【生物】生态系统的能量流动（2课时）课件-2023-2024学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修二

3.2生态系统的能量流动新教材•人教版•选择性必修2请写出食物链

假设你像小说中的鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，那里除了有能饮用的水，几乎没有任何食物。你身边尚存的食物只有一只母鸡、15kg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。流落荒岛讨论：

你认为以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援？1.先吃鸡，再吃玉米。问题探讨

应该先吃鸡，再吃玉米（即选择1），若选择2，则增加了食物链的长度，能量逐级递减，最后人获得的能量较少√第一营养级第二营养级第三营养级一.生态系统的能量流动论证方案2（生产者）（初级消费者）（次级消费者）食物链1：第一营养级第二营养级（生产者）（初级消费者）食物链2：有多少能量能够从玉米最终流向鲁滨逊？第一营养级（生产者）的能量来源及去路第二营养级（初级消费者）的能量来源及去路第一营养级第二营养级第三营养级一.生态系统的能量流动论证方案2（生产者）（初级消费者）（次级消费者）食物链1：①阅读课本P55第一、二段内容，讨论以下问题：

玉米的能量来自哪里？

照射在玉米上的太阳能都被吸收了吗？

玉米吸收太阳能后，以何种形式储存？有哪些去向？②构建玉米的能量流动示意图：（自身呼吸作用以热能散失、用于自身生长发育繁殖、残枝败叶、被分解者利用、鸡摄入）A.玉米(第一营养级)的能量流动情况玉米鸡人一.生态系统的能量流动论证方案2食物链1：玉米固定的太阳能呼吸作用散失用于自身生长发育繁殖鸡摄入分解者利用光合作用固定(同化)散失呼吸作用散失枯枝败叶呼吸作用散失；鸡摄入；分解者利用；未被利用一.生态系统的能量流动A.玉米(第一营养级)的能量流动情况大部分同化量=生产者固定的太阳能总量99%1%玉米固定的太阳能的去向：未利用①阅读P55图3-5，讨论以下问题：

母鸡的能量来自哪里？

这些能量都被母鸡吸收了吗？

母鸡吸收能量后，以何种形式储存？有哪些去向？②完成鸡的能量流动示意图。（粪便、鸡同化量、自身呼吸作用以热能散失、用于自身生长发育繁殖、遗体残骸、被分解者利用、人摄入量）一.生态系统的能量流动B.鸡(第二营养级)的能量流动情况呼吸作用散失用于自身生长发育繁殖鸡摄入粪便鸡同化量遗体残骸人摄入分解者利用（呼吸作用散失）—=鸡粪便中能量是谁的能量？属于玉米同化量呼吸作用散失；人摄入；分解者利用；未被利用同化量摄入量粪便量一.生态系统的能量流动B.鸡(第二营养级)的能量流动情况鸡的同化量去向有：未利用；粪便量摄入量同化量经消化吸收得到的能量来源于所摄食玉米的同化量粪便属于上一营养级的同化量呼吸作用散失用于自身生长发育繁殖人摄入粪便人同化量遗体残骸一.生态系统的能量流动C.人(第三营养级)的能量流动情况分解者利用（呼吸作用散失）属于上一营养级的同化量呼吸作用散失；分解者利用最高营养级的能量去向：呼吸作用散失生长发育繁殖分解者（残枝败叶）下一营养级摄入生产者固定的太阳能未被利用（草根）散失粪便下一级同化量呼吸作用散失分解者（遗体残骸）下一营养级摄入

未被利用（活体石油煤炭）同化量=摄入量-粪便量同化量=呼吸散失+生长发育繁殖同化量=呼吸散失+流入下一营养级

+分解者

+未利用生产者同化量二、能量流动的过程1%的可见光=呼吸散失+流入下一营养级

+分解者

同化量时间足够（最终去向）一.能量流动的过程由于每一营养级和分解者都需要呼吸作用以热能的形式散失掉一部分能量方案1方案2方案一能让你维持更长的时间来等待救援先后一部分吃鸡蛋一部分能量输入种群能量储存能量散失能量输入某营养级能量储存能量散失科学方法：研究能量流动的基本思路

能量流经一个种群的情况可以图示如下：能量输入个体1个体2个体3……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以个体为研究对象，有很大的局限性和偶然性，如果个体死亡，数据可能不准确；不同个体间差异过大。

如果将这个种群作为一个整体来研究，则左图可以概括成下图形式，从中可以看出分析能量流动的基本思路。如果以种群为研究对象，能量流动的渠道为食物链，可能因为食物网的复杂性而影响结果的准确性。

