生態(tài)系統(tǒng)的能量流動（第1課時） 【知識精講+備課精研+高效課堂】 高二生物 （人教版2019選擇性必修2）

第2課

生態(tài)系統(tǒng)的能量流動第1課時：生態(tài)系統(tǒng)的能量流動第三單元能量流動的過程01能量流動的特點02方案1方案2選擇人數(shù)：選擇人數(shù)：先后一部分吃雞蛋一部分能量流動的過程能量輸入種群能量儲存能量散失能量輸入某營養(yǎng)級能量儲存能量散失科學方法：研究能量流動的基本思路

能量流經(jīng)一個種群的情況可以圖示如下：能量輸入個體1個體2個體3……儲存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能量儲存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能量儲存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能量以個體為研究對象，有很大的局限性和偶然性，如果個體死亡，數(shù)據(jù)可能不準確；不同個體間差異過大。

如果將這個種群作為一個整體來研究，則左圖可以概括成下圖形式，從中可以看出分析能量流動的基本思路。如果以種群為研究對象，能量流動的渠道為食物鏈，可能因為食物網(wǎng)的復(fù)雜性而影響結(jié)果的準確性。

如果將一個營養(yǎng)級的所有種群作為一個整體，那么左圖將概括為何種形式呢？

可以比較精確地測量每一個營養(yǎng)級能量的輸入值和輸出值。能量流動的過程深入內(nèi)部考察個體

生態(tài)系統(tǒng)能量流動的研究一般在群體水平上進行。將群體視為一個整體進行研究是系統(tǒng)科學常用的研究方法。整合局部環(huán)節(jié)規(guī)律探索系統(tǒng)動態(tài)規(guī)律科學方法：研究能量流動的基本思路能量流動的過程第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級論證方案2（生產(chǎn)者）（初級消費者）（次級消費者）食物鏈1：第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級（生產(chǎn)者）（初級消費者）食物鏈2：能量流動的過程有多少能量能夠從玉米最終流向魯濱孫？第一營養(yǎng)級（生產(chǎn)者）的能量來源及去路第二營養(yǎng)級（初級消費者）的能量來源及去路第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級論證方案2（生產(chǎn)者）（初級消費者）（次級消費者）食物鏈1：能量流動的過程①閱讀課本P55第一、二段內(nèi)容，小組討論學案中問題：

玉米的能量來自哪里？

照射在玉米上的太陽能都被吸收了嗎？

玉米吸收太陽能后，以何種形式儲存？有哪些去向？②完成玉米的能量流動示意圖：將以下內(nèi)容填入學案示意圖的方格中（自身呼吸作用以熱能散失、用于自身生長發(fā)育繁殖、殘枝敗葉、被分解者利用、雞攝入）A.玉米(第一營養(yǎng)級)的能量流動情況①限時4分鐘，請小組所有成員全力以赴②確定小組發(fā)言人，做好展示準備，并做好點評準備玉米雞人論證方案2食物鏈1：能量流動的過程玉米固定的太陽能呼吸作用散失用于自身生長發(fā)育繁殖雞攝入分解者利用光合作用固定(同化)散失呼吸作用散失枯枝敗葉玉米固定的太陽能的去向：呼吸作用散失；雞攝入；分解者利用A.玉米(第一營養(yǎng)級)的能量流動情況大部分同化量=生產(chǎn)者固定的太陽能總量能量流動的過程①閱讀P55圖3-5，小組討論學案中問題：

