2023-2024學(xué)年生物人教版選擇性必修2 3-2 課時(shí)1 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng) 課件（32張）

生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)第一課時(shí)第2節(jié)人教版選擇性必修2能夠概述生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的過程和特征。假設(shè)你像小說中的魯濱遜那樣，流落在一個(gè)荒島上，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1只母雞、15Kg玉米。討論：

你認(rèn)為以下哪種生存策略能讓你維持更長的時(shí)間來等待救援？1.先吃雞再吃玉米。2.先吃玉米，同時(shí)用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。流落荒島生態(tài)系統(tǒng)中能量的_____、_____、_____和_____的過程。1.概念：輸入傳遞轉(zhuǎn)化散失輸入源頭：總能量：太陽能（地球上幾乎所有的生態(tài)系統(tǒng)）一般情況下是生產(chǎn)者固定的太陽能傳遞途徑：形式：食物鏈和食物網(wǎng)有機(jī)物中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化太陽能散失途徑：形式：呼吸作用熱能有機(jī)物中的化學(xué)能

熱能生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)2.過程：

能量流經(jīng)一個(gè)種群的情況可以圖示如下：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儲(chǔ)存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能量儲(chǔ)存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能量……

以個(gè)體為研究對象，有很大的局限性和偶然性，如果個(gè)體死亡，數(shù)據(jù)可能不準(zhǔn)確；不同個(gè)體間差異過大。科學(xué)方法研究能量流動(dòng)的基本思路

如果將這個(gè)種群作為一個(gè)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(dòng)的基本思路。能量輸入種群能量儲(chǔ)存能量散失

如果以種群為研究對象，能量流動(dòng)的渠道為食物鏈，在分析時(shí)，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。

可以比較精確地測量每一個(gè)營養(yǎng)級能量的輸入值和輸出值。

如果將一個(gè)營養(yǎng)級的所有種群作為一個(gè)整體，那么左圖將概括為何種形式呢？能量輸入某營養(yǎng)級能量儲(chǔ)存能量散失1%固定(同化)1.能量流經(jīng)第一營養(yǎng)級示意圖生產(chǎn)者所同化的全部太陽能99%散失呼吸作用散失（熱能）用于生長發(fā)育和繁殖分解者利用殘枝敗葉分解作用散失未利用初級消費(fèi)者（植食性動(dòng)物）注意:如果在每一時(shí)間段去分析去向，還應(yīng)有未被利用的能量(最終也將被分解者利用)。若為人工生態(tài)系統(tǒng)，流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量還有人工補(bǔ)充的能量（例如飼料中有機(jī)物中的化學(xué)能）能量流動(dòng)的過程生產(chǎn)者所同化的全部太陽能呼吸作用散失（熱能）用于生長發(fā)育和繁殖分解者利用殘枝敗葉分解作用散失未利用初級消費(fèi)者（植食性動(dòng)物）【思考】生產(chǎn)者同化(固定)的能量去向有哪些？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(fèi)者②③屬于用于自身生長、發(fā)育和繁殖，儲(chǔ)存在有機(jī)物中的能量2.能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級示意圖遺體殘骸呼吸作用散失初級消費(fèi)者攝入初級消費(fèi)者同化……用于生長、發(fā)育和繁殖次級消費(fèi)者攝入分解者利用糞便呼吸作用熱能散失流經(jīng)第二營養(yǎng)級的總能量：初級消費(fèi)者同化量初級消費(fèi)者糞便中的能量包括在初級消費(fèi)者同化的能量中嗎？攝入量=同化量+糞便量糞便屬于上一營養(yǎng)級的同化量遺體殘骸呼吸作用散失初級消費(fèi)者攝入初級消費(fèi)者同化……用于生長、發(fā)育和繁殖次級消費(fèi)者攝入分解者利用糞便呼吸作用熱能散失攝入量=同化量+糞便量【思考】第二營養(yǎng)級同化的能量去向有哪些？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(fèi)者②③屬于用于自身生長、發(fā)育和繁殖的能量初級消費(fèi)者攝入（a）初級消費(fèi)者同化(b)糞便(c)分解者利用用于生長發(fā)育和繁殖（e）次級消費(fèi)者攝入（i）遺體殘骸(f)呼吸作用(d)散失呼吸作用散失…未利用(j）（1）輸入該營養(yǎng)級的總能量是指

