3.2生态系统的能量流动课件-高二上学期生物人教版选择性必修2VIP

第2节生态系统的能量流动第3章生态系统及其稳定性教学目标1、通过对能量流经第一、第二营养级的分析，简述如何研究生态系统的能量流动过程。2、通过对赛达伯格湖能量流动的定量分析，概述生态系统的能量流动规律。3、用生态金字塔表征生态系统的能量流动特点。4、尝试运用生态系统的能量流动规律为生产实践提出合理建议，认同研究能量流动具有实践意义。

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，能量逐级递减，最后人获得的能量较少。2024/12/12

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。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。

生产者通过光合作用将光能转化成为化学能，固定在它们所制造的有机物中（其次还有化能合成作用）任务一、生态系统的能量流动的概念

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。1.输入①能量来源:太阳能②能量流动的起点:生产者固定太阳能③流经生态系统的总能量:生产者所固定的全部太阳能④能量输入过程:若为人工生态系统，流经生态系统的总能量除生产者固定的太阳能总量，还有人工补充的能量（例如饲料中有机物中的化学能）特别提醒：2.传递：①能量传递的途径（渠道）：食物链和食物网②能量传递的形式：有机物中的化学能3.转化：太阳能光合作用有机物中的化学能热能呼吸作用4.散失：以热能形式散失能量输入种群能量储存能量散失能量输入某营养级能量储存能量散失研究能量流动的基本思路

能量流经一个种群的情况可以图示如下：能量输入个体1个体2个体3……储存在体内的能量呼吸作用散失的能量储存在体内的能量呼吸作用散失的能量储存在体内的能量呼吸作用散失的能量

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。

如果将这个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。

如果以种群为研究对象，能量流动的渠道为食物链，在分析时，可能因为食物网的复杂性而影响结果的准确性。

如果将一个营养级的所有种群作为一个整体，那么左图将概括为何种形式呢？

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。任务二、能量流动的过程1.能量流经第一营养级的示意图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分解作用散失呼吸作用散失生长发育和繁殖①呼吸作用中以热能的形式散失；②随残枝败叶等被分解者分解而释放出来；③流入初级消费者自身生长、发育和繁殖,储存在有机物中的能量2.能量流经第二营养级的过程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…流经第二营养级的总能量：同化量同化量摄入量-粪便量=

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；③流入次级消费者（②③属于用于自身生长、发育和繁殖的能量）摄入量是指下一个营养级通过捕食的方式从上一个营养级获得的能量。这主要指的是消费者。如果是生产者则是指光合作用（化能合成作用）合成的总量同化量是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身的组成物质,并且储存能量的变化过程。3.能量流经最高营养级示意图最高营养级摄入最高营养级同化粪便分解者利用用于生长发育和繁殖遗体残骸呼吸作用散失呼吸作用散失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）1.初级消费者粪便中的能量属于哪个营养级？3.在短时间内，生物一定会死亡或者被捕食吗？2.分解者利用的能量，哪些来自于生产者、初级消费者？归纳各营养级能量去向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*最高营养级没有这一去向呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用生产者（绿色植物）初级消费者（植食性动物）次级消费者（肉食性动物）三级消费者（肉食性动物）呼吸作用……分解者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？能量来源呼吸作用散失太阳能生产者能量去路每个营养级总能量固定的太阳能总量各级消费者上一个营养级生产者：各级消费者：同化总量=摄入量-粪便量流入下一营养级被分解者利用未被利用均属于用于自身生长、发育和繁殖的部分归纳总结现学现用：如图为草原生态系统的能量流动图解模型（G、H、I属于D、E、F）：1._______________表示流入各营养级生物的能量写出其中等量关系_______________2.______分别表示草、兔子、狼呼吸作用消耗的能量；3.________分别表示分解者分解利用的能量；4.兔子用于生长、发育和繁殖的能量=___________；5.___中能量包括兔子尸体及狼粪便中的能量A、B、C、D、E、FC+K或B-HG、H、IJ、K、LA=D、B=E、C=FK现学现用：如图为生态系统中能量流动的部分过程．下列叙述不正确的是（）A.①中的能量来自生产者的同化作用B.分解者利用的能量一定比a小C.b为初级消费者用于生长发育和繁殖的能量D.应在a处加上细胞呼吸散失的热能箭头B太阳能未固定生产者464.662.812.6呼吸作用122.67.5分解者14.612.5未利用327.329.35.0塞达伯格湖能量流动图解植食性动物62.8肉食性动物12.696.318.8293分析塞达伯格湖的能量流动微量图中数字为能量值，单位是J(cm2·a)(焦每平方厘米年）。图中“未固定”是指未被固定的太阳能，“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一个营养级和分解者利用的能量。为研究方便起见，这里将肉食性动物作为一个整体看待。任务三：能量流动的特点营养级流入能量流出能量出入比生产者植食性动物肉食性动物464.662.812.662.812.613.52%20.06%

1.用表格的形式，将图中的数据进行整理。例如，可以将每一营养级上的能量“流入”和“流出”整理成为一份清单(“流出”的能量不包括呼吸作用散失的能量)。2.计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营养级能量的百分比。微量3.流入某一营养级的能量，为什么不会百分之百地流到下一个营养级?4.通过以上分析，你能总结出什么规律?

