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1、-1- 第2 2节 生态系统的能量流动 -2- 第2 2节 生态系统的能量流动ZHISHISHULI 知识梳理 DIANLITOUXI 典例透析 ZHONGNANJUJIAO 重难聚焦 目标导航 1.分析生态系统中能量流动的过程和特点。 2.能绘制出能量金字塔模型。 3.概述研究能量流动的实践意义。 4.尝试调查农田生态系统中的能量流动情况。 -3- 第2 2节 生态系统的能量流动ZHISHISHULI 知识梳理 DIANLITOUXI 典例透析 ZHONGNANJUJIAO 重难聚焦 目标导航 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
2、能量流动。 -4- 第2 2节 生态系统的能量流动ZHISHISHULI 知识梳理 DIANLITOUXI 典例透析 ZHONGNANJUJIAO 重难聚焦 目标导航 一二三 二、能量流动的过程 1.输入生态系统的总能量:即生产者固定的太阳能总量。 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) -5- 第2 2节 生态系统的能量流动ZHISHISHULI 知识梳理 DIANLITOUXI 典例透析 ZHONGNANJUJIAO 重难聚焦 目标导航 一二三 b.同化,d.呼吸作用,e.生长、发育和繁殖。 (1)初级消费者的能量去路
3、有:呼吸作用散失、分解者利用、流入 次级消费者。 (2)初级消费者同化的能量=呼吸作用散失的能量+分解者利用的 能量+流入下一个营养级的能量+未被利用的能量。 生产者的能量去路有哪些? 提示:四条去路:一是呼吸作用散失,二是植物遗体、残枝败叶被 分解者利用,三是流入初级消费者,四是未被利用。 -6- 第2 2节 生态系统的能量流动ZHISHISHULI 知识梳理 DIANLITOUXI 典例透析 ZHONGNANJUJIAO 重难聚焦 目标导航 一二三 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1
4、0%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45个营养级。 -7- 第2 2节 生态系统的能量流动ZHISHISHULI 知识梳理 DIANLITOUXI 典例透析 ZHONGNANJUJIAO 重难聚焦 目标导航 一二三 用能量流动的原理解释“一山不容二虎”隐含的道理。 提示:根据生态系统中能量流动逐级递减的特点和规律可知,营 养级越高,可利用的能量就越少。老虎在生态系统中几乎都是最高 营养级,通过食物链(网)获
5、得的能量已减到很小的程度。因此,老虎 的数量会很少。 -8- 第2 2节 生态系统的能量流动ZHISHISHULI 知识梳理 DIANLITOUXI 典例透析 ZHONGNANJUJIAO 重难聚焦 目标导航 一二三 三、研究生态系统能量流动在实践中的意义 可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统,使能量得到最有效 的利用;还可以帮助人们合理地调整生态系统中能量流动关系,使 能量持续高效地流向对人类有益的部分。 -9- 第2 2节 生态系统的能量流动ZHISHISHULI 知识梳理 DIANLITOUXI 典例透析 ZHONGNANJUJIAO 重难聚焦 目标导航 一二三四 一、能量流动的过程
6、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。 -10- 第2 2节 生态系统的能量流动ZHISHISHULI 知识梳理 DIANLITOUXI 典例透析 ZHONGNANJUJIAO 重难聚焦 目标导航 一二三四 (3)传递过程 -11- 第2 2节 生态系统的能量流动ZHISHISHULI 知识梳理 DIANLITOUXI 典例透析 ZHONGNANJUJIAO 重难聚焦 目标导航 一二三四 特别提醒由图解可以看出,一个营养级所同化的能量,有三个去向: a.呼吸作用散失; b.被下一营养级同化(食物链
