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2

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。流落荒岛问题探讨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？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。1.先吃鸡，再吃玉米。第3章生态系统及其稳定性第2节生态系统的能量流动01能量流动能量流动：生态系统中能量的

、

、

和

的过程。输入传递转化散失太阳能热能分解者生产者消费者输入散失传递、转化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科学方法——研究能量流动的基本思路能量输入个体1个体2个体3……能量输入种群能量存储能量散失1.能量流经一个种群的情况图示如下：2.将种群作为一个整体来研究：3.将一个营养级中所有种群作为一个整体：能量输入某营养级能量存储能量散失太阳能大都被地球表面的大气层吸收、散射和反射掉了，只有大约1%以可见光的形式，被生产者通过光合作用固定。这样，太阳能就输入到了生态系统的第一营养级。02能量流动的过程有一些生态系统的生产者是通过化能合成作用合成有机物的。02能量流动的过程——第一营养级（生产者）的能量流动第一营养级（生产者）输入光合作用将太阳能转变为有机物中的化学能同化量散失呼吸作用储存用于生长、发育和繁殖流入下一营养级流向分解者暂未利用=

散失的能量+用于

的能量

呼吸作用用于生长、发育和繁殖同化量=生产者固定的太阳能=呼吸作用散失+

+

的能量

流入下一营养级流向分解者（+暂未利用）02能量流动的过程——第二营养级（初级消费者）的能量流动第二营养级（初级消费者）捕食摄入量同化量散失呼吸作用储存用于生长、发育和繁殖流入下一营养级流向分解者暂未利用粪便量属于上一营养级的同化量分解者利用同化量=

-

（消费者）

摄入量粪便量1.流入第二营养级的总能量为？2.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？3.能量在食物链中流动的形式是什么？初级消费者同化量粪便属于上一营养级的同化量有机物中的化学能能量流经第三、四营养级的过程与第二营养级的情况大致相同。最高营养级没有能量流入下一营养级。02能量流动的过程——第二营养级（初级消费者）的能量流动初级消费者同化呼吸作用散失用于生长、发育和繁殖次级消费者摄入分解者利用遗体残骸呼吸作用初级消费者摄入散失粪便···思考：初级消费者流向分解者的能量有哪些？

02能量流动的过程初级消费者遗体残骸+次级消费者粪便中所含的能量生态系统中能量的传递是沿食物链和食物网渠道进行的。注意：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。思考：所有生态系统的能量输入都只有生产者吗？02能量流动的过程人工生态系统（如农田、人工鱼塘等）的输入能量：生产者固定的太阳能+人工输入的有机物中的化学能（如饲料）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？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？遵循。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。不能。能量只能沿着食物链和食物网单向流动。且营养级越高，获取的能量越少。思考·讨论

生态系统中的能量流动源头：流经生态系统总能量：途径：形式：过程：形式：最终以

形式散失太阳能→有机物中的化学能→热能太阳能生产者固定的太阳能总量有机物中的化学能食物链和食物网

呼吸作用热能02能量流动的过程输入传递转化散失习题巩固a：桑树的同化量b：桑树呼吸作用散失的能量c：桑树用于生长、发育和繁殖的能量g：蚕流向分解者的能量h：蚕流入下一营养级的能量f：蚕暂未利用的能量习题巩固初级消费者的同化量初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量初级消费者的粪便量/生产者流向分解者的部分能量初级消费者遗体残骸流向分解者的能量初级消费者呼吸作用散失的能量c：d：f：h：i：1.生态系统的能量流动就是指能量的输入和散失的过程（

）3.当狼吃掉一只兔子时，就获得了兔子的全部能量（

）×习题巩固4.如果蜣螂以大象的粪便为食，则可获得大象体内的同化量（

）××2.流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能（

）5.呼吸作用所产生的能量都是以热能的形式散失（

）

××（1）该生态系统能量流动的源头是

。（2）输入该生态系统的总能量值是

，能量在该生态系统沿着

流动的。（3）该生态系统输出的能量是通过动物、植物、微生物的

作用实现的。（4）第二营养级类便中的能量被分解者分解利用属于

（填标号）过程。（5）第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量是

。同化量-呼吸20810食物链和食物网呼吸①1480习题巩固太阳能如图是该生态系统中能量流向物种甲后发生的一系列变化示意图，下列叙述正确的（

）A.B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.C表示物种甲流向分解者的能量D.A中的能量包括物种甲粪便中的能量B习题巩固摄入量同化量物种甲的粪便量属于上一营养级流向分解者的能量；B：用于生长、发育和繁殖下一营养级的粪便量属于物种甲流向分解者的能量。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.第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/（A1+B1+C1+D1）×100%C.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习题巩固1941年美国耶鲁大学生态学家林德曼，他对50万平方米的赛达伯格湖作了定量、定时的测定工作，用确切的数据说明，生物量从绿色植物向食草动物、食肉动物等按食物链的顺序在不同营养级上转移。RaymondLindeman林德曼（1915-1942）03能量流动的特点深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。优点：小、简单、稳定讨论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）。思考·讨论

