高中生物《第五章_第二节_生态系统的能量流动》课件_新人教版必修3

1、温故而知新1.1.生态系统的结构包括哪两方面？生态系统的结构包括哪两方面？2.2.生态系统的成分有哪些？生态系统的成分有哪些？3.3.生态系统的营养结构是什么生态系统的营养结构是什么? ?生态系统的成分生态系统的成分,食物链和食物网食物链和食物网生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量食物链和食物网食物链和食物网假如你流落到荒岛上，只有假如你流落到荒岛上，只有一只母鸡、一只母鸡、kg玉米玉米先吃鸡，再吃玉米？先吃鸡，再吃玉米？先吃玉米，同时用一部分玉先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋？米喂鸡，吃鸡产下的蛋？增加了食物链的长度，能量逐级增加了

2、食物链的长度，能量逐级递减，最后人获得的能量较少递减，最后人获得的能量较少生态系统的能量流生态系统的能量流动动照射在草地上的太阳能照射在草地上的太阳能 都被小草固定了吗都被小草固定了吗? ? 太阳能被小草固定后太阳能被小草固定后, ,这些这些能量有哪些去向能量有哪些去向? ?呼吸作用呼吸作用生命生命活动活动热能热能暂未利用暂未利用分解者分解者残枝败叶等残枝败叶等兔子吸收了草中的能量后兔子吸收了草中的能量后, ,这些能量有哪些去向这些能量有哪些去向? ?呼吸作用呼吸作用生命生命活动活动热能热能 分解者分解者残骸残骸兔子把草吃进肚子里兔子把草吃进肚子里, ,草草 中的能量都被兔子吸收了中的能量都被

3、兔子吸收了 吗吗? ? 同化同化 暂未利用暂未利用( (同化量同化量=摄入量摄入量粪便量）粪便量）呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用暂未利用暂未利用暂未利用暂未利用暂未利用暂未利用残枝败叶等残枝败叶等残骸残骸残骸残骸分解者分解者分解者分解者分解者分解者残枝败叶等残枝败叶等残骸残骸残骸残骸 散失（分解者）散失（分解者） 散失（呼吸作用）散失（呼吸作用） 呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用分解者分解者分解者分解者分解者分解者输入输入 生态系统中能量的生态系统中能量的输入输入、传递传递和和散失散失的过程。的过程。传递传递传递传递 散失（呼吸作用）散失（呼吸作用） 散失（分

4、解者）散失（分解者） 传递传递传递传递输入输入 起点起点:去向去向:渠道渠道:12.6 62.8未固定未固定生产者生产者 464.6植食性动物植食性动物 62.8肉食性动物肉食性动物 12.6请计算能量传递效率请计算能量传递效率（输入后一营养级的（输入后一营养级的能量与输入前一营养级的能量的比）能量与输入前一营养级的能量的比）单位（焦单位（焦/厘米厘米2 年）年）96.318.87.5 分解者分解者 14.6 14.6 12.52.1微量微量 未利用未利用 327.3 327.3 29329.35.0 呼吸呼吸 122.6 122.6 单向流动单向流动: :自身呼吸作用消耗自身呼吸作用消耗分解

5、者利用分解者利用暂未利用暂未利用12.6 62.8未固定未固定生产者生产者 464.6植食性动物植食性动物 62.8肉食性动物肉食性动物 12.696.318.87.5 分解者分解者 14.6 14.6 12.52.1微量微量 未利用未利用 327.3 327.3 29329.35.0 呼吸呼吸 122.6 122.6 不可逆向，不可循环不可逆向，不可循环 肉食性动物肉食性动物 12.6 12.6 植食性动物植食性动物 62.8 62.8 生产者生产者 464.6 464.6 能量金字塔能量金字塔 1960年，科学家在密执安荒地对一个由植物、田鼠和鼬三个环节组年，科学家在密执安荒地对一个由植物

6、、田鼠和鼬三个环节组成的食物链进行了能流分析。成的食物链进行了能流分析。 荒地接受的太阳辐射量：荒地接受的太阳辐射量：6.31010卡卡/顷顷年；年； 植物固定的能量：植物固定的能量：59.3106卡卡/顷顷年；年； 田鼠吃植物获得的能量为：田鼠吃植物获得的能量为：176103卡卡/顷顷年；年； 鼬同化的能量为：鼬同化的能量为：55.6103卡卡/顷顷年。年。 植物植物 59.3106卡卡/顷顷年年 田鼠田鼠 176103卡卡/顷顷年年 鼬鼬 76103卡卡/顷顷年年 迁移创新：迁移创新：根据能量流动的根据能量流动的“十分之一定律十分之一定律” 1. 如如D鱼体重增加鱼体重增加1kg，所需浮游

