3.3.2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動課件高二上學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修2

第3節(jié)群落的演替第三節(jié)生態(tài)系統(tǒng)中的能量單向遞減流動（第二課時）

生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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)級暫未被利用的能量某營養(yǎng)級的能量某段時間內(nèi)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)級某營養(yǎng)級的能量最終去向

構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)能量流動的概念模型生產(chǎn)者初級消費(fèi)者(植食動物)次級消費(fèi)者(肉食動物)…分解者呼吸呼吸呼吸呼吸(植物)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。輸入傳遞轉(zhuǎn)化散失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(fèi)者（植食性動物）次級消費(fèi)者（肉食性動物）三級消費(fèi)者（肉食性動物）呼吸作用……分解者1.初級消費(fèi)者的同化量：

。2.初級消費(fèi)者用于生長發(fā)育繁殖的能量：

。3.初級消費(fèi)者糞便中的能量屬于

。①②③④⑤⑤①或②+③+④①-③或②+④易錯點(diǎn)訓(xùn)練：林德曼對賽達(dá)伯格湖能量流動做了定量分析

環(huán)節(jié)三：分析和總結(jié)能量流動的特點(diǎn)1.流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是多少？2.圖中62.8、12.6代表攝入量還是同化量？3.植食性動物糞便中的能量屬于12.5還是2.1？4.圖中2.1指的是什么？包括哪幾部分？5.請計(jì)算每個營養(yǎng)級能量的來源和去向，說明是否遵循能量守恒定律？464.6同化量12.5植食性動物同化量中流向分解者的能量，包括植食性動物的遺體和肉食性動物的糞便中的能量遵循。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。（定量定時分析）？96.3+293+62.8+12.5=464.6單位：J/(m2.a)3.請計(jì)算第一到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率？2.橫向比較，是否遵循能量守恒定律？縱向比較，隨著營養(yǎng)級的升高，同化量有什么變化？任務(wù)二：定量研究能量流動的特點(diǎn)1.將圖中的數(shù)據(jù)用表格的形式進(jìn)行整理。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

464.662.8

12.613.5%20%62.896.312.529312.618.82.129.37.5微量5.0/能量傳遞效率逐級遞減

=

+

+

+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%

=

++

+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）4.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？流入某一營養(yǎng)級的能量除了流入下一營養(yǎng)級的之外，還有：①一部分通過該營養(yǎng)級的呼吸作用散失；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5.生物之間經(jīng)過長期的進(jìn)化形成的吃與被吃的捕食關(guān)系不可逆轉(zhuǎn)，因此能量流動還具有什么特點(diǎn)？生態(tài)系統(tǒng)中能量流動是單向的。能量流動的特點(diǎn)1.單向流動2.逐級遞減能量傳遞效率：一般10-20%營養(yǎng)級數(shù)量：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(bǔ)充，以便維持生態(tài)系統(tǒng)的正常功能。思考：如人工魚塘需要投喂飼料，此時流入

魚塘生態(tài)系統(tǒng)的總能量如何表示？生產(chǎn)者固定的太陽能＋人工投入的有機(jī)物中的化學(xué)能。

假設(shè)你像小說中的魯濱遜一樣，也流落到一個荒島上，那里除了能飲用的水以外，幾乎無任何食物。你隨身尚存食物只有一只母雞、15Kg玉米。以下哪種生存策略能讓你維持更長的時間來等待救援：

A、先吃雞，再吃玉米

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。先吃雞，再吃玉米我反對！為什么要先吃我？1.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，方框大小表示所含能量的多少)。下列敘述不正確的是A.生產(chǎn)者固定的總能量可表示為(A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2)B.由第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率為D2/D1×100%C.流入初級消費(fèi)者的能量為(A2＋B2＋C2＋D2)D.圖解表明能量流動的特點(diǎn)是單向流動、逐級遞減√W1=A1＋B1＋C1＋D1D1=A2＋B2＋C2＋D2D1/W1×100%除了用圖中數(shù)字表示外，你還能用什么方法表示生態(tài)系統(tǒng)能量流動逐級遞減的特點(diǎn)呢？賽達(dá)伯格湖的能量流動數(shù)據(jù)分析[單位J/(cm2·a)]第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級第四營養(yǎng)級能量分析生產(chǎn)者植食性動物肉食性動物輸入能量464.662.812.6任務(wù)一：生態(tài)金字塔的模型構(gòu)建1.請同學(xué)們將賽達(dá)伯格湖的能量流動數(shù)據(jù)，用相應(yīng)面積的圖形表示，并按營養(yǎng)級由低到高排列。生產(chǎn)者464.6植食性動物62.8肉食性動物12.61能量金字塔通常都是上窄下寬的金字塔形能量在流動中總是逐級遞減的（1）概念：（2）意義：（3）特點(diǎn)：原因：

