3.2生態(tài)系統(tǒng)的能量流動課件-高二上學期生物人教版選擇性必修2

3.2生態(tài)系統(tǒng)的能量流動一、能量流動的概念（p54）閱讀書p55第1段，思考：1、能量是如何輸入到生態(tài)系統(tǒng)？2、傳遞的途徑？3、轉(zhuǎn)化的方式？4、散失的形式和過程？

生態(tài)系統(tǒng)中能量的_______、_______、_______和_______的過程。輸入傳遞轉(zhuǎn)化散失

地球上幾乎所有的生態(tài)系統(tǒng)所需的能量都來自太陽能能量流動起點：（輸入到生態(tài)系統(tǒng)的總能量:）由生產(chǎn)者固定

這些能量通過

（生物）的

（生理過程）固定起來。生產(chǎn)者光合作用生產(chǎn)者能否將照射到地球表面的所有太陽能都固定起來？（P55第一段）能量的輸入約1%的可見光被生產(chǎn)者固定是由________________的太陽能開始的。思考：能量固定后在各營養(yǎng)級之間以什么形式傳遞？太陽能光合作用轉(zhuǎn)化有機物中化學能生物

作用釋放能量呼吸能否直接用于各項生命活動？思考：能量在各營養(yǎng)級之間以什么形式傳遞？(可直接用于生命活動)ATP熱能(大部分散失)能量的傳遞和轉(zhuǎn)化釋放的能量是否全部可以利用？⑴散失途徑：⑵散失形式：熱能主要通過生物的呼吸作用能量的散失

判：生態(tài)系統(tǒng)的能量最終將以熱能的形式散失（）√能量輸入種群能量儲存能量散失能量輸入某營養(yǎng)級能量儲存能量散失

能量流經(jīng)一個種群的情況可以圖示如下：能量輸入個體1個體2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以個體為研究對象，有很大的局限性和偶然性，如果個體死亡，數(shù)據(jù)可能不準確；不同個體間差異過大。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，從中可以看出分析能量流動的基本思路。如果以種群為研究對象，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。以營養(yǎng)級為研究對象，研究能量的去向P54【科學方法】研究能量流動的基本思路備選策略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，食物只有15Kg玉米和一只母雞可以食用，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？

問題探討玉米雞人玉米雞人你愿意分部分食物給雞吃么？關(guān)鍵：人要獲得更多能量能量流動的過程一.能量流動的特點二.主要內(nèi)容....二、能量流動的過程假設(shè)某草原生態(tài)系統(tǒng)僅有一條食物鏈：草兔狐。生產(chǎn)者（草）?（第一營養(yǎng)級）1、能量流經(jīng)第一營養(yǎng)級的情況閱讀課本P55第2段，用箭頭號（線條）、關(guān)鍵詞構(gòu)建概念模型，分析能量流經(jīng)第一營養(yǎng)級（草）的情況。包括草的能量如何得來？草固定的能量將有何去處？?任務(wù)一：模型構(gòu)建初級消費者攝入a用于生長發(fā)育和繁殖e次級消費者攝入i呼吸d散失遺體殘骸f初級消費者同化b分解者利用糞便c呼吸散失a=b=e=右圖是p55能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級示意圖，其中字母表示相應(yīng)的能量值。請寫出能量值的等量關(guān)系。b+cd+ef+i攝入量=同化量+糞便量思考：初級消費者攝入的能量是否等于它同化的能量？①呼吸作用以熱能形式散失草的能量如何得來？草固定的能量將何去？1%②生長發(fā)育和繁殖儲存起來呼吸作用以熱能形式散失生長發(fā)育繁殖被分解者分解流入下一營養(yǎng)級生產(chǎn)者固定的太陽能B.殘枝敗葉被分解者分解二、能量流動的過程A.流入下一營養(yǎng)級（兔）1.能量流經(jīng)第一營養(yǎng)級的情況生產(chǎn)者固定的太陽能殘枝敗葉短期內(nèi)被捕食未被利用生產(chǎn)者書p55第2段呼吸作用散失生長發(fā)育繁殖被分解者分解流入下一營養(yǎng)級生產(chǎn)者固定的太陽能殘枝敗葉被捕食生產(chǎn)者思考：初級消費者攝入的能量是否等于它同化的能量？分解者中的能量包括了？（2）兔子（初級消費者）糞便中的能量是屬于誰？狐糞便中的能量是屬于誰？最終流向了誰？（1）輸入（流入）初級消費者的能量是指其攝入的能量還是同化的能量？

