2018-2019学年高中生物 第五章 生态系统及其稳定性 第2节 生态系统的能量流动学案 新人教版必修3
2018_2019学年高中生物第5章生态系统及其稳定性本章整合课件新人教版必修3
二、光合作用、呼吸作用与能量流动和碳循环
1.光合作用的实质是把CO2和H2O转化成有机物,从而使碳由无 机环境进入生物群落;同时把光能转变成化学能贮存在有机物中。 自然生态系统中生产者固定的太阳能是进入生态系统的总能量。 光合作用为呼吸作用提供原料,是生态系统能量流动的起点。
2.呼吸作用是指生物体氧化分解有机物并释放能量的过程。它 为生命活动的各项具体过程提供能量。在生态系统中,各种生物通 过呼吸作用将流入群落的能量和碳释放回环境。所以说呼吸作用 也是碳循环中联系生物群落和无机环境的桥梁。
本章整合
一、能量流动、物质循环和信息传递的比较
项目
能量流动 物质循环
பைடு நூலகம்
信息传递
来源 太阳能
生态系统
生物或无机环境
途径
食物链或 食物网
食物链或 食物网
多种途径
区别
特点
单向流动、逐 全球性;循环
渐递减
流动、反复利用
往往是双向的
范围
生态系统中 的各营养级
生物圈
生物与生物之 间或生物与无 机环境之间
联系
相互依存,不可分割,共同把生态系统各组分联系 成一个统一的整体,并调节生态系统的稳定性
高中生物第五章生态系统及其稳定性第2节生态系统的能量流动(三)课件必修3
人
最后吃鸡。
玉米
阅读教材93页内容 学习—— 能量流动的分析方法
能量输入
生命 系统
能量储存
能量散失
输入＝散失＋储存
将群体视为一个整体进行研究是系统科学常用的研究 方法。
请分析以下草地生态系统的能量代谢：
草 昆虫 鸟
分解者
生产者（草）如何获取能量？ 所获取的能量储存在哪里？有哪些去向？ 初级消费者（昆虫）呢？ 次级消费者（食虫鸟）呢？ ……
C、能量与个体数量 D、能量与生物代谢类 型
4、生态系统中有关食物链与能量流动的叙述， 正确的是（多选）
✓A．能量沿食物链流动是单向的 ✓B．食物链越短，能量的利用率越高
C．初级消费者越多，次级消费者获得的 能量就越少
✓D．生物种类越多，生态系统中的 食物链越多
5、“一山不能存二虎”这一谚语，用生态观点 可以理解为 A、虎所需要的生活空间很大 B、身体强壮的虎以身体弱小的虎为食 C、虎性情孤独，不群居
变式1：在食物链“草
兔
鹰”中，
1、假如现有草100公斤，至少可使鹰增重 1 公斤。
设使鹰增重X1公斤，则：100
10％
2、假如现有草100公斤，最多可使鹰增重
10％ =X1
4 公斤。
设使鹰增重X2公斤，则：100
20％
3、假如要使鹰增加2公斤体重，最少要耗草
设最少耗草Y1公斤，则：Y1
20％
4、假如要使鹰增加2公斤体重，最多要耗草
备选策略2：先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡， 吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。
鲁滨逊面临选择
我反对！ 为什么要 先吃我？
明智的选择
先吃鸡， 再吃玉米
生物个体的生存需要能量！ 生态系统稳定性的维持需要能量！
2018-2019学年高中生物 第5章 生态系统及其稳定性 5.3 生态系统的物质循环优质课件 新人
_和__残__落__物__等__中__的__复__杂__的__有__机__物__分__解__为__简__单__的__无__机__物__。
(4)碳元素在⑤和⑦中以CO2 形式流动，在①和⑥中以含碳有机物 的形式
流动。
12345
答案
谢谢欣赏
THANK YOU FOR WATCHING
序号
实验处理
甲
乙
方案一
无菌条件
自然条件
方案二 先灭菌，再放于适宜条件下
自然条件
方案三 A.方案一
先灭菌，再放于适宜条件下 B.方案二
先灭菌，然后接种某种细 菌，最后置于适宜条件下
√C.方案三
D.三个方案都不能达到
12345
解析 答案
4.在自然生态系统中，物质是能量流动的载体。下列叙述正确的是
√A.能量可驱动物质循环
B.物质和能量可循环利用 C.能量只能在食物链中流动 D.能量和生物数量金字塔均可倒置 解析 生态系统的主要功能是能量流动和物质循环，二者是同时进行的， 彼此相互依存，不可分割。物质作为能量流动的载体，使能量沿着食物 链(网)流动；能量作为物质循环的动力，使物质能够不断地在生物群落和 无机环境之间循环往返。能量金字塔不可倒置，生物数量金字塔可倒置。
