3.2生態(tài)系統(tǒng)的能量流動課件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

假設(shè)你像小說中的魯賓遜那樣，流落在一個荒島上，那里除了有能飲用的水以外，幾乎沒有任何食物。你隨身尚存的食物只有一只母雞、15千克玉米。問題探討：A.先吃雞，然后吃玉米

B.先吃玉米，同時用部分玉米喂雞，吃雞生產(chǎn)的蛋，最后再吃雞使自己生存最長的辦法是？先吃雞，再吃玉米我反對!為什么要先吃我？請給我一個完美解釋……LOREMIPSUMDOLOR第3章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動觀察生態(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。能量的輸入：生產(chǎn)者所固定的太陽光能。能量的傳遞：食物鏈和食物網(wǎng)。（形式：有機物中的化學能）能量的轉(zhuǎn)化和散失：太陽能→有機物中的化學能→熱能。能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的形式分別是什么？1.如果以個體為單位研究能量流動，有什么問題？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。一研究能量流動的基本思路一研究能量流動的基本思路2.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？如果以種群為研究對象，能量流動的渠道為食物鏈，在分析時，可能因為食物網(wǎng)的復(fù)雜性而影響結(jié)果的準確性。3.如果將一個營養(yǎng)級的所有種群作為一個整體來研究，有什么優(yōu)點？可以比較精確地測量每一個營養(yǎng)級能量的輸入值和輸出值。1.第一營養(yǎng)級的能量來源是什么？2.第一營養(yǎng)級的能量去向有哪些？3.嘗試用概念圖表示第一營養(yǎng)級的能量流動。二能量流動的過程太陽能生產(chǎn)者呼吸作用散失用于自身生長發(fā)育繁殖初級消費者攝入分解者枯枝敗葉固定第一營養(yǎng)級的能量流動分析：1.第二營養(yǎng)級的能量來源是什么？2.攝入量與同化量有什么關(guān)系？3.第二營養(yǎng)級的能量去向有哪些？4.嘗試用概念圖表示第二營養(yǎng)級的能量流動。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。。。遺體殘骸呼吸作用散失第二營養(yǎng)級的能量流動分析：同化量=攝入量—糞便量哪一營養(yǎng)級的同化量？分解者糞便分析、比較分別流入第一、第二營養(yǎng)級的能量去路，歸納二者的共同特點。①呼吸作用散失②用于生長、發(fā)育和繁殖a.流入下一個營養(yǎng)級b.被分解者利用構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)的能量流動模型：最高營養(yǎng)級與其他營養(yǎng)級不同。能量去路是否每一營養(yǎng)級的能量去向都相同？1.生態(tài)系統(tǒng)能量流動的起點是

。2.流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是

。3.能量流動的渠道是

。4.能量在食物鏈中流動的形式是

。生產(chǎn)者初級消費者次級消費者三級消費者…呼吸作用分解者生態(tài)系統(tǒng)能量流動的示意圖：生產(chǎn)者生產(chǎn)者固定的太陽能食物鏈（網(wǎng)）有機物總結(jié)賽達伯格湖的能量流動圖解圖中數(shù)字為能量數(shù)值，單位是J/(cm2.a)（焦每平方厘米每年）。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，也未被后一營養(yǎng)級和分解者利用的能量。為研究方便起見，這里將肉食動物作為一個整體看待。三能量流動的特點賽達伯格湖的能量流動圖解1.用表格的形式將圖中的數(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”整理成一份清單（“流出”的能量不包括呼吸作用散失的能量）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。3.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?4.通過以上分析，你能總結(jié)出能量流動具有什么特點？討論1.用表格的形式將圖中的數(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”整理成一份清單（“流出”的能量不包括呼吸作用散失的能量）流入能量流出能量生產(chǎn)者植食性動物肉食性動物——464.662.862.812.612.62.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。能量傳遞效率=某一營養(yǎng)級的同化量上一營養(yǎng)級的同化量流入能量流出能量百分比生產(chǎn)者植食性動物肉食性動物————464.662.812.662.812.613.5%20.1%能量在相鄰兩個營養(yǎng)級之間的傳遞效率為10%～20%。3.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)級的之外，還有以下去向：①一部分通過該營養(yǎng)級的呼吸作用散失；②一部分作為排出物、遺體或殘枝敗葉被分解者利用；③一部分未利用。

