【課件】生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)第1課時(shí)課件高二上學(xué)期生物人教版選擇性必修2

第一課時(shí)

能量流動(dòng)的過程及特點(diǎn)第3章第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)人教版高中生物選擇性必修2

學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過分析能量在營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的流動(dòng)情況，概述生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的過程(難點(diǎn))。2.通過對(duì)賽達(dá)伯格湖能量流動(dòng)的定量分析，概述生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的特點(diǎn)(重點(diǎn))。

情境回顧月宮一號(hào)

“月宮一號(hào)”微生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)中種植了5種糧食作物、15種蔬菜、1種水果。采用了LED提供光照，保障了農(nóng)作物的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。利用植物不可食生物量培養(yǎng)黃粉蟲為人提供部分動(dòng)物蛋白。微生物降解植物不可食用部分、排泄物和生活廢水等，使它們?cè)偕鸀橹参锾峁┧趾宛B(yǎng)料。事實(shí)1原有食物鏈：水稻/蔬菜葉→黃粉蟲→人水稻/蔬菜葉→黃粉蟲→雞/鴨→人食物鏈更復(fù)雜后會(huì)對(duì)"月宮一號(hào)"微生態(tài)系統(tǒng)造成什么影響呢？生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的過程及特點(diǎn)學(xué)生豐富后食物鏈：

能量流動(dòng)

概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的

、

、

、

的過程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)。輸入傳遞轉(zhuǎn)化散失研究能量流動(dòng)的基本思路：能量輸入個(gè)體1個(gè)體2個(gè)體3……儲(chǔ)存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能量?jī)?chǔ)存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能量?jī)?chǔ)存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能量能量輸入種群能量?jī)?chǔ)存能量散失營(yíng)養(yǎng)級(jí)

一切生命活動(dòng)都伴隨著能量變化，沒有能量的輸入，也就沒有生命和生命系統(tǒng)。以個(gè)體為研究對(duì)象研究能量流動(dòng)，有很大的局限性和偶然性。以種群為研究對(duì)象，能量流動(dòng)的渠道為食物鏈，可能因?yàn)槭澄锞W(wǎng)的復(fù)雜性而影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此可以某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的輸入值和輸出值為研究對(duì)象。事實(shí)2一

生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程一“月宮一號(hào)”艙內(nèi)只有LED光源照明設(shè)備,艙內(nèi)人感受不到外界時(shí)令和太陽光的變化。植物艙設(shè)計(jì)了利于植物生長(zhǎng)的特殊光源;綜合艙設(shè)計(jì)了光纖導(dǎo)光器,提供科學(xué)的動(dòng)態(tài)照明環(huán)境,并提供了對(duì)人體有益的中波紫外光近紅外光。自然界中的生態(tài)系統(tǒng)能量有哪來源和去向？事實(shí)3能量流動(dòng)過程任務(wù)1生態(tài)系統(tǒng)中能量的最終來源是什么？能量的起點(diǎn)和渠道分別是什么？能量是如何輸入生態(tài)系統(tǒng)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的?第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量有哪些去向？結(jié)合教材P55圖3-5思考以下問題：太陽能生產(chǎn)者固定的太陽能生產(chǎn)者的光合作用活動(dòng)1：分析能量流經(jīng)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的過程99%散失1%同化分解者利用殘枝敗葉呼吸作用散失未利用生產(chǎn)者所固定的太陽能用于生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖初級(jí)消費(fèi)者（植食性動(dòng)物）1.請(qǐng)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(jí)消費(fèi)者的能量是哪部分？初級(jí)消費(fèi)者糞便中的能量屬于哪個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)？初級(jí)消費(fèi)者同化的能量3.輸入初級(jí)消費(fèi)者的能量的去路有哪些？一部分流入下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)；一部分被分解者分解利用；一部分通過呼吸作用以熱能形式散失。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)者攝入呼吸作用散失初級(jí)消費(fèi)者同化分解者利用糞便呼吸作用散失...遺體殘骸活動(dòng)2：分析能量流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的過程屬于上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量初級(jí)消費(fèi)者攝入用于生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖次級(jí)消費(fèi)者攝入呼吸作用散失初級(jí)消費(fèi)者同化分解者利用糞便呼吸作用散失...遺體殘骸活動(dòng)2：分析能量流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的過程屬于上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量4.完成能量流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的模型。呼吸作用分解者流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)初級(jí)消費(fèi)者同化最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)攝入最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化糞便分解者利用用于生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖遺體殘骸呼吸作用散失呼吸作用散失最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量去向有哪些？思考：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(yíng)養(yǎng)級(jí)沒有流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量去向）活動(dòng)3：分析能量流經(jīng)最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的過程生產(chǎn)者（綠色植物）初級(jí)消費(fèi)者（植食性動(dòng)物）次級(jí)消費(fèi)者（肉食性動(dòng)物）三級(jí)消費(fèi)者（肉食性動(dòng)物）呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用分解者呼吸作用生產(chǎn)者固定的太陽能總量為流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量輸入傳遞以有機(jī)物的形式沿食物鏈向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞熱能散失思考：初級(jí)消費(fèi)者的糞便量位于圖中哪個(gè)箭頭？活動(dòng)4：分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)過程生產(chǎn)者的能量來源：_________;散失形式：______散失途徑：____________________________________________輸入傳遞散失轉(zhuǎn)化流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：________________________生產(chǎn)者所固定的太陽能太陽能傳遞形式：___________________傳遞渠道：___________________有機(jī)物中的化學(xué)能食物鏈和食物網(wǎng)熱能太陽能化學(xué)能呼吸作用熱能太陽能太陽能2.流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中來？為什么？3.流向分解者的能量，能否流向生產(chǎn)者？消費(fèi)者呢？1.生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)和轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒定律？為什么？