同时进行、相互依存，不可分割： ①能量的 固定、储存、转移和释放，离不开物质的 合成和分解 ； 联系 ②物质是能量沿食物链(网)流动的载体； ③能量是物质在生态系统中往复循环的__动__力___
例3 如图为生态系统中能量流动和碳循环的关系图，据图回答下列问题：
(1)对物质循环起关键作用的成分是[ a ] 生产者 和[ d ] 分解者。
答案
方法技巧
碳循环示意图中各组成成分的判断方法
必修第五章生态系统及其稳定性知识点
第五章生态系统及其稳定性第一节生态系统的构造一、生态系统的概念：由生物群落及它的无机环境相互作用而形成的统一整体，最大的生态系统是生物圈〔是指地球上的全部生物及其无机环境的总和〕。
二、生态系统的类型：水域生态系统海洋生态系统农田生态系统自然生态系统淡水生态系统人工生态系统人工林生态系统森林生态系统果园生态系统陆地生态系统草原生态系统城市生态系统荒漠生态系统冻原生态系统自然生态系统的自我调节能力大于人工生态系统三、生态系统的构造非生物的物质和能量：阳光、热能、水、空气、温度、无机盐等〔1〕组成成分生产者：自养生物〔光能自养、化能自养—硝化细菌〕生物成分主要是绿色植物〔最根本、最关键的的成分〕消费者：动物，包括植食性动物、肉食性动物、杂食性动物、寄生动物等分解者：能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物，主要是细菌和真菌还有腐生生活的动物(蚯蚓)〔2〕营养构造：食物链、食物网◎食物链：从生产者开场到最高营养级完毕，分解者不参及食物链◎营养级：食物链中的一个个环节称营养级，它是指处于食物链同一环节上所有生物的总和◎植物〔生产者〕总是第一营养级◎植食性动物〔即一级/初级消费者〕为第二营养级◎肉食性动物和杂食性动物所处的营养级不是一成不变的，如猫头鹰捕食鼠时，那么处于第三营养级；当猫头鹰捕食吃虫的小鸟时，那么处于第四营养级。
◎同一种生物在不同食物链中，可以占有不同的营养级◎食物网：许多食物链彼此相互交织连接成复杂营养构造，就是食物网◎食物网越复杂，那么生态系统就越稳定，抵抗力就越强。
〔如果有某种生物消失，就会有其它生物来代替。
〕◎食物链，食物网是能量流动、物质循环的渠道。
◎分析生态系统中食物链的各种生物的数量关系植物昆虫青蛙蛇鹰①如果生产者减少或增多，那么整条食物链的所有生物都减少或增多。
②如果蛇减少，那么会发生如下图情况。
四、生态系统功能：能量流动、物质循环、信息传递第二节生态系统的能量流动一、能量流动的概念生物系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程二、能量流动的过程1、一般研究能量流动都以种群为单位。
2018版高中生物第五章生态系统及其稳定性5.1生态系统的结构课件新人教版必修3
一
二
(二)营养结构:食物链和食物网 1.食物链 (1)概念:生态系统中由于食物关系形成的营养联系。 (2)食物链中各个环节称为营养级。生产者属于第一营养级,植食 性动物是初级消费者,属于第二营养级,以植食性动物为食的动物 是次级消费者,属于第三营养级,以此类推。 绿色植物所固定的太阳能,能通过食物链由一个营养级向下一个 营养级传递。各种动物所处的营养级并不是一成不变的。 2.食物网 (1)概念: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。 (2)错综复杂的食物网是生态系统保持相对稳定的重要条件。一 般认为,食物网越复杂,生态系统抵抗外界干扰的能力就越强。
一
二
(3)消费者 ①种类:异养生物,主要是动物,包括植食性动物、肉食性动物、 杂食性动物和寄生动物等。 ②功能:能加快生态系统的物质循环,对于植物的传粉和种子的 传播等具有重要作用。 (4)分解者 ①种类:异养生物,主要是细菌和真菌。 ②功能:将动植物遗体残骸、排遗物中的有机物分解成无机物供 绿色植物利用。 2.关系:生态系统多种多样,但在结构上具有共同点,其四种成分 紧密联系,缺一不可,共同构成具有一定结构和功能的统一整体。
一
二
三
二、生态系统的组成成分 1.生态系统中四种成分的联系可用下图表示。
一
二
三