7、的最后一个营养级除外); c.遗体、残骸等被分解者分解。 某营养级产生的粪便中的能量,不属于被该营养级同化的能量, 属于上一营养级同化的能量。 -12- 第2 2节 生态系统的能量流动ZHISHISHULI 知识梳理 DIANLITOUXI 典例透析 ZHONGNANJUJIAO 重难聚焦 目标导航 一二三四 3.能量的转化 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 -13- 第2 2节 生态系统的能量流动ZHISHISHULI 知识梳理 DIANLITOUXI 典例透析 ZHONGNANJUJIAO 重难聚焦 目标导航 一二三四 二、能量流动的
8、特点 1.能量流动是单向的 (1)食物链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)各营养级的生物在细胞呼吸时产生的热能,全部被散失掉了, 这些能量是不能被再利用的。 2.能量流动是逐级递减的 (1)各营养级的生物都会因细胞呼吸而消耗掉相当大的一部分能 量。 (2)各营养级生物的能量总有一部分未被下一营养级的生物所利 用。 (3)各营养级中都有少部分能量随着残枝、败叶或遗体等被分解 者利用了。 -14- 第2 2节 生态系统的能量流动ZHISHISHULI 知识梳理 DIANLITOUXI 典例透析 ZHONGNANJUJIAO 重难聚焦 目标导航 一二三四 3.能量传递效率
9、为10%20% 输入某一营养级(最高营养级除外)的能量中,只有10%20%的能 量流入下一个营养级。 -15- 第2 2节 生态系统的能量流动ZHISHISHULI 知识梳理 DIANLITOUXI 典例透析 ZHONGNANJUJIAO 重难聚焦 目标导航 一二三四 三、生态金字塔 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,可形成一个能量金字塔。根据生态系统内各个营养级的生物数 量和生物量数值,可制成数量金字塔和生物量金字塔。 -16- 第2 2节 生态系统的能量流动ZHISHISHULI 知识梳理 DIANLITOUXI 典例透析 ZHONGNANJUJIAO 重难聚焦
10、 目标导航 一二三四 -17- 第2 2节 生态系统的能量流动ZHISHISHULI 知识梳理 DIANLITOUXI 典例透析 ZHONGNANJUJIAO 重难聚焦 目标导航 一二三四 特别提醒人们应用最普遍的是能量金字塔。 在前一营养级的生物个体很大,而后一营养级的生物个体很小 时,数量金字塔会出现倒置现象。 如在一片树林中,树、昆虫和食虫鸟类的个体比例关系,可形成 如上图所示的数量金字塔。 生物量金字塔很少发生倒置,只有在某些水域生态系统中可能 发生。 -18- 第2 2节 生态系统的能量流动ZHISHISHULI 知识梳理 DIANLITOUXI 典例透析 ZHONGNANJUJIA
11、O 重难聚焦 目标导航 一二三四 四、根据提供的数据构建食物链(网) 1.根据曲线图构建食物链 上图为一定时间内某生态系统中几个种群的数量变化曲线,如果 它们构成一条食物链,一般情况下,种群的相对数量与种群的能量 呈正相关。从图示三条曲线与纵坐标的交点可以看出,此生态系统 中乙的相对数量最多,能量也最多,应处于第一营养级,丙其次,甲最 少,分别处于第二、第三营养级,则食物链是乙丙甲。 -19- 第2 2节 生态系统的能量流动ZHISHISHULI 知识梳理 DIANLITOUXI 典例透析 ZHONGNANJUJIAO 重难聚焦 目标导航 一二三四 2.根据直方图构建食物链(网) 一个生态系统
12、中的四种生物,构成一条食物链。上图表示在某一 时间分别测得的这四种生物(甲、乙、丙、丁)所含有机物的总量。 能量储存在有机物中,一般情况下,各营养级的有机物总量可以看 作各营养级含有的能量。在生态系统中,营养级越低,所含有的能 量越多,反之,则越少。据此可以推出此生态系统的食物链是丙 甲乙丁。 -20- 第2 2节 生态系统的能量流动ZHISHISHULI 知识梳理 DIANLITOUXI 典例透析 ZHONGNANJUJIAO 重难聚焦 目标导航 一二三四 3.根据表格数据呈现的能量值构建食物链(网) 下表是对某生态系统营养级和能量流动情况的调查结果,表中A、 B、C、D分别表示不同的营养级