如果将一个营养级的所有种群作为一个整体，那么左图将概括为何种形式呢？

可以比较精确地测量每一个营养级能量的输入值和输出值。

生态系统能量流动的研究一般在群体水平上进行。将群体视为一个整体进行研究是系统科学常用的研究方法。能量流动的过程生产者（绿色植物）初级消费者（植食性动物）次级消费者（肉食性动物）三级消费者（肉食性动物）呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用分解者呼吸作用生产者固定的太阳能为流经生态系统的总能量输入传递以有机物的形式沿食物链和食物网向下一营养级传递热能散失在生态系统中，能量流动大致可以概括为如图：(1)输入该生态系统的总能量是什么？(2)生态系统中能量传递的形式和渠道分别是什么？热能形式散失能量流动的过程(3)生态系统中能量散失的途径和形式分别是什么？太阳能(4)初级消费者粪便中的能量属于以上哪个箭头的部分？①②③④⑤(5)哪些或哪个箭头代表初级消费者的同化量？①或②＋③＋⑤(6)哪些箭头代表初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量？④①－③或②＋⑤能量流动的过程途径：形式：太阳能→有机物中的________→热能形式：最终以

形式散失过程：输入传递转化散失生态系统中能量的

、

、

和

的过程。输入传递散失食物链和食物网有机物中的化学能生产者通过光合作用固定的太阳能总量（其次化能合成）

化学能热能呼吸作用能量流动概念：转化例1.大象是植食性动物，有一种蜣螂专以象粪为食，设大象在某段时间所同化的能量为107，那么这部分能量可流入蜣螂体内的约有（）

A.0B.106C.2×106D.107-2×106

A一.生态系统的能量流动能量来源呼吸作用散失太阳能生产者能量去路每个营养级总能量固定的太阳能总量各级消费者上一个营养级生产者：各级消费者：同化总量=摄入量-粪便量流入下一营养级被分解者利用未被利用用于自身生长、发育和繁殖一.生态系统的能量流动模型构建2：构建某一营养级的能量流动模型1.能量流动的过程2.下图所示为某生态系统中能量流向物种甲后发生的一系列变化,下列有关叙述错误的是(

)A.A表示物种甲同化的能量

B.E表示物种甲呼吸散失的能量C.D表示分解者呼吸散失的能量D.A中的能量包括物种甲粪便中的能量

D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。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？思考•讨论：生态系统中的能量流动方框大小、箭头粗细一.生态系统的能量流动1.能量流动的过程不能，能量流动是单向的。讨论2：流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来？为什么？思考•讨论：生态系统中的能量流动方框大小、箭头粗细一.生态系统的能量流动1.能量流动的过程自然和人工生态系统的填空标准：①.流经自然生态系统的总能量是：②.流经人工生态系统的总能量是：③.自然生态系统的能量来源是：④.人工生态系统的能量来源是：

生产者固定的太阳能生产者固定的太阳能和人工输入的有机物中的化学能太阳能太阳能和人工输入的有机物中的化学能一.生态系统的能量流动2.能量流动的概念RaymondLindeman对能量流动做了定量分析《生态学的营养动态概说》

林德曼（1915-1942）赛达伯格湖优点：小、简单、稳定一.生态系统的能量流动3.能量流动的特点思考•讨论：分析赛达伯格湖的能量流动深1米，面积为14480平方米，湖岸线长500米。湖底深度一致、性质均一，没有大的波浪。1.用表格的形式，将图中的数据进行整理，并计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营养级能量的百分比。2.通过以上分析，请总结出能量流动的特点并分析原因。一.生态系统的能量流动思考•讨论：分析赛达伯格湖的能量流动3.能量流动的特点未利用：指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一个营养级和分解者利用的能量。（定时定量分析）营养级该营养级同化量下一营养级同化量能量传递效率（不保留小数）生产者

