【课件】3.2生态系统的能量流动课件2021-2022学年高二上学期生物人教版选择性必修2

1、第3章 生态系统及其稳定性本节聚焦：分析生态系统能量流动的过程概述研究能量流动的实践意义分析生态系统能量流动的特点问题探讨玉米鸡蛋人策略1：先吃鸡，再吃玉米； 策略2：先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。生态系统能量流动的概念: : 生态系统中能量的_、_、_和_的过程，称为生态系统的能量流动。输入传递转化散失 a.a. 就一个生物个体（如人）而言，能量的流动情况就一个生物个体（如人）而言，能量的流动情况？ 能量输入能量输入个体个体呼吸作用散失呼吸作用散失的能量的能量储存在体内储存在体内的能量的能量研究能量流动的基本思路研究能量流动的基本思路科学方法科学方法 能量输入 种群

2、能量散失能量储存将种群作为整体来研究：将种群作为整体来研究：将将一个营养级一个营养级作为作为整体整体来研究：来研究： 能量输入某一营养级能量散失能量储存 研究生态系统中能量流动一般在研究生态系统中能量流动一般在群体水平群体水平上。上。结合课本结合课本分析上图，思考并回答下列问题：分析上图，思考并回答下列问题：1 1、能量的源头？、能量的源头？2 2、能量流动的起点和渠道能量流动的起点和渠道？3 3、输入生态系统总能量是输入生态系统总能量是？4. 4. 各个营养级能量的来源又是什么？各个营养级能量的来源又是什么？5 5、各营养级能量的去路有哪些？、各营养级能量的去路有哪些？ 请以请以生产者生产者

3、( (第一营养级第一营养级) )为例说明为例说明一、能量流动的过程一、能量流动的过程太阳能2.2.起点：起点： 渠道渠道: :食物链和食物网食物链和食物网生产者固定的能量生产者固定的能量生产者所固定的太阳能的总量生产者所固定的太阳能的总量5.5.去路：去路：呼吸作用消耗呼吸作用消耗被下一营养级的生物所利用被下一营养级的生物所利用被分解者所利用被分解者所利用4.4.来源：来源：生产者生产者消费者消费者太阳光能太阳光能 上一营养级上一营养级 5.5.各营养级能量的去路各营养级能量的去路有哪些？有哪些？ 请以请以生产者生产者( (第一营第一营养级养级) )为例说明为例说明. .生态系统的能量来源是什

4、么？生态系统的能量来源是什么？2.2.能量流动的起点和渠道是什么？能量流动的起点和渠道是什么？3.3.流经生态系统的总能量是什么？流经生态系统的总能量是什么？4.4.各个营养级能量的来源又是什么？各个营养级能量的来源又是什么？呼吸消耗呼吸消耗分解者分解分解者分解流入下一营养级（兔等）流入下一营养级（兔等）草固定能量的去向草固定能量的去向热能热能呼吸呼吸作用作用用于自身生长、用于自身生长、发育、繁殖发育、繁殖-有机物有机物1. 1. 能量流经能量流经的情况的情况99%99%散散失失1%1%固定固定( (同同化化) )要求要求: :尝试画出能量流经第一营养级示意图尝试画出能量流经第一营养级示意图呼

5、吸作用呼吸作用( (以以热能热能形式散失掉形式散失掉) )生长、发育生长、发育和繁殖和繁殖分解者分解者残枝败叶残枝败叶生产者生产者 ( (植物植物) )固定固定摄入摄入初级消费者初级消费者( (植食动物植食动物) )(同化量)* *能量流经第一营养级示意图能量流经第一营养级示意图(净同化量)注: : 如果在每一时间段去分析去向，还应有未被利用的能量( (最终也将被分解者利用) )。未利用so: 同化量呼吸消耗量用于生长、发育和繁殖的能量 呼吸消耗量流入下一营养级被分解者利用2 2. . 能量流经第二营养级的过程思考(1) (1) 流入第二营养级的能量是摄入量还是同化量？(2)(2)这两者之间是

6、有什么联系？(4) (4) 流入第二营养级的能量有哪些去向？同化量同化量摄入量 粪便量=（3）能量在食物链中流动的形式 是什么？ 有机物中的化学能初级消费者摄入初级消费者同化粪便分解者利用用于生长发育和繁殖次级消费者摄入遗体残骸呼 吸作 用呼 吸作 用未利用【判断判断】一种蜣螂专以大象粪为食，则一种蜣螂专以大象粪为食，则该蜣螂获取的是大象所同化能量（该蜣螂获取的是大象所同化能量（ ）狐狸同化了兔的能量后，这些能量有哪些去向？呼吸作用分解者生长发育和繁殖储存起来最高营养级摄入最高营养级同化粪便分解者利用用于生长发育和繁殖遗体残骸呼吸作用散失呼吸作用散失 未利用（若时间过短）源头： 流经生态系统总

