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

3.2 生态系统的能量流动 新教材•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 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？ 问题探讨 A.先吃鸡，然后吃玉米 B.先吃玉米，然后吃鸡 C.用玉米喂鸡，然后吃鸡 D.用玉米喂鸡，先吃鸡蛋，然后再吃鸡 第一营养级 第二营养级 第三营养级 一.生态系统的能量流动 （生产者） （初级消费者） （次级消费者） 食物链1： 阅读课本P55第一、二段内容，小组讨论以下问题： ①玉米固定的能量从哪里来？ ②照射在玉米上的太阳能都被吸收了吗？ ③玉米吸收太阳能后，以何种形式储存？ ④玉米固定的能量有哪些去路？ 1.能量流动的过程 玉米固定的太阳能 呼吸作用散失 用于自身生长发育繁殖 鸡摄入 分解者利用 光合作用 固定(同化) 散失 呼吸作用散失 枯枝败叶 玉米固定的太阳能的去向： 呼吸作用散失； 鸡摄入； 分解者利用 一.生态系统的能量流动 A.玉米(第一营养级)的能量流动情况 大部分 同化量 = 生产者固定的太阳能总量 第一营养级 第二营养级 第三营养级 一.生态系统的能量流动 （生产者） （初级消费者） （次级消费者） 食物链1： 阅读课本P55图3-5，小组讨论以下问题： ①母鸡的能量来自哪里？ ②这些能量都被母鸡吸收了吗？ ③母鸡吸收能量后，以何种形式储存？有哪些去向？ 呼吸作用散失 用于自身生长发育繁殖 鸡摄入 粪便 鸡同化 遗体残骸 人摄入 分解者利用（呼吸作用散失） — = 鸡粪便中能量是谁的能量？ 属于玉米同化量 鸡的同化量去向有： 呼吸作用散失； 人摄入； 分解者利用 同化量 摄入量 粪便量 一.生态系统的能量流动 B.鸡(第二营养级)的能量流动情况 呼吸作用散失 用于自身生长发育繁殖 人摄入 粪便 人同化 遗体残骸 最高营养级的能量去向：呼吸作用散失；分解者利用 一.生态系统的能量流动 C.人(第三营养级)的能量流动情况 分解者利用（呼吸作用散失） 属于上一营养级的同化量 能量来源 呼吸作用散失 太阳能 生产者 能量去路 每个营养级 总能量 固定的太阳能总量 各级消费者 上一个营养级 生产者： 各级消费者： 同化总量 =摄入量-粪便量 流入下一营养级 被分解者利用 未利用 均属于用于自身生长、发育和繁殖的部分 一.生态系统的能量流动 模型构建2：构建某一营养级的能量流动模型 1.能量流动的过程 例如：玉米→鸡→人 青草 未捕食 被捕食 未摄入 摄入 未同化（如粪便等：能量属于上一级） 同化 呼吸消耗 构成机体 （生长、发育、繁殖） 分解者利用 被捕食（下一营养级） 未利用 同化量＝摄入量－粪便量 一.生态系统的能量流动 模型构建3：能量流经第二营养级的过程 1.能量流动的过程 ①生态系统能量的来源： 。 ②能量流动的起点： 。 ③流经生态系统总能量： 。 ④能量流动的渠道： 。 ⑤能量散失的途径： 。 ⑥能量形式的转化： 。 太阳能 生产者 生产者固定的太阳能 食物链和食物网 呼吸作用散失（热能） 光能→化学能→热能 枯枝败叶 遗体 遗体 遗体 10 师生总结：接下来，请同学们仔细观察这张图片，让我们一起来总结一下能量流动的具体过程。 枯枝败叶 遗体 遗体 遗体 生物群落 环境 输入 输出 一.生态系统的能量流动 2.能量流动的概念 生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程 11 Raymond Lindeman 对能量流动做了定量分析 《生态学的营养动态概说》 林德曼（1915-1942） 赛达伯格湖 一.生态系统的能量流动 3.能量流动的特点 思考•讨论：分析赛达伯格湖的能量流动 12 一.生态系统的能量流动 思考•讨论：分析赛达伯格湖的能量流动 3.能量流动的特点 思考： 1、流经该生态系统的总能量是多少？流入植食动物和肉食动物体内的能量又是多少？ 2、计算从植物到植食动物、植食动物到肉食动物的能量传递效率？ 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% 111 15 3 13.5% 20% 赛达伯格湖能量流动图解 (1)从方向上看： 单向流动 一.生态系统的能量流动 3.能量流动的特点 在生态系统中，能量流动只能沿着食物链由低营养级流向高营养级，不可逆转，也不能循环流动； 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。 原因： 14 赛达伯格湖能量流动图解 (2)从数值上看： 逐级递减 一.生态系统的能量流动 3.能量流动的特点 ①各营养级的生物都会因自身呼吸作用散失掉一部分能量。 ②各营养级能量都要有一部分流入分解者。 ③各营养级生物都不能全部被下一营养级捕食,各个营养级能量都有一部分未利用。 原因： （能量传递效率为10%～20%） 生态系统中食物链的营养级数量一般不会太多，一般不超过5个营养级。 15 赛达伯格湖能量流动图解 (2)从数值上看： 逐级递减 一.生态系统的能量流动 3.能量流动的特点 (1)从方向上看： 单向流动 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。如果一个生态系统在一段较长时期内没有能量（太阳能或化学能）输入，这个生态系统就会崩溃。 16 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 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？ 问题探讨 A.先吃鸡，然后吃玉米 B.先吃玉米，然后吃鸡 C.用玉米喂鸡，然后吃鸡 D.用玉米喂鸡，先吃鸡蛋，然后再吃鸡 能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔统称为生态金字塔。 一.生态系统的能量流动 4.生态金字塔 单位时间内各营养级能量/数量/生物量数值转换为相应面积（或体积）的图形，按照营养级顺序排列。 某湖泊能量金字塔示意图 上窄下宽——正金字塔形 能量金字塔是否会出现倒置现象？ 为什么？ 能量金字塔永不倒置！！！ 18 草原（夏季） 数量金字塔（个体/0.1ha） 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 能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔统称为生态金字塔。 一.生态系统的能量流动 4.生态金字塔 数量金字塔会出现倒置 能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔统称为生态金字塔。 一.生态系统的能量流动 4.生态金字塔 生物量：所容纳有机物的总干重 生物量：指生物在某一特定时刻，单位面积或单位体积内实际存在的有机物质（包括生物体内所存的食物）的干重总量。 生物量金字塔会出现倒置 单细胞藻类个体小、繁殖快、含纤维素少，世代周期短，只能积累较少的有机物，可以被浮游动物整个吞食和消化，迅速转化为下一营养级的生物量。 （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。 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 5.研究能量流动的实践意义 一.生态系统的能量流动 5.研究能量流动的实践意义 一.生态系统的能量流动 稻谷 人类 秸杆 粪 饲料 一级利用 牛 太阳能 焚烧 二级利用 水稻 食用菌 二级利用 菌渣 猪、羊 三级利用 沼气池 粪 三级利用 （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； 例如，秸秆喂牲畜；粪便制作沼气；沼渣肥田，实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率 秸秆饲料 沼气池 沼渣 （≠能量的传递效率） 5.研究能量流动的实践意义 一.生态系统的能量流动 （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。 划区轮牧 稻田除草、除虫 5.研究能量流动的实践意义 一.生态系统的能量流动 $$