩個(gè)去向：同化量(b)=呼吸作用消耗量(d)+用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量(e)；攝入量(a)=同化量(b)+糞便量(c)。方法二：說(shuō)明：三個(gè)去向：同化量=呼吸作用消耗量+分解者的分解量+下一養(yǎng)分級(jí)的同化量。方法三：說(shuō)明：四個(gè)去向：同化量=自身呼吸作用消耗量(A)+未被利用(B)+分解者的分解量(C)+下一養(yǎng)分級(jí)的同化量(D)。二、物質(zhì)循環(huán)模型的構(gòu)建以碳循環(huán)為例，通過(guò)碳元素在生態(tài)系統(tǒng)組成成分中的輸入與輸出過(guò)程，建構(gòu)物質(zhì)循環(huán)相關(guān)概念關(guān)系的模型(如圖)：碳在生態(tài)系統(tǒng)各成分之間的傳遞方向：只有生產(chǎn)者與大氣中的CO2庫(kù)之間的傳遞是雙向的，其他各成分間的傳遞均是單向的。據(jù)上述方法可快速推斷圖中各成分：(1)大氣中的CO2庫(kù)：甲中b、乙中c、丙中a、丁中c；(2)生產(chǎn)者：甲中a、乙中a、丙中e、丁中a；(3)分解者：甲中d、乙中e、丙中c、丁中d；(4)判定上述三個(gè)成分后，消費(fèi)者無(wú)論具有幾個(gè)養(yǎng)分級(jí)都將迎刃而解。圖一為某生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)示意圖，圖二為能量流經(jīng)圖一所示生態(tài)系統(tǒng)中其次養(yǎng)分級(jí)的改變示意圖，其中能量的單位為kJ。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題：(1)圖一生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者是________，丙中D為第________養(yǎng)分級(jí)，B與D的種間關(guān)系為________。

(2)圖一中①代表的生理過(guò)程為________，②過(guò)程中碳的傳遞形式是______.(3)分析圖二中能量關(guān)系可知，Ⅱ表示其次養(yǎng)分級(jí)生物用于________的能量，這其中包括________生物糞便中的能量。

(4)若圖一中第一養(yǎng)分級(jí)所固定的太陽(yáng)能總量為3200kJ，則第一和其次養(yǎng)分級(jí)之間的能量傳遞效率是_________。從中可以看誕生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌具有________的特點(diǎn)。

(1)通過(guò)碳循環(huán)示意圖推斷生態(tài)系統(tǒng)的組成成分：只有生產(chǎn)者與大氣中的CO2庫(kù)之間的傳遞是雙向的，生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者通過(guò)呼吸作用將CO2釋放到大氣中，因此可以推斷誕生產(chǎn)者與大氣中的CO2庫(kù)。(2)通過(guò)構(gòu)建食物鏈和食物網(wǎng)推斷生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分關(guān)系，圖一中建立食物鏈：乙→A→B→D；乙→A→D；乙→A→C。生產(chǎn)者乙為第一養(yǎng)分級(jí)。(3)依據(jù)其次養(yǎng)分級(jí)能量流淌示意圖推斷能量的去向：攝入量=同化量+糞便量，糞便中的能量屬于上一養(yǎng)分級(jí)生物的能量?！窘馕觥?1)圖一依據(jù)雙向箭頭推斷生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者是乙，乙為第一養(yǎng)分級(jí)，丙中D為第三、四養(yǎng)分級(jí)。D捕食B，為捕食關(guān)系，B與D都捕食A，故B與D的種間關(guān)系為捕食和競(jìng)爭(zhēng)。(2)圖一中①代表的生理過(guò)程為呼吸作用(細(xì)胞呼吸)，②過(guò)程中碳的傳遞形式是含碳有機(jī)物(或有機(jī)物)。(3)分析圖二中能量關(guān)系可知，Ⅱ表示其次養(yǎng)分級(jí)生物用于自身生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量，這其中包括第三養(yǎng)分級(jí)(或次級(jí)消費(fèi)者)生物糞便中的能量。(4)若圖一中第一養(yǎng)分級(jí)所固定的太陽(yáng)能總量為3200kJ，其次養(yǎng)分級(jí)同化的能量=A攝入量-Ⅳ散失量=500-100=400kJ，則第一和其次養(yǎng)分級(jí)之間的能量傳遞效率是400÷3200×100%=12.5%。從中可以看誕生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌具有逐級(jí)遞減(或單向流淌、逐級(jí)遞減)的特點(diǎn)。答案：(1)乙三、四捕食和競(jìng)爭(zhēng)(2)呼吸作用(細(xì)胞呼吸)含碳有機(jī)物(或有機(jī)物)(3)自身生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖第三養(yǎng)分級(jí)(或次級(jí)消費(fèi)者)(4)12.5%逐級(jí)遞減(或單向流淌、逐級(jí)遞減)如圖為某濕地生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)模式圖，其中甲、乙、丙、丁代表生物，①～⑦代表生理過(guò)程，W代表物質(zhì)；該生態(tài)系統(tǒng)中的能量流淌調(diào)查結(jié)果如表所示(單位：×103kJ)。請(qǐng)回答下列相關(guān)問題：食物鏈植物植食性動(dòng)物肉食性動(dòng)物同化量465XY呼吸消耗量9622.83.8未被利用29033.52.6分解者分解142.2微量(1)圖中W表示___________。碳從甲到乙以______________的形式流淌。(2)圖中屬于肉食性動(dòng)物的生物是_______。甲、乙、丙同化的能量大部分通過(guò)_______(填序號(hào))過(guò)程散失，其余能量用于甲、乙、丙的________。(3)該生態(tài)系統(tǒng)中植食性動(dòng)物與肉食性動(dòng)物之間的能量傳遞效率為________。植食性動(dòng)物糞便中的能量________(填“屬于”或“不屬于”)植食性動(dòng)物同化量(X)的一部分?！窘馕觥?1)丁為分解者，將有機(jī)物分解為無(wú)機(jī)物，W表示無(wú)機(jī)物；生物群落內(nèi)碳以含碳有機(jī)物的形式流淌。(2)題圖中甲是植物，乙是植食性動(dòng)物，丙是肉食性動(dòng)物；各養(yǎng)分級(jí)的生物通過(guò)呼吸作用散失大部分能量，其余能量用于自身的生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖等生命活動(dòng)。(3)流向下一個(gè)養(yǎng)分級(jí)的能量=同化量-(呼吸作用消耗量+未被利用的能量+流向分解者的能量)。因此植食性動(dòng)物的同化量X=(465-96-290-14)×103kJ=6.5×104kJ，肉食性動(dòng)物同化量Y=(65-22.8-33.5-2.2)×103kJ=6.5×103kJ，因此植食性動(dòng)物與肉