3.3生态系统中的能量单向递减流动（1）ppt课件-（新教材）2019新浙科版高中生物选择性必修二.pptx

1、浙科版浙科版2019版版选择性选择性必修二必修二第一节体液调节是通过化学信号实现的调节第一节体液调节是通过化学信号实现的调节第一节体液调节是通过化学信号实现的调节第一节体液调节是通过化学信号实现的调节第三章第三章 生态系统生态系统第二节神经系统通过下丘脑控制内分泌系统第二节神经系统通过下丘脑控制内分泌系统第二节神经系统通过下丘脑控制内分泌系统第二节神经系统通过下丘脑控制内分泌系统第三节第三节 生态系统中的能量单向递减流动（生态系统中的能量单向递减流动（1）初级生产量、次级生产量初级生产量、次级生产量素养素养目标目标生命观念：生命观念：基于基于对生态系统中的能量流动过程和特点的分析，构建能量对生

2、态系统中的能量流动过程和特点的分析，构建能量流动模型，强化生命的系统观流动模型，强化生命的系统观、 物质物质与能量与能量观，并运用观，并运用这些观念这些观念分析分析自然界自然界和社会中的一些相关问题和社会中的一些相关问题。科学思维：科学思维：通过通过分析生态系统中能量在生物群落中单向分析生态系统中能量在生物群落中单向流动并逐级递减流动并逐级递减的规律，培养归纳与概括等科学思维的规律，培养归纳与概括等科学思维。科学探究：科学探究：通过通过调查调查校园（或公园）生态系统校园（或公园）生态系统的能量流动，培养的能量流动，培养观察观察提提问问、团队合作、交流讨论等科学探究团队合作、交流讨论等科学探究素

3、养。素养。社会责任：社会责任：关注关注生态系统中能量流动生态系统中能量流动规律在规律在农业生产上的农业生产上的应用。应用。1.能量流动的含义：能量流动的含义：在生态系统中，能量不断地在生态系统中，能量不断地沿着沿着 植物植物_肉食动物肉食动物顶级肉食动物的方向流动顶级肉食动物的方向流动。2.能量流动的能量流动的过程过程太阳太阳植食植食动物动物一 、生态系统能量流动包括能量输入、传递和散失的过程(1)太阳能进入生态系统的太阳能进入生态系统的输入输入过程过程;(2)食物链和食物网的能量食物链和食物网的能量传递传递过程过程;(3)能量通过生物体的呼吸以能量通过生物体的呼吸以热能热能的形式散失的过程。

4、的形式散失的过程。太阳能太阳能 输输 入入生产者的同化量生产者的同化量呼吸呼吸 作用作用热能（散失）热能（散失）用于生长、繁殖用于生长、繁殖(积累量积累量)分解者分解者呼吸呼吸 热能热能（散失）（散失）摄摄 入入 初级消费者初级消费者 粪便粪便（含有机物）（含有机物）初级消费者的同化量初级消费者的同化量呼吸呼吸 作用作用热能（散失）热能（散失）用于生长、繁殖用于生长、繁殖(积累量积累量)遗体遗体残骸残骸摄摄 入入 次级消费者次级消费者 残枝落叶残枝落叶同化量、摄入量同化量、摄入量和粪便量的关系？和粪便量的关系？光合光合作用作用 （二）能量的（二）能量的传递传递低低营养级到营养级到高高营养级营养

5、级能量流动能量流动的过程：的过程：第一营养级第一营养级总能量总能量最终最终去路有去路有几个几个?（一）能量的（一）能量的输入输入无机环境无机环境到到生物群落生物群落 （第一营养级的能量）（第一营养级的能量）吸收吸收=同化同化（第二营养级的能量）（第二营养级的能量）次级消费者的同化量次级消费者的同化量（第三营养级的能量）（第三营养级的能量）同同 化化粪粪 便便能量传递是指什么能量传递是指什么?第一营养级第一营养级的能量的能量到分到分解者体内的解者体内的能量的能量的具体具体途径途径有几个有几个?第二营养级第二营养级的能量的的能量的来来源源和和去路去路?（三）能量的散失（三）能量的散失生物群落生物群

