生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)課件【強(qiáng)基培優(yōu)+對(duì)點(diǎn)專(zhuān)練】 高二生物人教版選擇性必修二

第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)第3章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性

假設(shè)你像小說(shuō)中的魯濱遜那樣，流落在一個(gè)荒島上，那里除了有能飲用的水，幾乎沒(méi)有任何食物。你身邊尚存的食物只有一只母雞、15kg玉米。討論:

你認(rèn)為以下哪種生存策略能讓你維持更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)等待救援？1.先吃雞，再吃玉米。2.先吃玉米，同時(shí)用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。流落荒島應(yīng)該先吃雞，再吃玉米（即選擇1），若選擇2，則增加了食物鏈的長(zhǎng)度，能量逐級(jí)遞減，最后人獲得的能量較少。問(wèn)題探討生態(tài)系統(tǒng)中能量的______、_____、______和______的過(guò)程，稱(chēng)為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)；輸入傳遞轉(zhuǎn)化散失一.能量流動(dòng)的概念理解1.輸入(1)生態(tài)系統(tǒng)的能量來(lái)源:生產(chǎn)者的能量來(lái)源(最終源頭):________________

各級(jí)消費(fèi)者的能量來(lái)源:______________________(2)能量輸入的主要方式:

______________________________________________________________________________________(3)流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量:_________________________________________太陽(yáng)能生產(chǎn)者通過(guò)光合作用將光能轉(zhuǎn)化成為化學(xué)能，固定在它們所制造的有機(jī)物中（其次還有化能合成作用）生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能總量**若為人工生態(tài)系統(tǒng)，流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量除生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能總量，還有人為補(bǔ)充的能量（例如飼料中有機(jī)物中的能量）上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量2.傳遞(1)能量傳遞的途徑(渠道):______________________(2)能量傳遞的形式:____________________________食物鏈和食物網(wǎng)有機(jī)物中的化學(xué)能3.轉(zhuǎn)化:

_______________________________________太陽(yáng)能→有機(jī)物中的化學(xué)能→熱能4.散失(1)散失形式________________(2)散失途徑________________熱能呼吸作用科學(xué)方法研究能量流動(dòng)的基本思路能量輸入個(gè)體1儲(chǔ)存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能量個(gè)體2儲(chǔ)存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能量個(gè)體3……能量?jī)?chǔ)存種群能量散失能量輸入如果將一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)種的所有種群作為一個(gè)整體，那么應(yīng)該如何作圖？“群體”是指同一營(yíng)養(yǎng)級(jí)上的所有種群！能量輸入群體能量?jī)?chǔ)存能量散失1.能量流經(jīng)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)示意圖用于生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖初級(jí)消費(fèi)者（植食性動(dòng)物）分解者利用生產(chǎn)者（植物）1%固定(同化)殘枝敗葉99%散失呼吸作用散失二.能量流動(dòng)的過(guò)程(同化量)(凈同化量)(呼吸消耗量)二.能量流動(dòng)的過(guò)程1.能量流經(jīng)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)(生產(chǎn)者)的過(guò)程注意:同化量＝呼吸消耗量＋凈同化量

＝呼吸消耗量＋流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)＋被分解者利用(同化量)(凈同化量)(呼吸消耗量)二.能量流動(dòng)的過(guò)程1.能量流經(jīng)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)(生產(chǎn)者)的過(guò)程【思考】生產(chǎn)者同化(固定)的能量去向有哪些？①呼吸作用中以熱能的形式散失；②隨殘枝敗葉等被分解者分解而釋放出來(lái)；③流入初級(jí)消費(fèi)者(②③屬于用于自身生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖,儲(chǔ)存在有機(jī)物中的能量)注意:如果在每一時(shí)間段去分析去向，還應(yīng)有未被利用的能量(最終也將被分解者利用)。未利用二.能量流動(dòng)的過(guò)程1.能量流經(jīng)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)(生產(chǎn)者)的過(guò)程某營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量呼吸作用中以熱能形式散失用于自身生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖被分解者分解利用流入下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)1.某營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量最終去向某營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量呼吸作用中以熱能形式散失用于自身生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖被分解者分解利用流入下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)未被利用的能量2.某營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量某段時(shí)間內(nèi)的能量去向小結(jié)呼吸作用殘枝敗葉等分解者同化量=攝入量—糞便量未固的能量能量在第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)(初級(jí)消費(fèi)者)中的變化：思考:

