生态系统中的能量流动-“江南联赛”一等奖-完整版获奖课件

1、下图是世界排名第一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。课堂导入生态系统中能量的输入、传递、转化和输出过程如何呢？ 本节目录学习导航自我检测学习探究知识储备探究点一能量流动的一般过程探究点二能量流动的基本特征探究点三研究生态系统中能量 流动的意义生态系统中的能量流动第一节生态系统是一个相对稳定的系统第2课时 生态系统中的能量流动学习导航1.通过教材P94调查、P95图47、48，建立生态系统 能量流动的一般性模型。2.对教材P96提供的数据进行分析，归纳出生态系统

2、能量 流动的基本特征。3.结合农田、草原、森林生态系统实际，阐明研究生态 系统能量流动的意义。生态系统能量流动的一般性模型、能量流动的基本特征。 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由许多条食物链彼此相互交错连接而成的复杂营养关系称为 。3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。4在“草兔狼”这条食物链中，草通过光合作用固定了太阳能，草属于第一营养级。兔生命活动需要的能量来自于 ，兔属于第 营养级， 消费者。狼生命活动需要的能量来自于 ，狼属于第 营养级， 消费者。 知识储备生产者、消费者、分解者、非生物 成分 食

3、物网 热能 ATP 草 二 初级 兔 三次级 探究点一能量流动的一般过程能量流动是生态系统重要的功能之一，请结合教材P94调查内容建立能量流动的一般过程。1某学习小组对一片稻田进行了调查，绘制出食物网如下：上述的食物网中，蛇的能量直接来自于 ，归根结底来自于 固定的太阳能。学习探究田鼠、蛙和食虫鸟 水稻、杂草等 2完成下图，分析生产者能量的来源和去路。(1)输入生产者的能量是指 。(2)生产者得到能量的三个主要去向分别是：在植物体生长发育的过程中经过 消耗掉，以 形式散发到环境中去；被 取食，流入第 营养级；被 分解，以 形式散发到环境中去。探究点一被植物吸收 被光合固定 呼吸消耗 构成植物体

4、 分解者 初级消费者 生产者通过光合作用固定到有机物中 的太阳能 呼吸作用 热能 初级消费者 二 分解者 热能 3模拟上述过程可以分析各个营养级的能量的输入、传递和输出的过程，建立生态系统能量流动的一般性模型，并分析：(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： 能或氧化无机物产生的 能有机物中的 能。输入总量： 。探究点一植食 分解者 顶级肉食 呼吸 太阳 化学光合 化能合成 光 化学 化学 生产者固定的全部能量 探究点一(2)能量的传递传递途径：_。传递形式：_。(3)能量的散失形式：_能。 能是能量流动的最终归宿。 一般途径：_。特殊途径

5、：动植物遗体形成煤炭、石油等，经过_放出热能。 食物链和食物网 有机物中的化学能 热 呼吸作用，包括各个营养级自身的呼吸消耗以及分 解者的呼吸作用 燃烧 热 探究点一1动物同化的能量摄入的能量粪便有机物中的能量，即摄入 的食物只有部分被同化。例如蜣螂利用大象的粪便获得能量，而 不能说蜣螂获得了大象的能量。2流入一个营养级的能量是指被这个营养级的生物所同化的全部能量。能量的来源与去路：一个营养级所同化的能量呼吸消耗的能量被下一营养级同化的能量分解者利用的能量未被利用的能量。探究点一1结合上面探究点一3中的生态系统能量流动的一般性模型，判断下列说法的正误。(1)当狼吃掉一只兔子时，就获得了兔子的全

6、部能量()(2)初级消费者的粪便量属于第二营养级的能量()(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发到环境中去( )(5)分解者的分解作用也是通过呼吸作用完成的()(6)能量aebi()(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()探究点二探究点二能量流动的基本特征学习探究能量在沿着食物链或食物网传递期间不断被消耗和传递，试结合奥德姆1957年对佛罗里达州的银泉水域生态系统的能流分析图解，总结能量流动

7、的基本特征。图中的数值表示能量值，单位：102 kJ/(m2a)(千焦每平方米年)；中间一排方框中的数值表示每一个营养级的生物所同化的总能量值；R表示呼吸消耗。观察上图思考：探究点二1第一营养级能否从第四营养级获取能量从而实现能量的循环利用？ 。2呼吸作用散失的热能能否再被生产者和其他所有生物直接利用？ 3由以上问题1、2可以得出能量流动具有 的特点。4生态系统能量流动的过程中，能量随着营养级的升高而出现什么样的变化？其原因是什么？5由以上问题4可以得出能量流动具有 的特点。不能。经过长期的自然选择，食物链中吃与被吃的关系不可逆转 不能 逐级减少。其原因是：(1)各营养级的生物都会因呼吸作用而