植食性动物

肉食性动物

3.上一营养级的能量为何不能百分之百地传递至下一营养级？部分能量被自身呼吸作用消耗，部分能量被分解者利用，部分能量未被利用（有限时间内）。464.662.862.812.612.620%14%20%14%3.能量流动的特点相邻营养级间的能量传递效率=某一营养级的同化量上一营养级的同化量×100%逐级递减能量在相邻两个营养级间的传递效率为10%～20%三.能量流动的特点总结：赛达伯格湖的能量流动的特点赛达伯格湖能量流动图解(1)从方向上看：单向流动(2)从数值上看：逐级递减（能量传递效率为10%～20%）讨论4.通过以上分析，你能总结出什么规律？单向流动②通过呼吸作用散失的热能不能再次被利用①食物链中的捕食关系不能逆转能量流动特点逐级递减原因总有一部分能量经自身呼吸消耗、被分解者分解、被下一个营养级利用。（能量传递效率为10%～20%）原因分析赛达伯格胡的能量流动思考·讨论三、能量流动的特点小结：生态系统能量流动的特点能量传递效率：一般10-20%营养级数量：一般不超过5个营养级1.生态系统中的能量是单向流动的。2.能量在流动过程中逐级递减。任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。二、能量传递效率的计算1.在食物网中能量的最值计算知低营养级求高营养级获得能量最多选

食物链效率按

计算(相乘)获得能量最少选

食物链效率按

计算(相乘)最短×20%最长×10%最多为：

.最少为：

.a×(10%)3例1：在A→B→C→D，已知A的能量为a，则D获得的能量最多为？最少为？Ea×(20%)2知高营养级求低营养级需最多能量选

食物链效率按

计算(除以)需至少能量选

食物链效率按

计算(除以)最短÷20%最长÷10%最多为：

.至少为：

.b÷(10%)3b÷(20%)2例2：在A→B→C→D，已知D的能量为b，则消耗A能量最多多少？至少为？E技法必备若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%，则：正推：知低营养级求高营养级获能量最多选最短食物链，按×20%计算获能量最少选最长食物链，按×10%计算逆推：知高营养级求低营养级需能量最多选最长食物链，按÷10%计算需能量最少选最短食物链，按÷20%计算二.能量流动中的最值计算5.下图所示食物网中,E是生产者,共含有7.1×109kJ的能量,B的总能量为2.3×108kJ,从理论上计算A最多获得的能量是(

)A.2.84×108kJ

B.2.38×108kJC.1.41×109kJ

D.3.05×108kJB最少？能量分析生产者植食性动物肉食性动物输入能量464.662.812.6赛达伯格湖的能量流动数据分析除了用数字表示之外，还有什么方法可以表示生态系统中能量流动逐级递减的特征？生态金字塔能量金字塔数量金字塔生物量金字塔1.什么是能量金字塔？有何特点及意义？2.什么是生物量金字塔？有何特点及意义？3.在什么情况下，生物量金字塔可能是上宽下窄倒置的金字塔形？4.什么是数量金字塔？有何特点及意义？5.在什么情况下，数量金字塔可能是上宽下窄倒置的金字塔形呢？6.列表从含义、形状、特点、意义等方面比较三种金字塔的异同。7.研究能量流动有何实践意义？请举例说明。请同学们自主阅读教材P57-58，小组合作思考讨论完成问题。

五、生态金字塔1.能量金字塔：

将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为相应面积（或体积）的图形。能量分析生产者植食性动物肉食性动物输入能量464.662.812.6肉食性动物12.6生产者464.6植食性动物62.8（1）特点通常都是上窄下宽的正金字塔形。（2）原因能量在流动中总是逐级递减的。（3）意义直观的反映出生态系统各营养级间能量的关系。从能量流动金字塔可以看出：营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多。五、生态金字塔2.生物量金字塔：

用表示能量金字塔中的方法表示各营养级的生物量（每个营养级所容纳的有机物的总干重），即为生物量金字塔。营养级第四营养级第三营养级第二营养级第一营养级干重g/m21.51137809（1）特点一般为正金字塔形，有可能倒置（2）原因一般来说植物的总干重通常大于植食性动物的总干重，而植食性动物的总干重也大于肉食性动物的总干重。五、生态金字塔2.生物量金字塔：

用表示能量金字塔中的方法表示各营养级的生物量（每个营养级所容纳的有机物的总干重），即为生物量金字塔。营养级第四营养级第三营养级第二营养级第一营养级干重g/m21.51137809（3）意义直观的反映生态系统各营养级所容纳的有机物的总干重的关系。在什么情况下，生物量金字塔可能是上宽下窄倒置的金字塔形？

