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-*-第2节生态系统的能量流动首页JICHUZHISHI基础知识ZHONGDIANNANDIAN重点难点SUITANGLIANXI随堂练习情境导入课程目标太阳光是人类生命的动力之源。那么太阳光经历了怎样的过程才转化为人体所需能量的?该过程有何特点?这些特点对人们的生产实践有何启发?1.说出生态系统能量流动的研究水平。2.分析生态系统中能量流动的过程和特点。3.会识别生态系统的能量流动图解。4.概述研究能量流动的实践意义。5.调查农田生态系统中的能量流动情况。JICHUZHISHI基础知识首页ZHONGDIANNANDIAN重点难点SUITANGLIANXI随堂练习一二三一、生态系统能量流动的概念生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程,称为生态系统的能量流动。JICHUZHISHI基础知识首页ZHONGDIANNANDIAN重点难点SUITANGLIANXI随堂练习一二三二、能量流动的过程1.输入生态系统的总能量:等于生产者固定太阳能的总量。2.起点:生产者固定太阳能开始。3.能量流动的途径:食物链和食物网。4.能量流动的过程(以初级消费者为例):能量流经第二营养级示意图JICHUZHISHI基础知识首页ZHONGDIANNANDIAN重点难点SUITANGLIANXI随堂练习一二三b.同化的能量,d.呼吸作用,e.生长、发育。(1)初级消费者的能量去路有:呼吸散失、分解者利用、流入次级消费者;(2)初级消费者同化的能量=呼吸散失+分解者利用+流入下一个营养级+未被利用。5.能量流动的特点:一是能量流动是单向的,不可逆转的,也不能循环流动;二是能量在流动的过程中逐级递减,能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%~20%。6.能量流动的模型:如果将单位时间内各个营养级所得的能量数值,由低到高绘制成图,可形成一个金字塔形,叫做能量金字塔。在一个生态系统中,营养级越多,在能量流动中消耗的能量也就越多。生态系统中能量流动一般不超过4~5个营养级。JICHUZHISHI基础知识首页ZHONGDIANNANDIAN重点难点SUITANGLIANXI随堂练习一二三自主思考呼吸利用的能量是否都以热能的形式散失掉?为什么?提示:否。呼吸利用的能量去向有三:一是大部分以热能的形式散失掉;二是转化为ATP中的化学能;三是贮存在尚未完全分解的中间产物之中。JICHUZHISHI基础知识首页ZHONGDIANNANDIAN重点难点SUITANGLIANXI随堂练习一二三三、研究能量流动的实践意义1.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.帮助人们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。ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二探究点一能量流动的过程和特点●问题导引●虽然黄鼠狼(中文学名黄鼬)和老鼠都是“鼠”字辈,但是黄鼠狼常把老鼠当成自己的盘中餐,请根据材料写出老鼠和黄鼠狼共同占有的一条食物链。能量在该食物链中流动具有什么特点?提示:植物→老鼠→黄鼠狼。单向流动,逐级递减。ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二●名师精讲●1.能量的输入光能有机物中的化学能(1)起点:生产者固定太阳能。(2)生理过程:主要是光合作用。(3)流入生态系统的总能量:生产者固定太阳能的总量(人工生态系统还包括人工输入的能量)。2.能量的分流分析(以第二营养级为例)ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二动物同化的能量=摄入量-粪便中有机物的能量,即第二营养级粪便中的能量不属于第二营养级同化的能量。特别提醒①如果对能量流动进行不定时分析,不再考虑“未被利用”的能量。②能量传递效率是指两个相邻营养级同化量的比值。3.能量流动的特点和原因分析(1)单向流动。①捕食关系不能逆转且散失的热能不能利用。②各营养级的能量总是趋向于以细胞呼吸产生热能而散失掉。由于热能不能被绿色植物作为光合作用的能源,所以整个生态系统必须有太阳能不断予以补充。(2)逐级递减。①各营养级的生物都会因为细胞呼吸散失相当大的一部分能量。②各营养级总有一部分能量未被下一营养级的生物利用。③还有少部分能量流向分解者。ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二4.能量传递效率(1)能量传递效率的含义:是指输入到某一个营养级的能量中,只有10%~20%流入下一营养级,即相邻两个营养级间的能量传递效率大约为10%~20%。(2)计算公式。能量传递效率=某一营养级的同化量÷上一营养级的同化量×100%。5.能量流动模型——能量金字塔将单位时间内各个营养级所得到的能量数值,由高到低绘制成图,可形成一个金字塔图形,叫做能量金字塔。(1)能量金字塔的形状是正金字塔形,如下图所示。(2)能量金字塔每一台阶的含义:各营养级同化的总能量。ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二特别提醒生态金字塔能量金字塔数量金字塔生物量金字塔形状特点自然生态系统呈正金字塔形;人工高产的鱼塘、城市生态系统呈倒金字塔形一般为正金字塔形,有时会出现倒金字塔形,如树→昆虫→鸟的数量关系正金字塔形,但某一时间浮游植物和浮游动物的可能会倒置ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二象征意义能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性生物个体数目在食物链中一般随营养级升高而逐级递减生物量(现存生物有机物的总质量)沿食物链流动逐级递减每一级含义食物链中每一营养级生物所含能量的多少每一营养级生物个体的数目每一营养级生物的总生物量ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二【例题1】某同学绘制如下图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能),下列叙述错误的是()A.