【生物】生态系统的能量流动第二课时课件 2023-2024学年高二上学期生物人教版选择性必修2

ENERGY第二节生态系统的能量流动ENERGYLITERACY核心素养核心素养概述生态系统能量流动的实践意义。尝试调查农田生态系统能量流动情况，探讨研究能量流动的实践意义，形成合理利用资源应遵循生态学原理和可持续发展的观念。生命观念分析生态系统能量流动的过程和特点。科学探究通过推算生态系统的能量传递效率，来解决相关问题，培养学生的分析、推理、综合的思维能力。社会责任科学思维分析生态系统能量的变化，发展学生的思维迁移能力。课标要求课标要求说出生态系统能量流动的概念。-01-分析生态系统能量流动的过程和特点。-02-概述研究生态系统能量流动的意义。-03-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。根据热力学第二定律，在封闭系统中，随着时间的推移，无序性将增加。生命系统是开放系统，可以通过获取能量来维持系统的有序性。与物理学方面的联系能量在流动过程中逐级递减。能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%~20%。思考讨论除了用图中数字表示外，还能用什么方法表示生态系统能量流动逐级递减的特点呢？通常以数字的形式表示能量的传递，如左图所示。模型法赛达伯格湖的能量流动JINZITA生态金字塔生态金字塔请同学们将赛达伯格湖的能量流动数据，用相应面积或体积的图形表示，并按营养级由低到高排列。植食性动物62.8464.6生产者肉食性动物12.6赛达伯格湖—能量金字塔10000JTIJIBIAOSHI体积表示法体积表示法10%10%10%10%1000J100J10J1J下面我们用正方体的体积来表示营养级所含能量。假设生产者含能量为10000J，传递效率为10%。JINZITA能量金字塔能量金字塔生产者初级消费者(食草动物)次级消费者(食肉动物)三级消费者10000J1000J100J10JJINZITA能量金字塔能量金字塔能量金字塔直观地反映出生态系统各营养级间能量的关系，由于能量在流动过程中总是逐级递减，因此能量金字塔通常都是上窄下宽的金字塔形。思考讨论人类位于食物链的顶端，从能量金字塔来看，人口数量日益增长，这会对地球上现有的生态系统造成什么影响？人口数量日益增长，会要求低营养级有更多的能量流入人类所处的营养级。也就是说，人类所需要的食物会更多，将不得不种植或养殖更多的农畜产品，会给地球上现有的自然生态系统带来更大的压力。塔基的大小体现了进入生态系统能量的多少，决定着该生态系统承载供养生物的数量。生产者初级消费者次级消费者人10000J1000J100J10J塔基数量金字塔数量金字塔如果表示各个营养级的生物个体的数目比值关系，就形成数量金字塔。假设草原上各个营养级的生物数量：草150万株植食性动物20万头肉食性动物19万头肉食性动物210头草（150万株）肉食性动物1肉食性动物2植食性动物20万数量金字塔往往也是“上窄下宽”的金字塔形。生物量金字塔生物量金字塔用同样的方法表示各个营养级生物量（每个营养级所容纳的有机物的总干重）之间的关系，就形成生物量金字塔。浮游生物(809g/m2)一级肉食者(11g/m2)二级肉食者(1.5g/m2)草食者(37g/m2)美国生态学家奥德姆，提出的：弗罗里达州银泉生态系统生物量金字塔生物量金字塔大多也是上窄下宽的金字塔形。一般来说，植物的总干重通常大于植食性动物的总干重，而植食性动物的总干重也大于肉食性动物。生态金字塔生态金字塔能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔统称为生态金字塔。能量金字塔数量金字塔生物量金字塔思考讨论思考讨论数量金字塔和生物量金字塔分别在什么情况下，可能是“上宽下窄”倒置的金字塔形呢？昆虫2万只树200株夏季某温带森林数量金字塔人动物植物某城市生态系统数量金字塔浮游动物21g/m2浮游植物4g/m2英吉利海峡生物量金字塔思考讨论思考讨论哪种指标构建的金字塔能更客观的表示生态系统能量传递规律，不出现倒置现象呢？能量金字塔随着营养级的升高，能量传递越来越少。能量逐级递减是所有生态系统中都具备的特点。所以，能量金字塔能够更客观、准确的表示能量在各营养级间的传递规律。研究能量流动的实践意义3.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。如：草场放牧（合理放牧）2.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。如：生态农业中秸秆的多级利用、桑基鱼塘（实现对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率）。1.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。如：间种套作、多层育苗、立体农业。调查当地的稻田生态系统1.该稻田除水稻外，还有哪些生产者？2.初级消费者有哪些？他们对水稻有利还是有害？对这些初级消费者，农民分别采取了哪些措施？3.次级消费者有哪些？它们与水稻是什么关系？4.农民对水稻秸秆是如何处理的？5.农民利用什么方法提高水稻的光能利用率？思考问题调查当地的稻田生态系统当地农民对害虫、杂草、秸秆的处理措施通常如下：使用除草剂对杂草进行处理。使用杀虫剂对害虫进行处理。部分喂牛、部分焚烧。水稻的根可在田里沤肥。调查当地的稻田生态系统结合左图，提出提高稻田产量，使稻田能量最大限度流入人类的新措施。提高水稻光合效率、减少杂草的竞争、减少害虫取食造成能量流失。是否能将害虫与杂草中能量通过二次转化，被人类利用？实施措施太阳能水稻杂草益虫害虫人？鸭鸭的存在，既减少了杂草，也减少了害虫，使能量更多流向人类的同时，也提高了水稻对光能的利用。稻—鸭共作稻田生态系统如何有效利用水稻下层的光能，增加流向人类的能量呢？稻—萍—鸭共作稻田生态系统在空间上进行合理配置，增大流入生态系统的总能量、提高了能量利用率。深入探究收获水稻后，秸秆、稻壳等部位如何处理呢？怎么让其中的能量更多的流向人类？太阳能水稻秸秆焚烧牛一级利用饲料人二级利用粪沼气池食用菌菌渣猪、羊粪三级利用二级利用三级利用知识小结知识小结3.利用生态系统的能量流动规律，对其合理改造，使人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。使能量最大限度流向对人类有益的方向。1.生态金字塔能够直观的表征食物网各营养级之间的关系。2.生态金字塔可以用生态系统各营养级的个体数量、生物量和能量表示。思维训练思维训练阅读教材P59页，计算数据：1.这些玉米的含碳量折合成葡萄糖(C6H12O6)是多少？这些葡萄糖储存的能量是多少？2.这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？

