3.2生态系统的能量流动课件-2024-2025学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修2

学习目标： 1.分析生态系统能量流动的过程和特点。 2.理解生态金字塔 3.概述研究能量流动的实践意义。 第三章 生态系统及其稳定性 第二节 生态系统的能量流动 课前回顾 1. 生态系统的结构包括哪些?分别有什么作用？ 生态系统的组成成分 2. 生态系统的营养结构指什么？ 能量流动和物质循环的渠道。 生 态 系 统 的 结 构 食物链和食物网: 非生物的物质和能量： 生产者： 消费者： 分解者： 为生物群落提供物质和能量 将太阳能固定在它们所制造的有机物中，将太阳能转化成化学能，从而可以被生物所利用。 ①将有机物转化为无机物，加快生态系统的物质循环。 ②帮助植物传粉和种子的传播。 将动植物遗体和动物的排遗物中的有机物转化为无机物。 食物链和食物网 假设你像小说中的鲁滨逊一样，也流落到一个荒岛上，那里除了能饮用的水以外，几乎无任何食物。你随身尚存食物只有一只母鸡、15Kg玉米。 以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援： 方案1 方案2 先 后 一部分 吃鸡蛋 一部分 问题探讨 研究能量流动的基本思路 能量流经一个种群的情况可以图示如下： 能量输入 个体1 个体2 …… 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 能量输入 种群 能量储存 能量散失 某营养级 问题探讨 1.能量流动：生态系统中能量的 、 、 和 的过程。 输入 传递 转化 散失 能量流动的概念 一 想一想：你今年吃了多少食物？长了多少体重？吃了那么多却没长几斤，能量都去了哪儿？ 思考： 食物 （能量输入） 人 长体重（能量储存） 排遗物 呼吸消耗 摄入 同化作用：是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身的组成物质 或能量储存的过程。 同化量 ＝摄入量－粪便量 1 阅读教材P55，思考讨论完成以下问题。 1.输入生态系统的的能量来源是什么？ 2.输入第一营养级的能量有几个去路？分别是什么？ 3.植物用于自身生长、发育、繁殖的能量有几个去路？分别是什么？ 4.初级消费者摄入的能量全部转化为自身的能量了吗？摄入的能量去路有几个？分别是什么？ 5.某一营养级的“粪便”中能量应属于谁的同化量？ 问题探讨 能量流动的过程 二 1.能量流动：生态系统中能量的 、 、 和 的过程。 输入 传递 转化 散失 （1）能量的输入： ①来源： ②过程： 光能通过生产者的光合作用固定在制造的有机物中（光能→化学能） 地球上几乎所有的生态系统所需的能量都来自太阳。（P55第1段） 呼吸作用以热能形式散失 用于生长、发育和繁殖， （储存在有机物） 1% 光合作用 生产者固定的能量 分解者分解 流入下初级消费者（下一营养级 捕食 （1）能量的传递： 1 思考： 兔吃草后能将摄入的草全部同化吗？ 初级消费者 摄入 粪便 消费者同化 分解者 去路 去路 呼吸作用以热能散失 用于生长、发育、繁殖 （储存在有机物） 下一营养级 遗体残骸 同化量＝摄入量－粪便量 =呼吸作用散失+用于生长发育和繁殖 能量流动的过程 二 1 属于上一营养级的同化量 次级消 费者摄入 用于生长发育繁殖和储存在有机物中 初级消费者同化 初级消费者摄入 … 散失 呼吸作用 遗体 残骸 粪便 分解者利用 散失 呼吸 作用 能量流经第二营养级的过程: 能量流动的过程 二 思考： （1）狼吃兔子后，狼粪便的能量属于那一部分能量 狼粪便的能量属于兔子同化的能量 （2）每一营养级同化的能量有哪些共同的去路？ 1 能量流动的过程 二 分 解 者 呼 吸 作 用 呼吸作用 生产者 初级消费者 次级消费者 … (绿色植物) (植食性动物) (肉食性动物) 1 能量流动的过程 二 1.能量流动：生态系统中能量的 、 、 和 的过程。 输入 传递 转化 散失 输入 流经生态系统的总能量: 能量输入方式: 生产者通过光合作用（其次还有化能合成作用） 生产者所固定的全部太阳能 人工生态系统，还有人工补充的能量（如饲料中有机物） 能量传递的途径（渠道）： 食物链和食物网 能量传递的形式： 有机物中的化学能 传递 转化： 散失 太阳能 光合作用 有机物中的化学能 热能 呼吸作用 能量散失形式： 热能 能量散失途径： 呼吸作用 3 生态系统中的能量流动 思考·讨论 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。 