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

第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動第3章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性教學目標1、通過對能量流經第一、第二營養(yǎng)級的分析，簡述如何研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程。2、通過對賽達伯格湖能量流動的定量分析，概述生態(tài)系統(tǒng)的能量流動規(guī)律。3、用生態(tài)金字塔表征生態(tài)系統(tǒng)的能量流動特點。4、嘗試運用生態(tài)系統(tǒng)的能量流動規(guī)律為生產實踐提出合理建議，認同研究能量流動具有實踐意義。

應該先吃雞，再吃玉米（即選擇1），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。2024/12/12

假設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，吃雞產下的蛋，最后吃雞。流落荒島討論：

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。

生產者通過光合作用將光能轉化成為化學能，固定在它們所制造的有機物中（其次還有化能合成作用）任務一、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動的概念

生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。1.輸入①能量來源:太陽能②能量流動的起點:生產者固定太陽能③流經生態(tài)系統(tǒng)的總能量:生產者所固定的全部太陽能④能量輸入過程:若為人工生態(tài)系統(tǒng)，流經生態(tài)系統(tǒng)的總能量除生產者固定的太陽能總量，還有人工補充的能量（例如飼料中有機物中的化學能）特別提醒：2.傳遞：①能量傳遞的途徑（渠道）：食物鏈和食物網②能量傳遞的形式：有機物中的化學能3.轉化：太陽能光合作用有機物中的化學能熱能呼吸作用4.散失：以熱能形式散失能量輸入種群能量儲存能量散失能量輸入某營養(yǎng)級能量儲存能量散失研究能量流動的基本思路

能量流經一個種群的情況可以圖示如下：能量輸入個體1個體2個體3……儲存在體內的能量呼吸作用散失的能量儲存在體內的能量呼吸作用散失的能量儲存在體內的能量呼吸作用散失的能量

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。

如果將這個種群作為一個整體來研究，則左圖可以概括成下圖形式，從中可以看出分析能量流動的基本思路。

如果以種群為研究對象，能量流動的渠道為食物鏈，在分析時，可能因為食物網的復雜性而影響結果的準確性。

如果將一個營養(yǎng)級的所有種群作為一個整體，那么左圖將概括為何種形式呢？

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。任務二、能量流動的過程1.能量流經第一營養(yǎng)級的示意圖99%散失1%固定(同化)生產者所固定的全部太陽能用于生長發(fā)育和繁殖初級消費者（植食性動物）分解者利用殘枝敗葉分解作用散失呼吸作用散失生長發(fā)育和繁殖①呼吸作用中以熱能的形式散失；②隨殘枝敗葉等被分解者分解而釋放出來；③流入初級消費者自身生長、發(fā)育和繁殖,儲存在有機物中的能量2.能量流經第二營養(yǎng)級的過程初級消費者攝入初級消費者同化糞便分解者利用用于生長發(fā)育和繁殖次級消費者攝入遺體殘骸呼吸作用散失呼吸作用散失…流經第二營養(yǎng)級的總能量：同化量同化量攝入量-糞便量=

