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2节 生态系统的能量流动 假设你像小说中的鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，那里除了有能饮用的水，几乎没有任何食物。你身边尚存的食物只有一只母鸡、15kg玉米。流落荒岛讨论：你认为以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援？问题探讨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。1.先吃鸡，再吃玉米。先吃鸡，再吃玉米我反对！为什么要先吃我？深入内部考察个体生态系统能量流动的研究一般在群体水平上进行。将群体视为一个整体进行研究是系统科学常用的研究方法。整合局部环节规律探索系统动态规律研究能量流动的基本思路消化吸收合成自身物质，储存能量能量流经生物个体的过程呼吸作用散失（热能）粪便呼

2、吸作用散失（热能）分解者利用遗体残骸摄入用于生长发育繁殖摄入量 = 同化量 + 粪便量捕食者摄入同化同化量= 呼吸作用散失自身生长发育同化量= 呼吸作用散失捕食者摄入分解者利用生态系统能量流动在营养级层次研究鹰草生产者等兔等初级消费者等次级消费者第一营养级第二营养级第三营养级呼吸作用以热能形式散失草的能量如何得来？光能全部被草吸收了吗？草固定的能量将何去？1%生长发育和繁殖储存起来呼吸作用散失生长发育繁殖遗体残枝败叶分解者流入下一营养级生产者固定的太阳能残枝败叶被分解者分解能量流动的过程粪便兔吃草后能将摄入的草全部同化吗？同化流入呼吸作用分解者摄入生长发育和繁殖储存起来同化量=摄入量粪便量呼吸

3、作用分解者生长发育和繁殖储存起来兔同化了小草的能量后，这些能量有哪些去向？呼吸散失生长发育繁殖遗体残骸分解者流入下一营养级兔同化的能量鹰同化了兔的能量后，这些能量有哪些去向？呼吸散失生长发育繁殖遗体残骸分解者鹰同化的能量呼吸作用分解者生长发育和繁殖储存起来生态系统能量流动在营养级层次研究分 解 者呼 吸 作 用生产者初级消费者(绿色植物)次级消费者(植食性动物)(肉食性动物)转化 太阳能 有机物中化学能 热能生物群落环境输入输出散失：通过各营养级及分解者的呼吸作用以热能形式散失总量:生产者通过光合作用固定的太阳能传递输入形式：有机物中化学能途径：食物链和食物网概念：生态系统中能量的 、 、 和

4、 的过程。输入传递转化散失.流经自然生态系统的总能量是：.流经人工生态系统的总能量是：.自然生态系统的能量来源是：.人工生态系统的能量来源是： 生产者固定的太阳能生产者固定的太阳能和人工输入的有机物中的化学能太阳能太阳能和人工输入的有机物中的化学能(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 ()(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 ( )分析赛达伯格湖的能量流动Raymond Lindeman对能量流动做了定量分析 生态学的营养动态概说 林

5、德曼（1915-1942）赛达伯格湖深1米，面积为14480平方米，湖岸线长500米 。湖底深度一致、性质均一，没有大的波浪。优点：小、简单、稳定植食性动物 62.862.8赛达伯格湖的能量流动 P56资料分析太阳能未固定生产者464.6分解者12.5呼吸作用96.3未利用2932.118.829.312.6肉食性动物 12.6微量7.55.0327.3122.614.6数字为能量数值。“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。输入能量（同化量）流入下一营养级呼吸散失分解者利用未利用出入比生产者 植食性动物 肉食性动物 464.6

6、62.8 12.613.5%20%62.8 96.312.529312.618.82.129.37.5微量5.0/能量传递效率输出（去路）逐级递减单位（焦/厘米2 年）未利用：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。（定时定量分析）能量传递效率=某一营养级的同化量上一营养级的同化量100%赛达伯格湖能量流动图解(1)从方向上看：单向流动 在生态系统中，能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级，不可_，也不能_；生物之间的捕食关系是长期自然选择的结果，一般不可逆转； 各营养级呼吸作用散失的热能无法再利用。逆转循环流动原因：能量流动的特点赛达伯格湖能

7、量流动图解(2)从数值上看：逐级递减自身呼吸作用消耗；被分解者分解；暂时未被利用。原因：（能量传递效率为10%20%）能量流动的特点1.单向流动:不可逆，不循环原因: 生物间的捕食关系是一定的 散失的热能不能被生物体再利用 2.逐级递减:能量是沿食物链（网）流动的在流动过程中是逐级减少的 自身呼吸散失 原因: 分解者利用 未利用 【总结归纳】能量流动的特点如图表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图，其中ag表示能量值。若图中A表示某食物网中第二营养级所摄入的全部能量，则下列说法不正确的是()A图中B表示同化的能量B图中C表示流入下一营养级的能量C图中D表示通过呼吸作用散失的能量D图中a值