______（填字母）。（2）糞便中的能量（c）______（填“屬于”或“不屬于”）該營養(yǎng)級同化的能量，應(yīng)為

。（3）初級消費(fèi)者同化的能量（b）=______+______。（4）生長、發(fā)育和繁殖的能量（e）=______+______+______。b不屬于上一營養(yǎng)級同化的能量中流向分解者的部分deifj3.能量流經(jīng)最高營養(yǎng)級的過程最高營養(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【思考】最高營養(yǎng)級同化的能量去向有哪些？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)級的能量去向生產(chǎn)者呼吸初級消費(fèi)者次級消費(fèi)者呼吸分解者…三級消費(fèi)者呼吸呼吸能量輸入①能量流動(dòng)的渠道是

。②能量散失的途徑是各種生物的

(代謝過程)。③流動(dòng)過程中能量的轉(zhuǎn)化是太陽能→

→

。食物鏈和食物網(wǎng)呼吸作用有機(jī)物中的化學(xué)能熱能某營養(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(gè)營養(yǎng)級①某營養(yǎng)級的能量最終去向②某營養(yǎng)級的能量某段時(shí)間內(nèi)的能量去向某營養(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(gè)營養(yǎng)級未被利用的能量思考·討論·生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)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？

遵循能量守恒定律。能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動(dòng)、轉(zhuǎn)化后，一部分儲(chǔ)存在生態(tài)系統(tǒng)（生物體的有機(jī)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。

不能。能量流動(dòng)是單向的。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？思考?討論：分析賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)RaymondLindeman

林德曼（1915-1942）賽達(dá)伯格湖優(yōu)點(diǎn)：小、簡單、穩(wěn)定深1米，面積為14480平方米，湖岸線長500米。湖底深度一致、性質(zhì)均一，沒有大的波浪。能量流動(dòng)的特點(diǎn)生產(chǎn)者呼吸初級消費(fèi)者次級消費(fèi)者呼吸分解者…三級消費(fèi)者呼吸呼吸能量輸入生物間的捕食關(guān)系是一定的，是長期自然選擇的結(jié)果，

不能逆轉(zhuǎn)，也不能循環(huán)流動(dòng)。散失的熱能不能被生物體再利用。

生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)是單向的。植食性動(dòng)物

62.862.8太陽能未固定生產(chǎn)者464.6分解者12.5呼吸作用96.3未利用327.32932.118.829.312.6肉食性動(dòng)物

12.6微量7.55.0122.614.6單位（焦/厘米2·年）未利用：指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一個(gè)營養(yǎng)級和分解者利用的能量。（定時(shí)定量分析）未固定：是指未被固定的太陽能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(jì)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。流入呼吸作用分解者利用暫未利用流出流出/流入生產(chǎn)者植食性動(dòng)物肉食性動(dòng)物464.696.312.529362.813.52%62.818.82.129.312.620.06%12.67.5微量5.0能量傳遞效率能量流動(dòng)過程中逐級遞減自身呼吸散失分解者利用未利用能量在相鄰兩個(gè)營養(yǎng)級間的傳遞效率為

