3.2生态系统的能量流动课件高二上学期生物人教版选择性必修24

生态系统的能量流动第3章第2节人教版选择性必修2目

录生态系统能量流动的概念

一能量流动的过程二三能量流动的特点拓展：能量传递效率的计算拓展：能量传递效率的计算四五生态金字塔研究能量流动的意义能量流动概念：生态系统中能量的

、

、

和

的过程。输入传递转化散失能量的输入能量的散失生态系统一切生命活动都伴随着能量的变化。没有能量的输入，也就没有生命的生态系统

生产者通过光合作用将光能转化成为有机物中化学能，（其次还有化能合成作用）一、生态系统的能量流动的概念1.输入①能量流动的起点:生产者固定太阳能②流经自然生态系统的总能量:生产者所固定的全部太阳能③能量输入过程:若为人工生态系统，流经生态系统的总能量除生产者固定的太阳能总量，还有人工补充的能量（例如饲料中有机物中的化学能）特别提醒2.传递：①能量传递的途径（渠道）：食物链和食物网②能量传递的形式：有机物中的化学能3.转化：太阳能光合作用有机物中的化学能热能呼吸作用4.散失：通过各营养级及分解者的呼吸作用以热能形式散失一、生态系统的能量流动的概念1对于自然生态系统，输入生态系统的总能量是哪一部分？2从生态系统输出的能量又是哪部分？3生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？【科学方法】研究能量流动的基本思路能量输入个体1储存在体内的能量呼吸作用散失的能量个体2储存在体内的能量呼吸作用散失的能量个体3……能量储存种群能量散失能量输入将这些个体作为一个整体来研究以个体为研究对象，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。某营养级将一个营养级的所有种群作为一个整体能很好地避免以个体和种群为研究对象带来的不足，提高结果的准确性。二、能量流动的过程1.能量流经第一营养级的过程99%散失1%固定(同化)生产者所固定的全部太阳能用于生长发育和繁殖（储存量）初级消费者（植食性动物）分解者利用残枝败叶呼吸作用散失未利用可见光大气层所吸收、散射和反射注意:如果在每一时间段去分析去向，还应有未被利用的能量长期短期

呼吸消耗+下一级+分解者+未利用呼吸消耗+下一级+分解者呼吸作用热能散失兔吃草后能将摄入的草全部同化吗？2能量流经第二营养级的过程初级消费者同化呼吸作用散失用于自身生长、发育和繁殖遗体残骸次级消费者摄入粪便量初级消费者摄入分解者利用呼吸作用热能散失同化量=摄入量--粪便量初级消费者的同化量去向有：呼吸作用散失；下一营养级；被分解者利用2.能量流经第二营养级的过程流经第二营养级的总能量：同化量同化量摄入量-粪便量==+注意：1.粪便量属于上一营养级的同化量二、能量流动的过程呼吸作用以热能散失自身生长、发育和繁殖流向下一营养级+被分解者利用+未利用等于3.粪便量属于上一营养级被分解者利用的能量2.粪便量属于上一营养级的储存量1、能量（同化量）的去向：（给2个空，3个空，4个空分别怎么填）①

、

。②

、

、

。④

、

、

、

。2、同化量

=

-

。同化量

=

+

+

+

。呼吸作用以热能散失用于自身生长、发育、繁殖呼吸作用以热能散失流向下一营养级被分解者利用呼吸作用以热能散失流向下一营养级被分解者利用未被利用摄入量粪便量呼吸作用以热能散失流向下一营养级被分解者利用未被利用知识运用1能量流经第三、四及最高营养级的过程是怎样的呢？典例：大象是植食性动物，有一种螳螂则专以象粪为食。若一大象在某段时间内所同化的能量为107千焦，则这部分能量中可流入螳螂体内的约为()A106千焦B3×106千焦C106千焦～3×106千焦D0千焦D变式训练：某一桑基鱼塘使用蚕粪作饲料来喂鱼。假设蚕同化的能量为105kJ，从能量流动角度分析，鱼可从蚕同化的能量中获得能量为A．0kJB．104kJC．2×104kJD．介于104kJ和2×104kJ之间A思考：粪便量和遗体残骸中的能量都是被分解者利用，有何异同点？狐狸同化了兔的能量后，这些能量有哪些去向？呼吸作用分解者生长发育和繁殖储存起来最高营养级摄入最高营养级同化粪便分解者利用用于生长发育和繁殖遗体残骸呼吸作用散失呼吸作用散失生态系统的能量流动的过程未利用未利用能量流动并不是只在食物链（网）中传递

