公開(kāi)課-52生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)課件

第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)溫故而知新1.生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括哪兩方面？2.生態(tài)系統(tǒng)的成分有哪些？3.生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)是什么?生態(tài)系統(tǒng)的成分,食物鏈和食物網(wǎng)生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者、非生物的物質(zhì)和能量食物鏈和食物網(wǎng)問(wèn)題探討備選策略1：先吃雞，再吃玉米；備選策略2：先吃玉米，同時(shí)用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。概念：包括能量的

、

、

和

的過(guò)程。

輸入傳遞轉(zhuǎn)化散失無(wú)機(jī)環(huán)境生物群落生態(tài)系統(tǒng)熱量熱量熱量散失輸入生產(chǎn)者光能消費(fèi)者分解者傳遞和轉(zhuǎn)化一、能量流動(dòng)的概念就一個(gè)生物個(gè)體（如人）而言，能量是如何輸入、儲(chǔ)存和散失的？

能量輸入個(gè)體呼吸作用散失的能量?jī)?chǔ)存在體內(nèi)的能量能量流動(dòng)的分析能量流經(jīng)一個(gè)種群的情況：能量輸入種群能量?jī)?chǔ)存能量散失能量流動(dòng)的分析研究生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)一般在群體水平上。能量在第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)中的變化生產(chǎn)者（植物）初級(jí)消費(fèi)者（植食性動(dòng)物）呼吸作用用于生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖分解者遺體殘骸1.各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的來(lái)源又是什么？來(lái)源：生產(chǎn)者消費(fèi)者——太陽(yáng)能——前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)2.各營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的去路有哪些？以生產(chǎn)者(第一營(yíng)養(yǎng)級(jí))為例說(shuō)明.去路：呼吸作用消耗被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物所利用被分解者所利用初級(jí)消費(fèi)者攝入用于生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖次級(jí)消費(fèi)者攝入呼吸散失遺體殘骸初級(jí)消費(fèi)者同化分解者利用糞便呼吸散失…能量流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)示意圖攝入的能量：

糞便中的能量（未被同化的能量）該營(yíng)養(yǎng)級(jí)所固定的能量上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量的一部分屬于本營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量同化量的去向：⑴本營(yíng)養(yǎng)級(jí)個(gè)體自身呼吸消耗(散失)；⑵本營(yíng)養(yǎng)級(jí)個(gè)體自身生長(zhǎng)、發(fā)育繁殖的積累（儲(chǔ)存）。a.流向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)b.遺體殘骸被分解者分解；c.未被分解（石油、煤炭等）例：大象是植食性動(dòng)物，有一種螳螂專以象糞為食。設(shè)一大象在某時(shí)間段內(nèi)同化的能量為107KJ，則這部分能量中可流入螳螂體內(nèi)的約為（）A.0KJB.106KJC.3×106KJD.106---2×106KJA注意：1.同化作用是指生物體把從外界環(huán)境中獲取的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成自身的組成物質(zhì)，并且儲(chǔ)存能量的過(guò)程。

2.營(yíng)養(yǎng)級(jí)異化作用量=呼吸消耗量消費(fèi)者利用食物的過(guò)程④有機(jī)物積累量食物③同化量未同化量未食入量②食入量未捕獲量①未捕獲量呼吸代謝消耗量生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過(guò)程完成教材P94“思考與討論”生產(chǎn)者呼吸初級(jí)消費(fèi)者呼吸次級(jí)消費(fèi)者分解者…呼吸三級(jí)消費(fèi)者呼吸呼吸生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能總量為流經(jīng)這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量輸入傳遞散失以有機(jī)物的形式沿食物鏈向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的一般過(guò)程生產(chǎn)者