7、能量：途径：形式：太阳能有机物中的_热能形式：最终以形式散失过程：输入传递转化散失太阳能食物链和食物网 有机物中的化学能 生产者固定的太阳能总量 化学能 热能 呼吸作用能量流动概念：生态系统中能量的 、 、 和 的过程。输入 传递转化散失笔记归纳总结注：若为人工生态系统，流经生态系统的总能量为注：若为人工生态系统，流经生态系统的总能量为生产者固定的太阳能和生产者固定的太阳能和人工输入的有机物中的化学能人工输入的有机物中的化学能（例如饲料中有机物中的化学能）（例如饲料中有机物中的化学能）某营养级同化量呼吸作用中以热能形式散失用于自身生长、发育、繁殖被分解者分解利用流入下一个营养级1.某营养级的能

8、量最终去向某营养级同化量呼吸作用中以热能形式散失用于自身生长、发育、繁殖被分解者分解利用流入下一个营养级（最高营养级除外）未被利用的能量2.某营养级的能量某段时间内的能量去向笔记归纳总结同化量用于生长、发育、繁殖的能量（储存）流向分解者的能量构建某一营养级（除最高营养级）的能量流动模型 同化量呼吸消耗量 _ _ 同化量呼吸消耗量 _ _ _ _同化量呼吸消耗量 _ _ _ _ _ _（若时间过短）用于生长、发育、繁殖的能量流向下一营养级能量流向分解者的能量流向下一营养级能量流向分解者的能量未被利用的能量如图表示能量流经第二营养级的示意图，ag表示相应能量的数值大小，据图回答1、AE分别表示A:

9、_B：_C:_D：_E:_第二营养级摄入的能量第二营养级同化的能量用于生长、发育、繁殖的能量流向第三营养级的能量流向分解者的能量练习：如图为草原生态系统的能量流动图解模型（G、H、I属于D、E、F）：1._表示流入各营养级生物的能量 写出其中等量关系_2._分别表示草、兔子、狼呼吸作用消耗的能量；3._分别表示分解者分解利用的能量；4.兔子用于生长、发育和繁殖的能量=_；5._中能量包括兔子尸体及狼粪便中的能量A、B、C、D、E、FC+K或B-HG、H、IJ、K、LA=D、B=E、C=FK2.下图所示为某生态系统中能量流向物种甲后发生的一系列变化,下列有关叙述错误的是()A. A 表示物种甲同

10、化的能量B. E 表示物种甲呼吸散失的能量C. D 表示分解者呼吸散失的能量D. A 中的能量包括物种甲粪便中的能量 D3.下图为生态系统能量流动的部分图解, 代表一定的能量值。 下列相关叙述正确的是()A.生态系统的能量流动是循环进行的B.能量在沿食物链流动时逐级递减C.次级消费者属于第二营养级D.图中代表呼吸作用所消耗的能量 B1.某岛形成一个相对封闭的生态系统,其主要食物链为植物昆虫候鸟蝮蛇。下列说法正确的是()A.能量的输入需要植物进行光合作用B.能量的散失通过昆虫、候鸟、蝮蛇进行C.能量的转化形式为光能化学能D.蝮蛇是最高级消费者,所含能量最多A【例1】下图为某生态系统的能量流动简图

11、,下列叙述错误的是() A.甲是生产者,乙是消费者B.该生态系统是一个开放的系统C.能量通过光合作用固定并进入该生态系统,以热能的形式输出D.甲、乙和分解者所储存的能量之和是输入该生态系统的总能量D生产者生产者( (植物植物) )呼吸呼吸初级消费者初级消费者( (植食动物植食动物) )呼吸呼吸次级消费者次级消费者( (肉食动物肉食动物) )呼吸呼吸分分 解解 者者呼吸呼吸三级消费者三级消费者( (肉食动物肉食动物) )呼吸呼吸P55.流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来？为什么？ 不能。能量流动是单向的。二、能量流动的特点原因：是食物链中各原因：是食物链中各_ 的顺序是不可逆转的的顺

12、序是不可逆转的营养级营养级03图中“未固定”是指未被固定的太阳能，“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一个营养级和分解者利用的能量二、能量流动的特点赛达伯格湖的能量流动图解流入呼吸作用分解者利用暂未利用流出流出/流入生产者植食性动物肉食性动物464.696.312.529362.813.52%62.818.82.129.312.620.06%12.67.5微量微量5.0能量流动过程能量流动过程中中逐级递减逐级递减能量在相邻两个营养级间的传递效率为 。10%20%赛达伯格湖的能量流动数据分析能量传递效率 =下一营养级同化量上一营养级同化量1.从能量传递效率上看，能量为什么不能百分之百从一

13、个营养级流到下一个营养级？ 各营养级的能量都有一部分通过呼吸作用散失；一部分未被下一营养级利用； 一部分被分解者分解。讨论2.能量在流动过程中逐级递减，与能量守恒定律矛盾吗？ 能量在流动过程中逐级递减，指的是流入各个营养级的能量。总能量=储存在生态系统(生物体的有机物)中的能量+被各个营养级的生物利用、散发至非生物环境中的能量。因此，虽然能量在流动过程中逐级递减，但总能量依然遵循能量守恒定律。 如果一个生态系统在一段较长时间内没有能量输入（太阳能或现成的有机物），这个生态系统就会崩溃。 任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。二、能量流动的特点生命系统是开放

