高中生物 5.2 生态系统的能量流动课件 新人教版必修3.ppt

以下哪种生存策略能维持更长时间？1、先吃鸡，再吃玉米。2、先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。,假设你像小说中的鲁宾逊一样，流落在一个荒岛上，那里除了有能饮用的水以外，几乎没有任何食物。你随身尚存的食物只有一只母鸡、15kg玉米。,生态系统的能量流动,生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程,（生态系统的主要功能之一）,一、生态系统能量流动的定义（P93）,用于主动运输,ATP,用于各种运动，如肌细胞收缩,用于生物放电,用于细胞内各种吸能反应,用于生物发光,用于大脑思考,呼吸作用（葡萄糖等氧化分解）等释放能量(放能反应),合成,水解,生命活动(需/吸能反应),能量输入,个体,呼吸作用散失的能量,储存在体内的能量,能量输入,个体1,呼吸作用散失的能量,储存在体内的能量,个体2,个体3,呼吸作用散失的能量,储存在体内的能量,呼吸作用散失的能量,储存在体内的能量,能量流经一个种群的情况,能量输入,种群,能量储存,能量散失,生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动,是生态系统的主要功能之一,二、能量流动的过程,一、能量流动的定义,草的能量是怎样获得的？,草兔狐,草的能量的获得,光合作用,生产者固定的太阳能,第一营养级同化量=,草的能量有哪些去向？,草兔狐,呼吸作用散失,分解者分解,草的能量的去向,供下一营养级,呼吸作用散失,用于生长、发育、繁殖,遗体、残枝败叶,分解者,初级消费者摄食,1.流经第一营养级的能量P94,生产者固定的太阳能,（同化量）,第一营养级同化量,=固定太阳能,=呼吸作用散失,=呼吸作用散失,+生长发育繁殖,+（遗体等+初级消费者摄食）,兔子的能量是怎样获得的？,草兔狐,兔子把草吃进肚里，这些能量都被兔子吸收了吗？,草兔狐,摄入量=同化量,粪便量,摄入量=同化量粪便量,摄入量：食物的总量同化量：经消化吸收后储存的能量,2.流经第二营养级的能量,兔子吸收的能量有哪些去向？,草兔狐,第一营养级同化量,=呼吸作用散失,=呼吸作用散失,+生长发育繁殖,+（遗体等+初级消费者摄食）,第二营养级同化量,=呼吸作用散失,=呼吸作用散失,+生长发育繁殖,+（遗体等+次级消费者摄食）,初级消费者摄入,用于生长发育和繁殖,次级消费者摄入,散失,遗体残骸,初级消费者同化,分解者利用,粪便,散失,示意图P94,第二营养级同化量,=摄入量-粪便量,呼吸作用,呼吸作用,=呼吸作用散失,=呼吸作用散失,+生长发育繁殖,+（遗体等+次级消费者摄食）,狐狸能量的来源和去向有哪些？,草兔狐,第三营养级同化量,=摄入量-粪便量,=呼吸作用散失+生长发育繁殖,=呼吸作用散失,+遗体等+三级消费者摄食,初级消费者摄入,用于生长发育和繁殖,次级消费者摄入,散失,遗体残骸,初级消费者同化,分解者利用,粪便,散失,示意图P94,第二营养级同化量,=摄入量-粪便量,呼吸作用,呼吸作用,=呼吸作用散失,=呼吸作用散失,+生长发育繁殖,+（遗体等+次级消费者摄食）,来自上一营养级的能量,呼吸散失,遗体、残枝败叶,分解者,初级消费者摄食,生产者固定的太阳能,初级消费者同化,初级消费者粪便,某营养级同化量,=呼吸作用散失+遗体等+下营养级摄食,=呼吸作用散失+遗体等+（下营养级粪便+下营养级同化量）,=呼吸作用散失+被分解者利用+下一营养级同化量,分解者,遗体残骸,次级消费者摄入,次级消费者粪便,次级消费者同化,呼吸散失,3.生态系统的能量流动P94,生产者,(植物),呼吸作用,初级消费者(植食动物),呼吸作用,次级消费者(肉食动物),呼吸作用,分解者,呼吸,三级消费者(肉食动物),呼吸作用,某营养级同化量,=呼吸作用散失+遗体等+下营养级摄食,=呼吸作用散失+遗体等+（下营养级粪便+下营养级同化量）,=呼吸作用散失+被分解者利用+下一营养级同化量,3.生态系统的能量流动P94,生产者,(植物),呼吸作用,初级消费者(植食动物),呼吸作用,次级消费者(肉食动物),呼吸作用,分解者,呼吸,三级消费者(肉食动物),呼吸作用,该营养级遗体等+下一营养级粪便,流经食物链的总能量,营养级同化的能量,呼吸作用散失的热能,生态系统能量流动的过程,完成教材P94“思考与讨论”,输入,传递,散失,思考与讨论（课本P94）,1.是的。能量在生态系统中流动、转化后，一部分储存在生态系统（生物体有机物）中，而另一部分被利用、散发至无机环境中，两者之和与流入生态系统的能量相等。,2.不能，能量流动是单向的。