7、植物最多约，所需浮游植物最多约_ 。 1000kg三、生态系统的能量流动三、生态系统的能量流动（一）能量流动的概念（一）能量流动的概念: : 生态系统的能量流动是指生态系生态系统的能量流动是指生态系统中能量的统中能量的输入输入、传递传递和和散失散失过程。过程。v质疑：质疑： 生态系统中能量流动的起点是从什么地生态系统中能量流动的起点是从什么地方开始的？能不能从动物开始为什么？方开始的？能不能从动物开始为什么？1 1、生态系统的能量流动是从生产者所、生态系统的能量流动是从生产者所固固 定的太阳能开始的。定的太阳能开始的。 2 2、生态系统的能量流动起点不能从动物、生态系统的能量流动起点不能从动物

8、 开始。开始。 （二）能量流动的过程（二）能量流动的过程生态系统的总能量生态系统的总能量生产者所固定的全部太阳能，就是生产者所固定的全部太阳能，就是流经生态系统的总能量。流经生态系统的总能量。能量的源头能量的源头: :起点起点:输入生态系统输入生态系统的总能量的总能量:渠道渠道: :能量散失的形式能量散失的形式: :太阳太阳从生产者固定太阳能开始从生产者固定太阳能开始食物链和食物网食物链和食物网生产者固定的太阳能总量生产者固定的太阳能总量热能热能生产者(植物)初级消费者(植食动物 )次级消费者(肉食动物)分解者三级消费者(肉食动物)呼吸呼吸呼吸呼吸呼吸生态系统的能量流动图解生态系统的能量流动图

9、解去路去路：自身呼吸消耗（热能散失，自身生长发育、繁：自身呼吸消耗（热能散失，自身生长发育、繁殖等等）；分解者所利用；被下一个营养及所同化；殖等等）；分解者所利用；被下一个营养及所同化；未被利用。未被利用。( 三三) 生态系统能量流动的特点：生态系统能量流动的特点：资料分析资料分析营养级营养级流入能量流入能量 流出能量流出能量（输入后一个营养级）（输入后一个营养级）出入比出入比生产者生产者植食性植食性动物动物肉食性肉食性动物动物分解者分解者464.662.813.52%62.812.620.06%12.614.6无无无无无无无无每个营养级同化能量每个营养级同化能量= =下一个营养级同化能量下一

10、个营养级同化能量+ +呼吸消耗能量呼吸消耗能量+ +分解者释放能量分解者释放能量+ +未被利用能量未被利用能量 流入某个营养级的能量，为什么不能百分之流入某个营养级的能量，为什么不能百分之百地流向后一个营养级百地流向后一个营养级?思考思考:流入某一营养级的能量主要有以下去向：一部分通流入某一营养级的能量主要有以下去向：一部分通过营养级的呼吸作用散失了；一部分作为排出物、过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个营养级，而为分解遗体或残枝败叶不能进入下一个营养级，而为分解者利用；还有一部分未能进入（未被捕食）下一个者利用；还有一部分未能进入（未被捕食）下一个营养级。

11、所以，流入某一营养级的能量不可能百分营养级。所以，流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一个营养级。之百地流到下一个营养级。生态系统能量流动的特点：生态系统能量流动的特点： 逐级递减逐级递减: :能量金字塔能量金字塔单向流动单向流动: :生产者生产者次级消费者次级消费者三级消费者三级消费者能量传递效率大约为能量传递效率大约为10%20%10%20%初级消费者初级消费者不循环，不可逆不循环，不可逆能量在沿食物链流动的能量在沿食物链流动的过程中是逐渐减少的过程中是逐渐减少的单向流动：单向流动：逐级递减：逐级递减：原因原因各营养级的生物都因自各营养级的生物都因自身生命之需消耗（呼吸身生命之需消耗

12、（呼吸作用消耗）作用消耗）上一营养级传入下一营养上一营养级传入下一营养级的能量只有级的能量只有10%-20%各营养级的生物总有一各营养级的生物总有一部分未被下一个营养级部分未被下一个营养级利用而最终被分解利用而最终被分解沿食物链方向一直向前（沿食物链方向一直向前（不循环不循环）特特点点( (三三) )能量流动的特点能量流动的特点能量金字塔：能量金字塔：单位时间内各个营养级所得到的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，能量数值，由低到高绘制成图，形成的一个金字塔图形。形成的一个金字塔图形。特点：能量传递效率是特点：能量传递效率是1020%在一个生态系统中，营在一个生态系统中，营