14、系统 三、能量流动的特点及原因(1)单向流动不可逆：不循环：(2)逐级递减营养级顺序不可逆释放的热能不能被重新利用每一营养级呼吸作用消耗总有一部分能量未被下一营养级利用各营养级能量被分解者分解释放了任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。能量传递效率：一般10-20%营养级数量：一般不超过5个营养级笔记归纳总结(1)(1)相邻营养级的能量传递效率：相邻营养级的能量传递效率：10%10%20%20%，计算方，计算方法如下：法如下：该营养级同化量该营养级同化量上一营养级同化量上一营养级同化量100%100%能量传递效率能量传递效率 延伸延伸能量传递效率的计算（能

15、量传递效率的计算（笔记）(2)(2)食物链中能量的食物链中能量的最值最值计算计算知知低营养级低营养级求高营养级求高营养级获得能量最多获得能量最多获得能量最少获得能量最少选最长食物链选最长食物链选最短食物链选最短食物链按按“10%”10%”计算计算按按“2 20%”0%”计算计算例题：计算下列食物链中鹰获得的能量，已知草所固定的太阳能为105 J， 草昆虫蟾蜍蛇鹰，鹰最多可获得能量为：105 20% 20% 20% 20% = 160J105 10% 10% 10% 10% = 10J鹰最少可获得能量为：需最少能量需最多能量选最短食物链选最长食物链按“20%”计算按“10%”计算知高营养级求低营

16、养级(2)(2)食物链中能量的食物链中能量的最值最值计算计算例题：某池塘生态系统的一条食物链为：浮游植物浮游动物鱼水鸟。假如水鸟只依靠鱼来增加体重，那么水鸟每增加1千克体重，至少需要该生态系统内浮游植物的量为:1 20% 20% 20% = 125千克讨论4：若有草100kg，最少让鱼增重_kg讨论3：若有草100kg，最多让鱼增重_kg讨论1：若鱼增加1kg，最多消耗_kg草讨论2：若鱼增加1kg，最少消耗_kg草能量传递效率 =下一营养级同化量上一营养级同化量100%1002541草鱼虾米10% 20%现学现练为什么为什么“食物链不超过食物链不超过5 5个营养级个营养级”为什么为什么“一山

17、不容二虎一山不容二虎”用刚学的“食物链中能量计算”解释下列问题？第一 营养级A15A125A1125A1625A13125A0.00032 A第六 营养级第五 营养级第四 营养级第三 营养级第二 营养级能量流动具有逐级递减的特点，营养等级越高，获得的能量流动具有逐级递减的特点，营养等级越高，获得的能量越少，能量越少，老虎在生态系统中几乎是最高营养级。老虎在生态系统中几乎是最高营养级。 可见食物链越长，能量流动过程消耗的能量就越多,流到第五营养级时，余下的能量很少甚至不足以养活一个种群。请同学们将赛达伯格湖的能量流动数据，用相应面积或体积的图形表示，并按营养级由低到高排列。三、生态金字塔(笔记见

18、优化设计P45)能量分析 生产者植食性动物肉食性动物分解者输入能量赛达伯格湖的能量流动数据分析464.662.812.614.6肉食性动物12.6植食性动物62.8生产者464.6能量金字塔第一营养级第二营养级第三营养级第四营养级1.能量金字塔 见课本P57 地反映出生态系统各营养级间能量的关系。(自然生态系统一定为正金字塔） 能量在流动中总是逐级递减的（1 1）概念：）概念：（2 2）意义：）意义：（3 3）特点：）特点：原因：直观三、生态金字塔思考：右图为某城市生态系统能量金字塔，为什么呈倒置状态也能维持生态系统的正常运行？从生态系统外输入大量的有机物三、生态金字塔2.数量金字塔见课本P5

19、7 直观的反映生态系统各营养级的 比值关系。 一般为一般为正金字塔形，正金字塔形，有有时会出现时会出现倒金字塔形倒金字塔形。（1 1）概念：）概念：（2 2）意义：）意义：（3 3）特点：）特点：原因：原因：营养级第二营养级第一营养级个体数量昆虫树营养级第二营养级第一营养级个体数量鼠草鼬第三营养级如果消费者的个体小而生产者的个体大(如昆虫和树），则会呈现倒置金字塔。生物个体的数目三、生态金字塔 直观的反映生态系统各营养级所容纳的 的关系。3.生物量金字塔见课本P57营养级第四营养级第三营养级第二营养级第一营养级干重g/m21.51137809营养级第四营养级第三营养级大多也是上窄下宽的正金字塔形（1 1）概念：）概念：（2 2）意义意义：（3 3）特点：）特点：原因：原因： 一般来说植物的总干重通常大于植食性动物的总干重，而植食性动物的总干重也大于肉食性动物的总干重有机物的总干重特殊情况：在海洋生态系统中，由于生产者(浮游植物)的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，所以某一时刻调查到的浮游植物的生物量可能低于浮游动物的生物量。当然，总的来看，一年中浮游植物的总的生物量还是比浮游动物的要多。三、生态金字塔生态系统的能量