思维训练思维训练阅读教材P59页，计算数据：3.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？4.这块玉米田的太阳能利用效率是多少？

当堂检测当堂检测1.某生态系统中存在食物链“马尾松→松毛虫→杜鹃”,下图表示松毛虫摄入能量的流动方向，下列叙述正确的是(

)A.该食物链中的生物在数量上呈正金字塔模型B.松毛虫和杜鹃之间的能量传递效率可用E/A表示C.由松毛虫流入分解者的能量可用C+D+F表示D.若迁走全部杜鹃，松毛虫的种群数量将呈“J”形增长B当堂检测当堂检测2.设某生态系统中具有单一食物链结构，与某种群有关的能量流动情况如右图所示。A、B、C、D、E代表能量值。下列有关说法正确的是(

)D.正常情况下，下一个营养级所获得的能量为C的10%~20%A.该种群各个体粪便中含有的能量，为A的一部分B.该种群未被生态系统利用的能量为E与D之和C.该营养级之后的所有营养级所需的能量全部来自CD当堂检测当堂检测3.如图表示某一生态系统的能量金字塔,其Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同营养级的生物,E1、E2代表两种能量形式。下列有关叙述正确的是()CA.

Ⅰ和Ⅳ是实现生态系统物质循环的关键成分B.生态系统中同一层营养级生物组成生物群落C.E1表示的能量主要是通过光合作用固定的D.生态系统中的物质在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ之间循环利用当堂检测当堂检测4.用各营养级生物的能量、数量构建的金字塔分别称为能量金字塔、数量金字塔。在某一栎林中，第一营养级生物为栎树，第二营养级生物为昆虫，第三营养级生物为蛙、蜥蜴和鸟，第四营养级生物为蛇。该栎林能量金字塔的示意图是()BABCD当堂检测当堂检测5.“稻-鸭-萍”共作是一种新兴的生态农业模式．其中，水生植物红萍（满江红）适生于荫蔽环境，可作为鸭子的饲料，鸭子能吃有害昆虫并供肥，促进水稻生长。对以此模式形成的生态系统，下列叙述不正确的是（）A.生物群落由水稻、红萍、鸭子和有害昆虫组成B.放养鸭子的数