,能量的源头:流动的起点:输入生态系统的总能量:主要渠道:散失形式：,太阳能,从生产者固定太阳能开始,食物链和食物网,生产者固定的太阳能总量,归纳一、能量流动的过程,主要以热能的形式,1.下列叙述正确的是（）A、当狼吃掉一只兔时，就获得了兔的全部能量B、当狼捕食兔并经同化作用合成自身有机物时，能量就从第一营养级流入了第二营养级C、生产者通过光合作用制造了有机物时，能量就由非生物环境流入了生物群落D、生态系统的能量流动时往复循环的,C,2.某同学绘制了下图所示的能量流动图解，下列叙述正确的是,A.生产者固定的总能量可表示为(A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2)B.B2表示初级消费者用于生长、发育、繁殖的能量C.流入初级消费者的能量为(A2+B2+C2)D.W1=D1+D2,A,3.若鹿的进食能量为100%,其粪尿能量为36%，呼吸能量为48%，则鹿的同化量为（）A64%B84%C16%D52%,A,同化量摄入量粪便量,4.大象是植食性动物，有一种羌螂专以大象粪为食。如果在某段时间大象所同化的能量为m，则这部分能量中可以流入羌螂体内的约为（）A.0B.10%mC.1020%mD.不知道,A,三、能量流动的特点,赛达伯格湖的能量流动P95资料分析,327.3,122.6,14.6,能量传递效率,根据“赛达伯格湖的能量流动图解”，计算相邻两个营养级间能量传递效率。,试计算：从第一营养级到第二营养级的传递效率？从第二营养级到第三营养级的传递效率？,13.5%,20%,结论：相邻营养级的传递效率大约是10%-20%。,1和2,2025,资料分析（P95）,3.提示：流入某一营养级的能量主要有以下去向：一部分通过该营养级的呼吸作用散失了；一部分作为排出物、遗体或残枝败叶不能进入下一营养级，而为分解者所利用；还有一部分未能进入（未被捕食）下一营养级。所以，流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一营养级。4.提示：生态系统中能量流动是单向的；能量在流动过程中逐级递减。,2025,三、能量流动的特点,单向流动逐级递减,只能沿食物链由低营养级流向高营养级,1.各营养级生物会因呼吸作用而散失部分能量,2.各营养级生物总有一部分能量不能被下一营养级利用,3.能量传递效率：10-20%,能量金字塔,营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多，所以生态系统中的能量流动一般不超过4-5个营养级。,如果将单位时间内各个营养级所得到的能量数值，由低到高绘制成图，可以形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔。塔基是生产者，塔形是正锥形。,思考讨论：,食物链中的营养级一般不超过五个，为什么？,任何生态系统都需要不断得到能量补充，以便维持生态系统的正常功能。如果一个生态系统在一段较长的时间内没有能量输入，这个生态系统就会崩溃。,在“草食草的昆虫蜘蛛蟾蜍蛇猫头鹰”这条食物链，设流经这条食物链的总能量为100，按最高传递率计算，蟾蜍和猫头鹰所得能量最多分别为A、20和2B、0.8和0.032C、4和0.8D、0.4和0.016,及时巩固,数量金字塔存在吗？,思考题：如果把各个营养级的生物数量关系，用绘制能量金字塔的方式表达出来，是不是也是金字塔形？如果是，有没有例外？,一般是金字塔形；,有例外。,小结,能量流动的起点：能量流动的途径：能量的变化情况：生产者的能量来源：分解者的能量来源：各级消费者的能量来源：流入某营养级的能量是：能量流动特点：,生产者,食物链和食物网，以有机物的形式,太阳能化学能热能,主要来自太阳能,生产者和消费者,上一营养级,该营养级所同化的量,单向流动（不循环），逐级递减,三、研究能量流动实践意义P96,.帮助人们合理的调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类有益的部分。,.帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。,1、根据生态学原理，要使能量流经食物链总消耗量最少，人们应该采用哪种食物结构A、以离类、蛋类为主B、以淡水养殖的鱼、虾为主C、以谷物和植物蛋白为主D、以猪肉等家畜肉类为主,巩固练习,2、初级消费者体内能量的去路包括(多选)A、用于自身的生长、发育和繁殖B、被第二营养级的其他生物所获得C、以热能的形式散失D、被分解者分解释放到环境中去,3、人们常用能量金字塔来说明生态系统中哪两者之间的关系A、能量与营养级B、能量与个体大小C、能量与个体数量D、能量与生物代谢类型,4、生态系统中有关食物链与能量流动的叙述，正确的是（多选）A能量沿食物链流动是单向的B食物链越短，能量的利用率越高C初级消费者越多，次级消费者获得的能量就越少D生物种类越多，生态系统中的食物链越多,思考与讨论(P96)提示：“桑基鱼塘”的设计理念是从人类所需出发，通过能量多级利用，充分利用流经各营养级的能量，提高生产效益。