3.2生态系统的能量流动(第2课时)课件-2023-2024学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修2

生态系统的能量流动 第2课时 能量流动的过程及特点 第3章 第2节 旧知回顾 呼吸作用散失 自身生长、发育和繁殖 太阳能 生产者的同化量 植食性动物的同化量 分解者（枯枝败叶、植食性动物的粪便量） Raymond Lindeman 《生态学的营养动态概说》对能量流动做了定量分析 林德曼（1915-1942） 赛达伯格湖 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 三、能量流动的特点 【任务3】1.阅读课本56页的思考讨论“分析赛达伯格湖的能量流动”，对各营养级的能量进行详细分析，总结各营养级之间能量传递过程中的特点。 3 思考●讨论 分析赛达伯格湖的能量流动 思考： 1.流入（输入）该生态系统的总能量？ 2.图中62.8、12.6代表摄入量还是同化量？ 3.植食性动物粪便中的能量属于12.5还是2.1？ 4.图中2.1指的是什么？包括哪几部分？ 464.6 同化量 12.5 植食性动物的遗体和肉食性动物的粪便 为什么研究湖泊？ 三、能量流动的特点 优点：小、简单、稳定 为什么会出现”未利用”的能量？ 包括生物每年的积累量和动植物残体以化石燃料的形式被储存起来的能量。 同化量 呼吸作用中以热能形式散失 用于自身生长、发育、繁殖 被分解者分解利用 流入下一个营养级 同化量 呼吸作用中以热能形式散失 用于自身生长、发育、繁殖 被分解者分解利用 流入下一个营养级 未被利用 某营养级的能量某段时间内(定量定时分析)量去向 某营养级的能量最终(定量不定时分析)去向 输入能量（同化量） 流入下一营养级 呼吸散失 分解者利用 未利用 能量传递效率 生产者 植食性动物 肉食性动物 464.6 62.8 12.6 13.5% 20% 62.8 96.3 12.5 293 12.6 18.8 2.1 29.3 7.5 微量 5.0 / 输出（去路） 特点1：逐级递减 单位（焦/厘米2 ·年） 未利用：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。（定时定量分析） 能量传递效率= 某一营养级的同化量 上一营养级的同化量 ×100% 5.请计算每个营养级能量的来源和去向，说明是否遵循能量守恒定律？ 赛达伯格湖能量流动图解 2.从方向上看： 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_________； ①生物之间的捕食关系是长期自然选择的结果，一般不可逆转； ②各营养级呼吸作用散失的热能无法再利用。 逆转 循环流动 原因： 三、能量流动的特点 7 学以致用，解决问题 方案A：先吃鸡，再吃玉米。 方案B：先吃1/2玉米，同时用1/2部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。 母鸡重3kg,玉米15kg，能量传递效率为10%，计算人能获得的能量（用得到的有机物质量表示） 玉米 鸡 人 玉米 鸡 人 选方案A：食物链短，能量损耗少，人可以获得更多能量。 (1)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能(　　) (2)散失的热能不可以被生产者固定再次进入生态系统(　　) (3)当狼吃掉一只兔子时，就获得了兔子的全部能量(　　) (4)蜣螂以牛粪为食，因此被牛同化的能量可流入蜣螂(　　) × × 判断正误（P35） √ × 易错点训练： 生态系统能量流动的分析（拼图法） W1 生产者固定能量 （同化、流入、输入） 自身呼吸作用消耗 流向分解者 未利用 流向下一 营养级 C1流向分解者=遗体+下一级粪便 1.生产者的同化量： 。 2.生产者用于生长发育繁殖的能量： 。 3.初级消费者的同化量： 。 4.初级消费者用于生长发育繁殖的能量： 。 W1或A1+B1+C1+D1 W1-A1或B1+C1+D1 D1或A2+B2+C2+D2 D1-A2或B2+C2+D2 摄入量？ 2.某同学绘制了如图所示的能量流动图解，下列叙述正确的是 A.生产者固定的总能量可表示为A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2 B.初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为B2＋D2 C.初级消费者摄入的能量为A2＋B2＋C2 D.W1＝D1＋D2 √ 1.如图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)，下列叙述正确的是 A.图中b＝h＋c＋d＋e＋f＋i B.生产者与初级消费者之间的能量传递效率为b/a×100% C.“草→兔→狼”这一食物链中，狼粪便中的能量属于d D.缩短食物链可以提高能量传递效率 √ 典题应用（P38） 除了用图中数字表示外，你还能用什么方法表示生态系统能量流动逐级递减的特点呢？ 传递效率10%～20% 13 四、生态金字塔 任务1：构建生态系统能量流动金字塔模型 请将赛达伯格湖的能量流动数据，用相应面积或体积的图形表示，并按营养级由低到高排列。 生产者 464.6 植食性动物 62.8 肉食性动物 12.6 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。 地反映出生态系统各营养级间能量的关系。 (自然生态系统一定为正金字塔） （1）概念： （2）意义： （3）特点： 直观 四、生态金字塔 通常呈 的金字塔。 上窄下宽 体积代表能量多少注：用体积大小代表能量多少。 