3.2生态系统的能量流动第2课时课件-2024-2025学年高二上学期生物人教版选择性必修2

初级消费者摄入 初级消费者同化 用于生长、发育和繁殖 次级消费者摄入 …… 分解者利用 呼吸作用 热能散失 粪便 呼吸作用 散失 遗体残骸 能量流动的过程 1 ① ② ③ ④ (1)初级消费者粪便中的能量是哪个箭头？ 　 (2)哪些或哪个箭头代表初级消费者的同化量？ (3)哪些箭头代表初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量？ ⑤或由生产者流向分解者的箭头 ①或②＋③＋④ ①－③或②＋④ 思考: 能量流动模型训练 ⑤ 2 【例2】某同学绘制了如图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能)，下列叙述中不正确的是（ ） A.生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2) B.由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/W1 × 100% C.流入初级消费者体内的能量可表示为(A2＋B2＋C2) D.图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减 C 二.生态系统的能量流动的特点 同化量 （总初级生产量） 流入下一营养级 呼吸 自身生长发育繁殖 （净初级生产量） 被分解者分解 生态金字塔和研究能量流动的实践意义 第2课时 4 请根据以上数据计算： 这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是多少？ 这些葡萄糖储存的能量是多少？ 这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？ 1926年，一位生态学家研究了一块玉米田的能量流动情况，得到如下数据。 1.这块田共收割玉米约10 000株，质量为6000kg。通过对玉米植株的化学成分进行分析，计算出其中共含碳2675kg。 2.据他估算，这些玉米在整个生长过程中通过细胞呼吸消耗的葡萄糖共2045kg。 3.1kg葡萄糖储存1.6×104kJ能量。 4.在整个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能为8.5×109kJ. = 2675×180(C6H12O6)÷72(C6) 6687.5kg 1.07×108kJ 6687.5×1.6×104kJ = 2045×1.6×104kJ= 3.272×107kJ 思维训练 分析和处理数据 1926年，一位生态学家研究了一块玉米田的能量流动情况，得到如下数据。 1.这块田共收割玉米约10 000株，质量为6000kg。通过对玉米植株的化学成分进行分析，计算出其中共含碳2675kg。 2.据他估算，这些玉米在整个生长过程中通过细胞呼吸消耗的葡萄糖共2045kg。 3.1kg葡萄糖储存1.6×104kJ能量。 4.在整个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能为8.5×109kJ. 这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是多少？ 呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例是多少？ 这块玉米田的太阳能利用效率是多少？ 1.07×108kJ+ 3.272×107kJ=1.3972×108kJ 3.272×107÷1.3972×108=23.4% 1.3972×108÷8.5×109=1.64% 自身生长发育繁殖 呼吸散失 思维训练 分析和处理数据 根据计算结果，画出能量流经该玉米种群的图解，图解中应标明各环节能量利用和散失的比例： 储存76.6 1.07×108kJ 呼吸散失23.4% 3.272×107kJ 同化量1.64% 1.3972×108kJ 太阳能 8.5×109 思维训练 分析和处理数据 请同学们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 一、生态金字塔 8 直观的反映出生态系统各营养级间能量的关系。 通常都是上窄下宽的金字塔形。 意义： 特点： 能量金字塔 一、生态金字塔 如果将单位时间内各个营养级所得到的能量数值转换成相应面积（或体积）的图形，并将图形按照营养级的次序排列，可形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔。 9 生物量金字塔 营养级 第四营养级 第三营养级 第二营养级 第一营养级 干重g/m2 1.5 11 37 809 营养级 第四营养级 第三营养级 直观的反映生态系统各营养级所容纳的有机物的总干重的关系。 生物量：每个营养级所容纳的有机物的总干重 大多也是上窄下宽的正金字塔形 意义： 特点： 一、生态金字塔 10 例如，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。 生物量金字塔 一般情况下，生物量金字塔是上窄下宽的金字塔形，但是有时候会出现倒置的金字塔形。 一、生态金字塔 11 直观的反映生态系统各营养级的生物个体的数目比值关系。 可以是上窄下宽的正金字塔形，也可以是上宽下窄的倒置金字塔形。 意义： 特点： 营养级 第二营养级 第一营养级 个体数量 昆虫 树 营养级 第二营养级 第一营养级 个体数量 鼠 草 鼬 第三营养级 如果消费者的个体小而生产者的个体大，则会呈现倒置金字塔 数量金字塔 一、生态金字塔 项目 能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔 形状 每层含义 单位时间内，食物链中每一营养级生物所 的多少 单位时间内,每一营养级生物所容纳的 . 每一营养级生物个体的数目 特点 天然生态系统一定为 的金字塔形 象征意义 能量在流动过程中总是 。 