【高中生物】2023-2024学年 人教版 选择性必修二　生态系统的能量流动课件.ppt

第2节生态系统的能量流动第3章生态系统及其稳定性1.通过分析能量在营养级间的流动情况和赛达伯格湖的能量流动，概述生态系统中能量流动的过程和特征2.用生态金字塔表征生态系统中各营养级间的能量、生物量或数量等关系3.概述研究生态系统能量流动的意义4.尝试调查当地某生态系统的能量流动情况1.生命观念：一切生命活动都离不开能量，能量摄入并在生态系统中流动，建立生命系统的能量观2.科学探究：分析生态系统中的能量流动3.社会责任：能量流动与人类的生产生活密切相关，将生物学知识应用于生产实践学习目标学习目标核心素养核心素养目录CONTENTS01知识自主梳理知识自主梳理ZHI SHI ZI ZHU SHU LI02学习目标检测学习目标检测XUE XI MU BIAO JIAN CE03重点题型突破重点题型突破ZHONG DIAN TI XING TU PO04课后课时作业课后课时作业KE HOU KE SHI ZUO YE01知知识识自自主主梳梳理理Z Z H H I I S S H H I I Z Z I I Z Z H H U U S S H H U U L L I I转化光合作用呼吸作用 生长、发育和繁殖分解者初级初级消费者同化呼吸生长、发育和繁殖次级消费者呼吸作用散失的能量通过遗体残骸被分解者利用的能量呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用生产者初级次级三级分解者呼吸作用食物链和食物网有机物中化学能有机物中化学能热能热能热能不可逆转同化量10%20%呼吸分解者5系统外的能量能量上窄下宽生物量个体的数目倒置昆虫和树项目能量金字塔数量金字塔生物量金字塔形状各阶含义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量每一营养级生物所含的有机物总干重特点正金字塔形，体现能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性一般为正金字塔，但可能出现“倒置”如一般为正金字塔形，但是有时候会出现倒置的金字塔形。例如，在海洋生态系统中，由于生产者(浮游植物)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生物量可能低于浮游动物的生物量。当然总的来看一年中浮游植物的总的生物量还是比浮游动物的要多 增大流入某个生态系统的总能量 得到最有效的利用多级利用流向对人类最有益的部分课堂小结课堂小结1能量流动是生态系统三大基本功能之一。生态系统中，能量沿食物链流动时，每个营养级都有能量输入、转化、传递和散失2生态系统中，能量沿食物链单向流动并逐级递减3生命是开放的系统，时刻进行着物质和能量的输入和输出，以维持生态系统的正常功能4建立模型与定量分析是生态系统研究的常用方法5生态金字塔能够直观地表征食物网各营养级之间的关系。生态金字塔可以用生态系统各营养级的个体数量、生物量和能量表示6利用生态系统的能量流动规律，对其合理改造，使人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源，使能量最大限度流向对人类有益的方向学学习习目目标标检检测测02X X U U E E X X I I M M U U B B I I A A O O J J I I A A N N C C E E1(目标1)如图为某生态系统中能量流经第二营养级的过程示意图，其中a表示该营养级食物的摄入量，f表示流向第三营养级的能量。下列叙述正确的是()A图中b表示食肉动物通过摄食同化的能量B图中c表示初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量C图中d表示的能量均来自于第二营养级D第二到第三营养级的能量传递效率为f/c答案答案解析b表示植食动物通过摄食同化的能量，A错误；d表示分解者利用的能量，有一部分能量来自第二营养级生物的粪便中的能量，属于第一营养级同化量的一部分，还有一部分来自第二营养级生物的遗体残骸中的能量，C错误；第二到第三营养级的能量传递效率为第三营养级同化的能量与b的比值，D错误。解析解析2(目标1)如果一个生态系统有四种生物并构成一条食物链。