【生物】生態(tài)系統(tǒng)的能量流動課件-2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修2

非生物的物質(zhì)和能量生產(chǎn)者消費(fèi)者分解者捕食關(guān)系生態(tài)系統(tǒng)組成成分

營養(yǎng)結(jié)構(gòu)食物鏈和食物網(wǎng)生物群落無機(jī)環(huán)境+結(jié)

構(gòu)

溫故而知新

第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動

（第1課時）備選策略1：先吃雞，再吃玉米。備選策略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。問題探討

假如你流落到一個荒島上，只有15Kg玉米和一只母雞可以食用，那么能使自己存活時間最長以等待救援的辦法是什么呢？

生態(tài)系統(tǒng)的能量流動生態(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。能量輸入個體2個體1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種群能量儲存能量散失1、概念：2、研究方法：草羊狼第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級生產(chǎn)者初級消費(fèi)者次級消費(fèi)者一、能量流動的過程一、能量流動的過程呼吸作用（以熱能形式散失）用于自身生長、發(fā)育和繁殖殘枝敗葉被分解者分解被初級消費(fèi)者攝入生產(chǎn)者固定的太陽能分析第一營養(yǎng)級能量的來源與去路（教材P55第一、二段）呼吸作用殘枝敗葉等分解者1、羊把草吃進(jìn)肚子里（攝入），草中的能量都被羊獲得（同化）了嗎?2、羊獲得能量后，這些能量的去向有哪些?3、結(jié)合教材55頁圖3-6總結(jié)第二營養(yǎng)級能量的來源與去路?！舅伎寂c討論】同化作用是指生物體把從外界環(huán)境中獲取的營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成自身物質(zhì)，并且儲存能量的過程。攝入量

=同化量

+

糞便中的能量一、能量流動的過程

攝入的能量

糞便中的能量該營養(yǎng)級所同化的能量（上一營養(yǎng)級同化量的一部分）⑴本營養(yǎng)級個體自身呼吸作用(散失)；⑵本營養(yǎng)級個體自身生長、發(fā)育和繁殖的能量（儲存）。a.被分解者分解；b.流入下一營養(yǎng)級。初級消費(fèi)者同化用于生長發(fā)育和繁殖次級消費(fèi)者攝入分解者利用遺體殘骸呼吸作用散失呼吸作用散失一、能量流動的過程初級消費(fèi)者攝入

同化的能量

糞便分析第二營養(yǎng)級能量的來源與去路1.初級消費(fèi)者捕食了生產(chǎn)者，就同化了其中全部的能量嗎？不是，生產(chǎn)者有部分的能量存留在初級消費(fèi)者的糞便中未被利用而被分解者利用一、能量流動的過程【想一想】2.在草原上，牛以草為食，蜣螂（屎殼郎）以牛糞為食，在能量流動的分析中牛糞中所含的能量屬于哪一部分？被牛同化的能量中約有多少流入蜣螂？0初級消費(fèi)者同化的能量=初級消費(fèi)者攝入量-糞便中的能量生產(chǎn)者固定的太陽能生產(chǎn)者呼吸作用初級消費(fèi)者呼吸作用次級消費(fèi)者分解者…呼吸作用三級消費(fèi)者呼吸作用呼吸作用生產(chǎn)者固定的太陽能總量為流經(jīng)這個生態(tài)系統(tǒng)的總能量輸入傳遞散失

以有機(jī)物的形式沿食物鏈和食物網(wǎng)向下一營養(yǎng)級傳遞轉(zhuǎn)化？一、能量流動的過程太陽能有機(jī)物中的化學(xué)能光合作用呼吸作用熱能通過呼吸作用最終以熱能形式散失一、能量流動的過程【小結(jié)】1.生態(tài)系統(tǒng)的能量源頭：太陽能2.流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產(chǎn)者所固定的太陽能的總量3.能量流動的途徑:食物鏈和食物網(wǎng)4.能量流動的形式：有機(jī)物中的化學(xué)能7.能量的去路呼吸作用散失流入下一營養(yǎng)級（最高營養(yǎng)級除外）被分解者所利用5.能量的轉(zhuǎn)化：6.能量散失的形式：通過呼吸作用最終以熱能形式散失圖(一)是某池塘生態(tài)系統(tǒng)中部分生物之間的關(guān)系圖。圖(二)是能量流向貝類后的情況。請據(jù)圖回答問題;圖(二)中的A、B、C、D表示的含義分別為：A．

；B．

；C.

