浙科版 2019 版选择性必 修二 第三章 生态系统 第二节　神经系统通过下丘脑控制内分泌系 第一节　体液调节是通过化学信号实现的调 第二节　神经系统通过下丘脑控制内分泌系 统 节 第三节 生态系统中的能量单向递减流动（ 1） 统 第一节　体液调节是通过化学信号实现的调 节 初级生产量、次级生产量 素养目标 生命观念：基于对生态系统中的能量流动过程和特点的分析，构建能 量流动模型，强化生命的系统观、 物质与能量观，并运用这些观念 分析自然界和社会中的一些相关问题。 科学思维：通过分析生态系统中能量在生物群落中单向流动并逐级递 减的规律，培养归纳与概括等科学思维。 科学探究：通过调查校园（或公园）生态系统的能量流动，培养观察 提问、团队合作、交流讨论等科学探究素养。 社会责任：关注生态系统中能量流动规律在农业生产上的应用。 一 、生态系统能量流动包括能量输入、传递和散失的过程 1. 能 量 流 动 的 含 义 ： 在 生 态 系 统 中 ， 能 量 不 断 地太阳 沿着 → _____ 动物 _____→ 肉食动物→顶级肉食动物的方向流动。 2. 能量流动的过程 (1) 太阳能进入生态系统的输入过程 ; (2) 食物链和食物网的能量传递过程 ; (3) 能量通过生物体的呼吸以热能的形式散失的过程。 →植 物 植食 太阳能 能量流动的过程： （一）能量的输入 →无机环境到生物群落 （二）能量的传递→低营养级到高营养级 输 入 光合 作用 呼吸 生产者的同化量 （第一营养级的能量） 热能（散失） 作用 （三）能量的散失→生物群落到无机环 能量传递是指什么 ? 同化量、摄入量 用于生长、繁殖 ( 积累量 ) 境 残枝落叶 和粪便量的关系 摄 热能 呼吸 （散失） 第一营养 第二营养级 级总能量 的能量的来 级的能量 最终去路 源和去路 到分解者 ? 有几个 ? 体内的能 量的具体 途径有几 个? 分解者 ？ 粪便 入 未 利 用 初级消费者 （含有机物） 吸收 == 同化 初级消费者的同化量 呼吸 热能（散失） （第二营养级的能量） 作用 遗体 残骸 粪便 用于生长、繁殖 ( 积累量 ) 摄 入 次级消费者 同 化 次级消费者的同化量 （第三营养级的能量） 未 利 用 3. 能量流动研究层次 : 食物链和生态系统两个层次。在食物链层次上 进行能量流动分析 , 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 , 测定食物链每一个环节上的能量值。在生态系统层次上分析能量 流动 , 是把每个物种都归属于一个特定的营养级中 , 然后精确地测定 每一个营养级能量的输入值和输出值。 食物链和食物网 4 ．流动的渠道：沿 _____________ 依次传递。 5 ．流动的过程分析 生产者固定的太阳能总量 （１） 输入生态系统的总能量 ： _________________ 。 （人工输入饲料，污水中的化学能） （２）起点：从 绿色植物的光合作用固定太阳能 ____________________________ 开始。 （热能） 呼 生产者 吸 初级消费 者 作 用 次级消费 者 三级 消费者 分解者或未利用 热能 分解作用 燃烧 热能 … 固定的太阳能（同化量） 上一营养级同化的能 量 （３）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 未利用 ____________ 、 ____________ 、 ______________ 、 __________ 。 顶位肉食动物呢？ （热能）   呼 生产者 吸 初级消费 者 作 用 次级消费 者 三级 消费者 分解者或未利用 热能 分解作用 燃烧 热能 … 呼吸消耗 分解者或未利用 未被捕食 粪尿量 某一营养级的同 化量 用于生长 、发育、 繁殖 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 = 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 呼吸消耗的能量 + 用于生长、繁殖的能量 　　　　　 。  (2) 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 + 未被利用的能量 　　　　 。  归纳总结： 固定的太阳能（同化量）   能量去向 粪便量 摄入量 上一营养级同化的能量 呼吸消耗 同化量 用于生长、发 育、繁殖 流入下一营养级 分解者 未利用 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 B A. 