五、生态金字塔2.生物量金字塔：在什么情况下，生物量金字塔可能是上宽下窄倒置的金字塔形？

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生物量可能低于浮游动物的生物量。五、生态金字塔3.数量金字塔：营养级第二营养级第一营养级个体数量鼠草鼬第三营养级营养级第二营养级第一营养级个体数量昆虫树如果表示各个营养级的生物个体的数目比值关系，就形成数量金字塔。（1）特点一般为正金字塔形，有时会出现倒金字塔形。（2）原因如果消费者的个体小而生产者的个体大，则会呈现倒置金字塔。五、生态金字塔3.数量金字塔：营养级第二营养级第一营养级个体数量鼠草鼬第三营养级营养级第二营养级第一营养级个体数量昆虫树如果表示各个营养级的生物个体的数目比值关系，就形成数量金字塔。（3）意义直观的反映生态系统各营养级的生物个体的数目比值关系。人类位于食物链的顶端，从能量金字塔来看，人口数量日益增长，这会对地球上现有的生态系统造成什么影响？

五、生态金字塔能量金字塔生物量金字塔数量金字塔形状每层含义特点象征意义特殊形状单位时间内，食物链中每一营养级生物所同化的能量的多少自然生态系统一定为正金字塔能量在流动过程中总是逐级递减某些人工生态系统可呈现倒金字塔形单位时间内，每一营养级生物的有机物的总干重一般为正金字塔,有时会出现倒金字塔形一般生物量(现存生物有机物的总干重)随食物链中营养级的升高而减少海洋生态系统中，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每一营养级生物个体的数目一般为正金字塔一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而减少如果消费者个体小而生产者个体大，就会呈现倒金字塔形，如昆虫和树；4、生态金字塔实战训练

例.(2020·临沂外国语学校高二月考)甲、乙、丙、丁是某同学绘制的生态金字塔，下列与之相关的说法，错误的是A.生态金字塔包括能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔，基本呈现

图丙所示形态B.由于能量流动具有逐级递减的特征，能量金字塔通常呈现丙图所示形态C.不能用图甲表示生物数量金字塔D.生态金字塔中每一层代表一个营养级，分解者不包含在其中人口数量日益增长，会要求低营养级有更多的能量流入人类所处的营养级，也就是说，人类所需要的食物会更多，将不得不种植或养殖更多的农畜产品，会给地球上现有的自然生态系统带来更大的压力。人类位于食物链的顶端，从能量金字塔来看，人口数量日益增长，这会对地球上现有的生态系统造成什么影响？

五、生态金字塔1.桑基鱼塘——桑叶养蚕，蚕蛹喂鱼，塘泥肥桑。2.秸秆还田3.玉米田除虫4.草原合理确定载畜量：放的牲畜太少不能充分利用牧草提供的能量，放牧过多会造成草场退化，使得畜产品产量下降。请同学们自主阅读教材P58，小组合作思考下列做法的意义：

六、研究能量流动的实践意义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。间作套种多层育苗六、研究能量流动的实践意义稻—萍—蛙立体农业

（下图是两个农业生态系统的模式图。图a中农作物为人类提供的食物、为家禽和家畜提供的饲料，都与图b相同。（1）分析这两幅图，完成这两个生态系统的能量流动图解（2）哪个生态系统的能量能够更多地被人类利用？为什么？联系实际六、研究能量流动的实践意义练习与应用二、拓展应用1.下图是两个农业生态系统的模式图。图a中农作物为人类提供的食物、为家禽和家畜提供的饲料，都与图b相同。(1)分析这两幅图，完成这两个生态系统的能量流动图解。练习与应用二、拓展应用1.下图是两个农业生态系统的模式图。图a中农作物为人类提供的食物、为家禽和家畜提供的饲料，都与图b相同。(1)分析这两幅图，完成这两个生态系统的能量流动图解。练习与应用二、拓展应用1.下图是两个农业生态系统的模式图。图a中农作物为人类提供的食物、为家禽和家畜提供的饲料，都与图b相同。(2)哪个生态系统的能量能够更多地被人类所利用？为什么？【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。2.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。实现能量多级利用，从而大大提高能量的利用率（能量利用率≠能量传递效率）粪便制作沼气用秸秆作饲料六、研究能量流动的实践意义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。稻田除草、除虫等。合理确定草场的载畜量

牲畜过少，不能充分利用牧草所提供的能量；牲畜过多，就会造成草场的退化，使畜产品的产量下降。六、研究能量流动的实践意义

1926年，美国一位生态学家研究了一块玉米田的能量流动情况，得到如下数据。1.这块田共收割玉米约10000株，质量为6000kg。通过对玉米植株的化学成分进行分析，计算出其中共含碳2675kg，折算为葡萄糖6687kg。2.据他估算，这些玉米在整个生长过程中，通过细胞呼吸消耗的葡