3.2+生態(tài)系統(tǒng)的能量流動- 【知識精研+拓展延伸】高二生物課件（人教版2019選擇性必修2）

課前3分鐘

鞏固記憶1）生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括

。2）生態(tài)系統(tǒng)的組成成分有

。3）消費(fèi)者的作用有

、

。4）分解者能將

及

分解成無機(jī)物。5）生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)包括

。非生物的物質(zhì)和能量、生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者

①加快生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動；②對植物的傳粉和種子的傳播有重要意義。組成成分+營養(yǎng)結(jié)構(gòu)動植物的遺體

動物的排遺物食物鏈和食物網(wǎng)第3章生態(tài)系統(tǒng)及穩(wěn)定性一、生態(tài)系統(tǒng)的類型二、生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)三、生態(tài)系統(tǒng)的功能四、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性（食物鏈與食物網(wǎng)）營養(yǎng)結(jié)構(gòu)組成部分能量流動物質(zhì)循環(huán)信息傳遞問題.探討P54

假設(shè)你像小說中的魯濱遜那樣，流落在一個荒島上，那里除了有能飲用的水，幾乎沒有任何食物。你身邊尚存的食物只有一只母雞、15kg玉米。2）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。你認(rèn)為以下哪種生存策略能讓你獲得更多的能量，以維持更長的時間來等待救援？1）先吃雞，再吃玉米。生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程。能量流動寫出以上涉及到的食物鏈/網(wǎng)玉米雞人你愿意分部分食物給雞吃么？第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動

本節(jié)聚焦:能量在生態(tài)系統(tǒng)中是怎樣流動的？怎樣理解生態(tài)金字塔？研究能量流動有什么實(shí)踐意義？一能量流動的過程生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程。能量流動閱讀課本P55第一、二段內(nèi)容，思考以下問題：1）

玉米的能量來自哪里？2）

照射在玉米上的太陽能都被吸收了嗎？3）

玉米吸收太陽能后，以何種形式儲存？有哪些去向？（一）能量在第一營養(yǎng)級的輸入與輸出新舊教材變化：1.增加了“生態(tài)金字塔”。2.金字塔特點(diǎn)表述為“上窄下寬”3.“能量流動的意義”中增加了一項(xiàng)。生產(chǎn)者（固定量）用于生長、發(fā)育、繁殖的能量（儲存量）被大氣層吸收、散射、反射。呼吸作用(熱能散失)分解者殘枝敗葉等輸入量（固定量）=輸出量（呼吸量+儲存量）初級消費(fèi)者未利用能量（短時間）99%未固定E

=a+b=a+c+d+eEabecd總光合作用=呼吸作用+凈光合作用（一）能量在第一營養(yǎng)級的輸入與輸出第一營養(yǎng)級中能量的輸出1、第一營養(yǎng)級的輸出包含：

、

。2、第一營養(yǎng)級的輸出包含：

、

、

。3、第一營養(yǎng)級的輸出包含：

、

、

、

。一能量流動的過程能量的輸入與輸出1.輸入：

2.輸出：（一）能量在第一營養(yǎng)級的輸入與輸出生產(chǎn)者固定的太陽能（輸入量即固定量）（1）自身呼吸作用（2）用于自身生長、發(fā)育、繁殖

①流向分解者②流向下一營養(yǎng)級③未被利用（短期）一能量流動的過程能量的輸入與輸出（二）能量在第二營養(yǎng)級的輸入與輸出閱讀課本P55

圖3-5+第二段后半內(nèi)容：1）

初級消費(fèi)者（第二營養(yǎng)級）如何獲取能量？

其分配情況又如何？2）

據(jù)圖3-5分析，攝入量、同化量、糞便量的關(guān)系。

哪一個是第二營養(yǎng)級的輸入量？思考：我們所吃食物中的全部能量都流入到我們身上了么？哪些能量轉(zhuǎn)化成了我們自己的能量？哪些沒有被我們吸收的？這些能量之間有何關(guān)系？（攝入量）（糞便中的能量）（同化量）攝入量＝同化量+糞便量糞便量屬于誰的能量？屬上一營養(yǎng)級的能量。（同化量即輸入量）哪個為輸入量？初級消費(fèi)者（攝入）初級消費(fèi)者（同化）用于生長發(fā)育和繁殖次級消費(fèi)者（攝入）分解者遺體殘骸糞便呼吸作用散失…流入第二營養(yǎng)級的總能量：