4思考：定時定量分析能量流動的去向有幾個？4.通過以上分析，你能總結(jié)出能量流動具有什么特點？①能量流動是單向的；②能量在流動過程中逐級遞減。a.生物之間的捕食關(guān)系不可逆轉(zhuǎn)。b.各營養(yǎng)級呼吸作用散失的熱能無法再利用。a.各營養(yǎng)級的生物都會因自身呼吸作用散失掉一部分能量；b.各營養(yǎng)級能量都要有一部分流入分解者；c.各營養(yǎng)級生物都不能全部被下一營養(yǎng)級捕食,各個營養(yǎng)級能量都有一部分未利用。（1）能量流動是單向的原因。（2）能量在流動過程中逐級遞減的原因。（1）生態(tài)系統(tǒng)中能量流動一般不超過5個營養(yǎng)級，原因是什么？在一個生態(tài)系統(tǒng)中，營養(yǎng)級越多，在能量流動過程中消耗的能量就越多。第五營養(yǎng)級以后的能量太少，不足以維持該營養(yǎng)級生物的生存。學以致用：（2）問題探討中“先吃雞再吃玉米”的生存策略能讓你維持更長的時間來救援？你真正理解了嗎？減少了食物鏈的長度，減少了能量消耗，最后人獲得的能量較多。

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。如果一個生態(tài)系統(tǒng)在一段較長時期內(nèi)沒有能量（太陽能或化學能）輸入，這個生態(tài)系統(tǒng)就會崩潰。能量觀能量傳遞效率的有關(guān)計算類型1：由最高營養(yǎng)級推導生產(chǎn)者（消耗量）需最多能量：選最長食物鏈；按÷10%計算(食物鏈前級是后級10倍）；需最少能量：選最短食物鏈；按÷20%計算(食物鏈前級是后級5倍）。浮游植物浮游動物小魚大魚例1：大魚體重增加1kg，最多需要浮游植物多少千克？至少需要浮游植物多少千克？1kg÷10%（X10）÷10%÷10%1000kg1kg

÷20%（X5）

÷20%25kg能量在相鄰兩個營養(yǎng)級之間的傳遞效率為10%～20%。知識拓展類型2：由生產(chǎn)者推導出最高營養(yǎng)級（獲得量）獲得能量最多：選最短食物鏈；按×20%計算獲得能量最少：選最長食物鏈；按×10%計算例2：如果A消耗10000kg，C最多增重多少千克？最少增重多少千克？10000kg×20%×20%400kg10000kg×10%×10%×10%×10%1kg類型3：關(guān)于“定值”的計算：在食物網(wǎng)中,某一營養(yǎng)級同時從上一個營養(yǎng)級的多種生物中按一定比例獲取能量，則按照單獨的食物鏈進行分別計算，最后相加。例3：因赤潮，一條4kg雜食海魚死亡，假如此雜食性魚食物有1/2來自植物，1/4來自草食性魚類，1/4來自以草食性魚類為食的肉食性魚類。能量傳遞效率按20%計算，該雜食性魚從出生到死亡，共需植物（

）A.28kgB.280kgC.16kgD.160kg植物草食性魚類肉食性魚類雜食性魚類4kg1/41/41/21kg1kg2kg5kg25kg5kg25kg125kg10kg相加得160kgD能量金字塔生物量金字塔數(shù)量金字塔形狀每一層含義特點象征意義單位時間內(nèi)，食物鏈中每一營養(yǎng)級生物所同化的能量的多少自然生態(tài)系統(tǒng)一定為正金字塔能量在流動過程中總是逐級遞減單位時間內(nèi)，每一營養(yǎng)級生物的有機物的總干重一般為正金字塔,有時會出現(xiàn)倒金字塔形一般生物量(現(xiàn)存生物有機物的總干重)隨食物鏈中營養(yǎng)級的升高而減少每一營養(yǎng)級生物個體的數(shù)目一般為正金字塔,有時會出現(xiàn)倒金字塔形一般生物個體數(shù)目在食物鏈中隨營養(yǎng)級升高而減少四生態(tài)金字塔1.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？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。2.舉例說明生物量金字塔在什么情況下，可能是上寬下窄倒置的金字塔形？例如，在海洋生態(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。1.可以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。例如，間作套種、多層育苗、稻——萍——蛙等立體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。間作套種多層育苗稻—萍—蛙五研究能量流動的實踐意義2.可以幫助人們科學地規(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。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，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。用秸稈作飼料糞便制作沼氣能量利用率≠能量傳遞效率3.還可以幫助人們合理地調(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?。例如，合理確定草場的載畜量，稻田除草、除蟲等。結(jié)小課堂幫助人們將生物在時間、