特殊形状 同化的能量 有机物的总干重 上窄下宽 逐级递减 某些人工生态系统(如人工鱼塘)可呈现倒置状况 一般为上窄下宽的 金字塔形 一般为上窄下宽的 金字塔形 生物量(有机物的总干重)随食物链中营养级的升高而逐级递减 在食物链中随营养级升高而逐级递减 浮游植物个体小，寿命短，又会不断被捕食，因而某一时间呈现倒置金字塔形 如果消费者个体小而生产者个体大，就会呈现倒置金字塔形，如昆虫和树 思考：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。 一、生态金字塔 14 应用生态金字塔原理分析，提出使该地生态系统中能量得到最大利用的改进建议。 前期准备 探究·实践：调查当地生态系统的能量流动情况。 ①明确该次调查活动的目的要求 ②选择要调查的生态系统，确定边界 ③确定小组分组名单，做好分工。 ④拟定具体的调查计划。 ⑤准备好调查工具∶ ⑥实地调查∶需要准备当地动植物分类图鉴（铁锹、水桶等工具）文献调查、访谈调查∶记录本、手机（拍照、记录）和相关书籍资料 二、研究能量流动的实践意义 15 某小组同学准备对当地稻田生态系统进行调查，他们设计的调查问题如下： ①该稻田除水稻外，还有哪些生产者? 农民用什么方法控制这些生产者的数量? ②初级消费者有哪些?他们对水稻有利还是有害? 对这些初级消费者农民分别采取了哪些措施? ③次级消费者有哪些?他们与水稻是什么关系? ④农民对水稻秸秆是如何处理的? ⑤农民利用什么方法提高水稻的光能利用率? 应用生态金字塔原理分析，提出使该地生态系统中能量得到最大利用的改进建议。 探究·实践：调查当地生态系统的能量流动情况。 前期准备 二、研究能量流动的实践意义 16 资料1：拍摄的稻田生态系统中部分生物的照片。 资料2：当地农民对害虫、杂草、秸秆的处理措施 青蛙 水稗草 陌上菜 跳蛛 田螺 鸭舌草 稻螟虫 对水稻秸秆的处理：部分喂牛、部分焚烧 水稻的根在田中沤肥。 对杂草与害虫：使用除草剂与杀虫剂处理。 应用生态金字塔原理分析，提出使该地生态系统中能量得到最大利用的改进建议。 探究·实践：调查当地生态系统的能量流动情况。 调查结果 二、研究能量流动的实践意义 17 ①通过查阅调查的图片资料，分析该生态系统的组成成分有哪些？ 稻田生态系统的组成成分∶ 非生物的物质与能量∶阳光、空气、水分、热、土壤、无机盐等 生产者∶水稻、鸭舌草、稗草等12种杂草、浮游植物 消费者∶以水稻叶为食的昆虫∶稍娱虫、稻飞虱、黑尾叶蝉等 捕食害虫的动物∶蜘蛛（包括圆蛛、跳蛛、小黑妹）、青蛙等 以浮游植物为食的动物∶ 浮游动物、底栖动物（田螺、摇蚊） 分解者∶土壤中微生物、水中底栖动物∶田螺、摇蚊、蚯蚓等动物 应用生态金字塔原理分析，提出使该地生态系统中能量得到最大利用的改进建议。 探究·实践：调查当地生态系统的能量流动情况。 结果分析 二、研究能量流动的实践意义 18 ②绘制该生态系统的部分能量流动图，思考稻田生态系统中生产者的主体是什么？其他生产者、初级消费者、次级消费者分别有哪些？它们与农作物是什么关系？有害还是有益？ 太阳能 水稻 稻飞虱 稻螟虫 青蛙 跳蛛 鸭舌草 水稗草 应用生态金字塔原理分析，提出使该地生态系统中能量得到最大利用的改进建议。 探究·实践：调查当地生态系统的能量流动情况。 结果分析 二、研究能量流动的实践意义 19 ③将害虫与益虫进行归类，简化表示该生态系统能量流动关系 应用生态金字塔原理分析，提出使该地生态系统中能量得到最大利用的改进建议。 探究·实践：调查当地生态系统的能量流动情况。 结果分析 二、研究能量流动的实践意义 20 ④结合以上分析，提出提高稻田产量，使稻田能量最大限度流入人类的新措施。 提高水稻光合效率、减少杂草的竞争、减少害虫取食造成能量流失 是否有将害虫与杂草中能量通过二次转化，被人类利用的方法呢？ 应用生态金字塔原理分析，提出使该地生态系统中能量得到最大利用的改进建议。 探究·实践：调查当地生态系统的能量流动情况。 结果分析 二、研究能量流动的实践意义 21 对策1：稻--鸭共作稻田生态系统 水稻田生态系统营养结构更加完善，系统的功能整合特性得到发挥 探究·实践：调查当地生态系统的能量流动情况。 对策2：水稻秸秆养殖蘑菇、生产沼气 饲料 稻谷 人类 秸杆 粪 一级利用 牛 太阳能 二级利用 焚烧 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 实现能量多级利用，从而大大提高能量的利用率 二、研究能量流动的实践意义 22 （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。 如，间作套种、多层育苗、稻—萍—蛙等立体农业生产方式。 多层育苗 稻—萍—蛙 间作套种 二、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； 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 二、研究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 二、研究能量流动的实践意义 课堂练习 3.关于生态系统能量流动的原理在实践中应用的叙述，错误的是( ) A. 除虫除草可以让农田生态系统中的能量流向对人类更有意义的部分 B. 多途径利用农作物可提高该系统的能量利用率 C. 根据草场能量流动的特点，可以合理确定草场的载畜量 D. 沼渣、沼液作为肥料还田，能使能量循环利用 D 4.稻田里，农民要拔掉稗草；鱼塘中，人们要不断清除肉食性的“黑鱼”，用生态学的观点看，这是为了(　　) A．保持生态平衡 B．保持生物群落的单一性 C．调整生态系统中的能量流动方向 D．使物质能够尽快地循环流动 C 5.如图是近年在某地试验成功并大范围推广的生态农业模式，下列有关此生态系统的叙述中，错误的是(　　) 课堂练习 D A．图中位于第二营养级的生物有螺、昆虫、鸭 B．鸭和螺之间是捕食与种间竞争关系 C．该生态系统中鸭所同化的能量来自生产者固定的太阳能和饲料中的化学能 D．拔去田地中的杂草可以提高生态系统的能量传递效率 归纳总结 28 $$