【课件】3.2生态系统的能量流动课件高二上学期生物人教版（2019）选择性必修2

问题探讨玉米鸡蛋人策略1：先吃鸡，再吃玉米；策略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。3.2生态系统的能量流动指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失过程科学方法研究能量流动的基本思路储存在体内的能量呼吸作用散失的能量储存在体内的能量呼吸作用散失的能量储存在体内的能量呼吸作用散失的能量能量输入个体1个体2个体3……能量输入种群能量存储能量散失

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。某一营养级

如果以种群为研究对象，能量流动的渠道为食物链，在分析时，可能因为食物网的复杂性而影响结果的准确性。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）食物链1有多少能量能够从玉米最终流向鲁滨逊？一、能量流动的过程A.玉米(第一营养级)的能量流动情况一、能量流动的过程食物链1能量输入生产者能量存储能量散失残枝败叶被分解者分解初级消费者摄入太阳能有机物中化学能热能形式：热能过程：有机物中化学能热能呼吸作用同化量=生产者固定的太阳能总量B.鸡(第二营养级)的能量流动情况一、能量流动的过程食物链1遗体残骸呼吸作用散失粪便摄入量=同化量+粪便量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呼吸作用热能散失遗体残骸呼吸作用散失粪便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呼吸作用热能散失一、能量流动的过程输入某营养级的总能量=粪便的能量属于初级消费者同化的能量=生长、发育和繁殖的能量=最高营养级的能量去向=该营养级同化的能量上一营养级同化的能量呼吸消耗的能量+用于生长、发育和繁殖的能量分解者利用的+下一营养级同化的能量呼吸作用散失+分解者利用利用箭头和文字表示能量的来源和去路，尝试构建该食物链完整的能量流动模型能量来源呼吸作用散失太阳能生产者能量去路每个营养级总能量固定的太阳能总量各级消费者上一个营养级生产者：各级消费者：同化总量=摄入量-粪便量流入下一营养级被分解者利用均属于用于自身生长、发育和繁殖的部分一、能量流动的过程一、能量流动的过程生产者呼吸初级消费者次级消费者呼吸分解者…三级消费者呼吸呼吸能量输入呼吸同化量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——输入、传递、转化和散失①②③④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。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？讨论2：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，能量流动是单向的一、能量流动的过程一、能量流动的过程流落荒岛的你是先吃鸡还是先吃玉米呢？由于每一营养级和分解者都需要呼吸作用以热能的形式散失掉一部分能量，营养级越高，散失的能量越多策略1：先吃鸡，再吃玉米；策略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。2.下图所示为某生态系统中能量流向物种甲后发生的一系列变化,下列有关叙述错误的是 (

)A.A表示物种甲同化的能量B.E表示物种甲呼吸散失的能量C.D表示分解者呼吸散失的能量D.A中的能量包括物种甲粪便中的能量

D3.下图为生态系统能量流动的部分图解,①代表一定的能量值。下列相关叙述正确的是 (

)A.生态系统的能量流动是循环进行的B.能量在沿食物链流动时逐级递减C.次级消费者属于第二营养级D.图中①代表呼吸作用所消耗的能量

B1.某岛形成一个相对封闭的生态系统,其主要食物链为植物→昆虫→候鸟→蝮蛇。下列说法正确的是 (

)A.能量的输入需要植物进行光合作用B.能量的散失通过昆虫、候鸟、蝮蛇进行C.能量的转化形式为光能→化学能D.蝮蛇是最高级消费者,所含能量最多A【例1】下图为某生态系统的能量流动简图,下列叙述错误的是()

A.甲是生产者,乙是消费者B.该生态系统是一个开放的系统C.能量通过光合作用固定并进入该生态系统,以热能的形式输出D.甲、乙和分解者所储存的能量之和是输入该生态系统的总能量DRaymondLindeman对能量流动做了定量分析《生态学的营养动态概说》

林德曼（1915-1942）赛达伯格湖优点：小、简单、稳定思考•讨论：分析赛达伯格湖的能量流动深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。03二、能量流动的特点03图中“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二、能量流动的特点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464.696.312.529362.813.52%62.818.82.129.312.620.06%12.67.5微量5.0能量流动过程中逐级递减自身呼吸散失分解者利用未利用能量在相邻两个营养级间的传递效率为

。10%～20%赛达伯格湖的能量流动数据分析能量传递效率=下一营养级同化量上一营养级同化量二、能量流动的特点从能量传递效率上看，能量为什么不能百分之百从一个营养级流到下一个营养级？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。二、能量流动的特点能量在流动过程中逐级递减，与能量守恒定律矛盾吗？

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。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。二、能量流动的特点二、能量流动的特点1.单向流动2.逐级递减各个营养级的顺序是不可逆的；且各个营养级的能量总是以呼吸散失热能。传递效率为10％～20％逐级递减的原因：自身呼吸消耗、被分解者分解、暂时未被利用。