13、养级越多，在能量流动养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越过程中消耗的能量就越多。多。生态系统中能量流动一生态系统中能量流动一般不超过般不超过45个营养级个营养级生物能量金字塔：在某一生态系统 1平方米的面积上：生产者（植物） 36 922千焦；消费者（草食动物） 6 178千焦；消费者（肉食动物） 280千焦；消费者（肉食动物） 25千焦。 生物量金字塔：人们对一片海域中生态系统作了统计：生产者（大叶藻） 4 800万吨；消费者（吃大叶藻的小鱼虾） 1200万吨；消费者（吃小鱼虾的大鱼）17万吨；消费者（吃大鱼的鱼） 3万吨。 迁移创新：迁移创新： 1、如、如D鱼体重增加鱼体重增加1kg，

14、所需浮游植物约，所需浮游植物约 。 1000kg能量传递效率的含义与计算：能量传递效率的含义与计算：在一食物链中，若求某营养在一食物链中，若求某营养级获得最多能量，一般取级获得最多能量，一般取20作为传递效率；反之，取作为传递效率；反之，取10作为传递效率。作为传递效率。 根据生态系统中能量流动逐级递减的特点和规律，根据生态系统中能量流动逐级递减的特点和规律，营养级越高，可利用的能量就越少，老虎在生态系统营养级越高，可利用的能量就越少，老虎在生态系统中几乎是最高营养级，通过食物链（网）流经老虎的中几乎是最高营养级，通过食物链（网）流经老虎的能量已减到很少的程度。因此，老虎的数量将是很少能量已减

15、到很少的程度。因此，老虎的数量将是很少的。故的。故“一山不容二虎一山不容二虎”有一定的生态学道理。有一定的生态学道理。2.2.为什么说为什么说“一山不容二虎一山不容二虎”? ?从能量传递的数量和效率看，能量流经各营养级是逐从能量传递的数量和效率看，能量流经各营养级是逐级递减的，单向不循环的，传递效率为级递减的，单向不循环的，传递效率为10102020。 所以所以, ,食物链一般不超过五个营养级，到第五营养级食物链一般不超过五个营养级，到第五营养级时，可利用的能量已减少到不能维持其生存的程度了。时，可利用的能量已减少到不能维持其生存的程度了。因为能量每流经一级都要丢失一大部分，所以食物链越因为能

16、量每流经一级都要丢失一大部分，所以食物链越长，流量流失就越多。长，流量流失就越多。3.3.食物链一般不超过五个营养级食物链一般不超过五个营养级? ?v例题讲解：例题讲解：例例1.1.在在“浮游植物浮游植物浮游动物浮游动物鱼鱼”这条食这条食物链中，如果鱼要增加物链中，如果鱼要增加1000kg1000kg体重，那么，至体重，那么，至少需要浮游动物和浮游植物的重量分别是（）少需要浮游动物和浮游植物的重量分别是（）A. 10000kg和和50000kgB. 5000kg和和25000kgC. 50000kg和和50000kgD. 10000kg和和10000kgBv例题讲解：例题讲解：例例2.2.在如

17、图所示食在如图所示食物网中，若人的体重物网中，若人的体重增加增加1kg1kg，最少消耗，最少消耗水藻水藻kgkg；最多；最多消耗水藻消耗水藻kgkg。水藻水藻水蚤水蚤虾虾小鱼小鱼大鱼大鱼人人2525100000100000v例题讲解：例题讲解：例例3.3.如果一个人的食物有如果一个人的食物有1/21/2来自绿色植物，来自绿色植物，1/41/4来自小型肉食动物，来自小型肉食动物，1/41/4来自羊肉，假如传来自羊肉，假如传递效率为递效率为10%10%，那么该人每增加，那么该人每增加1kg1kg的体重，约的体重，约消费植物（）。消费植物（）。A. 10kgB. 28kgC. 100kgD. 280

18、kgD能不能改变生态系统能量流动能不能改变生态系统能量流动的规律？的规律？ （四）研究能量流动的意义（四）研究能量流动的意义v质疑：质疑： 锄去农田中的杂草，修去树木的侧锄去农田中的杂草，修去树木的侧枝，目的是什么枝，目的是什么? ? v思考：思考：研究能量流动的意义：研究能量流动的意义：人们虽然不能改变能量流动的客观规律，人们虽然不能改变能量流动的客观规律，但可设法调整能量流动方向，使能量持续但可设法调整能量流动方向，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分高效地流向对人类最有益的部分.实现对能量的多级利实现对能量的多级利用，大大提高能量的用，大大提高能量的利用率利用率桑基鱼塘桑基鱼塘沼气工程

