生态系统的能量流动课件【新教材备课精讲精研】高二上学期生物人教版选择性必修2

第三章生态系统及其稳定性第2节生态系统的能量流动2021人教版（新教材）选择性必修2生物与环境理解记忆生态系统能量流动的过程✔2.理解记忆生态系统能量流动的特点3.能根据某营养级生物量计算其他营养级的生物量。4.概述研究能量流动的实践意义。学习目标：

假设你像鲁滨逊那样流落在不毛的荒岛上，只有15Kg玉米和一只母鸡可以食用，那么使自己活的最长的办法是：

1.先吃鸡，然后吃玉米

2.先吃玉米，同时用部分玉米喂鸡，吃鸡生产的蛋，最后再吃鸡先吃鸡，再吃玉米我反对！为什么要先吃我？A、先吃鸡，再吃玉米玉米鸡人玉米鸡人B、先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。

生态系统中能量的_____、______、______和_____的过程，称为生态系统的能量流动。散失输入传递转化一、能量流动的概念(1)能量流经个体的情况：(2)如果把这个种群作为一个整体来研究，左图应概括成哪种形式？【科学方法】研究能量流动的基本思路能量输入某个营养级能量储存能量散失(3)如果把一个营养级中的所有种群看成一个整体，上图应概括成哪种形式？1.生态系统中能量流动的起点是什么？2.输入生态系统的总能量是什么？3.第一营养级、第二营养级的能量去向有哪些？尝试归纳流入某一营养级的能量去向；4.能量流动的渠道是什么？

阅读课本55页，结合图3-5和3-6，思考以下问题：从生产者所固定的光能(太阳能)开始生产者固定的太阳能总量生产者（植物）初级消费者（植食性动物）呼吸作用用于生长发育和繁殖分解者遗体残骸

第一营养级、第二营养级的能量去向有哪些？尝试归纳流入某一营养级的能量去向。生产者去路：呼吸作用消耗①流入下一营养级②被分解者分解③二、能量流动的过程4.流入第二营养级的能量去向有哪些？请简单归纳一下初级消费者摄入用于生长发育和繁殖次级消费者摄入呼吸作用以热能的形式散失遗体残骸初级消费者同化分解者利用粪便呼吸作用散失...1.初级消费者粪便中的能量包括在初级消费者同化的能量中吗？不包括初级消费者同化量=摄入量-粪便量思考：3.流入初级消费者的能量有哪几个去向？残骸被分解者利用③呼吸作用消耗

①用于生长、发育和繁殖流入下一个营养级②（应属于生产者的同化量）未利用（活体、石油煤炭）2.能量在食物链中流动的形式是什么？

有机物中的化学能初级消费者同化量③②①生产者（植物）初级消费者（植食性动物）呼吸作用用于生长发育和繁殖分解者遗体残骸

第一营养级、第二营养级的能量去向有哪些？尝试归纳流入某一营养级的能量去向。生产者去路：呼吸作用消耗①流入下一营养级②被分解者分解③未被利用二、能量流动的过程生产者总光合能=同化量=呼吸量+净光合量（有机物积累）生产者总光合能=同化量用于生长发育和繁殖呼吸量净光合量（有机物积累）5.生态系统能量流动的过程生产者呼吸初级消费者呼吸次级消费者分解者…呼吸三级消费者呼吸呼吸生产者固定的太阳能总量流经这个生态系统的总能量输入传递散失以有机物的形式沿食物链向下一营养级传递遗体残骸粪便消费者同化量=摄入量-粪便量【思考.讨论】1.生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？为什么？遵循能量守恒定律。能量在生态系统中流动、转化后，一部分储存在生态系统（生物体的有机物）中，另一部分在呼吸作用中以热能的形式散失，两者之和与流入生态系统的能量相等。2.流经生态系统的能量能否再回到生态系统中来？为什么？不能。能量流动是单向的。(1)源头：

。(2)起点：从

开始。(3)流入生态系统总量：

。(4)主要方式：__________。(5)能量转化：

。

能量流动概念生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程过程输入生产者固定太阳能生产者固定的太阳能总量光能化学能光合作用(1)传递渠道：

