《高中生物北师大版必修三课件：第4章 第1节 第2课时 生态系统中的能量流动》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中生物北师大版必修三课件：第4章 第1节 第2课时 生态系统中的能量流动（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第1 1节节理解教理解教材新知材新知把握热把握热点考向点考向应用创应用创新演练新演练知识点一知识点一考向一考向一第第4 4章章第第2 2课课时时随堂基础巩固随堂基础巩固课时跟踪训练课时跟踪训练考向二考向二 知识点二知识点二1. 生态系统中能量的输入、传递和输出的过生态系统中能量的输入、传递和输出的过 程，称为生态系统的能量流动。程，称为生态系统的能量流动。2能量流动的起点是生产者固定的太阳能，能量流动的起点是生产者固定的太阳能， 渠道是食物链和食物网，能量形式的变化渠道是食物链和食物网，能量形式的变化 由光能由光能生物体有机物中的化学能生物体有机物中的化学能 热能。热能。3流经生态系统的总能
2、量是生产者固定的全流经生态系统的总能量是生产者固定的全 部太阳能。部太阳能。4能量流动的特点是单向流动，逐级递减。能量流动的特点是单向流动，逐级递减。5能量金字塔的形状永远是正金字塔形，数能量金字塔的形状永远是正金字塔形，数 量金字塔有倒置的情况。量金字塔有倒置的情况。能量流动的概念和过程能量流动的概念和过程自读教材自读教材夯基础夯基础 1概念：概念：生态系统中能量的生态系统中能量的 、传递和、传递和 的整个过程。的整个过程。 2过程过程 (1)能量来源：能量来源： 。 (2)输入过程：主要是通过生产者的输入过程：主要是通过生产者的 ，将光能转，将光能转化成为化成为 。 (3)传递途径：传递途
3、径： 太阳能太阳能 初级消费者初级消费者 三级消三级消费者费者输入输入输出输出太阳能太阳能光合作用光合作用化学能化学能生产者生产者次级消费者次级消费者(4)过程分析过程分析(以第一营养级为例以第一营养级为例)： 1生态系统中能量的源头及流经该生态系统的总能生态系统中能量的源头及流经该生态系统的总能量分别是指哪一部分？量分别是指哪一部分？ 提示：提示：能量的源头是太阳能，流经该生态系统的总能能量的源头是太阳能，流经该生态系统的总能量指生产者固定的全部太阳能。量指生产者固定的全部太阳能。 2结合教材结合教材P95图图48思考：思考： (1)初级消费者摄入的能量是其同化量吗？它们之间初级消费者摄入的
4、能量是其同化量吗？它们之间存在什么关系？存在什么关系？ 提示：提示：初级消费者摄入的能量不等于其同化量，它初级消费者摄入的能量不等于其同化量，它们之间存在的关系是：同化量摄入量粪便量。们之间存在的关系是：同化量摄入量粪便量。(2)初级消费者同化的能量会有哪些去向？初级消费者同化的能量会有哪些去向？提示：提示：通过呼吸作用以热能形式散失；通过呼吸作用以热能形式散失；流入下一营养级；流入下一营养级；被分解者分解利用。被分解者分解利用。 (3)初级消费者粪便中的能量是指其流向分解者的初级消费者粪便中的能量是指其流向分解者的吗？为什么？吗？为什么？ 提示：提示：不是，初级消费者粪便中的能量不属于其同不
5、是，初级消费者粪便中的能量不属于其同化的能量。化的能量。 3整个生态系统中能量会因散失而减少，它主要整个生态系统中能量会因散失而减少，它主要是指哪个生理过程？以什么形式散失？是指哪个生理过程？以什么形式散失？ 提示：提示：整个生态系统中的能量主要是通过呼吸作用整个生态系统中的能量主要是通过呼吸作用以热能形式散失。以热能形式散失。跟随名师跟随名师解疑难解疑难1生态系统能量流动过程分析生态系统能量流动过程分析 (1)能量流动的起点：生产者能量流动的起点：生产者(主要是植物主要是植物)固定太阳能。固定太阳能。 (2)能量流动的渠道：食物链和食物网。能量流动的渠道：食物链和食物网。 (3)能量流动中能
6、量形式的变化：太阳光能能量流动中能量形式的变化：太阳光能生物体有生物体有机物中的化学能机物中的化学能热能热能(最终散失最终散失)。 (4)能量在食物链中流动的形式是：有机物能量在食物链中流动的形式是：有机物(食物食物)中中的化学能。的化学能。 (5)能量散失的主要途径：细胞呼吸能量散失的主要途径：细胞呼吸(包括各营养级包括各营养级生物本身的呼吸及分解者的呼吸生物本身的呼吸及分解者的呼吸)。散失的主要形式：。散失的主要形式：热能。热能。 2能量在流经每一营养级时的分流问题分析能量在流经每一营养级时的分流问题分析 (1)能量来源：能量来源： 生产者的能量来自于太阳能。生产者的能量来自于太阳能。 各
