3.2生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(2)課件高二上學期生物人教版選擇性必修2

課前背誦：1.生態(tài)系統(tǒng)的結構包括？2.生態(tài)系統(tǒng)的組成成分有？參與構成食物鏈和食物網(wǎng)的有？3.生產者和消費者、分解者在生態(tài)系統(tǒng)中的地位？4.生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構是？5.

越復雜，生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾的能力就越強。6.直接決定種群密度的因素有

。性別比例和年齡結構如何影響種群密度？7.對于分布范圍較小，個體較大的種群采用

法調查種群密度。8.環(huán)境容納量的定義是？9.探究酵母菌種群數(shù)量變化采用的方法是？生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性生態(tài)系統(tǒng)的結構生態(tài)系統(tǒng)的功能生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性第3章

生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性組成成分營養(yǎng)結構非生物的物質和能量生產者消費者分解者食物鏈和食物網(wǎng)物質循環(huán)能量流動信息傳遞抵抗力穩(wěn)定性恢復力穩(wěn)定性第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？

假設你像小說中的魯濱遜那樣，流落在一個荒島上，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1只母雞、15Kg玉米。方案1方案2先后一部分吃雞蛋一部分問題探討想一想：雞吃的玉米能全部轉化為等質量的雞肉嗎？吃了那么多卻沒長幾斤，能量都去了哪兒？攝入量同化量經(jīng)消化吸收得到的能量糞便量屬于玉米的同化量長體重（能量儲存）呼吸消耗排遺物食物雞同化量=攝入量糞便量－同化量指某一營養(yǎng)級從外環(huán)境中得到的全部化學能。1、對生產者來說，同化量是指在光合作用中所固定的太陽能2、對于消費者來說，同化量表示消化道吸收的能量能量輸入個體1儲存在體內的能量呼吸作用散失的能量個體2儲存在體內的能量呼吸作用散失的能量個體3……能量儲存種群能量散失能量輸入將這些個體作為一個整體來研究

以個體為研究對象，有很大的局限性和偶然性，如果個體死亡，數(shù)據(jù)可能不準確；不同個體間差異過大。某營養(yǎng)級將一個營養(yǎng)級的所有種群作為一個整體能量流動2.科學方法：研究能量流動的基本思路：

研究生態(tài)系統(tǒng)中能量流動一般在群體水平上可能因為食物網(wǎng)的復雜性而影響結果的準確性。能量流動：生態(tài)系統(tǒng)中能量的

、

、

、

過程。

1.地球上幾乎所有生態(tài)系統(tǒng)所需的能量都來自

。2.太陽每天輸送到地球的能量都能輸入生態(tài)系統(tǒng)嗎？為什么？3.太陽能是怎樣輸入到第一營養(yǎng)級的（來源）？閱讀p55第一段，思考討論完成問題

輸入

源頭：

總值：

。太陽能生產者固定的太陽能一熱生儲構分消閱讀課本，理清能量流經(jīng)第一營養(yǎng)級的過程，畫圖表示各部分的關系。一熱生儲分消構==第一營養(yǎng)級能量的輸入和輸出：①流入第一營養(yǎng)級的能量生產者固定的太陽能②生產者固定的太陽能=呼吸作用以熱能形式散失+用于生長、發(fā)育和繁殖③生產者用于生長、發(fā)育和繁殖=流入下一營養(yǎng)級+分解者利用思考：第二營養(yǎng)級的能量流動情況：閱讀教材P55剩下部分和圖3-5

（1）初級消費者攝入的能量全部轉化為自身的能量了嗎？攝入的能量去路分別是什么？（2）真正流入初級消費者體內的能量是攝入量還是同化量？（3）雞的同化量去向有哪些？分成2部分、3部分如何表示？（4）最高營養(yǎng)級同化的能量去向有哪些？呼吸作用散失；分解者利用攝入量=同化量+糞便量流入某營養(yǎng)級的能量指的是某營養(yǎng)級的同化量糞便量是上一營養(yǎng)級的同化量生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程：生產者（綠色植物）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呼吸作用分解者呼吸作用①能量流動的渠道是

。②能量散失的途徑是各種生物的

(代謝過程)。③流動過程中能量的轉化是太陽能→

→

。④初級消費者糞便中的能量通過哪個箭頭給分解者的？⑤箭頭大小、菱形方塊的大小初步反映了能量流動可能具有什么特點？食物鏈和食物網(wǎng)呼吸作用有機物中的化學能熱能散失輸入傳遞以有機物的形式沿食物鏈向下一營養(yǎng)級傳遞糞便中的能量屬于上一營養(yǎng)級被分解者利用的能量。某營養(yǎng)級流向分解者的能量包括哪些生態(tài)系統(tǒng)的能量流動第二課時源頭：