下表是某一时间分别测得这四种生物(甲、乙、丙、丁)所同化的能量值(kJ)，那么该段时间内流经该生态系统的总能量(kJ)是()A.680 B3000C3680 D15000答案答案生物种类甲乙丙丁生物同化的能量(kJ)550100300018解析根据表格数据分析可知，由甲、乙、丙、丁4种生物构成的食物链是：丙甲乙丁，其中丙的能量最多，为生产者，生产者同化的太阳能总量就是流经该生态系统的总能量，即流经该生态系统的总能量是3000 kJ。解析解析3(目标3)稻田中农民要拔掉稗草，鱼塘中要不断清除肉食性的“黑鱼”，用生态学观点看，这是为了()A保持生态平衡B保持生物群落的单一性C调整能量在生态系统中流动的方向D使物质能够尽快地循环流动解析稻田中农民要拔掉稗草，鱼塘中要不断清除肉食性的“黑鱼”，用生态学观点看，这是为了调整能量流动方向，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分，C正确。答案答案解析解析4(不定项)(目标2)下列关于生态金字塔的叙述，正确的是()A生态金字塔显示了各营养级之间的某种数量关系B生态金字塔中每个营养级的生物均属于同一食物链C生态金字塔中的营养级均按其所占的数值大小依次排列D生态金字塔可分别以各营养级个体数量、生物量和能量为指标绘制答案答案解析生态金字塔中的营养级按营养级由低到高从下往上排列，并非按营养级所占数值大小依次排列，C错误；生态金字塔可分别以各营养级生物个体数量、生物量和能量为指标绘制，D正确。解析解析5(不定项)(目标1)下列关于生态系统能量流动过程的说法，正确的是()A流经生态系统的总能量均为生产者固定的太阳能总量B流经某生态系统的总能量是该生态系统中所有生产者、消费者、分解者体内的能量C蜣螂以大象的粪便为食，即获得了大象的同化量中的一部分能量D生态系统的能量逐级递减与生物的呼吸作用散失热量有关答案答案解析流经生态系统的总能量可以为生产者固定的太阳能总量，也可以包括生产者通过化能合成作用固定的化学能，以及额外补充的能量(如鱼塘中加入的饲料中的能量)，A错误；大象粪便中的能量不属于其同化的能量，应该属于上一营养级固定的能量，C错误。解析解析学学习习目目标标自自主主检检测测02X X U U E E X X I I M M U U B B I I A A O O Z Z I I Z Z H H U U J J I I A A N N C C E E重重点点题题型型突突破破03Z Z H H O O N N G G D D I I A A N N T T I I X X I I N N G G T T U U P P O O题型一能量流动的过程例1如图为某同学绘制的能量流经第二营养级的示意图(不存在未利用的能量)，图中数字为能量值。下列说法错误的是()A第二营养级同化的能量为75B图中C表示用于第二营养级生长、发育和繁殖的能量C“？”代表的数值为20D能量在第二、三营养级之间的传递效率为20%答案答案解题分析摄入的能量同化的能量粪便中的能量，第二营养级同化的能量为1002575，A正确；B是第二营养级同化的能量，同化的能量一方面经呼吸作用消耗，另一方面用于生长、发育和繁殖，图中C表示用于第二营养级生长、发育和繁殖的能量，B正确；B是第二营养级同化的能量，值为1002575，其中40经呼吸散失，余下的754035用于生长、发育和繁殖，生长、发育和繁殖的能量(值为35)中，有15被下一营养级摄入，余下351520流向分解者，即“？”代表的数值为20，C正确；根据图示不能确定第二营养级有多少能量流入第三营养级(被第三营养级同化)，因而无法计算能量在第二、三营养级之间的传递效率，D错误。解题分析解题分析例2某同学绘制了如图所示的能量流动图解，下列叙述正确的是()A生产者固定的总能量可表示为(A1B1C1A2B2C2D2)B由生产者到初级消费者的能量传递效率为D2/W1C初级消费者摄入的能量为(A2B2C2)DW1D1D2答案答案解题分析生产者固定的总能量可表示为(A1B1C1D1)，A1为呼吸作用消耗，B1为未被利用，C1为流向分解者，而D1A2B2C2D2，是流入下一营养级的能量，A正确；由生产者到初级消费者的能量传递效率为D1/(A1B1C1D1)D1/W1，B错误；初级消费者同化的能量为D1A2B2C2D2，初级消费者摄入的能量同化量粪便量，故初级消费者摄入的能量大于(A2B2C2)，C错误；按最大能量传递效率20%计算，图中的D1W120%，D2D120%W14%，所以D1D2W124%，故W1D1D2，D错误。