3.2生態(tài)系統(tǒng)的能量流動（第1課時）課件-高二上學(xué)期生物人教版選擇性必修22

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踐意義？第3章

生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動

你認為以下哪種生存策略能讓你維持更長的時間來等待救援：

1．先吃雞，再吃玉米。

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。

【提示】應(yīng)該先吃雞，再吃玉米。若選擇2，則增加了食物鏈的長度，能量逐級遞減，最后人獲得的能量較少。

假設(shè)你像小說中的魯賓遜那樣，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。你隨身尚存的食物只有一只母雞、15kg玉米。討論

問題探討

1．能量流動的概念

生態(tài)系統(tǒng)中能量的＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿和＿＿＿的過程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。輸入傳遞轉(zhuǎn)化散失次級消費者

一、能量流動的概念生產(chǎn)者初級消費者

2．研究能量流動的基本思路

能量流經(jīng)一個種群的情況可以圖示如下：

一、能量流動的概念能量輸入個體1個體2個體3······儲存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能量儲存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能量儲存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能量（1）如果以個體為單位研究能量流動，有什么問題？

以個體為研究對象，有很大的局限性和偶然性，如個體死亡，數(shù)據(jù)可能不準確；不同個體間差異過大等。思考·討論

（2）如果以種群為單位研究能量流動，有什么問題？

2．研究能量流動的基本思路能量輸入種群能量儲存能量散失以種群為研究對象,能量的流動渠道為食物鏈(或食物網(wǎng)),在分析時,可能因食物網(wǎng)的復(fù)雜性而影響結(jié)果的準確性。

（3）如果將一個營養(yǎng)級的所有種群作為一個整體來研究，圖示能量流動的情況。這種方式有什么優(yōu)點?

2．研究能量流動的基本思路能量輸入某營養(yǎng)級能量儲存能量散失捕食食物鏈中包含一個個環(huán)節(jié)，處于某一環(huán)節(jié)上所有生物種類的總和，稱為營養(yǎng)級。某一營養(yǎng)級的生物代表處于該營養(yǎng)級所有生物，不代表生物個體，也不代表某一生物群體。將一個營養(yǎng)級的所有種群作為一個整體來研究能量流動，可以比較精確地測量每一個營養(yǎng)級能量的輸入值和輸出值。

1．能量流經(jīng)第一營養(yǎng)級的過程

二、能量流動的過程被地球表面的大氣層吸收、散射和反射掉了絕大部分約1%光合作用生產(chǎn)者固定的太陽能生產(chǎn)者（第一營養(yǎng)級）呼吸作用（以熱能形式散失）用于生長、發(fā)育和繁殖殘枝敗葉等分解者初級消費者攝食第二營養(yǎng)級

2．能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級的過程用于生長、發(fā)育和繁殖次級消費者攝入……呼吸作用散失（熱能）呼吸作用散失（熱能）遺體殘骸分解者利用糞便初級消費者攝入初級消費者同化

二、能量流動的過程（1）請寫出攝入量和同化量之間的關(guān)系。

同化量＝攝入量－糞便量（2）輸入初級消費者的能量是哪部分？初級消費者糞便中的能量屬于哪個營養(yǎng)級？初級消費者同化的能量。（3）輸入初級消費者的能量的去路有哪些？

