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章第2节

生态系统的能量流动

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。2024/12/19

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。阅读课本P54-56页，完成以下问题：1.什么是能量流动？2.几乎所有生态系统所需要的能量来自于？有多少输入了第一营养级？3.输入第一营养级的能量分为哪两部分？构成植物体有机物的能量又分为哪几部分？4.能量流动有什么特点？5.相邻营养级间能量传递效率是？6.为什么生态系统中能量流动不超过5个营养级？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。思考：能量输入、传递、转化和散失的过程如何？“输入”—绿色植物通过光合作用固定太阳能是能量输入主要途径“传递”—能量沿食物链和食物网的营养级逐级传递“散失”—通过呼吸作用以热能形式散失“转化”—太阳能

有机物中的化学能

热能光合作用呼吸作用若为人工生态系统，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）科学方法：研究能量流动的基本思路能量流经一个种群的情况，如果以个体为研究，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。如果以种群为研究对象，则可以概括成下图形式：种群能量储存能量散失能量输入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。将某营养级看做一个整体，可以更精确测量每个营养级的输入输出。某一个营养级能量储存能量散失能量输入科学方法：研究能量流动的基本思路1.生态系统能量最初的主要来源？如何输入生态系统？太阳能1×1019KJ大约只有1%的光被吸收2.照射到地面上的太阳能都被生产者吸收了吗？3.输入一个生态系统的总能量是：生产者光合作用固定的总能量生产者输入第一营养级的能量有哪些去路？如何传递到第二营养级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第一营养级的能量去路:生产者固定的太阳能(同化量)=呼吸作用散失+用于自身生长发育和繁殖=流入分解者+流入初级消费者（+未利用）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初级消费者(摄入)初级消费者(同化)分解者利用粪便次级消费者(摄入)…第二营养级的能量分析:摄入量

=同化量+粪便量输入该营养级的总能量？初级消费者同化量上一个营养级同化的能量粪便中的能量是谁的能量？初级消费者同化量去路有哪些？呼吸作用+用于生长发育和繁殖的能量=流向分解者+流向下一营养级（+未利用）注意：最高营养级没有流入下一营养级的能量去向）

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=FK1.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）：练一练2.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练一练遵循能量守恒定律。能量在生态系统中流动、转化后，一部分储存在生态系统生物体的有机物中，另一部分在呼吸作用中以热能的形式散失，两者之和与流入生态系统的能量相等。讨论1：生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？为什么？讨论2：流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来？为什么？不能，能量流动是单向的。

由于每一营养级和分解者都需要呼吸作用以热能的形式散失掉一部分能量，营养级越高，散失的能量越多。思考：讨论生态系统中的能量流动RaymondLindeman林德曼（1915-1942）赛达伯格湖

1941年美国耶鲁大学生态学家林德曼对50万平方米的天然湖泊---赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析。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，将肉食性动物作为一个整体看待。思考：讨论分析赛达伯格湖的能量流动流入呼吸作用分解者利用未利用流出生产者植食性动物肉食性动物464.696.312.529362.862.818.82.129.312.612.67.5微量5.0能量流动过程中逐级递减讨论1：用表格的形式，将图中的数据进行整理。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464.696.312.529362.862.818.82.129.312.612.67.5微量5.020.06%13.52%一、二营养级间的能量传递效率=第二营养级同化量第一营养级同化量×100%注意：能量在相邻两个营养级间的传递效率为

。10%～20%讨论2.计算“流出”该营养级能量占“流入”该营养级能量的百分比。讨论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？

流入某一营养级的能量主要有以下去向：①一部分通过该营养级的呼吸作用散失了；②一部分以排出物、遗体或残枝败叶的形式被分解者利用；③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。讨论4.通过以上分析，你能总结出能量流动有什么规律？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。1.能量流动的特点及原因（1）生态系统中能量流动是单向的生态系统中，能量流动只能沿着食物链从低营养级流向高营养级；

