生物选择性必修2第2节 生态系统的能量流动图片ppt课件

这是一份生物选择性必修2第2节 生态系统的能量流动图片ppt课件，共54页。PPT课件主要包含了内容索引，课标要求，光合作用，化学能，生产者，分解者，呼吸作用，发育和，循环流动，逐级递减等内容，欢迎下载使用。

基础落实•必备知识全过关
重难探究•能力素养全提升
1.分析生态系统中能量在生物群落中单向流动并逐级递减的规律。2.举例说明利用能量流动规律,人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。3.解释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。
知识点一 能量流动的概念和过程
旁栏边角 想一想从能量流动的角度分析,一个人工鱼塘生态系统中肉食性鱼类与植食性鱼类的总生物量相比,谁更多?为什么?
提示 植食性鱼类的总生物量较多。原因是小型植食性动物能摄食饵料,肉食性鱼类只摄食小型植食性动物,所处的营养级较高,而能量的传递是逐级递减的,因此,肉食性动物的能量来源减少,总的生物量也较少。
结论语句 辨一辨(1)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能。(　　)(2)流经第二营养级的总能量指次级消费者摄入体内的能量。(　　)(3)兔吃草后排出的粪便中的能量是兔同化量的一部分。(　　)(4)同化量=摄入量-粪便量。(　　)(5)用于生长、发育和繁殖的能量=分解者分解利用的能量+下一营养级同化的能量+未被利用的能量。(　　)(6)同化量=呼吸散失量+储存量=呼吸散失量+下一营养级同化量+分解者分解利用的能量(+未利用的能量)。(　　)
知识点二 能量流动的特点
知识点三 研究能量流动的实践意义1.帮助人们将生物在时间、空间上进行　　　　　　　　,增大流入某个生态系统的总能量。 2.帮助人们科学规划、设计人工生态系统,使能量得到　　　　　　的利用。 3.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　　　　　　的部分。 
旁栏边角 想一想在农田、果园等人工生态系统中,可否通过增加或延长食物链,提高生态系统的能量传递效率?
提示 不能提高生态系统的能量传递效率,但能提高能量的利用率。农田和果园等人工生态系统食物链单一,自身稳定性差,易受病虫害破坏。通过研究生物之间的相互关系,增加或延长食物链,使之成为立体农田和立体果园,实现对能量的多级利用,可以提高能量的利用率。
结论语句 辨一辨(1)生态系统中的能量流动是单向的。(　　)(2)能量流动是逐级递减的,其原因是一部分能量未被下一营养级利用,一部分能量以热能的形式散失,还有一部分能量被分解者利用。(　　)(3)生态系统的食物链中营养级越高的生物,其体型必然越大。(　　)(4)研究能量流动,可调整能量流动关系,使生产者固定的能量全部流向人类。(　　)(5)在稻田生态系统中,防治稻田害虫可提高生产者和消费者之间的能量传递效率。(　　)(6)生物量金字塔、数量金字塔同能量金字塔一样都是正立的。(　　)(7)相邻两个营养级的能量传递效率不会小于10%,也不会大于20%。(　　)
【情境探究】分析第一营养级和第二营养级能量的去向,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?2.输入第二营养级的能量是初级消费者摄入的能量还是其同化的能量?3.初级消费者粪便中的能量属于其同化的能量吗?
