高二生物 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動精華課件

1、第二節(jié)第二節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動生態(tài)系統(tǒng)的能量流動溫故而知新1.1.生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括哪兩方面？生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括哪兩方面？2.2.生態(tài)系統(tǒng)的成分有哪些？生態(tài)系統(tǒng)的成分有哪些？3.3.生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)是什么生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)是什么? ?生態(tài)系統(tǒng)的成分生態(tài)系統(tǒng)的成分,食物鏈和食物網(wǎng)食物鏈和食物網(wǎng)生產(chǎn)者、消費者、分解者、非生物的物質(zhì)和能量生產(chǎn)者、消費者、分解者、非生物的物質(zhì)和能量食物鏈和食物網(wǎng)食物鏈和食物網(wǎng)教學(xué)目標教學(xué)目標知識與能力：知識與能力：、分析生態(tài)系統(tǒng)的能量流動的過程與特點。、概述研究能量流動的意義。、嘗試調(diào)查農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動情況。教學(xué)重點：教學(xué)重點：生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程與特點

2、教學(xué)難點：教學(xué)難點：生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程與特點問問題題探探討討備選策略備選策略1 1：先吃雞，再吃玉米；先吃雞，再吃玉米；備選策略備選策略2 2：先吃玉米，同時用一部分玉米喂雞，先吃玉米，同時用一部分玉米喂雞， 吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。生態(tài)系統(tǒng)能量流動生態(tài)系統(tǒng)能量流動生態(tài)系統(tǒng)的能量流動生態(tài)系統(tǒng)的能量流動一、能量流動的概念一、能量流動的概念: : 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是指生態(tài)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是指生態(tài)系統(tǒng)中能量的系統(tǒng)中能量的輸入輸入、傳遞傳遞、轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化和和散失散失的的過程。過程。就一個生物個體（如人）而言，能量是如何就一個生物個體（如人）而言，能量是如何輸入、儲存和散失的

3、輸入、儲存和散失的？ 能量輸入能量輸入個體個體呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量儲存在體內(nèi)的能量儲存在體內(nèi)的能量能量流動的分析能量流動的分析能能量量流流動動的的分分析析個體個體 儲存在體內(nèi)的能量儲存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能呼吸作用散失的能量量個體個體 2 2儲存在體內(nèi)的能量儲存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量個體個體 3 3儲存在體內(nèi)的能量儲存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能呼吸作用散失的能量量能量能量輸入輸入儲存在體內(nèi)的能量儲存在體內(nèi)的能量能量能量輸入輸入種群種群呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量 請同學(xué)們閱讀教材“能量流動的過程”一段，閱讀完后，可以討論下面這幾個問題：

4、 1.能量的來源是什么？ 2.能量是如何輸入生態(tài)系統(tǒng)第一營養(yǎng)級的？ 3.能量流動的渠道是什么？ 4.輸入生態(tài)系統(tǒng)的能量是怎樣流動的？或者說，生產(chǎn)者固定的太陽能流向什么方向？思考：思考：能量在能量在第一營養(yǎng)級第一營養(yǎng)級中的變化中的變化生產(chǎn)者生產(chǎn)者（植物）（植物）初級消費者初級消費者（植食性動物）（植食性動物）呼吸作用呼吸作用分分 解解 者者遺體遺體 殘骸殘骸能能量量流流動動的的過過程程分分析析初級消費者攝入初級消費者攝入初級消費者同化初級消費者同化用于生長發(fā)育和繁殖用于生長發(fā)育和繁殖次級消費者攝入次級消費者攝入分分解解者者利利用用散失散失呼呼吸吸作作用用呼呼吸吸作作用用能量在第二營養(yǎng)級中的變化能

