人教版高中生物选择性必修2微专题2生态系统的营养结构和能量流动分析课件

这是一份人教版高中生物选择性必修2微专题2生态系统的营养结构和能量流动分析课件，共26页。

第3章2022一、生态系统的营养结构1.食物链(网)的构建(1)依据捕食关系曲线构建食物链(网)在捕食关系曲线中,先上升先下降者为被捕食者,后上升后下降者为捕食者,由此可以确定图1中食物链为C→B→A。　图1 (2)依据同化能量的多少构建食物链(网)生态系统中能量是单向流动、逐级递减的,且在相邻营养级之间的传递效率为10%~20%,故能量值大者为被捕食者,反之为捕食者。若两种生物的能量值相关性不大,不足以构成10%~20%的比例关系,则两者很可能属于同一营养级。由此可以确定图2中食物链为丙→甲→乙→丁;图3中食物网为 。(3)依据生物富集效应原理构建食物链(网)生态系统中存在生物富集现象,即生物所处营养级越高,体内相关富集物(如农药、重金属)的浓度越高,两者在数值上呈正相关。体内富集物浓度相差不大的两种生物很可能属于同一营养级。由此可以确定下表中的食物网为 。(4)依据物质循环图解构建食物链(网)图4所示的生态系统物质循环图中,D是生产者,A是消费者,B是分解者,C是非生物环境,其中的食物链是D→A。　图4 2.关于食物链(网)的分析(1)起点是生产者,终点是不被其他动物所食的动物——最高营养级,且一条食物链一般不超过5个营养级。(2)食物链中只有生产者和消费者,不能出现非生物的物质和能量及分解者。(3)箭头表示物质和能量流动的方向,是从前一个营养级到后一个营养级,同时体现捕食与被捕食的关系。捕食关系是长期自然选择形成的,不会倒转。(4)生产者是第一营养级。消费者级别与营养级的关系:初级消费者为第二营养级,次级消费者为第三营养级,其他以此类推,即在食物链中的营养级级别=消费者级别+1。　(5)某一营养级的生物代表处于该营养级的所有生物,不代表单个生物个体或某种群。【特别提醒】 分析食物网中的易错点(1)同一种消费者在不同的食物链中,可以占有不同的营养级。(2)在食物网中,两种生物间可能既有捕食关系,又有种间竞争关系。(3)食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类,而并非取决于生物数量。3.生态系统中某种生物减少对其他生物数量变化的影响(1)食物链中,若处于第一营养级的生物数量减少,会直接使以其为食物的第二营养级的生物因食物缺乏而数量减少,又会引起连锁反应,致使第三、第四营养级的生物数量依次减少。(2)一条食物链中处于“天敌”地位的生物数量减少,则被捕食者数量变化是先增加后减少,最后趋于稳定。(3)复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁反应分析若某种群处于复杂食物网的某中间环节,其数量减少对其他生物类群的影响状况应视具体食物链而定,大体遵循如下思路:①生产者相对稳定原则,即消费者某一种群数量发生变化时,一般不考虑生产者数量的增加或减少。②最高营养级的生物种群相对稳定原则,即当处于最高营养级的生物种群其食物有多种来源时,若其中一条食物链中断,该种群的数量不会发生较大变化。③实例:如图所示的食物网中,蚱蜢突然减少,则以它为食的蜥蜴减少,蛇也减少,蛇减少则鹰就更多地吃兔和食草籽的鸟,从而导致兔及食草籽的鸟减少。在这里必须明确蛇并非鹰的唯一食物,所以蛇减少并不会造成鹰明显减少,它可以依靠其他食物来源而维持数量基本不变。典例剖析1.下图是某一食物关系图,分析并回答下列问题。(1)该图是一个简单的　　　　　　,含有　　　条食物链。 (2)图中的初级消费者有　　　　　　　　　　　　　　。蛇是　　　消费者,属于　　　营养级。鹰同时占有　　　个营养级。 (3)图中的兔和蚱蜢两者是　　　　关系,而蜥蜴和蚱蜢是　　　关系。 (4)如果蚱蜢突然减少,蚯蚓的数目将会　　　　　　　　。 (5)该食物网中不含有生态系统中的哪种成分?　　　　　　　　。 答案 (1)食物网　3(2)兔、蚯蚓、蚱蜢　三级　第四　3(3)种间竞争　捕食(4)先增加后减少,最终趋于稳定(5)非生物的物质和能量及分解者解析 食物网是指在一个生态系统中,许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养结构。此图符合食物网的概念,共有3条食物链。营养级从生产者算起,绿色植物是第一营养级,初级消费者是第二营养级,次级消费者是第三营养级,依此类推。消费者级别从初级消费者算起,分析时要数全食物链,仔细识图,如鹰在3条食物链上分别属于次级、三级、四级消费者,同时占有第三、第四、第五3个营养级。兔与蚱蜢都以绿色植物为食,两者属于种间竞争关系,蜥蜴以蚱蜢为食,两者属于捕食关系。如果蚱蜢突然减少,以蚱蜢为食的蜥蜴减少,蛇随之减少,鹰就要多吃兔和相思鸟以获得足够的能量,而蚯蚓由于天敌减少,食物充足而数量增加,其种群密度增加,随之种内竞争加剧又使种群数量下降,故蚯蚓数量将先增加后减少,最终趋于稳定。