【生物】生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)第一課時(shí)課件 2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期生物人教版選擇性必修2

ENERGY第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)ENERGYLITERACY核心素養(yǎng)核心素養(yǎng)概述生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的實(shí)踐意義。嘗試調(diào)查農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)情況，探討研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義，形成合理利用資源應(yīng)遵循生態(tài)學(xué)原理和可持續(xù)發(fā)展的觀念。生命觀念分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)?？茖W(xué)探究通過推算生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞效率，來解決相關(guān)問題，培養(yǎng)學(xué)生的分析、推理、綜合的思維能力。社會(huì)責(zé)任科學(xué)思維分析生態(tài)系統(tǒng)能量的變化，發(fā)展學(xué)生的思維遷移能力。課標(biāo)要求課標(biāo)要求說出生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的概念。-01-分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)。-02-概述研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的意義。-03-你認(rèn)為哪種生存策略能讓你維持更長(zhǎng)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。IMPORT新課導(dǎo)入新課導(dǎo)入假設(shè)你流落在一個(gè)荒島上，那里除了有能飲用的水，幾乎沒有任何食物。身邊尚存的食物：1只母雞、15kg玉米。能量流動(dòng)能量流動(dòng)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(dòng)。概念1.就“玉米→雞→人”這條食物鏈中的雞而言，能量是如何輸入、儲(chǔ)存和散失的？2.如果對(duì)象是一個(gè)種群，能量又如何輸入、儲(chǔ)存和散失的？3.我們研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)的對(duì)象應(yīng)該是什么，個(gè)體或群體？思考研究能量流動(dòng)研究能量流動(dòng)對(duì)于雞這一個(gè)體來說，能量流動(dòng)應(yīng)該如下表示：攝入同化同化：攝入的食物經(jīng)過消化和吸收后轉(zhuǎn)變成自身需要的物質(zhì)，并儲(chǔ)存能量。用于生長(zhǎng)發(fā)育繁殖人攝入被分解者利用遺體、糞便等呼吸作用散失(熱能)呼吸作用散失(熱能)攝入量=同化量+糞便量研究能量流動(dòng)研究能量流動(dòng)能量流經(jīng)一個(gè)種群的情況如下圖所示：若以種群為整體來研究，則左圖可以概括成下圖形式：儲(chǔ)存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能量個(gè)體1……能量輸入儲(chǔ)存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能量?jī)?chǔ)存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能量個(gè)體2個(gè)體3能量輸入種群能量存儲(chǔ)能量散失研究能量流動(dòng)研究能量流動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的研究一般在群體水平上進(jìn)行。將群體視為一個(gè)整體進(jìn)行研究是系統(tǒng)科學(xué)常用的研究方法。深入內(nèi)部考察個(gè)體整合局部環(huán)節(jié)規(guī)律探索系統(tǒng)動(dòng)態(tài)規(guī)律如果將一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)中的所有種群作為一個(gè)整體，那么將概括為何種形式呢？研究能量流動(dòng)研究能量流動(dòng)草兔鷹試著用流程圖的形式表示能量在食物鏈中的流動(dòng)過程。以“草→兔→鷹”例，了解能量在食物鏈的流動(dòng)情況。生產(chǎn)者初級(jí)消費(fèi)者次級(jí)消費(fèi)者第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量流動(dòng)的過程以“草→兔→蛇→鷹”為例，分析能量在食物鏈的流動(dòng)情況。生產(chǎn)者

消費(fèi)者(草食性動(dòng)物)

消費(fèi)者

消費(fèi)者(肉食性動(dòng)物)(肉食性動(dòng)物)初級(jí)次級(jí)三級(jí)攝入攝入攝入呼吸呼吸呼吸呼吸分解者(細(xì)菌、真菌等)呼吸光合固定太陽能（光能）能量流經(jīng)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)1%可見光太陽光生產(chǎn)者通過