；D.

。貝類同化貝類用于生長發(fā)育和繁殖的能量分解者利用

呼吸作用一、能量流動的過程【課堂檢測】圖（二）二、能量流動的特點單位（焦/厘米2·年）96.318.87.5

分解者

14.612.52.10.1

未利用

327.329329.35.0賽達(dá)伯格湖的能量流動圖解

呼吸

122.6閱讀教材55頁12.6

62.8未固定生產(chǎn)者

464.6植食性動物

62.8肉食性動物

12.6賽達(dá)伯格湖“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。營養(yǎng)級流入能量輸入下一營養(yǎng)級能量呼吸作用散失分解者利用未利用生產(chǎn)者植食性動物肉食性動物賽達(dá)伯格湖的能量流動圖解的數(shù)據(jù)整理二、能量流動的特點

林德曼（1915-1942）RaymondLindeman營養(yǎng)級流入能量輸入下一營養(yǎng)級能量呼吸作用散失分解者利用未利用生產(chǎn)者464.662.896.312.5293植食性動物62.812.618.82.129.3肉食性動物12.67.50.15.013.5％20.1％二、能量流動的特點賽達(dá)伯格湖的能量流動圖解的數(shù)據(jù)整理生產(chǎn)者植食性動物肉食性動物×100%自身呼吸作用消耗分解者利用暫未利用12.6

62.8未固定生產(chǎn)者

464.6植食性動物

62.8肉食性動物

12.613.5%20.1%96.318.87.5

分解者

14.612.52.1微量

未利用

327.329329.35.0

呼吸

122.6能量傳遞效率10%～20%能量流動具有逐級遞減特點二、能量流動的特點單向流動逐級遞減只能沿食物鏈（網(wǎng)）由低營養(yǎng)級流向高營養(yǎng)級，不可逆轉(zhuǎn)，也不能循環(huán)流動。1、自身呼吸作用散失大部分能量2、未被下一個營養(yǎng)級利用3、被分解者分解能量傳遞效率：10-20%二、能量流動的特點思考：食物鏈中的營養(yǎng)級一般不超過五個，為什么？（長期自然選擇的結(jié)果）因為能量傳遞效率為10-20%，傳到第五營養(yǎng)級時，能量已經(jīng)很少，再向下傳遞不足以維持一個營養(yǎng)級生物的生存。特別注意：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。備選策略1：先吃雞，再吃玉米。備選策略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。

假如你流落到一個荒島上，只有15Kg玉米和一只母雞可以食用，那么能使自己存活時間最長以等待救援的辦法是什么呢？

生態(tài)系統(tǒng)的能量流動1.將單位時間內(nèi)各營養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)面積（或體積）的

圖形，并將圖形按照營養(yǎng)級的次序排列，可形成一個金字塔圖形，叫做

能量金字塔。第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級第四營養(yǎng)級營養(yǎng)級能量低高低高能量金字塔三、生態(tài)金字塔2.如果把各個營養(yǎng)級的生物量（每個營養(yǎng)級所容納的有機(jī)物的總干重）

之間的關(guān)系用同樣的方法表示，就形成生物量金字塔。數(shù)量金字塔3.如果表示各個營養(yǎng)級的生物個體的數(shù)目比值關(guān)系，就形成數(shù)量金字塔。生物量金字塔三、生態(tài)金字塔能量、數(shù)量和生物量金字塔有無倒置情況？昆蟲樹浮游植物的個體小，壽命短，又不斷被浮游動物吃掉，所以某一時間浮游植物的生物量（用質(zhì)量來表示）可能低于浮游動物的生物量。無能量金字塔數(shù)量金字塔生物量金字塔三、生態(tài)金字塔能量金字塔數(shù)量金字塔生物量金字塔形狀特點一定呈正金字塔形一般為正金字塔形，有時會出現(xiàn)倒金字塔形一般為正金字塔形生態(tài)金字塔含義單位時間內(nèi)，每一營養(yǎng)級生物所同化的能量的多少每一營養(yǎng)級生物個體的數(shù)目單位時間內(nèi)，每一營養(yǎng)級生物的有機(jī)物的總干重三、生態(tài)金字塔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(jìn)行合理配置，增大流入某個生態(tài)系統(tǒng)的總能量。四、研究能量流動的實踐意義甘蔗和大豆間種冬小麥夏玉米套種蔬菜大棚中的多層育苗稻-萍-蛙立體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(jìn)行合理配置，增大流入某個生態(tài)系統(tǒng)的總能量。四、研究能量流動的實踐意義2、研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，可以幫助人們科學(xué)規(guī)劃和設(shè)計人工

