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

第二节

生态系统的能量流动问题探讨:假如你像小说中的鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，除了饮用水之外没有任何食物。你随身带的食物只有一只母鸡、15Kg玉米。策略：A.先吃鸡再吃玉米。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。

生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。

生产者通过光合作用将光能转化成为化学能，固定在它们所制造的有机物中1.输入①能量来源:主要太阳能②能量流动的起点:生产者固定太阳能③输入的途径：光合作用或化能合成作用④能量输入过程:是流经生态系统的总能量一.生态系统的能量流动1.能量流动的概念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：热能①散失的途径：②散失的形式:细胞呼吸1.能量流动的概念研究能量流动的基本思路1.利用概念模型。2.研究对象：以个体为研究对象，有很大的局限性和偶然性。如果个体死亡或不同个体间差异过大，就使数据不准。如果以种群为研究对象，可能因为食物网的复杂性而影响结果的准确性。能量输入种群能量储存能量散失某营养级阅读书本P55，说出第一营养级和第二营养级能量流动过程。（1）能量经过第一营养级（生产者）示意图生产者光合作用固定（同化）自身生长发育繁殖自身呼吸作用散失分解者利用初级消费者同化光能1%99%散失如兔子等二.生态系统的能量流动2.能量流动的过程（2）能量经过第二营养级（初级消费者）示意图思考2：粪便中的能量属于初级消费者同化量么？属于生产者的固定量思考1：摄入量是否就是该营养级的同化量？同化量=摄入量-粪便中能量二.生态系统的能量流动2.能量流动的过程生产者的固定（同化）量怎么表示？=照射到地面上的太阳能-反射等太阳能=呼吸消耗的能量+流向下一营养级的能量+分解者利用的能量思考生产者的固定（同化）量=呼吸消耗的能量+自身生长发育繁殖的能量二.生态系统的能量流动2.能量流动的过程第三、四营养级的能量流动与第二营养级大致相同，故生态系统能量流动可概括为图3-6.每个营养级的同化量有三个去向呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用生产者（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……分解者（3）能量流经各营养级示意图二.生态系统的能量流动2.能量流动的过程思考：最高营养级的同化量有几个去向2个同化量的去向可有四个（加上未利用）；若限定时间，则有未利用；若不限定时间，则没有未利用问题：该图同化量的去向与图3-6有什么区别？未利用的能量如：化石燃料、煤炭等（3）能量流经各营养级示意图生态系统中的能量流动1.生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？某一营养级的能能量输入和输出是否遵循能量守恒？

遵循；遵循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？不能，因为能量流动是单向的。思考·讨论

教材隐性知识:源于选择性必修2P55“图3－6”：在一定时间内，某生态系统中全部生产者固定的能量值为a，全部消费者所获得的能量值为b，全部分解者所获得的能量值为c，则a

b＋c(填“>”“＝”或“<”)。>1.如图甲表示某生态系统的能量锥体图，P为生产者，Q1为初级消费者，Q2为次级消费者。现对图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析，其中分析不正确的是(注：图乙中a、a1、a2表示上一年留下来的能量，e、e1、e2表示呼吸消耗量)A.b＋c＋d＋e为本年度流入该生态系统的总能量B.c1表示初级消费者中被次级消费者所同化的能量C.b和d之一可代表生产者传递给分解者的能量D.初级消费者产生的粪便中所含的能量包含在c中Db或d其中一个巩固3.流经第三营养级的总能量是指三级消费者摄入到体内的能量(

)×××1.生态系统的能量流动就是指能量的输入和散失过程(

)2.流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能(

)4.一只狼捕捉了一只兔子，则这只狼最多能获得兔子20%的能量（

）×巩固:判断对错未被自身呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用，但最终也将被分解者利用。如:化石燃料中的能量思考：未利用指的是？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的特点逐级递减原因：总有一部分能量经自身呼吸消耗、被分解者分解、未被下一个营养级利用。（即能量传递效率为10%～20%）二.生态系统的能量流动3.能量流动的特点原因：回顾：1.解决教材开头问题探讨。2.营养级一般不超过5个的原因。营养级流入能量流出能量（输入下一营养级）（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。能量传递效率指：相邻两个营养级之间的同化量之比，且能量传递效率不变(约为10%-20%）。二.生态系统的能量流动3.能量流动的特点：传递效率肉食性动物固定的总能量＝0.25＋0.05＋2.1＋5.1＝7.5×103kJ/(m2·y)；植食性动物固定的总能量＝(7.5－5)＋0.5＋4＋9＝16×103kJ/(m2·y)；生产者固定的总能量＝(16－2)＋3＋70＋23＝110×103kJ/(m2·y)。1.生产者→植食性动物、植食性动物→肉食性动物的能量传递效率分别是