7、级消费者的能量一般来自上一个营养级各级消费者的能量一般来自上一个营养级(同化量同化量摄入量粪便中所含能量摄入量粪便中所含能量)。 (2)能量去路：能量去路： 每个营养级生物细胞呼吸产生的能量一部分用于生每个营养级生物细胞呼吸产生的能量一部分用于生命活动，另一部分以热能散失。命活动，另一部分以热能散失。 每个营养级生物一部分能量流到后一个营养级中每个营养级生物一部分能量流到后一个营养级中(最最高营养级除外高营养级除外)。 每个营养级生物的遗体、粪便、残枝败叶中的能量每个营养级生物的遗体、粪便、残枝败叶中的能量被分解者分解而释放出来。被分解者分解而释放出来。 未利用能量未利用能量(现存量：最终被分
8、解者利用，因此，也现存量：最终被分解者利用，因此，也可归为可归为c)能量流动的基本特征及意义能量流动的基本特征及意义自读教材自读教材夯基础夯基础 1能量流动的特点能量流动的特点 (1)从能量流动的方向来看：能量的流动是从能量流动的方向来看：能量的流动是 的，的，而不是而不是 的。的。 (2)从能量流动过程中的数量变化特征来看：逐级从能量流动过程中的数量变化特征来看：逐级 。 能量在沿食物链流动的过程中是能量在沿食物链流动的过程中是 的，林德的，林德曼效率大约为曼效率大约为 。单方向单方向循环往复循环往复递减递减逐级减少逐级减少10%20% 能量金字塔：将单位时间内各个能量金字塔：将单位时间内各
9、个 所得到的所得到的 数值，由低到高绘制成图，可形成一个金字塔图形。数值，由低到高绘制成图，可形成一个金字塔图形。 在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多。生态系统中的能量流动一般不超过消耗的能量就越多。生态系统中的能量流动一般不超过 个营养级。个营养级。营养级营养级能量能量45 2研究能量流动的实践意义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，实现能量帮助人们科学规划、设计人工生态系统，实现能量的的 利用，大大提高生态系统中能量的利用，大大提高生态系统中能量的 。 (2)帮助人们合理地调整生态系统中
10、的能量流动关系，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使能量持续高效地流向对 最有益的部分。最有益的部分。多级多级利用效率利用效率人类人类 1结合考查结合考查P96图图49思考：能量流动在第二营养思考：能量流动在第二营养级和第三营养级之间的传递效率是多少？能总结计算公级和第三营养级之间的传递效率是多少？能总结计算公式吗？式吗？ 2结合教材结合教材P97图图410中各营养级的能量由低到中各营养级的能量由低到高绘成能量金字塔，思考如果把每个营养级的生物量关高绘成能量金字塔，思考如果把每个营养级的生物量关系用图形表示出来，是不是也是正金字塔形？如果是，系用图形表示出来，是
11、不是也是正金字塔形？如果是，有没有例外？有没有例外？ 提示：提示：一般情况下，也是正金字塔形。但是有时候会一般情况下，也是正金字塔形。但是有时候会出现倒置的塔形。例如，在海洋生态系统中，由于生产者出现倒置的塔形。例如，在海洋生态系统中，由于生产者(浮游植物浮游植物)的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，所以某一时刻调查到的浮游植物的量可能低于浮游动掉，所以某一时刻调查到的浮游植物的量可能低于浮游动物的量。当然，总的来看，一年中流过浮游植物的总能量物的量。当然，总的来看，一年中流过浮游植物的总能量还是比流过浮游动物的要多。同理，成千上万只昆虫生活还是
