高中生物必修三生态系统的能量流动(精品通用PPT课件)

1、第 5 章 生态系统及其稳定性上图是有“超级丹”之称的羽毛球运动员林丹，他在比赛前要摄入大量营养物质，有能量的输入；在比赛过程中，有能量的转化和散失。一切生命活动都伴随着能量的变化，没有能量的输入，也就没有生命和生命系统。生态系统中能量的输入、传递、转化和散失过程如何呢？课堂导入本节目录生态系统的能量流动学习导航自我检测学习探究知识储备第18课时 生态系统的能量流动探究点一能量流动的过程探究点二能量流动的特点及相关计算探究点三研究能量流动的实践意义学习导航1.结合教材P93能量流动的分析，能够说出能量流动的概念。2.结合教材P94图56、图57，理解能量在生态系统中的流动过程。3.结合教材P9

2、5图58，分析总结能量流动的特点。4.通过教材P96生态农业，概述研究能量流动的意义。能量流动的过程和特点。知识储备1生态系统的组成成分包括 、 、 、_ ，各组成成分间相互作用形成一个统一的整体。2生态系统的营养结构是 。生态系统的主要功能是 和 ，就是沿着此渠道进行的。3绿色植物通过光合作用把 能转化为_ 能，化能自养生物则通过化能合成作用把_ _ 能转化为 能。4生物通过呼吸作用把有机物中稳定的化学能释放出来，大部分以 形式散失，少部分储存在 中。5在“草兔狼”这条食物链中，草通过光合作用固定了太阳能，属于第一营养级。兔生命活动需要的能量来自于 ，属于第 营养级， 消费者。狼生命活动需要

3、的能量来自于 ，属于第 营养级， 消费者。生产者消费者分解者非生物的物质和能量食物链和食物网能量流动物质循环太阳有机物中稳定的化学氧化无机物时释放的化学有机物中稳定的化学热能ATP草二初级兔三次级探究点一能量流动的过程学习探究黑麦草是一年生或多年生草本植物，是重要的栽培牧草和绿肥作物。下图是山羊吃黑麦草的图片，请分析山羊和黑麦草的能量流动过程。探究点一1观察黑麦草的能量去向，分析：(1)A是通过 作用完成的，该过程使 能转化成 能，以 的形式储存在黑麦草体内。(2)B是通过 作用为生长发育提供能量，这个过程产生的能量大部分以 能的形式散失掉了。(3)C过程中，枯枝落叶中的有机物被 分解为无机物

4、，能量被释放。(4)D是指部分能量被山羊通过_摄入体内，最终同化为自身的能量。光合光化学有机物呼吸分解者捕食热(5)能量流动过程中，我们经常以种群作为整体研究对象，请完成下图并归纳能量流动的概念。生态系统的能量流动是指生态系统中能量的 、 、 和 的过程。输入储存散失输入传递转化散失探究点一2结合上述内容完成能量流经第二营养级的示意图散失次级生长发育分解者呼吸作用探究点一3结合1、2，概括生态系统能量流动示意图，请据图分析：生产者呼吸初级消费者次级消费者分 解 者呼吸三级消费者呼吸呼吸呼吸(1)能量的输入源头： 能或氧化无机物产生的 能。相关生理过程： 作用或 作用。能量转换形式： 能或氧化无

5、机物产生的 能有机物中的 能。输入总量： 。太阳化学光合化能合成光化学生产者固定的全部能量化学能量探究点一3结合1、2，概括生态系统能量流动示意图，请据图分析：生产者呼吸初级消费者呼吸次级消费者分 解 者呼吸三级消费者呼吸呼吸能量(2)能量的传递传递途径： 。传递形式： 。食物链和食物网有机物中的化学能探究点一3结合1、2，概括生态系统能量流动示意图，请据图分析：生产者呼吸初级消费者呼吸次级消费者分 解 者呼吸三级消费者呼吸呼吸能量(3)能量的散失形式： 能。一般途径： 作用，包括各个营养级 的呼吸消耗以及 的呼吸作用。特殊途径：动植物遗体形成煤炭、石油等，经过 放出热能。热呼吸自身分解者燃烧

6、探究点一 （1）同化量和摄入量的比较同化量为每一营养级通过摄食并转化成自身有机物的能量，摄入量是消费者摄入的能量： 同化量摄入量粪便量 （2）消费者产生的粪便中的能量属于上一营养级。探究点一探究点一摄入量粪便量同化量呼吸消耗量流入下一营养级流入分解者未被利用的某营养级(消费者)的能量流动简图探究点一1结合探究点一中的生态系统能量流动示意图判断：(1)当狼吃掉一只兔子时，就获得了兔子的全部能量 ()(2)初级消费者的粪便量属于第二营养级能量 ()(3)同化量用于生长发育和繁殖的能量 ()(1)狼排出粪便中的能量属于兔子，未被狼获得。(2) 初级消费者的粪便量属于第一营养级的能量。(3)同化量中的