(植物)呼吸呼吸呼吸呼吸初級(jí)消費(fèi)者次級(jí)消費(fèi)者三級(jí)消費(fèi)者(肉食動(dòng)物)分解者(細(xì)菌、真菌等）呼吸(草食動(dòng)物)（肉食動(dòng)物)太陽(yáng)生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能總量為流經(jīng)這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量散失圖形的理解：1.方框的大小表示每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)具有的同化量。2.箭頭方向表示能量流動(dòng)的方向，其表示能量在流動(dòng)過(guò)程逐級(jí)遞減。3.能量在不同有機(jī)物間是以有機(jī)物的形式傳遞，最終以熱能形式散發(fā)1.生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)和轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒定律？2.流經(jīng)某個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)中來(lái)？遵循能量守恒定律。能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動(dòng)、轉(zhuǎn)化后，一部分儲(chǔ)存在生態(tài)系統(tǒng)（生物體有機(jī)物）中，而另一部分被利用、散發(fā)至無(wú)機(jī)環(huán)境中，兩者之和與流入生態(tài)系統(tǒng)的能量相等。不能，能量流動(dòng)是單向的。

完成教材P94“思考與討論”⒈生態(tài)系統(tǒng)的能量來(lái)源：太陽(yáng)光能2.起點(diǎn)：渠道:食物鏈和食物網(wǎng)生產(chǎn)者3.流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)總能量：生產(chǎn)者所固定的太陽(yáng)能的總量5.去路：呼吸作用消耗被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物所利用被分解者所利用二.能量流動(dòng)的過(guò)程總結(jié)討論4.來(lái)源：生產(chǎn)者消費(fèi)者——太陽(yáng)光能——前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)5.各營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的去路有哪些？請(qǐng)以生產(chǎn)者(第一營(yíng)養(yǎng)級(jí))為例說(shuō)明.⒈生態(tài)系統(tǒng)的能量來(lái)源是什么？2.能量流動(dòng)的起點(diǎn)和渠道是什么？3.流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是什么？4.各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量轉(zhuǎn)化的來(lái)源又是什么？思考并討論:植食性動(dòng)物

62.862.8二、能量流動(dòng)的特點(diǎn)賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)P95資料分析太陽(yáng)能未固定生產(chǎn)者464.6分解者12.5呼吸作用96.3未利用2932.118.829.312.6肉食性動(dòng)物

12.6微量7.55.0327.3122.614.6上圖中“未利用的能量”指的是什么？

指未被呼吸作用消耗，也未被后一營(yíng)養(yǎng)級(jí)捕食和分解者利用的能量。其以有機(jī)物的形式在上一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)體內(nèi)儲(chǔ)存起來(lái)

能量傳遞效率

根據(jù)“賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)圖解”，計(jì)算相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)間能量傳遞效率。植食性動(dòng)物

62.862.8太陽(yáng)能未固定生產(chǎn)者464.612.6肉食性動(dòng)物

12.6傳遞效率=上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的攝入量本營(yíng)養(yǎng)級(jí)的攝入量×100%試計(jì)算：從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的傳遞效率？

從第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的傳遞效率？13.5%20%結(jié)論：相鄰營(yíng)養(yǎng)級(jí)的傳遞效率大約是10%—20%。三、能量流動(dòng)的特點(diǎn)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)具有兩個(gè)明顯的特點(diǎn)：1.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)時(shí)單向的。

能量流動(dòng)只能沿著食物鏈逐級(jí)傳遞，并且呼吸作用產(chǎn)生的熱能不能重復(fù)利用：不可逆轉(zhuǎn)，也不能循環(huán)。2.能量在流動(dòng)過(guò)程中逐級(jí)遞減。

a.傳遞效率：約為10%—20%b.逐級(jí)遞減原因：自身呼吸消耗、被分解者分解、未被下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)利用。