调查(P97)参考调查点：稻田生态系统组成成分：（1）非生物的物质和能量；（2）生产者：水稻、杂草、浮游植物等；（3）消费者：田螺、泥鳅、黄鳝、鱼、青蛙、浮游动物、昆虫、鸟类等；（4）分解者：多种微生物。,问题提示：1.生产者主体是水稻，其他生产者有杂草、浮游植物等。农民主要通过喷洒除草剂，或人工除草的方式抑制杂草的生长。2.初级消费者有：田螺、浮游动物、植食性昆虫、植食性鱼、鸟类等。一般而言，植食性昆虫和鸟类等往往对水稻生长构成危害，田螺、植食性鱼数量较多时也会对水稻生长构成危害。农民采取喷洒农药、竖稻草人等措施防止或减少这些动物的危害。,3.次级消费者有：泥鳅、黄鳝、肉食性鱼、青蛙等。一般而言，这些消费者对水稻生长利大于害。农民通过禁捕，或适量放养等措施，实现生态农业的目标。5.农民对秸秆的传统处理方式有焚烧或填埋等；现代农业提出了综合利用思想，例如，秸秆可作为多种工业原材料，还可以用来生产沼气，以充分利用其中的能量。6.主要通过合理密植的方法提高作物的光能利用效率。7.通过稻田养鱼等措施，实现立体化生态农业；通过建造沼气池，实现能量的多级利用。,技能训练：分析和处理数据（P97）提示：这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是6687.5kg，计算公式是(12+18)/122675，这些葡萄糖储存的能量是1.07108kJ（计算公式是EG=MG1.6104）这些玉米呼吸作用消耗的能量是3.272107kJ（计算公式为E呼=MG1.6104）；这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是1.3972108kJ（计算公式为E固=EG+E呼），呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例是23.4%；这块玉米田的太阳能利用效率是1.64%（计算公式为=1.3972108/8.5109）。,旁栏思考题（P96）一般情况下，也是金字塔形。但是有时候会出现倒置的塔形。例如，在海洋生态系统中，由于生产者（浮游植物）的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，所以某一时刻调查到的浮游植物的量可能低于浮游动物的量。当然，总的来看，一年中流过浮游植物的总能量还是比流过浮游动物的要多。与此同理，成千上万只昆虫生活在一株大树上，该数量金字塔的塔形也会发生倒置。,练习（P98）基础题：1.A。2.D。3.B。拓展题（2）图b所示生态系统中流向分解者的能量，还有一部分可以以生活能源或食物中化学能的形式被人类再度利用，因此，该生态系统实现了能量的多级、充分利用，提高了能量的利用率。2.提示：不能。在一个封闭的系统中，物质总是由有序朝着无序的方向（熵增加）发展。硅藻能利用获取的营养通过自身的新陈代谢作用释放能量，依靠能量完成物质由无序向有序的转化，维持其生命活动。,固定的太阳能总量,食物链和食物网,化学能,化学能,热能,2.以第二营养级为例分析能量的分流:,消耗量:被捕食者被消耗者(捕食者)取食的部分。摄入量:消耗者摄入体内的能量。同化量:消耗者经过消化和吸收后转化为自身的能量。呼吸量:通过呼吸消耗的体内同化的能量。同化量=摄入量-粪便中有机物量。消耗量摄入量同化量呼吸量。能量的散失:散失的能量是通过生产者、消费者和分解者的呼吸作用分解有机物而产生的,最终以热能形式散失。,二、能量流动特点及原因分析(1)单向流动:能量流动是沿食物链进行的,食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果,是不可逆转的。各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用,因此能量流动无法循环。(2)逐级递减:各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。各营养级的能量都会有一部分流入分解者,包括未被下一营养级生物利用的部分。,(3)能量传递效率一般说来,能量传递的平均效率大约为10%20%。能量的最值计算:计算能量的问题时,如遇