6、落到到无机环境无机环境未未利利用用未未利利用用3.能量流动研究层次能量流动研究层次:食物链食物链和和生态系统生态系统两个层次。在食物链层次上进行两个层次。在食物链层次上进行能量流动分析能量流动分析,是把每一个物种都作为能量从生产者到顶级肉食者移动是把每一个物种都作为能量从生产者到顶级肉食者移动过程中的一个环节过程中的一个环节,当能量沿着一条食物链在几个物种间流动时当能量沿着一条食物链在几个物种间流动时,测定食测定食物链每一个环节上的物链每一个环节上的能量值能量值。在生态系统层次上分析能量流动。在生态系统层次上分析能量流动,是把每是把每个物种都归属于一个特定的个物种都归属于一个特定的营养级营养级

7、中中,然后精确地测定每一个营养级能然后精确地测定每一个营养级能量的量的输入值输入值和和输出值输出值。4流动的渠道：沿沿_ 依次依次传递。传递。5流动的过程分析（）（）输入生态系统的总能量输入生态系统的总能量：_。（）起点：从）起点：从_开始。开始。食物链和食物网绿色植物的光合作用固定太阳能生产者生产者初级消费初级消费者者次级消费者次级消费者三级三级消费者消费者呼呼 吸吸 作作 用用（热能）分解者或未利用分解者或未利用分解作用分解作用热能燃烧燃烧热能（）每个营养级能量的去路是（）每个营养级能量的去路是_、_、_、_。呼吸作用消耗流向下一营养级分解者分解分解者分解未利用未利用生产者生产者初级消费初

8、级消费者者次级消费者次级消费者三级三级消费者消费者呼呼 吸吸 作作 用用（热能）分解者或未利用分解者或未利用分解作用分解作用热能燃烧燃烧热能顶位肉食动物呢？顶位肉食动物呢？固定的固定的太阳能太阳能（同化量）（同化量）上一营养级同化的能量上一营养级同化的能量某一营养级的同化量呼吸消耗呼吸消耗粪尿量粪尿量分解者或未利用分解者或未利用未被捕食未被捕食被捕食被捕食下一营养级的同化量特别注意：某一生物粪便中的能量不属于自身的同化量，而是上一营养级的同化量。相关解读(1)某一营养级同化的能量=。 (2)用于生长、繁殖的能量=。 呼吸消耗的能量+用于生长、繁殖的能量分解者利用的能量+下一营养级同化的能量+未

9、被利用的能量摄入量摄入量同化量同化量粪便量粪便量呼吸消耗呼吸消耗未未利用利用流入下流入下一一营养级营养级分解者分解者归纳总结：归纳总结：固定的固定的太阳能太阳能（同化量）（同化量）上一营养级同化的能量上一营养级同化的能量能量去向能量去向例题例题1.在由“草鼠狐”组成的一条食物链中,鼠经同化作用所获得的能量,其去向不包括()A.通过鼠呼吸作用释放的能量B.通过鼠的粪便流入分解者的能量C.通过狐的粪便流入分解者的能量D.流入狐体内并被同化的能量B例题例题2.下图为生态系统中能量流动图解部分示意图(字母表示能量的多少),下列叙述正确的是()A.图中b=h+c+d+e+f+iB.生产者与初级消费者之间

10、的能量传递效率为a/b100%C.“草兔狼”这一关系中,狼粪便中的能量属于dD.缩短食物链可以提高能量传递效率C（）结果：最终以（）结果：最终以_的形式耗散到周围空间中去的形式耗散到周围空间中去。热能 因此生态系统必须不断地从外界输入能量才能维持其正常功能。生产者生产者初级消费初级消费者者次级消费者次级消费者三级三级消费者消费者呼呼 吸吸 作作 用用（热能）分解者或未利用分解者或未利用分解作用分解作用热能燃烧燃烧热能（一）、（一）、初级生产量( (总初级生产量GP):):（1）概念：绿色植物通过通过光合作用所光合作用所固定的固定的能量或能量或合成合成的有机物质的有机物质。 用用GP表示表示-真