遵循

不能【思考討論】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。核心歸納某營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量呼吸作用中以熱能形式散失用于自身生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖被分解者分解利用流入下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)未被利用的能量若問：某營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量某段時(shí)間內(nèi)的去向某營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量呼吸作用中以熱能形式散失用于自身生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖被分解者分解利用流入下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)若問：某營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量最終去向

僅僅分析生態(tài)系統(tǒng)中能量輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化、散失的過程是不夠的，因?yàn)樵凇霸聦m一號(hào)”密閉的微生態(tài)系統(tǒng)中需要生產(chǎn)者、消費(fèi)者、和分解者各成分達(dá)到一種“平衡”狀態(tài)，因此還需要進(jìn)行定量分析生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)。

生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的特點(diǎn)二RaymondLindeman林德曼對(duì)賽達(dá)伯格湖能量流動(dòng)做了定量分析

賽達(dá)伯格湖位于美國(guó)明尼蘇達(dá)州的賽達(dá)伯格沼澤自然保護(hù)區(qū)，是一個(gè)高原湖泊，深1米，面積為14480平方米，湖岸線長(zhǎng)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(jiǎn)單、穩(wěn)定賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)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(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)和分解者利用的能量。為研究方便起見，這里將肉食性動(dòng)物作為一個(gè)整體看待?；顒?dòng)5：分析賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)活動(dòng)5：分析賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)討論1.用表格的形式，將圖中的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理。例如，可以將每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)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）。討論2.計(jì)算“流出”該營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量占“流入”該營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的百分比。討論3.從方向上看，能量流動(dòng)是否會(huì)逆轉(zhuǎn)，能不能循環(huán)流動(dòng)？為什么？討論4.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)？1.根據(jù)賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)圖解完成下表。營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入能量流出能量（輸入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)）出入比（傳遞效率）生產(chǎn)者植食性動(dòng)物肉食性動(dòng)物464.662.813.5%62.812.620.1%12.62.能量傳遞效率=下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量×100%活動(dòng)5：分析賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)3.從方向上看，能量流動(dòng)是否會(huì)逆轉(zhuǎn)，能不能循環(huán)流動(dòng)？為什么？①生態(tài)系統(tǒng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)間取食和被食的關(guān)系是不可逆的。②各營(yíng)養(yǎng)級(jí)通過呼吸作用散失的熱能不能再被生物利用。不會(huì)逆轉(zhuǎn)，不能循環(huán)流動(dòng)。因?yàn)椋?.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)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；③一部分未被利用活動(dòng)5：分析賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)

生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的特點(diǎn)二能量流動(dòng)的特點(diǎn)：1.單向流動(dòng)2.逐級(jí)遞減能量傳遞效率：一般10-20%營(yíng)養(yǎng)級(jí)數(shù)量：一般不超過5個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)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。思考：如人工魚塘需要投喂飼料，此時(shí)流入魚塘生態(tài)系統(tǒng)的總能量如何表示？