12、比流过浮游动物的要多。同理，成千上万只昆虫生活在一株大树上，该数量金字塔的塔形也会发生倒置。在一株大树上，该数量金字塔的塔形也会发生倒置。跟随名师跟随名师解疑难解疑难 1能量流动特点能量流动特点 (1)单向流动：单向流动： 食物链中，相邻营养级生物的吃与被吃关系不可逆食物链中，相邻营养级生物的吃与被吃关系不可逆转，因此能量不能倒流，这是长期自然选择的结果。转，因此能量不能倒流，这是长期自然选择的结果。 各营养级的能量总有一部分以细胞呼吸产生热能的各营养级的能量总有一部分以细胞呼吸产生热能的形式散失掉，这些能量是无法再利用的。形式散失掉，这些能量是无法再利用的。 (2)逐级递减：逐级递减： 每个
13、营养级的生物总有一部分能量不能被下一营每个营养级的生物总有一部分能量不能被下一营养级利用。养级利用。 各个营养级的生物都会因细胞呼吸以热能形式散各个营养级的生物都会因细胞呼吸以热能形式散失相当大的一部分能量。失相当大的一部分能量。 各营养级中的能量都要有一部分流入分解者。各营养级中的能量都要有一部分流入分解者。 特别提醒特别提醒因林德曼效率约为因林德曼效率约为10%20%，传，传到第五营养级时，能量已经很少了，再往下传递不足到第五营养级时，能量已经很少了，再往下传递不足以维持一个营养级生物的生存，所以一条食物链中营以维持一个营养级生物的生存，所以一条食物链中营养级一般不超过养级一般不超过5个。
14、个。2生态金字塔生态金字塔能量流动模型能量流动模型类型类型项目项目能量金字塔能量金字塔数量金字塔数量金字塔生物量金字塔生物量金字塔形状形状类型类型项目项目能量金字塔能量金字塔数量金字塔数量金字塔生物量金字塔生物量金字塔特点特点正金字塔形正金字塔形一般为正金字塔一般为正金字塔形，有时会出现形，有时会出现倒金字塔形倒金字塔形一般为正金字一般为正金字塔形塔形象征含象征含义义能量沿食物能量沿食物链流动过程链流动过程中具有逐级中具有逐级递减的特性递减的特性生物个体数目在生物个体数目在食物链中随营养食物链中随营养级升高而逐级递级升高而逐级递减减生物量生物量(现存生现存生物有机物的总物有机物的总量量)沿食物
15、链流沿食物链流动逐级递减动逐级递减类型类型项目项目能量金字塔能量金字塔数量金字塔数量金字塔生物量金字塔生物量金字塔每一阶每一阶含义含义食物链中每食物链中每一营养级生一营养级生物所含能量物所含能量的多少的多少每一营养级每一营养级生物个体的生物个体的数目数目每一营养级生物每一营养级生物的总生物量的总生物量对能量流动概念和过程的理解对能量流动概念和过程的理解 例例1如图为生态系统中食物链所反映出的能量流动情如图为生态系统中食物链所反映出的能量流动情况，图中的箭头符号为能量的流动方向，单位为况，图中的箭头符号为能量的流动方向，单位为kJ/(m2a)。下列说法正确的是下列说法正确的是 () 在入射的太阳
16、能中，生产者只利用了其中的在入射的太阳能中，生产者只利用了其中的1%左左右右 分解者可利用来自各营养级转移到分解者可利用来自各营养级转移到(A)的所有能量的所有能量 消费者营养级别越高，可利用的总能量越多消费者营养级别越高，可利用的总能量越多 当人们把生产者当做食物时，比起其他营养级，当人们把生产者当做食物时，比起其他营养级，可获得更多的能量可获得更多的能量 AB C D 精讲精析精讲精析在入射的太阳能中，生产者利用的能量在入射的太阳能中，生产者利用的能量为为16 000/1 500 9001%；各营养级转移到；各营养级转移到(A)的能量中，的能量中，还包含各营养级呼吸消耗的能量，此部分能量不
17、能再被还包含各营养级呼吸消耗的能量，此部分能量不能再被分解者利用；能量流动是逐级递减的，消费者营养级别分解者利用；能量流动是逐级递减的，消费者营养级别越高，可利用的总能量就越少；因为生产者含有更多的越高，可利用的总能量就越少；因为生产者含有更多的能量，所以把生产者当做食物，可获得更多能量。能量，所以把生产者当做食物，可获得更多能量。 答案答案B当一条蛇捕食了一只青蛙后，从生态学角度看，下列叙当一条蛇捕食了一只青蛙后，从生态学角度看，下列叙述正确的是述正确的是 ()A完成了物质循环完成了物质循环 B蛇破坏了生态平衡蛇破坏了生态平衡C青蛙不适应环境青蛙不适应环境 D青蛙的能量流向了蛇青蛙的能量流向
18、了蛇解析：解析：当一条蛇捕食了一只青蛙后，青蛙体内的部分能当一条蛇捕食了一只青蛙后，青蛙体内的部分能量就顺着食物链流到了蛇。量就顺着食物链流到了蛇。答案：答案：D能量流动的特点能量流动的特点 例例2如图是某湖泊生态系统能量流动的定量分析图如图是某湖泊生态系统能量流动的定量分析图解。图中解。图中A、B、C代表三个营养级，数字均为实际测得的代表三个营养级，数字均为实际测得的能量数，单位是百万千焦。已知该生态系统接受到的太阳能量数，单位是百万千焦。已知该生态系统接受到的太阳辐射为辐射为118 872百万千焦，但其中百万千焦，但其中118 761百万千焦的能量未百万千焦的能量未被利用。请回答：被利用。