7、一部分用于生长发育和繁殖。探究点一1结合探究点一中的生态系统能量流动示意图判断：(4)呼吸作用所产生的能量都是以热能的形式散失 ()(5)分解者的分解作用也是通过呼吸作用完成的 ()(6)能量aebi ()(4)呼吸作用所产生的能量一部分储存在ATP中，其余以热能的形式散失。(6)稳定的生态系统里，每一营养级的能量一般输入等于输出。探究点一1结合探究点一中的生态系统能量流动示意图判断：(7)箭头a代表生产者的同化量，方框代表初级消费者的摄入量 ()(8)生态系统中的能量流动和转化不遵循能量守恒定律，总量越来越少()(9)流经该生态系统的能量能够重新再回到这个生态系统，被重复利用()(7)方框代

8、表初级消费者的同化量。(8)生态系统中的能量流动和转化遵循能量守恒定律。(9)能量 不能重复利用。探究点二能量流动的特点及相关计算 美国生态学家林德曼对一个结构相对简单的天然湖泊赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析，得出了如图所示的数据单位：J/(cm2a)，请完成以下分析：学习探究1由图得知(1)经过长期的自然选择，食物链中 是不可逆转的。(2)各营养级的能量总是趋向于以 而散失掉，无法再利用。因此，能量流动的方向是 ，只能从 一个营养级流向_一个营养级，不可 ，也不能 。各营养级的顺序呼吸作用产生热能单向的上下逆转循环流动探究点二2.能量传递效率计算公式为：相邻两个营养级的传递效率（下一个营

9、养级同化量/上一个营养级同化量）100%，请将图中各营养级的“输入”能量和“输出”到下一个营养级的能量整理出来填在表格中，并计算相邻营养级之间的传递效率。J/(cm2a)输入输出到下一营养级传递效率第一营养级(生产者)第二营养级(植食性动物)第三营养级(肉食性动物)464.662.813.5%62.812.620.1%12.6探究点二3.由2中数据分析其原因可能有：(1)各营养级的生物都会因 而消耗掉相当大一部分能量。(2)各营养级的生物中总有一部分能量未被 所利用。(3)还有少部分能量随着 等直接传递给了 。因此，输入各营养级的能量不可能百分之百地流入下一营养级，能量在沿 流动过程中是 的。

10、输入输出到下一营养级传递效率第一营养级(生产者)464.662.813.5%第二营养级(植食性动物)62.812.620.1%第三营养级(肉食性动物)12.6呼吸作用下一营养级的生物残枝败叶或遗体食物链逐级递减分解者探究点二4由2中传递效率可以看出，能量在相邻两营养级间的传递效率大约是 。若将单位时间内各营养级所得到的能量、每个营养级有机体的数量及单位空间内各营养级的生物量数值绘制成金字塔，如下面图表所示。能量金字塔数量金字塔生物量金字塔形状特点呈 金字塔形通常为正金字塔形,有时会出现 金字塔形一般呈 金字塔形,有时会出现 金字塔形10%20%正倒正倒探究点二【小贴士】1.数量金字塔的倒置现象

11、例如：一个松树上有许多条松毛虫，多只灰喜鹊。昆虫鸟树2.生物量金字塔的倒置现象例如：某一时间浮游植物的生物量(用质量来表示)可能低于浮游动物的生物量。浮游动物浮游植物探究点二【思考】一条食物链中一般不超过45个营养级，这是为什么？生态系统中能量流动的传递效率一般是10%20%，营养级越多，能量的消耗就越多，所剩能量往往不能维持一个新的营养级。探究点二5.下图是某一食物网的示意图：(1)如果 A增重100千克，C最多增重 千克。C最少增重 千克。100千克20%20千克20%4千克4正向求解问“最多” ：最短食物链，最高传递效率探究点二5.下图是某一食物网的示意图：(1)如果 A增重100千克，

12、C最多增重 千克。C最少增重 千克。100千克10%10千克10%1千克40.0110%10%0.1千克0.01千克正向求解问“最少” ：最长食物链，最低传递效率探究点二5.下图是某一食物网的示意图：(2)如果C增重1千克，至少需消耗A 千克。最多需消耗A 千克。1千克25逆向求解问“最少” ：最短食物链，最高传递效率20%5千克20%25千克探究点二5.下图是某一食物网的示意图：10 000千克10%1000千克 10%100千克10% 10% 10千克1千克逆向求解问“最多” ：最长食物链，最低传递效率(2)如果C增重1千克，至少需消耗A 千克。最多需消耗A 千克。2510 000探究点二