流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)總能量：途徑：形式：太陽能→有機物中的________→熱能過程：形式：最終以

形式散失輸入傳遞轉化散失太陽能食物鏈和食物網(wǎng)有機物中的化學能生產者固定的太陽能總量化學能熱能呼吸作用4.能量流動概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的

、

、

和

的過程。輸入傳遞轉化散失1.流入某營養(yǎng)級的能量指的是某營養(yǎng)級的

。2.攝入量與同化量的關系。3.糞便中的能量屬于

。實戰(zhàn)訓練

2.判斷?？颊Z句，澄清易混易錯(1)當狼吃掉一只兔子時，就獲得了兔子的全部能量。()(2)初級消費者的糞便量屬于第二營養(yǎng)級能量。()(3)同化量≠用于生長發(fā)育和繁殖的能量。()(4)分解者的分解作用也是通過呼吸作用完成的。()(5)流經(jīng)人工生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產者固定的太陽能。()×√×√×實戰(zhàn)訓練

如圖表示能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級的示意圖，a~g表示相應能量的數(shù)值大小，據(jù)圖回答1.A~E分別表示A:_______________________________B：________________________________C:______________________________________D：_________________________E:________________________第二營養(yǎng)級攝入的能量第二營養(yǎng)級同化的能量用于生長、發(fā)育、繁殖的能量流向第三營養(yǎng)級的能量流向分解者的能量RaymondLindeman林德曼（1915-1942）賽達伯格湖

1941年美國耶魯大學生態(tài)學家林德曼發(fā)表了《一個老年湖泊內的食物鏈動態(tài)》的研究報告。他對50萬平方米的賽達伯格湖作了野外調查和研究后用確切的數(shù)據(jù)說明，對賽達伯格湖能量流動做了定量分析

能量流動的特點分析賽達伯格胡的能量流動思考·討論優(yōu)點：小、簡單、穩(wěn)定分析賽達伯格湖的能量流動思考·討論圖中數(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。能量流動的特點（定時定量分析）某營養(yǎng)級同化量呼吸作用中以熱能形式散失用于自身生長、發(fā)育、繁殖被分解者分解利用流入下一個營養(yǎng)級未被利用的能量若問：某營養(yǎng)級的能量某段時間內的去向某營養(yǎng)級同化量呼吸作用中以熱能形式散失用于自身生長、發(fā)育、繁殖被分解者分解利用流入下一個營養(yǎng)級若問：某營養(yǎng)級的能量最終去向“未利用能量”的最終的去路是？同化量的去向：分成2部分3部分4部分思考4個討論題分析賽達伯格湖的能量流動思考·討論（定時定量分析）思考：1.第一、第二、第三營養(yǎng)級的同化量分別是多少？2.生產者用于生長發(fā)育繁殖的能量是？3.肉食性動物的糞便中的能量位于哪個數(shù)字中？4.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？流入呼吸作用分解者利用暫未利用流出流出/流入生產者植食性動物肉食性動物464.696.312.529362.862.818.82.129.312.612.67.5微量5.020.06%13.52%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%注意：能量在相鄰兩個營養(yǎng)級間的傳遞效率為

。10%～20%分析賽達伯格胡的能量流動思考·討論能量傳遞效率討論5.通過以上分析，你能總結出什么規(guī)律？逐級遞減判斷：當狼吃掉一只兔子時，就獲得了兔子10%～20%的能量×討論3.通過以上分析，你能總結出什么規(guī)律？單向流動②通過呼吸作用散失的熱能不能再次被利用①食物鏈中的捕食關系不能逆轉能量流動特點逐級遞減原因總有一部分能量經(jīng)自身呼吸消耗、被分解者分解、未被下一個營養(yǎng)級利用。（能量傳遞效率為10%～20%）原因能量在流動過程中逐級遞減，與能量守恒定律矛盾嗎？為什么？分析賽達伯格胡的能量流動思考·討論能量流動的特點自然選擇的結果生態(tài)系統(tǒng)的能量流動（食物鏈）一般不超過5個營養(yǎng)級！

