3.2 生态系统的能量流动-【生物讲堂】2024-2025学年高二生物上册同步备课课件（人教版2019选择性必修2）

本节聚焦 1、能量在生态系统中是怎样流动的？ 2、怎样理解生态金字塔？ 3、研究能量流动有什么实践意义？ 第三章 生态系统及其稳定性 第2节 生态系统的能量流动 每个生物体的生存都离不开物质和能量。分析不同的生物获取物质和能量的途径。(生产者以植物为例) 生产者： 消费者： 分解者： 通过光合作用将太阳能转化为化学能，储存在有机物中获取物质和能量 通过捕食植物或其他动物能获取物质和能量 通过分解动植物遗体和动物的排遗物获取物质和能量 生产者 消费者 分解者 光合作用 捕食 能量输入 遗体残骸 能量传递 呼吸散失 呼吸散失 呼吸散失 能量转化 能量散失 一、生态系统的能量流动概念 生态系统中能量的 、 、 和 的过程，称为 。 输入 传递 转化 散失 生态系统的能量流动 营养级 研究能量流动应以 为单位。 种群 或营养级 消化、吸收合成自身物质，储存能量 任务一：重点概念辨析 摄入 同化 消费者摄食过程 粪便 1.摄入量、同化量、粪便量三者 的关系是？ 同化量=摄入量—粪便量 兔子的同化量 三、生态系统能量流动的过程 2.兔子的粪便量属于谁的能量？ 属于生产者的能量 3.兔子真正能利用的能量是哪个量？ 三、生态系统能量流动的过程 任务二：阅读课本P55的文字和图3-5 ，回答下列问题 2.初级消费者(兔子)用于生长、发育、繁殖的能量的去路是？ 1.初级消费者(兔子)同化的能量的去路？ 兔子的生长、发育、繁殖和呼吸作用散失 被下一营养级摄入，被分解者利用 3.下一营养级摄入的能量都能被下一营养级利用吗？ 不能，下一营养级的粪便属于上一营养级的能量，最终被分解者利用了。 呼吸作用散失 用于生长、发育、繁殖 同化量 流入下一营养级 被分解者利用 三、生态系统能量流动的过程 任务三：分析每个营养级的同化量的去路 （下一营养级同化量） （兔子的遗体残骸） （下一营养级的粪便） 2.初级消费者(兔子)用于生长、发育、繁殖的能量的去路是？ 流入下一营养级 ，被分解者利用 三、生态系统能量流动的过程 任务三:阅读课本P55，分析生产者（第一营养级）同化量的来源和去路 以植物为生产者的生态系统为例 1.生产者有没有摄入量和粪便量？ 没有 2.生产者同化量的去路： 呼吸作用散失 用于生长、发育、繁殖 两条 呼吸作用散失 流入下一营养级 三条 被分解者利用 次级消费者 同化 粪便 生产者的同化 呼吸作用散失 枯枝败叶 2.请在图中补充生产者的能量去路 3.请用箭头表示每个营养级同化量的最终去路 1.请在图中补充次级消费者的同化量和粪便 被分解者利用 呼吸作用散失 流入下一营养级 三、生态系统能量流动的过程 任务五：归纳总结画出生态系统能量流动示意图。 生产者 初级消费者 次级消费者 生态系统的能量流动示意图 分解者 呼吸作用 呼吸作用 呼吸作用 呼吸作用 太阳能 如果是最高营养级能量去路有何不同？ 没有流入下一营养级 课本P55 图3-6 注意：画能量流动示意图就画这个图 成分 能量来源 能量的最终去路 生产者 消费者 三、生态系统能量流动的过程 光合作用固定的太阳能 上一营养级 呼吸作用散失 流入下一营养级 被分解者利用 呼吸作用散失 流入下一营养级 被分解者利用 任务四:总结每个营养级同化量的来源和去路 流经生态系统的总能量： 生产者光合作用固定的太阳能 流经鱼塘生态系统的总能量： 生产者光合作用固定的太阳能和饲料中的化学能 箭头的②含义是( ); 箭头③的含义是( ); 箭头④的含义是( ). 流入初级消费者的能量 初级消费者同化的能量 生产者呼吸作用散失的能量 生产者的残枝败叶等被分解者利用的能量 图中箭头①表示（ ） 生产者固定的太阳能总量. ② ③ ④ ① ⑤ ⑥ 哪个箭头表示次级消费者同化的能量？ 初级消费者的粪便被包含于哪个箭头？ 次级消费者的粪便被包含于哪个箭头？ ⑦ ③ ⑥ ⑧ ⑦ ⑩ ⑨ A代表 _____________________________________________ B代表 __________________________________________ C代表 ___________________________ E代表 _________________________________________ F代表 _________________________________________ G代表 ___________________________________ a代表 ______________________________ b代表 ______________________________________ 生产者用于生长发育和繁殖, 储存在有机物中的能量 初级消费者摄入的能量 分解者利用的能量 初级消费者同化的能量 初级消费者用于生长发育和繁殖的能量 次级消费者摄入的能量 初级消费者呼吸散失的能量 分解者利用的能量 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。 输入 ⇓ — 源头： 。 流经生态系统的总能量： 。 传递 ⇓ 转化 ⇓ 散失 — — — 途径： 。 形式： 。 形式： 。 过程： 。 太阳能→有机物中的 →热能 太阳能 生产者固定的太阳能总量 食物链和食物网 有机物中的化学能 化学能 热能 呼吸作用 归纳总结：能量流动的概念理解 13 分析赛达伯格湖的能量流动 p56 林德曼（1915-1942） Raymond Lindeman 林德曼对赛达伯格湖能量流动做了定量分析 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：边界明显，封闭性强，变化小、简单、稳定 四、能量流动的特点 14 四、能量流动的特点 5.