【人教版】必修三生物：5.2《生态系统的能量流动》导学课件.ppt

第2课时生态系统的能量流动 1 描述能量流动的概念 分析生态系统能量流动的过程和特点 2 阐明生态系统能量流动的基本规律 3 分析某个生态系统的能量传递效率 比较能量金字塔 数量金字塔的差异 4 概述研究能量流动的实践意义 5 尝试调查农田生态系统中的能量流动情况 1 概念 生态系统中能量的 传递 和散失的过程 2 过程 1 输入过程 从 固定太阳能开始 总能量为生产者所固定的全部太阳能 2 传递途径 3 大多数能量通过细胞呼吸 以 的形式散失 一 能量流动的概念与过程 转化 输入 生产者 食物链和食物网 热能 1 特点 能量流动具有 和 的特点 一般而言 能量在两个营养级间的传递效率大约是 2 能量金字塔 如果将单位时间内各个 所得到的能量数值 由低到高绘制成图 可形成一个金字塔图形 叫作能量金字塔 二 能量流动的特点 单向流动 逐级递减 10 20 营养级 合理地调整生态系统中的能量流动关系 三 研究能量流动的实践意义 1 可以帮助人们科学规划 设计人工生态系统 使能量得到最有效的利用 2 还可以帮助人们 使能量持续高效地流向对人类最有益的部分 1 生态农业是指运用 原理 在环境与经济协调发展的思想指导下 应用现代科学技术建立起来的多层次 多功能的综合农业生态体系 2 生态系统中 和物质循环再生是生态学的一条基本原理 3 遵循生态学原理 就可以合理设计食物链 网 使生态系统中的物质和能量被 利用 使生产一种产品时产生的有机废弃物 成为生产另一种产品的原料 也就是使废物 以便提高能量转化效率 减少 四 生态农业 生态学 资源化 分层次多级 能量多级利用 环境污染 1 假设你流落在一个荒岛上 那里除了有能饮用的水以外 几乎没有任何食物 你随身尚存的食物只有一只鸡 15kg玉米 你将选择哪种生存策略来维持更长的时间等待救援 先吃鸡 再吃玉米 若选择 先吃玉米 同时用一部分玉米喂鸡 吃鸡产下的蛋 最后吃鸡 则增加了食物链的长度 能量逐级递减 最后人获得的能量较少 答案 3 流入某一营养级的能量为什么不会百分之百地流入下一个营养级 答案 流入某一营养级的能量主要有以下去向 一部分通过该营养级的呼吸作用以热能形式散失了 一部分作为排出物 遗体或残枝败叶 不能进入下一营养级 而被分解者所利用 还有一部分未能进入 未被捕食 下一营养级 2 流经某个生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来 如何计算能量传递效率 答案 不能 因为能量流动是单向的 以热能散失的能量不能重新被生产者利用 用相邻两个营养级之间同化量相比 100 你能依据下面的能量流动过程图完成下列问题吗 知识点一 生态系统中的能量流动 生态系统能量流动图解所隐含的信息可概括如下 1 能量流动的起点 流入生态系统的总能量 2 能量流动的途径 渠道 3 能量流动中能量形式的变化 4 能量在食物链中流动的形式是 5 能量散失的主要途径 能量散失的主要形式 6 某营养级生物体内能量的去路 7 试比较摄取的能量 储存的能量 同化的能量三者之间的大小关系 有机物 食物 中的化学能 生产者固定的太阳能总量 食物链和食物网 太阳能 生物体有机物中的化学能 热能 摄取的能量包含同化的能量和粪便量 储存的能量为同化的能量减去呼吸消耗的能量 所以 三者大小关系 摄取的能量 同化的能量 储存的能量 一是自身呼吸作用以热能散失 二是流向下一个营养级 最高营养级生物无此去路 三是被分解者利用 四是未被利用 从生产者固定太阳能开始 呼吸作用 热能 知识总结 能量流动中能量形式的变化 太阳能 生物体有机物中的化学能 热能 最终散失 能量在食物链中流动的形式 有机物 食物 中的化学能 能量散失的主要途径 细胞呼吸 生产者的同化量就是生产者固定的太阳能总量 即光合总量 消费者同化的能量 摄入量 粪便中有机物的能量 即摄入的食物只有部分被同化 消费者粪便中含有的能量不能计入排便生物所同化的能量 它实际与上一个营养级的遗体残骸一样 属于未被下一个营养级利用的那一部分能量 例如 蜣螂利用大象的粪便获得能量 就不能说蜣螂获得了大象的能量 而是获得了植物的能量 知识点二 能量流动的特点 1 能量流动有哪些特点 为什么 答案 1 单向流动 其原因一是各营养级的能量流动顺序是不可逆转的 二是各营养级通过呼吸产生的热能散失 不能被生物群落再利用 2 逐级递减 其原因为 一是各营养级的生物都会因呼吸作用消耗相当大的一部分能量 二是各营养级总有一部分生物未被下一营养级的生物所利用 三是生产者的残枝败叶 消费者的遗体 排泄物等的能量 被分解者分解而释放出来 2 能量传递效率是多少 计算方法是怎样的 