母雞的能量來自哪里？

這些能量都被母雞吸收了嗎？

母雞吸收能量后，以何種形式儲存？有哪些去向？②完成雞的能量流動示意圖。將以下內(nèi)容填入學案示意圖的方格中（糞便、雞同化量、自身呼吸作用以熱能散失、用于自身生長發(fā)育繁殖、遺體殘骸、被分解者利用、人攝入量）①限時4分鐘，請小組所有成員全力以赴②確定小組發(fā)言人，做好展示準備，并做好點評準備B.雞(第一營養(yǎng)級)的能量流動情況能量流動的過程呼吸作用散失用于自身生長發(fā)育繁殖雞攝入糞便雞同化遺體殘骸人攝入分解者利用（呼吸作用散失）—=雞糞便中能量是誰的能量？屬于玉米同化量雞的同化量去向有：呼吸作用散失；人攝入；分解者利用同化量攝入量糞便量B.雞(第二營養(yǎng)級)的能量流動情況能量流動的過程呼吸作用散失用于自身生長發(fā)育繁殖人攝入糞便人同化遺體殘骸最高營養(yǎng)級的能量去向：呼吸作用散失；分解者利用C.人(第三營養(yǎng)級)的能量流動情況分解者利用（呼吸作用散失）屬于上一營養(yǎng)級的同化量能量流動的過程玉米人論證方案2食物鏈2：同理，食物鏈2中玉米、人的能量的來源、去向與食物鏈1的相關(guān)途徑是相同的模型構(gòu)建1：構(gòu)建食物鏈的能量流動模型小組合作，利用所提供的材料，用箭頭表示能量的來源和去路，在展板上嘗試構(gòu)建該食物鏈完整的能量流動模型。（限時2分鐘）能量流動的過程呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用生產(chǎn)者（綠色植物）初級消費者（植食性動物）次級消費者（肉食性動物）三級消費者（肉食性動物）呼吸作用……分解者注意：每個箭頭及箭頭的方向大小、菱形方塊的大小代表什么含義？初級消費者糞便中的能量屬于以上哪個顏色箭頭的部分？模型構(gòu)建1：構(gòu)建食物鏈的能量流動模型1.能量流動的過程能量流動的過程能量來源呼吸作用散失太陽能生產(chǎn)者能量去路每個營養(yǎng)級總能量固定的太陽能總量各級消費者上一個營養(yǎng)級生產(chǎn)者：各級消費者：同化總量=攝入量-糞便量流入下一營養(yǎng)級被分解者利用未利用均屬于用于自身生長、發(fā)育和繁殖的部分模型構(gòu)建2：構(gòu)建某一營養(yǎng)級的能量流動模型1.能量流動的過程能量流動的過程例如：玉米→雞→人青草未捕食被捕食未攝入攝入未同化（如糞便等：能量屬于上一級）同化呼吸消耗構(gòu)成機體（生長、發(fā)育、繁殖）分解者利用被捕食（下一營養(yǎng)級）未利用同化量＝攝入量－糞便量模型構(gòu)建3：能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級的過程1.能量流動的過程能量流動的過程遵循能量守恒定律。能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動、轉(zhuǎn)化后，一部分儲存在生態(tài)系統(tǒng)生物體的有機物中，另一部分在呼吸作用中以熱能的形式散失，兩者之和與流入生態(tài)系統(tǒng)的能量相等。討論1：生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒定律？為什么？思考?討論：生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動方框大小、箭頭粗細1.能量流動的過程能量流動的過程不能，能量流動是單向的。討論2：流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到這個生態(tài)系統(tǒng)中來？為什么？思考?討論：生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動方框大小、箭頭粗細1.能量流動的過程能量流動的過程由于每一營養(yǎng)級和分解者都需要呼吸作用以熱能的形式散失掉一部分能量方案1方案2方案一能讓你維持更長的時間來等待救援先后一部分吃雞蛋一部分能量流動的過程枯枝敗葉遺體遺體遺體生物群落環(huán)境輸入輸出2.能量流動的概念生態(tài)系統(tǒng)中能量的

的過程輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失散失：通過各營養(yǎng)級及分解者的呼吸作用以熱能形式散失輸入:生產(chǎn)者通過光合作用固定的太陽能總量傳遞：以有機物中化學能的形式沿著食物鏈（網(wǎng)）傳遞

：光能

有機物中化學能

熱能轉(zhuǎn)化（其次還有化能合成作用）能量流動的過程能量流動的特點RaymondLindeman對能量流動做了定量分析《生態(tài)學的營養(yǎng)動態(tài)概說》

林德曼（1915-1942）賽達伯格湖優(yōu)點：小、簡單、穩(wěn)定思考?討論：分析賽達伯格湖的能量流動深1米，面積為14480平方米，湖岸線長500米。湖底深度一致、性質(zhì)均一，沒有大的波浪。能量流動的特點A.用表格的形式，將圖中的數(shù)據(jù)進行整理，并計算“流出”該營養(yǎng)級的能量占“流入”該營養(yǎng)級能量的百分比。B.通過以上分析，請總結(jié)出能量流動的特點并分析原因。思考?討論：分析賽達伯格湖的能量流動①限時3分鐘，請小組所有成員全力以赴②確定小組發(fā)言人，做好展示準備，并做好點評準備能量流動的過程輸入能量（同化量）流入下一營養(yǎng)級呼吸散失分解者利用未利用出入比生產(chǎn)者

