生态系统的能量流动（第一课时）【知识精讲+备课精研】 高二生物 课件（人教版2019选择性必修2）

第3章

生态系统及其稳定性第2节

生态系统的能量流动（第一课时）教学目标目标010203利用图示、模型构建生态系统的能量流动过程。(科学思维)通过学习生态系统的能量流动过程，建立物质和能量观。(生命观念)认同利用能量流动规律，更加科学、有效地利用生态系统中的资源。(社会责任)情景材料一合作探究一：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？

假设你像小说中的鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，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1只母鸡、15Kg玉米。方案1方案2先后一部分吃鸡蛋一部分选择人数：_________选择人数：________能量的输入能量的散失生态系统

一切生命活动都伴随着能量的变化。没有能量的输入，也就没有生命的生态系统一、能量流动1.概念：生态系统中能量的_____、_____、_____和_____的过程。输入传递转化散失合作探究二：研究能量流动我们可以采用什么科学方法呢？能量输入个体1储存在体内的能量呼吸作用散失的能量个体2储存在体内的能量呼吸作用散失的能量个体3……能量储存种群能量散失能量输入将这些个体作为一个整体来研究

以个体为研究对象，有很大的局限性和偶然性，如果个体死亡，数据可能不准确；不同个体间差异过大。某营养级将一个营养级的所有种群作为一个整体能很好地避免以个体和种群为研究对象带来的不足，提高结果的准确性。一、能量流动2.科学方法：研究能量流动的基本思路二、能量流动的过程合作探究三：请同学们自主阅读教材P54-55，小组合作思考讨论完成问题。

1.输入生态系统的的能量来源是什么？2.输入第一营养级的能量有几个去路？分别是什么？3.植物用于自身生长、发育、繁殖的能量有几个去路？分别是什么？4.初级消费者摄入的能量全部转化为自身的能量了吗？摄入的能量去路有几个？分别是什么？5.某一营养级的“粪便”中能量应属于谁的同化量？6.结合营养级能量的去路，构建出能量流经生态系统的过程模型。二、能量流动的过程1.能量流经玉米（第一营养级）过程：1%固定(同化)99%散失生产者固定的太阳能呼吸作用散失（热能）用于生长发育和繁殖分解者残枝败叶未利用初级消费者（植食性动物）（1）输入生态系统的总能量：生产者固定的太阳能合作探究四：所有生态系统中输入的总能量都只有生产者固定的太阳能吗？在人工生态系统中，总能量还有人工补充的能量（例如饲料、饵料等）实战训练

1.流经神农架国家级自然保护区的总能量是()A.该保护区中生产者体内的能量B.照射到该保护区中的全部太阳能C.该保护区中生产者所固定的太阳能D.该保护区中所有生产者、消费者、分解者体内的能量二、能量流动的过程2.能量流经鸡（第二营养级）过程：合作探究五：鸡吃玉米后能将摄入的玉米全部同化吗？初级消费者摄入遗体残骸呼吸作用热量散失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粪便摄入量=同化量+粪便量粪便属于上一营养级的同化量二、能量流动的过程3.能量流经人（最高营养级）过程：合作探究六：最高营养级同化的能量去向有哪些？呼吸作用散失用于自身生长发育繁殖人摄入粪便人同化遗体残骸最高营养级的能量去向：①呼吸作用散失；分解者利用分解者利用（呼吸作用散失）合作探究七：通过以上学习，你能总结出各营养级同化的能量去向有哪些有何共同点呢？呼吸作用散失生长发育繁殖分解者（残枝败叶）下一营养级摄入生产者固定的太阳能未被利用（草根）散失粪便下一级同化量呼吸作用散失分解者（遗体残骸）下一营养级摄入

未被利用（活体石油煤炭）同化量=摄入量-粪便量同化量=呼吸散失+生长发育繁殖同化量=呼吸散失+下一级

+分解者

+未利用生产者同化量二、能量流动的过程实战训练

2.在由草、兔、狐组成的一条食物链中，兔经同化作用所获得的能量的去向不应该包括A.通过兔呼吸作用释放B.通过兔的粪便流入分解者体内C.通过狐狸的粪便流入分解者体内D.流入狐狸体内实战训练

3.在一定时间内，某生态系统中全部生产者固定的能量值为a，全部消费者所获得的能量值为b，全部分解者所获得的能量值为c，则a、b、c之间的关系是A.a＝b＋c

B.a>b＋cC.a<b＋c

D.c<a＋b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二、能量流动的过程4.某营养级的能量最终去向：5.某营养级的能量某段时间内的能量去向：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未被利用的能量合作探究八：请尝试构建食物链的能量流动模型。呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用生产者（绿色植物）初级消费者（植食性动物）次级消费者（肉食性动物）三级消费者（肉食性动物）呼吸作用……分解者二、能量流动的过程①能量流动的渠道是

