生态系统的能量流动课件-高二上学期生物人教版必修3

问题探讨若你像小说中的鲁滨逊那样，流落在一荒岛上，除了饮用水之外没有任何食物。你随身带的食物只有一只母鸡、15Kg玉米。以下哪种策略能让你维持更长时间来等待救援：A.先吃鸡再吃玉米。B.先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。生产者消费者分解者非生物的物质与能量输入散失散失散失传递、转化光合作用化能合成作用呼吸作用食物链食物网个体能量流动的分析就一个生物个体（如人）而言，能量是如何输入、储存和散失的？能量输入个体1呼吸作用散失的能量储存在体内的能量个体2呼吸作用散失的能量储存在体内的能量个体3呼吸作用散失的能量储存在体内的能量……种群的能量又是如何流动的呢？能量输入种群能量储存能量散失研究生态系统的能量流动一般在群体水平上。分析能量流动的基本思路是怎样的？生态系统的能量流动的研究对象：种群或“营养级”为单位草羊狼第一营养级第二营养级第三营养级生产者初级消费者次级消费者①小草的能量来自哪里?②照射在草地上的太阳能如何被小草吸收?

这些能量都被小草吸收了吗?③小草吸收了太阳能后,这些能量有哪些去向?1、能量流经第一营养级过程分析呼吸作用散失(热能)用于生长、发育、繁殖等生命活动分解者初级消费者摄食能量流经第一营养级示意图太阳生产者经过光合作用固定的太阳能遗体、残枝败叶未被利用初级消费者摄入（吃进）的能量能都被利用吗？思考羊的摄入量就是羊的同化量吗？羊同化的能量都到哪里去了？摄入量:下一个营养级通过捕食的方式从上一个营养级获得的能量.同化量:经同化作用所吸收的能量同化作用是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身物质，并且储存能量的过程。(同化量=摄入量—粪便量）粪便量用于生长、发育、繁殖遗体残骸分解者次级消费者摄入体内初级消费者者摄入量同化量呼吸散失（未被利用）能量在第二营养级中的变化初级消费者摄入初级消费者同化用于生长发育和繁殖次级消费者摄入分解者利用遗体残骸粪便呼吸作用散失呼吸作用散失能量在第二营养级中的变化粪便量用于生长、发育、繁殖遗体残骸被分解者分解顶级消费者者摄入量同化量呼吸散失能量在最高营养级中的变化（未被利用）同化量=摄入量－粪便量=呼吸作用散失量＋用于生长、发育、繁殖的量（储存于生物体内的）=呼吸作用散失量＋下一营养级同化量＋被分解者利用的量注意：某生物的粪便量不属于该生物所处的营养级的同化量，而应属于上一营养级同化的能量（上一营养级被分解者利用的能量）。呼吸呼吸呼吸分解者呼吸太阳能生产者（植物）初级消费者（植食动物）次级消费者（肉食动物）呼吸三级消费者（肉食动物）总结：能量流动过程----输入、传递、转化、散失输入：输入生态系统的总能量：生产者固定的太阳能传递：能量在生物群落中传递的形式：转化：热能太阳光能化学能光合作用呼吸作用散失：能量散失的途径和形式：呼吸作用以热能形式散失有机物中的化学能生产者(植物)呼吸初级消费者(植食动物)呼吸次级消费者(肉食动物)呼吸分解者…呼吸三级消费者(肉食动物)呼吸图5—7中箭头的方向表示什么？箭头的由粗到细表示什么？能量的最终去向有哪三个？能量流动的方向能量由多到少一部分通过呼吸作用以热能形式散失，一部分流向下一营养级，一部分流向分解者。生产者(植物)呼吸作用初级消费者(植食动物)呼吸作用次级消费者(肉食动物)呼吸作用分解者…呼吸三级消费者(肉食动物)呼吸作用从方向和数量两个方面，思考并讨论能量流动的特点。生产者(植物)呼吸作用初级消费者(植食动物)呼吸作用次级消费者(肉食动物)呼吸作用分解者…呼吸三级消费者(肉食动物)呼吸作用（1）方向：单向流动

②能量不可循环利用①低营养级高营养级（2）数量：逐级递减

定性分析：思考与讨论:１．生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律，为什么？

在生态系统中，能量的形式不断转换，如太阳辐射能通过绿色植物的光合作用转变为储存于有机物化学键中的化学能；动物通过消耗自身体内储存的化学能变成爬、跳、飞、游的机械能。在这些过程中，能量既不能凭空产生，也不会消灭，只能由一种形式转变为另一种形式。因此，对于生态系统中的能量转换和传递过程，都可以根据热力学第一定律进行定量计算。

输入某营养级的总能量＝呼吸作用消耗的能量＋分解者分解的能量＋流入下一营养级的能量２．流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统？

能量在生态系统中的流动，很大部分被各个营养级的生物利用，通过呼吸作用以热能的形式散失。散失到空间的热能不能再回到生态系统参与流动。因为至今尚未发现以热能作为能源合成有机物的生物