8、与cde的值相同B规律: 食物链越短，能量利用率越高。 能量传递效率与能量利用效率的比较 传递效率=上一营养级的同化量下一营养级的同化量100%能量利用率=生产者能量流入最高营养级的能量100%【思维拓展】选_的食物链 选最小传递效率_生产者最少消耗选最大传递效率_消费者最大消耗获得最多获得最少选_的食物链 最短最长20%10%能量在食物链中传递的“最值计算” 由最高营养级推导生产者（消耗量）ABC需最多能量：选最长食物链；按10%计算 (食物链前级是后级10倍）需最少能量：选最短食物链；按20%计算 (食物链前级是后级5倍）演练1.右图表示某生态系统食物网的图解，猫头鹰体重每增加1kg，至少

9、消耗A约（ ） A100kg B44.5kg C25kg D15kgC浮游植物浮游动物小鱼大鱼1000kg10%10%10%20%20%25kg1kg例1：大鱼体重增加1kg，最多(至少）需要浮游植物多少千克【例】下图是一个食物网，假如鹰的食物有2/5来自兔，2/5来 自鼠，1/5来自蛇，那么鹰若要增加20 g体重，至少需要消耗 植物（ ） A.900g B.500g C.200g D.600g【答案】A263. 某生态系统中存在如图所示的食物网，如将C的食物比例由AB11调整为21，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载C的数量是原来的()A1.375倍B1.875倍C1.273倍D0.

10、575倍A273. 某生态系统中存在如图所示的食物网，如将C的食物比例由AB11调整为21，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载C的数量是原来的()A1.375倍B1.875倍C1.273倍D0.575倍由于生产者没有改变，所以流向该生态系统的总能量没有变化，设C原来的能量为a，则需要A提供的能量为 1/2 a10%10%1/2 a10%55 a；改变食物比例后的C的能量设为b，则需要A提供的能量为 2/3 b10%1/3 b10%10%40 b。根据题意可知： 55 a40 b， 即b/a1.375。A例如，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若甲的能量为M，则丁获得的能量为Ma%b%

11、c%。(3)已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算。 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。生态金字塔1.能量金字塔生态金字塔每一级体积代表所得到的能量值直观反应能量单向流动、逐级递减 第四营养级 第三营养级第二营养级第一营养级2.数量金字塔生态金字塔昆虫树倒置情况每一级体积代表个体数3.生物量金字塔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低高每一级体积代表生物量值（所容纳有机物的总干重）低高生态金字塔 在一些特殊情况下，虽然某些生态系统的数量金字塔和生物量金字塔呈现倒

12、置情况，但流经第一营养级的能量还是比流经第二营养级的能量多，此时，这些生态系统的能量字塔仍是正置的金字塔形。研究能量流动的实践意义1. 研究生态系统的能量流动，可以帮助人们将生物在 、 上进行 ， 流入某个生态系统的总能量。 例如: 间作套种、多层育苗、稻-萍-蛙等立体农业生产方式。间作套种多层育苗稻萍蛙时间空间合理配置增大2.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用；*沼气池实现了对能量的多级利用，大大提高了能量的利用率；*能量的利用率能量的传递效率用秸秆作饲料粪便制作沼气沼渣田肥3.研究生态系统的能量流动，还可以帮助人们合理地调整生态系统中的

13、能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。例如，合理确定草场载畜量，麦田除草、除虫分析和处理数据 1926年，一位生态学家研究了一块玉米田的能量流动情况，得到如下数据。 1.这块田共收割玉米约10 000株，质量为6000kg。通过对玉米植株的化学成分进行分析，计算出其中共含碳2675kg。 2.据他估算，这些玉米在整个生长过程中通过细胞呼吸消耗的葡萄糖共2045kg。 请根据以上数据计算： 这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是多少？这些葡萄糖储存的能量是多少？3.1kg葡萄糖储存1.6104kJ能量。 4.在整个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能为8.5109kJ.=2675180(C

14、6H12O6)72(C6)6687.5kg1.07108kJ6687.51.6104kJ=这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？20451.6104kJ=3.272107kJ 这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是多少？呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例是多少？1.07108kJ+3.272107kJ=1.3972108kJ 3.2721071.3972108=23.4%这块玉米田的太阳能利用效率是多少？1.39721088.5109=1.64%思维训练 分析和处理数据 这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是多少？这些葡萄糖储存的能量是多少？ 这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？ 这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是多少？呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例是多少？ 这块玉米田的太阳能利用效率是多少？ (12+18)/1226756687.5kg