分析赛达伯格湖的能量流动讨论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。能量传递效率=下一营养级同化量上一营养级同化量×100%思考·讨论

分析赛达伯格湖的能量流动营养级流入能量流出能量（输入下一营养级）出入比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）讨论3.从能量传递效率上看，能量为什么不能百分之百从一个营养级

流到下一个营养级？各营养级的能量都有一部分通过呼吸作用以热能形式散失；一部分未被下一营养级利用；一部分以排泄物、遗体或残枝败叶的形式被分解者分解；一部分暂未利用。

思考·讨论

分析赛达伯格湖的能量流动1.从方向上看：①生物之间的捕食关系是长期自然选择的结果，不可逆转；03能量流动的特点单向流动在生态系统中，能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级，不可_____，也不能_________。逆转循环流动原因：②各营养级呼吸作用散失的热能无法再利用，不能循环流动。2.从数值上看：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。①一部分能量自身呼吸作用消耗

②一部分能量未被下一营养级利用（粪便量）

③一部分能量被分解者分解④暂未利用

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03能量流动的特点原因：1.若有草100kg，最少让鱼增重

kg。2.若有草100kg，最多让鱼增重

kg。4.若鱼增加1kg，最多消耗_____kg草。3.若鱼增加1kg，最少消耗_____kg草。能量传递效率=下一营养级同化量上一营养级同化量×100%1002541100kg×10%×10%=1kg10%

~

20%草虾米鱼例：某食物链如图：1kg÷10%÷10%=100kg1kg÷20%÷20%=25kg100kg×20%×20%=4kg04能量传递效率的计算04能量传递效率的计算若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第四营养级生物最多、最少获得的能量分别是（

）24kJ

B.192kJ

C.96kJ

D.960kJ

B、A在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体重增加1kg，理论上最多、最少要消耗第一营养级的生物量分别为（

）A.25kg

B.10000kg

C.625kg

D.3125kg

B、C04能量传递效率的计算③已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算，而需按具体数值计算。04能量传递效率的计算④如果是在食物网中，某一营养级同时从上一营养级多种生物获得能量，且各途径获得的能量比例确定，则按照各单独的食物链进行计算后合并。①知低营养级求高营养级获得能量最多选最短食物链按“×20%”计算获得能量最少选最长食物链按“×10%”计算②知高营养级求低营养级需最少能量需最多能量选最短食物链按“÷20%”计算选最长食物链按“÷10%”计算1.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（

）

A．100kgB．44.5kgC．25kgD．15kgC习题巩固2.如图食物网中，猫头鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇，则猫头鹰的体重若增加20g，至少需要消耗植物的重量为（）A．600gB．900gC．1600gD．5600gB习题巩固3.如图所示食物网中，戊的食物有1/2来自于乙，1/4来自于丙，1/4来自于丁，且能量从生产者到消费者的传递效率为10%，从消费者到消费者的能量传递效率为20%。若戊体重增加20g，需要消耗植物（

）A.1125gB.1600gC.2000gD.6500gC04能量传递效率的计算4.食物网：草→虫→鸟，草→鸟，假设动物性食物占比例m，若要使

鸟体重增加a，至少需要生产者的量为b，则a和b的关系是？b=20ma+5ama÷20%÷20%

+（1-m）a÷20%

=

b04能量传递效率的计算草虫鸟如果鹰的食物来源及比例：青蛙：蛇由1∶1变成4∶1，则鹰同化1kJ能量，可以少消耗草_____kJ能量（能量传递效率按20%计算）。5.如图，如果青蛙从蚱蜢和蛐蛐处同化的能量为1000kJ，蛇从青蛙处同化的能量100kJ，则该食物网中，第三营养级到第四营养级的能量传递率

（＞，＝，＜）10%；150＞04能量传递效率的计算6.假如一个人的代谢过程中，其全部同化量的1/2来自植物、1/2来自牛肉，且能量传递效率为10%，则Gkg植物通过食物链被人利用，能使人体重增重多少？G/55