如果一个生态系统在一段较长时间内没有能量输入（太阳能或现成的有机物），这个生态系统就会崩溃。

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。二、能量流动的特点——生命系统是开放系统能量分析生产者植食性动物肉食性动物分解者输入能量赛达伯格湖的能量流动数据分析464.662.812.614.6还有什么方法可以表示生态系统中能量流动逐级递减的特征？肉食性动物12.6植食性动物62.8生产者464.6如果将单位时间内各个营养级所得到的能量数值转换成相应面积（或体积）的图形，并将图形按照营养级的次序排列，可形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔。三、生态金字塔三、生态金字塔包括能量金字塔、数量金字塔和生物量金字塔肉食性动物12.6植食性动物62.8生产者464.6从生态金字塔的角度分析为什么生态系统中能量流动一般不超过5个营养级？三、生态金字塔思考：右图为某城市生态系统能量金字塔，为什么呈倒置状态也能维持生态系统的正常运行？从生态系统外输入大量的有机物三、生态金字塔草昆虫青蛙蛇三、生态金字塔数量金字塔数量金字塔出现倒置的原因三、生态金字塔当生产者个体数量比消费者个体大得多时，数量金字塔经常是倒置的树→昆虫→螳螂→黄雀三、生态金字塔生物量金字塔按照各级营养级生物干重绘制生物量金字塔出现倒置的原因三、生态金字塔当生产者个体小，寿命短，生物量金字塔也有可能倒置在海洋生态系统中，浮游植物的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，所以某一时刻调查到的浮游植物的生物量可能低于浮游动物的生物量。生态系统的能量流动是单向的、逐级递减的，人类无法改变这一规律，那么如何利用这一规律来指导生活和生产实践呢？四、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时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量间作套种多层育苗稻—萍—蛙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四、研究能量流动的实践意义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规律:

食物链越短，能量利用率越高能量传递效率=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%能量传递效率与能量利用效率的比较合理确定草场载畜量，麦田除草、除虫四、研究能量流动的实践意义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。①源头：②生理过程：③输入生态系统的总能量：“输入”“传递”“转化”“散失”太阳能食物链和食物网热能能量流动①途径：②形式

:①形式：②途径：光合作用生产者固定的太阳能总量细胞呼吸有机物中的化学能四、研究能量流动的实践意义1.共收割玉米约10000株，质量为6000kg。计算出其中共含碳2675kg，折算为葡萄糖6687kg。2.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。3.1kg葡萄糖储存1.6×104kJ能量。4.在整个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能总量为8.5×109kJ。①这些玉米的含碳量折算合成葡萄糖是多少？这些葡萄糖储存的能量是多少？储存的能量为：6687×1.6×104=1.07×108KJ②这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？玉米呼吸作用消耗的能量：2045×1.6×104KJ=3.272×107KJ③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？这些玉米固定的太阳能总量是：1.07×108+3.272×107=1.3972×108呼吸消耗能量占固定太阳能的比例为：3.272×107/1.3972×108=23.4％④这块玉米田的太阳能利用效率是多少？利用效率=1.3972×108/8.5×109=1.64%在草原上，牛以草为食，蜣螂以牛粪为食，假设牛同化的能量为105kJ。被牛同化的能量中约有多少流入蜣螂？()

A．0kJB．10.5kJC．21kJD．介于10.5kJ和21kJ之间A流经生态系统的总能量是()A.照射到该生态系统内所有植物体叶面上的太阳能

B.射进该系统的全部太阳能C.该系统全部生产者所固定的太阳能的总量D.生产者传递给消费者的全部能量C下图是两个农业生态系统的模式图。图a中农作物为人类提供的食物、为家禽和家畜提供的饲料，都与图b相同。哪个生态系统的能量能够更多地被人类利用？为什么？四、研究能量流动的实践意义（1）有哪些措施能增加流入农田生态系统的总能量？间作、套种等立体农业（2）及时去除农田中杂草的意义是什么？除草可以调整农田生态系统中能量流动关系，使能量可以持续高效地流向对人类最有益地部分。四、研究能量流动的实践意义选______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%能量传递效率的计算讨论4：若有草100kg，最少让鱼增重___kg讨论3：若有草100kg，最多让鱼增重___kg讨论1：若鱼增加1kg，最多消耗_____kg草讨论2：若鱼增加1kg，最少消耗_____kg草能量传递效率=下一营养级同化量上一营养级同化量×100%1002541草鱼虾米10%

~

20%能量传递效率的计算浮游植物浮游动物小鱼大鱼1000kg10%10%10%20%20%25kg1kg大鱼体重增加1kg，最多(至少）需要浮游植物多少千克能量传递效率的计算练.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．100kgB．44.5kgC．25kgD．15kgC能量传递效率的计算下图是一个食物网，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20g体重，至少需要消耗植物（）

A.900gB.500gC.200gD.600g能量传递效率的计算A能量传递效率的计算如图所示的食物网中，戊的食物有1/2来自于乙，1/4来自于丙，1/4来自于丁，且能量从生产者到消费者的传递效率为10%，从消费者到消费者的能量传递效率为20%。若戊体重增加20g，需要消耗植物（）A.1125gB.1600gC.2000gD.6500gC已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算，而需按具体数值计算。例如：在食物裢A→B→C→D中，能量传递效率分别为a％、b％、c%，若A的能量为M，则D获得的能量为M*a％*b％*c%如果是在食物网中，某一营养级同时从上一营养级多种生物获