《3.2 生态系统的能量流动（第1课时）》参考课件1

生态系统的能量流动

假设你像小说中鲁滨逊那样，流落到一个荒岛上，那里除了能饮用的水以外，几乎无任何食物。你随身尚存食物只有一只母鸡、15Kg玉米种子。讨论：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？策略1先后先一部分策略2一部分

请给鲁滨逊一个“先吃鸡”的理由！问题探讨一、能量流动概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失过程。“输入”—“传递”—“转化”—“散失”—绿色植物通过光合作用固定太阳能是能量输入主要途径能量沿食物链和食物网的营养级逐级传递通过细胞呼吸以热能形式散失【瞻前顾后】有氧呼吸反应式C6H12O6+6O2+6H2O

6CO2+12H2O+能量（2870KJ）酶

热能

（1709kJ）ATP(1161kJ)

能量流经一个种群的情况表示如下：

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。二、研究能量流动的基本思路

如果将该种群作为一个整体来研究，则左图可以概括成下图形式，从中可以看出分析能量流动的基本思路。若以种群为研究对象，能量流动的渠道为食物链，可能因为食物网的复杂性而影响结果的准确性。若将一营养级的所有种群作为一个整体，则左图将概括为何种形式呢？种群能量输入能量储存能量散失可以比较精确地测量每一个营养级能量的输入值和输出值。某营养级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：第一营养级第二营养级（生产者）（初级消费者）食物链2：三、能量流动的过程有多少能量能够从玉米最终流向鲁滨逊？呼吸作用以热能形式散失用于自身生长发育繁殖初级消费者（植食性动物）分解者利用光合作用固定(同化)残枝败叶第一营养级的同化量生产者（植物）（储存在有机物中）流经生态系统的总能量未利用指因时间限制，能利用而暂未被利用的能量如果该营养级的能量去向分为2个、3个、4个应分别如何回答？一来“二去”：一来“三去”：一来“四去”：若为人工生态系统，流经生态系统的总能量还有人工补充的能量（例如饲料中有机物中的化学能）散失99%生产者固定的太阳能总量构建第一营养级（玉米）的能量流动模型鸡摄入粪便鸡同化鸡粪中的能量属于谁的能量？属于上一营养级的同化量，没被本营养级同化分解者利用（呼吸作用散失）—=同化量摄入量粪便量呼吸作用散失用于自身生长发育繁殖遗体残骸人摄入未利用包括每年积累量、次级消费者的粪便，还包括以化学燃料被储存起来的能量最

终分解者如果该营养级生物的能量去向分为2个、3个、4个应分别如何回答？构建第二营养级（鸡）的能量流动模型最高级消费者摄入用于生长发育和繁殖遗体残骸最高级消费者同化分解者利用粪便散失来源：来自上一营养级的同化量呼吸作用散失呼吸作用去路：①呼吸作用中以热能的形式散失；②以遗体残骸的形式被分解者利用。（最高营养级没有流入下一营养级的能量去向）最高营养级同化的能量去向有哪些？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某营养级的能量最终（定量不定时分析）去向某营养级的能量某段时间内（定量定时分析）的能量去向生产者呼吸初级消费者呼吸次级消费者分解者呼吸三级消费者呼吸呼吸生产者固定的太阳能总量为流经这个生态系统的总能量输入传递散失以有机物的形式沿食物链向下一营养级传递单向流动：原因：捕食关系是一定的；散失的热能不能被生物体再利用逐级递减：原因：自身呼吸散失；分解者利用；未利用