。(2)传递过程：食物链和食物网传递转化太阳能化学能热能ATP中活跃的化学能散失大部分以热能形式散失，需要分解者的分解作用和每一级生物的呼吸作用生产者→初级消费者→次级消费者……太阳能小结(1)当狼吃掉一只兔子时，就获得了兔子的全部能量(

)(2)初级消费者的粪便量属于第二营养级能量 (

)(3)同化量≠用于生长发育和繁殖的能量 (

)(4)呼吸作用所产生的能量都是以热能的形式散失(

)(5)分解者的分解作用也是通过呼吸作用完成的 ()××√√×小试牛刀2870KJ977.28KJ储存在ATP中

1892.72KJ以热能的形式散失，散失率为65.95%林德曼R.L.Lindeman美国生态学家1915-1942他通过对一个结构相对简单的天然湖泊——赛达伯格湖的能量流动进行的定量分析，提出了“十分之一定律”。向科学先辈学习植食性动物

62.862.8赛达伯格湖的能量流动P56资料分析太阳能未固定生产者464.6分解者12.5呼吸作用96.3未利用2932.118.829.312.6肉食性动物

12.6微量7.55.0327.3122.614.6三、能量流动的特点464.662.812.662.812.6生物所处的营养级越高,获取的能量越___,说明能量流动具有_________的特点。少逐级递减分析课本56页“赛达伯格湖的能量流动图解”，完成思考讨论：未利用指的是既未呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用的能量。三、能量流动的特点二、能量流动的特点464.662.812.662.812.613.52%20.06%能量传递效率=某一营养级的同化量上一营养级的同化量能量在相邻两个营养级间的传递效率是10％～20％Q1：生态系统中的能量去了哪里？Q2：生态系统中能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？Q3：流经生态系统的能量能否再回到生态系统中来？20’－25‘思考与讨论：一部分以热能的形式散失了，一部分贮存在有机物中。遵循；因为生产者固定的总量等于流动中散失的和贮存的之和。不能。【总结】能量流动的特点：单向流动1.单向流动:不可逆，不循环原因:生物间的捕食关系是一定的

散失的热能不能被生物体再利用

2.逐级递减:能量是沿食物链（网）流动的在流动过程中是逐级减少的自身呼吸散失

原因:分解者利用

未利用

【总结归纳】能量流动的特点

任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统。生产者总光合能=同化量=呼吸量+净光合量（有机物积累）生产者，植食性动物，肉食性动物固定的总能量分别是：利用计算规律：用数据向鸡说明为什么先吃它呢？

策略1.先吃鸡，然后吃玉米。

策略2.先吃玉米，同时用部分玉米喂鸡，吃鸡生产的蛋，最后再吃鸡。每一级体积代表所得到的能量值。第四营养级第三营养级第二营养级第一营养级直观反应——能量单向流动、逐级递减1.某湖泊能量金字塔示意图四、生态金字塔2.生物量金字塔：每一级体积代表生物量值（所容纳有机物的总干重）。3.数量金字塔：每一级体积代表个体数。生物量、数量金字塔一般正置，偶尔会倒置。小鸟昆虫树倒置情况海洋生态系统中，浮游植物个体小，寿命短，又会不断被捕食，因而某一时间调查到的生物量可能低于浮游动物。倒置情况：正金字塔一般为正金字塔，偶尔会倒置一般为正金字塔，偶尔会倒置1.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量；间作套种多层育苗稻—萍—蛙例如，间作套种、多层育苗、稻——萍——蛙等立体农业。五、研究能量流动的实践意义在同一块地上按照一定的行、株距和占地的宽窄比例种植不同种类农作物的种植制度，叫间作套种。一般把几种作物同时期播种的叫间作，不同时期播种的叫套种由稻、萍、鱼等生物组成的一种生态农业中，水生植物红萍适宜在荫蔽环境处生长，可作为鱼类的饲料；鱼类的粪便又为水中的微生物提供了有机养料，微生物的活动释放了大量的二氧化碳促进水稻与红萍的生长．红萍因与固氮蓝藻共生能提高土壤肥力．这样的环境很适合捕捉害虫的青蛙等有益动物的生存．对此人工生态系统，下列叙述正确的是（）A、水稻、红萍、水藻分层分布能提高光能利用率，体现了能量的多级利用B、该生态系统中的鱼类、浮游动物、青蛙、害虫等动物处于第二营养级C、当该生态系统处于稳态时，生态系统内的物质和能量不能够实现自给自足D、该生态系统中的群落由水稻、红萍、鱼、青蛙、有害昆虫和浮游动物组成