①呼吸作用中以熱能的形式散失；②以遺體殘骸的形式被分解者利用；③流入次級消費者（②③屬于用于自身生長、發(fā)育和繁殖的能量）攝入量是指下一個營養(yǎng)級通過捕食的方式從上一個營養(yǎng)級獲得的能量。這主要指的是消費者。如果是生產者則是指光合作用（化能合成作用）合成的總量同化量是指生物體把從外界環(huán)境中獲取的營養(yǎng)物質轉變成自身的組成物質,并且儲存能量的變化過程。3.能量流經最高營養(yǎng)級示意圖最高營養(yǎng)級攝入最高營養(yǎng)級同化糞便分解者利用用于生長發(fā)育和繁殖遺體殘骸呼吸作用散失呼吸作用散失①呼吸作用中以熱能的形式散失；②以遺體殘骸的形式被分解者利用；（最高營養(yǎng)級沒有流入下一營養(yǎng)級的能量去向）1.初級消費者糞便中的能量屬于哪個營養(yǎng)級？3.在短時間內，生物一定會死亡或者被捕食嗎？2.分解者利用的能量，哪些來自于生產者、初級消費者？歸納各營養(yǎng)級能量去向某營養(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*最高營養(yǎng)級沒有這一去向呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用生產者（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……分解者每個箭頭及箭頭的方向大小、菱形方塊的大小代表什么含義？能量來源呼吸作用散失太陽能生產者能量去路每個營養(yǎng)級總能量固定的太陽能總量各級消費者上一個營養(yǎng)級生產者：各級消費者：同化總量=攝入量-糞便量流入下一營養(yǎng)級被分解者利用未被利用均屬于用于自身生長、發(fā)育和繁殖的部分歸納總結現(xiàn)學現(xiàn)用：如圖為草原生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖解模型（G、H、I屬于D、E、F）：1._______________表示流入各營養(yǎng)級生物的能量寫出其中等量關系_______________2.______分別表示草、兔子、狼呼吸作用消耗的能量；3.________分別表示分解者分解利用的能量；4.兔子用于生長、發(fā)育和繁殖的能量=___________；5.___中能量包括兔子尸體及狼糞便中的能量A、B、C、D、E、FC+K或B-HG、H、IJ、K、LA=D、B=E、C=FK現(xiàn)學現(xiàn)用：如圖為生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的部分過程．下列敘述不正確的是（）A.①中的能量來自生產者的同化作用B.分解者利用的能量一定比a小C.b為初級消費者用于生長發(fā)育和繁殖的能量D.應在a處加上細胞呼吸散失的熱能箭頭B太陽能未固定生產者464.662.812.6呼吸作用122.67.5分解者14.612.5未利用327.329.35.0塞達伯格湖能量流動圖解植食性動物62.8肉食性動物12.696.318.8293分析塞達伯格湖的能量流動微量圖中數(shù)字為能量值，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。任務三：能量流動的特點營養(yǎng)級流入能量流出能量出入比生產者植食性動物肉食性動物464.662.812.662.812.613.52%20.06%

1.用表格的形式，將圖中的數(shù)據(jù)進行整理。例如，可以將每一營養(yǎng)級上的能量“流入”和“流出”整理成為一份清單(“流出”的能量不包括呼吸作用散失的能量)。2.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。微量3.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?4.通過以上分析，你能總結出什么規(guī)律?

流入某一營養(yǎng)級的能量主要有以下去向：一部分通過該營養(yǎng)級的呼吸作用散失了；一部分以排出物、遺體或殘枝敗葉的形式被分解者利用；還有一部分未能進入（未被捕食）下一營養(yǎng)級；其他的才是流入下一營養(yǎng)級的能量。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營養(yǎng)級。

生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動是單向的；能量在流動過程中逐級遞減。分析塞達伯格湖的能量流動三、能量流動的特點單向流動：

在生態(tài)系統(tǒng)中，能量流動只能沿著______由___營養(yǎng)級流向____營養(yǎng)級，不可_____，也不能_________；食物鏈低高逆轉循環(huán)流動（1）各營養(yǎng)級的生物都會因自身呼吸作用散失掉一部分能量。（2）各營養(yǎng)級能量都要有一部分流入分解者。（3）各營養(yǎng)級生物都不能全部被下一營養(yǎng)級捕食,各個營養(yǎng)級能量都有一部分未利用。原因：逐級遞減：（能量傳遞效率為10%～20%）生態(tài)系統(tǒng)中能量流動是單向的。能量在流動過程中逐級遞減。原因：（1）生物之間的捕食關系是長期自然選擇的結果，一般不可逆轉；

（2）各營養(yǎng)級呼吸作用散失的熱能無法再利用。

生態(tài)系統(tǒng)如果沒有來自系統(tǒng)外的能量補充，還能維持生態(tài)系統(tǒng)的正常功能嗎？1、能量傳遞效率計算能量傳遞效率=×100%某一營養(yǎng)級的同化量上一營養(yǎng)級的同化量例1：如圖為某人工魚塘食物網及其能量傳遞示意圖(圖中數(shù)字為能量數(shù)值，單位是J·m－2·a－1)。該食物網中第一到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率為第一營養(yǎng)級同化的能量為31920J·m－2·a－1，能量傳遞有關計算第二營養(yǎng)級同化的能量為3780＋4200＝7980J·m－2·a－1，傳遞效率為7980÷31920×100%＝25%例二：如圖為某農場的年能量流動示意圖單位：103

kJ/(m2·y)，A、B、C、D共同構成生物群落。從第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的能量傳遞效率是(

