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

第3章生态系统及其稳定性第2节

生态系统的能量流动自主学习：预习课本P54~P58，完成下列问题（5min）1、能量流动指的是？2、每个营养级能量的来源和去路？3、能量流动的特点？能量传递效率一般为多少？4、生态系统中能量流动一般不超过多少个营养级及其原因？5、生态金字塔有哪些类型？6、研究能量流动有何意义？

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。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？

1.先吃鸡，再吃玉米。

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。流落荒岛问题探讨应该先吃鸡，再吃玉米，若选择2，则增加了食物链的长度，能量逐级递减，最后人获得的能量较少。生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。一、能量流动的概念生产者固定的太阳能途径：食物链和食物网形式：有机物中的化学能太阳能→化学能→热能通过呼吸作用以热能的形式散失思考：人工生态系统需要投入营养物质，此时流入人工生态系统的总能量如何表示？人工生态系统输入能量=生产者固定的太阳能+人工投入能量二、能量流动的过程任务1：构建能量流经第一营养级的概念模型（3min）精读（达到背诵程度）课本55页：1.地球上几乎所有生态系统的能量都来自哪里？这些能量是如何输入生态系统的？2.输入第一营养级的能量有几个去路？分别是什么？3.植物用于自身生长、发育、繁殖的能量有几个去路？分别是什么？4.初级消费者摄入的能量全部转化为自身的能量了吗？摄入的能量去路有几个？分别是什么？99%散失1%固定(同化)生产者所固定的全部太阳能用于生长发育和繁殖初级消费者（植食性动物）分解者利用残枝败叶呼吸作用

散失流入生态系统的能量=生产者同化量（固定量）通过呼吸作用以热能形式散失（大部分）用于自身生长、发育和繁殖的能量分解者利用流入下一营养级未利用（定时分析）同化量任务1：构建能量流经第一营养级的概念模型任务2：构建能量流经第二营养级的概念模型初级消费者摄入量粪便量初级消费者同化量生长、发育、繁殖次级消费者摄入分解者利用遗体、残骸呼吸作用热能散失粪便中的能量属于上一营养级的同化量（消费者能量来源与去路示意图）摄入量=同化量＋粪便量最高营养级没有流向下一营养级的部分同化量通过呼吸作用以热能形式散失的能量用于生长、发育、繁殖的能量流向下一营养级流向分解者未利用（定时分析）任务2：构建能量流经第二营养级的概念模型考一考：1.真正流入初级消费者体内的能量是摄入量还是同化量？摄入量与同化量的关系？2.粪便中的能量属于初级消费者同化量吗？3.比较生产者和初级消费者同化量的去路相同吗？属于生产者的同化量消费者：同化量=摄入量-粪便量分解者利用呼吸作用散失用于生长、发育和繁殖流入下一个营养级初级消费者摄入初级消费者同化粪便分解者利用用于生长发育和繁殖次级消费者摄入遗体残骸呼吸作用散失呼吸作用散失…生产者：同化量=光合作用固定的有机物中的能量同化量未利用任务3：构建生态系统能量流动的概念模型二、能量流动的过程思考：1.每一营养级能量的来源和去路相同吗？2.每个箭头及箭头的方向大小、菱形方块的大小代表什么含义？注意第一营养级能量的来源最高营养级能量的去路储存在某营养级生物体内的能量的多少能量单向流动，逐级递减生产者（绿色植物）呼吸作用分解者初级消费者（植食性动物）呼吸作用次级消费者（肉食性动物）呼吸作用三级消费者（肉食性动物）呼吸作用生产者（绿色植物）呼吸作用分解者初级消费者（植食性动物）呼吸作用次级消费者（肉食性动物）呼吸作用三级消费者（肉食性动物）呼吸作用易错点训练：①⑤④②③1.初级消费者粪便中的能量属于

。2.初级消费者的同化量：

。3.初级消费者用于生长发育繁殖的能量：

。⑤①或②+③+④①-③或②+④每一营养级流向分解者的能量=该营养级的遗体和下一营养级的粪便生态系统能量流动的分析（拼图法）W1生产者固定能量（同化、流入、输入）自身呼吸作用消耗流向分解者未利用流向下一营养级C1：流向分解者=遗体+下一营养级粪便1.生产者的同化量：

。2.生产者用于生长发育繁殖的能量：

。3.初级消费者的同化量：

。4.初级消费者用于生长发育繁殖的能量：

。W1或A1+B1+C1+D1W1-A1或B1+C1+D1D1或A2+B2+C2+D2D1-A2或B2+C2+D2摄入量？易错点训练：生产者初级消费者例题：某同学绘制了如图所示的能量流动图解，下列叙述正确的是A.生产者固定的总能量可表示为A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2B.初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为B2＋D2C.初级消费者摄入的能量为A2＋B2＋C2D.W1＝D1＋D2√典题应用（P38）易错点训练：生态系统能量流动的分析下图为能量流经某生态系统第二营养级的示意图：（1）第一营养级流向分解者的能量是20J/（cm2.a）（