19、请回答： (1)请将流经该生态系统的总能量数填写在图中的方框请将流经该生态系统的总能量数填写在图中的方框内，这部分能量是内，这部分能量是_所固定的太阳能。所固定的太阳能。 (2)能量从第一营养级到第二营养级的转化效率为能量从第一营养级到第二营养级的转化效率为_%，从第二营养级到第三营养级的转化效率为，从第二营养级到第三营养级的转化效率为_%。 (3)次级消费者通过异化作用消耗的能量占其同化作次级消费者通过异化作用消耗的能量占其同化作用所得到能量的百分比是用所得到能量的百分比是_。 (4)由图可知，下一个营养级不能得到上一个营养级由图可知，下一个营养级不能得到上一个营养级的全部能量，原因有：的全
20、部能量，原因有：各营养级生物体内的大量能量各营养级生物体内的大量能量被被_消耗；消耗；上一个营养级的部分能量上一个营养级的部分能量_；少数能量被少数能量被_利用。利用。 精讲精析精讲精析从图中从图中A、B、C三者关系分析得出：三者关系分析得出：A是是第一营养级第一营养级(生产者生产者)；B是第二营养级是第二营养级(初级消费者初级消费者)；C是第是第三营养级三营养级(次级消费者次级消费者)，分解者不参与食物链构成，分解者不参与食物链构成，A、B、C框内的数值分别是其同化的能量值。根据所给数据进行计框内的数值分别是其同化的能量值。根据所给数据进行计算：算：(1)流经该生态系统的总能量为：流经该生态
21、系统的总能量为：118 872118 761111百万千焦，该部分是生产者所固定的总能量；百万千焦，该部分是生产者所固定的总能量；(2)A到到B的能的能量转化效率为量转化效率为15.0/111100%13.5%，从，从B到到C的能量转化的能量转化效率为效率为3.0/15.0100%20%。次级消费者通过异化作用消。次级消费者通过异化作用消耗的能量占其同化作用所得到能量的百分比耗的能量占其同化作用所得到能量的百分比为为1.8/3.0100%60%。能量在传递过程中逐级递减，主。能量在传递过程中逐级递减，主要是由于每一营养级的生物都会因呼吸作用而消耗相当大要是由于每一营养级的生物都会因呼吸作用而消
22、耗相当大的一部分能量，并且各个营养级的生物中总有一部分能量的一部分能量，并且各个营养级的生物中总有一部分能量未被下一个营养级的生物利用，还有少部分能量随着残枝、未被下一个营养级的生物利用，还有少部分能量随着残枝、败叶或遗体等直接流向了分解者。败叶或遗体等直接流向了分解者。 答案答案(1)111生产者生产者(2)13.520(3)60%(4)呼吸作用未被下一个营养级利用分解者呼吸作用未被下一个营养级利用分解者1.调查某一生态系统的能量流动情况。调查某一生态系统的能量流动情况。2.分析某一生态系统的能量流动情况。分析某一生态系统的能量流动情况。 某研究者想调查某菜地的一只菜青虫每天用于生长某研究者
23、想调查某菜地的一只菜青虫每天用于生长和发育的能量。他需测定的内容是和发育的能量。他需测定的内容是 () 虫子吃的叶片的干物质量虫子吃的叶片的干物质量 每天虫子粪便的干物质量每天虫子粪便的干物质量 每天该虫子水和二氧化碳的排出量每天该虫子水和二氧化碳的排出量 每天该虫子以热能的形式散失的能量每天该虫子以热能的形式散失的能量 A B C D 解析解析虫子用于生长发育的能量虫子的摄入量虫子用于生长发育的能量虫子的摄入量粪便量呼吸作用以热能形式散失的量。粪便量呼吸作用以热能形式散失的量。属于虫子的摄属于虫子的摄入量，入量，属于粪便量，属于粪便量，属于呼吸作用以热能形式散失的属于呼吸作用以热能形式散失的量。而量。而中测定的二氧化碳的排出量，实际上是测虫子一中测定的二氧化碳的排出量，实际上是测虫子一天中呼吸作用的总量，而呼吸作用的总量不仅包括热能，天中呼吸作用的总量，而呼吸作用的总量不仅包括热能，还包括一部分还包括一部分ATP，这些，这些ATP主要用于虫子的生长发育，主要用于虫子的生长发育，如物质的合成等，所以测定虫子呼吸总量没有意义。如物质的合成等，所以测定虫子呼吸总量没有意义。 答案答案B点 击 下 图 进 入点 击 下 图 进 入
