高中生物同步备课系列【备课件】3.2.1 生态系统的能量流动-人教2019版选择性必修2

第三章生态系统及其稳定性第2.1节生态系统的能量流动学习目标分析生态系统能量流动的过程和特点（生命观念、科学思维）0102概述研究能量流动的实践意义（科学思维、社会责任）尝试调查农田生态系统中的能量流动情况（科学探究）03···问题探讨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。方案1方案2你认为以上哪种生存策略能让你维持更长时间来等待救援？应该先吃鸡，再吃玉米（即选择1）。若选择2，则增加了食物链的长度，能量在流动过程中逐级减少，最后人获得的能量较少。新课讲授1一、能量流动的过程生态系统中能量的

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和

的过程，称为生态系统的能量流动。能量流动的概念输入传递转化散失注意·说明生态系统的生存和发展离不开能量供应，即能量必须不断地从非生物环境输入到生物群落，并沿着食物链（网）传递，才能维持生态系统中各种生命活动的正常进行。科学方法研究能量流动的基本思路能量输入个体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如果将这些个体作为一个整体来研究，那么应该如何构建模型？分析：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。能量流动的过程（1）能量流动的过程示意图呼吸作用生产者三级消费者分解者呼吸作用呼吸作用初级消费者呼吸作用次级消费者呼吸作用①能量的源头：太阳光②能量进入生态系统的过程：光合作用③能量形式的转换：光能→生物体内有机物中的化学能→热能④流经一个生态系统的总能量是生产者固定太阳能的总量⑤能量传递的途径：食物链和食物网⑥能量传递的形式：有机物中的化学能⑦能量散失的主要途径：呼吸作用（包括各营养级生物自身的呼吸作用及分解者的呼吸作用）⑧能量散失的主要形式：热能⑨箭头由粗到细表示流入下一个营养级的能量逐级递减。注意·说明流经一个生态系统的总能量是生产者固定太阳能的总量，而并非照射到这个生态系统中的太阳能。因为有相当一部分的太阳辐射没有被生产者“捕捉”和固定。（2）能量流动的定性分析①个体与种群的关系能量输入个体储存在体内有机物中的能量呼吸作用散失的热能能量输入能量储存能量散失种群构成②营养级之间的能量流动分析（从第一营养级流向第二营养级）太阳能下一个营养级W1D1B1C1D1A1自身呼吸作用消耗流向分解者A2B2C2D2自身呼吸作用消耗流向分解者太阳能下一个营养级W1D1B1C1D1A1自身呼吸作用消耗流向分解者A2B2C2D2自身呼吸作用消耗流向分解者W1:流经整个生态系统的总能量是生产者固定太阳能的总量，W1=A1+(B1+C1+D1)A1：在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失掉的能量。(B1+C1+D1)：用于生产者的生长、发育和繁殖的总能量B1：现存的植物体内的能量。太阳能下一个营养级W1D1B1C1D1A1自身呼吸作用消耗流向分解者A2B2C2D2自身呼吸作用消耗流向分解者C1:生产者流向分解者的能量D1：流向下一个营养级的能量，D1=A2+(B2+C2+D2)A2+B2+C2+D2依次为第二营养级的呼吸量、现存量、分解者的分解量、流入第三营养级的能量。将上述分析归纳如下：呼吸作用消耗用于生长、发育、繁殖的能量某一营养级同化的能量下一个营养级摄入体内遗体残骸同化为自身的能量粪便分解者注意·说明每一营养级所同化的能量最终有三个去向：一部分在自身呼吸作用中以热能的形式散失；一部分随生物遗体、残落物、排泄物等被分解者分解；一部分被下一个营养级的生物（最高营养级生物除外）同化。思考·讨论讨论生态系统中的能量流动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？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？遵循，生态系统是一个开放的能量耗散系统，太阳能必须不断地输入生态系统中才能满足各营养级生物对能量的需求，但生态系统从属于“物理系统”其能量流动和转化遵循能量守恒定律。不能。当能量沿食物链流动时，每个营养级的生物都要进行呼吸作用，释放一部分热能，这部分热能一旦散失，生产者是不能固定的，因此，能量不能循环流动。能量流动的传递（1）能量流动过程分析：输入第一营养级的能量，一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了；另一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖等生命活动，储存在植物体的有机物中；在后一部分能量中一部分随着植物遗体和残枝败叶等被分解者分解而释放出来，还有一部分则被初级消费者——植食性动物摄入体内；被植食性动物摄入体内的能量，有一小部分存在于动物排出的粪便中，其余大部分则被动物体同化，这样能量就从第一营养级流入第二营养级。能量流动的传递（1）能量流动过程分析：流入第二营养级的能量：一部分在初级消费者的呼吸作用中以热能形式散失；另一部分用于初级消费者的生长、发育和繁殖等生命活动，其中一些以遗体残骸的形式被分解者利用。如果初级消费者被次级消费者捕食，能量就流入了第三营养级。能量在第三、第四营养级的变化，与第二营养级的情况大致相同。生态系统中的能量流动。摄入量分解者通过呼吸作用以热能形式散失用于该营养级生物的生长、发育和繁殖等；储存与生物体内下一个营养级体内遗体残骸同化为自身的能量以粪便形式排出初级消费者消化初级消费者同化的总能量未同化量吸收食物残渣能量流动的传递（2）各个营养级的能量来源：流入某一营养级的能量是指被这个营养级生物同化的全部能量。能量来源a.生产者的能量主要来自太阳能。b.消费者的能量来自上一个营养级同化的能量。（3）能量的分流：每一营养级的生物获得的能量都有三个去向：①一部分在该营养级生物的呼吸作用中以热能形式从生物群落散失到大气中②一部分流入下一个营养级的生物（最高营养级生物除外）体内③一部分随动植物遗体、残枝败叶、排泄物等被分解者分解利用。注意·说明（1）摄入量与同化量的区别：除第一营养级生物外，某一营养级生物摄入体内的能量并不是该营养级生物的同化量，因为有一小部分能量存在于动物排出的粪便中，最终被分解者分解释放出来。因此，真正流入下一个营养级的能量应该是下一个营养级的同化量，即同化量=摄入量-粪便量，粪便实际上是上一个营养级生物的同化量。分解者的能量来自生产者和消费者。（2）能量的输入并非只有光合作用，在极少数特殊空间，如深海热泉口生态系统，能量的输入是通过特殊细菌的化能合成作用来实现的。能量的散失（1）形式：一部分以热能的形式散失，另一部分能量用于生物体的各项生命活动。（2）过程：有机物

（化学能）

（3）特殊途径：古代动植物遗体形成的煤、石油等，经工业燃烧产生的热能。