【課件】3.2 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動（第1課時）課件（人教版2019選擇性必修2）

3.2生態(tài)系統(tǒng)的能量流動（第1課時）新教材?人教版?選擇性必修2【教學(xué)過程】TeachingProcess1.概念圖3.教學(xué)總結(jié)、綜合2.課堂教

學(xué)內(nèi)容4.課堂練習(xí)鞏固典型習(xí)題規(guī)律總結(jié)科學(xué)方法思維訓(xùn)練生態(tài)系統(tǒng)的能量流動

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

你認(rèn)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。問題探討問題探討方案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(xué)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(zhǔn)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(zhǔn)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。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(xué)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(xué)方法：研究能量流動的基本思路第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級一.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動論證方案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：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)級一.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動論證方案2（生產(chǎn)者）（初級消費者）（次級消費者）食物鏈1：①閱讀課本P55第一、二段內(nèi)容，小組討論學(xué)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(xué)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(zhǔn)備，并做好點評準(zhǔn)備玉米雞人一.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動論證方案2食物鏈1：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；分解者利用一.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動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①閱讀P55圖3-5，小組討論學(xué)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(xué)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(zhǔn)備，并做好點評準(zhǔn)備一.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動B.雞(第一營養(yǎng)級)的能量流動情況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一.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動B.雞(第二營養(yǎng)級)的能量流動情況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；分解者利用一.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動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)級的同化量玉米人一.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動論證方案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）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？一.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動模型構(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)育和繁殖的部分一.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動模型構(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－糞便量一.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動模型構(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(xì)一.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動1.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(xì)一.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動1.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一.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動1.能量流動的過程枯枝敗葉遺體遺體遺體生物群落環(huán)境輸入輸出一.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動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(xué)能的形式沿著食物鏈（網(wǎng)）傳遞

：光能

有機物中化學(xué)能

熱能轉(zhuǎn)化（其次還有化能合成作用）例1.(2021·衡水高三開學(xué)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一.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動2.能量流動的概念自然和人工生態(tài)系統(tǒng)的填空標(biāo)準(zhǔn)：①.流經(jīng)自然生態(tài)系統(tǒng)的總能量是：②.流經(jīng)人工生態(tài)系統(tǒng)的總能量是：③.自然生態(tài)系統(tǒng)的能量來源是：④.人工生態(tài)系統(tǒng)的能量來源是：

生產(chǎn)者固定的太陽能生產(chǎn)者固定的太陽能和人工輸入的有機物中的化學(xué)能太陽能太陽能和人工輸入的有機物中的化學(xué)能一.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動2.能量流動的概念RaymondLindeman對能量流動做了定量分析《生態(tài)學(xué)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)定一.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動3.能量流動的特點思考?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。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。一.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動思考?討論：分析賽達伯格湖的能量流動3.能量流動的特點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(zhǔn)備，并做好點評準(zhǔn)備輸入能量（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%一.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動3.能量流動的特點模型構(gòu)建4：構(gòu)建能量流動的數(shù)學(xué)模型賽達伯格湖能量流動圖解(1)從方向上看：單向流動一.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動3.能量流動的特點在生態(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：賽達伯格湖能量流動圖解(1)從方向上看：單向流動一.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動3.能量流動的特點在生態(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：賽達伯格湖能量流動圖解(2)從數(shù)值上看：逐級遞減一.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動3.能量流動的特點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？賽達伯格湖能量流動圖解(2)從數(shù)值上看：逐級遞減一.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動3.能量流動的特點不矛盾。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)的正常功能例2.(2021·北京高考模擬)下圖為甲、乙兩生態(tài)系統(tǒng)中的食物網(wǎng)。請回答問題:(1)食物網(wǎng)由

交織而成,它反映了

中

關(guān)系。(2)在食物網(wǎng)甲中,A魚體內(nèi)的能量直接來自

。

多條食物鏈群落捕食藻類、食肉昆蟲一.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動例2.(2021·北京高考模擬)下圖為甲、乙兩生態(tài)系統(tǒng)中的食物網(wǎng)。請回答問題:(3)甲、乙兩食物網(wǎng)的營養(yǎng)級最多均有

級,導(dǎo)致這一現(xiàn)象出現(xiàn)的原因是

。

四能量在各個營養(yǎng)級之間的傳遞效率只有大約10%~20%(生產(chǎn)者固定的能量在沿食物鏈流動過程中大部分都損失了,傳遞到下一營養(yǎng)級的能量較少)附1：營養(yǎng)級數(shù)量：一般不超過5個營養(yǎng)級？一.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動附2：生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈的營養(yǎng)級數(shù)量一般不會太多，原因是？技法必備若題干中未做具體說明，則一般認(rèn)為能量傳遞的最低效率為10%，最高效率為20%，則：1.在食物鏈中二.能量流動中的最值計算2.在食物網(wǎng)中正推：知低營養(yǎng)級求高營養(yǎng)級獲能量最多選最短食物鏈，按×20%計算獲能量最少選最長食物鏈，按×10%計算逆推：知高營養(yǎng)級求低營養(yǎng)級需能量最多選最長食物鏈，按÷10%計算需能量最少選最短食物鏈，按÷20%計算二.能量流動中的最值計算例1.不是以個體或種群為單位，而是以