故选：C解答：解：A、水稻、红萍、水藻分层分布能提高光能利用率，但它们都是生产者，所以没有体现能量的多级利用，A错误；B、该生态系统中的鱼类、浮游动物、害虫等动物处于第二营养级，青蛙是第三营养级，B错误；C、当该生态系统处于稳态时，生态系统内的物质和能量不能够实现自给自足，还要不断地补充能源物质，因为能量流动是逐级递减的，C正确；D、该生态系统中的群落由水稻、红萍、鱼、青蛙、有害昆虫和浮游动物以及各种微生物组成，D错误．

故选：C．用秸秆作饲料粪便制作沼气*沼气池实现了对能量的多级利用，大大提高了能量的利用率；*能量的利用率≠能量的传递效率例如，秸秆喂牲畜；粪便制作沼气；沼渣田肥2、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。如:生态农业中秸秆的多级利用、桑基鱼塘（实现对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率）例如，合理确定草场载畜量，麦田除草、除虫3、帮助人们合理地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最有益的部分。如:草场放牧（合理放牧）研究能量流动的实践意义1.帮助人们科学规划、设计____________________，使能量得到__________的利用。2.帮助人们合理地调整生态系统中的________________，使能量__________地流向____________________的部分。人工生态系统最有效能量流动关系持续高效对人类最有益6687.5kg1.6×104×6687.5kg=1.07×108kJ1.6×104×2045kg=3.272x107kJE固=EG+△E呼=1.07×108kJ+3.272×107kJ=1.3972×108kJη=1.3972×108/8.5×109)=1.64%这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是多少？这些葡萄糖储存的能量是多少？【答案】这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是6687.5kg，计算公式是(12+18)/12×2675，这些葡萄糖储存的能量是1.07×108kJ(计算公式是EG=MG×1.6×104)；这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？【答案】这些玉米呼吸作用消耗的能量是3.272x107kJ(计算公式为△E呼=△MG×1.6×104);这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是多少？呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例是多少？【答案】这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是1.3972×108kJ(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多少？【答案】这块玉米田的太阳能利用效率是1.64%(计算公式为η=1.3972×108/8.5×109)。能量流动能量的源头：流经生态系统的总能量：生产者固定的太阳能的总量能量流动的途径：2.能量流动特点单向流动：逐级递减：不循环、不可逆传递效率为10%～20%。3.能量流动研究意义太阳能课堂小结食物链或食物网能量散失的途径、形式：呼吸作用热能能量的转化形式：太阳能--有机物中的化学能--热能1.能量流动的概念练习与应用练习与应用【答案】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.例：右图是一个农业生态系统模式图,下列关于该生态系统的叙述,错误的是(

)A.微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量B.沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者C.沼渣、沼液作为肥料还田,使能量能够循环利用D.多途径利用农作物可提高该系统的能量利用率C牛刀小试微生物能分解沼渣、沼液，故沼渣、沼液可肥田，使能量流向分解者．分解者分解产生的二氧化碳等物质能够被农作物利用，实现了物质的循环利用，避免了物质的浪费．1.如图为生态系统中能量流动的部分过程．下列叙述不正确的是（）A.①中的能量来自生产者的同化作用B.分解者利用的能量一定比a小C.b为初级消费者用于生长发育和繁殖的能量D.应在a处加上细胞呼吸散失的热能箭头B【巩固练习】2.在研究生态系统能量流动的过程中，同化量是核心概念之一。依据下列食物链，有关说法错误的是（）草→兔→狐A．草的同化量等于草光合作用积累的有机物中的能量B．兔的同化量等于兔的呼吸量和兔用于生长发育和繁殖的能量C．狐粪便中的能量属于兔同化量的一部分D．生态系统中所有生物同化的能量最终以热能的形式散失A4.如图表示某生态系统中能量流动图解，①～④表示相关过程能量流动量。下