流入某一营养级的能量主要有以下去向：一部分通过该营养级的呼吸作用散失了；一部分以排出物、遗体或残枝败叶的形式被分解者利用；还有一部分未能进入（未被捕食）下一营养级；其他的才是流入下一营养级的能量。所以，流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一营养级。

生态系统中的能量流动是单向的；能量在流动过程中逐级递减。分析塞达伯格湖的能量流动三、能量流动的特点单向流动：

在生态系统中，能量流动只能沿着______由___营养级流向____营养级，不可_____，也不能_________；食物链低高逆转循环流动（1）各营养级的生物都会因自身呼吸作用散失掉一部分能量。（2）各营养级能量都要有一部分流入分解者。（3）各营养级生物都不能全部被下一营养级捕食,各个营养级能量都有一部分未利用。原因：逐级递减：（能量传递效率为10%～20%）生态系统中能量流动是单向的。能量在流动过程中逐级递减。原因：（1）生物之间的捕食关系是长期自然选择的结果，一般不可逆转；

（2）各营养级呼吸作用散失的热能无法再利用。

生态系统如果没有来自系统外的能量补充，还能维持生态系统的正常功能吗？1、能量传递效率计算能量传递效率=×100%某一营养级的同化量上一营养级的同化量例1：如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)。该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为第一营养级同化的能量为31920J·m－2·a－1，能量传递有关计算第二营养级同化的能量为3780＋4200＝7980J·m－2·a－1，传递效率为7980÷31920×100%＝25%例二：如图为某农场的年能量流动示意图单位：103

kJ/(m2·y)，A、B、C、D共同构成生物群落。从第二营养级到第三营养级的能量传递效率是(

)

第二营养级(B)同化的能量为(16＋2)×103

kJ/(m2·y)，第三营养级(C)的能量为3×103

kJ/(m2·y)，传递效率为3×103/18×103×100%＝16.67%。例1、在“草→食草的昆虫→蜘蛛→蟾蜍→蛇→猫头鹰”这条食物链，设流经这条食物链的总能量为100％，按最高传递率计算，猫头鹰所得能量最多为________;最少为________(20%)5(10%)5方法：在一条食物链中，若生产者能量为100%，第n营养级获得的能量最多为(20%)n-1，最少为(10%)n-12、由低营养级能量求高营养级能量(能量传递效率未知，认为能量传递效率最低为10％，最高为20％。若题中给出了传递效率值则按给出的值计算。)例2、如果A增重10000kg，C最多增加_____千克，最少增加___千克4001方法：多条食物链,获得能量最多：选最____食物链；按×___%计算获得能量最少：选最____食物链；按×___%计算短20长103、由高营养级能量求低营养级能量(能量传递效率未知)例1、在“浮游植物→浮游动物→鱼”这条食物链中，如果鱼要增加100kg体重，那至少需要浮游植物的重量为：_______；最多需要浮游植物的重量为：_______方法：在一条食物链中，则第n营养级生物每增加1kg体重:①“至少”需要消耗的生产者的量：②“最多”需要消耗的生产者的量:2500kg10000kg=5n-1=10n-1方法：多条食物链,需最少能量：选最____食物链；按÷____%计算需最多能量：选最____食物链；按÷____%计算例2、右图表示某生态系统食物网的图解，猫头鹰体重每增加1kg，至少消耗A约（），最多需要消耗A约（）A．1000kgB．44.5kgC．25kgD．15kgCA短20长10例1、有一食物网如图所示。如果能量传递效率为10%，各条食物链传递到庚的能量相等，则庚同化1kJ的能量，丙最少需同化的能量为()A．550kJB．500kJC．400kJD．100kJ4、关于“定值”的计算：在食物网中,某一营养级同时从上一个营养级的多种生物中按一定比例获取能量，则按照单独的食物链进行计算后再合并A例2.某生态系统中存在如图所示的食物网，如将C的食物比例由A∶B＝1∶1调整为2∶1，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载C的数量是原来的_______倍。2024/12/121.375设当食物比例A：B为1：1时，C的能量为x则需要的A为1/2x÷10%+1/2x÷10%÷10%=55x设当食物比例A：B为2：1时，C的能量为y则需要的A为由于两种情况下，生产者的数量是一定的，所以55x=40y，则y=1.375x．2/3y÷10%+1/3y÷10%÷10%=40y任务四、生态金字塔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

直观的反映出生态系统各营养级间能量的关系

都是上窄下宽的金字塔形

能量在流动中总是逐级递减的（1）概念：（2）意义：（3）特点：原因：

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2、生物量金字塔

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），即为生物量金字塔营养级第四营养级第三营养级第二营养级第一营养级干重g/m21.51137809营养级第四营养级第三营养级大多也是上窄下宽的正金字塔形（1）概念：（2）意义：（3