為單位。營養(yǎng)級如圖為某生態(tài)系統(tǒng)中的食物網(wǎng)簡圖，若E種群中的總能量為5.8×109kJ，B種群的總能量為1.6×108kJ，從理論上分析，A種群獲得的總能量最多是（）A2.0×108kJB．2.32×108kJC．4.2×108kJD．2.26×108kJA二.能量流動中的最值計算AEBCD例1.不是以個體或種群為單位，而是以

為單位。營養(yǎng)級附1：調(diào)查結(jié)果顯示,E種群同化的總能量為mkJ/(m2·a),B種群同化的總能量為nkJ/(m2·a),從理論上分析,A種群同化的能量最多有

kJ/(m2·a)來自E種群,這是因為能量流動具有

的特點。

附2：調(diào)研小組發(fā)現(xiàn),A種群密度在調(diào)查的第3年顯著上升,出現(xiàn)這種結(jié)果的決定性因素是A種群的

。1/25m-1/5n逐級遞減出生率大于死亡率二.能量流動中的最值計算例2.食物網(wǎng)中，某一營養(yǎng)級同時從上一營養(yǎng)級的多種生物中按比例獲得能量，則按照單獨的食物鏈進行計算后再合并。在如圖食物網(wǎng)中，假如貓頭鷹的食物有2/5來自兔，2/5來自鼠，1/5來自蛇，那么，貓頭鷹若要增加20g體重，最少需要消耗的植物為(

)A．80gB．900gC．800gD．600gB二.能量流動中的最值計算附1：若a表示海鳥食物中甲殼類食物所占的比例，若要使海鳥的體重增加x，至少需要生產(chǎn)者的量為y，那么x與y的關(guān)系式可表示為：____________。y＝625x－600ax附2：若營養(yǎng)級Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一種生物甲、乙、丙，它們構(gòu)成的食物關(guān)系如圖。其中，甲能量中比例為x的部分直接提供給丙，要使丙能量增加AkJ，至少需要消耗甲的能量________________kJ(用含所給字母的表達式表示)。25A/(1＋4x)甲?x?1/5+甲?(1-x)?1/5?1/5=A整理：(5x+1-x)?甲/25=A二.能量流動中的最值計算甲乙丙附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)整為2：1，能量傳遞效率按10%計算，該生態(tài)系統(tǒng)能承載丙的數(shù)量是原來的（）A、1.875倍B、1.375倍C、1.273倍D、0.575倍應(yīng)該從丙出發(fā)，甲：乙為1：1時，丙的能量為x，需要的甲為（1/2）x÷10%+（1/2）x÷10%÷10%=55x．設(shè)當(dāng)食物由甲：乙為2：1時，丙的能量為y，需要的甲為（2/3）y÷10%+（1/3）y÷10%÷10%=40y．由于兩種情況下，生產(chǎn)者的數(shù)量是一定的，所以55x=40y，則y=1.375x．B甲乙丙二.能量流動中的最值計算附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)整為2：1，能量傳遞效率按10%計算，該生態(tài)系統(tǒng)能承載丙的數(shù)量是原來的（）A、1.875倍B、1.375倍C、1.273倍D、0.575倍附：丙的數(shù)量發(fā)生變化的理由是？

B根據(jù)能量流動的逐級遞減的特點,食物鏈越長,消耗的能量越多,甲的能量流向長的食物鏈的比例減少,則丙獲取能量增多,丙的數(shù)量增多甲乙丙二.能量流動中的最值計算例3.有一食物網(wǎng)如圖所示。如果能量傳遞效率為10%，各條食物鏈傳遞到庚的能量相等，則庚同化1kJ的能量，丙最少需同化的能量為(

)A．550kJB．500kJC．400kJD．100kJA二.能量流動中的最值計算甲乙丙丁己戊庚例4.如圖表示某生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)的圖解，若一種生物攝食兩種前一營養(yǎng)級的生物，且它們被攝食的生物量相等，則貓頭鷹體重增加1kg，至少需要消耗A(

)A．100kgB．312.5kgC．25kgD．15kgA二.能量流動中的最值計算3.利用“拼圖法”解決能量的流動輸入第一營養(yǎng)級的能量(W1)，被分為兩部分：一部分在生產(chǎn)者的呼吸作用中以熱能的形式散失了(A1)，一部分則用于生產(chǎn)者的生長、發(fā)育和繁殖(B1＋C1＋D1)。而后一部分能量中，包括現(xiàn)存的植物體中的能量(B1)、流向分解者的能量(C1)、流向下一營養(yǎng)級的能量(D1)。如下圖所示：二.能量流動中的最值計算流經(jīng)整個生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的總能量，即W1。將圖中第三營養(yǎng)級同化的總能量D2“拼回”第二營養(yǎng)級，則A2＋B2＋C2＋D2剛好等于D1，即第二營養(yǎng)級同化的總能量；再將D1“拼回”第一營養(yǎng)級，則A1＋B1＋C1＋D1剛好等于生產(chǎn)者固定的總能量W1?？梢姡谝粋€生態(tài)系統(tǒng)中，所有生物的總能量都來自W1，所有生物總能量之和都小于W1(呼吸作用消耗的緣故)。二.能量流動中的最值計算例5.某同學(xué)繪制了如圖所示的能量流動圖解(其中W1為生產(chǎn)者固定的太陽能)，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＋