生产者、消费者的遗体中的能量会流入分解者对于自然生态系统，流经生态系统的总能量既生产者固定的太阳能，也就是生产者同化量（或生产者固定量）某级消费者同化量中流入分解者的能量

=某级消费者遗体残骸+下级消费者粪便中所含的能量并不是所有生态系统的能量输入都只有生产者。

人工生态系统的输入能量还包括饲料中有机物中的能量。说明：能量流动模型训练1.如图表示能量流经第二营养级的示意图，a~g表示相应能量的数值大小，据图回答1、A~E分别表示A:_______________________________B：________________________________C:______________________________________D：_________________________E:________________________第二营养级摄入的能量第二营养级同化的能量用于生长、发育、繁殖的能量流向第三营养级的能量流向分解者的能量2.某同学绘制了如图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能)，下列叙述中不正确的是（）A.生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2)B.由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/W1C.流入初级消费者体内的能量可表示为(A2＋B2＋C2)D.图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减C能量流动模型训练三生态系统的能量流动的特点赛达伯格湖林德曼美国生态学家1915-1942

赛达伯格湖位于美国，是一个高原湖泊，面积约5×105m2。林德曼用定量的方式研究了群落中各营养级之间的能量关系，提出了“林德曼定律”，标志着生态学开始从定性走向定量。分析赛达伯格湖的能量流动1.用表格的形式，将图中的数据进行整理。例如，可以将每一营养级上的能量“流入”和“流出”整理成为一份清单(“流出”的能量不包括呼吸作用散失的能量)。2.计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营养级能量的百分比。营养级流入能量流出(下一级)能量出入比（传递效率）生产者植食性动物肉食性动物464.662.813.5%62.812.620.1%12.6能量传递效率=下一营养级同化量上一营养级同化量×100%特点2：逐级递减传递效率为10％～20％【原因】：不会逆转，不能循环流动。因为：①生态系统各营养级间取食和被食的关系是不可逆的②各营养级通过呼吸作用散失的热能不能再被生物利用【原因】：流入某一营养级的能量除了流入下一营养级的之外，还有：①一部分通过该营养级的呼吸作用散失；②一部分作为排遗物、遗体或残枝败叶被分解者利用；③一部分未被利用只能沿食物链由低营养级流向高营养级，不循环特点1：单向流动1.怎样从能量流动的角度解释“一山不容二虎”？想一想能量流动是逐级递减的，营养级越高，得到的能量越少。生态系统中能量流动一般不超过5个营养级2.能量在流动过程中逐级递减，与能量守恒定律是否矛盾？不矛盾。逐级递减，指的是流入各个营养级的能量。能量守恒定律用于衡量流入某个生态系统中的总能量(包括储存在生物体中的、被各个营养级利用的、散失的能量）。(1)生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量(

)(2)流经第三营养级的总能量是指三级消费者同化到体内的能量(

)(2)相邻两个营养级的能量传递效率不会小于10%，也不会大于20%(

)(3)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能(

)(4)由于热能不能重新利用，所以不遵循能量守恒定律（

）(5)一只狼捕捉了一只兔子，则这只狼最多能获得兔子20%的能量（

）√××××判断正误×A是生产者，B、C、D为三种动物，各种群同化的能量如图所示，则该生物之间构成的食物链（网）是：(1)相邻营养级的能量传递效率：10%～20%，计算方法如下：该营养级同化量上一营养级同化量×100%能量传递效率

＝拓展：能量传递效率的计算练1.