生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。秸稈的多級利用四、研究能量流動的實踐意義實現(xiàn)能量多級利用，從而大大提高能量的利用率（注意：不能提高傳遞效率）四、研究能量流動的實踐意義3、幫助人們合理地

，使能量持續(xù)高效地流向?qū)____________的部分。調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系人類最有益合理確定草場的載畜量稻田除草、除蟲牲畜過少，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(chǎn)品的產(chǎn)量下降。請根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算：這些玉米的含碳量折合成葡萄糖是多少？這些葡萄糖儲存的能量是多少？這些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？1926年，一位生態(tài)學(xué)家研究了一塊玉米田的能量流動情況，得到如下數(shù)據(jù)。1.這塊田共收割玉米約10000株，質(zhì)量為6000kg。通過對玉米植株的化學(xué)成分進(jìn)行分析，計算出其中共含碳2675kg。2.據(jù)他估算，這些玉米在整個生長過程中通過細(xì)胞呼吸消耗的葡萄糖共2045kg。3.1kg葡萄糖儲存1.6×104kJ能量。4.在整個生長季節(jié)，入射到這塊玉米田的太陽能為8.5×109kJ.=2675÷72(C6)×180(C6H12O6)6687.5kg1.07×108kJ6687.5×1.6×104kJ=2045×1.6×104kJ=3.272×107kJ思維訓(xùn)練：分析和處理數(shù)據(jù)1926年，一位生態(tài)學(xué)家研究了一塊玉米田的能量流動情況，得到如下數(shù)據(jù)。1.這塊田共收割玉米約10000株，質(zhì)量為6000kg。通過對玉米植株的化學(xué)成分進(jìn)行分析，計算出其中共含碳2675kg。2.據(jù)他估算，這些玉米在整個生長過程中通過細(xì)胞呼吸消耗的葡萄糖共2045kg。3.1kg葡萄糖儲存1.6×104kJ能量。4.在整個生長季節(jié)，入射到這塊玉米田的太陽能為8.5×109kJ.這些玉米在整個生長季節(jié)所固定的太陽能總量是多少？呼吸作用消耗的能量占所固定太陽能的比例是多少？這塊玉米田的太陽能利用效率是多少？1.07×108kJ+3.272×107kJ=1.3972×108kJ3.272×107÷1.3972×108=23.4%1.3972×108÷8.5×109=1.64%自身生長發(fā)育繁殖呼吸散失思維訓(xùn)練：分析和處理數(shù)據(jù)

根據(jù)計算結(jié)果，畫出能量流經(jīng)該玉米種群的圖解，圖解中應(yīng)標(biāo)明各環(huán)節(jié)能量利用和散失的比例：儲存76.61.07×108kJ呼吸散失23.4%3.272×107kJ同化量1.64%1.3972×108kJ太陽能8.5×109思維訓(xùn)練：分析和處理數(shù)據(jù)一、概念檢測1.生態(tài)系統(tǒng)中所有生物的生命活動都需要能量，而不同營養(yǎng)級的生物獲取能量的途徑是有差別的。據(jù)此判斷下列表述是否正確。(1)太陽能只有通過生產(chǎn)者才能輸入到生態(tài)系統(tǒng)中。(

)(2)生態(tài)系統(tǒng)中初級消費(fèi)者越多，次級消費(fèi)者獲得的能量越少。（

）(3)能量沿食物鏈流動是單向的。(

)2.流經(jīng)神農(nóng)架國家級自然保護(hù)區(qū)的總能量是(

)A.該保護(hù)區(qū)中生產(chǎn)者體內(nèi)的能量B.照射到該保護(hù)區(qū)中的全部太陽能C.該保護(hù)區(qū)中生產(chǎn)者所固定的太陽能D.該保護(hù)區(qū)中所有生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者體內(nèi)的能量√×√練習(xí)與應(yīng)用C一、概念檢測3.在一定時間內(nèi)，某生態(tài)系統(tǒng)中全部生產(chǎn)者固定的能量值為a，全部消費(fèi)者所獲得的能量值為b，全部分解者所獲得的能量值為c，則a、b、c之間的關(guān)系是(

)

A.a=b+c

B.a>b+c

C.a<b+c

D.c=