）（2）第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量是50J/（cm2.a）（

）（3）第三营养级同化的能量是15J/（cm2.a）（

）初级消费者摄入量粪便量同化量呼吸作用生长发育繁殖×××分解者三、能量流动的特点思考●讨论分析赛达伯格湖的能量流动（林德曼）

思考：1.流入（输入）该生态系统的总能量？2.图中62.8、12.6代表摄入量还是同化量？3.植食性动物粪便中的能量属于12.5还是2.1？4.图中2.1指的是什么？5.请计算每个营养级能量的来源和去向，说明是否遵循能量守恒定律？464.6同化量12.5植食性动物的遗体和肉食性动物的粪便生：来（464.6）=去（96.3+62.8+12.5+293）植：来（62.8）=去（18.8+12.6+2.1+29.3）生态系统中，能量的流动遵守能量守恒定律讨论1：设计表格，整理赛达伯格湖能量图解中的数据，计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营养级能量的百分比。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5.0三、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讨论2：相邻两个营养级间的能量传递效率如何计算？讨论3：流入某一营养级的能量，为什么不能百分之百地流入下一营养级？呼吸作用以热能形式散失；分解者利用；未利用能量流动特点：逐级递减三、能量流动的特点能量传递效率=某一营养级同化量上一营养级同化量×100%讨论4：流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来？能量能否从植食性动物流向生产者？为什么？【总结】能量流动的特点：讨论5：为什么食物链上一般不超过5个营养级？能量在流动过程中逐级递减，营养级越多，消耗的能量就越多。原因：①生物之间食物关系是不可逆转的；

②散失的热能不能循环流动。三、能量流动的特点①单向流动②逐级递减（传递效率为10%-20%）讨论6：长时间没有光照，对生态系统有什么影响，为什么？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。（P57黑体）(1)相邻营养级的能量传递效率：10%～20%，计算方法如下：该营养级同化量上一营养级同化量×100%能量传递效率

＝能量传递效率的计算(2)食物链中能量的最值计算①知低营养级求高营养级获得能量最多获得能量最少选最长食物链选最短食物链按“×10%”计算按“×20%”计算注意：例题：计算下列食物链中鹰获得的能量，已知草所固定的太阳能为105

J，草→昆虫→蟾蜍→蛇→鹰，鹰最多可获得能量为?鹰最少可获得能量为?105×20%×20%×20%×20%=160J105×10%×10%×10%×10%=10J需最少能量需最多能量选最短食物链选最长食物链按“÷20%”计算按“÷10%”计算②知高营养级求低营养级(2)食物链中能量的最值计算例题：某池塘生态系统的一条食物链为：浮游植物→浮游动物→鱼→水鸟。假如水鸟只依靠鱼来增加体重，那么水鸟每增加1千克体重，至少需要该生态系统内浮游植物的量为？1÷20%÷20%÷20%=125千克能量传递效率的计算(3)已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算。例如，设食物链“甲→乙→丙→丁”，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若甲的能量为M，则丁获得的能量为？M×a%×b%×c%(4)具有人工能量输入的能量传递效率计算A23未利用70植食性动物太阳能生产者分解者30.549肉食性动物0.052.15.10.25有机物输入52输出人为输入到某一营养级的能量是该营养级同化量的一部分，但不是从上一个营养级流入的能量。能量传递效率的计算试计算：第二营养级与第三营养级之间的能量传递效率？第一营养级第二营养级第三营养级第四营养级1.能量金字塔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。（1）概念：（2）特点：四、生态金字塔自然生态系统一定呈上窄下宽的正金字塔形。生态金字塔能量金字塔生物量金字塔数量金字塔2.数量金字塔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。（1）概念：（2）特点：四、生态金字塔一般呈上窄下宽的正金字塔形；营养级第二营养级第一营养级个体数量昆虫树但有时会出现倒金字塔形，如昆虫和树。3.生物量金字塔用同样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。（1）概念：（2）特点：四、生态金字塔一般呈上窄下宽的正金字塔形；有时会出现倒金字塔形特殊情况：在海洋生态系统中，由于生产者(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。当然，总的来看，一年中浮游植物的总的生物量还是比浮游动物的要多。能量金字塔生物量金字塔数量金字塔形状特点自然生态系统一定为正金字塔形一般为正金字塔,有时会出现倒金字塔形一般为正金字塔,有时会出现倒金字塔形总结：生态金字塔的比较五、研究能量流动的实践意义间作：一般指几种作物同时期播种套种：几种作物不同时期播种资料：实践意义①：研究生态系统的能量流动，可以帮助人们在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。五、研究能量流动的实践意义间作套种多层种植稻-萍-蛙立体栽培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。燃烧秸秆散失的热能不能被利用（能量的利用率降低）将秸秆用作饲料喂牲畜五、研究能量流动的实践意义问题：还有进一步提高秸秆能量利用率的措施？资料：人类获取了水稻稻谷中的能量，秸秆中还有占总初级生产量四分之一左右的副产品未被利用。将秸秆用作饲料喂牲畜肉蛋奶牲畜粪便五、研究能量流动的实践意义问题：还有进一步提高秸秆能量利用率的措施？将秸秆用作饲料喂牲畜肉蛋奶沼气池将牲畜的粪便作为沼气池发酵的原料，可以生产沼气提供能源沼气池中的沼渣还可以作为肥料还田五、研究能量流动的实践意义问题：还有进一步提高秸秆能量利用率的措施？实践意义②：研究生态系统能量流动，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（实现能量多级利用，从而大大提高能量的利用率）

例如，秸秆喂牲畜；粪便制作沼气；沼渣肥田。1.能量传递效率：生态系统中，能量在相邻两个营养级间的传递效率一般是10％～20％2.能量利用率：一般指流入最高营养级的能量占生产者固定总能量的比值特点：一般来说，食物链越短，能量利用率越高。能量利用率=生产者能量流入最高营养级的能量×100%能量利用率≠能量传递效率×100％能量传递效率一般不能提高，能量利用率能提高思考：能量传递效率和能量利用率能否提高？五、研究能量流动的实践意义青蛙水稗草陌上菜跳蛛田螺鸭舌草稻螟虫资料：下图是某稻田生态系统中部分生物。当地农民对害虫、杂草、秸秆的处理措施：对水稻秸秆的处理是用来部分喂牛、部分焚烧。对杂草与害虫是使用除草剂与杀虫剂处理。实践意