5、量在第二營養(yǎng)級中的變化糞便糞便殘骸殘骸散失散失 是指生物體把從外界環(huán)境中獲取的是指生物體把從外界環(huán)境中獲取的營養(yǎng)物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變成自身的組成物質(zhì)，并且成自身的組成物質(zhì)，并且儲存能量儲存能量的變化過程。的變化過程。 同化作用同化作用:在草原上，牛以草為食，屎殼郎（蜣在草原上，牛以草為食，屎殼郎（蜣螂）以牛糞為食螂）以牛糞為食1、在能量流動的分析中牛糞中所含的、在能量流動的分析中牛糞中所含的能量屬于哪一部分？能量屬于哪一部分？生產(chǎn)者固定的太陽能生產(chǎn)者固定的太陽能02、被牛同化的能量中約有多少流入屎、被牛同化的能量中約有多少流入屎殼郎？殼郎？ 生產(chǎn)者生產(chǎn)者（植物）（植物）呼吸作用呼吸作用初級消費

6、者初級消費者（植食動物（植食動物）呼吸作用呼吸作用次級消費者次級消費者（肉食動物（肉食動物）三級消費者三級消費者（肉食動物（肉食動物）呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用分分 解解 者者呼吸作用呼吸作用二、生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程二、生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程太陽能太陽能1.1.生生態(tài)系統(tǒng)的能量源頭：態(tài)系統(tǒng)的能量源頭：太陽能太陽能3.3.能量流動的能量流動的起點：起點：2.2.流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量： 生產(chǎn)者所固定的太陽能生產(chǎn)者所固定的太陽能的總量的總量( (約占約占1%)1%) 能能量流動的量流動的過程總結(jié)過程總結(jié)6.6.來源：來源：生產(chǎn)者生產(chǎn)者消費者消費者太陽光能太陽光能 前一營

7、養(yǎng)級前一營養(yǎng)級 4.4.流流動的渠道動的渠道: :生產(chǎn)者固定的太陽能開始生產(chǎn)者固定的太陽能開始食物鏈和食物網(wǎng)食物鏈和食物網(wǎng)5.5.能能量在食物鏈中的流動形式：量在食物鏈中的流動形式：有機物中的化學(xué)能有機物中的化學(xué)能分解者分解者生產(chǎn)者、消費者的遺體和生產(chǎn)者、消費者的遺體和 排遺物排遺物7.7.去路：去路：呼吸作用消耗呼吸作用消耗被下一營養(yǎng)級的生物所利用被下一營養(yǎng)級的生物所利用被分解者所利用被分解者所利用8 8、能量的轉(zhuǎn)化：太陽能能量的轉(zhuǎn)化：太陽能生物體內(nèi)生物體內(nèi)有機物中有機物中的化學(xué)能的化學(xué)能熱能熱能9 9、能量散失的主要途徑：能量散失的主要途徑： 細胞呼吸，主要形式是熱能細胞呼吸，主要形式是熱

8、能賽達伯格湖的能量流動圖解賽達伯格湖的能量流動圖解三、能量流動的特點三、能量流動的特點營養(yǎng)級營養(yǎng)級流入能量流入能量流出能量流出能量（輸入后一（輸入后一個營養(yǎng)級）個營養(yǎng)級）出入比出入比生產(chǎn)者生產(chǎn)者植食性動物植食性動物肉食性動物肉食性動物 分解者分解者 12.662.813.52%20.06%1、完成上圖的數(shù)據(jù)、完成上圖的數(shù)據(jù) ？ 2、為什么出入比會這么小？、為什么出入比會這么?。?、總結(jié)能量流動的規(guī)律？、總結(jié)能量流動的規(guī)律？464.662.812.614.612.6 62.8未固定未固定生產(chǎn)者生產(chǎn)者 464.6植食性動物植食性動物 62.8肉食性動物肉食性動物 12.6請計算能量傳遞效率請計算能

