2022-2023学年 选择性必修2 浙科版　生态系统中的能量单向递减流动 课件（50张）

第三节生态系统中的能量单向递减流动素养·目标定位课前·基础认知课堂·重难突破随堂训练素养·目标定位目标素养1.明确初级生产量和次级生产量,分析生态系统能量流动的过程和特点,形成正确的物质与能量观。2.建构能量流动模型,讨论其在生产实践中的指导意义,强化科学思维和社会责任。知识概览课前·基础认知自主预习一、生态系统中的初级生产量和次级生产量1.初级生产量初级生产量是指绿色植物通过光合作用所固定的能量或所合成的有机物质,单位为J/(m2·a)或g/(m2·a)。2.净初级生产量在初级生产量中,有一部分被植物的呼吸(R)所消耗,剩下的才用于植物的生长和繁殖,这就是净初级生产量(NP),而把包括呼吸消耗在内的全部初级生产量称为总初级生产量(GP),三者之间的关系是总初级生产量=净初级生产量+呼吸消耗量(GP=NP+R)。3.次级生产量(1)概念动物的有机物是靠取食植物、其他动物和一切现成有机物而生产出来的。这类生产在生态系统中属于第二次的有机物生产,其生产的有机物或固定的能量就称为次级生产量。(2)次级生产者与次级生产量①凡是异养生物都属于次级生产者。②在海洋生态系统中,植食动物利用藻类的效率大大高于陆地动物利用植物的效率。因此,海洋的年净初级生产总量虽然只有陆地年净初级生产总量的一半,但海洋的净次级生产总量相当于陆地净次级生产总量的3倍多。二、能量流动1.能量流动的含义:在生态系统中,能量不断地沿着太阳→植物→植食动物→肉食动物→顶级肉食动物的方向流动。2.研究层次:可以在食物链和生态系统两个层次上进行。3.能量流动过程(1)能量流动的起点:太阳辐射能(或光能)。(2)能量流动的渠道:食物链和食物网。(3)能量流动的特点:单向流动和逐级递减。一般陆生生态系统的能量传递效率大约只有10%,而海洋生态系统的能量传递效率会大于10%。(4)植食动物的能量去向:a.被自身细胞呼吸消耗;b.被分解者分解;c.被次级消费者取食并同化;d.暂时未被利用。4.能量金字塔:呈现下宽上窄的金字塔形,不会出现倒金字塔形。5.人类将生态系统中的能量流动规律应用于农业生产。研究能量流动规律有利于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有益的方向。自主思考用能量流动的原理,解释谚语“一山不容二虎”。提示:根据生态系统中能量流动逐级递减的特点可知,营养级越高,可利用的能量就越少;虎在生态系统中几乎是最高营养级,通过食物链(网)输入虎的能量很少,因此,虎的数量很少。预习检测1.判断题。(1)初级生产量是指绿色植物通过光合作用所固定的能量或所合成的有机物质。(

)(2)生态系统的能量流动就是指能量的输入和散失过程。(

)(3)能量金字塔和生物量金字塔可以出现倒置现象。(

)√××(4)除最高营养级外,某一营养级的总能量由四个部分组成:自身呼吸消耗的能量、流向下一营养级的能量、被分解者利用的能量和未被利用的能量。(

)(5)拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向,可以提高生态系统的能量传递效率。(

)√×2.在陆地生态系统中,净初级生产量最大的是(

)A.热带雨林B.北方针叶林C.草原

D.苔原(冻土带)答案:A解析:在陆地生态系统中,热带雨林的净初级生产量是最高的,北方针叶林、草原、苔原的净初级生产量依次减少。3.下图是该生态系统中能量流向物种甲后发生的一系列变化示意图,下列叙述正确的是(

)A.B表示物种甲的同化量B.E表示物种甲呼吸散失的能量C.C表示物种甲流向分解者的能量D.A包括物种甲粪便中的能量答案:B解析:分析物种甲的能量去路可知,A表示物种甲的同化量,B表示物种甲用于自身生长和繁殖的能量,C中还包括物种甲粪便中的能量,D表示分解者通过呼吸作用散失的能量,E表示物种甲通过呼吸作用散失的能量。物种甲粪便中的能量不属于其同化量。课堂·重难突破一

生态系统中的初级生产量和次级生产量重难归纳1.比较初级生产量和次级生产量比较项目初级生产量次级生产量定义绿色植物通过光合作用所固定的能量或所合成的有机物质动物的有机物是靠取食植物、其他动物和一切现成有机物而生产出来的。这类生产在生态系统中属于第二次的有机物生产,其生产的有机物或固定的能量就称为次级生产量比较项目初级生产量次级生产量对象生态系统中的绿色植物生态系统中的消费者和分解者(次级生产者)单位g/(m2·a)或J/(m2·a)g/(m2·a)或J/(m2·a)去路植物的呼吸消耗以及生长和繁殖异养生物的呼吸消耗以及生长和繁殖比较项目初级生产量次级生产量联系①次级生产量均直接或间接来自初级生产量②初级生产量、次级生产量归根结底来自太阳能图示

