3.2生态系统的能量流动-生态农业的能量谜题（情境课件）生物人教版选择性必修2

人教版选择性必修2 生态农业的能量谜题 第3章 生态系统及其稳定性第2节 生态系统能量流动 目录 生命观念 1.通过分析 “鸭 — 蛙 — 稻” 系统的能量输入、传递、转化与散失路径，理解生态系统能量流动的整体性，深化物质与能量观。 科学思维 1.构建该生态系统的能量流动模型，通过定量分析推导能量流动特点，提升建模、数据分析与逻辑推理能力。 2.围绕 “鸭 — 蛙 — 稻” 模式的能量利用优势开展小组探究，学会运用科学方法分析农业生态系统的能量关系。 社会责任 1.结合石首市生态种植案例，认识能量流动规律在绿色农业中的应用价值，树立生态保护、可持续发展的意识，理解 “生态变现” 的现实意义。 素 养 目 标 情境导入 生态农业的能量谜题 鸭一蛙一稻 情境启思 生态农业的能量谜题 “鸭一蛙一稻”种植模式。这种绿色生态的种植模式,可以做到全程不用农药和化肥,既省工节本,又保护了生态环境,种出的稻米更香,农民的种植收益还实现了翻倍增长。 能量在生态系统中是怎样流动的？ 过渡 玉米 蝗虫 青蛙 蛇 老鹰 太阳 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。 长体重（能量储存） 呼吸消耗 排遗物 食物 （能量输入） 人 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？ 情境串讲 一、能量流动的概念 5 能量输入 种群 能量储存 能量散失 能量输入 某营养级 能量储存 能量散失 科学方法：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 个体3 …… 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 储存在体内的能量 呼吸作用散失的能量 以个体为研究对象，有很大的局限性和偶然性，如果个体死亡，数据可能不准确；不同个体间差异过大。 如果将这个种群作为一个整体来研究，则左图可以概括成下图形式，从中可以看出分析能量流动的基本思路。 如果以种群为研究对象，能量流动的渠道为食物链，可能因为食物网的复杂性而影响结果的准确性。 如果将一个营养级的所有种群作为一个整体，那么左图将概括为何种形式呢？ 可以比较精确地测量每一个营养级能量的输入值和输出值。 情境串讲 一、能量流动的概念 深入内部考察个体 生态系统能量流动的研究一般在群体水平上进行。将群体视为一个整体进行研究是系统科学常用的研究方法。 整合局部 环节规律 探索系统 动态规律 科学方法：研究能量流动的基本思路 情境串讲 一、能量流动的概念 7 情境串讲 二、能量流动的过程 写出“鸭 — 蛙 — 稻” 田中的主要食物链？ 水稻→害虫 人 青蛙 鸭 ①阅读课本P55第一、二段内容，思考以下问题： 水稻的能量来自哪里？ 照射在水稻上的太阳能都被吸收了吗？ 水稻吸收太阳能后，以何种形式储存？有哪些去向？ ②完成水稻的能量流动示意图：（包括水稻同化量、自身呼吸作用以热能散失、用于自身生长发育繁殖、残枝败叶、被分解者利用、害虫摄入） A.水稻(第一营养级)的能量流动情况 情境串讲 二、能量流动的过程 太阳能大都被地球表面的大气层吸收，散射和反射了，只有大约1%以可见光的形式被生产者通过光合作用固定。这样，太阳能就输入到了生态系统的第一营养级。 第一营养级同化量= 生产者固定的太阳能 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，并且储存能量的变化过程。 情境串讲 二、能量流动的过程 99% 散失 1% 同化 分解者利用 残枝 败叶 呼吸作用 散失 生产者所 固定的太阳能 用于生长 发育和繁殖 初级消费者 （植食性动物） 去路：呼吸作用散失，分解者利用，害虫摄入。 太阳能 有机物中化学能 热能 转化 1.分析水稻固定的能量的去路有哪些？并构建第一营养级能量流动模型？ 你能说出第一营养级能量“一来二去”，“一来三去”吗？ 情境串讲 二、能量流动的过程 ①阅读P55图3-5，思考以下问题： 害虫的能量来自哪里？ 这些能量都被害虫吸收了吗？ 害虫吸收能量后，以何种形式储存？有哪些去向？ ②完成害虫的能量流动示意图。 （包括：摄入量、粪便量、害虫同化量、自身呼吸作用以热能散失、用于自身生长发育繁殖、遗体残骸、被分解者利用、下一营养级摄入量） B.害虫(第二营养级)的能量流动情况 情境串讲 二、能量流动的过程 2.分析害虫同化量的去路有哪些？并构建第二营养级能量流动模型？ 去路：呼吸作用散失，分解者利用，青蛙和鸭摄入。 遗体残骸 呼吸作用 热能散失 粪便 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 B.害虫(第二营养级)的能量流动情况 请说出第二营养级能量“一来二去”，“一来三去”？ 情境串讲 二、能量流动的过程 3.摄入量指植食性动物取食的总量，即食物总量；同化量是指该动物经过消化和吸收后转化为自身的能量。