提示 生产者固定的能量。
提示 输入第二营养级的能量是初级消费者同化的能量。
提示 不属于,初级消费者粪便中的能量应属于上一营养级生产者同化的能量。
4.请尝试构建第二营养级同化量的去向模型。
【方法突破】1.能量的输入(1)能量来源:几乎都来自太阳能。
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
3.能量的转化(1)生产者:光能 有机物中的化学能。(2)消费者:食物中的化学能 自身的化学能。
4.能量的散失(1)形式:热能,热能是能量流动的最后形式。(2)过程(3)特殊途径动植物遗体形成的煤炭、石油等 热能
【视角应用】视角1某一营养级的能量来源、去路分析
A.该蜘蛛在生态系统中至少属于第二营养级B.流经蜘蛛的总能量是477.4 kJ/(m2·a)C.排粪能和遗体残骸中的能量都属于蜘蛛同化能的一部分D.下—个营养级的同化能可能会大于87.7 kJ/(m2·a)　
1.科研人员研究了某种定居型蜘蛛(肉食性动物)的能量流动过程,并构建了下图所示模型。下列相关叙述正确的是(　　)
答案 B解析 该蜘蛛是肉食性动物,所以在生态系统中至少属于第三营养级,A项错误;题图中摄食能=同化能+排粪能,因此计算出同化能为477.4 kJ/(m2·a),即为流经蜘蛛的总能量,B项正确;遗体残骸中的能量属于蜘蛛同化能的一部分,而排粪能属于上一营养级的能量,C项错误;题图中生长能为87.7 kJ/(m2·a),则下一个营养级的同化量不可能大于87.7 kJ/(m2·a),D项错误。
2.下图为生态系统中能量流动的部分示意图(字母表示能量的多少),下列叙述正确的是(　　)A.图中b=h+c+d+e+f+iB.生产者与初级消费者之间的能量传递效率为b/a×100%　C.“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
答案 C解析 首先,生产者固定的能量应该是流经生态系统的总能量,摄入量=同化量+粪便中的能量,因此c为同化量,h为粪便中的能量,同化量=呼吸作用中以热能形式散失的能量+用于生长、发育、繁殖的能量,因此d是初级消费者用于自身生长、发育、繁殖的能量,f是呼吸作用中以热能形式散失的能量,i是流入分解者的能量,e是下一营养级摄入的能量,所以b=h+c=h+f+d,A项错误。能量传递效率是相邻营养级同化量之间的比值,生产者与初级消费者之间的能量传递效率为c/a×100%,B项错误。狼粪便中的能量应该属于初级消费者兔的同化量中用于生长、发育、繁殖的能量,C项正确。缩短食物链可以提高能量利用率,但不能提高能量传递效率,D项错误。
视角2能量流动模型图分析3.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/W1×100%C.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
答案 C解析 生产者固定的总能量W1=呼吸作用散失的能量+被分解者利用的能量+未被利用的能量+初级消费者同化的能量=A1+B1+C1+D1,A项正确。能量传递效率=第二营养级固定的能量D1/第一营养级固定的能量W1×100%,B项正确。流入次级消费者的能量D1=A2+B2+C2+D2,C项错误。图解中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是单向流动、逐级递减,D项正确。
【情境探究】结合教材赛达伯格湖的能量流动图解,思考并回答下列问题。1.图中生产者的能量分为四部分,而P55图3-6中生产者的能量分为三部分,差异是哪一部分?2.流经该生态系统的总能量是　　　　　　 J/(cm2·a),流入第二营养级(植食性动物)的能量(即该营养级的同化量)只有　　　 J/(cm2·a),其余的能量除部分未被利用外,大部分通过自身的　　　　作用消耗掉了,少部分流入了　　　　　　。 
提示 教材P56赛达伯格湖的能量流动图解中,多出的部分为未利用的能量。
3.赛达伯格湖的能量流动图解中,能量在植食性动物与肉食性动物之间的传递效率是多少?4.能量流动的渠道为食物链和食物网。有同学认为该图解中的“生产者→植食性动物→肉食性动物”是一条食物链,请予以评价。
提示 在生态系统中,一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物,而一种植食性动物既可能吃多种植物,也可能被多种肉食性动物所食,所以图中的“生产者→植食性动物→肉食性动物”不仅仅是一条食物链。
5.若该湖泊中某种杂食性鱼的食物有1/2来自植物,1/2来自植食性鱼类,如果该杂食性鱼获得m kJ能量,能量传递效率按20%计算,则需要生产者提供多少能量?