13、(3)如果C从B、F中获得的能量比为31，C增重1千克，则最少需要消耗A 千克。5.下图是某一食物网的示意图：1千克每条食物链都需要考虑时，分别计算，然后合并。0.75千克0.25千克20%3.75千克20%18.75千克1.25千克20%6.25千克31.25千克20%20%156.25千克175千克17520%探究点二（1）“未利用” 能量如：多年生植物上一年自身生长发 育的净积累量；未来得及分解，被埋藏在地下形成的煤炭、 石油等能量。（2）能量传递效率是指相邻两营养级间，而不是种群，更 不是个体。（3）一般来说，在以低营养级生物为主的生态系统中，传 递效率可以低于10%；仅在特殊条件下，

14、某传递效率有可能 高于20%，时间过长将导致生态系统被破坏。（4）能量传递效率相关计算中，有时用生物量质量等来 代表生物所含有的能量。探究点二能量流动的极值计算(1)能量在食物链中传递的计算在一条食物链中若某一营养级的总能量为n，则最多传到下一营养级的能量为0.2n，最少为0.1n。在一条食物链中，某一营养级的能量为n，需要前一营养级的能量至少为n20%5n，最多为n10%10n。探究点二能量流动的极值计算(2)能量在食物网中传递的计算，设食物链ABCDE，分情况讨论情景设置提出的问题计算思路计算公式E营养级净增重Y至少需要A营养级多少传递效率取20%X(20%)4Y至多需要A营养级多少传递效

15、率取10%X(10%)4YA营养级净增重XE营养级最多增重多少传递效率取20%X(20%)4YE营养级至少增重多少传递效率取10%X(10%)4Y(3)在已知高营养级求需要低营养级最值时，若高营养级有多种食物来源，要注意高营养级食物来源有没有具体分配，若有就不能选最短或最长的食物链，而要按分配情况逐一计算，然后相加。探究点二2如图为某生态系统中能量流动图解部分示意图，各代表一定的能量值，下列各项中正确的是 ()A表示流经该生态系统内部的总能量B一般情况下，次级消费者增加1 kg，生产者至少增加100 kgC生物与生物之间的捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性D从能量关系看_是流经该生态

16、系统的总能量，所以 (表示、不表示)流经该生态系统内部的总能量。(2)次级消费者增加1 千克，求生产者至少增加多少千克，传递效率应取 。(3)图中次级消费者的能量去路还可能有_ ，所以与的大小关系为 。 生产者固定的太阳能的总量不表示20% 通过次级消费者呼吸作用散失的热能、未利用能量答案C探究点二探究点三研究能量流动的实践意义某市在落实“禁烧秸秆”工作的过程中，化“堵”为“疏”，引导农民设计建立了如下生态系统模式图，阅读教材思考如下问题：1相比农作物秸秆直接燃烧，上述生态系统实现了农作物中能量的 ，提高了 。这说明：研究生态系统的能量流动，可以帮助 、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用

17、。多级利用能量利用率人们科学规划学习探究2有人说：“由于上述生态系统是人工设计，所以其中营养级之间能量的传递效率可由人类任意控制。”你认为对吗？ 。3在上述生态系统中，人们为提高农作物的产量，要经常到田间除草、灭虫、灭鼠。这样做的目的是合理调整生态系统中的 关系，使能量持续高效地流向 。能量流动对人类最有益的部分探究点三不对能量传递效率与能量利用效率的比较（1）能量传递效率:能量传递效率下一营养级同化量/上一营养级同化量100%，能量在相邻两个营养级之间的传递效率约为10%20%。（2）能量利用效率：流入最高营养级的能量占生产者能量的比值。在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能

18、量就越多，因此食物链越短，能量利用效率越高。探究点三根据生态系统的能量流动规律，在实际生产生活中借鉴以下措施(1)尽量缩短食物链。(2)充分利用生产者。(3)充分利用分解者，如利用秸秆培育食用菌、利用植物残体生产沼气等。探究点三3在社会主义新农村建设中，四川某地通过新建沼气池和植树造林，构建了新型农业生态系统(如图所示)。请判断下列说法的正误：(1)该生态系统中，处于第二营养级的生物有人和家禽、家畜 ()(2)该生态系统中，人的作用非常关键，植物是主要成分 ()(3)该生态系统的建立，提高了各营养级间的能量传递效率 ()(4)微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量 ()探究点三3在社会主义新农村建设中，四川某地通过新建沼气池和植树造林，构建了新型农业生态系统(如图所示)。请判断