不矛盾。能量在流動過程中逐級遞減，指的是流入各個營養(yǎng)級的能量。能量守恒定律可以用于衡量流入某個生態(tài)系統(tǒng)的總能量，總能量=儲存在生態(tài)系統(tǒng)(生物體的有機物)中的能量+被各個營養(yǎng)級的生物利用、散發(fā)至非生物環(huán)境中的能量。因此，雖然能量在流動過程中逐級遞減，但總能量依然遵循能量守恒定律。能量在流動過程中逐級遞減，與能量守恒定律矛盾嗎？為什么？

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。如果一個生態(tài)系統(tǒng)在一段較長時期內沒有能量（太陽能或化學能）輸入，這個生態(tài)系統(tǒng)就會崩潰。能量流動的特點人工生態(tài)系統(tǒng)（如城市生態(tài)系統(tǒng)）

例.下面是利用人工濕地凈化生活污水（主要含有機物）的原理簡圖。請據(jù)圖回答。生活污水綠化區(qū)綠化區(qū)蘆葦黑藻綠藻浮游動物細菌真菌

綠化區(qū)綠化區(qū)生產者所固定的太陽能和生活污水中有機物的化學能輸入該濕地生態(tài)系統(tǒng)的能量為：

相比方案一，方案二延長了食物鏈，傳遞過程中散失的能量更多，人獲得的能量變少。所以，方案一能讓人維持更長的時間來等待救援。能量分析生產者植食性動物肉食性動物輸入能量464.662.812.6賽達伯格湖的能量流動數(shù)據(jù)分析除了用數(shù)字表示之外，還有什么方法可以表示生態(tài)系統(tǒng)中能量流動逐級遞減的特征？生態(tài)金字塔能量金字塔數(shù)量金字塔生物量金字塔1.3種金字塔的含義分別是？2.3種金字塔一定是正金字塔形嗎？3.在什么情況下，生物量金字塔可能是倒置的金字塔形？4.在什么情況下，數(shù)量金字塔可能是倒置的金字塔形呢？5.列表從含義、形狀、特點、意義等方面比較三種金字塔的異同。請同學們自主閱讀教材P57-58，小組合作思考討論完成問題。

生態(tài)金字塔在什么情況下，生物量金字塔、數(shù)量金字塔可能是上寬下窄倒置的金字塔形？

在海洋生態(tài)系統(tǒng)中，由于生產者(浮游植物)的個體小，壽命短，又會不斷地被浮游動物吃掉，所以某一時刻調查到的浮游植物的生物量可能低于浮游動物的生物量。生態(tài)金字塔營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第一營養(yǎng)級個體數(shù)量昆蟲樹右圖為某城市生態(tài)系統(tǒng)能量金字塔，為什么呈倒置狀態(tài)也能維持生態(tài)系統(tǒng)的正常運行？從生態(tài)系統(tǒng)外輸入大量的有機物思考？自然生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔一定為正金字塔！能量金字塔生物量金字塔數(shù)量金字塔形狀每一層含義特點象征意義單位時間內，食物鏈中每一營養(yǎng)級生物所同化的能量的多少自然生態(tài)系統(tǒng)一定為正金字塔能量在流動過程中總是逐級遞減單位時間內，每一營養(yǎng)級生物的有機物的總干重一般為正金字塔,有時會出現(xiàn)倒金字塔形一般生物量(現(xiàn)存生物有機物的總干重)隨食物鏈中營養(yǎng)級的升高而減少每一營養(yǎng)級生物個體的數(shù)目一般為正金字塔,有時會出現(xiàn)倒金字塔形一般生物個體數(shù)目在食物鏈中隨營養(yǎng)級升高而減少五、生態(tài)金字塔一生態(tài)金字塔人類位于食物鏈的頂端，從能量金字塔來看，人口數(shù)量日益增長，這會對地球上現(xiàn)有的生態(tài)系統(tǒng)造成什么影響？人口數(shù)量日益增長，會要求低營養(yǎng)級有更多的能量流入人類所處的營養(yǎng)級，也就是說，人類所需要的食物會更多，將不得不種植或養(yǎng)殖更多的農畜產品，會給地球上現(xiàn)有的自然生態(tài)系統(tǒng)帶來更大的壓力。實戰(zhàn)訓練

例.(2020·臨沂外國語學校高二月考)甲、乙、丙、丁是某同學繪制的生態(tài)金字塔，下列與之相關的說法，錯誤的是A.生態(tài)金字塔包括能量金字塔、生物量金字塔和數(shù)量金字塔，基本呈現(xiàn)