。初級消費(fèi)者同化的總能量次級消費(fèi)者（同化）糞便中的能量

次級消費(fèi)者糞便中的能量歸屬于

流入

的能量。

初級消費(fèi)者分解者

從短期看，還有一部分能量為

。未利用的能量哪個字母表示初級消費(fèi)者的輸入量？次級消費(fèi)者的輸入量呢？ABa1CDEa2bc（二）能量在第二營養(yǎng)級的輸入與輸出1、第二營養(yǎng)級的輸出包含：

、

。2、第二營養(yǎng)級的輸出包含：

、

、

。3、第二營養(yǎng)級的輸出包含：

、

、

、

。第二營養(yǎng)級中能量的輸出補(bǔ)充第二營養(yǎng)級生產(chǎn)者A3B33、次級消費(fèi)者C3生產(chǎn)者A2B22、次級消費(fèi)者生產(chǎn)者A11、次級消費(fèi)者整理：能量在每一營養(yǎng)級的輸入與輸出1）次級消費(fèi)者糞便中的能量屬于以上哪部分的能量？2）流向分解者的能量，能否流向生產(chǎn)者？消費(fèi)者呢？3）請整理能量流動的輸入、轉(zhuǎn)化、傳遞和散失過程。a1a2a3a4流向分解者的能量，可流向消費(fèi)者（食用菌），不能流向生產(chǎn)者。b1b2b3b4固定量同化量一能量流動的過程能量流動

指生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、轉(zhuǎn)化、傳遞和散失過程。主要在群落水平上分析。1）輸入：3）傳遞：4）散失：太陽能→有機(jī)物的化學(xué)能生產(chǎn)者固定的太陽能(也是能量流動的起點(diǎn))沿著食物鏈與食物網(wǎng)的渠道進(jìn)行傳遞2）轉(zhuǎn)化：輸入過程：光合作用（主）、化能合成作用→熱能最終以熱能的形式散失輸入量（固定量、同化量）≠攝入量

輸出量

=自身呼吸消耗的量

理解幾種能量的關(guān)系：輸入量＝

輸出量＝同化量+糞便量+自身生長、發(fā)育、繁殖的能量流入下一營養(yǎng)級的量流向分解者的量未被利用的量（短時間）17金版

2.下圖所示為某生態(tài)系統(tǒng)中能量流向物種甲后發(fā)生的一系列變化,下列有關(guān)敘述錯誤的是 (

D

)A.A表示物種甲同化的能量B.E表示物種甲呼吸散失的能量C.D表示分解者呼吸散失的能量D.A中的能量包括物種甲糞便中的能量

金版

8觀察各營養(yǎng)級能量的大小，發(fā)現(xiàn)規(guī)律并嘗試解釋。固定量同化量單向流動、逐級遞減二能量流動的特點(diǎn)1.單向流動2.逐級遞減原因：營養(yǎng)級的捕食關(guān)系是不可逆的。原因：自身呼吸消耗一部分能量、

一部分能量流向分解者、

還有一部分暫時未被利用的能量。傳遞效率為10％～20％P57任何生態(tài)系統(tǒng)的能量都需要不斷得到系統(tǒng)外的能量補(bǔ)充（太陽能或化學(xué)能），以便維持生態(tài)系統(tǒng)的正常功能。課前3分鐘

讀教材P56-58思考.討論P(yáng)54分析賽達(dá)伯格湖的能量流動(定量分析)

深1米，面積為14480平方米，湖岸線長500米。湖底深度一致、性質(zhì)均一，沒有大的波浪。優(yōu)點(diǎn)：小、簡單、穩(wěn)定

圖中數(shù)字為能量數(shù)值，單位是J/(cm2.a)(焦每平方厘米年）。圖中“未固定”是指未被固定的太陽能，“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一個營養(yǎng)級和分解者利用的能量。為研究方便起見，這里將肉食性動物作為一個整體看待。思考.討論P(yáng)54分析賽達(dá)伯格湖的能量流動討論1.用表格的形式，將每一營養(yǎng)級的能量“輸入”和“輸出”整理成為一份清單。討論2.計(jì)算“流出”該營養(yǎng)級的能量占“流入”該營養(yǎng)級能量的百分比。賽達(dá)伯格湖的能量流動數(shù)據(jù)分析464.662.812.614.662.813.52%12.620.06%傳遞效率為10％～20％解釋1.為何不愿（一直）分食物給雞。解釋2.為何食物鏈上一般不超過5個營養(yǎng)級？因?yàn)闋I養(yǎng)級越多，在能量流動過程中消耗的能量就越多。能量傳遞效率=下一營養(yǎng)級同化量上一營養(yǎng)級同化量×100%1．根據(jù)生態(tài)學(xué)原理，要使能量流經(jīng)食物鏈的總消耗量降到最低，人們應(yīng)采取下列哪一種食物結(jié)構(gòu)