)

第二營養(yǎng)級(B)同化的能量為(16＋2)×103

kJ/(m2·y)，第三營養(yǎng)級(C)的能量為3×103

kJ/(m2·y)，傳遞效率為3×103/18×103×100%＝16.67%。例1、在“草→食草的昆蟲→蜘蛛→蟾蜍→蛇→貓頭鷹”這條食物鏈，設流經這條食物鏈的總能量為100％，按最高傳遞率計算，貓頭鷹所得能量最多為________;最少為________(20%)5(10%)5方法：在一條食物鏈中，若生產者能量為100%，第n營養(yǎng)級獲得的能量最多為(20%)n-1，最少為(10%)n-12、由低營養(yǎng)級能量求高營養(yǎng)級能量(能量傳遞效率未知，認為能量傳遞效率最低為10％，最高為20％。若題中給出了傳遞效率值則按給出的值計算。)例2、如果A增重10000kg，C最多增加_____千克，最少增加___千克4001方法：多條食物鏈,獲得能量最多：選最____食物鏈；按×___%計算獲得能量最少：選最____食物鏈；按×___%計算短20長103、由高營養(yǎng)級能量求低營養(yǎng)級能量(能量傳遞效率未知)例1、在“浮游植物→浮游動物→魚”這條食物鏈中，如果魚要增加100kg體重，那至少需要浮游植物的重量為：_______；最多需要浮游植物的重量為：_______方法：在一條食物鏈中，則第n營養(yǎng)級生物每增加1kg體重:①“至少”需要消耗的生產者的量：②“最多”需要消耗的生產者的量:2500kg10000kg=5n-1=10n-1方法：多條食物鏈,需最少能量：選最____食物鏈；按÷____%計算需最多能量：選最____食物鏈；按÷____%計算例2、右圖表示某生態(tài)系統(tǒng)食物網的圖解，貓頭鷹體重每增加1kg，至少消耗A約（），最多需要消耗A約（）A．1000kgB．44.5kgC．25kgD．15kgCA短20長10例1、有一食物網如圖所示。如果能量傳遞效率為10%，各條食物鏈傳遞到庚的能量相等，則庚同化1kJ的能量，丙最少需同化的能量為()A．550kJB．500kJC．400kJD．100kJ4、關于“定值”的計算：在食物網中,某一營養(yǎng)級同時從上一個營養(yǎng)級的多種生物中按一定比例獲取能量，則按照單獨的食物鏈進行計算后再合并A例2.某生態(tài)系統(tǒng)中存在如圖所示的食物網，如將C的食物比例由A∶B＝1∶1調整為2∶1，能量傳遞效率按10%計算，該生態(tài)系統(tǒng)能承載C的數(shù)量是原來的_______倍。2024/12/121.375設當食物比例A：B為1：1時，C的能量為x則需要的A為1/2x÷10%+1/2x÷10%÷10%=55x設當食物比例A：B為2：1時，C的能量為y則需要的A為由于兩種情況下，生產者的數(shù)量是一定的，所以55x=40y，則y=1.375x．2/3y÷10%+1/3y÷10%÷10%=40y任務四、生態(tài)金字塔第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級第四營養(yǎng)級1、能量金字塔

將單位時間內各營養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值轉換為相應面積（或體積）的圖形，并將圖形按照營養(yǎng)級順序排列，可形成一個金字塔圖形，叫做能量金字塔

直觀的反映出生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級間能量的關系

都是上窄下寬的金字塔形

能量在流動中總是逐級遞減的（1）概念：（2）意義：（3）特點：原因：

直觀的反映生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級所容納的有機物的總干重的關系2、生物量金字塔

用表示能量金字塔中的方法表示各營養(yǎng)級的生物量（每個營養(yǎng)級所容納的有機物的總干重），即為生物量金字塔營養(yǎng)級第四營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第一營養(yǎng)級干重g/m21.51137809營養(yǎng)級第四營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級大多也是上窄下寬的正金字塔形（1）概念：（2）意義：（3