圖丙所示形態(tài)B.由于能量流動具有逐級遞減的特征，能量金字塔通常呈現(xiàn)丙圖所示形態(tài)C.不能用圖甲表示生物數(shù)量金字塔D.生態(tài)金字塔中每一層代表一個營養(yǎng)級，分解者不包含在其中課前背誦：選必一課本p66-741.淋巴細胞包括吞噬細胞、T細胞和B細胞。2.血液和淋巴液中都含有T細胞和B細胞。3.胃粘膜分泌的殺菌物質能抑制白喉桿菌的繁殖，屬于特異性免疫。4.細胞因子既是細胞間進行信息傳遞的物質，也能參與細胞代謝，并提供能量。5.免疫細胞的識別基礎是細胞表面的受體。6.不能識別抗原的免疫細胞是漿細胞，但其產生的抗體能特異性識別抗原。7.抗體主要分布在血清組織液等，抗體與抗原的結合發(fā)生在內環(huán)境中。8.若機體的免疫防御功能異常，則容易發(fā)生自身免疫病。9.二次免疫時漿細胞的來源是記憶細胞和B細胞。10.免疫診斷的原理時抗體和抗原的特異性結合。11.先天性免疫缺陷病如胸腺發(fā)育不良患者的細胞免疫功能不正常判斷：27麻煩看書2.110神經(jīng)

都是這樣15適宜的刺激19反射弧的組成，都有神經(jīng)中樞2628鈉鉀泵階段耗能27通道蛋白構象不改變，載體蛋白構象發(fā)生改變31右圖39中央前回，是第一運動區(qū)

管運動的，不是管內臟的47S區(qū)受損49臨時記住驗證碼是第一記憶，感覺記憶并不構成真正的記憶50請看書p50有分工

有聯(lián)系應用1.從能量流動的角度分析肉類食品的價格一般比小白菜價格高的原因？

蔬菜屬于生產者，而肉屬于消費者；由于能量傳遞的效率只有10%～20%，所以要得到1千克的肉至少要消耗5千克的植物，所以相同重量的肉比蔬菜貴。應用2.用能量流動的原理，解釋諺語“一山不容二虎”隱含的道理。

生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是逐級遞減的，因此營養(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)）獲得的能量已經(jīng)很少。因此，老虎的整體數(shù)量一般很少，且每只老虎都需要有較大的捕食范圍滿足所需。所以“一山不容二虎”有一定的生態(tài)學道理。1.?；~塘——桑葉養(yǎng)蠶，蠶蛹喂魚，塘泥肥桑。2.秸稈還田3.玉米田除蟲4.草原合理確定載畜量：放的牲畜太少不能充分利用牧草提供的能量，放牧過多會造成草場退化，使得畜產品產量下降。請同學們自主閱讀教材P58，小組合作思考下列做法的意義：

研究能量流動的實踐意義1.研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，可以幫助人們將生物在時間、空間上進行合理配置，增大流入某個生態(tài)系統(tǒng)的總能量。間作套種多層育苗研究能量流動的實踐意義稻—萍—蛙

（

下圖為農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的模式圖。（1）完成該生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖解聯(lián)系實際研究能量流動的實踐意義實現(xiàn)了能量的多級利用思考：哪個生態(tài)系統(tǒng)的能量能夠更多地被人類利用？為什么？2.研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，可以幫助人們科學規(guī)劃和設計人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。實現(xiàn)能量多級利用，從而大大提高能量的利用率（能量利用率≠能量傳遞效率）糞便制作沼氣用秸稈作飼料研究能量流動的實踐意義3.幫助人們合理地調整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關系，使能量持續(xù)高效地流向對人類最有益的部分。稻田除草、除蟲等。合理確定草場的載畜量