讨论1：生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？为什么？ 讨论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，能量流动是单向的。 由于每一营养级和分解者都需要呼吸作用以热能的形式散失掉一部分能量。 3 能量流动的特点 三 讨论1：用表格的形式，将图中的数据进行整理。 流入 呼吸作用 分解者利用 未利用 流出 生产者 植食性动物 肉食性动物 464.6 96.3 12.5 293 62.8 62.8 18.8 2.1 29.3 12.6 12.6 7.5 微量 5.0 (2)逐级递减： 释放的热能不能被重新利用 ①每一营养级呼吸作用消耗 ②一部分能量未被利用 ③一部分能量被分解者分解 (1)单向流动： 能量流动的特点及原因（P56） 能量沿食物链传递捕食关系不可逆 3 能量流动的特点 三 讨论1：用表格的形式，将图中的数据进行整理。 流入 呼吸作用 分解者利用 未利用 流出 流出/流入 生产者 植食性动物 肉食性动物 464.6 96.3 12.5 293 62.8 62.8 18.8 2.1 29.3 12.6 12.6 7.5 微量 5.0 20.06% 13.52% 能量传递效率 = 该营养级同化量 上一营养级同化量 ×100% 注意：能量在相邻两个营养级间的传递效率为 。 10%～20% 51页旁栏思考：食物链上一般不超过五个营养级，这是为什么？ 能量沿食物链的流动是逐级递减的，营养级越高获得的能量越少(P57第1段） 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。 3 归纳总结 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： 被分解者利用 未被利用 用于自身生长、发育和繁殖 流入下一营养级 同化量=摄入量-粪便量 ① ② ③ ④ （一定时间内，存在未利用能量； 若时间足够长，则不存在未利用。） 最高营养级无 学习目标： 1.理解生态金字塔 2.概述研究能量流动的实践意义。 第三章 生态系统及其稳定性 第二节 生态系统的能量流动 （第二课时） (1)单向流动： 原因： 课前回顾 次级消 费者摄入 用于生长发育繁殖，储存在有机物中 初级消费者同化 初级消费者摄入 … 散失 呼吸作用 遗体 残骸 粪便 分解者利用 散失 呼 吸 作 用 1.能量流经第二营养级的过程: 同化量 = =呼吸作用散失+用于生长发育和繁殖，有机物储存 (2)逐级递减： 营养级顺序（捕食关系）不可逆 释放的热能不能被重新利用（不循环） 原因：①每一营养级呼吸作用消耗 ②一部分能量未被利用 ③一部分能量被分解者分解 2.能量流动的特点及原因 摄入量-粪便量 1 生态金字塔 ：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 4 能量金字塔 成因： 能量在流动中总是逐级递减的。 生态金字塔 （1）、能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔 特点： 通常都是上窄下宽的正金字塔形。 第一营养级 第二营养级 第三营养级 第四营养级 3 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。 生态金字塔 （2）生物量金字塔 ：每个营养级所容纳的有机物的总干量 干重g/m2 某海域的生物量 海洋生态系统中，浮游植物个体小，寿命短，又不断被浮游动物和其它动物吃掉，所以在某一时刻调查到的浮游植物的生物量很可能低于第二营养级的生物量，因此生物量金字塔会出现倒置。 特点： 大多也是上窄下宽的正金字塔形。 成因： 能量在流动中总是逐级递减的。 生物量金字塔有可能是上宽下窄倒置的金字塔形吗？ 4 思考 ∙ 讨论： 第三营养级 第二营养级 第一营养级 第四营养级 3 生态金字塔 （3）生物数量金字塔 ：各营养级的生物个体的数目 温带森林的生物数量 比方说，生产者是树，初级消费者是昆虫。 特点： 一般是上窄下宽的正金字塔形， 也可以是上宽下窄的倒金字塔形。 如果消费者的个体小而生产者的个体大，则会呈现倒金字塔形。 个体数目 第三营养级 第二营养级 第一营养级 第四营养级 4 3 能量流动的实践意义 甘蔗和大豆间种 冬小麦夏玉米套作 水稻青蛙立体农业 （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，增大流入生态系统的总能量。 