11、正光合作用固定的有机物真正光合作用固定的有机物（2 2）初级生产量（干重）的单位：）初级生产量（干重）的单位：通常是用通常是用 g/(m2 a)或或J/(m2 a) 注：注：a代表年代表年注注：所有所有消费者和分解者都直接或间接依赖初级生产量为生，消费者和分解者都直接或间接依赖初级生产量为生，没有初级生没有初级生产量就没有消费者和分解者，也就不会有产量就没有消费者和分解者，也就不会有生态系统生态系统（基石）。（基石）。二、初级生产量是生态系统的基石植物同化量植物同化量 植物光合作用合成有机物的量植物光合作用合成有机物的量也就是：输入生态系统的总能量也就是：输入生态系统的总能量三者的关系：总初级

12、生产量 = 净初级生产量 + + 呼吸量即 GP=NP+R 在初级生产量中，有一部分是被植物的呼吸（在初级生产量中，有一部分是被植物的呼吸（R R）消耗掉了，剩下的才用）消耗掉了，剩下的才用于于植物的生长和繁殖，这就是植物的生长和繁殖，这就是净初级生产量（净初级生产量（NPNP）（3 3）符号表示：R R：植物呼吸消耗量：植物呼吸消耗量 NPNP：净初级生产量：净初级生产量 GPGP：总初级生产量：总初级生产量当GPR时，积累有机物为 ，当GPR或GPR时，积累有机物(生物量) 或 。（二）、净初级生产量（NP） 食源（1）概念：用于用于植物的生长和繁殖的物质或能量，这就是植物的生长和繁殖的物

13、质或能量，这就是净初级生产量净初级生产量（NP）即即净光合作用净光合作用积累积累的的有机物的有机物的量。量。净初级生产量以根、茎、叶、花和果实的形式存在于生态系统之中！净初级生产量以根、茎、叶、花和果实的形式存在于生态系统之中！（或说储存在植物体中）（或说储存在植物体中）正值正值减少减少不变不变总初级生产量（GP初级生产量）初级生产量）呼吸量（呼吸量（R R）净初级生产量（净初级生产量（NPNP）思考：思考：比较比较顶极群落顶极群落与与相同环境中相同环境中演替中的群落演替中的群落的的净初级生产量净初级生产量的大的大小？小？ 顶极群落的顶极群落的初级生产量接近最大，但此时的呼吸消耗量也到达了最大

14、值初级生产量接近最大，但此时的呼吸消耗量也到达了最大值并几乎与总初级生产量相等，因此并几乎与总初级生产量相等，因此顶极群落的顶极群落的净初级生产量净初级生产量比比相相同环境中演替中的群落的同环境中演替中的群落的要小。其原因可能是其原因可能是 _。注意：1、地球地球各地的各地的净初级生产量净初级生产量随随温度温度和降雨量和降雨量的不同而有很大差异的不同而有很大差异思考：（1）热带雨林与北方针叶林的净初级生产量（）热带雨林与北方针叶林的净初级生产量（NP）不同的主要环境限制因素）不同的主要环境限制因素是是_. （2）北方针叶林和温带草原的净初级生产量（）北方针叶林和温带草原的净初级生产量（NP）不

15、同的主要环境限制因素是）不同的主要环境限制因素是_。 温度温度降雨量（水）（1 1）在陆地生态系统中）在陆地生态系统中热带雨林的热带雨林的NPNP是是2000g/2000g/（aa），北方针叶林是），北方针叶林是800g/800g/（aa） 温带草原是温带草原是500g/(500g/(a)a)， 苔原是苔原是140g /(140g /(a)a)；（2 2）在海洋生态系统中）在海洋生态系统中珊瑚礁和藻床是珊瑚礁和藻床是2000g /(2000g /(a)a)， 河口是河口是1800g /(1800g /(a)a)，大陆架是大陆架是360g /(360g /(a)a)， 开阔大洋是开阔大洋是127

