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2节生态系统的能量流动植物植食性动物肉食性动物生态系统的能量流动输入传递转化散失1、生态系统的能量流动定义生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。CO2等如何研究能量流动？研究能量流动的基本思路生态系统的能量流动以某一生物个体为研究对象思考一下，你呼吸、读书写字、运动、唱歌等活动需要能量吗？这些能量来自哪里？你能不能建立一个能量流动模型？食物（能量输入）人排遗物：粪便生长、发育、繁殖等呼吸作用以热能形式散失输入传递转化散失以个体为研究对象，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。玉米植食性动物肉食性动物研究能量流动的基本思路生态系统的能量流动以某一种群为研究对象能量输入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能量输入种群能量储存能量散失个体1个体2个体3……该能量流动模型是否完整？以种群为研究对象，能量的流动渠道为食物链或食物网，在分析时可能因食物网的复杂性而影响结果的准确性。研究能量流动的基本思路生态系统的能量流动以某一营养级中所有种群作为一个整体为研究对象能量输入某营养级能量储存能量散失生物在生态系统食物链中所处的层次，也指处于食物链同一环节上所有生物的总和。将一个营养级的所有种群作为一个整体来研究能量流动，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。问题探讨

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1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，在吃玉米

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。请你结合“研究能量流动的基本思路”分析以上问题。能量流动的过程地球上几乎所有的生态系统所需要的能量都来自太阳。太阳每天输送到地球的能量大约有1×1019kJ。太阳能1×1019kJ被地球表面的大气层所吸收、散射、反射可见光生产者未固定/未同化被固定/同化量太阳能输入到了生态系统的第一营养级输入生态系统的总能量太阳能转化为化学能同化量是指某一营养级从外环境中所获得的全部化学能输入生态系统的总能量都只来源于太阳能吗？能量流动的过程生产者第一营养级呼吸作用以热能的形式散失用于自身生长、发育和繁殖等生命活动分解者被初级消费者摄入能量流入第二营养级呼吸作用以热能的形式散失能量流动的过程初级消费者摄入第二营养级呼吸作用以热能的形式散失分解者被次级消费者摄入能量流入第三营养级摄入量等同于同化量吗？同化量是指某一营养级从外环境中所获得的全部化学能粪便初级消费者同化同化量=摄入量-粪便量用于自身生长、发育和繁殖等生命活动呼吸作用以热能的形式散失能量流动的过程次级消费者摄入第三营养级呼吸作用以热能的形式散失分解者被三级消费者摄入能量流入第四营养级粪便次级消费者同化同化量=摄入量-粪便量用于自身生长、发育和繁殖等生命活动呼吸作用同化量=呼吸作用散失+自身生长、发育、繁殖自身生长、发育、繁殖=流入下一营养级+分解者利用同化量=呼吸作用散失+流入下一营养级+分解者利用能量流动的过程顶级消费者摄入呼吸作用以热能的形式散失分解者被下一级消费者摄入粪便顶级消费者同化用于自身生长、发育和繁殖等生命活动呼吸作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生产者（绿色植物）初级消费者（植食性动物）呼吸作用呼吸作用次级消费者（肉食性动物）三级消费者（肉食性动物）呼吸作用呼吸作用分解者呼吸作用①能量流动的渠道是

。②能量散失的途径是各种生物的

(代谢过程)。③流动过程中能量的转化是太阳能→

→

。食物链和食物网呼吸作用有机物中的化学能热能构建某生态系统能量流动模型⑤箭头由粗到细：④方框从大到小：表示流入下一营养级的能量

。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）呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用分解者呼吸作用随营养级的升高，储存在生物体内的能量

。逐级递减越来越少构建某生态系统能量流动模型讨论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？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。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）呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用分解者呼吸作用相邻营养级之间传递效率为多少呢？如何定量测量？构建某生态系统能量流动模型能量流动的特点思考·讨论分析赛达伯格湖的能量流动为了研究能量流经生态系统的食物链时，每一级的能量变化和能量转移效率，林德曼对一个结构相对简单的天然湖泊——赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析。某营养级同化量①呼吸作用中以热能形式散失用于自身生长、发育、繁殖②流入下一个营养级③被分解者分解利用若问：某营养级的能量最终去向归纳各营养级能量去向某营养级同化量①呼吸作用中以热能形式散失用于自身生长、发育、繁殖②流入下一个营养级③被分解者分解利用未被利用的能量若问：某营养级的能量某段时间内的去向最高营养级无即短时间内，某营养级的生物不会全部被捕食或死亡。最高营养级无能量流动的特点能量不可逆转，也不能循环流动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5.01、计算“流出”该营养级能量占“流入”该营养级能量的百分比？能量传递效率=下一营养级同化量上一营养级同化量×100%能量在相邻两个营养级间的传递效率为

。10%～20%13.5%20%能量流动的特点能量流动的特点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。能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%～20%一条食物链上为什么一般不超过五个营养级？能量在流动过程中逐级递减，与能量守恒定律矛盾吗？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。生态金字塔464.662.812.6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能量在流动过程中逐级递减的特点，除了用具体数值表示，你还能用什么方法更清晰、直观展示其特点呢？生产者464.6植食性动物62.8肉食性动物12.6能量金字塔能量金字塔生产者464.6植食性动物62.8肉食性动物12.6能量金字塔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的次序排列，形成的一个金字塔图形。2、意义直观反映出生态系统各营养级间能量关系。3、特点通常是上窄下宽的金字塔形4、原因能量在流动过程中随营养级逐级递减是否存在上宽下窄的能量金字塔？某些人工生态系统需要人工加入大量有机物数量金字塔数量金字塔1、概念将单位时间内各营养级生物个体的数目比值转换为相应面积（或体积）的图形，并将图形按照营养级的次序排列，形成的一个金字塔图形。2、意义直观反映出生态系统各营养级间数量关系。3、特点可呈上窄下宽或上宽下窄的金字塔形4、原因上窄下宽草鼠鼬营养级第二营养级第一营养级个体数量昆虫树上宽下窄营养级某湖泊某海域浮游植物964浮游动物1121鲈鱼4－夏季两个生态系统的生物量（每个营养级所容纳的有机物的总干重）统计表单位为g∙m-2根据表格，分别建构两个生态系统的生物量金字塔。第一营养级第二营养级第三营养级营养级96114生物量第一营养级第二营养级营养级421生物量生物量金字塔生物量金字塔第一营养级第二营养级营养级421生物量已知浮游植物个体小，世代周期短，繁殖能力强。为什么海域会出现金字塔倒置的现象？海洋生态系统中，浮游植物个体小，世代周期短，又不断被捕食，因而某一时间调查到的生物量可能低于浮游动物的生物量。因此生物量金字塔会出现倒置。但一年内浮游植物总的生物量还是比浮游动物多。营养级某湖泊某海域浮游植物964浮游动物1121鲈鱼4－生物量金字塔生物量金字塔1、概念将单位时间内各营养级生物量转换为相应面积（或体积）的图形，并将图形按照营养级的次序排列，形成的一个金字塔图形。2、意义直观反映出生态系统各营养级间生物量关系。3、特点可呈上窄下宽或上宽下窄的金字塔形上窄下宽上宽下窄每个营养级所容纳的有机物的总干重生物量金字塔一般来说，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。研究能量流动的实践意义

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。甘蔗和大豆间种冬小麦夏玉米套作蔬菜大棚中的多层育苗稻-萍-蛙立体农业