作用固定光合通過呼吸作用以

形式散失熱能用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖流向

營(yíng)養(yǎng)級(jí)下一被

利用分解者未被利用能量流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)初級(jí)消費(fèi)者

攝入量初級(jí)消費(fèi)者

同化量用于生長(zhǎng)發(fā)育繁殖次級(jí)消費(fèi)者攝入呼吸作用散失分解者利用遺體殘骸呼吸作用散失糞便屬于上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量初級(jí)消費(fèi)者同化能量流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)呼吸作用散失遺體殘骸分解者思考討論各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量來源是什么？初級(jí)消費(fèi)者體內(nèi)的能量有哪些去路?能量來源生產(chǎn)者的能量主要來自太陽能消費(fèi)者的能量來自上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量①呼吸作用消耗②流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)③被分解者分解利用④未利用（暫時(shí)）能量去路能量流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)初級(jí)消費(fèi)者的攝入量糞便量同化量呼吸作用散失用于生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖遺體殘骸分解者次級(jí)消費(fèi)者攝入次級(jí)消費(fèi)者的同化量糞便量上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)（生產(chǎn)者）的同化量屬于初級(jí)消費(fèi)者的同化量公式小結(jié)用于生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖攝入量=糞便量+同化量同化量=用于生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖+呼吸作用散失=流向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量+流向分解者的能量生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)過程呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用分解者呼吸作用殘枝敗葉+初級(jí)消費(fèi)者的糞便量遺體殘骸+次級(jí)消費(fèi)者的糞便量遺體殘骸+三級(jí)消費(fèi)者的糞便量遺體殘骸+四級(jí)消費(fèi)者的糞便量能量流動(dòng)方向：上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)菱形面積越來越小，表示：_____________________________________________儲(chǔ)存在某營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物體內(nèi)的能量越來越少。生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)過程生產(chǎn)者固定的太陽能形式途徑有機(jī)物中的化學(xué)能食物鏈和食物網(wǎng)形式過程熱能太陽能→有機(jī)物中化學(xué)能→熱能有機(jī)物中化學(xué)能熱能呼吸作用思考·討論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？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？思考·討論遵循能量守恒定律。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。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·討論不能。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？能量只能沿著食物鏈和食物網(wǎng)單向流動(dòng)。且隨著營(yíng)養(yǎng)級(jí)別越來越高，獲取的能量越來越少。分析賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)20世紀(jì)30年代末，美國(guó)生態(tài)學(xué)家林德曼在美國(guó)賽達(dá)伯格湖對(duì)該湖泊生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行了開拓性的研究工作。通過定位、定量的測(cè)定工作，對(duì)湖泊生態(tài)系統(tǒng)中各類生物有機(jī)體的生物量、營(yíng)養(yǎng)關(guān)系及與環(huán)境之間的能量關(guān)系進(jìn)行了調(diào)查和研究，取得了從一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)到另一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)物質(zhì)與能量移動(dòng)的本質(zhì)了解，創(chuàng)立了營(yíng)養(yǎng)動(dòng)態(tài)觀點(diǎn)。RaymondLindeman林德曼（1915-1942）分析賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)分析賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)生物群落流入能量流出能量

(輸入下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí))流出\流入（傳遞效率）生產(chǎn)者植食性動(dòng)物肉食性動(dòng)物

分解者

464.662.813.52%62.812.620.06%12.614.6相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的能量傳遞效率=下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量本營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量思考·討論1.從方向上看，能量流動(dòng)是否會(huì)逆轉(zhuǎn)，能不能循環(huán)流動(dòng)？為什么？不會(huì)逆轉(zhuǎn)，不能循環(huán)流動(dòng)。（1）生態(tài)系統(tǒng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)間取食和被食的關(guān)系是不可逆的。（2）各營(yíng)養(yǎng)級(jí)通過呼吸作用散失的熱能不能再被生物利用。思考·討論2.從能量傳遞效率上看，能量為什么不能百分之百從一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)流到下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)？①各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量都有一部分通過呼吸作用散失。②一部分未被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)利用。③一部分被分解者分解。能量流動(dòng)的特點(diǎn)1.生態(tài)系統(tǒng)中的能量是單向流動(dòng)的。2.能量在流動(dòng)過程中逐級(jí)遞減。能量傳遞效率：一般10~20%能量流動(dòng)的特點(diǎn)營(yíng)養(yǎng)級(jí)數(shù)量：一般不超過5個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)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。知識(shí)小結(jié)知識(shí)小結(jié)1.能量流動(dòng)是生態(tài)系統(tǒng)三大基本功能之一。生態(tài)系統(tǒng)中，能量沿食物鏈流動(dòng)時(shí)，每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)都有能量輸入、轉(zhuǎn)化、傳遞和散失。2.生態(tài)系統(tǒng)中，能量沿食物鏈單向流動(dòng)并逐級(jí)遞減。3.生命是開放的系統(tǒng)，時(shí)刻進(jìn)行著物質(zhì)和能量的輸入和輸出，以維持生態(tài)系統(tǒng)的正常功能。4.建立模型與定量分析是生態(tài)系統(tǒng)研究的常用方法。當(dāng)堂檢測(cè)當(dāng)堂檢測(cè)1.下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的敘述，正確的是（）A.營(yíng)養(yǎng)級(jí)數(shù)量越多，相鄰營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的能量傳遞效率就越低B.各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)具有的能量與其平均體重成正相關(guān)C.動(dòng)物同化的能量不包括其燕便中的能量，糞便中的能量屬于上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)D.營(yíng)養(yǎng)級(jí)所處的位置越高，該營(yíng)養(yǎng)級(jí)所具有的總能量就越多C當(dāng)堂檢測(cè)當(dāng)堂檢測(cè)2.假設(shè)某初級(jí)消費(fèi)者攝入的能量為a，其糞便中的能量為b，通過呼吸作用散失的能量為c，用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量為，則理論上流入次級(jí)消費(fèi)者的能量最多為（）A.（a+b）×20%B.（c+d）×20%C.（a-c）×20%D.（b+d）×20%B當(dāng)堂檢測(cè)當(dāng)堂檢測(cè)3.下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈與能量流動(dòng)的敘述，不正確的是(

)A.能量經(jīng)食物鏈流動(dòng)時(shí)只能從較低的營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向較高的營(yíng)養(yǎng)級(jí)B.食物鏈越長(zhǎng),最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得的能量越少C.初級(jí)消費(fèi)者含有的能量越多,次級(jí)消費(fèi)者獲得的能量越少D.生態(tài)系統(tǒng)中的能量最終以熱能的形式散失到環(huán)境中C當(dāng)堂檢測(cè)當(dāng)堂檢測(cè)4.已知各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的能量傳遞效率均為10%，若草固定的能量相同，則下面哪一條途徑鷹獲得的能量最多?(

)ABC.草→昆蟲→青蛙→蛇→鷹 D.草→昆蟲→食蟲鳥→鷹A當(dāng)堂檢測(cè)當(dāng)堂檢測(cè)5.下圖食物網(wǎng)中的貓頭鷹體重每增加20g，至