牲畜過少，不能充分利用牧草所提供的能量；牲畜過多，就會造成草場的退化，使畜產品的產量下降。研究能量流動的實踐意義漢水丑生侯偉作品課后題2．將一塊方糖放入水中，方糖很快就會溶解，消失得無影無蹤。溶解在水中的方糖還能再自行變回原來的形狀嗎？為什么？生活在水中的硅藻，它們能利用溶解在水中的硅化物制造自己絢麗精致的外殼，而通常情況下水體中的硅化物含量極為微少，僅有百萬分之幾，這比方糖溶解后水中的含糖量低得多。硅藻依靠什么力量筑造自己的精美小“屋”呢？通過以上事例，你能對能量在生態(tài)系統(tǒng)中的作用是否有了進一步的認識？提示：不能。在一個封閉的系統(tǒng)中，物質總是由有序朝著無序的方向發(fā)展。硅藻能利用獲取的營養(yǎng)通過細胞呼吸釋放能量，依靠能量完成物質由無序向有序的轉化，維持其生命活動。能量的輸入對于生態(tài)系統(tǒng)有序性的維持來說是不可缺少的。能量流動的相關計算1.能量傳遞效率的“至少”和“至多”計算①最多可使鷹增重____kg。②最少可使鷹增重____kg。1已知低營養(yǎng)級同化量，求高營養(yǎng)級同化量：14假如現(xiàn)有草100kg，則：草兔鷹能量傳遞效率按20%來算。能量傳遞效率按10%來算。①最多要消耗草______kg。②最少要消耗草______kg。2已知高營養(yǎng)級同化量，求低營養(yǎng)級同化量：200假如要使鷹增加2kg，則：能量傳遞效率按10%來算。能量傳遞效率按20%來算。50能量流動的相關計算1.能量傳遞效率的“至少”和“至多”計算3多條食物鏈，已知低營養(yǎng)級同化量，求高營養(yǎng)級如果A有10000kg，C最多增加______kg，最少增加_____kg。ABCDEF選最短食物鏈；按20%計算。選最長食物鏈；按10%計算。4001能量流動的相關計算1.能量傳遞效率的“至少”和“至多”計算4多條食物鏈，已知高營養(yǎng)級同化量，求低營養(yǎng)級若人的體重增加1kg，最少需消耗水藻______kg，最多消耗水藻___________kg。選最短食物鏈；按20%計算。選最長食物鏈；按10%計算。水藻水蚤蝦小魚大魚人2510000能量流動的相關計算1.能量傳遞效率的“至少”和“至多”計算5在食物網(wǎng)中，某一營養(yǎng)級同時從上一營養(yǎng)級的多種生物獲得能量，且各途徑所獲得的生物量比例確定，則需按照各單獨的食物鏈進行計算后合并。①如圖食物網(wǎng)中，假如貓頭鷹的食物有2/5來自兔，2/5來自鼠，1/5來自蛇。那么，貓頭鷹若要增加20g體重，最少需要消耗的植物為_______。植物兔子貓頭鷹鼠蛇9001.標記重捕法必須保證所標記種群在整個調查區(qū)域內是均勻分布的。2.調查酵母菌的種群密度時，應在靜置培養(yǎng)液上、中或下部隨機取樣。3.環(huán)境容納量是種群在環(huán)境中長時間穩(wěn)定存在的最大量。4.交感和副交感神經(jīng)屬于傳出神經(jīng)，是由腦發(fā)出的不受意識控制的能支配內臟器官的神經(jīng)。5.脊神經(jīng)是神經(jīng)纖維集結成束包上薄膜形成的6.刺激某一反射弧的感受器或傳出神經(jīng)，可使效應器產生相同的反應。7.興奮從神經(jīng)纖維上的一點到另一點的傳導過程需要消耗能量。8.K+外流和Na+內流過程中細胞膜上的蛋白質的構象會發(fā)生變化。9.神經(jīng)纖維上興奮的產生和傳導過程與某些無機鹽有關，且需要消耗能量。10.抑制高爾基體的作用，會影響興奮在神經(jīng)元之間的傳遞。11.人的大腦皮層上的溝回主要由神經(jīng)元胞體及樹突構成。12.臨時記住某個驗證碼是感覺性記憶。13.若膝蓋下方的皮膚破損，刺激肌梭后也能發(fā)生膝跳反射1.標記重捕法必須保證所標記種群在整個調查區(qū)域內是均勻分布的。2.調查酵母菌的種群密度時，應在靜置培養(yǎng)液上、中或下部隨機取樣。3.環(huán)境容納量是種群在環(huán)境中長時間穩(wěn)定存在的最大量。4.交感和副交感神經(jīng)屬于傳出神經(jīng)，是由腦發(fā)出的不受意識控制的能支配內臟器官的神經(jīng)。5.脊神經(jīng)是神經(jīng)纖維集結成束包上薄膜形成的6.刺激某一反射弧的感受器或傳出神經(jīng)，可使效應器產生相同的反應。7.興奮從神經(jīng)纖維上的一點到另一點的傳導過程需要消耗能量。8.K+外流和Na+內流過程中細胞膜上的蛋白質的構象會發(fā)生變化。9.神經(jīng)纖維上興奮的產生和傳導過程與某些無機鹽有關，且需要消耗能量。10.抑制高爾基體的作用，會影響興奮在神經(jīng)元之間的傳遞。11