8、消耗掉相当大的一部分能量。(2)还有少部分能量随着残枝败叶或遗体等直接传递给了分解者。 逐级减少 单向流动 探究点二6一条食物链中一般不超过45个营养级的原因是什么？7流入第二、第三营养级的能量值，分别占上一个营养级同化的总能量值的比值是多少？8人们把一个营养级和它的上一个营养级所同化的能量值的比值称为林德曼效率，通过计算上图两个营养级间的林德曼效率，会发现其介于 之间。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。 第一营养级传递至第二营养级的传递效率为：141.10/871.27100%16.19%。第二营养级传递至第三营

9、养级的传递效率为：15.91/141.10100%11.28%。 10%20% 探究点二9若将各营养级所固定的总能量值的多少绘制成图，会形成什么形状？10下图为一能量金字塔，请分析(1)能量金字塔的塔基由 构成。(2)能量金字塔每一台阶的含义： 。(3)能量金字塔形状的象征含义： 。(4)能量金字塔的形状永远是 的。一个金字塔形，称之为能量金字塔。 生产者 每一营养级生物所固定的能量多少 能量沿食物链流动过程中是逐级减少的 正立 除能量金字塔外，还有两种生态金字塔：数量金字塔和生物量金字塔。(1)数量金字塔：数量金字塔是在生态系统中，每个营养级用有机体的数目来表示。一般来说，向下一个营养级传递

10、时，生物的体型增大，个体数目却减少。有时候数量金字塔会发生倒塔形。如成千上万的昆虫以一株树为生，数量金字塔就发生颠倒。探究点二(2)生物量金字塔：生物量金字塔是以单位空间内各营养级的有机物的干重为指标制作的金字塔。它也可能出现倒金字塔形，这是因为在湖泊、海洋生态系统中生产者的干重远远小于它的光合作用实际合成的有机物的量。 综上可知，只有能量金字塔永远是底宽上尖的正金字塔形。数量金字塔及生物量金字塔一般也是正金字塔形，但有时也会出现倒置的特殊形状的金字塔。探究点二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，

11、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。(2)能量在食物网中传递的计算若一食物网中，已知最高营养级增加能量为Na求最多消耗第一营养级多少时，按最长食物链，最低传递效率计算；b.求至少消耗第一营养级多少时，按最短食物链，最高传递效率计算。探究点二若一食物网中，已知第一营养级能量为Ma求最高营养级最多获得多少能量时，应按最短食物链，最高传递效率计算；b.求最高营养级最少获得多少能量时，应按最长食物链，最低传递效率计算。(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，

12、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C探究点二问题导析(1) 是流经该生态系统的总能量，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

13、不表示 通过次级消费者呼吸作用 散失 的热能 未利用能量 20% 探究点二探究点三研究生态系统中能量流动的意义学习探究某市在落实“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 。(2)有人说：“由于上述生态系统是人工设计的，所以其中营养级之间的林德曼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、间苗。这样做的目的是实现作物的良好生长， ，充分利用 ，将更多的 转化到我们的目标产物中去。多级利用 能量利用效率 不

14、对。营养级之间的林德曼效率只能介于10%20%之间。 合理密植 太阳光能 能量 探究点三林德曼效率与能量利用效率的比较(1)林德曼效率：计算公式为林德曼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林德曼效率约为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

15、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)。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林德曼效率()(4)微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量()(5)多途径利用农作物可提高该系统的能量利用效率()(6)沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用()(7)沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者()(8)沼气可以用来作燃料或者取暖，是“低碳经济，低碳生活”很好的体现()生产者固定 食物链和食物网 热能 热能

16、自我检测123请选择4自我检测1根据生态学的原理，要使能量流经食物链的总消耗最少， 人们应采取哪一种食物结构() A以禽类、蛋类为主 B以淡水养殖的鱼虾为主 C以谷物和植物蛋白为主 D以猪肉等家畜的肉类为主B请选择食物链短1234自我检测2下图食物网中的华南虎体重每增加1 kg，至少需要消耗植物()A10 kg B25 kg C50 kg D100 kgB请选择选用20%1234自我检测3“草兔子狐狸狼”为某草原上的一条食物链，下列 关于该食物链的说法中，正确的是() A.该食物链中兔子是初级消费者、第一营养级 B.兔子产生的粪便不属于兔子的同化量，而是草固定的能量 的一部分 C.根据能量金字塔可知，处于塔尖的狼，其个体体内的能量 少于兔子个体体内的能量 D.狐狸捕食一只兔子，则该兔子体