【課件】生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)課件2022-2023學(xué)年高二上學(xué)期生物人教版選擇性必修2

第二節(jié)

生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)與能量有關(guān)的概念：糖類、脂肪、ATP、光合作用、呼吸作用、熱能、光能、化學(xué)能光合作用呼吸作用熱能ATP熱量熱量熱量生產(chǎn)者消費(fèi)者分解者能量流動(dòng)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，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)。光能輸入

傳遞散失轉(zhuǎn)化閱讀P55-57，找到以下問題答案：1、能量流動(dòng)過程？2、完成P56思考討論2-4題，總結(jié)能量流動(dòng)的特點(diǎn)能量流動(dòng)的分析1.小草的能量來自哪里？2.流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是輻射到該地區(qū)太陽(yáng)能的總量嗎？不是，輻射到該地區(qū)的太陽(yáng)能大部分被大氣層或地面吸收、散射和反射掉了，大約只有1%以可見光的形式，被生產(chǎn)者通過光合作用轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，固定在它們所制造的有機(jī)物中，這樣才能被生物利用。輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量=生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能地球上幾乎所有的生態(tài)系統(tǒng)所需要的能量都來自太陽(yáng)。①呼吸作用以熱能形式散失草固定的能量將何去？1%②生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖儲(chǔ)存起來呼吸作用散失生長(zhǎng)發(fā)育繁殖遺體殘枝敗葉分解者流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能A.殘枝敗葉被分解者分解二、能量流動(dòng)的過程B.初級(jí)消費(fèi)者攝入（植食性動(dòng)物）1.第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量流動(dòng)(光合作用）思考：兔子吃了1斤草，被消化吸收6兩，不能消化吸收的則以糞便形式排出。判斷吃的1斤草和吸收的6兩草分別對(duì)應(yīng)同化量還是攝入量？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)存能量的變化過程，簡(jiǎn)單來說就是“消化、吸收和利用”。同化量=攝入量—糞便量兔子的糞便是屬于草的能量，即糞便的能量屬于上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)。①呼吸作用散失A.遺體殘骸被分解者分解利用②生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖儲(chǔ)存起來兔同化了小草的能量后，這些能量有哪些去向？2.第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量流動(dòng)初級(jí)消費(fèi)者攝入初級(jí)消費(fèi)者同化糞便（未同化）被分解者分解B.次級(jí)消費(fèi)者攝入初級(jí)消費(fèi)者攝入用于生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖次級(jí)消費(fèi)者攝入呼吸作用遺體殘骸初級(jí)消費(fèi)者同化分解者利用糞便（未同化）呼吸作用熱能散失...能量在第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)中的變化熱能散失能量流動(dòng)的過程呼吸作用以熱能散失用于自身生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖被分解者分解利用流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)消費(fèi)者攝入的能量非同化（糞便）同化2.其他營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量流動(dòng)未利用（若時(shí)間過短）(最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)除外）未利用:指未被自身呼吸作用消耗，也未被下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)和分解者利用的能量。（如：沉積到湖底的有機(jī)物殘?bào)w）同化量用于生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖的能量（儲(chǔ)存）流向分解者的能量①同化量＝呼吸消耗量＋____________

____②同化量＝呼吸消耗量＋___

______＋_______

_______＋

_______

_______用于生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖的能量構(gòu)建某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)（除最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)）的能量流動(dòng)模型流向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量流向分解者的能量未被利用的能量分解者呼吸作用生產(chǎn)者初級(jí)消費(fèi)者(綠色植物)次級(jí)消費(fèi)者(植食性動(dòng)物)(肉食性動(dòng)物)輸入生態(tài)系統(tǒng)總能量是：_______________

生產(chǎn)者固定的能量2.能量傳遞的形式：______能量流動(dòng)的渠道：_________________食物鏈和食物網(wǎng)化學(xué)能3.能量的轉(zhuǎn)化：___________________太陽(yáng)能→化學(xué)能→熱能4.能量的散失：________________________呼吸作用過程以熱能散失思考1：流入初級(jí)消費(fèi)者的能量能否返還到生產(chǎn)者而被生產(chǎn)者利用嗎？特點(diǎn)1：?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)：在生態(tài)系統(tǒng)中，能量流動(dòng)只能沿著______由___營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向____營(yíng)養(yǎng)級(jí)，不可_____，也不能_________；食物鏈低高逆轉(zhuǎn)循環(huán)流動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)是單向的原因：（1）生物之間的捕食關(guān)系是長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果，一般不可逆轉(zhuǎn)；