15 资料：0.1ha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。 四、生态金字塔 2.数量金字塔 请根据上述资料的生物数量数据，用相应面积或体积的图形表示，并按营养级由低到高排列。 草 150万 植食性动物 20万 肉食性动物1 9万 肉食性动物2 10头 我们来看一个资料。有人统计了0.01公顷草原上各个营养级的生物数量，草150万株，食草动物20万头，（包括鼠、兔、羊和各种植食性昆虫等）一级食肉动物9万头（包括鼬、狐、狼和各种捕食性昆虫）顶位食肉动物10头。用模型表示为： 但有人对此提出疑问。同一营养级的不同种生物，如同属于食草动物的鼠与羊，体积相差悬殊，每个个体所含的能量不同。如果都按照一个个体来统计，过分强调了较小个体的数量，不能准确的表达其能量关系。 16 2.数量金字塔 表示各营养级的生物个体的数目比值关系，即为数量金字塔。 （1）概念： （2）特点： 四、生态金字塔 一般呈 的金字塔； 上窄下宽 思考： 如果消费者个体小而生产者个体大，如昆虫和树。绘制出该数量金字塔？ 营养级 第二营养级 第一营养级 个体数量 昆虫 树 倒置 昆虫和树 也可呈上宽下窄 的金字塔形，如 。 17 3.生物量金字塔 四、生态金字塔 下表为夏季两个生态系统的生物量统计表，请根据资料，分别建构两个生态系统的生物量金字塔。 名称 某湖泊 某海峡 生产者 96 4 初级消费者 11 21 次级消费者 4 — 每个营养级所容纳的有机物的总干重 3.生物量金字塔 用同样的方法表示各营养级的生物量（每个营养级所容纳的有机物的总干重），即为生物量金字塔。 （1）概念： （2）特点： 四、生态金字塔 大多呈 的金字塔； 上窄下宽 特殊情况：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。当然，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。 19 (1)由于能量在流动的过程中逐级递减，所以营养级越高，该营养级的总能量及生物的数量就会越少(　　) (2)生物量金字塔、数量金字塔同能量金字塔一样都是正置的(　　) × × 判断正误（P39） 1.如图为某一生态系统的能量金字塔，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形式。下列叙述正确的是 A.Ⅰ是初级消费者 B.Ⅳ为分解者 C.E1为太阳能，E2为热能 D.能量可在食物链中循环利用 典题应用（P40） √ 能量金字塔反映的是各营养级间的能量关系，分解者不属于任何一个营养级 2.甲、乙、丙、丁是某同学绘制的生态金字塔。下列与之相关的说法，错误的是 A.生态金字塔包括能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔，基本呈现 图丙所示形态 B.由于能量流动具有逐级递减的特征，能量金字塔通常呈现丙图所示形态 C.不能用图甲表示生物数量金字塔 D.生态金字塔中每一层代表一个营养级，分解者不包含在其中 √ 3.如图表示甲、乙两个特定生态系统的能量金字塔，正确的是（ ） A. 一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多 B. 能量沿食物链单向流动，传递效率随营养级的升高而逐级递减 若甲和乙中玉米的数量相同，能量传递效率为10%，若甲能养活 10000人，则乙能养活500人 D. 牛排出的粪便中的能量属于生产者同化量的一部 D 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，食物链中每一营养级生物所同化的能量的多少 自然生态系统一定为正金字塔 能量在流动过程中总是逐级递减 单位时间内，每一营养级生物的有机物的总干重 一般为正金字塔,有时会出现倒金字塔形 一般生物量(现存生物有机物的总干重)随食物链中营养级的升高而减少 每一营养级生物个体的数目 一般为正金字塔,有时会出现倒金字塔形 一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而减少 总结：生态金字塔的比较 思考讨论：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的压力。 1. 研究生态系统的能量流动，可以帮助人们将生物在 、 上进行 ， 流入某个生态系统的总能量。 例如： 间作套种、多层育苗、稻--萍--蛙等立体农业生产方式。 间作套种 多层育苗 稻—萍—蛙 时间 空间 合理配置 增大 五、研究能量流动的实践意义 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。 *沼气池实现了对能量的多级利用，大大提高了能量的利用率 *能量的利用率≠能量的传递效率 用秸秆作饲料 粪便制作沼气 沼渣田肥 五、研究能量流动的实践意义 1.能量传递效率： 生态系统中，能量在相邻两个营养级间的传递效率是10％～20％ 2.能量利用率： 一般指流入最高营养级的能量占生产者固定总能量的比值 特点：一般来说，食物链越短，能量利用率越高。 能量利用率= 生产者能量 流入最高营养级的能量 ×100% 能量利用率≠能量传递效率 无法提高 可以增加 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。 例如，合理确定草场载畜量，麦田除草、除虫 五、研究能量流动的实践意义 在一个草场上，如果放养的牲畜过少，就不能充分利用牧草所能提供的能量； 如果放养的牲畜过多，就会造成草场的退化，使畜产品的产量下降。 只有根据草场的能量流动特点，合理确定草场的载畜量，才能保持畜产品的持续高产。 29 课堂总结 $$