提示 需要生产者提供的能量是1/2m÷20%+1/2m÷20%÷20%=15m(kJ)。
【方法突破】1.能量流动的特点及其原因分析(1)单向流动的原因食物链中各营养级的顺序是不可逆转的,这是长期自然选择的结果。(2)逐级递减的原因①各营养级的生物都会因呼吸作用而消耗掉相当大的一部分能量,并以热能的形式散失,无法再利用。②各营养级的生物中总有一部分能量未被下一营养级的生物利用,即未被利用部分。③少部分能量随着残枝败叶或遗体等直接流向分解者。
2.能量传递效率(1)能量传递效率:输入某一个营养级的能量中,只有10%~20%的能量能够流入下一营养级,即相邻两个营养级间的能量传递效率为10%~20%。能量传递效率是营养级之间的关系,不是个别食物链中生物种群之间的关系。(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%。
3.三种金字塔的比较生态金字塔是生态学中表示不同关系的一种形式,生态学中常以金字塔的形式表示的有能量金字塔、数量金字塔和生物量金字塔等,三者的比较如下表所示。
4.食物链中能量的最值计算(1)计算某一生物获得的最多(至少)能量的规律设食物链为A→B→C→D,分情况讨论:
(2)涉及多条食物链的能量流动计算时,若根据要求只能选择食物网中的一条食物链,计算某一生物获得的最多(或最少)的能量。其规律如下:
【视角应用】视角1能量传递示意图的分析及计算1.下图为某生态系统中能量传递示意图。下列叙述错误的是(　　)A.能量流动是从甲固定的太阳能开始的,流入该生态系统的总能量为1 250 kJB.从乙到丙的能量传递效率为15%
C.将乙和丙的粪便作为有机肥还田,可以提高能量传递效率D.食物链的营养关系一般不可逆,这决定了能量流动的单向性
答案 C解析 能量流动从生产者固定的太阳能开始,流入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能=175+200+875=1 250(kJ),A项正确;从乙到丙的能量传递效率为30÷200×100%=15%,B项正确;将乙和丙的粪便作为有机肥还田,为作物提供了无机盐,但不能提高能量传递效率,C项错误;食物链的营养关系一般不可逆,这决定了能量流动的单向性,D项正确。
2.下图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图〔图中数字为能量数值,单位是J/(m2·a)〕。下列叙述正确的是(　　)A.该食物网中最高营养级为第六营养级B.该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25%C.太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1 357 J/(m2·a)D.该食物网中的生物与非生物环境共同构成一个生态系统
答案 B解析 该食物网中最长的一条食物链为浮游植物→浮游动物→幽蚊幼虫→太阳鱼→鲈鱼,因此该食物网中最高营养级鲈鱼属于第五营养级。第二营养级包括浮游动物和摇蚊幼虫,二者的能量共有3 780+4 200=7 980(J·m-2·a-1),因此从第一营养级到第二营养级的能量传递效率为7 980÷31 920×100%=25%。一个营养级所含有的能量,一部分流入下一个营养级,还有一部分用于自身呼吸消耗和流向分解者等,C项中的1 357是1 483(太阳鱼总同化量)减去126(下一营养级同化量)得到的,因此太阳鱼呼吸作用消耗的能量要比1 357 J/(m2·a)少。生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者和非生物环境,而食物网中只有生产者和消费者,无分解者,所以该食物网中的生物与非生物环境不能构成生态系统。
视角2食物网中的能量流动计算3.在下图所示的食物网中,假如猫头鹰的食物有2/5来自兔子,2/5来自鼠,1/5来自蛇,那么猫头鹰若增加20 g体重,最少需要消耗植物(　　)A.600 gB.900 gC.1 600 gD.5 600 g
答案 B解析 根据题意,计算最高营养级至少消耗生产者的量应该按最大能量传递效率20%计算,所以最少需要消耗植物为: 20×4/5÷20%÷20%+20×1/5÷20%÷20%÷20%=900(g)。
【情境探究】某市在落实“禁烧秸秆”工作中,化“堵”为“疏”,引导农民设计了如下生态系统模式。
1.相比直接燃烧农作物秸秆,上述生态系统实现了农作物中能量的　　　　　　　　,提高了　　　　　　　　　　　。这说明研究生态系统的能量流动,可以帮助人们　　　　　　　　、设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用。 2.有人说:“由于上述生态系统是人工设计的,所以其中营养级之间能量的传递效率可由人类任意控制。”你认为对吗?
提示 不对。传递效率体现了能量流动中的客观规律,不能改变,但能量利用率可以人为改变。
3.在上述生态系统中,人们为提高农作物的产量,要经常到田间除草、灭虫、灭鼠。从能量流动的角度分析,这样做的目的是什么?
提示 合理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。
【方法突破】研究能量流动的实践意义
【视角应用】视角1能量流动的应用实践
1.据图判断,下列叙述不符合生态学原理的是(　　)A.能量经过多级利用,提高了能量利用率
B.每一级生产环节都获得产品,提高了生态效益和经济效益C.由于各级产物都可以利用,减少了废物和污染D.由于食物链延长,能量逐级损耗,系统总能量利用率降低
答案 D解析 作物的籽实、家畜、食用菌、蚯蚓等都可以为人们提供相应的产品,充分实现了能量的多级利用,不但减少了废物和污染,同时也提高了生态效益和经济效益,实现了良性循环。在一般生态系统中不能充分利用的作物的秸秆等,在该生态系统中得到了充分利用,所以该系统的总能量利用率得到了提高。
视角2实例分析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率
答案 C解析 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,A项正确。沼气池中的微生物可将有机物分解为无机物,属于分解者,B项正确。能量是单向流动、逐级递减的,不能循环利用,C项错误。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最有益的部分,D项正确。