2.净初级生产量的制约因素(1)不同生态系统的净初级生产量随温度和雨量的不同而有很大差异。(2)不同生态系统中的净初级生产量与该生态系统中的植物群落状况有关。例如,热带雨林中植物群落具有明显的分层现象,则其光合效率较高,其净初级生产量也相对较高。相反,苔原生态系统中植物群落较简单,其净初级生产量也较低。1.如何理解“没有初级生产量就不会有消费者和分解者,也就不会有生态系统”这句话?提示:生态系统中所有的消费者和分解者都直接或间接地利用初级生产量为生。2.陆地生态系统中热带雨林的净初级生产量为2000g/(m2·a),北方针叶林是800g/(m2·a),苔原是140g/(m2·a);海洋生态系统中珊瑚礁和藻床是2000g/(m2·a),河口是1800g/(m2·a),大陆架是360g/(m2·a),开阔海洋是127g/(m2·a)。这些数值说明净初级生产量的特点是什么?提示:地球各地不同生态系统的净初级生产量受温度、光照与雨量影响,差异性很大。典例剖析在夏季测量某温带落叶林中的一个淡水池塘的净初级生产量,结果如下图所示。下列说法错误的是(

)A.曲线中随水深增加,净初级生产量下降,可能的原因是光照强度下降B.若该池塘生态系统长期处于C点所示的状态,则可处于稳定状态C.净初级生产量用于植物的生长和繁殖,A点的植物长势最好D.生产者的生物量就是净初级生产量在某一调查时刻前的积累量答案:B解析:生态系统长期处于C点时,净初级生产量为0,即没有有机物积累,所以不可能处于稳定状态。学以致用下列关于草→鼠→鹰这条食物链的生产量的描述,错误的是(

)A.草的生产量是初级生产量B.鹰的生产量是三级生产量C.鼠的生产量是次级生产量D.净初级生产量在某一调查时刻前的积累量就是草的生物量答案:B解析:鼠和鹰均为消费者,其生产量均为次级生产量,不存在三级生产量的说法。二

能量流动重难归纳第二营养级能量流动分析能量流经第二营养级示意图(1)初级消费者摄入的能量(a)=初级消费者同化的能量(b)+粪便中的能量(c),即动物粪便中的能量不属于该营养级同化的能量,应为上一个营养级固定或同化的能量。(2)初级消费者同化的能量(b)=自身呼吸作用散失的能量(d)+用于生长和繁殖的能量(e)。(3)用于生长和繁殖的能量(e)=分解者利用的能量(f)+下一营养级同化的能量(i)+未被利用的能量(J)。1.判断“一只老虎捕食了一只野兔,则野兔的全部能量都流向了老虎”这句话的对错,并思考消费者摄入的能量、同化的能量与粪便中的能量之间的关系。提示:错,还有一部分未被老虎消化吸收的残渣、粪便中的能量存在。消费者同化的能量=消费者摄入的能量-粪便中的能量。2.某同学绘制了下图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能),据图回答下列问题。(1)由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为多少?流入初级消费者的能量为多少?(用图示字母表示)提示:D1/W1,D1=A2+B2+C2+D2。(2)此图解体现能量流动有何特点?提示:单向流动、逐级递减。典例剖析下图为生态系统中能量流动部分示意图(字母表示能量)。下列叙述正确的是(

)A.图中b=h+c+d+e+fB.生产者与初级消费者之间的能量传递效率为(b/a)×100%

C.在“草→兔→狼”这一食物链中,狼粪便中的能量属于dD.缩短食物链可以提高能量传递效率C解析:题图中b=h+c,A项错误。生产者与初级消费者之间的能量传递效率为(b-h)/a×100%,B项错误。在“草→兔→狼”这一食物链中,狼粪便中的能量未被利用,仍属于其上一个营养级,即属于d,C项正确。缩短食物链可以减少能量的损耗,但不能提高能量传递效率,D项错误。规律总结能量传递效率与能量利用率的区别(1)能量传递效率能量在沿食物链流动的过程中逐级减少,若以“营养级”为单位,能量在相邻两个营养级之间的传递效率为10%左右。(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总能量的比值。②一般来说,食物链越短,能量利用率越高。③有时考虑分解者的参与,使营养结构更加复杂,以实现能量的多级利用,从而提高能量利用率。学以致用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、传递和散失的过程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外,其余均流入下一营养级答案:D解析:生产者固定的能量的去向包括用于自身呼吸、流入下一营养级、被分解者分解和暂时未被利用。随堂训练1.在生态系统的能量流动中,能量形式的转变顺序是(

)A.太阳能→化学能→热能B.热能→太阳能→化学能C.化学能→太阳能→热能D.太阳能→热能→化学能答案:A2.下列关于初级生产量的叙述,错误的是(

)A.初级生产量是生态系统的基石B.绿色植物的初级生产量形成于叶绿体中C.初级生产量的单位通常用g/m2或J/m2表示D.地球各地的净初级生产量随温度和雨量的不同有很大差异答案:C解析:初级生产量的单位应为g/(m2·a)或J/(m2·a)。3.在由草、兔、狐组成的一条食物链中,兔经同化作用所获得的能量,其去向不应包括(

)A.通过兔子呼吸作用散失B.通过兔子的粪便流入分解者体内C.通过狐的粪便流入分解者体内D.流入狐的体内答案:B解析:通过兔子的粪便流入分解者体内的能量属于草固定的能量,不属于兔子同化的能量。4.大象是植食动物,有一种蜣螂专以象粪为食。设一头大象在某段时间内所同化的能量为107kJ,则这部分能量中可流入蜣螂体内的约为(

)A.0 B.106kJ C.2×106kJ D.3×106kJ答案:A解析:被某一营养级摄入的能量,一部分存在于该营养级生物排出的粪便中,另一部分被该营养级生物所同化,题中大象摄入体内的能量,一部分存在于象粪中,一部分被其同化,所以流入蜣螂体内的能量不属于象所同化的能量。5.某生物小组考察一农田生态系统中水稻从播种到稻秆还田的全过程。在稻田分蘖期间,农民拔草、治虫;然后排水进行搁田(亦称“烤田”);稻谷收获之后,部分农民在田里焚烧稻秆。下列相