（2）各營(yíng)養(yǎng)級(jí)呼吸作用散失的熱能無法再利用，因此能量流動(dòng)無法循環(huán)。三、能量流動(dòng)的特點(diǎn)

為了研究能量流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈時(shí)，每一級(jí)的能量變化和能量轉(zhuǎn)移效率，美國(guó)生態(tài)學(xué)家林德曼對(duì)一個(gè)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的天然湖泊—賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)進(jìn)行了定量分析。2.流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量，為什么不會(huì)百分之百地流到下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)?流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量除了流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的之外，還有：①一部分通過該營(yíng)養(yǎng)級(jí)的呼吸作用散失；②一部分作為排遺物、遺體或殘枝敗葉被分解者利用；③一部分未被利用特點(diǎn)2：逐級(jí)遞減：能量在流動(dòng)過程中逐級(jí)遞減。能量傳遞效率=上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量×100%結(jié)論：相鄰營(yíng)養(yǎng)級(jí)的傳遞效率大約是10%—20%。（1）從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的傳遞效率？62.8÷464.6=13.5%（2）從第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)呢？12.6÷62.8=20%特點(diǎn)2：逐級(jí)遞減：能量在流動(dòng)過程中逐級(jí)遞減。①.流經(jīng)自然生態(tài)系統(tǒng)的總能量是：②.流經(jīng)人工生態(tài)系統(tǒng)的總能量是：③.自然生態(tài)系統(tǒng)的能量來源是：④.人工生態(tài)系統(tǒng)的能量來源是：生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能和人工輸入的有機(jī)物中的化學(xué)能太陽(yáng)能太陽(yáng)能和人工輸入的有機(jī)物中的化學(xué)能任何生態(tài)系統(tǒng)都需要不斷得到來自系統(tǒng)外的能量補(bǔ)充，以便維持生態(tài)系統(tǒng)的正常功能；如果一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)在一段較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)沒有能量(太陽(yáng)能或化學(xué)能)輸入，這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)就會(huì)崩潰。1.能量的最終來源：3.能量的輸入方式：4.輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量：5.能量流動(dòng)的渠道：6.能量在食物鏈中的傳遞形式：7.同化量的去向：8.能量的散失：9.能量的轉(zhuǎn)化：生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能食物鏈、食物網(wǎng)有機(jī)物中的化學(xué)能太陽(yáng)能（主要）光合作用（主要）最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量無流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量呼吸作用以熱能形式散失自身生長(zhǎng)發(fā)育、繁殖流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)被分解者分解利用通過呼吸作用以熱能的形式散失太陽(yáng)能→有機(jī)物中的化學(xué)能→熱能

能量金字塔

肉食性動(dòng)物

12.6

植食性動(dòng)物

62.8

生產(chǎn)者

464.6

生態(tài)金字塔能量金字塔生物量金字塔數(shù)量金字塔閱讀P57-58，找到以下問題答案：1、生態(tài)金字塔各自的特點(diǎn)及形成的原因2、研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)1.能量金字塔

將單位時(shí)間內(nèi)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)所得到的能量數(shù)值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)面積（或體積）的圖形，并將圖形按照營(yíng)養(yǎng)級(jí)順序排列，可形成一個(gè)金字塔圖形，叫做能量金字塔。

地反映出生態(tài)系統(tǒng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)間能量的關(guān)系。通常都是上窄下寬的金字塔形。(自然生態(tài)系統(tǒng)一定為正金字塔）

能量在流動(dòng)中總是逐級(jí)遞減的（1）概念：（2）意義：（3）特點(diǎn)：原因：直觀問題探討結(jié)果1.先吃雞再吃玉米采用策略1原因：先吃雞，較少了雞的消耗，縮短食物鏈獲得的能量更多，持續(xù)時(shí)間更久。2.數(shù)量金字塔

用同樣的方法表示各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物個(gè)體的數(shù)目比值關(guān)系，即為數(shù)量金字塔。

直觀的反映生態(tài)系統(tǒng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的

比值關(guān)系。

可以是上窄下寬的金字塔形，也可以是上寬下窄的倒置的金字塔形。（1）概念：（2）意義：（3）特點(diǎn)：原因：營(yíng)養(yǎng)級(jí)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)個(gè)體數(shù)量鼠草鼬第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)如果消費(fèi)者的個(gè)體小而生產(chǎn)者的個(gè)體大(如昆蟲和樹），則會(huì)呈現(xiàn)倒置金字塔。生物個(gè)體的數(shù)目