通过鼠呼吸作用释放的能量 能量 , 其去向不包括 ( 　　 ) 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 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 ( 　　 ) C A. 图中 b=h+c+d+e+f+i B. 生产者与初级消费者之间的能量传递效率为 a/b×100% C.“ 草→兔→狼”这一关系中 , 狼粪便中的能量属于 d D. 缩短食物链可以提高能量传递效率 （４）结果：最终以 热能 ______ 的形式耗散到周围空间中去。 。 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 （热能） 呼 生产者 吸 初级消费 者 作 用 次级消费 者 三级 消费者 分解者或未利用 热能 分解作用 燃烧 热能 … 二、初级生产量是生态系统的基石 （一）、初级生产量 ( 总初级生产量 GP): （ 1 ）概念：绿色植物通过光合作用所固定的能量或合成的有机物质。 用 GP 表示 ------ 真正光合作用固定的有机物 植物同化量＝ 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 注：所有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 生产量就没有消费者和分解者，也就不会有生态系统（基石）。 （ 2 ）初级生产量（干重）的单位： 通常是用 g/(m2 • a) 或 J/(m2 • a) 注： a 代表年 在初级生产量中，有一部分是被植物的呼吸（ R ）消耗掉了，剩下的 才用于植物的生长和繁殖，这就是净初级生产量（ NP ） （二）、净初级生产量（ NP ）—— 食源 （ 1 ）概念：用于植物的生长和繁殖的物质或能量，这就是净初级生产量 （ NP ）即净光合作用积累的有机物的量。 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！ （或说储存在植物体中） 当 GP>R 时，积累有机物为正值 （ 3 ）符号表示： R ：植物呼吸消 ，当 GP<R 或 GP ＝ R 时，积累有 耗量 产量 NP ：净初级生 机 减少 不变 物 ( 生物量 ) 或 。 三者的关系： GP ：总初级生+ 呼吸量即 总初级生产量 = 净初级生产量 GP=NP+R 产量 净初级生产量（ NP ） 总初级生产量（ GP 初级生产量） 呼吸量（ R ） 思考：比较顶极群落与相同环境中演替中的群落的净初级生产量的 大小？ 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 大值并几乎与总初级生产量相等，因此 顶极群落的净初级生产量比相同环境中演替中的群落的要小。 注意： 1 、地球各地的净初级生产量随温度和降雨量的不同而有很大差 异（ 1 ）在陆地生态系统中 热带雨林的 NP 是 2000g/ （㎡ ·a ），北方针叶林是 800g/ （㎡ ·a ） 温带草原是 500g/( ㎡ ·a) ， 苔原是 140g /( ㎡ ·a) ； （ 2 ）在海洋生态系统中 珊瑚礁和藻床是 2000g /( ㎡ ·a) ， 河口是 1800g /( ㎡ ·a) ， 大陆架是 360g /( ㎡ ·a) ， 开阔大洋是 127g /( ㎡ ·a) 。 思考： （ 1 ）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 温度______. 因素是 （ 2 ）北方针叶林和温带草原的净初级生产量（ NP ）不同的主要环境限 降雨量（水） 制因素是 ____________ 。             2 、海洋面积虽然比陆地大一倍，但海洋的年净初级生产量却只有陆 地的一半， 70% 以上是开阔的大洋 其原因可能是 海洋中 _____________________________ 。 （三）、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、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。 （ 1 ）、概念： 异养生物（包括消费者和分解者）利用摄取而来的有 机物再合成自己所需要的有机物质的量。 也就是异养生物同化的总能量 。 注：异养生物（包括消费者和分解者）都叫次级生产者 （ 2 ）、单位： g/(m2 • a) 或 J/(m2 • a) 注： a 代表年 （ 3 ）、次级生产量的生产过程（如图 P67 ） 利用的 净次级生产量 总次级生产 吃进的 量 （同化量） 可利用的 （食源） 不可利用的 未利用的 吃剩的 粪便 呼吸散 失 生长 发育繁 殖