[

]A．以淡水養(yǎng)殖的魚類為主

B．以家畜的肉類為主

C．以谷類和植物蛋白為主

D．以禽類的肉和蛋為主C

動物體中也包含有許多人體所必需的營養(yǎng)（如氨基酸等），因此我們在攝取植物營養(yǎng)的同時，還需攝入動物營養(yǎng)。2.請用生態(tài)學(xué)觀點(diǎn)解釋：一山不容二虎。老虎的營養(yǎng)級別很高，根據(jù)能量流動逐級遞減的特點(diǎn)，虎可得到的能量很少，為了獲得足夠的能量維持生存，需要足夠大的環(huán)境資源保障。能量分析生產(chǎn)者植食性動物肉食性動物輸入能量賽達(dá)伯格湖的能量流動數(shù)據(jù)分析464.662.812.6

如果將單位時間內(nèi)各個營養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)面積（或體積）的圖形，并將圖形按照營養(yǎng)級的次序排列，可形成一個上窄下寬金字塔圖形，叫做能量金字塔。營養(yǎng)級別低高低能量獲取高能量金字塔一定是正金字塔圖形，不會倒置?。?！營養(yǎng)級越高，所獲得的能量越少。二生態(tài)金字塔1.能量金字塔2.生物量金字塔3.數(shù)量金字塔上窄下寬的正金字塔形能量值關(guān)系圖總干重值關(guān)系圖數(shù)量值關(guān)系圖一般為正金字塔，也可能是倒金字塔（如某時刻調(diào)查中，海洋浮游植物與浮游動物生物量）例如，在海洋生態(tài)系統(tǒng)中，浮游植物的個體小，壽命短，又會不斷地被浮游動物吃掉，所以某一時刻調(diào)查到的浮游植物的生物量可能低于浮游動物的生物量。一般為正金字塔，也可能是倒金字塔（如昆蟲與樹的數(shù)量）生產(chǎn).生活P58傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)PK立體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)立體農(nóng)業(yè)有哪些措施能增加流入生態(tài)系統(tǒng)的總能量？間作、套種等意義1：在時空上合理配置生物，增大流入生態(tài)的總能量，獲得更多收益！生產(chǎn).生活

P58

意義2：科學(xué)設(shè)計(jì)人工生態(tài)，實(shí)現(xiàn)能量的多級利用，大大提高能量的利用率。教材P60拓展應(yīng)用——“變廢為寶，多級利用”哪個生態(tài)系統(tǒng)的能量能夠更多地被人類利用？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。桔桿燒肥桔桿漚肥/堆肥老農(nóng)施肥1）化肥Vs農(nóng)家肥化肥：多為無機(jī)肥。營養(yǎng)單一、作用時間短；土壤板結(jié)；不經(jīng)濟(jì)農(nóng)家肥：有機(jī)肥，需分解者的分解。營養(yǎng)均衡、作用時間長；疏松土壤；能量多級利用；經(jīng)濟(jì)2）桔桿的燒肥Vs漚肥：實(shí)現(xiàn)對能量的多級利用，提高能量的利用率。燒肥：作用時間短；能量浪費(fèi)大、污染環(huán)境；漚肥：作用時間長；能量利用率高；疏松土壤；生產(chǎn).生活P58除草、除蟲及時去除農(nóng)田中雜草、害蟲的意義是什么？意義3：可以調(diào)整農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中能量流動關(guān)系，使能量可以持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴夭糠?。三研究能量流動的?shí)踐意義意義1：在時空上合理配置生物，增大流入生態(tài)的總能量，獲得更多收益！意義3：合理調(diào)整農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴夭糠?。意義2：科學(xué)設(shè)計(jì)人工生態(tài)，實(shí)現(xiàn)能量的多級利用，大大提高能量的利用率。間作、套種、等立體農(nóng)業(yè)除草、除蟲“廢物重新利用”思維.訓(xùn)練P59能量流動的數(shù)據(jù)分析與處理1926年，一位生態(tài)學(xué)家研究一塊玉米田中的能量流動，得到的數(shù)據(jù)。1.這塊田共收割玉米約10000株，質(zhì)量為6000kg。通過對玉米植株的化學(xué)

成分進(jìn)行分析，計(jì)算出其中共含碳2675kg，折算為葡萄糖6687kg。2.據(jù)他估算，這些玉米在整個生長過程中，通過細(xì)胞呼吸消耗的葡萄糖共