16、g /(127g /(a)a)。2 2、海洋、海洋面积虽然比陆地大一倍，但海洋的年面积虽然比陆地大一倍，但海洋的年净初级生产量净初级生产量却只有陆地的却只有陆地的一半，一半，海洋中海洋中70%以上是开阔的大洋以上是开阔的大洋（三）、（三）、次级生产量次级生产量 植物通过光合作用只能生产出植物性的有机物质，那么动物的肉、蛋、奶、毛皮、植物通过光合作用只能生产出植物性的有机物质，那么动物的肉、蛋、奶、毛皮、血液、蹄、角以及内脏器官等有机物质是从哪里来的呢？血液、蹄、角以及内脏器官等有机物质是从哪里来的呢？ 它们是靠动物吃植物、吃其他动物和吃一切现成有机物质而生产出来的。这类生它们是靠动物吃植物、吃

17、其他动物和吃一切现成有机物质而生产出来的。这类生产在生态系统中是产在生态系统中是第二次的有机物质生产，所以叫做次级生产量。第二次的有机物质生产，所以叫做次级生产量。（1）、概念：异养生物（包括消费者和分解者）异养生物（包括消费者和分解者）利用摄取而来的有机物利用摄取而来的有机物再合成再合成自己所需要的自己所需要的有机物质的量有机物质的量。 也就是也就是异养生物同化的总能量异养生物同化的总能量。（2）、单位：g/(m2 a)或或J/(m2 a) 注：注：a代表年代表年注：异养生物（包括消费者和分解者）（包括消费者和分解者）都叫次级生产者（食源）食源）（3 3）、次级生产量的次级生产量的生产过程生

18、产过程（如图（如图P67P67）呼吸散失粪便吃剩的未利用的不可利用的可利用的吃进的利用的总次级生产量（同化量）生长发育繁殖净次级生产量注意：(P67) 海洋海洋的年净的年净初级初级生产总量生产总量虽然虽然只有只有陆地陆地年净年净初级初级生产量生产量的的1/2，但但海洋净海洋净次级生产量次级生产量却相当于却相当于陆地净陆地净次级生产量次级生产量的的三倍多。三倍多。 （P67-倒倒4） 在海洋生态系统中，植食动物在海洋生态系统中，植食动物利用藻类植物（主要是单细利用藻类植物（主要是单细胞藻类）的效率胞藻类）的效率相当于陆地动物相当于陆地动物利用植物（主要是纤维素含量极高的高等利用植物（主要是纤维素

19、含量极高的高等植物）效率的植物）效率的五倍五倍。原因是什么？净次级生产量以动物的皮、毛、肉、奶和幼崽的形式存在于生态系统中（或者说：储存在动物体上）1、含义：（、含义：（P64） 生物量就是在某生物量就是在某一特定时刻，一特定时刻，单位单位面积或单位面积或单位有机物质有机物质的鲜重或干重。的鲜重或干重。2、生物量（干重）的单位：通常用、生物量（干重）的单位：通常用 g/m2 或或J/m2 （四）、（四）、生物量生物量思考：思考：生产量生产量的单位是什么？的单位是什么？通常用通常用 g/(m2 a)或或J/(m2 a) 注：注：a代表年代表年 生产量和生物量是两个生产量和生物量是两个不同不同概念