c.食物鏈的長(zhǎng)度不超過(guò)4～5個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。在生態(tài)系統(tǒng)中能量的流動(dòng)為什么單向流動(dòng)？一、能量流動(dòng)沿著食物鏈進(jìn)行，食物鏈中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的捕食關(guān)系式是長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果。二、各營(yíng)養(yǎng)級(jí)通過(guò)呼吸作用散失的熱量不能被生物群落重復(fù)利用。思考總結(jié)：在食物鏈上能量的流動(dòng)為什么逐級(jí)遞減？流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量主要有以下去向：一、各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的呼吸作用散失了大部分能量二、作為排出物、遺體或殘枝敗葉不能進(jìn)入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，而為分解者所利用；三、有一部分（未被利用）未能進(jìn)入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)。以有機(jī)物形式在本營(yíng)養(yǎng)級(jí)儲(chǔ)存。思考：由單位時(shí)間內(nèi)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)所得到的能量數(shù)值由低到高繪制的圖形叫做能量金字塔.能量金字塔可以說(shuō)明什么問(wèn)題？在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越多，在能量流動(dòng)的過(guò)程中消耗的能量就越多，能量流動(dòng)是單向、逐級(jí)遞減的。能量金字塔生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔中，構(gòu)成塔基的一般是什么？生產(chǎn)者數(shù)量金字塔：人們對(duì)一片草地上的所有生物成員作了統(tǒng)計(jì)：生產(chǎn)者（野草）：5842424株；初級(jí)消費(fèi)者（草原動(dòng)物、昆蟲(chóng)）：708624只次級(jí)消費(fèi)者（肉食動(dòng)物、吃昆蟲(chóng)的小鳥(niǎo)）：354904只三級(jí)消費(fèi)者（肉食動(dòng)物、吃小鳥(niǎo)的鷹）：3只。數(shù)量金字塔有沒(méi)有例外的情況？想一想：一般情況下，也是金字塔形。但是有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)倒置的塔形。例1:在海洋生態(tài)系統(tǒng)中，由于生產(chǎn)者（浮游植物）的個(gè)體小，壽命短，又會(huì)不斷地被浮游動(dòng)物吃掉，所以某一時(shí)刻調(diào)查到的浮游植物的量可能低于浮游動(dòng)物的量。當(dāng)然，總的來(lái)看，一年中流過(guò)浮游植物的總能量還是比流過(guò)浮游動(dòng)物的要多。例2:成千上萬(wàn)只昆蟲(chóng)生活在一株大樹(shù)上，該數(shù)量金字塔的塔形也會(huì)發(fā)生倒置。樹(shù)數(shù)昆蟲(chóng)數(shù)目小鳥(niǎo)數(shù)目能量金字塔數(shù)量金字塔生物量金字塔形狀特點(diǎn)象征意義含義100001000100101高低能量高低營(yíng)養(yǎng)級(jí)100001000100101高少數(shù)量高低營(yíng)養(yǎng)級(jí)100001000100101高少生物量高低營(yíng)養(yǎng)級(jí)呈正金字塔形一般呈正金字塔形;有時(shí)出現(xiàn)金字塔倒形.如樹(shù)與樹(shù)上昆蟲(chóng).呈正金字塔形能量沿食物鏈流動(dòng)過(guò)程中具有逐級(jí)遞減的特性生物個(gè)體數(shù)目沿食物鏈中隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)而逐級(jí)遞減生物量(現(xiàn)存生物有機(jī)物的總質(zhì)量)沿食物鏈流動(dòng)逐級(jí)遞減食物鏈中每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物所含能量多少每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物個(gè)體數(shù)目每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的總生物量生物金字塔四、研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義1.一方面，幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)能量的多級(jí)利用，提高能量的利用率。2.另一方面，幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?。?生態(tài)農(nóng)業(yè)如:草場(chǎng)合理放牧，以獲得更多的毛、肉、皮、奶等畜產(chǎn)品。人類能不能改變生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的規(guī)律？

不能。農(nóng)民在進(jìn)行田間管理的時(shí)候，要進(jìn)行滅蟲(chóng)除草，目的是?