生產(chǎn)者固定的太陽能＋人工投入的有機(jī)物中的化學(xué)能。反饋評(píng)價(jià)水稻/蔬菜葉→黃粉蟲→人水稻/蔬菜葉→黃粉蟲→雞/鴨→人流向人的能量多流向人的能量少核心歸納1.能量流動(dòng)概念的理解核心歸納2.流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量的來源和去路(1)能量來源①生產(chǎn)者的能量主要來自太陽能②消費(fèi)者的能量來自上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量(2)能量去向：流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量去向可從以下兩個(gè)角度分析：①各營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量的去向(能量的最終去向)：核心歸納②短時(shí)間內(nèi)，某營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物不會(huì)被全部捕食或死亡，因此同化量的去向(某段時(shí)間內(nèi)的能量去向)還應(yīng)該包括未被利用的能量。即：核心歸納未被利用是指：在統(tǒng)計(jì)能量流動(dòng)的時(shí)間段內(nèi)，某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的同化量中未被呼吸作用消耗，也未被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)捕食或分解者利用的能量，有時(shí)還包括以化石燃料形式儲(chǔ)存于地下未被人類開采的能量，還包括多年生植物上一年自身生長(zhǎng)發(fā)育的凈積累量。如草原中一批羊，羊吃草可以長(zhǎng)大，在統(tǒng)計(jì)期間，有被狼捕食的，有死亡的，還有未死亡的(未利用)。核心歸納3.相關(guān)量的關(guān)系(1)攝入量＝同化量＋糞便量。(2)同化量＝攝入量－糞便量＝呼吸消耗量＋用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量＝呼吸消耗量＋流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量＋被分解者利用的能量(＋未利用的能量)。(3)用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量＝同化量－呼吸消耗量＝流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量＋被分解者利用的能量(＋未利用的能量)。核心歸納4.能量流動(dòng)的特點(diǎn)(1)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)是單向的，其原因是捕食關(guān)系是經(jīng)過長(zhǎng)期進(jìn)化形成的，不可逆轉(zhuǎn)，每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)呼吸作用散失的能量不能再被生物群落利用，因此無法循環(huán)。(2)能量在流動(dòng)過程中逐級(jí)遞減，輸入到某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量只有10%～20%能流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，即能量在相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的傳遞效率為10%～20%，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越多，能量流動(dòng)過程中損耗越多，因此食物鏈中的營(yíng)養(yǎng)級(jí)一般不超過5個(gè)。跟蹤訓(xùn)練1.大象是植食性動(dòng)物，有一種蜣螂專門以象糞為食，設(shè)大象在某段時(shí)間所同化的能量為107kJ，則這部分能量中流入蜣螂體內(nèi)的約為A.0kJ B.106kJC.2×106kJ D.106～2×106kJ√蜣螂屬于分解者不屬于食物鏈，象糞不屬于大象的同化量，屬于植物的同化量跟蹤訓(xùn)練2.如圖表示能量流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的變化示意圖，其中a～g表示能量值。若圖中A表示某食物網(wǎng)中第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)所攝入的全部能量。下列說法不正確的是A.圖中B表示同化的能量B.圖中C表示流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量C.圖中D表示通過呼吸作用散失的能量D.圖中a值與c＋d＋e的值相同√C:用于自身生長(zhǎng)、發(fā)育繁殖呼吸作用同化量分解者攝入量=同化量+糞便量

a=c+b,b=d+e跟蹤訓(xùn)練3.某同學(xué)繪制了如圖所示的能量流動(dòng)圖解(其中W1為生產(chǎn)者固定的太陽能，方框大小表示所含能量的多少)。下列敘述不正確的是A.生產(chǎn)者固定的總能量可表示為(A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2)B.由第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率為D2/D1×100%C.流入初級(jí)消費(fèi)者的能量為(A2＋B2＋C2＋D2)D.圖解表明能量流動(dòng)的特點(diǎn)是單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減√W1=A1＋B1＋C1＋D1D1=A2＋B2＋C2＋D2D1/W1×100%跟蹤訓(xùn)練4.(2023·河北秦皇島高二期末)如圖所示為一個(gè)食物網(wǎng)，假如鷹的食物有2/5來自兔、2/5來自鼠、1/5來自蛇，且每條食物鏈的傳遞效率相同。那么鷹若要增加20g體重，至少需要消耗植物A.900g B.500gC.200g D.600g√知高營(yíng)養(yǎng)級(jí)，求低營(yíng)養(yǎng)級(jí)最少按20%計(jì)算植物→兔→鷹：20×2/5÷20%÷20%＝200(g)植物→鼠→鷹：20×2/5÷20%÷20%＝200(g)植物→鼠→蛇→鷹：20×1/5÷20%÷20%÷20%＝500(g)共計(jì)消耗植物量為200＋200＋500＝900(g)課堂小結(jié)本堂課你學(xué)到了哪些知識(shí)？畫出概念圖進(jìn)行總結(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)生產(chǎn)者固定的能量食物鏈和食物網(wǎng)太陽能→化學(xué)能→熱能單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減，能量傳遞效率為10%~20%輸入傳遞途徑轉(zhuǎn)化散失熱能形式過程特點(diǎn)五分鐘查落實(shí)【判斷正誤】(1)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(

)(2)散失的熱能不可以被生產(chǎn)者固定再次進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)(

)(3)當(dāng)狼吃掉一只兔子時(shí)，就獲得了兔子的全部能量(

)(4)蜣螂以牛糞為食，因此被牛同化的能量可流入蜣螂(

)×√××流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量為生產(chǎn)者所固定的太陽能狼獲得的是將兔子消化吸收的那部分能量蜣螂屬于分解者不屬于食物鏈，象糞不屬于大象的同化量，屬于植物的同化量1.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程。2.每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)中的能量的去路一般有：通過呼吸作用以熱能的形式散失、流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)、被分解者利用以及未利用的部分。3.能量流動(dòng)的特點(diǎn)：?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)