19、沼气工程 例：大象是植食性动物，有一种螳螂则专以象粪为食。例：大象是植食性动物，有一种螳螂则专以象粪为食。设一大象在某段时间所同化的能量为设一大象在某段时间所同化的能量为10107 7kJkJ，则这部分能，则这部分能量中可流入螳螂体内的约为量中可流入螳螂体内的约为 A A0kJ B0kJ B10106 6kJkJC C2 210106 6kJ kJ D1062106kJ 例：在下列四个生态系统中，绿色植物所固定的太阳例：在下列四个生态系统中，绿色植物所固定的太阳能相等。如果物种甲能相等。如果物种甲是人类所需的资源，是人类所需的资源，那么能提供甲最多的那么能提供甲最多的生态系统是生态系统是 AA

20、 例：具有三个营养级的能量金字塔，最上层的体积是例：具有三个营养级的能量金字塔，最上层的体积是最下层的最下层的 A A10102020 B B0.10.11 1C C1 12 2 D D1 14 4 例：例：假设一个生态系统的总能量为假设一个生态系统的总能量为100100，按最高传，按最高传递效率计算，第三和第四营养级的消费者所获得能量分别递效率计算，第三和第四营养级的消费者所获得能量分别为为 A A0.80.8和和0.80.8 B B4 4和和0.80.8C C4 4和和4 4 D D2020和和4 4 例：例：在植物在植物昆虫昆虫蛙蛙蛇这条食物链中，若蛇增加蛇这条食物链中，若蛇增加1g1g

21、体重，至少要消耗植物体重，至少要消耗植物 A A1000g1000g B B500g 500g C C250g250g D D125g 125g DBD 能量流动的起点：从生产者固定太阳能开始能量流动的起点：从生产者固定太阳能开始 流经生态系统的总能流经生态系统的总能 能量流动的数量能量流动的数量 是生产者所固定的全部太阳能是生产者所固定的全部太阳能生态系统的生态系统的 能量流动的途径：太阳能能量流动的途径：太阳能第一营养级第一营养级第二营第二营能量流动能量流动 养级养级第五营养级第五营养级 单向流动不循环单向流动不循环 能量流动的特点能量流动的特点 逐级递减传递率为逐级递减传递率为1020

22、设法调整能量流动关系设法调整能量流动关系 研究的目的研究的目的 使能量流向对人类最有益的部分使能量流向对人类最有益的部分本课小结本课小结1.1.人们常用金字塔来说明生态系统中人们常用金字塔来说明生态系统中 哪两者之间的关系哪两者之间的关系 （ ）AA.A.能量和营养级能量和营养级B.B.个体大小与营养级个体大小与营养级C.C.个体大小与个体数量个体大小与个体数量D.D.个体数量与生物类型个体数量与生物类型课堂练习：课堂练习：2.2.生态系统的能量流动是指（生态系统的能量流动是指（ ）A.A.太阳能被绿色植物固定的过程太阳能被绿色植物固定的过程B.B.生态系统内生物体能量代谢的过程生态系统内生物

23、体能量代谢的过程C.C.生态系统内伴随物质循环的能量转移过程生态系统内伴随物质循环的能量转移过程D.D.能量从生物体进入环境的过程能量从生物体进入环境的过程C3.(3.(多选题多选题) )下列有关生态系统能量流动下列有关生态系统能量流动 的叙述中正确的是的叙述中正确的是( )( ) ABDA.A.能量流动是单向的，不可逆的能量流动是单向的，不可逆的B.B.食物链越短，可供最高营养级消费的能量越多食物链越短，可供最高营养级消费的能量越多C.C.初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少D.D.营养级越多，散失的能量越多营养级越多，散失的能量越多4.4.森林中，螳螂捕蝉，黄雀在后，可森林中，螳螂捕蝉，黄雀在后，可构成一条食物链。如果黄雀增加体重构成一条食物链。如果黄雀增加体重1010克，按理论计算，最多需要蝉克，按理论计算，最多需要蝉( ( ) )A.10A.10克克 B.100B.100克克 C.1000C.1000克克 D.10000D.10000克克C5.下图表示生态系统的能量流动，