。②能量散失的途径是各种生物的

(代谢过程)。③流动过程中能量的转化是太阳能→

→

。食物链和食物网呼吸作用有机物中的化学能热能

①源头：

。②起点：从

开始。③流入生态系统总量：

。

④主要方式：__________。⑤能量转化：

。

能量流动概念生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程过程输入生产者固定太阳能生产者固定的太阳能总量光能化学能光合作用①传递渠道：

。②传递过程：食物链和食物网传递转化太阳能化学能热能ATP中活跃的化学能散失①大部分热能形式散失，②需要分解者的分解作用和每一级生物的呼吸作用生产者→初级消费者→次级消费者……太阳能二、能量流动的过程生态系统中的能量流动思考.讨论二、能量流动的过程合作探究九：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？

遵循能量守恒定律。能量在生态系统中流动、转化后，一部分储存在生态系统（生物体的有机物）中，另一部分在呼吸作用中以热能的形式散失，两者之和与流入生态系统的能量相等。合作探究十：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。合作探究十一：能量的流动有何特点呢？两营养级之间传递效率为多少呢？分析赛达伯格湖的能量流动三、能量流动的特点思考.讨论RaymondLindeman林德曼（1915-1942）赛达伯格湖

1941年美国耶鲁大学生态学家林德曼发表了《一个老年湖泊内的食物链动态》的研究报告。他对50万平方米的赛达伯格湖作了野外调查和研究后用确切的数据说明，生物量从绿色植物向食草动物、食肉动物等按食物链的顺序在不同营养级上转移。植食性动物

62.862.8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327.32932.118.829.312.6肉食性动物

12.6微量7.55.0122.614.6三、能量流动的特点分析赛达伯格湖的能量流动思考.讨论合作探究十一：用表格的形式，将图中的数据进行整理。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464.696.312.529362.862.818.82.129.312.612.67.5微量5.0能量流动过程中逐级递减三、能量流动的特点分析赛达伯格湖的能量流动思考.讨论合作探究十一：用表格的形式，将图中的数据进行整理。合作探究十二：计算“流出”该营养级能量占“流入”该营养级能量的百分比。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464.696.312.529362.862.818.82.129.312.612.67.5微量5.0三、能量流动的特点分析赛达伯格湖的能量流动思考.讨论20.06%13.52%能量传递效率=下一营养级同化量上一营养级同化量×100%注意：能量在相邻两个营养级间的传递效率为

。10%～20%合作探究十三：流入某一营养级的能量为什么不会百分之百地流到下一个营养级？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464.696.312.529362.862.818.82.129.312.612.67.5微量5.0三、能量流动的特点分析赛达伯格湖的能量流动思考.讨论20.06%13.52%合作探究十三：流入某一营养级的能量为什么不会百分之百地流到下一个营养级？

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。合作探究十四：通过以上分析，你能总结出什么规律？三、能量流动的特点分析赛达伯格湖的能量流动思考.讨论合作探究十四：通过以上分析，你能总结出什么规律？单向流动②通过呼吸作用散失的热能不能再次被利用①食物链中的捕食关系不能逆转能量流动特点逐级递减原因总有一部分能量经自身呼吸消耗、被分解者分解、未被下一个营养级利用。（能量传递效率为10%～20%）原因合作探究十五：能量在流动过程中逐级递减，与能量守恒定律矛盾吗？为什么？

不矛盾。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。能量守恒定律可以用于衡量流入某个生态系统的总能量，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。三、能量流动的特点合作探究十五：能量在流动过程中逐级递减，与能量守恒定律矛盾吗？为什么？

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。如果一个生态系统在一段较长时期内没有能量（太阳能或化学能）输入，这个生态系统就会崩溃。实战训练

4.(2021·北京市平谷区第五中学高二月考)下图是某个农业生态系统的结构模式图，该图中表示生态系统能量流动的箭头是A.①②③B.①③⑤C.①③④D.①②③④⑤四、能量流动的相关计算1.能量传递效率的计算公式：（1）能量传递效率=下一营养级同化量上一营养级同化量×100%（2）在食物网中能量传递效率“最值”计算正推：知低营养级求高营养级获能量最多选最短食物链，按×20%计算获能量最少选最长食物链，按×10%计算逆推：知高营养级求低营养级需能量最多选最长食物链，按÷10%计算需能量最少选最短食物链，按÷20%计算两个营养级之间，不是两个体之间实战训练

5.右图表示某生态系统食物网的图解，猫头鹰体重每增加1kg，至少消耗A约（

）

A．100kg

B．44.5kg

C．25kg

D．15kg四、能量流动的相关计算1.能量传递效率的计算公式：(3)在能量分配比例已知时，按比例分别计算，最后相加。例：在右图的食物网中，如果C从B、F中获得的能量比为3∶1，C增重1kg，则最少需要消耗A多少kg？消耗A最少，按最高传递效率20%计算（前级是后级5倍）：沿食物链A→B→C逆推：3/4kgX5X5＝75/4kg沿食物链A→D→E→F→C逆推：1/4kgX5X5X5X5＝625/4kg75/4kg+625/4kg=175kg