20、，概念，生产量生产量是指有机物的是指有机物的生产速率生产速率，即单位时间、单位面积中，即单位时间、单位面积中有机物质的合成量有机物质的合成量，而而生物量生物量是指在某是指在某一特定时刻，单位一特定时刻，单位面积中面积中有机物质的积累量。有机物质的积累量。 总初级生产量 （初级生产量）（初级生产量）（生产者的同化量）（生产者的同化量）呼吸量净初级生产量净初级生产量消费者（分解者）（分解者） 的同化量净次级生产量净次级生产量呼吸量总结： 几个慨念之间的关系摄入量摄入量 同化量（总次级生产量）粪尿量粪尿量呼吸量呼吸量净次级生产量 初级生产量初级生产量（生产者的同化量）（生产者的同化量）分解者分解者

21、净次级生产量净次级生产量（生长发育繁殖）（生长发育繁殖）下一营养级下一营养级的同化量的同化量下一营养级下一营养级 的同化的同化量量（总（总次级生产量次级生产量） 呼吸量呼吸量分解者分解者未利用未利用净初级生产量净初级生产量 （食源）（食源）未利用未利用 呼吸量呼吸量化石燃料化石燃料 生物量生物量腐殖质腐殖质化石燃料化石燃料 生物量生物量腐殖质腐殖质（生长发育繁殖）（生长发育繁殖）项目项目初级生产量初级生产量生物量生物量次级生产量次级生产量定义定义绿色植物通过光合作用所制绿色植物通过光合作用所制造的有机物质或所固定的能造的有机物质或所固定的能量量净生产量在某一调查净生产量在某一调查时刻前的积累量

22、时刻前的积累量在生态系统中第二次在生态系统中第二次的有机物质生产量的有机物质生产量能量能量来源来源太阳光能太阳光能太阳光能或太阳光能或有机物有机物植物生产植物生产的有机物的有机物能量能量去向去向绿色植物绿色植物绿色植物绿色植物次级生产者次级生产者比较初级生产量、生物量和次级生产量比较初级生产量、生物量和次级生产量项目项目初级生产量初级生产量生物量生物量次级生产量次级生产量描述描述单位单位g/(m2a)或或J/(m2a)g/m2或或J/m2g/(m2a)或或J/(m2a)能量能量大小大小最大最大较大较大较小较小三者的三者的关系关系(1)总初级生产量总初级生产量(GP)净初级生产量净初级生产量(N

23、P)植物呼吸量植物呼吸量(R)；(2)净生产量表示在某一时刻前的有机物积累量时即为生物量；净生产量表示在某一时刻前的有机物积累量时即为生物量；(3)次级生产量的能量来源于初级生产量；次级生产量的能量来源于初级生产量；(4)初级生产量、生物量和次级生产量的初级生产量、生物量和次级生产量的能量均直接或间接来源于太阳光能能量均直接或间接来源于太阳光能例题例题3. (2017年年4月第月第27题题)下列关于生态系统生产量和生物量的下列关于生态系统生产量和生物量的叙述，正确的是叙述，正确的是( ) ) A陆地生态系统的总初级生产量随着纬度的增加而增加陆地生态系统的总初级生产量随着纬度的增加而增加 B顶极

24、群落的净初级生产量小于同类型的非顶极群落顶极群落的净初级生产量小于同类型的非顶极群落 C因海洋生态系统中以捕食食物链为主而导致生物量为倒金因海洋生态系统中以捕食食物链为主而导致生物量为倒金字塔形字塔形 D食高等植物的消费者比食单细胞藻类的消费者具有更高的食高等植物的消费者比食单细胞藻类的消费者具有更高的次级生产量次级生产量 B(1)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能()(2)当狼吃掉一只兔子时，就获得了兔子的全部能量()(3)生产者和各级消费者的能量均可流入下一个营养级()判断正误(4)初级生产量是初级消费者所固定的能量或所合成的有机质()(5)总初级生产量减去用于呼吸和繁殖的消耗量即为净初级生产量()(6)生态系统的总初级生产量越大，则其储存也就越大()(7)顶极群落的净生产量在不同演替阶段的群落中是最小的()(8)海洋的年净初级生产总量是陆地的一半，但海洋的净次级生产总量却是陆地的3倍多()