植食性動物

肉食性動物

464.662.812.613.5%20%62.896.312.529312.618.82.129.37.5微量5.0/能量傳遞效率輸出（去路）逐級遞減單位（焦/厘米2·年）未利用：指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一個營養(yǎng)級和分解者利用的能量。（定時定量分析）能量傳遞效率=某一營養(yǎng)級的同化量上一營養(yǎng)級的同化量×100%模型構(gòu)建4：構(gòu)建能量流動的數(shù)學模型能量流動的過程賽達伯格湖能量流動圖解(1)從方向上看：單向流動在生態(tài)系統(tǒng)中，能量流動只能沿著_____由___營養(yǎng)級流向____營養(yǎng)級，不可_____，也不能_________；①生物之間的捕食關(guān)系是長期自然選擇的結(jié)果，一般不可逆轉(zhuǎn)；

②各營養(yǎng)級呼吸作用散失的熱能無法再利用。食物鏈低高逆轉(zhuǎn)循環(huán)流動原因：能量流動的過程賽達伯格湖能量流動圖解(1)從方向上看：單向流動在生態(tài)系統(tǒng)中，能量流動只能沿著_____由___營養(yǎng)級流向____營養(yǎng)級，不可_____，也不能_________；食物鏈低高逆轉(zhuǎn)循環(huán)流動討論1：從方向上看，能量流動是否會逆轉(zhuǎn)，能不能循環(huán)流動？為什么？流出的能量能否再次回到相應(yīng)的營養(yǎng)級？（1）生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級間取食和被食的關(guān)系是不可逆的。（2）各營養(yǎng)級通過呼吸作用散失的熱能不能再被生物利用。不會逆轉(zhuǎn)，不能循環(huán)流動。因為：能量流動的過程賽達伯格湖能量流動圖解(2)從數(shù)值上看：逐級遞減①各營養(yǎng)級的生物都會因自身呼吸作用散失掉一部分能量。②各營養(yǎng)級能量都要有一部分流入分解者。③各營養(yǎng)級生物都不能全部被下一營養(yǎng)級捕食,各個營養(yǎng)級能量都有一部分未利用。原因：（能量傳遞效率為10%～20%）討論2：從能量傳遞效率上看，能量為什么不能百分之百從一個營養(yǎng)級流到下一個營養(yǎng)級？能量流動的過程賽達伯格湖能量流動圖解(2)從數(shù)值上看：逐級遞減不矛盾。能量在流動過程中逐級遞減，指的是流入各個營養(yǎng)級的能量。能量守恒定律可以用于衡量流入某個生態(tài)系統(tǒng)的總能量，總能量=儲存在生態(tài)系統(tǒng)(生物體的有機物)中的能量+被各個營養(yǎng)級的生物利用、散發(fā)至非生物環(huán)境中的能量。因此，雖然能量在流動過程中逐級遞減，但總能量依然遵循能量守恒定律。討論3：能量在流動過程中逐級遞減，與能量守恒定律矛盾嗎？為什么？(1)從方向上看：單向流動任何生態(tài)系統(tǒng)都需要不斷得到來自系統(tǒng)外的能量補充，以便維持生態(tài)系統(tǒng)的正常功能能量流動的過程例1.(2022·衡水高二開學考試)在分析生態(tài)系統(tǒng)的能量流動時經(jīng)常涉及“總能量”、“攝入量”、“輸入量(輸入到某一營養(yǎng)級的能量)”、“同化量”、“糞便量”、“能量傳遞效率”等說法,則下列說法中正確的是(

)A.太陽輻射到某一生態(tài)系統(tǒng)中的能量即為輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量B.生產(chǎn)者積累的有機物中的能量為輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量C.某一營養(yǎng)級生物的攝入量減去糞便量,為該營養(yǎng)級生物同化量D.相鄰兩營養(yǎng)級生物中高營養(yǎng)級與低營養(yǎng)級生物的攝入量之比表示能量傳遞效率C附3：某生態(tài)系統(tǒng)中存在如圖所示的食物網(wǎng)，如將丙的食物比例由甲：乙=1：1調(diào)