答案 能量传递效率 10 20 即输入某一营养级的能量中 只有10 20 的能量流入到下一个营养级 计算方法为能量传递效率 100 知识总结 公式归纳 若第一营养级的能量为1 则第n营养级的能量最多 1 5 n 1 最少 1 10 n 1 能量传递效率不能用于某一次具体的摄食过程中 如一只狐狸捕获了一只兔子 并非该兔子的能量有10 20 将流入到狐的体内 知识点二 生态金字塔的类型及含义 图1 图2分别为能量金字塔与生物量金字塔 图3 图4均为数量金字塔 试回答以下问题 1 图1 图2的金字塔分为三段 代表的含义是什么 每一段代表的含义是什么 分析图1及图2 能得出什么结论 答案 图1 图2的金字塔分为三段 代表研究的生态系统包含三个营养级 每一段代表该营养级所含的能量或生物量 图1及图2能说明能量及生物量沿食物链流动时逐级递减 2 一般情况下营养级越高 生物个体数越少 生物数量金字塔用图3表示 但是自然环境中也不乏图4某些营养级之间倒置形式的数量金字塔 你能举出实例吗 答案 一棵树上可以生活多只植食性昆虫 一棵白菜上有时可以看到多只菜青虫 例1在草 兔 狐这条食物链中 兔经同化作用所获得的能量 其去向不应该包括 A 通过兔子的呼吸作用释放的能量B 通过兔子的粪便流入到分解者的体内C 通过狐的粪便流入到分解者的体内D 流入到狐的体内 B 解析 兔经同化作用所获得的能量 兔的摄入量 兔的粪便量 因此 B项中的能量去向并非来自于兔的同化获得的能量 技巧归纳通过下图理解生态系统中某营养级生物 以某消费者为例 的能量去路 例2在 藻类 甲虫 虾 小鱼 大鱼 食物链中 1 若有藻类植物G克 大鱼最多能增重 克 2 若小鱼要增重N克 最少需要甲虫 克 解析 1 能量在食物链的传递过程中 从上一营养级到下一营养级的传递效率一般为10 20 当食物链中低营养级生物有物质G克时 某高营养级生物能获得的最多物质可用 20 nG 即 1 5n G来计算 而获得的最少物质可用 10 nG 即 1 10n G来计算 n为食物链中相应营养级总数减1或为箭头数 2 高营养级生物要增重N克 至少需要低营养级生物的物质质量应该按最高传递效率计算 即用N 1 5n 5nN来计算 而最多需要低营养级生物的物质质量应按最低传递效率计算 即N 1 10n 10nN来计算 1 625 G 25N 技巧归纳 1 能量的传递效率一般为10 20 的含义是指一个营养级的同化量大约只有10 20 传到下一营养级 但是也有个例 2 题目中 最多 最少 至少 与传递效率的确定 要消耗最少的低营养级的生物量 必须使能量传递效率最高 用20 而且必须选择最短的食物链 能量传递效率为10 时消耗低营养级的生物量最多 3 最值 计算实例 在食物链甲 乙 丙 丁中 若丁营养级的能量增加M 则至少需要甲营养级的能量 M 20 3 最多需要甲营养级的能量 M 10 3 公式归纳 若第一营养级的能量为1 则第n营养级的能量最多 1 5 n 1 最少 1 10 n 1 能量传递效率实质是高营养级与低营养级的同化量相比 但是在食物链的计算中通常直接用积累量相比 如第 点 例3一片树林中 树 昆虫和食虫鸟类的个体数比例关系如右图所示 下图中能正确表示树 昆虫 食虫鸟之间的能量流动关系的是 选项方框面积表示能量的大小 解析 本题考查的知识点是生态系统的能量流动 题干给出树 昆虫和食虫鸟个体数比例关系的图解 树是生产者 第一营养级 昆虫是初级消费者 第二营养级 食虫鸟是次级消费者 第三营养级 根据生态系统的能量流动逐级递减的特点 就能判断出正确的能量流动关系 正能量金字塔 C 1 在生态系统的能量流动中 能量形式的转变顺序是 A 光能 化学能 热能B 热能 光能 化学能C 化学能 光能 热能D 光能 热能 化学能 A 生态系统的能量流动是从生产者固定太阳能开始的 将太阳能转变为有机物中的化学能 然后被各级消费者利用 最终以热能形式散失到无机环境中去 解析 2 下图食物网中的猫头鹰体重每增加10g 最多需要消耗植物 A 200gB 250gC 500gD 1000g D 解析 该题有2条食物链 但因计算的是猫头鹰和植物的关系且兔与鼠共同构成第二营养级 则可当作 1条 链来看 最多 提示应按10 的传递效率计算 所以有10g 10 10 1000g 3 下列选项中 不属于对生态系统内能量流动特征的描述的是 A 食物链和食物网是能量流动的渠道B 食物链中初级消费者越多 次级消费者获得的能量越多C 单向流动 逐级递减D 食物链越短 可供养的消费者越多 解析 能量流动的特点是单向流动逐级递减 选项B C D都是围绕这一特点展开的 而A项不是 A 4 在生态系统中有关食物链与能量流动的叙述 不正确的是 A 能量沿食物链流动