请回答下列问题： 同化量＝摄入量－粪便量(或摄入量＝同化量＋粪便量)。 (2)输入初级消费者的能量是哪部分？初级消费者粪便中的能量属于哪个营养级？ (1)请写出摄入量和同化量之间的关系。 属于上一营养级的同化量 输入初级消费者的能量是初级消费者同化的能量。 初级消费者粪便中的能量属于第一营养级。 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 流入下一营养级 被分解者利用 均属于用于自身生长、发育和繁殖的部分 利用箭头和文字表示能量的来源和去路，尝试构建该食物链完整的能量流动模型。 归纳总结 各营养级的能量来源和去路 生产者 呼吸 初级消费者 呼吸 次级消费者 分 解 者 … 呼吸 三级消费者 呼吸 呼吸 生产者固定的太阳能总量为流经这个生态系统的总能量 输入 传递 散失 以有机物的形式沿食物链向下一营养级传递 ①能量流动的渠道是 。 ②能量散失的途径是各种生物的 (代谢过程)。 ③流动过程中能量的转化是太阳能→ → 。 食物链和食物网 呼吸作用 有机物中的化学能 热能 情境串讲 二、能量流动的过程 15 15 (1)生态系统中能量散失的途径和形式分别是什么？ 太阳能 热能形式 (2)初级消费者粪便中的能量属于以上哪个箭头的部分？ ① ② ③ ④ ⑤ (3)哪些或哪个箭头代表初级消费者的同化量？ ①或②＋③＋⑤ (4)哪些箭头代表初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量？ ①－③或②＋⑤ ④ 现学现用 能量流动的过程 情境串讲 二、能量流动的过程 思考•讨论 生态系统中能量流动 3.流向分解者的能量，能否流向生产者？消费者呢？ 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？ 流向分解者的能量，可流向消费者（食用菌），不能流向生产者。 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。 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？ 能量流动是单向的 ①源头： 。 ②起点：从 开始。 ③流入生态系统总量： 。 ④主要方式：__________。 ⑤能量转化： 。 能量流动 概念 生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程 过 程 输入 生产者固定太阳能 生产者固定的太阳能总量 光能 化学能 光合作用 ①传递渠道： 。 ②传递过程： 食物链和食物网 传递 转化 太阳能 化学能 热能 ATP中活跃的化学能 散失 ①大部分热能形式散失， ②需要分解者的分解作用和每一级生物的呼吸作用 生产者→初级消费者→次级消费者…… 太阳能 归纳总结 能量流动 18 1.大象是植食性动物，有一种蜣螂专门以象粪为食，设大象在某段时间所同化的能量为107 kJ，则这部分能量中流入蜣螂体内的约为（ ） A.0 kJ B.106 kJ C.2×106 kJ D.106～2×106 kJ 即学即练 能量流动 蜣螂属于分解者不属于食物链，象粪不属于大象的同化量，属于植物的同化量 A A.图中B表示同化的能量 B.图中C表示流入下一营养级的能量 C.图中D表示通过呼吸作用散失的能量 D.图中a值与c＋d＋e的值相同 1.如图表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图，其中a～g表示能量值。若图中A表示某食物网中第二营养级所摄入的全部能量。下列说法不正确的是（ ） 用于自身生长发育繁殖的能量 即学即练 能量流动 B 情境串讲 三、能量流动的特点 思考•讨论 生态系统中能量流动 Raymond Lindeman 林德曼（1915-1942） 赛达伯格湖 1941年美国耶鲁大学生态学家林德曼发表了《一个老年湖泊内的食物链动态》的研究报告。他对50万平方米的赛达伯格湖作了野外调查和研究后用确切的数据说明，生物量从绿色植物向食草动物、食肉动物等按食物链的顺序在不同营养级上转移。 情境串讲 三、能量流动的特点 思考•讨论 生态系统中能量流动 输入能量 （同化量） 呼吸散失 分解者利用 未利用 流入下一营养级(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 能量流动过程中逐级递减 1.用表格的形式，将图中的数据进行整理。 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） 情境串讲 三、能量流动的特点 思考•讨论 生态系统中能量流动 = + + + = + + + 23 输入能量 （同化量） 呼吸散失 分解者利用 未利用 流入下一营养级(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 情境串讲 三、能量流动的特点 思考•讨论 生态系统中能量流动 = + + + = + + + 2.