指“营养级”，不是指“个体”之间，也不是指“种群”之间箭头的含义？构建食物链的能量流动过程的模型第一营养级第二营养级第三营养级第四营养级（1）概念：将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为相应面积（或体积）的图形，并将图形按照营养级顺序排列，可形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔。（2）意义：直观的反映出生态系统各营养级间能量的关系。（3）特点：通常都是上窄下宽的金字塔形。原因：能量在流动中总是逐级递减的。1、能量金字塔（2）意义：直观的反映生态系统各营养级所容纳的有机物的总干重的关系。（1）概念：用表示能量金字塔中的方法表示各营养级的生物量（每个营养级所容纳的有机物的总干重），即为生物量金字塔。（3）特点：大多也是上窄下宽的正金字塔形。原因：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的总干重。2、生物量金字塔第二营养级第一营养级营养级干重g/m21.51137809第四营养级第三营养级（1）概念：用表示能量金字塔的方法表示各营养级的生物个体的数目比值关系，即为数量金字塔。（2）意义：直观的反映生态系统各营养级的生物个体的数目比值关系。（3）特点：可以是上窄下宽的正金字塔形，也可以是上宽下窄的倒置正金字塔形。营养级第二营养级第一营养级个体数量昆虫树营养级第二营养级第一营养级个体数量鼠草鼬第三营养级原因：如果消费者的个体小而生产者的个体大，则会呈现倒置金字塔。3、数量金字塔能量金字塔生物量金字塔数量金字塔形状每一层含义象征意义生物链中各营养级生物所含能量多少各营养级生物个体数目的多少各营养级生物有机物总量的多少能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特点。一般情况下，个体数目在食物链中随营养级升高而逐渐减少。一般情况下，生物量（现存生物有机物总量）沿食物链流动逐级递减。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。三种生态金字塔的比较1.帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入生态系统的总能量。如：间作、套作，蔬菜大棚多层育苗、稻-萍-蛙等立体农业。间作套种多层育苗稻—萍—蛙四、研究能量流动的实践意义饲料稻谷人类秸杆粪一级利用牛太阳能二级利用焚烧水稻食用菌二级利用菌渣猪、羊三级利用沼气池粪三级利用2.帮助人们科学规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。示例：秸秆喂牲畜；粪便制作沼气；沼渣肥田，实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。四、研究能量流动的实践意义例如，秸秆喂牲畜；粪便制作沼气；沼渣肥田，实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。（≠能量的传递效率）。规律:食物链越短，能量利用率越高根据生态系统的能量流动规律，在实际生产生活中借鉴以下措施：（1）尽量缩短食物链。（2）充分利用生产者。（3）充分利用分解者，如利用秸秆培育食用菌、利用植物残体生产沼气等。能量传递效率一般10%～20%2.帮助人们科学规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。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。（1）分析这两幅图，完成这两个生态系统的能量流动图解（2）哪个生态系统的能量能够更多地被人类利用？为什么？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。图b所示生态系统中流向分解者的能量，还有一部分可以以生活能源或食物中化学能的形式被人类再度利用，因此，该生态系统实现了能量的多级、充分利用，提高了能量的利用率。2.帮助人们科学规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。3.帮助人们合理的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有益的部分。思考：种植农作物时，要清除杂草和害虫，从能量流动角度分析其目的是？捉虫：为了使农作物中的能量散失减少。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（1）设计原则：既要符合生态学原则，又要符合经济学原则。（2）设计原理：实现生态系统中能量的多级利用和物质的循环再生是生态农业的一条基本原则。在生态系统中，能量流动和物质循环主要是通过食物链来完成的。是食物链既是一条能量转换链，也是一条物质传递链，从经济上看还是一条有价值的增值链。因此可以合理设计食物链，使生态系统中的物质和能量被分层多级利用，使生产一种产品的有机废弃物称为生产另一种产品的投入，也就是使废物资源化，以便提高能量利用率，减少环境污染。生态农业3、在市场上，肉为什么一般比蔬菜贵？

蔬菜属生产者，而肉属消费者，由于能量传递效率只有10%~20%，也就是说要得到1千克的肉至少要消耗5千克的植物；所以相同重量的肉比蔬菜贵。1、食物链为什么一般不超过5个营养级？2、“一山不容二虎”的原因？能量流经各营养级是逐级递减的，传递效率为10％－20％。能量每流经一级都要丢失一大部分，所以食物链越长，流量流失就越多。因此，食物链到第五营养级以后，可利用的能量已减少到不能维持其生存的程度了。当营养级级别达到四、五级时，都必须依靠多条食物链才能满足生命对能量的需求。否则这些生物将无法获得足以维持生命的能量而被淘汰，同时，随营养级别的升高，能量的递减必将造成生物的个体数量逐级减少。4.有人认为某种生物只能在能量金字塔某一层当中，这种观点对吗？为什么？不对。能量金字塔中每一层代表的是不同营养级生物所含有的总能量,在食物网中某种生物可能占据多个营养级。【科学思维】实例分析

（1）源头：太阳能。（2）起点：从生产者固定太阳能开始。（3）流入生态系统总量：生产者固定的太阳能总量。

（4）主要方式：光合作用。（5）能量转化：光能→化学能。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（1）传递渠道：食物链和食物网。（2）传递过程：生产者→初级消费者→次级消费者……传递转化太阳能化学能热能ATP中活跃的化学能散失大部分热能形式散失，需要分解者的分解作用和每一级生物的呼吸作用小结并不是所有生态系统的能量输入都只有生产者。人工鱼塘等生态系统的输入能量还包括饲料中有机物中的能量。能量流动并不是只在食物链（网）中传递。生产者、消费者的遗体中的能量会流入分解者。生产者同化的能量就是其通过光合作用制造的有机物中的能量，即总光合作用量。初级消费者同化量中流入分解者的能量=初级消费者遗体残骸+次级消费者粪便中所含的能量。注意某市在落实“禁烧秸秆”工作的过程中，化“堵”为“疏”，引导农民设计建立了如下生态系统模式图，阅读教材思考如下问题：相比农作物秸秆直接燃烧，上述生态系统实现了农作物中能量的_________，提高了___________。这说明：研究能量流动可帮助人们__________、设计人工生态系统，使能量得到__________的利用。例如，在森林中，最好使能量多储存在木材中；在草原牧场上，则最好使能量多流向牛、羊等牲畜体内获得更多的毛、肉、皮、奶等畜产品。多级利用能量利用率科学规划最有效现学现用一、概念检测1.生态系统中所有生物的生命活动都需要能量，而不同营养级的生物获取能量的途径是有差别的。据此判断下列表述是否正确。（1）太阳能只有通过生产者才能输入到生态系统中。

（）（2）生态系统中初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少。（）（3）能量沿食物链流动是单向的。（）√×√练习与应用