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第三章 生态系统
第三节 生态系统中的能量单向递减流动
精彩三年课程探究与巩固生物选择性必修2
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课程解读
知能目标 核心素养
1.理解生态系统中的初级生产量、次级生产量
2.分析生态系统中能量流动的过程和特点
3.尝试建构能量流动的模型,并讨论其在实践中的指导意义 通过分析生态系统能量的变化,发展学生的思维迁移能力;通过推算生态系统中的能量传递效率,培养学生分析、推理、综合的思维能力;通过探讨研究能量流动的实践意义,形成合理利用资源应遵守生态学原理和可持续发展的观念
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知识点一 初级生产量与次级生产量
1.初级生产量
(1)初级生产量是指____________通过光合作用所合成的____________或所固定的能量。单位是___________________或__________________(a表示年)。
(2)净初级生产量:在初级生产量中,有一部分被植物的呼吸(R)所消耗,剩下的才用于植物的______________,用NP表示,即NP=____________。
绿色植物
有机物质
g/(m2·a)
J/(m2·a)
生长和繁殖
GP-R
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(4)不同生态系统的净初级生产量存在很大差异,在陆地生态系统中,净初级生产量最高的是____________;温带常绿林、落叶阔叶林、北方针叶林、草原和荒漠的净初级生产量依次________。
增加
不变
减少
热带雨林
减少
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(5)陆地生态系统的初级生产量具有_______变化特征,森林中,_______的初级生产量最高,灌木_______,草本植物_______。
(6)初级生产量还随群落的演替而逐渐________,当群落演替到顶极时,虽然总初级生产量接近________,但净初级生产量________。
垂直
乔木
次之
更低
增加
最大
最小
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2.次级生产量
(1)次级生产量:异养生物靠取食植物、其他动物和一切________________而生产出来的__________或______________。单位是__________________或__________________(a表示年)。
(2)总次级生产量:被__________所同化的总能量。
(3)净次级生产量:总次级生产量中的一部分用于动物的呼吸,最终将以________的形式散失掉,剩下的一部分即为净次级生产量,用于动物的______________。
现成的有机物
有机物
固定的能量
g/(m2·a)
J/(m2·a)
消费者
热能
生长和繁殖
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(4)次级生产量的生产过程
总次级
生产量
净次级
生产量
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(5)海洋的年净初级生产总量为陆地的________,但海洋的净次级生产总量相当于陆地净次级生产总量的__________。
(6)次级生产者:包括所有的________生物。
小思考:为什么海洋生态系统的净次级生产总量高于陆地的净次级生产总量?
【答案】 在海洋生态系统中,植食动物利用藻类的效率大大高于陆地动物利用植物的效率。
一半
3倍多
异养
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知识点二 生态系统的能量流动包括能量输入、传递和散失的过程
1.能量流动的过程
太阳能总量
热能
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2.能量流动研究层次
(1)食物链层次:可用来测定食物链每一个_______上的能量值。
(2)生态系统层次:可用来精确地测定每一个__________能量的输入值和输出值。
环节
营养级
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小思考:下图为某生态系统中的一条主要食物链。
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图中的能量流动研究是在什么层次上进行的?
【答案】 食物链层次。
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知识点三 能量在生态系统中沿食物链单向流动、逐级递减
1.能量流动特点:____________、____________。
2.能量的传递效率
(1)定义:__________之间或食物链不同环节之间能量传递的百分比。
(2)计算公式:
单向流动
逐级递减
营养级
n+1
同化量
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3.能量流动过程
(1)输入:生产者通过____________把太阳能转化为化学能,固定在它们所制造的有机物中。
(2)传递、转化和散失过程(以第一个营养级为例):
输入第一个营养级的能量:
①一部分在生产者的____________中以热能的形式散失。
②另一部分用于生产者的____________________等生命活动,储存在植物体的有机物中。