二、生态系统的能量流动1.生态系统各功能类群能量来源(1)(2)消费者:能量来自食物方“活体”中的有机物(捕食或寄生)。(3)分解者:能量来自动、植物遗体或粪便及排泄物中的有机物(腐生)。2.生态系统各环节能量去向(1)定量不定时分析:流入某一营养级的一定量的能量在足够长的时间内的去路有三条:①自身呼吸散热消耗;②流入下一营养级;③被分解者分解利用。但这一定量的能量不管如何传递,最终都以热能的形式从生物群落中散失,生产者源源不断地固定太阳能,才能保证生态系统中能量流动的正常进行。(2)定量定时分析:流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路有四条:①自身呼吸散热消耗;②流入下一营养级;③被分解者分解利用;④未被自身呼吸消耗,也未被下一营养级和分解者利用,即“未被利用”部分。如果是以年为单位研究,则第④部分的能量将保留给下一年(如图所示)。3.能量传递效率的相关计算(1)能量在食物链中传递的计算①在一条食物链中,某一营养级的能量为n,则传到下一营养级的能量最多为n×20%=0.2n,最少为n×10%=0.1n。②在一条食物链中,某一营养级的能量为n,需要前一营养级的能量至少为n÷20%=5n,最多为n÷10%=10n。　(2)能量在食物网中传递的计算①若一食物网中,已知最高营养级增加能量为Na.求最多消耗第一营养级多少能量时,按最长食物链,最低传递效率计算;b.求至少消耗第一营养级多少能量时,按最短食物链,最高传递效率计算。②若一食物网中,已知第一营养级能量为Ma.求最高营养级最多获得多少能量时,应按最短食物链,最高传递效率计算;b.求最高营养级最少获得多少能量时,应按最长食物链,最低传递效率计算。(3)在已知高营养级求需要低营养级最值时,若高营养级有多种食物来源,要注意高营养级食物来源有没有具体分配,若有就不能选最短或最长的食物链,而要按分配情况逐一计算,然后相加。典例剖析2.下图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量相对值。请回答下列有关问题。(1)图中①代表的生理过程是　　　　　　　　,图中②代表的能量主要以　　　　　　　　　　　　　　的形式储存。 (2)该生态系统的总能量是　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)能量从该生态系统的第一营养级到第二营养级的传递效率约为　　　　　。 (4)试分析图中植食动物、肉食动物和顶位肉食动物随营养级的升高需要的有机物输入越来越多的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案 (1)呼吸作用　(有机物中)稳定的化学能(2)生产者所固定的太阳能(3)12.7%(4)能量流动逐级递减以及维持各营养级较高的能量输出解析 ①代表生物的呼吸作用,②为动植物体中有机物含有的稳定的化学能,这些能量都来自生产者光合作用固定的太阳能。第三营养级生物(肉食动物)从第二营养级生物(植食动物)获得的能量为2.1+5.1+0.05+0.25-5=2.5。生产者传递给第二营养级的总能量为4+9+0.5+2.5-2=14,生产者固定的太阳能总量为23+70+3+14=110,能量从第一营养级到第二营养级的传递效率为14/110×100%≈12.7%。能量流动是逐级递减的,要维持高营养级生物的能量输出,就需要为高营养级提供更多的物质和能量。对点训练1.下图表示生态系统中的食物网,下列相关叙述正确的是(　　)A.该食物网中共有6条食物链B.该食物网中的所有生物构成生物群落C.蝗虫和老鼠在不同食物链中都属于同一营养级D.若老鼠全部死亡消失,对狼的影响比对猫头鹰显著答案 C解析 该食物链的起点是草,终点是不被其他营养级捕食的生物,则该食物链共有5条,A项错误;该食物网中只包括生产者和消费者,生物群落还应该包括分解者,B项错误;蝗虫和老鼠都位于第二营养级,属于初级消费者,C项正确;猫头鹰的食物来源只有老鼠,狼的食物来源有浣熊、鹿和老鼠,若老鼠全部死亡消失,对狼的影响比对猫头鹰小,D项错误。2.下表是对能量从植物传递到鳞翅目幼虫(植食性)的定量分析。下列结论中不正确的是(　　)A.从植物流入鳞翅目幼虫的能量是419 JB.食物中的能量只有约15%用于幼虫自身的生长C.流入鳞翅目幼虫的能量一部分以热能形式散失D.第一营养级至少需同化1 047.5 J的能量答案 A解析 鳞翅目幼虫从植物摄入的能量包括同化量和粪便量,同化的能量一部分用于自身呼吸消耗,一部分用于自身生长发育、繁殖。分析图表,鳞翅目幼虫的摄入量为419 J,同化量为419-209.5=209.5(J);食物中用于幼虫自身生长的能量为62.9/419×100%≈15%;呼吸消耗的能量以热能形式散失;能量传递效率在10%~20%之间,所以至少需要第一营养级的能量为(419-209.5)/20%=1 047.5(J)。　本 课 结 束