解题分析解题分析3种能量流动过程图比较图1：每一环节能量去向有2个，图中出现粪便量，由于同化量摄入量粪便量，所以A为摄入量，B为同化量；B同化量有2个去向，即D为呼吸散失，C为用于生长、发育和繁殖；C用于生长、发育和繁殖量有2个去向，即E为流入分解者的能量，F为下一营养级摄入量。图2：每一营养级能量去向有3个(除最高营养级)即：一个营养级同化的能量(A)自身呼吸消耗(E)流入下一营养级(被下一营养级同化B)被分解者分解利用。图3：每一营养级能量去向有4个(研究某一时间段)(除最高营养级)即：一个营养级同化的能量(A)自身呼吸消耗(D)流入下一营养级(被下一营养级同化B)被分解者分解利用未被利用。答案答案解题分析解题分析例4如图表示某生态系统食物网的图解，猫头鹰体重每增加1 kg，至少消耗A约()A100 kg B44.5 kgC25 kg D15 kg解题分析图中共含有三条食物链，而题中所求为至少消耗的A，根据能量流动规律分析可知，食物链越短损耗越少，能量传递效率按20%计 算，食 物 链 AB猫 头 鹰 为 最 短，所 以 至 少 消 耗 的 A为120%20%25 kg。答案答案解题分析解题分析能量传递效率的相关“最值”计算若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%。(1)在食物链ABCD中，则有食物链越短，最高营养级获得的能量越多。生物间的取食关系越简单，生态系统的能量流动过程中消耗的越少。(2)食物网中，在能量分配比例未知时的最值分析题型三生态金字塔例5如图所示为生物界可能出现的4种生态金字塔。下列相关叙述错误的是()A树虫鸟的数量金字塔和能量金字塔可分别用图甲和图丙表示B图丁不能表示能量金字塔与能量流动具有逐级递减的特点有关C生态金字塔中，每一种生物只能属于一层，每一层都不含分解者D生态金字塔中每一层代表一个营养级，图中“1”代表第一营养级答案答案解题分析一棵树上有很多植食性昆虫，还有少量鸟类，所以树虫鸟的数量金字塔可用图甲表示，能量流动具有逐级递减的特点，所以能量金字塔可用图丙表示，不能用图丁表示，A、B正确；生态金字塔中，由于杂食性动物可以属于不同营养级，因此其在生态金字塔中可以属于两层甚至多层，C错误。解题分析解题分析例6(不定项)如图表示某河流生态系统的能量金字塔及相关食物网(甲、乙、丙为3种鱼，甲不摄食藻类，箭头指示能量流动方向)。下列叙述正确的是()A图示中有3条食物链，甲、乙、丙、丁的食性相同B图中处于第三、四营养级的丁属于不同的种群C如果没有丁，生态系统中动、植物的遗体和动物的排遗物会堆积如山D属于三级消费者的丁与处于第三营养级的丙之间为捕食关系答案答案解题分析图示中有5条食物链，甲、乙以植物为食，丙、丁以动物为食，A错误；如果没有分解者，生态系统中动、植物的遗体和动物的排遗物会堆积如山，丁是消费者不是分解者，C错误。解题分析解题分析课课后后课课时时作作业业04K K E E H H O O U U K K E E S S H H I I Z Z U U O O Y Y E E知识点一生态系统能量流动的概念、过程和特点1下列关于生态系统能量流动的叙述，错误的是()A绿色植物位于能量金字塔的第一级B生态系统的能量流动是从植物固定太阳能开始的C第二、第三营养级的总能量与第一营养级的能量相等D植物固定太阳能的总能量是流经整个生态系统的能量基础单项选择题 解析能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%20%，因此第二、第三营养级的总能量小于第一营养级的能量，C错误。答案答案解析解析2.如图表示生态系统中甲、乙两个营养级的能量流动示意图，其中ae表示能量值。下面有关叙述，错误的是()A乙粪便中食物残渣的能量包含在c中B乙用于生长、发育及繁殖的能量可表示为abC如果甲表示生产者，则流入该生态系统总能量是aecD乙的同化量小于摄取量，同化量可表示为abd答案答案解析图中是生态系统中某两个营养级的能量流动示意图，a表示乙的同化量，e、b分别表示甲、乙呼吸作用散失的能量，c、d分别表示甲、乙流向分解者的能量。乙粪便中食物残渣中的能量属于甲同化的能量，包含在c中，A正确；乙用于生长、发育及繁殖的能量同化量呼吸作用消耗的能量ab，B正确；如果甲是生产者，流入该生态系统的总能量生产者同化的能量aec，C正确；乙的同化量除了b、d外，还包括传递给下一个营养级的能量，D错误。