①通過呼吸作用以熱能形式散失；②一部分流入下一個營養(yǎng)級；③被分解者分解利用。

2．能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級的過程屬于上一營養(yǎng)級的同化量、

1．輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是什么？

輸入的總能量是生產(chǎn)者固定的太陽能。

二、能量流動的過程生產(chǎn)者（綠色植物）呼吸作用分解者

呼吸作用初級消費者（植食性動物）次級消費者（肉食性動物）三級消費者（肉食性動物）呼吸作用呼吸作用呼吸作用

2．各營養(yǎng)級生物能量的來源？

生產(chǎn)者的能量來自太陽能；各級消費者的能量一般來自上一個營養(yǎng)級。

二、能量流動的過程生產(chǎn)者（綠色植物）呼吸作用分解者

呼吸作用初級消費者（植食性動物）次級消費者（肉食性動物）三級消費者（肉食性動物）呼吸作用呼吸作用呼吸作用

3．生態(tài)系統(tǒng)中能量傳遞的形式和渠道分別是什么？

傳遞的形式是有機物，渠道是食物鏈和食物網(wǎng)。

二、能量流動的過程生產(chǎn)者（綠色植物）呼吸作用分解者

呼吸作用初級消費者（植食性動物）次級消費者（肉食性動物）三級消費者（肉食性動物）呼吸作用呼吸作用呼吸作用

4．生態(tài)系統(tǒng)能量流動過程中，能量是怎么轉(zhuǎn)化的？

轉(zhuǎn)化過程是由太陽能→有機物中化學(xué)能→熱能。

二、能量流動的過程生產(chǎn)者（綠色植物）呼吸作用分解者

呼吸作用初級消費者（植食性動物）次級消費者（肉食性動物）三級消費者（肉食性動物）呼吸作用呼吸作用呼吸作用

5．生態(tài)系統(tǒng)中能量散失的途徑和形式分別是什么？

散失的途徑是呼吸作用，形式是熱能。

二、能量流動的過程生產(chǎn)者（綠色植物）呼吸作用分解者

呼吸作用初級消費者（植食性動物）次級消費者（肉食性動物）三級消費者（肉食性動物）呼吸作用呼吸作用呼吸作用

6．生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒定律？為什么？

遵循能量守恒定律。能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動、轉(zhuǎn)化后，一部分儲存在生態(tài)系統(tǒng)（生物體有機物）中，而另一部分在呼吸作用中以熱能的形式散失，兩者之和與流入生態(tài)系統(tǒng)的能量相等。

二、能量流動的過程生產(chǎn)者（綠色植物）呼吸作用分解者

呼吸作用初級消費者（植食性動物）次級消費者（肉食性動物）三級消費者（肉食性動物）呼吸作用呼吸作用呼吸作用

7．流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到這個生態(tài)系統(tǒng)中來？

不能，能量流動是單向的。

二、能量流動的過程生產(chǎn)者（綠色植物）呼吸作用分解者

呼吸作用初級消費者（植食性動物）次級消費者（肉食性動物）三級消費者（肉食性動物）呼吸作用呼吸作用呼吸作用

二、能量流動的過程一切生命活動都伴隨著能量的變化。沒有能量的輸入，也就沒有生命的生態(tài)系統(tǒng)。能量的輸入能量的散失生態(tài)系統(tǒng)傳遞轉(zhuǎn)化

歸納提升

1．流入某一營養(yǎng)級（最高營養(yǎng)級除外）的能量去向可從以下兩個角度分析：①②③①②③④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。

歸納提升

2．能量流動的幾個關(guān)系式（1）同化量＝攝入量－糞便量

＝呼吸消耗量＋用于生

長、發(fā)育和繁殖的能量（2）用于生長、發(fā)育和繁殖的能量

＝同化量－呼吸消耗量＝流入下一營養(yǎng)級的能量＋被分解者利用的能量（＋未利用的能量）、

歸納提升

3．

“拼圖法”分析能量流動的過程（按照定量定時分析）

生產(chǎn)者固定的能量W1被分為兩部分：一部分在生產(chǎn)者的呼吸作用中以熱能的形式散失了（A1），一部分用于生產(chǎn)者的生長、發(fā)育和繁殖（未利用的能量B1＋流向分解者的能量C1＋流入下一個營養(yǎng)級的能量D1）。即W1＝

A1＋B1＋C1＋D1。

同理，第二營養(yǎng)級同化的總能量D1＝A2＋B2＋C2＋D2。即時鞏固

1．下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流動的敘述，正確的是（）

A．生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是指能量的輸入和散失的過程

B．流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是照射在生產(chǎn)者上的太陽能

C．流入第二營養(yǎng)級的總能量是指初級消費者同化的能量

D．各營養(yǎng)級同化的能量都會沿著食物鏈和食物網(wǎng)流向下一營養(yǎng)級C即時鞏固

2．某同學(xué)繪制了如圖所示的能量流動圖解，下列敘述正確的是（）

A．生產(chǎn)者固定的總能量可表示為A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2B．初級消費者用于生長、發(fā)育和繁殖的能量為B2＋D2C．初級消費者攝入的能量為A2＋B2＋C2D．W1＝D1＋D2A

