《生态系统的能量流动》优教课件

第2节生态系统的能量流动讨论：你知道为什么食物链一般不超过5个吗？为什么一山不容二虎？①通过阅读文本、观察图像，能够理解生态系统能量流动的概念。②通过数据分析、师生交流，掌握生态系统能量流动的过程和特点。研究生态系统能量流动的意义。③通过借助一条具体食物链，分析每一营养级能量的输入、传递、转化和散失的过程，学习分析实验的方法。生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程（生态系统的主要功能之一）能量流动的概念及过程能量是一切生命活动的动力，也是生态系统存在和发展的基础。生物圈中每一个完整的生态系统都是一个能量输入、传递和输出的系统。能量流动2.植物将固定的能量作何用途？4.没有流入鼠的能量可被谁利用？3.鼠能否将植物用于生长发育繁殖的能量全部获得？1.植物固定的能量从哪来？归纳生物体中能量的来源和去向鼠同化CO2呼吸作用散失生产者固定的能量鼠摄入未同化(粪便)分解者用于生长发育繁殖未摄入(遗体)光合作用能量流动的过程能量在第一营养级中的变化生产者（植物）初级消费者（植食性动物）呼吸作用分解者遗体残骸能量流动的过程分析粪便量用于生长、发育、繁殖遗体残骸分解者次级消费者摄入能量流经第二营养级示意图初级消费者者摄入量同化量呼吸散失生态系统的能量流动图解生产者(植物)呼吸初级消费者(植食动物)呼吸次级消费者(肉食动物)呼吸分解者…呼吸三级消费者(肉食动物)呼吸太阳能1.生态系统的能量源头：太阳能3.能量流动的起点：2.流经生态系统的总能量：生产者所固定的太阳能的总量(约占1%)能量流动的过程总结6.来源：生产者消费者太阳光能前一营养级4.流动的渠道：生产者固定的太阳能开始食物链和食物网5.能量在食物链中的流动形式：分解者生产者、消费者的遗体和排遗物有机物中的化学能7.去路：呼吸作用消耗被下一营养级的生物所利用被分解者所利用8、能量散失的主要途径：细胞呼吸，主要形式是热能流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来?散失遗体残骸分解者利用粪便散失第二营养级同化量=摄入量-粪便量呼吸作用呼吸作用=呼吸作用散失=呼吸作用散失+生长发育繁殖+（遗体等+次级消费者摄食）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植食性动物

62.862.8赛达伯格湖的能量流动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2932.118.829.312.6肉食性动物

12.6微量7.55.0327.3122.614.6能量流动的特点能量传递效率根据“赛达伯格湖的能量流动图解”，计算相邻两个营养级间能量传递效率。植食性动物

62.862.8太阳能未固定生产者464.612.6肉食性动物

12.6传递效率=上一营养级的同化量本营养级的同化量×100%试计算：从第一营养级到第二营养级的传递效率？从第二营养级到第三营养级的传递效率？13.5%20%结论：相邻营养级的传递效率大约是10%-20%。20’－25‘营养级流入能量流出能量（输入后一个营养级）出入比生产者464.662.813.52%植食性动物62.812.620.06%肉食性动物12.6分解者14.61、能量流动是单向的能量流动的特点2、能量流动是逐级递减的：传递效率为10％～20％。自身呼吸消耗；被分解者分解；未被下一个营养级利用不可逆转，不能循环生产者初级消费者次级消费者三级消费者→……逐级递减的原因能量单向流动的原因？食物链中各营养级的顺序是不可逆转的；各营养级的能量总是趋于以呼吸作用产生热能而散失掉，而不被生态系统利用，所以能量不能循环。能量流动过程中逐级递减的原因？捕食不彻底：当动物体在捕食猎物时，由于相互之间经过长期的自然选择，捕食者能够捕食到猎物，但不可能将其种群中的全部个体捕食。摄食不彻底：当动物捕食成功后，在取食对方时，也不可能将对方的所有有机物全部吃下。消化不彻底：当动物将食物摄取到消化道中之后，也不可能将其中的全部营养都能吸收。以上就产生了分解者的营养来源。另外生物体本身需要维持正常的生命活动，进行繁殖以及生长、发育等，这一切都将以呼吸热的形式最终散失。能量流动过程中逐级递减的原因？在一个生态系统中，营养级越高，在能量流动的过程中消耗的能量就越多，能量流动是单向、逐级递减的。生态系统中的能量流动一般不超过4—5个营养级。由单位时间内各营养级所得到的能量数值由低到高绘制的图形叫做能量金字塔。能量金字塔可以说明什么问题？能量金字塔如果把各个营养级的生物数量关系，用绘制能量金字塔的方式表达出来，是不是也是金字塔形？如果是，有没有例外？能量金字塔人们对一片草地上草牧链的所有生物成员作了统计：生产者（野草）5842424株；消费者Ⅰ（草原动物、昆虫）708624只消费者Ⅱ(肉食动物、吃昆虫的小鸟)354904只；消费者Ⅲ（肉食动物、吃小鸟的鹰）3只。生物数量金字塔：食物链不同环节上生物个体的数量存在巨大的差异。通常在食物链的始端个体数量多，之后的各环节上生物的数量逐渐减少。数量金字塔个体数量金字塔小鸟昆虫树多数目营养级少高低但数量金字塔在某种情况下也可能出现金字塔倒置的现象，如一棵树上生活着许多昆虫。生物量金字塔：以生物组织的干重表示每一个营养级中的总重量(现存生物有机物的总质量)。人们对一片草原中生态系统作了统计：生产者4800万吨；消费者Ⅰ1200万吨；消费者Ⅱ17万吨；消费者Ⅲ3万吨。