解析解析3我国谚语中的“螳螂捕蝉，黄雀在后”体现了食物链的原理。若鹰迁入了蝉、螳螂和黄雀所在的树林中，捕食黄雀并栖息于林中。下列叙述正确的是()A鹰的迁入增加了该树林中蝉及其天敌的数量B该生态系统中细菌产生的能量可流向生产者C鹰的迁入增加了该生态系统能量消耗的环节D鹰的迁入改变了该生态系统能量流动的方向答案答案解析根据题意可写出食物链：植物蝉螳螂黄雀鹰。鹰的迁入延长了食物链，使能量消耗的环节(营养级)增加，但没有改变能量流动的方向，C正确，D错误；鹰的迁入使黄雀的数量减少，导致黄雀的食物螳螂的数量增多，进而导致蝉的数量减少，A错误；细菌产生的能量大多以热能的形式散失，不能流向生产者，B错误。解析解析4如图所示为桑基鱼塘生态系统局部的能量流动，图中字母代表相应的能量。下列有关叙述不正确的是()A如果C1表示蚕传递给分解者的能量，则B1表示未被利用的能量B图中B表示桑树呼吸作用散失的能量C图中的C可表示桑树用于生长、发育、繁殖的能量D图中D1/D可以表示第一营养级到第二营养级的能量传递效率答案答案解析流经该生态系统的总能量为桑树通过光合作用所固定的太阳能总量，即A，生产者桑树所固定的太阳能总量有一部分通过生产者的呼吸作用以热能的形式散失，即图中的B，另一部分则储存在生产者体内用于自身的生长、发育和繁殖等生命活动，即图中的C，B、C正确；图中D表示蚕同化的能量，A1表示蚕以呼吸作用散失的热能，如果C1表示蚕传递给分解者的能量，则B1表示未被利用的能量，A正确；D1/D可以表示第二营养级到第三营养级的能量传递效率，D错误。解析解析5有关生态系统中食物链与能量流动的叙述，不正确的是()A能量沿食物链的流动是单向的B在生产者固定的太阳能相等时，食物链越长，最高营养级获得的能量越少C生态系统中能量流动一般不超过5个营养级D初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少答案答案6如图食物网中的猫头鹰每增加20 kJ的能量，至少需要消耗的植物所含的能量为()A200 kJ B250 kJC500 kJ D1000 kJ解析至少消耗是按照最高传递效率20%计算的。答案答案解析解析知识点二生态金字塔及研究能量流动的实践意义7某同学根据赛达伯格湖的能量流动图解，绘制了如图所示的能量金字塔。下列说法正确的是()A图中构成一条食物链B图中未体现出的生态系统的组成成分是非生物的物质和能量C由图可知能量流动是逐级递减的D该金字塔也可以用来表示生物量金字塔或数量金字塔，不存在特殊情况答案答案解析由于、每个营养级都包含多种生物，因此图中不是一条食物链，A错误；图中为生产者，和为消费者，还缺少分解者、非生物的物质和能量，B错误；生物量金字塔或数量金字塔存在倒置情况，D错误。解析解析8“稻花香里说丰年，听取蛙声一片”。诗句描绘了稻田中的繁荣景象，也反映了稻田群落的特征。河南某村庄在插秧不久的稻田中，放养了草鱼和青蛙，形成了“稻鱼蛙”立体农业种养模式(如图所示)，实现了生态效益和经济效益的双赢。下列相关说法错误的是()A该农业模式能增大流入该生态系统的总能量B与普通稻田相比，“稻鱼蛙”立体农业不容易发生病虫害C该立体农业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D为增大产出可向稻田中投入大量的草鱼答案答案解析与普通稻田相比，“稻鱼蛙”立体农业营养结构更复杂，抵抗力稳定性更强，不容易发生病虫害，B正确；该立体农业利用草鱼除杂草、青蛙治虫，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，C正确；考虑到需要保持生态系统的稳定性，不能向稻田中投入大量的草鱼，D错误。解析解析9据图判断，下列叙述不正确的是()A能量经过多级利用，提高了能量的利用率B每一级生产环节都获得产品，提高了生态经济效益C由于食物链延长，能量逐级损耗，最高营养级蚯蚓获得的能量减少D由于各级产物都可以利用，减少了废物和污染解析该生产模式并未延长食物链，蚯蚓属于分解者，C错误。答案答案解析解析10若某湖泊存在一条仅由甲、乙、丙三种生物组成的食物链，三种生物的能量相对值随水深的变化情况如图。