第3章 第2节 生态系统的能量流动-【大鹏生物】高中新教材精品课生物选择性必修2 生物与环境 课件

第3章 生态系统及其稳定性 第2节　生态系统的能量流动 第1课时　能量流动的过程及特点 [ 学习目标 ]　 通过分析能量在各营养级间的流动情况和赛达伯格湖的能量流动，概述生态系统能量流动的过程和特点。 [ 教材梳理 ] 1．能量流动的概念：生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。 2．能量流动的过程 (1)第一营养级能量的输入和输出 ①输入：生产者通过光合作用将太阳能转化为化学能，固定在有机物中。 ②输出 a．在生产者的呼吸作用中以热能形式散失。 b． (2)能量流经第二营养级的示意图 (3)生态系统能量流动的示意图 据图分析，流入各营养级(最高营养级除外)的能量的去路： ①通过自身呼吸作用以热能形式散失。 ②流入下一个营养级。 ③被分解者分解利用。 3．能量流动的特点 4．能量传递效率的计算 (1)计算公式 能量传递效率 (2)一般生态系统中相邻两个营养级间的能量传递效率为10%～20%。 5．生态系统维持正常功能的条件 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。 一、研究能量流动的基本思路 1．研究能量流经一个种群的情况，可以列举该种群中每一个个体的情况： 如果以个体为单位研究能量流动，有什么问题？ 提示　以个体为研究对象，有很大的局限性和偶然性，如个体会死亡、数据可能不准确、不同个体之间的差异过大等。 [ 核心探讨 ] 2．如果将种群看作一个整体去研究能量流动，则可概括为下图形式，又会遇到什么问题？ 提示　种群存在于复杂的食物网内，可能因食物网的复杂性而影响结果的准确性。 3．如果以一个营养级的所有种群作为一个整体来研究，下图表示能量流动的情况，这种方式有什么优点？ 提示　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．地球上几乎所有生态系统的能量都来自哪里？这些能量是如何输入生态系统的？ 提示　来自太阳。生产者通过光合作用将光能转化为化学能，固定在有机物中。 2．绘图表示第一营养级的能量来源是什么，去路有哪些？并回答第一营养级的能量怎样传递到第二营养级？ 提示　如图所示 储存在植物体中的能量，有一部分被初级消费者摄入体内，能量就流入了第二营养级。 3．下图为能量流经第二营养级的示意图，其中摄入量指植食性动物取食的总量，即食物总量；同化量是指该动物经过消化和吸收后转化为自身的能量。请据图写出二者之间的关系。 提示　同化量＝摄入量－粪便量。 4．分析、比较分别流入第一、第二营养级的能量的去路，归纳二者的共同点。 提示　输入这两个营养级的能量，一部分在呼吸作用中以热能的形式散失，另一部分用于其自身的生长、发育和繁殖等生命活动，储存在自身的有机物中。这些有机物中的能量一部分流向分解者，另一部分则被下一营养级摄入体内。 5．在生态系统中，能量流动大致可以概括为下图： 请思考： (1)初级消费者粪便中的能量是哪个箭头？ 提示　由生产者流向分解者的箭头。 (2)哪个或哪些箭头代表初级消费者的同化量？ 提示　①或②＋③＋④。 5．在生态系统中，能量流动大致可以概括为下图： (3)哪些箭头代表初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量？ 提示　①－③或②＋④。 (4)生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？ 提示　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。 三、定量研究能量流动的特点 1．阅读教材P56“思考·讨论”，设计表格，整理赛达伯格湖能量流动图解中的数据，计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营养级能量的百分比(“流出”的能量不包括呼吸作用散失的能量)。 营养级 流入能量[J/(cm2·a)] 流出能量[J/(cm2·a)] 出入比 生产者 464.6 62.8 13.5% 植食性动物 62.8 12.6 20.1% 肉食性动物 12.6 － － 2.流入某一营养级的能量，为什么不会百分之百地流入下一个营养级？ 提示　流入某一营养级的能量除了流入下一营养级之外，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。 3．通过以上分析，请总结生态系统中能量流动的特点。 提示　生态系统中能量流动是单向的；能量在流动过程中逐级递减。 4．能量在流动过程中逐级递减，与能量守恒定律矛盾吗？为什么？ 提示　不矛盾。能量在流动过程中逐级递减，指的是流入各个营养级的能量。能量守恒定律可以用于衡量流入某个生态系统的总能量，总能量＝储存在生态系统(生物体的有机物)中的能量＋被各个营养级的生物利用、散发至非生物环境中的能量。因此，虽然能量在流动过程中