3.2生态系统的能量流动课件2022-2023学年高二上学期生物人教版选择性必修2

第2节 生态系统的能量流动 问题探讨 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1只母鸡、15kg玉米。 方案1 方案2 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。 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。 关键看为人提供的能量有多少 这些生物能量最初来自哪里？ 请绘制两种生存策略的食物关系简图 玉米中能量的去路有哪些？ 能量流动的定义 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。 思考：能量输入、传递、转化和散失的过程如何？ “输入”—绿色植物通过光合作用固定太阳能是能量输入主要途径 “传递”—能量沿食物链和食物网的营养级逐级传递 “散失”—通过呼吸作用以热能形式散失 “转化”—太阳能 有机物中的化学能 热能 光合作用 呼吸作用 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，如果以个体为研究，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。 如果以种群为研究对象，则可以概括成下图形式： 种群 能量储存 能量散失 能量输入 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。 将某营养级看做一个整体，可以更精确测量每个营养级的输入输出。 某一个营养级 能量储存 能量散失 能量输入 科学方法： 研究能量流动的基本思路 一、能量流动的过程 1.生态系统能量最初的主要来源？如何输入生态系统？ 太阳能 1×1019KJ 大约只有1%的光被吸收 2.照射到地面上的太阳能都被生产者吸收了吗？ 3.输入一个生态系统的总能量是： 生产者光合作用固定的总能量 生产者 输入第一营养级的能量有哪些去路？如何传递到第二营养级 生产者固定的太阳能(同化) 初级消费者(摄入) 分解者利用 残枝 败叶 呼吸作用 散失 呼吸作用 散失 … 用于生长、发育和繁殖 一、能量流动的过程 第一营养级的能量去路: 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 初级消费者(摄入) 初级消费者(同化) 分解者利用 粪便 次级消费者(摄入) … 能量在第三、第四营养级的变化，与第二营养级的情况大致相同。 一、能量流动的过程 第二营养级的能量分析: 摄入量 =同化量 + 粪便量 输入该营养级的总能量： 初级消费者同化量 上一个营养级同化的能量 粪便中的能量是谁的能量？ 初级消费者同化量去路有哪些？ 呼吸作用、用于生长发育和繁殖的能量 流向分解者、流向下一营养级 消费者摄入量 消费者同化量 消费者粪便量 分解者利用的能量 下一营养级摄入量 下一营养级同化量 下一营养级粪便量 用于生长发育繁殖的能量 自身呼吸作用散失 一、能量流动的过程 一、能量流动的过程 生态系统中的能量流动，可概括为如图所示： 输入生态系统的总能量： 生产者固定的太阳能 能量传递的形式与途径： 能量转化过程： 呼吸作用以热能形式散失 有机物中的化学能；食物链和食物网 能量散失的途径和形式： 太阳能 有机物中化学能 热能 流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来? 在生态系统中能量流动是单向的。 思考 不能。能量在生态系统中的流动，通过呼吸作用、分解者分解作用产生的热能散失到无机环境中。散失的热能不能再回到生态系统参与流动。因为至今尚未发现以热能作为能源合成有机物的生物。 Raymond Lindeman 美国生态学家 林德曼（1915-1942） 赛达伯格湖—定量分析 结构简单，边界明确，封闭性强，便于计算能量的输入输出。 二、能量流动的特点 他发现能量沿营养级移动时，逐级递减，后一营养级只能获得前一营养级能量的1/10左右，从而提出生态系统中能量传递的“十分之一定律”。1942年，他将这一结论发表。他在《生态学的营养动态概说》一文中指出，生态系统营养动态的基本过程就是能量在生态系统中的转化过程。生态系统内部的生物有机体都要依靠系统外部能量（太阳能）的输入。生态系统中的绿色植物，作为生产者通过光合作用吸收太阳能，因此生产者是生态系统的能量基础。 12 分析赛达伯格湖的能量流动 思考·讨论 图中数字为能量数值，单位是J/(cm2.a)(焦每平方厘米年）。图中“未固定”是指未被固定的太阳能，“未利用”是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。为研究方便起见，这里将肉食性动物作为一个整体看待。 1.用表格的形式，将图中的数据进行整理。