3.3 生态系统中的能量单向递减流动（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中生物选择性必修2生物与环境（浙科版2019）

第三节　生态系统中的能量单向递减流动 课程内容标准 核心素养对接 1.分析生态系统中能量单向流动并逐级递减的规律。 2．举例说明利用能量流动规律人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。 3．解释生态金字塔表征了食物网各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系。 1.分析生态系统能量流动的过程和特点。(科学思维) 2．理解生态金字塔的类型和特点。(科学思维) 3．概述研究能量流动的实践意义。(社会责任) [对应学生用书P48] 一、初级生产量是生态系统的基石 1．初级生产量：是指绿色植物通过光合作用所固定的能量或所合成的有机物质，单位是 J/(m2·a)或g/(m2·a)。 2．净初级生产量：在初级生产量中，有一部分被植物的呼吸作用(R)消耗，剩下的才用于植物的生长和繁殖，这就是净初级生产量(NP)。 3．总初级生产量：包括呼吸作用消耗在内的全部初级生产量，称为总初级生产量(GP)，三者之间的关系是GP＝NP＋R。 4．次级生产量：动物性有机物是靠动物取食植物、其他动物和一切现成有机物而生产出来的，这类生产在生态系统中属于第二次的有机物生产，故称次级生产量。 5．次级生产者：凡是异养生物(包括各种分解者)都属于次级生产者。 6．总次级生产量：指被消费者所同化的总能量。总次级生产量中的一部分用于动物的呼吸作用，最终以热能的形式散失；剩下的部分即为净次级生产量，用于动物的生长和繁殖。 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：包括太阳能进入生态系统的输入过程、食物链和食物网的能量传递过程和能量通过生物体的呼吸作用以热能的形式散失的过程。 2．对生态系统中的能量流动进行研究，可以在食物链和生态系统两个层次上进行。 三、能量在生态系统中沿食物链单向流动、逐级递减 1．能量流动的特点：单向流动、逐级递减。 2．能量传递效率：指营养级之间或食物链不同环节之间能量传递的百分比，一般可通过林德曼效率计算而获得，计算公式为： 林德曼效率＝×100%。 四、生态系统中的能量流动呈金字塔形 1．形成原因：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．不会出现倒金字塔的原因：生产者所固定的能量一定大于以取食生产者为生的植食动物所同化的能量。 五、人类将生态系统中的能量流动规律应用于农业生产 1．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。 2．实例：人类在掌握了畜禽能量产投比的规律后，可以及时调整畜禽结构，减少耗粮型猪和鸡的养殖，扩大草食性牛和羊的养殖，发展肉用型、奶用型畜禽的养殖，同时加大牧草的种植。 1．判正误 (1)生态系统的能量流动指能量的输入和散失过程。(×) (2)太阳能只有通过生产者才能输入到生态系统中。(√) (3)每一营养级生物的同化量就是从上一营养级摄入的能量。(×) (4)在“植物→鼠→鹰”这条食物链中，第三营养级含能量最少。(√) (5)研究能量流动，可合理设计人工生态系统，提高能量的传递效率。(×) 2．微思考 (1)流经生态系统的总能量是辐射到该地区太阳能的总量吗？ 提示　不是，流经生态系统的总能量是生产者通过光合作用固定在有机物中的总能量。 (2)生态系统中的能量流动为什么是单向流动、逐级递减？ 提示　①能量沿食物链流动，只能由低营养级向高营养级传递，其中大部分能量会损失掉，只有小部分被各个营养级所利用。②通过生物体的呼吸作用而散失的热能不能重新转化为化学能和太阳能，高一级营养级获得的能量也不能回流到原来的营养级。 [对应学生用书P49] 任务驱动一　生态系统中能量流动的过程 下图表示能量流入第二营养级后的去向，据图回答有关问题： (1)初级消费者摄入的能量是其同化量吗，它们之间存在什么关系？ 提示　初级消费者摄入的能量不等于其同化量，它们之间的关系是：同化量＝摄入量－粪便量。 (2)初级消费者粪便中的能量是其同化量的一部分吗？为什么？ 提示　不是。初级消费者粪便中的能量不属于其同化的能量，而是属于生产者所同化的能量。 (3)第二营养级能量的去路有d、i、f(填图中字母)三条。 (4)第二营养级的摄入量(a)，同化量(b)及净同化量(e)分别可以如何计算(用图中字母的表达式表示)? 提示　摄入量(a)＝b＋c；同化量(b)＝a－c＝d＋e＝d＋i＋f；净同化量(e)＝b－d＝i＋f。 流入某一营养级能量的来源和去路 (1)能量来源 (2)能量去向：流入某一营养级(最高营养级除外)的能量去向可从以下两个角度分析： ① ②定量定时：流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路可有四条：A．自身呼吸消耗；b.流入下一营养级；c.被分解者分解利用；d.未被自身呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用，即“未利