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】2022-2023学年新教材高中生物选择性必修2教师用书word（浙科版）

第三节　生态系统中的能量单向递减流动 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 (见学生用书P58) 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 绿色植物 通过光合作用所合成的 有机物质 或所固定的能量。单位是 g/(m2·_a) 或 J/(m2·a) (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 生长和繁殖 ，用NP表示，即NP＝ GP－R 。 (3)净初级生产量与生物量的关系： NP＝GP－R (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 热带雨林 ；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 减少 。 (5)陆地生态系统的初级生产量具有 垂直 变化特征，森林中， 乔木 的初级生产量最高，灌木 次之 ，草本植物 更低 。 (6)初级生产量还随群落的演替而逐渐 增加 ，当群落演替到顶极时，虽然总初级生产量接近 最大 ，但净初级生产量 最小 。 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 现成的有机物 而生产出来的 有机物 或 固定的能量 。单位是 g/(m2·_a) 或 J/(m2·a) (a表示年)。 (2)总次级生产量：被 消费者 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 热能 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 生长和繁殖 。 (4)次级生产量的生产过程 (5)海洋的年净初级生产总量为陆地的 一半 ，但海洋的净次级生产总量相当于陆地净次级生产总量的 3倍多 。 (6)次级生产者：包括所有的 异养 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。 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 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 环节 上的能量值。 (2)生态系统层次：可用来精确地测定每一个 营养级 能量的输入值和输出值。 小思考：下图为某生态系统中的一条主要食物链。 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。 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： 单向流动 、 逐级递减 。 2．能量的传递效率 (1)定义： 营养级 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： 林德曼效率＝×100% 3．能量流动过程 (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 呼吸作用 中以热能的形式散失。 ②另一部分用于生产者的 生长、发育和繁殖 等生命活动，储存在植物体的有机物中。 ③构成植物体有机物中的能量： a.一部分随着残枝败叶等被 分解者 分解而释放出来。 b.另一部分则被初级消费者摄入体内，流入 第二个 营养级。 小思考：在食物链“草→兔→狐”中，通过兔的粪便流入分解者体内的能量，属于哪个营养级同化的能量？ 【答案】 属于第一个营养级草同化的能量。 知识点四　生态系统中的能量流动呈金字塔形 1．能量金字塔：能量在流动过程中，随着 营养级 的增加而呈现逐渐减少的趋势。 2．能量金字塔形状：永远是 正立 的，呈现 下宽上窄 的金字塔形。 3．一般情况下，陆生生态系统各营养级之间的能量传递效率大约为 10% ， 海洋 生态系统中能量传递效率大于10%。 小思考：为什么能量金字塔只有正金字塔形，没有倒金字塔形？ 【答案】 因为能量从一个营养级流向下一个营养级总是逐级递减的，在任何生态系统中都不会有例外。 知识点五　人类将生态系统中的能量流动规律应用于农业生产 研究能量流动规律有利于帮助人类合理地 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 有益的方向。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)次级生产者是指所有的消费者和分解者。(　√　) (2)净次级生产量是指用于次级生产者生长和繁殖的能量。(　√　) (3)用字母表示总初级生产量与净初级生产量之间的关