5 4 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 4 能量流动的实践意义 （3）研究生态系统的能量流动，还可以帮助人们合理的调整生态系统的能量流动关系，使能量持续高效地流向人类最有益的部分。 例如，合理确定草场的载畜量，稻田除草、除虫等。 5 4 归纳总结 能量金字塔 生态金字塔 生物量金字塔： 数量金字塔： 成因： 能量在流动中总是逐级递减的。 特点： 通常都是上窄下宽的正金字塔形。 大多也是上窄下宽的正金字塔形。 一般是上窄下宽的正金字塔形， 也可以是上宽下窄的倒金字塔形（树和昆虫）。 能量流动的实践意义： （1）可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入生态系统的总能量。 （2）可以帮助人们科学规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。 （3）还可以帮助人们合理的调整生态系统的能量流动关系，使能量持续高效地流向人类最有益的部分。 1.能量流动：生态系统中能量的 、 、 和 的过程。 输入 传递 转化 散失 输入 流经生态系统的总能量: 能量输入方式: 生产者通过光合作用（其次还有化能合成作用） 生产者所固定的全部太阳能 人工生态系统，还有人工补充的能量（如饲料中有机物） 能量传递的途径（渠道）： 食物链和食物网 能量传递的形式： 有机物中的化学能 传递 转化： 散失 太阳能 光合作用 有机物中的化学能 热能 呼吸作用 能量散失形式： 热能 能量散失途径： 呼吸作用 归纳总结 例题1：一只狼捕捉了一只兔子，则这只狼最多能获得兔子20%的能量（ ） × = 某一营养级同化量 上一营养级同化量 能量传递效率 ×100% 与能量传递效率有关的计算 2．下图表示甲、乙两个特定生态系统的能量金字塔 (1)依生态学原理看，同样的玉米，上述哪种营养结构可养活更多的人口？为什么？ (2) 若土壤中含相同浓度的难降解污染物，则甲中的人与乙中的人体内污染物浓度哪个更高？ 乙中更高。--富集作用 甲种营养结构能养活更多的人口，因为乙中人处于第三营养级，能量损耗加大，养活的人口更少。 问题探讨 与能量传递效率有关的计算 1 4 1、已知低营养级同化量，求高营养级同化量： 在食物链“草→兔→鹰”中，假如现有草100kg，则： ①最多可使鹰增重____kg。 ②最少可使鹰增重____kg。 能量传递效率按 来算。 能量传递效率按 来算。 20% 10% 200 50 2、已知高营养级同化量，求低营养级同化量： 在食物链“草→兔→鹰”中，要使鹰增加2kg体重，则： ①最多要消耗草______kg。 ②最少要消耗草_____kg。 能量传递效率按 来算。 能量传递效率按 来算。 10% 20% 问题探讨 与能量传递效率有关的计算 3、多条食物链,已知低营养级同化量，求高营养级 获得能量最多：选最 食物链；按 计算 获得能量最少：选最 食物链；按 计算 短 长 10% 20% 如果A有10000 kg，C最多增加_____kg，最少增加___kg。 400 1 若人的体重增加1 kg，最少需消耗水藻____kg，最多消耗水藻_________kg。 25 100 000 4、多条食物链,已知高营养级同化量，求低营养级 需最少能量：选最 食物链；按 计算 需最多能量：选最 食物链；按 计算 短 长 10% 20% 问题探讨 与能量传递效率有关的计算 5、(1)如图食物网中，假如猫头鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇。那么，猫头鹰若要增加20 g体重，最少需要消耗的植物为 A.80 g B.900 g C.800 g D.600 g √ (2)在如图所示的食物网，如将A流向B和C的比例由B∶C＝1:1调整为1:2，能量传递效率按10%计算，C获得的能量是原来的_______倍。 1.27 问题探讨 生态金字塔 能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔 ①可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入生态系统的总能量。 能量流动的实践意义 ②可以帮助人们科学规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。 ③还可以帮助人们合理的调整生态系统的能量流动关系，使能量持续高效地流向人类最有益的部分。 当堂习题巩固 知识小结 THANK YOU! 谢谢各位！ Copyright © 2021 liqionghua 版权申明：本课件为著作人原创作品，未经著作人授权不得擅自抄袭转载摘编或用于商业用途 $$