。能量傳遞效率=某一營養(yǎng)級的同化量上一營養(yǎng)級的同化量×100%10%～20%3.流入某一營養(yǎng)級的能量，為什么不會(huì)百分之百地流到下一個(gè)營養(yǎng)級？4.通過以上分析，你能總結(jié)出什么規(guī)律？各營養(yǎng)級的能量都有一部分通過呼吸作用散失；一部分未被下一營養(yǎng)級利用；一部分被分解者分解。1.單向流動(dòng)2.逐級遞減各個(gè)營養(yǎng)級的順序是不可逆的；且各個(gè)營養(yǎng)級的能量總是以呼吸散失熱能。傳遞效率為10％～20％兩個(gè)營養(yǎng)級之間逐級遞減的原因：自身呼吸消耗、被分解者分解、暫時(shí)未被利用。1.先吃雞，再吃玉米玉米雞人2.先吃玉米，同時(shí)用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。玉米人雞先吃雞原因：減少了雞的消耗，

縮短食物鏈獲得的能量更多，

持續(xù)時(shí)間更久。食物鏈越短，最高營養(yǎng)級獲得的能量越多。問題探討某同學(xué)繪制了如下圖所示的能量流動(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)。下列敘述中不正確的是()BA.生產(chǎn)者固定的總能量可表示

為(A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2)B.由第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級

的能量傳遞效率為D2/D1C.流入初級消費(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)、逐級遞減能量在相鄰兩個(gè)營養(yǎng)級間的傳遞效率為10%～20%。在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，營養(yǎng)級越多，在能量流動(dòng)過程中消耗的能量就越多。因此，生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)一般不超過5個(gè)營養(yǎng)級。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。規(guī)律:

食物鏈越短，能量利用率越高。能量傳遞效率與能量利用效率的比較傳遞效率=上一營養(yǎng)級的同化量下一營養(yǎng)級的同化量×100%能量利用率=生產(chǎn)者能量流入最高營養(yǎng)級的能量×100%【思維拓展】若題干中未做具體說明，則一般認(rèn)為能量傳遞的最低效率為10%，最高效率為20%。在食物鏈A→B→C→D中，則有

（1）已知A營養(yǎng)級凈增重N,按20%計(jì)算。則為N×(20%)3①D營養(yǎng)級最多增重多少②D營養(yǎng)級至少增重多少按10%計(jì)算。則為N×(10%)3

（2）已知D營養(yǎng)級凈增重M,

①至少需要A營養(yǎng)級多少

②最多需要A營養(yǎng)級多少按20%計(jì)算。則為M÷(20%)3按10%計(jì)算。則為M÷(10%)3能量傳遞效率的計(jì)算1.若某生態(tài)系統(tǒng)固定的總能量為24000kJ，則該生態(tài)系統(tǒng)的第四營

養(yǎng)級生物最多能獲得的能量是（

）

A.24kJ

B.192kJ

C.96kJ

D.960kJ

B2.在一條有5個(gè)營養(yǎng)級的食物鏈中，若第五營養(yǎng)級的生物體重

增加1kg，理論上至少要消耗第一營養(yǎng)級的生物量為（

）

A.25kg

B.125kg

C.625kg

D.3125kgC①正推型（知低營養(yǎng)級，求高營養(yǎng)級）：

獲能最少選

食物鏈

；

獲能最多選

食物鏈

。最長×10%×20%最短不涉及“最多”、“至少”，計(jì)算時(shí)，需按具體數(shù)值計(jì)算。提醒：②逆推型（知高營養(yǎng)級，求低營養(yǎng)級）：需能最少選

食物鏈

；需能最多選

食物鏈

。最短÷20%最長÷10%3.如圖食物網(wǎng)中，貓頭鷹的食物有2/5來自兔，2/5來自鼠，1/5來自蛇，則貓頭鷹的體重若增加20g，至少需要消耗植物的重量為(

)A．600g

B．900g

C．1600gD．5600gB已知高營養(yǎng)級求至少需要低營養(yǎng)級的能量時(shí)，需按照最大傳遞效率進(jìn)行計(jì)算，即20×2/5÷20%÷20%＋20×2/5÷20%÷20%＋20×1/5÷20%÷20%÷20%＝900(g)