13、,Pg表示生物同化作用固定能量的 总量。 根据能量多少和传递效率10%20%可以确定食物链为 BDAC。 -21- 第2 2节 生态系统的能量流动ZHISHISHULI 知识梳理 DIANLITOUXI 典例透析 ZHONGNANJUJIAO 重难聚焦 目标导航 一二三四 4.根据表格数据呈现的重金属、难以分解的农药等的浓度构建 食物链(网) 如某生态系统中各营养级生物体内残留有机汞的情况如下表。 本表呈现的是各营养级生物体内的有机汞浓度。有机汞存在生 物富集现象,即随着营养级的增加,汞浓度增加,所以从表中有机汞 浓度的大小可推知该生物营养级的高低,从而判断各生物能量值的 大小。表中A有机汞浓
14、度最低,属第一营养级;C和E的有机汞浓度 差不多,表明两者属同一营养级;D有机汞浓度最高,属最高营养级。 所以,最可能的食物链如右图。 -22- 第2 2节 生态系统的能量流动ZHISHISHULI 知识梳理 DIANLITOUXI 典例透析 ZHONGNANJUJIAO 重难聚焦 目标导航 题型一题型二题型三 题型一 生态系统能量流动的过程 【例1】某生态系统中有a、b、c、d四种生物,构成食物链 abc,d为分解者。下图是该生态系统中能量流入b时发生的一 系列变化。下列说法错误的是( ) A.图中的甲表示b的同化量, 乙表示b用于生长、发育和繁殖的能量 B.蘑菇可以参与丁过程 C.当生态系
15、统处于相对稳定状态时,b的种群数量一般处于K/2 D.图中d的能量不全部来自b -23- 第2 2节 生态系统的能量流动ZHISHISHULI 知识梳理 DIANLITOUXI 典例透析 ZHONGNANJUJIAO 重难聚焦 目标导航 题型一题型二题型三 解析:由图可知,甲=b的摄入量-粪便中的能量,故甲为b的同化量, 乙=b的同化量-呼吸作用散失的能量,故乙为b用于生长、发育和繁 殖的能量,A项正确。蘑菇是大型真菌,属于分解者,可以参与丁过 程,B项正确。当生态系统处于相对稳定状态时,b种群的数量应稳 定在K值左右,C项错误。图中d的能量不全部来自b,如b的粪便中的 能量属于a固定的能量,
16、D项正确。 答案:C 反思领悟生态系统中每个营养级的能量一般分两块三条去路。 两块:一是通过细胞呼吸以热能的形式散失一大部分;二是细胞呼 吸产生的ATP用于自身生长、发育和繁殖的部分。三条去路:一是 呼吸散失,二是被下一营养级摄取(最高营养级除外),三是遗体、残 骸等被分解者分解利用。 -24- 第2 2节 生态系统的能量流动ZHISHISHULI 知识梳理 DIANLITOUXI 典例透析 ZHONGNANJUJIAO 重难聚焦 目标导航 题型一题型二题型三 题型二 生态系统的能量流动特点 【例2】下列有关生态系统中食物链与能量流动的叙述,错误的 是( ) A.能量经食物链流动时只能从较低的
17、营养级流向较高的营养级 B.食物链越长,最高营养级获得的能量越少 C.初级消费者越多,次级消费者获得的能量越少 D.生态系统中的能量最终以热能的形式散失到环境中 解析:由于捕食关系,初级消费者中的能量有10%20%流入次级 消费者体内,则初级消费者越多,次级消费者获得的能量也越多。 答案:C -25- 第2 2节 生态系统的能量流动ZHISHISHULI 知识梳理 DIANLITOUXI 典例透析 ZHONGNANJUJIAO 重难聚焦 目标导航 题型一题型二题型三 题型三 能量流动的相关计算 【例3】下图所示食物网中,假如猫头鹰的食物有2/5来自兔,2/5 来自鼠,1/5来自蛇,那么,猫头鹰
18、若要增加20 g体重,至少需要消耗植 物( ) A.80 gB.900 g C.800 gD.600 g -26- 第2 2节 生态系统的能量流动ZHISHISHULI 知识梳理 DIANLITOUXI 典例透析 ZHONGNANJUJIAO 重难聚焦 目标导航 题型一题型二题型三 猫头鹰中,猫头鹰属第四营养级,最少消耗植物20 g 1/520%20%20%=500 g,所以最少需要消耗植物900 g。 答案:B -27- 第2 2节 生态系统的能量流动ZHISHISHULI 知识梳理 DIANLITOUXI 典例透析 ZHONGNANJUJIAO 重难聚焦 目标导航 题型一题型二题型三 反思领悟(1)若一食物网中,已知最高营养级增重为N: 求最多需第一营养级多少时,按最长食物链,最低传递效率计 算; 求至少消耗第一营养级多少时,按最短食物链,最高传递效率 计算。 (2)若一食物网中,已知第一营养级质量为M: 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; 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。