高中生物人教版 (2019)选择性必修2第2节 生态系统的能量流动练习题课件ppt

这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修2第2节 生态系统的能量流动练习题课件ppt，共50页。PPT课件主要包含了教学过程，概念图，课堂练习巩固，典型习题，规律总结，科学方法，思维训练，生态系统的能量流动，流落荒岛，问题探讨等内容，欢迎下载使用。
Teaching Prcess
2.课堂教 学内容
假设你像小说中的鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，那里除了有能饮用的水，几乎没有任何食物。你身边尚存的食物只有一只母鸡、15kg玉米。
2.先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。
你认为以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援？
1.先吃鸡，再吃玉米。
科学方法：研究能量流动的基本思路
能量流经一个种群的情况可以图示如下：
以个体为研究对象，有很大的局限性和偶然性，如果个体死亡，数据可能不准确；不同个体间差异过大。
如果将这个种群作为一个整体来研究，则左图可以概括成下图形式，从中可以看出分析能量流动的基本思路。
如果以种群为研究对象，能量流动的渠道为食物链，可能因为食物网的复杂性而影响结果的准确性。
如果将一个营养级的所有种群作为一个整体，那么左图将概括为何种形式呢？
可以比较精确地测量每一个营养级能量的输入值和输出值。
生态系统能量流动的研究一般在群体水平上进行。将群体视为一个整体进行研究是系统科学常用的研究方法。
一.生态系统的能量流动
有多少能量能够从玉米最终流向鲁滨孙？
第一营养级（生产者）的能量来源及去路第二营养级（初级消费者）的能量来源及去路
①阅读课本P55第一、二段内容，小组讨论学案中问题： 玉米的能量来自哪里？ 照射在玉米上的太阳能都被吸收了吗？ 玉米吸收太阳能后，以何种形式储存？有哪些去向？②完成玉米的能量流动示意图：将以下内容填入学案示意图的方格中（自身呼吸作用以热能散失、用于自身生长发育繁殖、残枝败叶、被分解者利用、鸡摄入）
A.玉米(第一营养级)的能量流动情况
① 限时4分钟，请小组所有成员全力以赴② 确定小组发言人，做好展示准备，并做好点评准备
同化量 = 生产者固定的太阳能总量
①阅读P55图3-5，小组讨论学案中问题： 母鸡的能量来自哪里？ 这些能量都被母鸡吸收了吗？ 母鸡吸收能量后，以何种形式储存？有哪些去向？②完成鸡的能量流动示意图。将以下内容填入学案示意图的方格中（粪便、鸡同化量、自身呼吸作用以热能散失、用于自身生长发育繁殖、遗体残骸、被分解者利用、人摄入量）
B.鸡(第一营养级)的能量流动情况
分解者利用（呼吸作用散失）
鸡粪便中能量是谁的能量？
B.鸡(第二营养级)的能量流动情况
最高营养级的能量去向：呼吸作用散失；分解者利用
C.人(第三营养级)的能量流动情况
同理，食物链2中玉米、人的能量的来源、去向与食物链1的相关途径是相同的
模型构建1：构建食物链的能量流动模型
小组合作，利用所提供的材料，用箭头表示能量的来源和去路，在展板上尝试构建该食物链完整的能量流动模型。（限时2分钟）
每个箭头及箭头的方向大小、菱形方块的大小代表什么含义？
初级消费者粪便中的能量属于以上哪个颜色箭头的部分？
均属于用于自身生长、发育和繁殖的部分
模型构建2：构建某一营养级的能量流动模型
未同化（如粪便等：能量属于上一级）
构成机体（生长、发育、繁殖）
同化量＝摄入量－粪便量
模型构建3：能量流经第二营养级的过程
遵循能量守恒定律。能量在生态系统中流动、转化后，一部分储存在生态系统生物体的有机物中，另一部分在呼吸作用中以热能的形式散失，两者之和与流入生态系统的能量相等。
讨论1：生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？为什么？
思考•讨论：生态系统中的能量流动
不能，能量流动是单向的。
讨论2：流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来？为什么？
由于每一营养级和分解者都需要呼吸作用以热能的形式散失掉一部分能量
方案一能让你维持更长的时间来等待救援
生态系统中能量的 的过程
输入、传递、转化和散失
散失：通过各营养级及分解者的呼吸作用以热能形式散失
输入:生产者通过光合作用固定的太阳能总量
传递：以有机物中化学能的形式沿着食物链（网）传递
（其次还有化能合成作用）
例1.(2021·衡水高三开学考试)在分析生态系统的能量流动时经常涉及“总能量”、 “摄入量”、“输入量(输入到某一营养级的能量)”、“同化量”、“粪便量”、“能量传递效率”等说法,则下列说法中正确的是(　　)A.太阳辐射到某一生态系统中的能量即为输入生态系统的总能量B.生产者积累的有机物中的能量为输入生态系统的总能量C.某一营养级生物的摄入量减去粪便量,为该营养级生物同化量D.相邻两营养级生物中高营养级与低营养级生物的摄入量之比表示能量传递效率