9、量傳遞效率（輸入后一營養(yǎng)級的（輸入后一營養(yǎng)級的能量與輸入前一營養(yǎng)級的能量的比）能量與輸入前一營養(yǎng)級的能量的比）單位（焦單位（焦/厘米厘米2 年）年）96.318.87.5 分解者分解者 14.6 14.6 12.52.1微量微量 未利用未利用 327.3 327.3 29329.35.0 呼吸呼吸 122.6 122.6 單向流動單向流動: :自身呼吸作用消耗自身呼吸作用消耗分解者利用分解者利用暫未利用暫未利用12.6 62.8未固定未固定生產(chǎn)者生產(chǎn)者 464.6植食性動物植食性動物 62.8肉食性動物肉食性動物 12.696.318.87.5 分解者分解者 14.6 14.6 12.52.1

10、微量微量 未利用未利用 327.3 327.3 29329.35.0 呼吸呼吸 122.6 122.6 不可逆向，不可循環(huán)不可逆向，不可循環(huán) 流入某個營養(yǎng)級的能量，為什么流入某個營養(yǎng)級的能量，為什么不能不能百分百分之之 百百地流向后一個營養(yǎng)級地流向后一個營養(yǎng)級? 流入某一營養(yǎng)級的能量主要有以下去向：流入某一營養(yǎng)級的能量主要有以下去向：一部一部分分通過該營養(yǎng)級的呼吸作用散失了；通過該營養(yǎng)級的呼吸作用散失了；一部分一部分作為排作為排出物、遺體或殘枝敗葉不能進入下一個營養(yǎng)級，而出物、遺體或殘枝敗葉不能進入下一個營養(yǎng)級，而為分解者利用；為分解者利用；還有一部分還有一部分未能進入（未被捕食）未能進入（未

11、被捕食）下一個營養(yǎng)級。所以，流入某一營養(yǎng)級的能量不可下一個營養(yǎng)級。所以，流入某一營養(yǎng)級的能量不可能百分之百地流到下一個營養(yǎng)級。能百分之百地流到下一個營養(yǎng)級。通過以上分析，你能得出什么規(guī)律通過以上分析，你能得出什么規(guī)律？從生產(chǎn)者從生產(chǎn)者初級消費者初級消費者次級消費者次級消費者三級消三級消費者費者不可逆轉(zhuǎn)，不能循環(huán)不可逆轉(zhuǎn)，不能循環(huán)。自身呼吸消耗、未被下一個營養(yǎng)級利用、自身呼吸消耗、未被下一個營養(yǎng)級利用、被分解者分解被分解者分解。 肉食性動物肉食性動物 12.6 12.6 植食性動物植食性動物 62.8 62.8 生產(chǎn)者生產(chǎn)者 464.6 464.6 能量金字塔能量金字塔 根據(jù)單位時間內(nèi)各個營根據(jù)

12、單位時間內(nèi)各個營養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值繪制成圖，可形成一個繪制成圖，可形成一個金字塔圖形金字塔圖形 說一說說一說能量金字塔可以說明能量金字塔可以說明什么問題？什么問題？在一個生態(tài)系統(tǒng)中在一個生態(tài)系統(tǒng)中，營養(yǎng)級，營養(yǎng)級越高越高，在能量流動的過程中，在能量流動的過程中消耗的能量就越多消耗的能量就越多，能量流，能量流動是動是單向單向、逐級遞減逐級遞減的。的。數(shù)量金字塔數(shù)量金字塔遷移創(chuàng)新遷移創(chuàng)新 1、如、如D魚體重增加魚體重增加1kg，至少需要浮游植物約，至少需要浮游植物約 125kg能量傳遞效率的含義與計算：能量傳遞效率的含義與計算：在一食物鏈中，若求某營養(yǎng)級在一食物鏈中，若求某營

