2023-2024學年生物人教版選擇性必修2 3-2 課時1 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動 課件（32張）

生態(tài)系統(tǒng)的能量流動第一課時第2節(jié)人教版選擇性必修2能夠概述生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的過程和特征。假設你像小說中的魯濱遜那樣，流落在一個荒島上，除了有能飲用的水，幾乎沒有任何食物。你身邊尚存的食物只有1只母雞、15Kg玉米。討論：

你認為以下哪種生存策略能讓你維持更長的時間來等待救援？1.先吃雞再吃玉米。2.先吃玉米，同時用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。流落荒島生態(tài)系統(tǒng)中能量的_____、_____、_____和_____的過程。1.概念：輸入傳遞轉化散失輸入源頭：總能量：太陽能（地球上幾乎所有的生態(tài)系統(tǒng)）一般情況下是生產(chǎn)者固定的太陽能傳遞途徑：形式：食物鏈和食物網(wǎng)有機物中的化學能轉化太陽能散失途徑：形式：呼吸作用熱能有機物中的化學能

熱能生態(tài)系統(tǒng)的能量流動2.過程：

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儲存在體內的能量呼吸作用散失的能量儲存在體內的能量呼吸作用散失的能量儲存在體內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?？茖W方法研究能量流動的基本思路

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。能量輸入種群能量儲存能量散失

如果以種群為研究對象，能量流動的渠道為食物鏈，在分析時，可能因為食物網(wǎng)的復雜性而影響結果的準確性。

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。

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？能量輸入某營養(yǎng)級能量儲存能量散失1%固定(同化)1.能量流經(jīng)第一營養(yǎng)級示意圖生產(chǎn)者所同化的全部太陽能99%散失呼吸作用散失（熱能）用于生長發(fā)育和繁殖分解者利用殘枝敗葉分解作用散失未利用初級消費者（植食性動物）注意:如果在每一時間段去分析去向，還應有未被利用的能量(最終也將被分解者利用)。若為人工生態(tài)系統(tǒng)，流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量還有人工補充的能量（例如飼料中有機物中的化學能）能量流動的過程生產(chǎn)者所同化的全部太陽能呼吸作用散失（熱能）用于生長發(fā)育和繁殖分解者利用殘枝敗葉分解作用散失未利用初級消費者（植食性動物）【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③流入初級消費者②③屬于用于自身生長、發(fā)育和繁殖，儲存在有機物中的能量2.能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級示意圖遺體殘骸呼吸作用散失初級消費者攝入初級消費者同化……用于生長、發(fā)育和繁殖次級消費者攝入分解者利用糞便呼吸作用熱能散失流經(jīng)第二營養(yǎng)級的總能量：初級消費者同化量初級消費者糞便中的能量包括在初級消費者同化的能量中嗎？攝入量=同化量+糞便量糞便屬于上一營養(yǎng)級的同化量遺體殘骸呼吸作用散失初級消費者攝入初級消費者同化……用于生長、發(fā)育和繁殖次級消費者攝入分解者利用糞便呼吸作用熱能散失攝入量=同化量+糞便量【思考】第二營養(yǎng)級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流入次級消費者②③屬于用于自身生長、發(fā)育和繁殖的能量初級消費者攝入（a）初級消費者同化(b)糞便(c)分解者利用用于生長發(fā)育和繁殖（e）次級消費者攝入（i）遺體殘骸(f)呼吸作用(d)散失呼吸作用散失…未利用(j）（1）輸入該營養(yǎng)級的總能量是指

______（填字母）。（2）糞便中的能量（c）______（填“屬于”或“不屬于”）該營養(yǎng)級同化的能量，應為

。（3）初級消費者同化的能量（b）=______+______。（4）生長、發(fā)育和繁殖的能量（e）=______+______+______。b不屬于上一營養(yǎng)級同化的能量中流向分解者的部分deifj3.能量流經(jīng)最高營養(yǎng)級的過程最高營養(yǎng)級攝入最高營養(yǎng)級同化糞便分解者利用用于生長發(fā)育和繁殖遺體殘骸呼吸作用散失呼吸作用散失【思考】最高營養(yǎng)級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養(yǎng)級沒有流入下一營養(yǎng)級的能量去向生產(chǎn)者呼吸初級消費者次級消費者呼吸分解者…三級消費者呼吸呼吸能量輸入①能量流動的渠道是

。②能量散失的途徑是各種生物的

(代謝過程)。③流動過程中能量的轉化是太陽能→

→

。食物鏈和食物網(wǎng)呼吸作用有機物中的化學能熱能某營養(yǎng)級同化量呼吸作用中以熱能形式散失用于自身生長、發(fā)育、繁殖被分解者分解利用流入下一個營養(yǎng)級①某營養(yǎng)級的能量最終去向②某營養(yǎng)級的能量某段時間內的能量去向某營養(yǎng)級同化量呼吸作用中以熱能形式散失用于自身生長、發(fā)育、繁殖被分解者分解利用流入下一個營養(yǎng)級未被利用的能量思考·討論·生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動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？

遵循能量守恒定律。能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動、轉化后，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。

不能。能量流動是單向的。1.生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和轉化是否遵循能量守恒定律？為什么？思考?討論：分析賽達伯格湖的能量流動RaymondLindeman