计算“流出”该营养级能量占“流入”该营养级能量的百分比。 20.06% 13.52% 能量传递效率 = 下一营养级同化量 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% 24 输入能量 （同化量） 呼吸散失 分解者利用 未利用 流入下一营养级(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 情境串讲 三、能量流动的特点 思考•讨论 生态系统中能量流动 = + + + = + + + 3.流入某一营养级的能量，为什么不会百分之百地流到下一个营养级？ 20.06% 13.52% 流入某一营养级的能量除了流入下一营养级之外，还有： ①一部分通过该营养级的呼吸作用散失； ②一部分作为排遗物、遗体或残枝败叶被分解者利用； ③一部分未被利用 25 情境串讲 三、能量流动的特点 思考•讨论 生态系统中能量流动 4.从方向上看，能量流动是否会逆转，能不能循环流动？为什么？ 不会逆转，不能循环流动。因为： ①生态系统各营养级间取食和被食的关系是不可逆的。 ②各营养级通过呼吸作用散失的热能不能再被生物利用。 通过以上分析，你能否总结出能量流动的特点？ 过渡 情境串讲 三、能量流动的特点 能量流动的特点: 各个营养级的顺序是不可逆的 两个营养级之间传递效率为10％～20％ 自身呼吸消耗、被分解者分解、暂时未被利用。 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。 表现： 原因： 逐级递减 规律： 原因： 能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级 各个营养级的能量总是以呼吸散失热能。 单向流动 不矛盾。能量在流动过程中逐级递减，指的是流入各个营养级的能量。能量守恒定律可以用于衡量流入某个生态系统的总能量，总能量=储存在生态系统(生物体的有机物)中的能量+被各个营养级的生物利用、散发至非生物环境中的能量。因此，虽然能量在流动过程中逐级递减，但总能量依然遵循能量守恒定律。 能量在流动过程中逐级递减，与能量守恒定律矛盾吗？为什么？ 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。 情境串讲 三、能量流动的特点 旁栏思考P56 能量传递效率的计算公式： （1）能量传递效率 = 下一营养级同化量 上一营养级同化量 ×100% （2）在食物网中能量传递效率“最值”计算 正推：知低营养级求高营养级 获能量最多 选最短食物链，按×20%计算 获能量最少 选最长食物链，按×10%计算 逆推：知高营养级求低营养级 需能量最多 选最长食物链，按÷10%计算 需能量最少 选最短食物链，按÷20%计算 两个营养级之间，不是两个体之间 方法技巧 能量传递效率的计算 思考：输入初级消费者的能量的去路有哪些？如果定时定量还要增加哪项去路？ 一部分流入下一个营养级； 一部分被分解者分解利用； 一部分通过呼吸作用以热能形式散失。 分解者利用(f) 呼吸作用 呼吸 作用 散失 遗体残骸 初级消费者摄入(a) 初级消费者同化(b) 用于生长发育和繁殖(e) 次级消费者摄入(i) (d) 散失 粪便 (c) 未被利用(j) 思考：最高营养级同化的能量去向有哪些？ ①呼吸作用中以热能的形式散失； ②以遗体残骸的形式被分解者利用； （最高营养级没有流入下一营养级的能量去向） 未被利用(j) 现学现用 能量流动的过程 分解者利用(f) 呼吸作用 呼吸 作用 散失 遗体残骸 初级消费者摄入(a) 初级消费者同化(b) 用于生长发育和繁殖(e) 次级消费者摄入(i) (d) 散失 粪便 (c) 未被利用(j) 请说出第二营养级能量“一来二去”？ “一来三去”？“一来四去” b＝ 思考：结合右图找出以下相关量的关系： a-c d+e d+(f-c)+i ＝ ＝ e＝ b-d j+(f-c)+i ＝ a＝ b+c 现学现用 能量流动的过程 请归纳某营养级能量去向 某营养级同化量 呼吸作用中以热能形式散失 用于自身生长、发育和繁殖 被分解者分解利用 流入下一营养级 最高营养级没有这一去向 请归纳某营养级的能量某段时间内的能量去向 某营养级同化量 呼吸作用中以热能形式散失 用于自身生长、发育和繁殖 被分解者分解利用 流入下一营养级 未利用 归纳总结 同化量的去路 1）并不是所有生态系统的能量输入都只有生产者： 人工鱼塘等生态系统的输入能量还包括饲料中有机物中的能量。 2）能量流动并不是只在食物链、食物网中： 生产者、消费者、分解者的遗体中的能量会流入分解者。、 3）生产者同化的能量，就是生产者通过光合作用制造的有机物种的能量，即光合作 用总量。用于生产者自身生长、发育和繁殖的能量：需除去其呼吸消耗的能量，即净光合量。 4）初级消费者同化量中流入分解者的能量 = 初级消费者遗体残骸+次级消费者粪便中所含的能量。 5）任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以维持生态系统的正常功能。 