13、養(yǎng)級獲得最多能量，一般取獲得最多能量，一般取20作作為傳遞效率；反之，取為傳遞效率；反之，取10作作為傳遞效率。為傳遞效率。俗話說：俗話說：“一山不一山不能容能容二二虎虎”，有無道理？，有無道理？ 根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動逐級遞減的特點和規(guī)律，根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動逐級遞減的特點和規(guī)律，營養(yǎng)級越高，可利用的能量就越少，老虎在生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)級越高，可利用的能量就越少，老虎在生態(tài)系統(tǒng)中幾乎是最高營養(yǎng)級，通過食物鏈（網(wǎng)）流經(jīng)老虎的中幾乎是最高營養(yǎng)級，通過食物鏈（網(wǎng)）流經(jīng)老虎的能量已減到很少的程度。因此，老虎的數(shù)量將是很少能量已減到很少的程度。因此，老虎的數(shù)量將是很少的。故的。故“一山不容二虎一山不容二虎

14、”有一定的生態(tài)學(xué)道理。有一定的生態(tài)學(xué)道理。2.2.為什么說為什么說“一山不容二虎一山不容二虎”? ?遷移創(chuàng)新：遷移創(chuàng)新：從能量傳遞的數(shù)量和效率看，能量流經(jīng)各營養(yǎng)級是逐從能量傳遞的數(shù)量和效率看，能量流經(jīng)各營養(yǎng)級是逐級遞減的，單向不循環(huán)的，傳遞效率為級遞減的，單向不循環(huán)的，傳遞效率為10102020。 所以所以, ,食物鏈一般不超過五個營養(yǎng)級，到第五食物鏈一般不超過五個營養(yǎng)級，到第五營養(yǎng)級以后，可利用的能量已減少到不能維持其營養(yǎng)級以后，可利用的能量已減少到不能維持其生存的程度了。因為能量每流經(jīng)一級都要丟失一生存的程度了。因為能量每流經(jīng)一級都要丟失一大部分，所以食物鏈越長，流量流失就越多。大部分，所

15、以食物鏈越長，流量流失就越多。3.3.食物食物鏈為什么一鏈為什么一般不超過般不超過5 5個營養(yǎng)級個營養(yǎng)級? ?遷移創(chuàng)新：遷移創(chuàng)新：研究意義研究意義人們對一片海域中生態(tài)系統(tǒng)作了統(tǒng)計：人們對一片海域中生態(tài)系統(tǒng)作了統(tǒng)計：生產(chǎn)者（大葉藻）生產(chǎn)者（大葉藻） 4 800 4 800萬噸；萬噸；初級消費者（吃大葉藻的小魚蝦）初級消費者（吃大葉藻的小魚蝦） 1200 1200萬噸；萬噸；次級消費者（吃小魚蝦的大魚次級消費者（吃小魚蝦的大魚 ) ) 17 17萬噸；萬噸；三級消費者（吃大魚的魚）三級消費者（吃大魚的魚） 3 3萬噸。萬噸。 人們對一片草地上的所有生物成員作了統(tǒng)人們對一片草地上的所有生物成員作了統(tǒng)

16、計：計：生產(chǎn)者（野草）生產(chǎn)者（野草） 5 842 424 5 842 424株株初級消費者（草原動物、昆蟲）初級消費者（草原動物、昆蟲） 708 624 708 624只只次級消費者（肉食動物、吃昆蟲的小鳥）次級消費者（肉食動物、吃昆蟲的小鳥） 354 904 354 904只只三級消費者（肉食動物、吃小鳥的鷹）三級消費者（肉食動物、吃小鳥的鷹） 3 36 8216 821只只 樹數(shù)樹數(shù)昆蟲數(shù)目昆蟲數(shù)目小鳥數(shù)目小鳥數(shù)目 思考：能思考：能不能改變生態(tài)系統(tǒng)能量不能改變生態(tài)系統(tǒng)能量流流動的動的規(guī)律？規(guī)律？ 四、研四、研究能量流動的意義究能量流動的意義 人們雖然不能改變能量流動的客人們雖然不能改變能量

