生態(tài)系統(tǒng)的能量流動課件【新教材備課精講精研】高二上學期生物人教版選擇性必修2

第三章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動2021人教版（新教材）選擇性必修2生物與環(huán)境理解記憶生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程?2.理解記憶生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點3.能根據(jù)某營養(yǎng)級生物量計算其他營養(yǎng)級的生物量。4.概述研究能量流動的實踐意義。學習目標：

假設你像魯濱遜那樣流落在不毛的荒島上，只有15Kg玉米和一只母雞可以食用，那么使自己活的最長的辦法是：

1.先吃雞，然后吃玉米

2.先吃玉米，同時用部分玉米喂雞，吃雞生產(chǎn)的蛋，最后再吃雞先吃雞，再吃玉米我反對！為什么要先吃我？A、先吃雞，再吃玉米玉米雞人玉米雞人B、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。

生態(tài)系統(tǒng)中能量的_____、______、______和_____的過程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。散失輸入傳遞轉(zhuǎn)化一、能量流動的概念(1)能量流經(jīng)個體的情況：(2)如果把這個種群作為一個整體來研究，左圖應概括成哪種形式？【科學方法】研究能量流動的基本思路能量輸入某個營養(yǎng)級能量儲存能量散失(3)如果把一個營養(yǎng)級中的所有種群看成一個整體，上圖應概括成哪種形式？1.生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的起點是什么？2.輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量是什么？3.第一營養(yǎng)級、第二營養(yǎng)級的能量去向有哪些？嘗試歸納流入某一營養(yǎng)級的能量去向；4.能量流動的渠道是什么？

閱讀課本55頁，結(jié)合圖3-5和3-6，思考以下問題：從生產(chǎn)者所固定的光能(太陽能)開始生產(chǎn)者固定的太陽能總量生產(chǎn)者（植物）初級消費者（植食性動物）呼吸作用用于生長發(fā)育和繁殖分解者遺體殘骸

第一營養(yǎng)級、第二營養(yǎng)級的能量去向有哪些？嘗試歸納流入某一營養(yǎng)級的能量去向。生產(chǎn)者去路：呼吸作用消耗①流入下一營養(yǎng)級②被分解者分解③二、能量流動的過程4.流入第二營養(yǎng)級的能量去向有哪些？請簡單歸納一下初級消費者攝入用于生長發(fā)育和繁殖次級消費者攝入呼吸作用以熱能的形式散失遺體殘骸初級消費者同化分解者利用糞便呼吸作用散失...1.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？不包括初級消費者同化量=攝入量-糞便量思考：3.流入初級消費者的能量有哪幾個去向？殘骸被分解者利用③呼吸作用消耗

①用于生長、發(fā)育和繁殖流入下一個營養(yǎng)級②（應屬于生產(chǎn)者的同化量）未利用（活體、石油煤炭）2.能量在食物鏈中流動的形式是什么？

有機物中的化學能初級消費者同化量③②①生產(chǎn)者（植物）初級消費者（植食性動物）呼吸作用用于生長發(fā)育和繁殖分解者遺體殘骸

第一營養(yǎng)級、第二營養(yǎng)級的能量去向有哪些？嘗試歸納流入某一營養(yǎng)級的能量去向。生產(chǎn)者去路：呼吸作用消耗①流入下一營養(yǎng)級②被分解者分解③未被利用二、能量流動的過程生產(chǎn)者總光合能=同化量=呼吸量+凈光合量（有機物積累）生產(chǎn)者總光合能=同化量用于生長發(fā)育和繁殖呼吸量凈光合量（有機物積累）5.生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程生產(chǎn)者呼吸初級消費者呼吸次級消費者分解者…呼吸三級消費者呼吸呼吸生產(chǎn)者固定的太陽能總量流經(jīng)這個生態(tài)系統(tǒng)的總能量輸入傳遞散失以有機物的形式沿食物鏈向下一營養(yǎng)級傳遞遺體殘骸糞便消費者同化量=攝入量-糞便量【思考.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？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。2.流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到生態(tài)系統(tǒng)中來？為什么？不能。能量流動是單向的。(1)源頭：

。(2)起點：從

開始。(3)流入生態(tài)系統(tǒng)總量：

。(4)主要方式：__________。(5)能量轉(zhuǎn)化：

。

能量流動概念生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程過程輸入生產(chǎn)者固定太陽能生產(chǎn)者固定的太陽能總量光能化學能光合作用(1)傳遞渠道：

。(2)傳遞過程：食物鏈和食物網(wǎng)傳遞轉(zhuǎn)化太陽能化學能熱能ATP中活躍的化學能散失大部分以熱能形式散失，需要分解者的分解作用和每一級生物的呼吸作用生產(chǎn)者→初級消費者→次級消費者……太陽能小結(jié)(1)當狼吃掉一只兔子時，就獲得了兔子的全部能量(