生态系统能量流动的定量分析（赛达伯格湖为例）。 林德曼 橙色方框中的数值代表每个营养级的什么能量？ 同化量 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？ 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？ 464.6 同化量 12.5 植食性动物的遗体和肉食性动物的粪便 生：来(464.6)=去(96.3+62.8+12.5+293) 植：来(62.8)=去(18.8+12.6+2.1+29.3) 能量流动的特点 ，箭头内的62.8等于植食性 16 流入 呼吸作用 分解者利用 暂未利用 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 1、计算“流出”该营养级能量占“流入”该营养级能量的百分比？ 能量传递效率 = 下一营养级同化量 上一营养级同化量 ×100% 能量在相邻两个营养级间的传递效率为 。 10%～20% 13.5% 20% 如何计算相邻营养级之间传递效率？ 能量流动的特点 讨论1:用表格的形式，将图中的数据进行整理？ 17 2. 通过以上分析，你能总结生态系统中能量流动的特点吗？ 1.单向流动 （不逆转、不循环） 原因：①生物之间捕食关系是不可逆转的；(能量沿食物链流动） ②散失的热能不能被生物体再利用。 2.逐级递减（传递效率为10%～20%） 原因： 一部分通过本营养级的呼吸作用散失。 一部分作为排遗物、遗体或残枝败叶被分解者利用。 一部分未被利用。 能量流动的特点 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。 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？ 18 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 2.生物量金字塔 3.数量金字塔 第四营养级 第三营养级 第二营养级 第一营养级 第四营养级 第三营养级 第二营养级 第一营养级 昆虫 树 第二营养级 第一营养级 鼠 草 鼬 第三营养级 倒置的金字塔 【旁栏思考】生物量金字塔在什么情况下，可能是上宽下窄倒置的金字塔形呢？ 某一时刻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生物量还是比浮游动物多。 五、生态金字塔 （每个营养级有机物的总干重） 六、研究能量流动的实践意义 间作套种 多层育苗 稻—萍—蛙 例如: 间作套种、多层育苗、稻--萍--蛙等立体农业生产方式。 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。 充分利用空间和资源，获得更大的效应 六、研究能量流动的实践意义 用秸秆作饲料 粪便制作沼气 实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。 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。 能量的利用率 能量传递效率 ≠ 原因：使流向分解者的能量， 以生活能源或食物中化学能的形式被人类再度利用。 图a、图b两个生态系统，哪个的能量能更多被人类利用？ 六、研究能量流动的实践意义 合理确定草场的载畜量 稻田除草、除虫 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。 下表是对某水生生态系统营养级和能量流动情况的调查结果，表中A．B．C．D分别表示不同的营养级，E为分解者。Pg表示生物同化作用固定能量的总量,Pn表示生物体贮存的能量(Pn=Pg-R),R表示生物呼吸消耗的能量。 Pg Pn R A 15.9 2.8 13.1 B 870.7 369.4 501.3 C 0.9 0.3 0.6 D 141.0 61.9 79.1 E 211.5 20.1 191.4 A、B、C、D分别代表哪个营养级? 第一营养级 第二营养级 第三营养级 第四营养级 分解者 请计算第三营养级到第四营养级的能量传递效率? 0.9÷15.9＝5.7% 生产者 植食动物 肉食动物 顶位肉食动物 分解者 阳光 0.25 0.05 贮存 输出 有机物输入 12 5 2 ① 5.1 0.5 2.1 ① 9 70 23 4 ① ① ② ① 3 1.该生态系统中生产者固定的总能量是_______kJ/m2·y 2.能量从该生态系统的第二营养级到第三营养级传递的效率为___________。 3.试分析图中植食动物、肉食动物和顶位肉食动物随营养级的升高需要的有机物输入越来越多的原因？ 1.1×105 15.625% 能量流动逐级递减; 维持各营养级较高的输出量 单位为103kJ／m2·y 2.5 14 练习与运用 1.生态系统中所有生物的生命活动都需要能量，而不同营养级的生物获取能量的途径是有差别的。据此判断下列表述是否正确。 (1)太阳能只有通过生产者才能输入到生态系统中（ ） (2)生态系统中初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少( ) (3)能量沿食物链流动是单向的 ( ) √ × √ 2.流经神农架国家级自然保护区的总能量是( ） A.该保护区中生产者体内的能量 B.照射到该保护区中的全部太阳能 C.该保护区中生产者所固定的太阳能 D.该保护区中所有生产者、消费者、分解者体内的能量 3.在一定时间内，某生态系统中全部生产者固定的能量值为a，全部消费者所获得的能量值为b，全部分解者所获得的能量值为c，则a、b、c之间的关系是（ ） A.a+b=c B.a＞b+c C.a＜b+c D.c=a+b C B 意味着次级消费者能够获得更多的能量来源 还有呼吸作用散失的热能 25 $$