17、流動的客觀規(guī)律，但可設(shè)法調(diào)整能量流動方向，觀規(guī)律，但可設(shè)法調(diào)整能量流動方向，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸媸鼓芰砍掷m(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠值牟糠?1 1、幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計人工生態(tài)系統(tǒng)，、幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計人工生態(tài)系統(tǒng)， 使能量得到最有效的利用。使能量得到最有效的利用。 “桑?；~基魚塘塘”農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè)生態(tài)生態(tài)系統(tǒng)系統(tǒng)牧民草原如何放牧，才能達到產(chǎn)畜量高牧民草原如何放牧，才能達到產(chǎn)畜量高又不會導(dǎo)致草場退化？又不會導(dǎo)致草場退化？合理確定載畜量，滅鼠、滅蟲合理確定載畜量，滅鼠、滅蟲問問題題探探討討備選策略備選策略1 1：先吃雞，再吃玉米；先吃雞，再吃玉米；備選策略備選策略2 2：先吃玉米

18、，同時用一部分玉米喂雞，先吃玉米，同時用一部分玉米喂雞， 吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。A A、先吃雞，先吃雞，再吃玉米再吃玉米玉米玉米雞雞人人玉米玉米雞雞人人B B、先吃玉米，先吃玉米，同時用一部分同時用一部分玉米喂雞，吃玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。最后吃雞。本本節(jié)節(jié)知知識識體體系系能能量量流流動動概念：概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞和散失的生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞和散失的過程過程過過程程能量的源頭：能量的源頭：流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產(chǎn)者固定的生產(chǎn)者固定的太陽能的總量太陽能的總量途徑：途徑：食物鏈或食物網(wǎng)食物鏈或食物網(wǎng)特特點點單

19、向流動：單向流動：逐級遞減：逐級遞減：沿食物鏈方向由低營沿食物鏈方向由低營養(yǎng)級流向下一營養(yǎng)級養(yǎng)級流向下一營養(yǎng)級能量金字塔能量金字塔能量沿食物鏈流動過程中逐級能量沿食物鏈流動過程中逐級遞減；傳遞效率遞減；傳遞效率10%20%。研究研究意義意義調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效的流向?qū)θ祟愖钣惺鼓芰砍掷m(xù)高效的流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠忠娴牟糠痔柲芴柲芨櫡答伕櫡答? :1.1.流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是( )( ) A. A. 照射到該生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)所有植物體葉面上的太陽能照射到該生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)所有植物體葉面上的太陽能 B. B. 射進該系統(tǒng)的全

20、部太陽能射進該系統(tǒng)的全部太陽能 C. C. 該系統(tǒng)全部生產(chǎn)者所固定的太陽能的總量該系統(tǒng)全部生產(chǎn)者所固定的太陽能的總量 D. D. 生產(chǎn)者傳遞給消費者的全部能量生產(chǎn)者傳遞給消費者的全部能量C 2.2.初級消費者體內(nèi)能量的去路不包括初級消費者體內(nèi)能量的去路不包括( )( ) A A用于自身的生長、發(fā)育和繁殖用于自身的生長、發(fā)育和繁殖 B B被第一營養(yǎng)級的其他生物所獲得被第一營養(yǎng)級的其他生物所獲得 C C以熱能的形式散失以熱能的形式散失 D D被分解者分解釋放到環(huán)境中去被分解者分解釋放到環(huán)境中去B 3.3.根據(jù)下圖所表示的食物網(wǎng)根據(jù)下圖所表示的食物網(wǎng), ,結(jié)合能量流動的特點進行計算結(jié)合能量流動的特點進行計算: :牧草牧草鼠鼠蛇蛇貓頭鷹貓頭鷹 如果牧草固定了如果牧草固定了10001000焦耳的能量焦耳的能量, , 則貓頭則貓頭鷹最少能獲得鷹最少能獲得_焦耳能量焦耳能量, , 最多能獲得最多能獲得_焦焦耳能量耳能量. .140在市場上，肉一般比蔬菜貴，試從生態(tài)系統(tǒng)