)(2)初級消費者的糞便量屬于第二營養(yǎng)級能量 (

)(3)同化量≠用于生長發(fā)育和繁殖的能量 (

)(4)呼吸作用所產(chǎn)生的能量都是以熱能的形式散失(

)(5)分解者的分解作用也是通過呼吸作用完成的 ()××√√×小試牛刀2870KJ977.28KJ儲存在ATP中

1892.72KJ以熱能的形式散失，散失率為65.95%林德曼R.L.Lindeman美國生態(tài)學家1915-1942他通過對一個結(jié)構(gòu)相對簡單的天然湖泊——賽達伯格湖的能量流動進行的定量分析，提出了“十分之一定律”。向科學先輩學習植食性動物

62.862.8賽達伯格湖的能量流動P56資料分析太陽能未固定生產(chǎn)者464.6分解者12.5呼吸作用96.3未利用2932.118.829.312.6肉食性動物

12.6微量7.55.0327.3122.614.6三、能量流動的特點464.662.812.662.812.6生物所處的營養(yǎng)級越高,獲取的能量越___,說明能量流動具有_________的特點。少逐級遞減分析課本56頁“賽達伯格湖的能量流動圖解”，完成思考討論：未利用指的是既未呼吸消耗，也未被下一營養(yǎng)級和分解者利用的能量。三、能量流動的特點二、能量流動的特點464.662.812.662.812.613.52%20.06%能量傳遞效率=某一營養(yǎng)級的同化量上一營養(yǎng)級的同化量能量在相鄰兩個營養(yǎng)級間的傳遞效率是10％～20％Q1：生態(tài)系統(tǒng)中的能量去了哪里？Q2：生態(tài)系統(tǒng)中能量流動和轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒定律？Q3：流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到生態(tài)系統(tǒng)中來？20’－25‘思考與討論：一部分以熱能的形式散失了，一部分貯存在有機物中。遵循；因為生產(chǎn)者固定的總量等于流動中散失的和貯存的之和。不能?！究偨Y(jié)】能量流動的特點：單向流動1.單向流動:不可逆，不循環(huán)原因:生物間的捕食關系是一定的

散失的熱能不能被生物體再利用

2.逐級遞減:能量是沿食物鏈（網(wǎng)）流動的在流動過程中是逐級減少的自身呼吸散失

原因:分解者利用

未利用

【總結(jié)歸納】能量流動的特點

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)。生產(chǎn)者總光合能=同化量=呼吸量+凈光合量（有機物積累）生產(chǎn)者，植食性動物，肉食性動物固定的總能量分別是：利用計算規(guī)律：用數(shù)據(jù)向雞說明為什么先吃它呢？

策略1.先吃雞，然后吃玉米。

策略2.先吃玉米，同時用部分玉米喂雞，吃雞生產(chǎn)的蛋，最后再吃雞。每一級體積代表所得到的能量值。第四營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第一營養(yǎng)級直觀反應——能量單向流動、逐級遞減1.某湖泊能量金字塔示意圖四、生態(tài)金字塔2.生物量金字塔：每一級體積代表生物量值（所容納有機物的總干重）。3.數(shù)量金字塔：每一級體積代表個體數(shù)。生物量、數(shù)量金字塔一般正置，偶爾會倒置。小鳥昆蟲樹倒置情況海洋生態(tài)系統(tǒng)中，浮游植物個體小，壽命短，又會不斷被捕食，因而某一時間調(diào)查到的生物量可能低于浮游動物。倒置情況：正金字塔一般為正金字塔，偶爾會倒置一般為正金字塔，偶爾會倒置1.研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，可以幫助人們將生物在時間、空間上進行合理配置，增大流入某個生態(tài)系統(tǒng)的總能量；間作套種多層育苗稻—萍—蛙例如，間作套種、多層育苗、稻——萍——蛙等立體農(nóng)業(yè)。五、研究能量流動的實踐意義在同一塊地上按照一定的行、株距和占地的寬窄比例種植不同種類農(nóng)作物的種植制度，叫間作套種。一般把幾種作物同時期播種的叫間作，不同時期播種的叫套種由稻、萍、魚等生物組成的一種生態(tài)農(nóng)業(yè)中，水生植物紅萍適宜在蔭蔽環(huán)境處生長，可作為魚類的飼料；魚類的糞便又為水中的微生物提供了有機養(yǎng)料，微生物的活動釋放了大量的二氧化碳促進水稻與紅萍的生長．紅萍因與固氮藍藻共生能提高土壤肥力．這樣的環(huán)境很適合捕捉害蟲的青蛙等有益動物的生存．對此人工生態(tài)系統(tǒng)，下列敘述正確的是（）A、水稻、紅萍、水藻分層分布能提高光能利用率，體現(xiàn)了能量的多級利用B、該生態(tài)系統(tǒng)中的魚類、浮游動物、青蛙、害蟲等動物處于第二營養(yǎng)級C、當該生態(tài)系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)時，生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的物質(zhì)和能量不能夠?qū)崿F(xiàn)自給自足D、該生態(tài)系統(tǒng)中的群落由水稻、紅萍、魚、青蛙、有害昆蟲和浮游動物組成