自然和人工生态系统的填空标准：
①.流经自然生态系统的总能量是：②.流经人工生态系统的总能量是：③.自然生态系统的能量来源是：④.人工生态系统的能量来源是：
生产者固定的太阳能和人工输入的有机物中的化学能
太阳能和人工输入的有机物中的化学能
Raymnd Lindeman
对能量流动做了定量分析
《生态学的营养动态概说》
林德曼（1915-1942）
思考•讨论：分析赛达伯格湖的能量流动
深1米，面积为14480平方米，湖岸线长500米 。湖底深度一致、性质均一，没有大的波浪。
A.用表格的形式，将图中的数据进行整理，并计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营养级能量的百分比。
B.通过以上分析，请总结出能量流动的特点并分析原因。
① 限时3分钟，请小组所有成员全力以赴② 确定小组发言人，做好展示准备，并做好点评准备
62.8
单位（焦/厘米2 ·年）
未利用：指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一个营养级和分解者利用的能量。（定时定量分析）
模型构建4：构建能量流动的数学模型
赛达伯格湖能量流动图解
在生态系统中，能量流动只能沿着_____由___营养级流向____营养级，不可_____，也不能_________；
①生物之间的捕食关系是长期自然选择的结果，一般不可逆转；
②各营养级呼吸作用散失的热能无法再利用。
讨论1：从方向上看，能量流动是否会逆转，能不能循环流动？为什么？流出的能量能否再次回到相应的营养级？
（1）生态系统各营养级间取食和被食的关系是不可逆的。（2）各营养级通过呼吸作用散失的热能不能再被生物利用。
不会逆转，不能循环流动。因为：
①各营养级的生物都会因自身呼吸作用散失掉一部分能量。②各营养级能量都要有一部分流入分解者。③各营养级生物都不能全部被下一营养级捕食,各个营养级能量都有一部分未利用。
（能量传递效率为10%～20%）
讨论2：从能量传递效率上看，能量为什么不能百分之百从一个营养级流到下一个营养级？
不矛盾。能量在流动过程中逐级递减，指的是流入各个营养级的能量。能量守恒定律可以用于衡量流入某个生态系统的总能量，总能量=储存在生态系统(生物体的有机物)中的能量+被各个营养级的生物利用、散发至非生物环境中的能量。因此，虽然能量在流动过程中逐级递减，但总能量依然遵循能量守恒定律。
讨论3：能量在流动过程中逐级递减，与能量守恒定律矛盾吗？为什么？
任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能
例2.(2021·北京高考模拟)下图为甲、乙两生态系统中的食物网。
请回答问题:(1)食物网由 　　　　交织而成,它反映了　　 中 　　关系。 (2)在食物网甲中,A鱼体内的能量直接来自　　　　。
请回答问题: (3)甲、乙两食物网的营养级最多均有　　　　级,导致这一现象出现的原因是　 　。
能量在各个营养级之间的传递效率只有大约10%~20%(生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了,传递到下一营养级的能量较少)
附1：营养级数量：一般不超过5个营养级？
附2：生态系统中食物链的营养级数量一般不会太多，原因是？
技法必备若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%，则：1.在食物链中
二.能量流动中的最值计算
例1.不是以个体或种群为单位，而是以 为单位。
如图为某生态系统中的食物网简图，若E种群中的总能量为5.8×109kJ，B种群的总能量为1.6×108kJ，从理论上分析，A种群获得的总能量最多是（　　） A 2.0×108kJ B．2.32×108kJ C．4.2×108kJ D．2.26×108kJ
附1：调查结果显示,E种群同化的总能量为m kJ/(m2·a),B种群同化的总能量为n kJ/(m2·a),从理论上分析,A种群同化的能量最多有 　 　kJ/(m2·a)来自E种群,这是因为能量流动具有　　　　　　　　　　的特点。 附2：调研小组发现,A种群密度在调查的第3年显著上升,出现这种结果的决定性因素是A种群的 　。
1/25m-1/5n　
例2.食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物中按比例获得能量，则按照单独的食物链进行计算后再合并。
在如图食物网中，假如猫头鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇，那么，猫头鹰若要增加20 g体重，最少需要消耗的植物为(　　)A．80 g　　　B．900 g　　　C．800 g　　　D．600 g
附1：若a表示海鸟食物中甲壳类食物所占的比例，若要使海鸟的体重增加x，至少需要生产者的量为y，那么x与y的关系式可表示为：____________。