屬于草攝入的能量=攝入消化吸收非己→自己糞便（非己→自己）（未吸收：非己）（3）能量輸入到狐（最高營養(yǎng)級）的去向？與生產(chǎn)者一樣嗎？

分解者未被吸收

本營養(yǎng)級遺體殘骸的能量

屬于兔下一營養(yǎng)級同化的能量糞便中的能量++_______________糞便中的能量糞便的能量屬于上一營養(yǎng)級輸入該營養(yǎng)級的能量分解者呼吸作用生產(chǎn)者初級消費者次級消費者散失固定(同化）同化同化呼吸作用圖3-6：生態(tài)系統(tǒng)的能量流動示意圖(2)流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是

（用圖中數(shù)字），代表_______________。

①1、呼吸作用散失。3、被分解者分解利用。2、流入下一個營養(yǎng)級。（除最高營養(yǎng)級外）(1)各個營養(yǎng)級同化的能量去向？生產(chǎn)者固定的太陽能①②③④判：生態(tài)系統(tǒng)的能量最終將以熱能的形式散失（）√分解者呼吸作用生產(chǎn)者初級消費者次級消費者散失固定(同化）同化同化呼吸作用圖3-6：生態(tài)系統(tǒng)的能量流動示意圖①②③④（3）圖中的箭頭號的方向能否改變，為什么？這說明能量流動有何特點？（4）能量能否全部流入到下一個營養(yǎng)級？為什么？這說明能量流動有何特點？單向流動不能（箭頭和方框的大?。┎荒?，捕食關(guān)系是不可逆轉(zhuǎn)的；逐級遞減（書p56倒數(shù)第2段）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，以便維持生態(tài)系統(tǒng)的正常功能。（p57第2段）呼吸作用散失掉的能量不能重回。教材課后習題·拓展應(yīng)用2.將一塊方糖放入水中，方糖很快就會溶解，消失得無影無蹤。溶解在水中的方糖還能再自行變回原來的形狀嗎？為什么？生活在水中的硅藻，它們能利用溶解在水中的硅化物制造口己絢麗精致的外殼，而通常情況下水體中硅化物的含量極為微少，僅有百萬分之幾，這比方糖溶解后水中的含糖量低得多。硅藻依靠什么力量筑造自己的精美小“屋”呢？通過以上事例，你對能量在生態(tài)系統(tǒng)中的作用是否有了進一步的認識？不能。在一個封閉的系統(tǒng)中,物質(zhì)總是由有序朝著無序(熵增加)的方向發(fā)展。硅藻能利用獲取的營養(yǎng)通過細胞呼吸釋放能量,依靠能量完成物質(zhì)由無序向有序的轉(zhuǎn)化,維持其生命活動。能量的輸人對于生態(tài)系統(tǒng)有序性的維持來說是不可缺少的?！咎崾尽縋53學以致用1.下圖表示初級消費者能量流動的部分過程,括號中的字母表示能量,初級消費者通過呼吸作用散失的能量為b。下列相關(guān)說法正確的是(

)A.應(yīng)在B處加上標有細胞呼吸的箭頭B.初級消費者同化的能量為n-aC.次級消費者攝入的能量為n-a-bD.B為初級消費者同化的總能量答案:B5.下圖是某生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程圖解。請回答下列問題。(1)圖中的哪個箭頭是不應(yīng)存在的?