故選：C解答：解：A、水稻、紅萍、水藻分層分布能提高光能利用率，但它們都是生產(chǎn)者，所以沒有體現(xiàn)能量的多級利用，A錯誤；B、該生態(tài)系統(tǒng)中的魚類、浮游動物、害蟲等動物處于第二營養(yǎng)級，青蛙是第三營養(yǎng)級，B錯誤；C、當該生態(tài)系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)時，生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的物質(zhì)和能量不能夠?qū)崿F(xiàn)自給自足，還要不斷地補充能源物質(zhì)，因為能量流動是逐級遞減的，C正確；D、該生態(tài)系統(tǒng)中的群落由水稻、紅萍、魚、青蛙、有害昆蟲和浮游動物以及各種微生物組成，D錯誤．

故選：C．用秸稈作飼料糞便制作沼氣*沼氣池實現(xiàn)了對能量的多級利用，大大提高了能量的利用率；*能量的利用率≠能量的傳遞效率例如，秸稈喂牲畜；糞便制作沼氣；沼渣田肥2、幫助人們科學規(guī)劃、設計人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。如:生態(tài)農(nóng)業(yè)中秸稈的多級利用、?；~塘（實現(xiàn)對能量的多級利用，從而大大提高能量的利用率）例如，合理確定草場載畜量，麥田除草、除蟲3、幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧Ｈ?草場放牧（合理放牧）研究能量流動的實踐意義1.幫助人們科學規(guī)劃、設計____________________，使能量得到__________的利用。2.幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的________________，使能量__________地流向____________________的部分。人工生態(tài)系統(tǒng)最有效能量流動關系持續(xù)高效對人類最有益6687.5kg1.6×104×6687.5kg=1.07×108kJ1.6×104×2045kg=3.272x107kJE固=EG+△E呼=1.07×108kJ+3.272×107kJ=1.3972×108kJη=1.3972×108/8.5×109)=1.64%這些玉米的含碳量折合成葡萄糖是多少？這些葡萄糖儲存的能量是多少？【答案】這些玉米的含碳量折合成葡萄糖是6687.5kg，計算公式是(12+18)/12×2675，這些葡萄糖儲存的能量是1.07×108kJ(計算公式是EG=MG×1.6×104)；這些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？【答案】這些玉米呼吸作用消耗的能量是3.272x107kJ(計算公式為△E呼=△MG×1.6×104);這些玉米在整個生長季節(jié)所固定的太陽能總量是多少？呼吸作用消耗的能量占所固定太陽能的比例是多少？【答案】這些玉米在整個生長季節(jié)所固定的太陽能總量是1.3972×108kJ(計算公式為E固=EG+△E呼)，呼吸作用消耗的能量占所固定太陽能的比例是23.4%；這塊玉米田的太陽能利用效率是多少？【答案】這塊玉米田的太陽能利用效率是1.64%(計算公式為η=1.3972×108/8.5×109)。能量流動能量的源頭：流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產(chǎn)者固定的太陽能的總量能量流動的途徑：2.能量流動特點單向流動：逐級遞減：不循環(huán)、不可逆?zhèn)鬟f效率為10%～20%。3.能量流動研究意義太陽能課堂小結(jié)食物鏈或食物網(wǎng)能量散失的途徑、形式：呼吸作用熱能能量的轉(zhuǎn)化形式：太陽能--有機物中的化學能--熱能1.能量流動的概念練習與應用練習與應用【答案】圖b所示生態(tài)系統(tǒng)中流向分解者的能量，還有一部分可以以生活能源或食物中化學能的形式被人類再度利用，因此，該生態(tài)系統(tǒng)實現(xiàn)了能量的多級、充分利用，提高了能量的利用率.例：右圖是一個農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)模式圖,下列關于該生態(tài)系統(tǒng)的敘述,錯誤的是(

)A.微生物也能利用農(nóng)作物通過光合作用儲存的能量B.沼氣池中的微生物也是該生態(tài)系統(tǒng)的分解者C.沼渣、沼液作為肥料還田,使能量能夠循環(huán)利用D.多途徑利用農(nóng)作物可提高該系統(tǒng)的能量利用率C牛刀小試微生物能分解沼渣、沼液，故沼渣、沼液可肥田，使能量流向分解者．分解者分解產(chǎn)生的二氧化碳等物質(zhì)能夠被農(nóng)作物利用，實現(xiàn)了物質(zhì)的循環(huán)利用，避免了物質(zhì)的浪費．1.如圖為生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的部分過程．下列敘述不正確的是（）A.①中的能量來自生產(chǎn)者的同化作用B.分解者利用的能量一定比a小C.b為初級消費者用于生長發(fā)育和繁殖的能量D.應在a處加上細胞呼吸散失的熱能箭頭B【鞏固練習】2.在研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程中，同化量是核心概念之一。依據(jù)下列食物鏈，有關說法錯誤的是（）草→兔→狐A．草的同化量等于草光合作用積累的有機物中的能量B．兔的同化量等于兔的呼吸量和兔用于生長發(fā)育和繁殖的能量C．狐糞便中的能量屬于兔同化量的一部分D．生態(tài)系統(tǒng)中所有生物同化的能量最終以熱能的形式散失A4.如圖表示某生態(tài)系統(tǒng)中能量流動圖解，①～④表示相關過程能量流動量。下