直觀的反映生態(tài)系統(tǒng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)所容納的

的關(guān)系。3.生物量金字塔用同樣的方法表示各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物量（每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)所容納的有機(jī)物的總干重），即為生物量金字塔。營(yíng)養(yǎng)級(jí)第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)干重g/m21.51137809營(yíng)養(yǎng)級(jí)第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)大多也是上窄下寬的金字塔形（1）概念：（2）意義：（3）特點(diǎn)：原因：

一般來說植物的總干重通常大于植食性動(dòng)物的總干重，而植食性動(dòng)物的總干重也大于肉食性動(dòng)物的總干重有機(jī)物的總干重特殊情況：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)查到的浮游植物的生物量可能低于浮游動(dòng)物的生物量。當(dāng)然，總的來看，一年中浮游植物的總的生物量還是比浮游動(dòng)物的要多。項(xiàng)目能量金字塔生物量金字塔數(shù)量金字塔形狀每層含義單位時(shí)間內(nèi)，食物鏈中每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物所

的多少單位時(shí)間內(nèi),每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物所容納的.每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物個(gè)體的數(shù)目特點(diǎn)天然生態(tài)系統(tǒng)一定為

的金字塔形象征意義能量在流動(dòng)過程中總是

特殊形狀同化的能量有機(jī)物的總干重上窄下寬逐級(jí)遞減某些人工生態(tài)系統(tǒng)(如人工魚塘)可呈現(xiàn)倒置狀況一般為上窄下寬的金字塔形一般為上窄下寬的金字塔形生物量(有機(jī)物的總干重)隨食物鏈中營(yíng)養(yǎng)級(jí)的升高而逐級(jí)遞減在食物鏈中隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)升高而逐級(jí)遞減浮游植物個(gè)體小，壽命短，又會(huì)不斷被捕食，因而某一時(shí)間呈現(xiàn)倒置金字塔形如果消費(fèi)者個(gè)體小而生產(chǎn)者個(gè)體大，就會(huì)呈現(xiàn)倒置金字塔形，如昆蟲和樹研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)的意義：(1)幫助人們將生物在時(shí)間、空間上進(jìn)行合理配置，增大流入某個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量。稻—萍—蛙五、研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義甘蔗和大豆間種冬小麥夏玉米套作蔬菜大棚中多層育苗如圖是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的間作套種、多層育苗、稻--萍--蛙等立體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。這樣的生產(chǎn)方式有什么好處？充分利用空間和資源，獲得更大的收益例如:秸稈用作飼料喂牲畜，可獲得肉、蛋、奶等；用牲畜的糞便生產(chǎn)沼氣，沼氣池中的沼渣還可以作為肥料還田。

實(shí)現(xiàn)了對(duì)能量的多級(jí)利用，從而大大提高能量的利用率(2)幫助人們科學(xué)地規(guī)劃和設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。粉碎秸稈作為飼料沼氣池沼渣能量利用率≠能量傳遞效率（3）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祟愖钣幸娴牟糠帧?/p>

例如:合理確定草場(chǎng)的載畜量，稻田除草、除蟲等。①正推型：知低營(yíng)養(yǎng)級(jí)求高營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得能量最多獲得能量最少選最

食物鏈選最

食物鏈按

計(jì)算按

計(jì)算能量的傳遞效率的計(jì)算能量在流經(jīng)各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)時(shí),上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量大約有10%~20%傳到下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高，能量越少。因此食物鏈越

，能量損失越多。

為了充分利用能量，應(yīng)盡量縮短食物鏈。有關(guān)能量的“最值”計(jì)算方法長(zhǎng)“×20%”短長(zhǎng)“×10%”2.流經(jīng)食物鏈的總能量為y，貓頭鷹所得能量最多為________;最少為________y×(20%)2y×(10%)31.若某生態(tài)系統(tǒng)固定的總能量為24000kJ，則該生態(tài)系統(tǒng)的第三和第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)所獲得的能量最多是_______________960kJ和192kJ②逆推型：知高營(yíng)養(yǎng)級(jí)求低營(yíng)養(yǎng)級(jí)需最少能量需最多能量選最

食物鏈選最

食物鏈按

計(jì)算按

計(jì)算有關(guān)能量的“最值”計(jì)算方法：設(shè)食物鏈“÷20%”“÷10%”短長(zhǎng)1.如果大魚要增加1kg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：_______25kg1000kg小魚大魚1kg浮游植物浮游動(dòng)物1÷（20%）2=251÷（10%）3=10002.右圖表示某生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)的圖解，貓頭鷹體重每增加1kg，至少消耗A約（

）A．100kgB．44.5kgC．25kgD．15kgC3、某人捕得一條重2kg的雜食海魚，若此魚的食物有1/2來自植物，1/4來自草食魚類，1/4來自以草食魚類為食的小