归纳总结 能量流动的几点总结 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，方框大小表示所含能量的多少)。下列叙述不正确的是（ ） 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D2/D1×100% C.流入初级消费者的能量 为(A2＋B2＋C2＋D2) D.图解表明能量流动的特 点是单向流动、逐级递减 B 即学即练 能量流动 呼吸作用散失 未利用 分解者分解利用 流入下一营养级 流入初级消费者D1 D1/W1×100% 通过食物链（植物→兔子→猫头鹰），猫头鹰增重20g×2/5=8g，最少需要消费植物的量为8g÷20%÷20%=200g；通过食物链（植物→鼠→猫头鹰），猫头鹰增重20g×2/5=8g，最少需要消费植物的量为8g÷20%÷20%=200g；通过食物链（植物→鼠→蛇→猫头鹰），猫头鹰增重20g×1/5=4g，最少需要消费植物的量为4g÷20%÷20%÷20%=500g。所以合计需要消费植物200g+200g+500g=900g。 4.如图所示为一个食物网，假如鹰的食物有2/5来自兔、2/5来自鼠、1/5来自蛇，且每条食物链的传递效率相同。那么鹰若要增加20g体重，至少需要消耗植物（ ） A.900 g B.500 g C.200 g D.600 g A 即学即练 能量流动 通过食物链（植物→兔子→猫头鹰），猫头鹰增重20g×2/5=8g，最少需要消费植物的量为8g÷20%÷20%=200g； 通过食物链（植物→鼠→猫头鹰），猫头鹰增重20g×2/5=8g，最少需要消费植物的量为8g÷20%÷20%=200g； 通过食物链（植物→鼠→蛇→猫头鹰），猫头鹰增重20g×1/5=4g，最少需要消费植物的量为4g÷20%÷20%÷20%=500g。 所以合计需要消费植物200g+200g+500g=900g。 情境串讲 四、生态金字塔 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？ 1.什么是能量金字塔？有何特点及意义？ 2.什么是生物量金字塔？有何特点及意义？ 3.在什么情况下，生物量金字塔可能是上宽下窄倒置的金字塔形？ 4.什么是数量金字塔？有何特点及意义？ 5.在什么情况下，数量金字塔可能是上宽下窄倒置的金字塔形呢？ 6.列表从含义、形状、特点、意义等方面比较三种金字塔的异同。 7.研究能量流动有何实践意义？请举例说明。 请同学们自主阅读教材P57-58，完成下列问题。 情境串讲 四、生态金字塔 情境串讲 四、生态金字塔 赛达伯格湖的能量流动数据分析[单位J/(cm2·a)] 第一营养级 第二营养级 第三营养级 第四营养级 能量分析 生产者 植食性动物 肉食性动物 输入能量 464.6 62.8 12.6 1.请同学们将赛达伯格湖的能量流动数据，用相应面积的图形表示，并按营养级由低到高排列，构建能量金字塔模型 生产者 464.6 植食性动物 62.8 肉食性动物 12.6 情境串讲 四、生态金字塔 1.能量金字塔 通常都是上窄下宽的金字塔形 能量在流动中总是逐级递减的 （1）概念： （2）意义： （3）特点： 原因： 直观的反映出生态系统各营养级间能量的关系 第一营养级 第二营养级 第三营养级 第四营养级 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次序排列，可形成一个金字塔图形，叫作能量金字塔。 情境串讲 四、生态金字塔 2.生态学家调查了不同生态系统中的生物个体数量和生物量(调查数据中排除了微生物和土壤动物)，所得数据如表格所示。P代表生产者，C1、C2、C3依次代表初级、次级和三级消费者。 资料1　夏季两个生态系统的生物个体数量统计表，单位为个·hm－2。 名称 某草地 某温带森林 P 15 000 000 2 000 C1 2 000 000 1 500 000 C2 900 000 1 200 000 C3 10 20 某草地 某温带森林 情境串讲 四、生态金字塔 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： 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 也可呈上宽下窄 的金字塔形，如 。 倒置 树和昆虫 情境串讲 四、生态金字塔 资料2　夏季两个生态系统的生物量统计表，单位为g·m－2。 营养级 某湖泊 某海域 生产者 96 4 初级消费者 11 21 次级消费者 4 － (2)根据资料2，分别建构两个生态系统的生物量金字塔。 某湖泊 某海域 第一营养级 第二营养级 第三营养级 营养级 生物量 （g∙m-2） 4 11 96 生物量（g∙m-2） — 21 4 分析:生物量金字塔出现上宽下窄倒置的金字塔形的原因。 　海洋生态系统中，浮游植物个体小，世代周期短，又不断被捕食，因而某一时间调查到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多。 