下列相关叙述不正确的是()A甲、乙、丙三种生物组成该湖泊的群落B在垂直方向上该湖泊无明显的分层现象C丙同化的能量可以用于乙的生长、发育和繁殖D三种生物中丙更适于生活在水深较浅的地区答案答案不定项选择题 解析根据图中的能量相对值可以判断，该食物链关系为甲乙丙。群落是一定区域内所有生物的集合，甲、乙、丙三种生物不能构成该湖泊的群落，A错误；任何群落都存在垂直结构和水平结构，随着水深变化，光照越来越弱，生物种类会有变化，因此在垂直方向上该湖泊存在着明显的分层现象，B错误；根据分析可知，甲为生产者，乙为初级消费者，丙为次级消费者，乙捕食甲，丙捕食乙，所以乙同化的能量可传递给丙，用于丙的生长发育和繁殖，而丙同化的能量不可以用于乙的生长、发育、繁殖，C错误；根据分析可知，甲为生产者，主要生活在水深较浅的地区，D错误。解析解析11如图为某生态系统中的能量流动情况。图中箭头表示能量流动的方向，单位为kJ/(m2a)。下列说法正确的是()A此生态系统中的分解者可利用A中的所有能量B每一营养级固定的能量大部分用于自身呼吸和被分解者利用C该生态系统各营养级间的平均能量传递效率约为13.7%D食物链中的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动的单向性答案答案解析A中包括各营养级呼吸消耗的能量，这部分能量不会被分解者利用，A错误；每个营养级固定的能量大部分用于自身的呼吸及被分解者利用，小部分进入下一个营养级，B正确；图中各营养级之间的能量传递效率分别为180016000100%11.25%、2501800100%13.9%、40250100%16%，平均值约为13.7%，C正确；在生态系统中，食物链中的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级，即单向流动，D正确。解析解析12如图表示某草原生态系统中能量流动图解，表示相关过程能量流动量。下列有关叙述不正确的是()A是流入该生态系统的总能量B和分别属于草和兔同化量的一部分C图中/的值代表草兔的能量传递效率D分解者分解动植物遗体释放出来的能量，不能被绿色植物再利用答案答案解析流入该生态系统的总能量是生产者固定的全部太阳能，而是兔的摄入量，A错误；是兔食草后未吸收的残渣中的能量，是兔的遗体残骸中的能量，它们分别属于草和兔同化量的一部分，B正确；图中代表兔的摄入量，代表狐的摄入量，而能量传递效率指相邻营养级同化量的比值，C错误；分解者分解动植物遗体释放出来的能量以热能的形式散失，不能被绿色植物再利用，D正确。解析解析13下图是对某湖泊的能量调查结果单位：千焦/(厘米2年)，请据图回答下列问题：非选择题 (1)流经该生态系统的总能量是指_，有_千焦/(厘米2年)。(2)能量从第一营养级到第二营养级的传递效率为_%(保留小数点后一位)，这说明了能量流动的特点是_的，也就是说食物链越长，_越多。(3)D(热能)是通过_产生的能量。(4)能量流动具有单向、不循环的特点，主要原因是_。答案答案生产者固定的太阳能的总量0.4613.5逐级递减能量流失呼吸作用 生物之间的捕食关系一般不可逆，各营养级通过呼吸作用放出的热能不能被生物体再利用解析(1)根据图可知，A是生产者，生态系统的总能量即生产者固定的太阳能的总量，为0.46千焦/(厘米2年)。(2)能 量 从 第 一 营 养 级 到 第 二 营 养 级 的 传 递 效 率 0.062/0.46100%13.5%，这说明了能量流动的特点是逐级递减的，也就是说食物链越长，能量流失越多。解析解析14下图是研究者调查长江口水域生态系统的能量(tkm2a1)流动过程。(1)长江口水域生态系统能量流动的特点是_，请写出第四营养级到第五营养级的能量传递效率的数学表达式_。(2)第二营养级同化量的来源途径包括_。(3)近些年来，长江口水域因为水体的富营养化导致浮游植物数量激增。牡蛎是一种滤食性动物，大量牡蛎聚集形成的牡蛎礁为许多底栖动物和鱼类提供了良好的栖息与摄食场所。下表为放养牡蛎长江口水域底栖动物及水体变化情况。答案答案单向流动，逐级递减来自生产者和有机碎屑2.02/20.74100%通过表中数据可知放养牡蛎后_(填“加剧”或“减弱”)了水体富营养化程度。组别底栖动物水体物种数密度(ind/m2)生物量(g/m2)叶绿素a(g/L)无机氮(mg/L)总磷(mg/L)放 养 牡蛎组617.011.469.110.6350.042未 处 理组34.30.1616.770.7230.089答案答案减弱