假设某初级消费者摄入的能量为a，其粪便中的能量为b，通过呼吸消耗的能量为c，用于生长、发育和繁殖的能量为d，则流入次级消费者的能量为e,则这两个营养级的能量传递效率是(

)A．e/(a＋b)×100% B．e/(c＋d)×100%C．e/(a－c)×100%

D．e/(b＋d)×100%B练2：如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值[单位为103kJ/（m2·a）]，第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为

。

植食性动物太阳能生产者14肉食性动物2.50.25有机物输入52(2)具有人工能量输入的能量传递效率计算人为输入到某一营养级的能量是该营养级同化量的一部分，但却不是从上一个营养级流入的能量。15.6%拓展：能量传递效率的计算110①若题中没有给出了传递效率值，则一般认为能量传递效率最低为10％，最高为20％。若题中给出了传递效率值则按给出的值计算。②由高营养级求低营养级（消耗生物量）时，若求“最(至)多”值，则按最低效率10％传递；若求“最(至)少”值，则按最高效率20％传递。③由低营养级求高营养级（获得能量）时，若求“最(至)多”值，则按最高传递效率20％计算；若求“最(至)少”值，则按最低传递效率10％计算。例.在食物链“草→兔→鹰”中，假如现有草100kg，最多可使鹰增重____kg。最少可使鹰增重____kg。14例.在食物链“草→兔→鹰”中，假如要使鹰增加2kg体重，最多要消耗草____kg。最少要消耗草____kg。20050拓展：能量传递效率的计算拓展：能量传递效率的计算例1.如果A增重10000kg，C最多增加_____千克，最少增加___千克400

1方法：多条食物链,获得能量最多：选最____食物链；按×___%计算获得能量最少：选最____食物链；按×___%计算短20长10方法：多条食物链,消耗生物最少：选最____食物链；按÷____%计算消耗生物最多：选最____食物链；按÷____%计算例2.右图表示某生态系统食物网的图解，猫头鹰体重每增加1kg，至少消耗A约（），最多需要消耗A约（）A．1000kgB．44.5kgC．25kgD．15kgCA短20长10拓展：能量传递效率的计算例3.某人捕得一条重2kg的杂食海鱼，若此鱼的食物有1/2来自植物，1/4来自草食鱼类，1/4来自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，则该鱼至少需要海洋植物____kg。80草草食鱼类杂食海鱼1/21/4小型肉食鱼类1/42kg1kg0.5kg0.5kg按传递效率20％计算5kg2.5kg12.5kg62.5kg2.5kg12.5kg80kg拓展：能量传递效率的计算例4.某生态系统中存在如图所示的食物网，如将C的食物比例由A∶B＝1∶1调整为2∶1，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载C的数量是原来的_______倍。2024/4/181.375设当食物比例A：B为1：1时，C的能量为x则需要的A为1/2x÷10%+1/2x÷10%÷10%=55x设当食物比例A：B为2：1时，C的能量为y则需要的A为由于两种情况下，生产者的数量是一定的，所以55x=40y，则y=1.375x．2/3y÷10%+1/3y÷10%÷10%=40y1/2X1/2X5X5X50X55X2/3y1/3y20/3y10/3y100/3y40y拓展：能量传递效率的计算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外，还有什么方法可以表示该生态系统中的数据？

生态金字塔包括能量金字塔、数量金字塔和生物量金字塔。四生态金字塔植食性动物62.8肉食性动物12.6生产者464.61.能量金字塔(2)特点：(1)概念：如果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，并将图形按照营养级的次序排列而形成的图形。通常呈上窄下宽的金字塔形四生态金字塔(3)意义：直观地反映出生态系统各营养级间能量的关系。思考：右图为某城市生态系统能量金字塔，为什么呈倒置状态也能维持生态系统的正常运行？从生态系统外输入大量的有机物