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： 大多呈 的金字塔。 上窄下宽 第一营养级 第二营养级 第三营养级 第四营养级 营养级 809 37 11 1.5 干重 g/m2 情境串讲 四、生态金字塔 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。 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？ 情境串讲 四、生态金字塔 44 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，每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，每营养级所容纳的有机物的总干重 一般为正金字塔,有时会出现倒金字塔形 一般生物量随食物链中营养级的升高而减少 单位时间内，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 注意：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 归纳总结 生态金字塔 5.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 即学即练 生态金字塔 C 生产者 三级消费者 单向流动、逐级递减，不能循环利用 6.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 　金字塔通常呈现图丙所示形态 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 即学即练 生态金字塔 C 可呈倒置金字塔 思维训练 分析和处理数据 1926年，美国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10000株，质量为6000 kg。通过对玉米植株的化学成分进行分析，计算出其中共含碳2675 kg，折算为葡萄糖6687 kg。 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1.6×104 kJ能量。 4.在整个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能总量为8.5×109kJ。 思维训练 分析和处理数据 1.这些玉米的含碳量折算合成葡萄糖是多少？这些葡萄糖储存的能量是多少？ 葡萄糖为：（12+18）/12×2675=6687.5kg 储存的能量为：6687.5×1.6×104 =1.07×108KJ 2.这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？ 2045×1.6×104KJ=3.272×107 KJ 思维训练 分析和处理数据 3.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？ 呼吸消耗能量占固定太阳能的比例为：3.272×107/1.3972×108=23.4％ 玉米固定的太阳能总量是：1.07×108+3.272×107=1.3972×108 4.这块玉米田的太阳能利用效率是多少？ 利用效率=1.3972×108/8.5×109=1.64% 思维训练 分析和处理数据 生态系统的能量流动是单向的、逐级递减的，人类无法改变这一规律，那么如何利用这一规律来指导生活和生产实践呢？ 1.间作套种、多层种植、稻-萍-蛙、立体栽培 2.秸秆还田 3.玉米田除虫 4.草原合理确定载畜量：放的牲畜太少不能充分利用牧草提供的能量，放牧过多会造成草场退化，使得畜产品产量下降。 请同学们自主阅读教材P58，思考下列做法的意义： 情境串讲 五、研究能量流动的实践意义 情境串讲 五、研究能量流动的实践意义 间作套种 多层种植 稻-萍-蛙 立体栽培 1.增大流入生态系统的总能量 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。 思考：为什么可以增加流入生态系统的总能量？ （2）不同层次的作物利用不同强度的太阳能； （3）适当提高了种植密度，能利用更多的太阳能 （1）充分利用了空间； （下图是两个农业生态系统的模式图。图a中农作物为人类提供的食物、为家禽和家畜提供的饲料，都与图b相同。 （1）分析这两幅图， 完成这两个生态系统的能量流动图解 （2）哪个生态系统的能量能够更多地被人类利用？为什么？ 联系实际 六、研究能量流动的实践意义 情境串讲 五、研究能量流动的实践意义 2.提高能量利用率 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。 秸秆蘑菇基质 秸秆饲料 注意：是提高能量的利用率，而不是能量传递效率。 思考：从能量利用的角度分析，现代农业相较于传统农业有什么优势？ 