2.析图 (1)由上图可知:非生物的物质和能量是生态系统中生物群落的物 质和能量的最终来源。 (2)生产者是生态系统中唯一能把非生物的物质和能量转变成生 物体内的物质和能量(有机物及其贮存的化学能)的成分,因此,可以 说生产者是生态系统的基石。 (3)从理论上讲,消费者的功能活动不会影响生态系统的根本性质, 所以消费者不是生态系统必要的基础成分,但在自然生态系统中, 生产者、消费者和分解者都是紧密联系、缺一不可的。 (4)分解者在生态系统中占有重要地位。如果一个生态系统中没 有分解者的话,动植物的遗体残骸就会堆积如山,生态系统就会崩 溃,因此,从物质循环角度看,分解者在生态系统中占有重要地位。
2018-2019学年高中生物 第5章 生态系统及其稳定性 5.5 生态系统的稳定性优质课件 新人教
例2 生态系统自我调节能力的基础是负反馈调节。下列哪项不属于负反 馈调节 A.草原鼠的数量上升引起蛇的数量上升，使鼠的增加受到抑制 B.草原被蝗虫采食后，草原植物增强再生能力，减缓植物种群数量的下降 C.森林局部着火破坏了部分植被，但空地土壤肥沃光照充足，幸存植物能
迅速萌发生长
√D.池塘被倾倒入大量污水后，水生生物大量死亡，进一步引起水质变差
方式二 在林业生产上，人工种植的单一纯种林很容易发生虫灾，但是天然混 交林和原始森林一般不会发生虫灾，这是为什么？这与生态系统的抵 抗力稳定性有关，什么是生态系统的抵抗力稳定性？什么是生态系统 的稳定性？
内容索引
新知导学 达标检测
新知导学
一、生态系统的稳定性和自我调节能力
1.生态系统的稳定性 (1)概念：生态系统所具有的 保持 或 恢复自身结构和功能相对稳定的 能力。 (2)原因：生态系统具有 自我调节能力。
归纳总结
生态系统的负反馈调节和正反馈调节的比较
比较
负反馈调节
正反馈调节
加速生态系统最初所发生
是生态系统自我调节能力的基础，
的变化，使生态系统向着
能使生态系统最初发生的那种变
作用
更好或更坏的方向发展，
化向相反的方向发展，使生态系
即人们常说的良性循环或
统达到并保持相对稳定
恶性循环
抑制或减弱最初发生变化的那种 加速最初发生变化的那种
√B.增加该生态系统内各营养级生物的种类可提高该区域生态系统的自我
调节能力 C.抵抗力稳定性越低的生态系统，其恢复力稳定性就越高 D.生态系统的成分越复杂，自我调节的能力就越弱
12345
解析 答案
3.下列曲线表示四个不同自然生态系统在受到同等程度的外来干扰后， 初级消费者和次级消费者的数量变化情况。其中抵抗力稳定性最高的生 态系统是
_高中生物第五章生态系统及其稳定性第2节生态系统的能量流动五教案新人教版必修
第二节生态系统的能量流动多级利用。
〖技能训练〗分析和处理数据〖提示〗这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是 6 687.5 kg，计算公式是(12+18)/12×2 675，这些葡萄糖储存的能量是 1.07×1011kJ（计算公式是EG=MG×1.6×107）；这些玉米呼吸作用消耗的能量是 3.272×1010kJ（计算公式为ΔE呼=ΔMG×1.6×107）；这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是1.397 2×1011 kJ（计算公式为E固=EG+ΔE呼），呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例是23.4%；这块玉米田的太阳能利用效率是 1.64%（计算公式为η=1.397 2×1011/8.5×1012）。
典型例题例1（2004年陕西、内蒙卷）一个池塘有生产者（浮游植物）、初级消费者（植食性鱼类）、次级消费者（肉食性鱼类）、分解者（微生物）。
其中生产者固定的全部能量为a，流入初级消费者、次级消费者、分解者的能量依次为b、c、d，下列表述正确的是A．a=b+d B．a＞b+d C．a＜b+d D．a＜c+d解析：一个生态系统中，流经该系统的总能量是生产者固定的太阳能。
该生态系统中生产者固定的全部能量是a，即流经该系统的各个营养级的总能量是a，数值是最大的。
这些能量一部分在生产者的呼吸作用中以热能形式散失到环境中，一部分用于自身的生长、发育、繁殖。
在后一部分能量中，一部分随植物遗体和残枝败叶等被分解者分解释放出来，还有一部分沿着食物链流入初级消费者，除小部分能量随动物粪便排出体外，其余被初级消费者同化。
能量依次沿食物链单向流动、逐级递减传递下去。