太阳能未固定植食性动物62.8分解者14.6呼吸作用122.662.812.529396.3未利用327.312.62.129.318.8肉食性动物12.67.55.0微量赛达伯格湖的能量流动图解生产者464.6定量定时分析：（1）根据赛达伯格湖能量流动图解完成下列表格（2）计算相邻两个营养级间能量传递效率。各营养级之间的传递效率在多大范围内?传递效率=本营养级的同化量（流入本营养级）后一营养级的同化量（流入后一个营养级）×100%从第一营养级到第二营养级的传递效率从第二营养级到第三营养级的传递效率=62.8/464.6=13.5%=12.6/62.8=20.06%结论：相邻营养级的传递效率大约是10%—20%。营养级流入能量输入下一营养级能量呼吸作用散失分解者利用未利用能量传递效率生产者464.662.896.312.5植食性动物62.812.618.82.1肉食性动物12.67.50.113.5％20.1％29329.35.0一部分通过该营养级的呼吸作用散失了。一部分作为遗体或残枝败叶而被分解者所分解。还有一部分进入下一营养级（被捕食）。

提示：流入某一营养级的能量主要有以下去向：所以，流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一营养级。（3）．流入某一营养级的能量，为什么不是百分百地流到下一营养级？

逐级递减:单向流动:生产者次级消费者三级消费者初级消费者不能循环，不可逆转能量在沿食物链流动的过程中是逐渐减少的

在相邻两个营养级中的传递效率大约是10%—20%总结：能量流动的特点原因：a.食物链中生物间捕食关系不可逆。b.能量以热能形式散失后，不可重复利用。原因：a.自身呼吸作用消耗、b.分解者利用、c.未利用。能量金字塔可以更直观地体现能量流动的特点。问题探讨若你像小说中的鲁滨逊那样，流落在一荒岛上，除了饮用水之外没有任何食物。你随身带的食物只有一只母鸡、15Kg玉米。以下哪种策略能让你维持更长时间来等待救援：A.先吃鸡再吃玉米。B.先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。增加了食物链的长度，能量逐级递减，最后人获得的能量较少10%~20%生产者10%~20%初级消费者次级消费者10%~20%……为什么一般的食物链上营养级不会多于5个？答：根据能量传递效率为10%-20%计算，流入到下一营养级能量是很少的。所以营养级越高生物种类和数量就越少。当能量流经4-5个营养级，所剩的能量就少到不足以再维持下一营养级的生命了。

根据生态系统中能量流动逐级递减的特点和规律，营养级越高，可利用的能量就越少，老虎在生态系统中几乎是最高营养级，通过食物链（网）流经老虎的能量已减到很少的程度。因此，老虎的数量将是很少的。故“一山不容二虎”有一定的生态学道理。2.为什么说“一山不容二虎”?1.为什么肉类食品的价格比小白菜价格高？1、帮助人们科学规划、设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用。研究能量流动,能否想办法提高能量传递效率？只能提高能量

效率，实现多级利用。不能提高传递效率利用*2、帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。农民经常在农田里除草、灭虫。从生态系统能量流动的角度,这样做的目的是?调整能量流动方向,使能量更多地流向对人类有益的农作物。*生物富集作用通过食物链和食物网的各营养级，使某些污染物，如放射性化学物质和合成农药等，在生物体内逐步浓集的趋势。而且随着营养级的不断提高，有害污染物的浓集程度也越高，最高营养级的肉食动物最易受害。由单位时间内各营养级所得到的能量数值，由低到高绘制的图形。在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动的过程中消耗的能量就越多，能量流动是单向、逐级递减的。能量金字塔

任何生态系统都需要不断得到能量补充，以便维持生态系统的正常功能。如果一个生态系统在一段较长的时间内没有能量输入，这个生态系统就会崩溃。

生物数量金字塔：按生物的个体数量表示。生产者（野草）5842424株；初级消费者（草原动物、昆虫）708624只；次级消费者（肉食动物、吃昆虫的小鸟）354904只；三级消费者（肉食动物、吃小鸟的鹰）3只。树昆虫小鸟例外如果将每个营养级的生物数量,按营养级由低到高绘制成图,就得到数量金字塔。数量图形也是正金字塔形吗?思考：生物量金字塔：按生物的质量表示。生产者（大叶藻）4800万吨；初级消费者（吃大叶藻的小鱼虾）1200万吨；次级消费者（吃小鱼虾的大鱼）17万吨；三级消费者（吃大鱼的鱼）3万吨。例外浮游植物浮游动物小鱼如果将每个营养级的生物量,按营养级由低到高绘制成图,就得到生物量金字塔。生物量金字塔是正金字塔形吗?思考：生物量：每个营养级所容纳的有机物的总干重能量金字塔永远是正金字塔形，而数量和生物量金字塔有时倒置。能量金字塔数量金字塔生物量金字塔形状特点象征意义含义100001000100101高低能量高低营养级100001000100101高少数量高低营养级100001000100101高少生物量高低营养级呈正金字塔形一般呈正金字塔形一般呈正金字塔形能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性生物个体数目沿食物链中随营养级而逐级递减生物量(现存生物有机物的总质量)沿食物链流动逐级递减食物链中每一营养级生物所含能量多少每一营养级生物个体数目每一营养级生物的有机物总量生物金字塔1．某同学绘制了如图所示的能量流动图解,下列叙述正确的是(

)A．生产者固定的总能量可表示为(A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2)B．由生产者到初级消费者的能量传递效率为D2/W1C．初级消费者摄入的能量为(A2+B2+C2)D．W1=D1+D2A选______的食物链选传递效率_____生产者最少消耗选传递效率_____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%最大10%最小1.正推类型：A→B→C→D解题思路：至少按最小效率（10%）计算最多按最大效率（20%）计算若A总重1000KG体重，至少（或最多）能使D增重多少千克？1000Kg×10%×10%×10%﹦1Kg1000Kg×20