2045kg。3.1kg葡萄糖儲存1.6×107kJ能量。4.在整個生長季節(jié)，入射到這塊玉米田的太陽能總量為8.5×1012kJ。請根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算：①這些玉米的含碳量折算合成葡萄糖是多少？這些葡萄糖儲存的能量是多少？葡萄糖為：（12+18）/12×2675=6687.5kg儲存的能量為：6687.5×1.6×104=1.07×108KJ②這些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？這些玉米呼吸作用消耗的能量：2045×1.6×104KJ=3.272×107KJ③這些玉米在整個生長季節(jié)所固定的太陽能總量是多少？呼吸作用消耗的能量占所固定太陽能的比例是多少？這些玉米固定的太陽能總量是：1.07×108+3.272×107=1.3972×108呼吸消耗能量占固定太陽能的比例為：3.272×107/1.3972×108=23.4％④這塊玉米田的太陽能利用效率是多少？利用效率=1.3972×108/8.5×109=1.64%生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是單向的、逐級遞減的，人類無法改變這一規(guī)律，那么如何利用這一規(guī)律來指導(dǎo)生活和生產(chǎn)實(shí)踐呢？思維.訓(xùn)練P59能量流動的數(shù)據(jù)分析與處理336.下圖為某生態(tài)系統(tǒng)中的能量傳遞示意圖(單位:kJ),下列敘述錯誤的是(C)A.能量流動是從甲固定的太陽能開始的,流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為1250kJB.從乙到丙的能量傳遞效率為15%C.將乙和丙的糞便作為有機(jī)肥還田,可以提高能量傳遞效率D.食物鏈的營養(yǎng)關(guān)系一般不可逆,這決定了能量流動的單向性（E輸入

=E輸出

、10%—20%）345.右圖所示食物網(wǎng)中,E是生產(chǎn)者,共含有7.1×109kJ的能量,B的總能量為2.3×108kJ,從理論上計(jì)算A最多獲得的能量是 (

B

)A.2.84×108kJ B.2.38×108kJC.1.41×109kJ D.3.05×108kJ（E輸入

=E輸出

、10%—20%）能量流動的計(jì)算（E輸入

=E輸出

、10%—20%）②能量輸出有多個時——順推（１／５或１／１０）③能量輸入有多個時——逆推（５倍或１０倍）①每一營養(yǎng)級的能量輸出有4項(xiàng)，而輸入除了來源于上一營養(yǎng)，

還可能有人為輸入的額外能量（如池塘生態(tài)系統(tǒng)中的有機(jī)物輸入）。④能量沒有具體分配時，選（最長+傳遞率最?。┗颍ㄗ疃?傳遞率最大）的一條計(jì)算。能量傳遞率=流入下一營養(yǎng)級的能量這一營養(yǎng)級的同化量×100%１）若人的食物來源中有一半來自于牛肉，一半來自于生產(chǎn)者，現(xiàn)有生產(chǎn)者的能量共Ｇ千焦，則人最多能得到的能量為

。２）若生產(chǎn)者的能量有一半給人，一半分配給牛，現(xiàn)生產(chǎn)者的能量共有Ｇ千焦，則雜食動物人最多能得到的能量為

。G/15KJ3G/25KJ3）若生產(chǎn)者的能量共有Ｇ千焦，人可以食用生產(chǎn)者和牛。人能得到的能量為

。G/100KJ－G/5KJ典1：②能量輸出有多個時——順推（１／５或１／１０）①能量輸入有多個時——逆推（５倍或１０倍）典1：1）某生態(tài)系統(tǒng)中存在如圖所示的食物網(wǎng)，如將丙的食物比例由甲∶乙＝1∶1調(diào)整為2∶1，能量傳遞效率按10%計(jì)算，該生態(tài)系統(tǒng)能承載丙的數(shù)量是原來的

倍。2）某生態(tài)系統(tǒng)中存在如圖所示的食物網(wǎng)，如將甲能量的分配比例由丙∶乙＝1∶1調(diào)整為2∶1，能量傳遞效率按10%計(jì)算，該生態(tài)系統(tǒng)能承載丙的數(shù)量是原來的

倍。1.3751.273②能量輸出有多個時——順推（１／５或１／１０）①能量輸入有多個時——逆推（５倍或１０倍）38典2.1）該生態(tài)系統(tǒng)中流入生物群落的總能量有哪些來源？2）a、b、c的值分別是

；3）生產(chǎn)者與植食性動物的傳遞率為

，

植食性動物與肉食性動物的傳遞率為

。abc圖中數(shù)字為能量數(shù)值，單位為103kJ/(m2·y)。2.5×103

kJ/(m2·y)14×103

kJ/(m