y＝625x－600ax
附2：若营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一种生物甲、乙、丙，它们构成的食物关系如图。其中，甲能量中比例为x的部分直接提供给丙，要使丙能量增加A kJ，至少需要消耗甲的能量________________kJ(用含所给字母的表达式表示)。
甲•x•1/5 + 甲•(1-x)•1/5•1/5 =A整理：(5x + 1-x )•甲/25 = A
附3：某生态系统中存在如图所示的食物网，如将丙的食物比例由甲：乙=1：1调整为2：1，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载丙的数量是原来的（　　）A、1.875倍B、1.375倍C、1.273倍D、0.575倍
应该从丙出发，甲：乙为1：1时，丙的能量为x，需要的甲为（1/2）x÷10%+（1/2）x÷10%÷10%=55x．设当食物由甲：乙为2：1时，丙的能量为y，需要的甲为（2/3）y÷10%+（1/3）y÷10%÷10%=40y．由于两种情况下，生产者的数量是一定的，所以55x=40y，则y=1.375x．
附：丙的数量发生变化的理由是？　 　 
根据能量流动的逐级递减的特点,食物链越长,消耗的能量越多,甲的能量流向长的食物链的比例减少,则丙获取能量增多,丙的数量增多
例3.有一食物网如图所示。如果能量传递效率为10%，各条食物链传递到庚的能量相等，则庚同化1 kJ的能量，丙最少需同化的能量为(　　)A．550 kJ B．500 kJC．400 kJ D．100 kJ
例4.如图表示某生态系统食物网的图解，若一种生物摄食两种前一营养级的生物，且它们被摄食的生物量相等，则猫头鹰体重增加1 kg，至少需要消耗A(　　)A．100 kg B．312.5 kgC．25 kg D．15 kg
3.利用“拼图法”解决能量的流动输入第一营养级的能量(W1)，被分为两部分：一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了(A1)，一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖(B1＋C1＋D1)。而后一部分能量中，包括现存的植物体中的能量(B1)、流向分解者的能量(C1)、流向下一营养级的能量(D1)。如下图所示：
流经整个生态系统的总能量是生产者固定的总能量，即W1。将图中第三营养级同化的总能量D2“拼回”第二营养级，则A2＋B2＋C2＋D2刚好等于D1，即第二营养级同化的总能量；再将D1“拼回”第一营养级，则A1＋B1＋C1＋D1刚好等于生产者固定的总能量W1。可见，在一个生态系统中，所有生物的总能量都来自W1，所有生物总能量之和都小于W1(呼吸作用消耗的缘故)。
例5.某同学绘制了如图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能)，下列叙述中不正确的是（ ）A.生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2)B.由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/W1C.流入初级消费者体内的能量可表示为(A2＋B2＋C2)D.图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减
解析：生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋D1)，A1表示呼吸作用消耗，B1表示未被利用，C1表示流向分解者，而D1＝A2＋B2＋C2＋D2，是流入下一营养级的能量，A正确。由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/(A1＋B1＋C1＋D1)＝D1/W1，B正确。流入初级消费者的能量为D1＝(A2＋B2＋C2＋D2)，C错误。图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减，单向流动表示沿着食物链向高营养级传递，而不能倒过来流动。逐级递减表示前一营养级生物所包含的能量只有10%～20%能够传给下一营养级生物，D正确。
1.生态系统中所有生物的生命活动都需要能量，而不同营养级的生物获取能量的途径是有差别的。据此判断下列表述是否正确。(1)太阳能只有通过生产者才能输入到生态系统中。 ( )(2)生态系统中初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少。 ( )(3)能量沿食物链流动是单向的。 ( )
2.流经神农架国家级自然保护区的总能量是( )A.该保护区中生产者体内的能量B.照射到该保护区中的全部太阳能C.该保护区中生产者所固定的太阳能D.该保护区中所有生产者、消费者、分解者体内的能量