三、能量流動的特點為了研究能量流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈時，每一級的能量變化和能量轉(zhuǎn)移效率，美國生態(tài)學(xué)家林德曼（1915—1942）對一個結(jié)構(gòu)相對簡單的天然湖泊——賽達伯格湖的能量流動進行了定量分析。提出了“林德曼定律”，標(biāo)志著生態(tài)學(xué)開始從定性走向定量。一邊閱讀，一邊完成學(xué)案上的表格

思考·討論分析賽達伯格湖的能量流動

營養(yǎng)級流入的能量流出（輸入下一營養(yǎng)級）的能量呼吸作用散失分解者利用未利用流出/流入（%）生產(chǎn)者植食性動物

肉食性動物——微量——13．520．06464．662．896．312．529362．812．618．82．129．312．67．55．0＝＋＋＋

1．用表格的形式，將圖中的數(shù)據(jù)進行整理。計算“流出”該營養(yǎng)級的能量占“流入”該營養(yǎng)級能量的百分比。一邊閱讀，一邊完成學(xué)案上的表格

思考·討論分析賽達伯格湖的能量流動

2．流入某一營養(yǎng)級的能量，為什么不會百分之百地流到下一個營養(yǎng)級？

流入某一營養(yǎng)級的能量除了流入下一營養(yǎng)級之外，還有：

①一部分通過該營養(yǎng)級的呼吸作用散失了；

②一部分以排出物、遺體或殘枝敗葉的形式被分解者利用；

③一部分未能進入（未被捕食）下一營養(yǎng)級。一邊閱讀，一邊完成學(xué)案上的表格

思考·討論分析賽達伯格湖的能量流動

3．通過以上分析，你能總結(jié)出什么規(guī)律？

（1）生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動是單向的；

（2）能量在流動過程中逐級遞減。營養(yǎng)級流入的能量流出（輸入下一營養(yǎng)級）的能量呼吸作用散失分解者利用未利用流出/流入（%）生產(chǎn)者植食性動物

肉食性動物——微量——13．520．06464．662．896．312．529362．812．618．82．129．312．67．55．0

三、能量流動的特點

（1）生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動是單向的；

能量沿＿＿＿＿＿由低營養(yǎng)級流向高營養(yǎng)級，不可＿＿＿，也不能＿＿＿＿＿。

（2）能量在流動過程中逐級遞減。

（1）相鄰兩個營養(yǎng)級間的能量傳遞效率是＿＿＿＿＿＿＿。

（2）營養(yǎng)級越多，在能量流動過程中消耗的能量就＿＿＿，生態(tài)系統(tǒng)中能量流動一般不超過＿＿個營養(yǎng)級。能量傳遞效率=×100%下一營養(yǎng)級同化量上一營養(yǎng)級同化量10%～20%食物鏈逆轉(zhuǎn)循環(huán)流動越多5任何生態(tài)系統(tǒng)都需要不斷得到來自系統(tǒng)外的能量補充，以便維持生態(tài)系統(tǒng)的正常功能。

歸納提升

1．流經(jīng)人工生態(tài)系統(tǒng)（如人工魚塘、城市污水處理池等）的總能量＝人工投放的餌料或城市污水中有機物所含的能量＋生產(chǎn)者固定的太陽能。

2．能量傳遞效率是指各營養(yǎng)級之間的能量傳遞，不是指個體或種群之間。即時鞏固

3．下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流動的敘述，正確的是（）

A．兔子吃了1kg的草，則這1kg草中的能量就流入了兔子體內(nèi)

B．一只狼捕食了一只兔子，則這只兔子中10%～20%的能量就流入了狼的體內(nèi)

C．生產(chǎn)者通過光合作用合成有機物，能量就從無機環(huán)境流入生物群落

D．生態(tài)系統(tǒng)的能量是可以循環(huán)利用的C即時鞏固

4．某人工魚塘中存在如下圖所示的能量流動關(guān)系，其中字母表示能量（單位：kJ）。據(jù)圖分析錯誤的是（）A