生产者固定的总能量可表示为(A1+B1+C1+D1)B.由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/W1C.流入初级消费者的能量为(A2+B2+C2)D.图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二解析:生产者固定的总能量为(A1呼吸作用散失的+B1用于自身的生长、发育和繁殖+C1遗体、残骸+D1初级消费者摄入),A项正确。传递效率=输入第二营养级的能量D1/输入第一营养级的能量W1,B项正确。流入次级消费者的能量为D1=A2+B2+C2+D2,C项错误。能量只能从生产者流向初级消费者,且总量减少,体现了能量流动的特点,D项正确。答案:C典型方法掌握能量同化量的计算方法是解答此类题目的关键(以中间的营养级为例):①倒推法:a.可以将本营养级各分流能量相加求和;b.利用公式“下一营养级同化量÷能量传递效率”求算。②正推法:a.利用公式“上一营养级同化量-上一营养级其余分流能量之和”求算;b.利用公式“上一营养级同化量×能量传递效率”求算。ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二变式训练下图为生态系统中能量流动图解部分示意图,①②③④各代表一定的能量值,下列各项不正确的是()A.生物与生物之间吃与被吃的关系不可逆转,所以能量流动具单向性B.①表示流经生态系统内部的总能量C.一般情况下,②为①的10%~20%D.从能量关系看②③+④解析:生产者固定的太阳能为流经生态系统内部的总能量,①只是从生产者传递给下一营养级的能量。答案:BZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二探究点二研究能量流动的实践意义●问题导引●我国古代就已发展出“桑基鱼塘”生产模式:利用桑叶喂蚕,蚕沙(蚕粪)养鱼,鱼塘泥肥桑,在桑、蚕、鱼之间形成良性循环。从能量流动的角度分析“桑基鱼塘”生产模式依据的生态学原理和意义是什么?提示:生态学原理:能量流动是单向的。意义:实现对能量的多级利用,提高人们对生态系统能量的利用率。ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二●名师精讲●实践意义依据原理措施实例帮助人们科学规划、设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用能量单向流动增设食物链,对能量多级利用秸秆综合利用延长食物链,使不能利用的种群中的能量流入能被人们利用的种群在虫灾严重的农田中养鸡帮助人们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能量逐级递减调整不同营养级或相同营养级的不同种群之间的比例关系草场合理确定载畜量ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二【例题2】下图是一个农业生态系统模式图,下列关于该生态系统的叙述,错误的是()A.微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量B.沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者C.沼渣、沼液作为肥料还田,使能量能够循环利用D.多途径利用农作物可提高该系统的能量利用效率ZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二解析:A项正确,微生物也可以利用农作物通过光合作用储存的能量,如细菌分解作物残体等。B项正确,沼气池中的微生物可将有机物分解为无机物,是分解者。C项错误,能量流动是逐级递减的,不能循环利用。D项正确,该模式提高了能量的利用率,使能量尽可能多地流向对人类有益的部分。答案:CZHONGDIANNANDIAN重点难点首页JICHUZHISHI基础知识SUITANGLIANXI随堂练习探究一探究二判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)。1.流经一个生态系统的总能量应为流经各营养级的能量之和。()提示:×生产者固定的太阳能为流经一个生态系统的总能量。2.流经一个营养级的能量应从摄入量开始。()提示:×流经一个营养级的能量应从同化量开始。3.能量传递效率是指相邻两个营养级用于生长、发育、繁殖能量的比值。()提示:×能量传递效率是指相邻两个营养级同化量的比值。4.由于能量逐级递减,所以通过对食物链延长设计会降低人们对生态系统能量的利用率。()提示:×对不能利用的种群的能量通过延长食物链使其流入能利用的种群,反而提高了人们对生态系统能量的利用率。SUITANGLIANXI随堂练习首页JICHUZHISHI基础知识ZHONGDIANNANDIAN重点难点123451.下图为某生态系统能量流动示意图〔单位:J/(cm2·a)〕,以下分析不正确的是()A.甲的数值是1250J/(cm2·a)B.乙到丙的能量传递效率为15%C.每一营养级的能量大部分用于呼吸作用和被丁利用D.乙的个体数目一定比甲少解析:一般情况下,随着营养级的增加,动物个体的数量会减少,个体的体积会增大,但是也存在特殊情况,例如树上的昆虫与树之间的关系。答案:DSUITANGLIANXI随堂练习首页JICHUZHISHI基础知识ZHONGDIANNANDIAN重点难点123452.设某生态系统中具有单一食物链结构,与某种群有关的能量流动情况如下图所示。A、B、C、D、E代表能量值。下列有关说法正确的是()A.正常情况下,下一个营养级所获得的能量为C的10%~20%B.该种群各个体粪便中含有的能量,属于A的一部分C.该种群未被生态系统利用的能量为E与D之和D.该营养级之后的所有营养级所需的能量全部来自于CSU