本题正确答案是B。
目标检测1．右图表示某湖泊生态系统的营养结构，a—e代表各营养级的生物，下列叙述不正确．．．的是A．共有3条食物链B．各营养级中，能量最多的是c,生物个体数量最多的是aC．若水体受有机磷农药轻度污染，则受害最严重的是aD．若c所含能量为5.8×109kJ,d含1.3×108kJ,则a至少约含4.5×107kJ2．在浮游植物→小鱼→海豹→虎鲸这条食物链中，若虎鲸增加1kg体重，至少消耗浮游植物的量为A、1kgB、10kgC、125kgD、1000kg3．下列除哪项外．均为对生态系统内能量流动特征的描述：A、食物链和食物网是能量流动的渠道B、食物链中初级消费者越多，次级消费者获得的能量越多C、单向流动，逐级递减D、食物链越短，可供养的消费者越多4．某池塘生态系统全部生产者所固定的大阳能总值为a，全部消费者所利用的能量总值为b，全部分解者所利用的能量总值为c．那么，a、 b、c三者之间的关系为：A、a>b，b=cB、a=b+cC、a>b+cD、a<b+c5. 在一个阴湿山洼草丛中，有一堆长满苔藓的腐木，其中聚集着蚂蚁、蜘蛛、老鼠等动物。
_高中生物第五章生态系统及其稳定性第2节生态系统的能量流动五作业含解析新人教版必修
第2节 生态系统的能量流动（五）一、选择题1．下列有关生态系统能量流动的叙述中，不正确的是( )A ．能量流动是单向的、不可逆转的B ．食物链越短，可供最高营养级消费的能量越多C ．初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少D ．营养级越多，散失的能量越多[答案] C[解析] 本题考查能量流动的特点：单向流动、逐级递减。
由于相邻两个营养级之间的传递效率为10%～20%，无论初级消费者多少，次级消费者获得的能量都是初级消费者的10%～20%。
2．下图是能量流动的图解，对此图解的理解不正确的是( )A ．图中方框的大小可表示该营养级生物所具有的能量多少B ．该图中的C 所具有的能量为B 的10%～20%C ．该图中的A 表示流经该生态系统的总能量D ．图中所示四个营养级能量的关系为A≥B＋C ＋D[答案] D[解析] ⎦⎥⎥⎥⎥⎤光能进入生态系统的起点是生产者，所以确定A 为生产者，则B 、C 、D 为消费者A 所固定的能量除流入下一营养级外，还有呼吸作用消耗、流向分解者→A 所固定的能量表示流经该生态系统的总能量，A>B ＋C ＋D →C 项正确，D 项错误 3.如图表示某草原生态系统中能量流动图解，①～④表示相关过程中的能量流动量。
下列有关叙述正确的是( )A．①是流入该生态系统的总能量B．分解者获得的能量最少C．图中②/①的比值代表“草→兔”的能量传递效率D．③和④分别属于草和兔同化量的一部分[答案] D[解析]①是流入消费者的能量而非流入生态系统的总能量。
能量沿食物链流动时，只有10%～20%流向下一营养级，其余通过呼吸作用以热能形式散失，其中通过分解者的呼吸散失的较多。
草→兔能量传递效率可用兔同化量比草同化量表示。
4．在植物→昆虫→鸟的营养结构中，若能量传递效率为10%，以鸟类同化的总能量中从昆虫获得的总能量为x轴，植物供能总量为y轴，下图中绘制的相关曲线是( )[答案] D[解析]设鸟获得的总能量为常数a，则鸟从昆虫获得能量为x，从植物直接获得能量为a－x，可列式为x×10×10＋(a－x)×10＝y，即y＝10a＋90x。
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第2节生态系统的能量流动
一、能量流动的过程
1．概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
2．能量流经第一营养级的过程
(1)输入：生产者通过光合作用把太阳能转化为化学能，固定在有机物中。
(2)能量去向
①在生产者的呼吸作用中以热能形式散失。
②随着残枝败叶等被分解者分解而释放出来。
③被初级消费者摄食同化，流入第二营养级。
3．能量流经第二营养级的过程
(1)输入：通过摄食生产者获得。
(2)去向
①通过呼吸作用以热能形式散失。
②随尸体、排泄物流向分解者。
③被次级消费者摄食同化，流入下一营养级。
4．能量流动过程图解
(1)补充图中标号代表的内容
甲：生产者；乙：初级消费者；丙：次级消费者；丁：呼吸作用；戊：分解者。