林德曼（1915-1942）賽達伯格湖優(yōu)點：小、簡單、穩(wěn)定深1米，面積為14480平方米，湖岸線長500米。湖底深度一致、性質均一，沒有大的波浪。能量流動的特點生產(chǎn)者呼吸初級消費者次級消費者呼吸分解者…三級消費者呼吸呼吸能量輸入生物間的捕食關系是一定的，是長期自然選擇的結果，

不能逆轉，也不能循環(huán)流動。散失的熱能不能被生物體再利用。

生態(tài)系統(tǒng)中能量流動是單向的。植食性動物

62.862.8太陽能未固定生產(chǎn)者464.6分解者12.5呼吸作用96.3未利用327.32932.118.829.312.6肉食性動物

12.6微量7.55.0122.614.6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）未固定：是指未被固定的太陽能1.用表格的形式，將圖中的數(shù)據(jù)進行整理。例如，可以將每一營養(yǎng)級上的能量“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。流入呼吸作用分解者利用暫未利用流出流出/流入生產(chǎn)者植食性動物肉食性動物464.696.312.529362.813.52%62.818.82.129.312.620.06%12.67.5微量5.0能量傳遞效率能量流動過程中逐級遞減自身呼吸散失分解者利用未利用能量在相鄰兩個營養(yǎng)級間的傳遞效率為

。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%10%～20%3.流入某一營養(yǎng)級的能量，為什么不會百分之百地流到下一個營養(yǎng)級？4.通過以上分析，你能總結出什么規(guī)律？各營養(yǎng)級的能量都有一部分通過呼吸作用散失；一部分未被下一營養(yǎng)級利用；一部分被分解者分解。1.單向流動2.逐級遞減各個營養(yǎng)級的順序是不可逆的；且各個營養(yǎng)級的能量總是以呼吸散失熱能。傳遞效率為10％～20％兩個營養(yǎng)級之間逐級遞減的原因：自身呼吸消耗、被分解者分解、暫時未被利用。1.先吃雞，再吃玉米玉米雞人2.先吃玉米，同時用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。玉米人雞先吃雞原因：減少了雞的消耗，

縮短食物鏈獲得的能量更多，

持續(xù)時間更久。食物鏈越短，最高營養(yǎng)級獲得的能量越多。問題探討某同學繪制了如下圖所示的能量流動圖解(其中W1為生產(chǎn)者固定的太陽能,方框大小表示所含能量的多少)。下列敘述中不正確的是()BA.生產(chǎn)者固定的總能量可表示

為(A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2)B.由第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級

的能量傳遞效率為D2/D1C.流入初級消費者的能量為(A2+B2+C2+D2)D.圖解表明能量流動的特點是單向流動、逐級遞減能量在相鄰兩個營養(yǎng)級間的傳遞效率為10%～20%。在一個生態(tài)系統(tǒng)中，營養(yǎng)級越多，在能量流動過程中消耗的能量就越多。因此，生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動一般不超過5個營養(yǎng)級。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。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=上一營養(yǎng)級的同化量下一營養(yǎng)級的同化量×100%能量利用率=生產(chǎn)者能量流入最高營養(yǎng)級的能量×100%【思維拓展】若題干中未做具體說明，則一般認為能量傳遞的最低效率為10%，最高效率為20%。在食物鏈A→B→C→D中，則有

（1）已知A營養(yǎng)級凈增重N,按20%計算。則為N×(20%)3①D營養(yǎng)級最多增重多少②D營養(yǎng)級至少增重多少按10%計算。則為N×(10%)3

（2）已知D營養(yǎng)級凈增重M,

①至少需要A營養(yǎng)級多少

②最多需要A營養(yǎng)級多少按20%計算。則為M÷(20%)3按10%計算。則為M÷(10%)3能量傳遞效率的計算1.若某生態(tài)系統(tǒng)固定的總能量為24000kJ，則該生態(tài)系統(tǒng)的第四營

養(yǎng)級生物最多能獲得的能量是（

）

A.24kJ

B.192kJ

C.96kJ

D.960kJ

B2.在一條有5個營養(yǎng)級的食物鏈中，若第五營養(yǎng)級的生物體重

增加1kg，理論上至少要消耗第一營養(yǎng)級的生物量為（

）

A.25kg

B.125kg

C.625kg

D.3125kgC①正推型（知低營養(yǎng)級，求高營養(yǎng)級）：

獲能最少選

食物鏈

；

獲能最多選

食物鏈

。最長×10%×20%最短不涉及“最多”、“至少”，計算時，需按具體數(shù)值計算。提醒：②逆推型（知高營養(yǎng)級，求低營養(yǎng)級）：需能最少選

食物鏈

；需能最多選

食物鏈

。最短÷20%最長÷10%3.如圖食物網(wǎng)中，貓頭鷹的食物有2/5來自兔，2/5來自鼠，1/5來自蛇，則貓頭鷹的體重若增加20g，至少需要消耗植物的重量為(

)A．600g

B．900g

C．1600gD．5600gB已知高營養(yǎng)級求至少需要低營養(yǎng)級的能量時，需按照最大傳遞效率進行計算，即20×2/5÷20%÷20%＋20×2/5÷20%÷20%＋20×1/5÷20%÷20%÷20%＝900(g)