兔子的攝入量就是兔子的同化量嗎？2.能量流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)(即中間營(yíng)養(yǎng)級(jí))的過(guò)程①輸入一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量(同化量):是指該營(yíng)養(yǎng)級(jí)

的能量，也就是

。②流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)(最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)除外)的能量可存在的去向:a.自身

；

b.流入

；

c.被

分解利用；

d.

的能量(j)。攝入能量(a)－糞便中能量(c)呼吸作用中以熱能的形式散失(d)下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)(i)分解者同化(h)未被利用注意:糞便量不是該營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量的一部分,而是上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量的一部分。【思考】第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量去向有哪些？①呼吸作用中以熱能的形式散失；②以遺體殘骸的形式被分解者利用；③流入次級(jí)消費(fèi)者（②③屬于用于自身生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量）3.能量流經(jīng)最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)示意圖最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)攝入最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化糞便分解者利用用于生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖遺體殘骸呼吸作用散失呼吸作用散失3.能量流經(jīng)最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的過(guò)程能量來(lái)源能量去路同化上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量自身呼吸作用中以熱能的形式散失沒(méi)有流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)體內(nèi)的能量去向被分解者利用未被利用的能量【思考】最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量去向有哪些？①呼吸作用中以熱能的形式散失；②以遺體殘骸的形式被分解者利用；（最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)沒(méi)有流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量去向）4.

能量流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的過(guò)程①能量流動(dòng)的渠道是

。②能量散失的途徑是各種生物的

(代謝過(guò)程)。③流動(dòng)過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化是太陽(yáng)能→

→

。食物鏈和食物網(wǎng)呼吸作用有機(jī)物中的化學(xué)能熱能思考·討論·生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)1.生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)和轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒定律？為什么？2.流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中來(lái)？為什么？

遵循能量守恒定律。能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動(dòng)、轉(zhuǎn)化后，一部分儲(chǔ)存在生態(tài)系統(tǒng)（生物體的有機(jī)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。

不能。能量流動(dòng)是單向的。營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入能量流出能量出入比生產(chǎn)者植食性動(dòng)物肉食性動(dòng)物1.用表格的形式，將圖中的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理。例如，可以將每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)上的能量“流入”和“流出”整理成為一份清單(“流出”的能量不包括呼吸作用散失的能量)。2.計(jì)算“流出”該營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量占“流入”該營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的百分比。思考·討論·分析賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)464.662.812.662.812.613.52%20.06%3.流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量，為什么不會(huì)百分之百地流到下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)?4.通過(guò)以上分析，你能總結(jié)出什么規(guī)律?思考·討論·分析賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量除了流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的之外，還有：①一部分通過(guò)該營(yíng)養(yǎng)級(jí)的呼吸作用散失；②一部分作為排遺物、遺體或殘枝敗葉被分解者利用；③一部分未被利用①生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)是單向的；②能量在流動(dòng)過(guò)程中逐級(jí)遞減；(1)單向流動(dòng)原因:在生態(tài)系統(tǒng)中，能量流動(dòng)只能從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)，_________，也________________；(2)逐級(jí)遞減原因:①某個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量,

要消耗一部分,②一部分被

利用,③末利用的能量,所以不能將全部的能量流入下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。

注意:能量傳遞效率是指相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間

的比值。一般來(lái)說(shuō),相鄰營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的傳遞效率為

。自身呼吸分解者同化量10%～20%傳遞效率=上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量×100%三.能量流動(dòng)的特點(diǎn)不可逆轉(zhuǎn)不能循環(huán)流動(dòng)規(guī)律:

食物鏈越短，能量利用率越高。能量傳遞效率與能量利用效率的比較傳遞效率=上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量×100%能量利用率=生產(chǎn)者能量流入最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量×100%【思維拓展】【檢測(cè)】如圖為生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)圖解部分示意圖（字母表示能量的多少），下列選項(xiàng)中正確的是（）A.圖中b＝h＋c＋d＋e＋f＋iB.生產(chǎn)者與初級(jí)消費(fèi)者之間的能量傳遞效率為(b/a)X100%C.“草→兔→狼”這一關(guān)系中，狼糞便的能量屬于dD.d中的能量去向是用于生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖和被分解者利用E.縮短食物鏈可以提高能量傳遞效率F.一只狼捕食了一只兔子，則這只兔子中有10%-20%的能量流入狼的體內(nèi)cb＝h＋c＝h＋f＋dc/aX100%

或(b-h)/aX100%初級(jí)消費(fèi)者同化量分解者利用呼吸作用用于生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖糞便(未同化)【檢測(cè)】某同學(xué)繪制了如下圖所示的能量流動(dòng)圖解(其中W1為生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能,方框大小表示所含能量的多少)。下列敘述中不正確的是()A.生產(chǎn)者固定的總能量可表示為(A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2)B.由第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率為D2/D1C.流入初級(jí)消費(fèi)者的能量為(A2+B2+C2+D2)D.圖解表明能量流動(dòng)的特點(diǎn)是單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減BD1/w1

任何生態(tài)系統(tǒng)都需要不斷得到能量補(bǔ)充，以便維持生態(tài)系統(tǒng)的正常功能；

如果一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)在一段較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)沒(méi)有能量(太陽(yáng)能或化學(xué)能)輸入，這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)就會(huì)崩潰；能量金字塔生物量金字塔數(shù)量金字塔形狀每一層含義特點(diǎn)象征意義單位時(shí)間內(nèi)，食物鏈中每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物所同化的能量的多少自然生態(tài)系統(tǒng)一定為正金字塔能量在流動(dòng)過(guò)程中總是逐級(jí)遞減單位時(shí)間內(nèi)，每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的有機(jī)物的總干重一般為正金字塔,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)倒金字塔形一般生物量(現(xiàn)存生物有機(jī)物的總干重)隨食物鏈中營(yíng)養(yǎng)級(jí)的升高而減少每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物個(gè)體的數(shù)目一般為正金字塔,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)倒金字塔形一般生物個(gè)體數(shù)目在食物鏈中隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)升高而減少2023/2/18四.生態(tài)金字塔1.研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，可以幫助人們將生物在時(shí)間、空間上進(jìn)行合理配置，增大流入某個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量。例如:間作套種、多層育苗、稻--萍--蛙等立體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。間作套種多層育苗稻—萍—蛙五.研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義2.研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，可以幫助人們科學(xué)地規(guī)劃和設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。例如:秸稈用作飼料喂牲畜，可獲得肉、蛋、奶等；用牲畜的糞便生產(chǎn)沼氣，沼氣池中的沼渣還可以作為肥料還田。實(shí)現(xiàn)了對(duì)能量的多級(jí)利用，從而大大提高能量的利用率。

能量利用率≠能量傳遞效率用秸稈作飼料糞便制作沼氣2023/2/183.研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，還可以幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟?lèi)最有益的部分。例如:合理確定草場(chǎng)的載畜量，稻田除草、除蟲(chóng)等。2023/2/18探究·實(shí)踐·調(diào)查當(dāng)?shù)啬成鷳B(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)情況

以稻田生態(tài)系統(tǒng)為例。組成成分：非生物的物質(zhì)和能量；生產(chǎn)者，包括水稻、雜草、浮游植物等；消費(fèi)者，包括蜘蛛、田螺、魚(yú)(如泥鰍、黃鱔)、青蛙、浮游動(dòng)物、昆蟲(chóng)、鳥(niǎo)類(lèi)等；分解者，包括多種微生物。

