高中北师大版 (2019)第3章 生态系统第二节 生态系统的能量流动图片课件ppt

这是一份高中北师大版 (2019)第3章 生态系统第二节 生态系统的能量流动图片课件ppt，共48页。PPT课件主要包含了内容索引，自主预习·新知导学，合作探究·释疑解惑，课堂小结，课标定位，素养阐释，图Z3-2-1，图Z3-2-2，问题引领，图Z3-2-3等内容，欢迎下载使用。

1.阐述生态系统中能量流动的过程和特点。2.调查农田生态系统中的能量流动,能在实际调查中合理设计调查方案以及记录和分析数据。3.阐述研究能量流动的意义以及能量流动在生产中的应用。
1.在理解分析生态系统能量流动的一般过程和特点的基础上,形成物质与能量观等生命观念。2.通过调查农田生态系统中的能量流动,加深对能量流动的认识,提高探究能力。3.关注人类活动对自然生态系统动态平衡的影响,尝试提出人与环境和谐相处的合理化建议。
一、生态系统中各类生物的营养关系决定了能量流动的途径1.能量流动的概念:在生态系统中,能量的输入、传递和输出的整个过程称为生态系统的能量流动。
2.能量流经生产者的过程(1)输入:生产者通过光合作用固定太阳能。(2)能量去向①一部分能量被生产者自身的呼吸作用消耗。②剩下的储存在体内的能量用于生产者的生长、发育和繁殖。a.生产者被初级消费者取食,经过能量的转化,从第一营养级进入第二营养级。b.没有被利用的那部分,最终以枯枝落叶等形式进入生态系统,并被分解者分解,一部分能量被分解者利用,未被分解者利用的能量以热能的形式散发到环境中。
(3)能量流动的模型
(4)实践意义:加强对绿色植物的管理和合理利用,让生态系统更好地服务于我们的生产和生活。
二、能量在生物群落中单向流动并逐级递减1.能量流动的特点(1)单向流动:能量只能从第一营养级流向第二营养级,再依次流向之后的各个营养级,最终所有的能量都以热能的形式散发到环境中去。(2)逐级递减:输入一个营养级的能量不会全部流入下一个营养级,只有10%~20%的能量能够流入下一个营养级。
2.生态金字塔(1)类型①能量金字塔:为了更形象地表示各营养级之间能量变化的关系,将各营养级所固定的总能量值的多少绘制成图,形成一个金字塔形,称为能量金字塔。②数量金字塔:如果以生物个体数量表示各个营养级之间的关系,则金字塔为数量金字塔。金字塔底部代表生产者的数量,通常生产者的个体数量最多,往后的各个营养级的生物个体数量逐渐减少,有时会出现倒金字塔的情形。③生物量金字塔:若是以生物的干重表示营养级中生物的总量,则金字塔为生物量金字塔。一般来说,生产者的生物量大于食草动物的生物量,而食草动物的生物量又会大于食肉动物的生物量,有时会出现倒金字塔的情形。
(2)意义:生态金字塔表征了食物网各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系。3.研究能量流动的意义:可以帮助人类合理地调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
三、调查农田生态系统中的能量流动
【预习检测】 1.判断正误。(1)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能。(　　)(2)一种蜣螂专以象粪为食,则这种蜣螂最多能获取大象所同化能量的20%。(　　)(3)能量金字塔和生物量金字塔可以出现倒金字塔的情形。(　　)(4)沼渣、沼液作为肥料还田,使能量能够循环利用。(　　)(5)拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向,提高了生态系统的能量传递效率。(　　)
(6)由于散失的热能不能被生产者再固定,且食物链中捕食与被捕食的关系不可逆转,所以生态系统的能量流动是单向的。(　　)　(7)生态系统中能量的初始来源只有太阳能。(　　)　(8)从最终结果来看,某一营养级的总能量由三个部分组成:自身呼吸作用消耗的能量、流入下一个营养级的能量、流向分解者的能量。(　　)　
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.生态系统中生物体能量代谢的过程C.生态系统中能量的输入、传递和输出的整个过程D.能量从生物体进入环境的过程答案:C