。

(3)圖中②③⑤⑧所代表的能量可用等式表示為

。

(4)該生態(tài)系統(tǒng)的能量流動就是指①→②→③→④的流動過程,這種說法對嗎?為什么?

。

三、能量流動的特點P56資料：林德曼——賽達伯格湖的能量流動數(shù)據(jù)討論1.用表格的形式，將數(shù)據(jù)進行整理。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）。討論2.計算“流出”該營養(yǎng)級的能量占“流入”該營養(yǎng)級能量的百分比。也不包括流向分解者的能量（因為分解者不屬于營養(yǎng)級）任務(wù)二：圖轉(zhuǎn)表營養(yǎng)級流入能量流出能量（輸入后一個營養(yǎng)級）出入比（傳遞效率）

生產(chǎn)者植食性動物肉食性動物464.662.812.662.812.613.5％

20％同化量同化量下一營養(yǎng)級同化量本營養(yǎng)級同化量×100%能量傳遞效率=能量在營養(yǎng)級間的傳遞效率大約是10%~20%P56旁欄思考：能量在流動過程中逐級遞減，與能量守恒定律矛盾嗎？為什么？不矛盾逐級遞減：指流入各個營養(yǎng)級的能量逐級遞降。能量守恒：指輸入到某個生態(tài)系統(tǒng)的總能量=輸出的四條去路的能量之和。同化量用于生長、發(fā)育、繁殖的能量（儲存）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、發(fā)育、繁殖的能量流向下一營養(yǎng)級能量流向分解者的能量練習1：下圖A、B、C代表的含義是？練習21250練習3.牛是以草為食，有一種蜣螂專門以牛糞為食，在能量流動中牛糞所含的能量屬于哪一部分？設(shè)牛在某段時間所同化的能量為107kJ，則這部分能量中流入蜣螂體內(nèi)的約為A.草的同化量，0B.牛的同化量，106kJC.草固定的太陽能，2×106kJ D.牛的攝入量，106～2×106kJ√牛糞不屬于大象的同化量，屬于植物的同化量下圖為某人工魚塘食物網(wǎng)及其能量傳遞示意圖(圖中數(shù)字為能量數(shù)值，單位是J·m－2·a－1)。該食物網(wǎng)中第一到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率為

。25%（3780+4200）÷31920×100%＝25%能量傳遞效率=本營養(yǎng)級的同化量下一營養(yǎng)級的同化量×100%判斷：一只狼捕食了一只兔子，則該狼就獲得了這只兔子能量的10%～20%(

)×書P57傳遞效率：指相鄰營養(yǎng)級之間練習4任務(wù)三（數(shù)轉(zhuǎn)圖）：請同學們將賽達伯格湖的能量流動數(shù)據(jù)，用相應(yīng)面積或體積的圖形表示，并按營養(yǎng)級由低到高排列。肉食性動物12.6生產(chǎn)者464.6植食性動物62.8能量金字塔四、生態(tài)金字塔:能量金字塔生物量金字塔數(shù)量金字塔——由單位時間內(nèi)各營養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值由低到高繪制的圖形。①能量金字塔低高低高營養(yǎng)級能量ABCD第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級第四營養(yǎng)級——特點：自然生態(tài)系統(tǒng)一定為正金字塔（1）為什么“一山不容二虎”？能量流動具有逐級遞減的特點，營養(yǎng)等級越高，獲得的能量越少，老虎在生態(tài)系統(tǒng)中幾乎是最高營養(yǎng)級。②數(shù)量金字塔對一片草地上的所有生物成員作了統(tǒng)計：生產(chǎn)者（野草）

5842424株；初級消費者（草原動物、昆蟲）

708624只；次級消費者（肉食動物、吃昆蟲的小鳥）

354904只；三級消費者（肉食動物、吃小鳥的鷹）

3只。

一定是正金字塔形？特殊情況：昆蟲樹鳥③生物量金字塔直觀的反映生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級所容納的