生物之间的捕食关系不可逆转，能量不能循环流动，

（2）能量在流动过程中逐级递减①各营养级的生物都会因呼吸作用消耗掉相当大的一部分能量，并以热能的形式散失，无法再利用;②各营养级的生物中总有一部分能量未被利用部分;③少部分能量随着残枝败叶或遗体等流向分解者。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。

能量金字塔生物量金字塔数量金字塔形状

象征意义特点能量沿食物链流动过程中逐级递减一般为正金字塔形一般情况下,生物个体数量在

食物链中随营养级升高而减少大多是正金字塔形特殊形状一般生物量在食物链

随营养级升高而减少一般为正金字塔浮游植物个体小,寿命

短,又会不断被捕食,

生物量可能低于浮游

动物。1.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；例如，间作套种、多层育苗、稻——萍——蛙等立体农业间作套种多层育苗稻—萍—蛙2.研究生态系统的能量流动，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；

例如，秸秆喂牲畜；粪便制作沼气；沼渣田肥用秸秆作饲料粪便制作沼气*沼气池实现了对能量的多级利用，大大提高了能量的利用率；*能量的利用率≠能量的传递效率3.研究生态系统的能量流动，还可以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。

例如，合理确定草场载畜量，麦田除草、除虫

1926年，美国一位生态学家研究了一块玉米田的能量流动情况，得到如下数据。1.这块田共收割玉米约10000株，质量为6000kg。通过对玉米植株的化学成分进行分析，计算出其中共含碳2675kg。2.据他估算，这些玉米在整个生长过程中，通过细胞呼吸消耗的葡萄糖共2045kg。3.1kg葡萄糖储存1.6×104

kJ能量。4.在整个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能总量为8.5×109kJ。请根据以上数据计算：①这些玉米的含碳量折算合成葡萄糖是多少？这些葡萄糖储存的能量是多少？储存的能量为：6687.5×1.6×104=1.07×108KJ葡萄糖为：（12+18）/12×2675=6687.5kg思维训练

分析和处理数据②这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？这些玉米呼吸作用消耗的能量：2045×1.6×104KJ=3.272×107KJ③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？呼吸消耗能量占固定太阳能的比例为：3.272×107/1.3972×108=23.4％④这块玉米田的太阳能利用效率是多少？利用效率=1.3972×108/8.5×109=1.64%玉米太阳能（1.64%）散失呼吸作用消耗（23.4%）用于生长、发育和繁殖的能量（76.6%）这些玉米固定的太阳能总量=呼吸消耗的+用于生长发育繁殖的能量（储存的能量）思维训练

分析和处理数据生态系统的能量流动概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程过程特点单向流动：逐级递减：沿食物链方向由低营养级流向下一营养级生态金字塔：能量沿食物链流动过程中逐级递减；传递效率10%~20%。研究意义1.增大流入生态系统的总能量；2.实现对能量的多级利用，提高能量的利用率；3.调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类最有益的部分。输入生态系统的总能量：生产者固定的太阳能能量传递的形式与途径：能量转化过程：呼吸作用以热能形式散失有机物中的化学能；食物链和食物网能量散失的途径和形式：太阳能有机物中化学能热能能量金字塔；生物量金字塔；数量金字塔课堂小结题型1蛇牧草鼠猫头鹰①如果牧草固定了1000焦耳的能量,则猫头鹰最少能获得______焦耳能量.②若猫头鹰要获得1千焦能量,则至少消耗掉牧草所固定的______千焦能量。140251000最少消耗(获得最多)选最短的食物链选最大的传递效率20%最大消耗(获得最少)选最长的食物链选最小的传递效率10%能量流动的有关计算最多能获得______焦耳能量.最多消耗牧草固定的______千焦能量.如图食物网中，猫头鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇，则猫头鹰的体重若增加20g，至少需要消耗植物的重量为？能量流动的有关计算题型2求至少消耗植物的量，按最高传递效率20%算:2/5来自兔：2/5÷20%÷20%×20g=200g2/5来自鼠：2/5÷20%÷20%×20g=200g1/5来自蛇：1/5÷20%÷20%÷20%×20g=500g