(2)据图总结流入每一营养级的能量最终去向：
①通过自身呼吸作用以热能形式散失。
②被下一营养级同化。
③被分解者分解利用。
二、能量流动的特点
1．特点
(1)单向流动：沿食物链由低营养级流向高营养级，不可逆转，也不能循环流动。
(2)逐级递减：①能量在沿食物链流动的过程中逐级减少，传递效率约为10%～20%。
②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4～5个营养级。
2．能量金字塔
将单位时间内各个营养级所得到的能量数值，由低到高绘制成图，可以形成一个金字塔图形。
三、研究能量流动的意义
1．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。
2．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最有益的部分。
[基础自测]
1．判断对错
(1)能量通过光合作用和化能合成作用输入生态系统，通过呼吸作用输出生态系统。
( )
(2)能量在生态系统的食物链中是以热能的形式流动的。
( )
(3)生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量。
( )
(4)生态系统中能量的初始来源只有太阳能。
( )
(5)农业生态系统中，沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用。
( )
提示：(1)√
(2)×能量在生态系统的食物链中是以化学能的形式流动。
(3)√
(4)×生态系统的能量来源主要为太阳能，也可源自某些无机物氧化分解释放的能量，如硝化细菌、硫铁细菌等化能自养型生物。
(5)×沼液和沼渣可以为农作物提供肥料，沼气池发酵产生的沼气又能成为人类的能源物质，实现了能量的多级利用，而能量不能循环利用。
2．关于草原生态系统能量流动的叙述，错误的是( )
A．能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程
B．分解者所需的能量可来自各营养级生物所储存的能量
C．生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量
D．生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级
D[能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失过程，A正确；分解者的作用就是将有机物分解成无机物，并从中获取生命活动所需的能量，B正确；生态系统维持正常功能需要不断地输入光能，C正确；生产者固定的能量除用于自身呼吸外，部分流向分解者，部分流向下一营养级，D错误。
] 3．如图是生态系统的能量流动图解，据图分析下列说法错误的是( )
【导学号：62672213】
A．图中A、B、C、D方框的大小可表示该营养级生物同化的能量的多少
B．该图中的食物链为A→B→C→D
C．该图中的A固定的能量表示流经该生态系统的总能量
D．图中A固定的能量等于B、C、D的同化量之和
D[图中A、B、C、D方框的大小可表示该营养级生物同化的能量的多少，A正确；图中A为生产者，B、C、D为消费者，食物链为A→B→C→D，B正确；生产者固定的太阳能是流经该生态系统的总能量，C
正确；每个营养级(最高营养级除外)的能量的去路有3个：流入下一营养级、被分解者分解利用和自身呼吸消耗，故A固定的能量大于B、C、D的同化量之和，D错误。
]
[合作探究·攻重难]
1．能量流动是指能量的输入、传递、转化和散失的过程。
结合下图完成以下探究。
(1)输入第二营养级(如图示中的鹰)的能量是初级消费者(如图中的蛇)摄入的能量还是其同化的能量？
提示：同化的能量。
(2)初级消费者摄入的生产者中含有的能量是否均流向初级消费者体内？试解释原因。
提示：否，因为初级消费者摄入生产者后并没有完全利用，还有一部分能量以粪便形式排出。
2．在一定时间内，某自然生态系统中全部生产者固定的能量值为a，全部消费者所获得的能量值为b，全部分解者所获得的能量值为c，试分析a、b、c三者之间的关系。
提示：生产者固定的能量传递给了消费者和分解者的同时，还有一部分能量以热能的形式散失了，所以a>b＋c。
能量流动过程分析
(1)模式图(以第二营养级为例)。