。(结果保留一位有效数字)12.7%、15.6%巩固2.下面为生态系统中能量流动图解部分示意图(字母表示能量的多少)，下列选项正确的是A.图中b＝h＋c＋d＋e＋f＋iB.生产者与初级消费者之间的能量传递效率为b/a×100%C.在“草→兔→狼”这一食物链中，狼粪便中的能量属于dD.缩短食物链可以提高能量传递效率巩固C3.科学家曾对一个由植物、田鼠和鼬三个环节组成的食物链进行了能流分析，得到下表相关数据。NP(净同化量)=GP(总同化量)-R(呼吸量)。（1）II所代表的动物是______，其呼吸产生的能量用于________。(2)第一营养级与第二营养级的净同化量与总同化量的比值不同，主要原因是_______________________。(3)该食物链中，第一营养级到第二营养级的能量传递效率为________，该数据不在10%～20%这一范围，原因是_____________。田鼠生命活动和维持体温呼吸消耗的能量不同0.3%III未被II同化的能量太多例1.若人的体重增加1kg，最少需消耗水藻______kg，最多消耗水藻_________kg。25100000二.生态系统的能量流动4.能量流动中的最值\定值计算(1)求最值（传递效率不确定，能量在各食物链中的传递比例不确定）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.生态系统的能量流动4.能量流动中的最值\定值计算例2.图是某个生态系统中的食物网简图，据图回答：若E生物种群总能量为7.1×109kJ，B生物种群总能量为2.3×108kJ，从理论上计算A获得的总能量最少为_________kJ。4.8×107

(2)求定值1.已确定营养级间能量传递效率。例如，在食物链A→B→C→D中，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若A的能量为M，则D获得的能量为M×a%×b%×c%。2.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，且各途径所获得的生物量比例确定，则按照各单独的食物链进行计算后合并。4.能量流动中的最值\定值计算二.生态系统的能量流动例3.如图所示的食物网中，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.1125g

B.1600gC.2000g

D.6500gC4.能量流动中的最值\定值计算二.生态系统的能量流动例4.下图表示某生态系统的食物网，请回答：若该生态系统的能量流动效率平均为10%，同一营养级的每种生物获得的能量是均等的，那么第一营养级的同化能量为2×107KJ，则鹰最终获得的能量是_______。要使鹰的数量最多它应处于第_____营养级。5×10432×1071061065×1045×1035×1045×1025×103例5.在如图所示的食物网，如将A流向C和B的比例由C∶B＝1:1调整为2:1，能量传递效率按10%计算，C获得的能量是原来的_______倍。2026/4/221.27例6.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。1.3754.能量流动中的最值\定值计算二.生态系统的能量流动5.生态金字塔二.生态系统的能量流动第一营养级第二营养级第三营养级第四营养级（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，并将图形按照营养级顺序排列，可形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔。意义：

直观的反映出生态系统各营养级间能量的关系特点及成因：上窄下宽的正金字塔形；能量在流动是逐级递减的项目能量金字塔数量金字塔生物量金字塔形状分析能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性，自然生态系统一定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逐级递减；有时出现倒金字塔大部分生物有机物的总质量沿食物链升高而逐级递减；有时出现倒金字塔5.生态金字塔：类型及特点思考：生物量金字塔在什么情况下，可能是上宽下窄倒置的金字塔形呢？

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，所以某一时段调查到的浮游植物的生物量可能低于浮游动物的生物量。当然，如果不限定时间，浮游植物的总的生物量还是比浮游动物的要多。5.生态金字塔二.生态系统的能量流动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，充分利用了空间和资源。间作套种多层育苗稻—萍—蛙6.研究能量流动的意义二.生态系统的能量流动2.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。秸秆饲料沼气池沼渣（≠能量的传递效率）

实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。6.研究能量流动的意义二.生态系统的能量流动我国古代就已发展出”桑基鱼塘“生产方式：利用桑叶喂蚕，蚕沙养鱼，鱼塘泥肥桑，在桑、蚕、鱼之间形成良性循环。古人在设计这种农业生产方式时，不一定清楚其中的科学道理，请从生态系统能量流动意义出发，分析这种设计的合理性。中国古代的桑基鱼塘3.研究生态系统的能量流动，还可以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。合理确定草场的载畜量稻田除草、除虫6.研究能量流动的意义二.生态系统的能量流动拓展题p60太阳能农作物家禽、家畜人太阳能农作物家禽、家畜沼气池食用菌人完成能量流动图解图a图b哪个生态系统的能量能够更多地被人类所利用？为什么？图a图b

图b所示生态系统中流向分解者的部分能量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利用，提高了能量的利用率。图b下图中甲图表示一个海滩湿地生态系统中部