【課件】生態(tài)系統(tǒng)的能量流動第一課時 2023-2024學年高二生物上學期2019人教版選擇性必修2

第2節(jié)

生態(tài)系統(tǒng)的能量流動

第一課時問題探討第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動討論

假設(shè)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。

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。提示：應該先吃雞，再吃玉米（即選擇1）。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。問題探討第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動策略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。策略1：先吃雞，再吃玉米。寫出以上涉及到的食物鏈/網(wǎng)玉米雞人你愿意分部分食物給雞吃么？玉米雞人應選擇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。能量流動的過程及特點(第一課時)1生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程目錄2生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點研究能量流動的基本思路科學·方法如果以個體為單位研究能量流動，有什么問題？以種群為研究對象，能量流動的渠道為食物鏈，可能因為食物網(wǎng)的復雜性而影響結(jié)果的準確性。如果將種群作為一個整體來研究能量流動，又會遇到什么問題？以個體為研究對象，有很大的局限性和偶然性，如個體死亡，數(shù)據(jù)可能不準確；不同個體間差異過大；等等。研究能量流動的基本思路科學·方法能量輸入種群能量儲存能量散失營養(yǎng)級結(jié)合“研究能量流動的基本思路”中的兩個圖，思考研究能量流動應以什么為單位？將一個營養(yǎng)級的所有種群作為一個整體來研究能量流動，可以比較精確地測量每一個營養(yǎng)級能量的輸人值和輸出值。第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動生態(tài)系統(tǒng)的能量流動一切生命活動都伴隨著能量變化。沒有能量的輸入，也就沒有生命和生命系統(tǒng)。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。含義從生態(tài)系統(tǒng)的角度分析第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動生態(tài)系統(tǒng)的能量流動太陽能輸入轉(zhuǎn)化傳遞散失化學能熱能生產(chǎn)者的能量來源:_______;各級消費者的能量來源:____________________輸入：傳遞：流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：________________________主要是生產(chǎn)者所固定的太陽能（還有化能合成）太陽能傳遞形式：___________________傳遞渠道：___________________有機物中的化學能食物鏈和食物網(wǎng)上一營養(yǎng)級同化的能量第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動生態(tài)系統(tǒng)的能量流動太陽能輸入轉(zhuǎn)化傳遞散失化學能熱能散失形式：______散失途徑：_____________________________________________________________________________散失：轉(zhuǎn)化：熱能太陽能有機物中的化學能各營養(yǎng)級的呼吸作用及分解者的分解作用熱能光合作用呼吸作用第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動【科學方法】研究能量流動的基本思路能量流經(jīng)一個種群的情況可以圖示如下：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：能量輸入儲存在體內(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個體1個體2個體3……能量輸入種群能量儲存能量散失如果將一個營養(yǎng)級中的所有種群種群作為一個整體，那么左圖將概括為何種形式呢？從中可以看出分析能量流動的基本思路。是指同一營養(yǎng)級上的所有種群！第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動一、能量流動的過程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。絕大部分都被地球表面的大氣層所吸收、散射和反射掉1%被生產(chǎn)者通過光合作用轉(zhuǎn)化成化學能固定在有機物中能量來源第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動一、能量流動的過程99%散失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發(fā)育和繁殖初級消費者（植食性動物）1%同化第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動一、能量流動的過程初級消費者同化散失用于生長、發(fā)育和繁殖次級消費者攝入分解者利用遺體殘骸消費者能量來源：初級消費者攝入的能量隨糞便流向分解者(上一營養(yǎng)級能量)被初級消費者同化(流入初級消費者體內(nèi)的能量)能量去路：通過呼吸作用以熱能形式散失。用于生長、發(fā)育和繁殖等生命活動(儲存在有機物中)。以遺體殘骸的形式被分解者利用。被次級消費者捕食，流入第三營養(yǎng)級。呼吸作用初級消費者攝入散失糞便呼吸作用第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動一、能量流動的過程三級消費者同化散失用于生長、發(fā)育和繁殖四級消費者攝入分解者利用遺體殘骸呼吸作用三級消費者攝入散失糞便能量在第三、四營養(yǎng)級的變化，與第二營養(yǎng)級的情況大致相同。次級消費者同化呼吸作用散失用于生長、發(fā)育和繁殖三級消費者攝入分解者利用遺體殘骸呼吸作用次級消費者攝入散失糞便思考：能量在最高營養(yǎng)級的變化呢？呼吸作用第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動一、能量流動的過程初級消費者攝入初級消費者同化用于生長、發(fā)育和繁殖次級消費者攝入……分解者利用熱能散失糞便呼吸作用散失遺體殘?、贁z入量=同化量+糞便量②輸入某營養(yǎng)級的總能量是指該營養(yǎng)級同化的能量，糞便中的能量不屬于該營養(yǎng)級同化的能量，糞便量是上一營養(yǎng)級同化的能量。③初級消費者同化的能量=呼吸消耗的能量+用于生長、發(fā)育和繁殖的能量④生長、發(fā)育和繁殖的能量=分解者利用的能量+下一營養(yǎng)級同化的能量。第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動一、能量流動的過程生態(tài)系統(tǒng)能量流動示意圖生產(chǎn)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）……分解者呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用太陽能第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動一、能量流動的過程第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動一、能量流動的過程未被利用生產(chǎn)者固定的能量=呼吸量+分解者+下一營養(yǎng)級+未被利用第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動一、能量流動的過程攝入量=糞便量+同化量呼吸量+生長發(fā)育繁殖量分解者利用+流向下一營養(yǎng)級+未被利用第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動一、能量流動的過程第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動一、能量流動的過程第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動一、能量流動的過程第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動一、能量流動的過程在草→羊→狼的食物鏈中，羊同化的能量等于()