生物量金字塔一般来说，绿色植物的生物量大于它们所养活的植食性动物的生物量，而植食性动物的生物量大于以它们为食肉食性动物的生物量。但在湖泊和开阔的海洋这样的水域生态系统中，微小的单细胞藻类是主要的生产者，这些生物世代经历期短，繁殖迅速，只能积累很少的有机物，并且浮游生物对它们的取食强度大，因而现存的生物量很小，这样就会出现金字塔的倒置。能不能改变生态系统能量流动的规律？人们虽然不能改变能量流动的客观规律，即无法改变能量的传递效率，但能提高能量的利用率研究能量流动的意义例如：秸秆的多级利用、桑基鱼塘就实现了对能量的多级利用，提高了能量的利用率。1、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。桑基鱼塘2、合理调整能量流动方向，使能量流向对人类最有益的部分。例如，在森林中，最好使能量多储存在木材中；在草原牧场上，则最好使能量更多地流向牛、羊等牲畜体内，获得更多的毛、肉、皮、奶等畜产品。过少：就不能充分利用牧草所能提供的能量。过多：会造成草场退化，使畜产品的产量下降。牧民草原如何放牧，才能达到产畜量高又不会导致草场退化？合理确定载畜量，灭鼠、灭虫生态系统的能量流动概念过程特点实践意义单向流动逐级递减传递效率10％～20％指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失过程。1、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。2、使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。1．在一个生态系统中，某草食动物同化的能量等于（）A．生产者固定的太阳能总量B．生产者固定的太阳能总量减去生产者的呼吸量C．被草食动物吃了的植物中所含的能量减去粪便中所含的能量D．用于草食动物的生长、发育、繁殖等生命活动所需的能量【解析】草食动物以草为食物，经消化吸收，真正进入体内的能量是食物中的能量减去粪便中包含的能量，即其同化的能量。【答案】C2．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。下列相关叙述中，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【解析】生态系统能量流动是单向的、逐级递减的；次级消费者属于第三营养级；图中①代表流向分解者的能量。【答案】B3．在生态系统的一条食物链中，若生产者通过光合作用产生了60mol的氧气，则其所固定的太阳能中，流入初级消费者体内并被利用的能量最多是（）A．1161kJ

B．2322kJC．2870kJD．5740kJ【解析】因为植物光合作用每产生6mol氧气的同时会产生1mol葡萄糖，所以该生态系统中生产者固定的太阳能是10mol葡萄糖含有的能量，即28700kJ。流入初级消费者的体内且能被利用的能量最多是11610×20%＝2322kJ。【答案】B4．下图是某湖泊生态系统能量流动的定量分析(图中所示数值的单位是J/(cm2·a))，G为植物，H为植食性动物，C为肉食性动物。以下相关叙述不正确的是（）A．与该生态系统稳定性密切相关的是图中G、H和C所形成的营养结构B．由G到H的能量传递效率为13.51%C．从生态学的观点来看，G、H和C所包含的所有生物构成生物群落D．H包括多种动物，它们之间的需求相似构成竞争关系【解析】群落是指某一生态系统内所有生物的总和，而G、H、C仅为生产者和消费者，还应有分解者。【答案】C5．下图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图(图中数字为能量数值，单位是J·m-2·a-1)。下列叙述正确的是（）A．该食物网中最高营养级为第六营养级B．该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25%C．太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1357J·m-2·a-1D