实现了能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。 （ 能量利用率≠能量传递效率） 情境串讲 五、研究能量流动的实践意义 3.调整能量流动关系 大量牧草不能被利用，人获得的能量严重偏低 放牧量太少 短时间获取大量的能量（产品），严重破坏牧场，不能持续高产出。 过度放牧 能充分利用牧草，持续高产出。 合理放牧 思考：从能量流动的角度分析，稻田除草、除虫的意义是什么？ 调整生态系统的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。 7.下列关于生态系统能量流动的原理在实践中的应用的叙述，错误的是 A.除虫、除草可以让农田生态系统中的能量更多地流向对人类更有益的 　部分 B.多途径利用农作物可以实现对生态系统中能量的多级利用 C.根据草场能量流动的特点，可以合理确定草场的载畜量，从而保持畜 　产品的持续高产 D.“桑基鱼塘”的生产方式，在桑、蚕、鱼之间形成良性循环，将提高 　能量传递效率 即学即练 研究能量流动的实践意义 提高能量利用率 D 生态系统的能量流动 生产者固定的能量 食物链和食物网 太阳能→化学能→热能 单向流动、逐级递减，能量传递效率为10%~20% 输入 传递 途径 转化 散失 热能形式 过程 特点 研究意义 增大流入生态系统的总能量 提高能量利用率 调整能量流动关系 生态金字塔 能量金字塔、生物量金字塔、数量金字塔 课堂小结 课堂练习 能力提升 1.下图为某生态系统能量流动示意图〔单位:J/(cm2·a)〕,下列分析不正确的是(　　) A.甲为1 250 J/(cm2·a) B.乙到丙的能量传递效率为15% C.每一营养级的能量大部分用于 呼吸作用和被丁利用 D.乙的个体数目一定比甲少 D 课堂练习 能力提升 2.下图为生态系统中能量流动图解部分示意图,①②③④各代表一定的能量值,下列叙述不正确的是(　　) A.生物与生物之间的捕食关系不可逆转,所以能量流动具有单向性 B.①表示流经生态系统内部的总能量 C.各营养级间的能量传递效率一般为10%~20% D.从能量关系看②>③+④ B 课堂练习 能力提升 3.下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),下列选项中正确的是(　　) 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 C 课堂练习 能力提升 4.某同学绘制如下图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能),下列叙述错误的是(　　) A.生产者固定的总能量可表示为(A1+B1+C1+D1) B.由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/W1 C.流入初级消费者的能量为(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 课堂练习 能力提升 5.下图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图〔图中数字为能量数值,单位是J/(m2·a)〕。下列叙述正确的是(　　) A.该食物网中最高营养级为第六营养级 B.该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25% C.太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1 357 J/(m2·a) D.该食物网中的生物与非生物环境共同构成一个生态系统 B 课堂练习 能力提升 7.右图是一个农业生态系统模式图,下列关于该生态系统的叙述,错误的是(　　) A.微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量 B.沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者 C.沼渣、沼液作为肥料还田,使能量能够循环利用 D.多途径利用农作物可提高该系统的能量利用率 C 课堂练习 能力提升 8.据图判断,下列叙述不符合生态学原理的是(　　) A.能量经过多级利用,提高了能量利用率 B.每一级生产环节都获得产品,提高了生态效益和经济效益 C.由于各级产物都可以利用,减少了废物和污染 D.由于食物链延长,能量逐级损耗,系统总能量利用率降低 D 课堂练习 能力提升 9.某农场中的能量流动过程如图所示，字母A～I代表能量，其中D和G分别为第二、三营养级从上一营养级同化的能量，E和H为摄入的饲料中的能量。下列说法错误的是（ ） A．B＋C＋D是生产者用于 生长、发育、繁殖的能量 B．第一和第二营养级之间 的能量传递效率等于D/（A＋B＋C＋D）×100% C．第二和第三营养级之间的能量传递效率大于G/（D＋E）×100% D．第二、第三营养级粪便中的能量分别属于C、F D 人教版选择性必修2 感谢观看！ $