A.草固定的太陽能總量減去草的呼吸量

B.被羊吃的草所含的全部能量

C.被羊吃了的草所含的能量減去羊糞便內(nèi)的能量

D.用于羊的生長發(fā)育繁殖所需的能量C（多選）某生態(tài)系統(tǒng)中有a、b、c、d四種生物，食物鏈草a→羊b→狼c，上圖是該生態(tài)系統(tǒng)中能量流入b處發(fā)生的一系列變化示意圖，下列說法正確的是（）

A.b的糞便的能量屬于生產(chǎn)者的同化量

B.甲表示b同化的能量，這部分能量是用于生長發(fā)育繁殖C.丙表示的是呼吸散失的熱能。D.乙的有機物一部分形成遺體，一部分被c完全利用第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動一、能量流動的過程AC如圖是生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖解,對此的理解正確的是()

A.該圖中的A表示照射到植物上的太陽能

B.該圖中D是次級消費者

C.圖中A具有的能量是B、C、D的能量之和

D.圖中方框的大小可表示該營養(yǎng)級生物所具有的能量多少D第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動一、能量流動的過程第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動【思考.討論】生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動討論1.生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒定律？為什么？提示：遵循能量守恒定律。能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動、轉(zhuǎn)化后，一部分儲存在生態(tài)系統(tǒng)（生物體的有機物）中，另一部分在呼吸作用中以熱能的形式散失，兩者之和與流入生態(tài)系統(tǒng)的能量相等。2.流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)中的能量能否再回到這個生態(tài)系統(tǒng)中來？為什么？提示：不能。能量流動是單向的。第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動二、能量流動的特點研究目的研究能量流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈時，每一級的能量變化和能量轉(zhuǎn)移效率。科學家美國生態(tài)學家林德曼(R.L.Lindeman)研究對象結(jié)構(gòu)相對簡單的天然湖泊——賽達伯格湖研究內(nèi)容對該湖的能量流動進行了定量分析第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動1.以表格形式，將圖中數(shù)據(jù)進行整理。例如，可以將每一營養(yǎng)級的能量“流入”和“流出”整理為一份清單（“流出”的能量不包括呼吸作用散失的能量）營養(yǎng)級流入能量流出能量（輸入下一營養(yǎng)級能量）呼吸作用散失分解者利用未利用傳遞效率生產(chǎn)者植食性動物肉食性動物464.662.896.312.529362.812.618.82.129.312.67.50.1513.5%20.1%第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動2.計算“流出”該營養(yǎng)級(即輸入下一營養(yǎng)級)的能量占“流入”該營養(yǎng)級能量的百分比。能量傳遞效率=某一營養(yǎng)級同化量上一營養(yǎng)級同化量×100%能量在相鄰兩個營養(yǎng)級間的傳遞效率大約是為10%-20%第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動【思考.討論】分析賽達伯格胡的能量流動3.從方向上看，能量流動是否會逆轉(zhuǎn)，能不能循環(huán)流動？為什么？①生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級間取食和被食的關(guān)系是不可逆的。②各營養(yǎng)級通過呼吸作用散失的熱能不能再被生物利用。不會逆轉(zhuǎn)，不能循環(huán)流動。因為：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？流入某一營養(yǎng)級的能量除了流入下一營養(yǎng)級之外，還有：①一部分通過該營養(yǎng)級的呼吸作用散失；②一部分作為排遺物、遺體或殘枝敗葉被分解者利用；③一部分未被利用第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動二、能量流動的特點單向流動在生態(tài)系統(tǒng)中，能量流動只能從第一營養(yǎng)級流向第二營養(yǎng)級，再依次流向后面的各個營養(yǎng)級，不可逆轉(zhuǎn)，也不能循環(huán)流動。逐級遞減輸入到一個營養(yǎng)級的能量不能百分之百的流入下一營養(yǎng)級，能量沿著食物鏈流動過程中逐級減少。一般來說，能量在相鄰兩個營養(yǎng)級之間的傳遞效率是10%~20%。營養(yǎng)級越多，能量流動過程中消耗的能量就越多。因此，生態(tài)系統(tǒng)中能量流動一般不超過5個營養(yǎng)級。原因:1.生物間的捕食關(guān)系是一定的

2.散失的熱能不能被生物體再利用

自身呼吸散失

原因:分解者利用

未利用

第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動二、能量流動的特點任何生態(tài)系統(tǒng)都需要不斷得到來自系統(tǒng)外的能量補充，以維持生態(tài)系統(tǒng)的正常運行。說明崩潰第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動二、能量流動的特點如圖為某生態(tài)系統(tǒng)能量流動示意圖〔單位：J/（cm2·a）〕以下分析正確的是()A.甲的數(shù)值是1200J/（cm2·a）B.乙到丙的傳遞效率為16.6%C.每一營養(yǎng)級的能量大部分流向分解者D.狼捕食野兔，獲得的能量為野兔有機物能量的10%～20%C第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動二、能量流動的特點能量流動最值計算第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動二、能量流動的特點1.戊現(xiàn)有2000kg，至多可使丙增重多少kg？2.戊現(xiàn)有2000kg，至少可使丙增重多少kg？3.丙每增加1千克，至多要消耗掉戊多少kg？4.丙每增加1千克，至少