1.生產(chǎn)者主體是水稻，其他生產(chǎn)者有雜草、浮游植物等。農(nóng)民主要通過(guò)噴灑除草劑或人工除草的方式抑制雜草的生長(zhǎng)。2.初級(jí)消費(fèi)者有田螺、浮游動(dòng)物、植食性的昆蟲(chóng)和鳥(niǎo)等。一般而言，植食性的昆蟲(chóng)和鳥(niǎo)等對(duì)水稻生長(zhǎng)構(gòu)成危害，田螺數(shù)量較多時(shí)也會(huì)對(duì)水稻生長(zhǎng)構(gòu)成危害。農(nóng)民采取噴灑農(nóng)藥、豎稻草人等措施防止或減少這些動(dòng)物的危害。

3.次級(jí)消費(fèi)者有肉食性魚(yú)、青蛙和蜘蛛等。一般而言，這些消費(fèi)者對(duì)水稻生長(zhǎng)的利大于害。農(nóng)民通過(guò)禁捕，或適量放養(yǎng)等措施，實(shí)現(xiàn)生態(tài)農(nóng)業(yè)的目標(biāo)。5.農(nóng)民對(duì)秸稈的傳統(tǒng)處理方式有焚燒或填埋等；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生態(tài)工程提出了綜合利用思想。例如，秸稈可作為多種工業(yè)原材料，還可以用來(lái)生產(chǎn)沼氣，以充分利用其中的能量。6.主要通過(guò)合理密植的方法提高作物的光能利用效率。7.通過(guò)稻田養(yǎng)魚(yú)等措施，實(shí)現(xiàn)立體化生態(tài)農(nóng)業(yè)；通過(guò)建造沼氣池，實(shí)現(xiàn)能量的多級(jí)利用。思維訓(xùn)練·分析和處理數(shù)據(jù)

這些玉米的含碳量折合成葡萄糖是多少？這些葡萄糖儲(chǔ)存的能量是多少？這些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？這些玉米在整個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)所固定的太陽(yáng)能總量是多少？呼吸作用消耗的能量占所固定太陽(yáng)能的比例是多少？

這塊玉米田的太陽(yáng)能利用效率是多少？

6687.5kg1.07×108kJ3.272×107kJ1.3972×108kJ23.4%1.64%【檢測(cè)】下面為初級(jí)消費(fèi)者能量流動(dòng)示意圖，相關(guān)敘述正確的是()A.初級(jí)消費(fèi)者攝入量就是它的同化量B.f代表呼吸散失的能量，只包括有氧呼吸C.i和h都屬于初級(jí)消費(fèi)者同化量的被分解者利用D.通過(guò)圈養(yǎng)減少f可以提高產(chǎn)量【檢測(cè)】下面大象是植食性動(dòng)物，有一種蜣螂則專(zhuān)門(mén)以象糞為食，設(shè)大象在某段時(shí)間所同化的能量為107kJ，則這部分能量中流入蜣螂體內(nèi)的約為()A.0kJB.106kJC.2×106kJD.106～2×106kJDA【檢測(cè)】某湖泊的能量金字塔如圖所示，下列相關(guān)敘述正確的是()A.圖中所有生物構(gòu)成一條食物鏈B.該能量金字塔中的a、c分別代表生產(chǎn)者、三級(jí)消費(fèi)者C.從圖中可以看出，一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中營(yíng)養(yǎng)級(jí)越多，在能量流動(dòng)過(guò)程中消耗的能量就越多D.對(duì)于森林生態(tài)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，往往一棵樹(shù)上棲息著很多昆蟲(chóng)，該生態(tài)系統(tǒng)中的能量金字塔呈倒置狀態(tài)【檢測(cè)】關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的原理在實(shí)踐中應(yīng)用的敘述，錯(cuò)誤的是()A.除蟲(chóng)除草可以讓農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的能量流向?qū)θ祟?lèi)更有意義的部分B.多途徑利用農(nóng)作物可提高該系統(tǒng)的能量利用