的關(guān)系?！猛瑯拥姆椒ū硎靖鳡I養(yǎng)級的生物量（每個營養(yǎng)級所容納的有機物的總干重。營養(yǎng)級第四營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第一營養(yǎng)級干重g/m21.51137809營養(yǎng)級第四營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級大多數(shù)是正金字塔形（1）概念：（2）意義：（3）特點：原因：

一般來說植物的總干重通常大于植食性動物的總干重，而植食性動物的總干重也大于肉食性動物的總干重有機物的總干重特殊情況：海洋生態(tài)系統(tǒng)中，由于生產(chǎn)者(浮游植物)的個體小，壽命短，又會不斷地被浮游動物吃掉，所以某一時刻調(diào)查到的浮游植物的生物量可能低于浮游動物的生物量。當然，總的來看，一年中浮游植物的總的生物量還是比浮游動物的要多。P58什么情況下可能是倒置的金字塔？人口數(shù)量日益增長，會要求低營養(yǎng)級有更多的能量流入人類所處的營養(yǎng)級，也就是說，人類所需要的食物會更多，將不得不種植或養(yǎng)殖更多的農(nóng)畜產(chǎn)品，會給地球上現(xiàn)有的自然生態(tài)系統(tǒng)帶來更大的壓力。人類位于食物鏈的頂端，從能量金字塔來看，人口數(shù)量日益增長，這會對地球上現(xiàn)有的生態(tài)系統(tǒng)造成什么影響？(p57旁欄思考）

研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動的意義：(1)幫助人們將生物在時間、空間上進行合理配置，增大流入某個生態(tài)系統(tǒng)的總能量。稻—萍—蛙立體農(nóng)業(yè)五、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作蔬菜大棚中多層育苗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)沼氣提供能源，沼氣池中的沼渣還可以作為肥料還田。

實現(xiàn)了對能量的多級利用，從而大大提高能量的利用率（注意：不能提高傳遞效率）。(2)幫助人們科學地規(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。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:合理確定草場的載畜量，稻田除草、除蟲等。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。練習：根據(jù)生態(tài)學原理，要使能量流經(jīng)食物鏈總消耗最少，人們應(yīng)采用哪種食物結(jié)構(gòu)：A．以禽類、蛋類為主B．以淡水養(yǎng)殖的魚、蝦為主C．以谷物和植物蛋白為主D．以豬肉等家畜肉類為主CP54問題探討食物鏈越短，能量到我體內(nèi)的越多，我活的時間就越長呀！

B.先吃玉米，同時用部分玉米喂雞，吃雞生產(chǎn)的蛋，最后再吃雞A.先吃雞，然后吃玉米

思路一思路二練習：有一條食物鏈，共有4個營養(yǎng)級，其中虎位于最高營養(yǎng)級。若第一營養(yǎng)級共有能量1000J，問：虎最少能獲得多少能量？A

B

C

D若D營養(yǎng)級含有能量為3J，求最少消耗A的能量為______________J？1000×()3=1六、能量流動的有關(guān)計算：3÷

()3=37510%20%（即生產(chǎn)者要損耗最少）①正推型：②逆推型：最多或生產(chǎn)者消耗______:食物鏈：最___傳遞效率：____▲歸納：能量流動的“最值”計算：A

B

C

D求消費者獲能最多：或生產(chǎn)者消耗____：食物鏈：最短傳遞效率：20%長10%E求消費者D獲能最少：最少看大本p55左3注意：已確定營養(yǎng)級間能量傳遞效率的，不能按“最值”法計算，需按題目指定數(shù)值計算。例：在右圖的食物網(wǎng)中，如果C從B、F中獲得的能量比為3∶1，C增重1kg，則最少需要消耗A多少kg？消耗A最少，按最高傳遞效率20%計算：沿食物鏈A→B→C逆推：沿食物鏈A→D→E→F→C逆推：75/4kg+625/4kg=175kg1÷20%X3/4÷20%＝75/4kg1/4kgX5X5X5X5＝625/4kg1÷20%X1/4÷20%÷20%÷20%＝75/4kg一、概念檢測3.在一定時