3.在生态系统中,营养级越高的生物获得的总能量越少。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的形式散失C.生物维持自身的生命活动消耗一部分能量D.能量金字塔顶层的生物数量少,需要的能量少答案:D解析:流入某一营养级的能量为该营养级固定的能量,其中有一部分能量被分解者分解利用,如动植物的遗体、残遗物和排遗物等被微生物分解。各营养级同化的能量中有一部分能量经过自身的呼吸作用以热能的形式散失。能量金字塔顶层的生物因为所处营养级最高,因而获得的能量最少,但需要的能量不一定少。
4.图Z3-2-1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是初级消费者B.Ⅳ为分解者C.E1为太阳能,E2为热能D.能量可在食物链中循环利用答案:C解析:在能量金字塔中,Ⅰ表示生产者,为第一营养级,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示消费者,分别代表第二、三、四营养级。该生态系统的全部能量为Ⅰ所固定的全部太阳能,用E1表示,E2表示各营养级呼吸作用散失的热能。能量在食物链中只能单向流动,并且随营养级的升高逐级递减。
5.图Z3-2-2为生态系统中部分能量流动情况示意图,①②③④⑤⑥各代表一定的能量值。下列有关叙述正确的是(　　)。A.从能量关系来看①=②+⑤B.⑥包含初级消费者的粪便量C.分解者能利用⑤中的全部能量D.③/②代表初级消费者流入次级消费者的能量传递效率答案:D
解析:①是生产者固定的总能量,它包括②流入下一营养级的能量、⑤流入分解者的能量和通过生产者自身呼吸作用消耗的能量,A项错误。⑥是初级消费者的遗体、残遗物中的能量,被分解者利用,初级消费者的粪便量应属于生产者的能量,B项错误。每一营养级传给分解者的能量都有一部分通过分解者的呼吸作用以热能的形式散发到环境中,并没有被分解者全部利用,C项错误。
分析第一营养级的能量去向,回答下列问题。
(1)流经该生态系统的总能量指的是图中的哪一部分?提示:生产者固定的能量。(2)第二营养级同化的能量有哪些去向?提示:自身呼吸作用散失,流入下一营养级,被分解者利用,未被分解者利用的能量以热能的形式散发到环境中。
1.能量的输入(1)起点:生产者的光合作用或化能合成作用。(2)流入生态系统的总能量:生产者通过光合作用固定的太阳能或通过化能合成作用固定的化学能。(3)输入方式:生产者通过光合作用将光能转化为有机物中的化学能,输入生态系统;生产者通过化能合成作用将无机物中的化学能转化为有机物中的化学能,输入生态系统。
2.能量的传递(1)传递途径:食物链和食物网。(2)传递形式:有机物中的化学能。(3)传递过程①每个营养级生物同化的能量一部分通过自身呼吸作用以热能的形式散失。②每个营养级的生物将一部分能量传递给下一营养级(除最高营养级)。③每个营养级生物的遗体、粪便或枯枝落叶中的能量传递给分解者。3.能量的散失(1)形式:热能。(2)主要过程:呼吸作用。
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。图Z3-2-4是该生态系统中能量流入B时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生物,包括细菌、真菌等C.当该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的能量并不是全部来自B生物
答案:C解析:题图中的甲表示B的同化量,乙表示B用于生长、发育和繁殖的能量,A项正确。参与丁分解者分解作用过程的都是异养生物,包括细菌、真菌等,B项正确。当该生态系统处于相对稳定状态时,B的种群数量一般处于K值,C项错误。题图中D的能量并不是全部来自B生物,还来自A生物(B粪便中的能量是B未同化的能量,仍属于上一个营养级),D项正确。
【变式训练】 1.下列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、传递和输出的整个过程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作用外,其余均流入下一营养级答案:D
解析:在生态系统中,能量的输入、传递和输出的整个过程称为生态系统的能量流动,A项正确。分解者的作用就是将有机物分解成无机物,并从中获取生命活动所需的能量,B项正确。生态系统维持正常功能需要不断地输入太阳能,C项正确。生产者固定的能量除用于自身呼吸作用外,部分流向分解者,部分流入下一营养级,D项错误。