使能量盡可能地流向農(nóng)作物中，即流向人類最有益的部分生態(tài)農(nóng)業(yè)：如?；~(yú)塘

?；~(yú)塘的設(shè)計(jì)的理念：從人類所需的出發(fā)通過(guò)能量的多級(jí)利用、物質(zhì)的循環(huán)利用，充分利用流經(jīng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量，提高生產(chǎn)效益。小結(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)概念過(guò)程特點(diǎn)實(shí)踐意義單向流動(dòng)逐級(jí)遞減傳遞效率10％～20％指生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失過(guò)程。1、幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。2、使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧?、根據(jù)生態(tài)學(xué)原理，要使能量流經(jīng)食物鏈總消耗量最少，人們應(yīng)該采用哪種食物結(jié)構(gòu)

A、以離類、蛋類為主

B、以淡水養(yǎng)殖的魚(yú)、蝦為主

C、以谷物和植物蛋白為主

D、以豬肉等家畜肉類為主鞏固練習(xí)2、初級(jí)消費(fèi)者體內(nèi)能量的去路包括(多選) A、用于自身的生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖

B、被第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的其他生物所獲得

C、以熱能的形式散失

D、被分解者分解釋放到環(huán)境中去3、人們常用能量金字塔來(lái)說(shuō)明生態(tài)系統(tǒng)中哪兩者之間的關(guān)系

A、能量與營(yíng)養(yǎng)級(jí)B、能量與個(gè)體大小

C、能量與個(gè)體數(shù)量

D、能量與生物代謝類型4、生態(tài)系統(tǒng)中有關(guān)食物鏈與能量流動(dòng)的敘述，正確的是（多選）

A．能量沿食物鏈流動(dòng)是單向的

B．食物鏈越短，能量的利用率越高

C．初級(jí)消費(fèi)者越多，次級(jí)消費(fèi)者獲得的能量就越少

D．生物種類越多，生態(tài)系統(tǒng)中的

食物鏈越多生態(tài)系統(tǒng)中能量的計(jì)算一、食物鏈中的能量計(jì)算

1.已知較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物具有的能量（或生物量），求較高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物所能獲得能量（或生物量）的最大值。例1.若某生態(tài)系統(tǒng)固定的總能量為24000kJ，則該生態(tài)系統(tǒng)的第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物最多能獲得的能量是（

）

A.24kJ

B.192kJ

C.96kJ

D.960kJD2.已知較高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量（或生物量），求較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)應(yīng)具備的能量（或生物量）的最小值。例2.在一條有5個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的食物鏈中，若第五營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物體重增加1kg，理論上至少要消耗第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物量為（

）

A.25kg

B.125kg

C.625kg

D.3125kgC3.已知能量的傳遞途徑和傳遞效率，根據(jù)要求計(jì)算相關(guān)生物的能量（或生物量）。例3.在能量金字塔中，生產(chǎn)者固定能量時(shí)產(chǎn)生了240molO2，若能量傳遞效率為10%～15%時(shí)，次級(jí)消費(fèi)者獲得的能量最多相當(dāng)于多少mol葡萄糖？（

）

A.0.04

B.0.4

C.0.9

D.0.09c二、食物網(wǎng)中能量流動(dòng)的計(jì)算1.已知較高營(yíng)養(yǎng)級(jí)從各食物鏈中獲得的比例，未告知傳遞效率時(shí)的能量計(jì)算。例4.右圖食物網(wǎng)中，在能量傳遞效率為10%～20%時(shí)，假設(shè)每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物從前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的不同生物處獲得的能量相等。則人的體重每增加1kg，至少需要消耗水藻

kg。9752.已知較高營(yíng)養(yǎng)級(jí)從各食物鏈中獲得的比例，在特定傳遞效率時(shí)的計(jì)算。例5.若人的食物1/2來(lái)自植物，1/4來(lái)自小型食