04能量传递效率的计算植物牛人1/2m÷10%+1/2m÷10%÷10%=

G问题探讨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。1.先吃鸡，再吃玉米。1：3×20%+15×20%=3.6kg2：

（15×1/3×20%+3）×20%+15×2/3×20%=2.8kg食物链越短，能量到体内的越多，活得时间就越长！假设玉米15kg，鸡3kg，按最大传递效率20%计算，定量分析人所获得的能量。2/31/3√04能量传递效率的计算思考：在市场上肉一般比蔬菜贵，试从生态系统能量流动的角度分析原因？蔬菜一般属于生产者范畴，而肉属于消费者范畴，由于能量传递效率只有10%~20%，也就是说要得到1千克的肉至少要消耗5千克的植物；所以相同重量的肉比蔬菜贵。如果将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换成相应面积（或体积）的图形，并将图形按照营养级的次序排列，可形成一个金字塔图形。能量多少营养级05生态金字塔1.能量金字塔：高低通常都是上窄下宽的正金字塔形能量在流动中总是逐级递减的原因：特点：资料：0.1公顷草原上各个营养级的生物数量，草150万株，植食性动物20万头（包括鼠、兔、羊和各种植食性昆虫等），肉食性动物1为9万头（包括鼬、狐、狼和各种捕食性昆虫）肉食性动物2为10头。05生态金字塔2.数量金字塔：表示各营养级的生物个体的数目比值关系。营养级高低数量高低05生态金字塔2.数量金字塔：表示各营养级的生物个体的数目比值关系。一般为正金字塔形，有可能倒置特点：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。05生态金字塔3.生物量金字塔：一般为正金字塔形，有可能倒置特点：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。原因：表示各营养级生物量（每个营养级所容纳的有机物的总干重）之间的关系。05生态金字塔3.生物量金字塔：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。总的来看，一年中浮游植物的总的生物量还是比浮游动物的要多。能量金字塔生物量金字塔数量金字塔形状每一层含义特点象征意义单位时间内，每营养级生物所同化的能量的多少单位时间内，每营养级所容纳的有机物的总干重单位时间内，每营养级生物个体的数目自然生态系统一定为正金字塔一般为正金字塔，有时会出现倒金字塔一般为正金字塔

，有时会出现倒金字塔能量在流动过程中总是逐级递减一般生物量随食物链中营养级的升高而减少一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而减少05生态金字塔能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔统称为生态金字塔。哪种指标构建的金字塔能更客观的表示生态系统能量传递规律，不出现倒置现象呢？能量逐级递减是所有生态系统中都具备的特点。所以，能量金字塔能够更客观、准确地表示能量在各营养级间的传递规律。能量金字塔05生态金字塔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？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压力。05生态金字塔思维训练——分析和处理数据

1926年，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.据估算这些玉米在整个生长过程中，通过细胞呼吸消耗的葡萄糖共2045kg。3.1kg葡萄糖储存1.6×107kJ能量。4.在整个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能总量为8.5×1012kJ。葡萄糖为：2675/（6×12）×180=6687.5kg储存的能量为：6687.5×1.6×104=1.07×108KJ请根据以上数据计算：①这些玉米的含碳量折算合成葡萄糖是多少？这些葡萄糖储存的能量是多少？②这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？2045×1.6×104KJ=3.272×107KJ③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？固定的太阳能总量：1.07×108+3.272×107=1.3972×108呼吸消耗能量占固定太阳能的比例为：3.272×107/1.3972×108=23.4％④这块玉米田的太阳能利用效率是多少？1.3972×108/8.5×109=1.64%生态系统的能量流动是单向的、逐级递减的，人类无法改变这一规律，那么如何利用这一规律来指导生活和生产实践呢？思维训练——分析和处理数据

探究·实践

调查当地某生态系统中的能量流动情况资料1：拍摄的稻田生态系统中部分生物的照片。资料2：当地农民对害虫、杂草、秸秆的处理措施青蛙水稗草陌上菜跳蛛田螺鸭舌草稻螟虫对水稻秸秆的处理：部分喂牛、部分焚烧

水稻的根在田中沤肥。对杂草与害虫的处理：使用除草剂与杀虫剂。探究·实践

调查当地某生态系统中的能量流动情况绘制该生态系统的部分能量流动图太阳能水稻稻飞虱稻螟虫青蛙跳蛛鸭舌草水稗草结合以上分析，提出提高稻田产量，使稻