2.(不定项选择题)图Z3-2-5为能量流动示意图,其中a1是流入第一营养级的总能量。下列相关说法正确的是(　　)。
图Z3-2-5A.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的能量传递效率是(a6/a1)×100%答案:BD
解析: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项错误。能量a3以热能的形式散失,不能再被生物同化利用,B项正确,C项错误。第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率是(a6/a1)×100%,D项正确。
结合教科书第71页图3-13和图3-14,回答下列问题。(1)图3-13中第二营养级和第三营养级之间的能量传递效率是多少?(保留小数点后两位)提示:能量传递效率=(第三营养级同化的能量/第二营养级同化的能量)×100%=(15.91/141.10)×100%≈11.28%,能量在食草动物与食肉动物(第二营养级和第三营养级)之间的传递效率约为11.28%。
(2)图3-13中有四个营养级,图3-14中有五个营养级,为什么都没超过五个营养级?提示:由于能量流动逐级递减,传递效率为10%~20%,传到第五营养级时,剩余的能量可能不足以维持一个营养级的生存,因此食物链中营养级一般不超过五个。
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。
2.能量传递效率与能量利用率的区别(1)能量传递效率①含义:生态系统中能量传递效率一般为10%~20%,即输入某一营养级的能量中,只有10%~20%的能量能够流入下一个营养级(最高营养级除外)。②计算公式:能量传递效率=下一营养级同化量/本营养级同化量×100%(2)能量利用率①一般指流入最高营养级(或人类)的能量占生产者固定的总能量的比值。②一般来说,食物链越短,能量利用率越高。③在农业生态系统中,往往采取多种措施,实现能量的多级利用,从而提高能量利用率。
3.三种生态金字塔的比较
下列关于生态系统的能量流动的叙述,错误的是(　　)。　A.由于生态系统的能量流动是逐级递减的,所以营养级越高,所同化的能量就越少B.由于散失的热能不能被生产者重新固定,所以生态系统的能量流动是不可循环的C.能量在流动过程中逐级递减,与能量守恒定律矛盾D.能量流动的渠道是食物链和食物网答案:C解析:能量在流动过程中逐级递减,只是从一种形式转换成另一种形式,各种形式的能量总和保持不变。
【变式训练】 1.图Z3-2-6为某生态系统中的部分能量流动示意图,①②③④各代表一定的能量值。下列叙述错误的是(　　)。　
A.生态系统中能量流动具有单向性,主要是因为食物链中生物之间捕食与被捕食的关系不可逆转B.一般情况下,能量在相邻两个营养级之间的传递效率是10%~20%C.①表示流经此生态系统的总能量D.从能量关系看,②>③+④答案:C解析:流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能,①表示由生产者流入初级消费者的能量。
2.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(　　)。
答案:B解析:在该栎林中,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,可见B项图符合题意。
3.由于“赤潮”,一条4 kg的杂食海洋鱼死亡,假如此杂食海洋鱼的食物有1/2来自海洋植物,1/4来自食草鱼类,1/4来自以食草鱼类为食的小型食肉鱼类,若能量传递效率按20%计算,则该杂食海洋鱼从出生到死亡,共需海洋植物(　　)。A.28 kg　　　　　　　B.280 kgC.16 kgD.160 kg答案:D
解析:依题意构建食物网,如图D-2所示。图D-2由上图可知,杂食海洋鱼的食物来自3条食物链,分别是①海洋植物→杂食海洋鱼,②海洋植物→食草鱼类→杂食海洋鱼,③海洋植物→食草鱼类→小型食肉鱼类→杂食海洋鱼。能量传递效率按20%计算,由①得4×(1/2)÷20%=10(kg),由②得4×(1/4)÷20%÷20%=25(kg),由③得4×(1/4)÷20%÷20%÷20%=125(kg)。故共消耗海洋植物的量为10+25+125=160(kg)。