將單位時間內(nèi)各營養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)面積（或體積）的圖形，并將圖形按照營養(yǎng)級次序排列，可形成一個金字塔圖形，叫作能量金字塔。直觀的反映出生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級間能量的關(guān)系第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級第四營養(yǎng)級2.生態(tài)學(xué)家調(diào)查了不同生態(tài)系統(tǒng)中的生物個體數(shù)量和生物量(調(diào)查數(shù)據(jù)中排除了微生物和土壤動物)，所得數(shù)據(jù)如表格所示。P代表生產(chǎn)者，C1、C2、C3依次代表初級、次級和三級消費(fèi)者。資料1夏季兩個生態(tài)系統(tǒng)的生物個體數(shù)量統(tǒng)計(jì)表，單位為個·hm－2。名稱某草地某溫帶森林P150000002000C120000001500000C29000001200000C31020(1)請根據(jù)資料1，分別建構(gòu)這兩個生態(tài)系統(tǒng)的數(shù)量金字塔。某草地某溫帶森林2數(shù)量金字塔表示各營養(yǎng)級的生物個體的數(shù)目比值關(guān)系，即為數(shù)量金字塔。（1）概念：（2）特點(diǎn)：一般呈

的金字塔；上窄下寬思考：如果消費(fèi)者個體小而生產(chǎn)者個體大，如昆蟲和樹。繪制出該數(shù)量金字塔？營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第一營養(yǎng)級個體數(shù)量昆蟲樹倒置昆蟲和樹也可呈上寬下窄

的金字塔形，如

。資料2

夏季兩個生態(tài)系統(tǒng)的生物量統(tǒng)計(jì)表，單位為g·m－2。營養(yǎng)級某湖泊某海域生產(chǎn)者964初級消費(fèi)者1121次級消費(fèi)者4－(2)根據(jù)資料2，分別建構(gòu)兩個生態(tài)系統(tǒng)的生物量金字塔。某湖泊某海域第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級營養(yǎng)級生物量（g?m-2）41196生物量（g?m-2）—214分析:海域生物量金字塔出現(xiàn)上寬下窄倒置的金字塔形的原因。

生產(chǎn)者主要是單細(xì)胞藻類，這些藻類個體小、繁殖快，含纖維素少，時代周期短，只能積累較少的有機(jī)物，可以被浮游動物整個吞食和消化，從而迅速轉(zhuǎn)化為下一營養(yǎng)級的生物量。3生物量金字塔用同樣的方法表示各營養(yǎng)級的生物量（單位面積或單位體積內(nèi)每個營養(yǎng)級所容納的有機(jī)物的總鮮重或總干重），即為生物量金字塔。（1）概念：（2）特點(diǎn)：大多呈

的金字塔。上窄下寬第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級第四營養(yǎng)級營養(yǎng)級80937111.5干重g/m2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)象征意義單位時間內(nèi)，每營養(yǎng)級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過程中總是逐級遞減單位時間內(nèi)，每營養(yǎng)級所容納的有機(jī)物的總干重一般為正金字塔,有時會出現(xiàn)倒金字塔形一般生物量隨食物鏈中營養(yǎng)級的升高而減少單位時間內(nèi)，每一營養(yǎng)級生物個體的數(shù)目一般為正金字塔,有時會出現(xiàn)倒金字塔形一般生物個體數(shù)目在食物鏈中隨營養(yǎng)級升高而減少列表比較三種生物金字塔1增大流入生態(tài)系統(tǒng)的總能量

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(jìn)行合理配置，增大流入某個生態(tài)系統(tǒng)的總能量。間作套種多層種植立體栽培1.為什么可以增加流入生態(tài)系統(tǒng)的總能量？（2）不同層次的作物利用不同強(qiáng)度的太陽能；（3）適當(dāng)提高了種植密度，能利用更多的太

陽能（1）充分利用了空間；稻-萍-蛙2提高能量利用率

研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，可以幫助人們科學(xué)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。秸稈蘑菇基質(zhì)秸稈飼料玉米籽粒秸稈人還田玉米籽粒秸稈人飼料基質(zhì)牛、羊蘑菇是提高能量的利用率，而不是能量傳遞效率。注意：2.從能量利用的角度分析，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)相較于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)有什么優(yōu)勢？實(shí)現(xiàn)了能量的多級利用，從而大大提高能量的利用率。3調(diào)整能量流動關(guān)系大量牧草不能被利用，人獲得的能量嚴(yán)重偏低放牧量太少短時間獲取大量的能量（產(chǎn)品），嚴(yán)重破壞牧場，不能持續(xù)高產(chǎn)出。過度放牧能充分利用牧草，持續(xù)高產(chǎn)出。合理放牧3.從能量流動的角度分析，稻田除草、除蟲的意義是什么？調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)的能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?。①若題中沒有給出傳遞效率值，則一般認(rèn)為能量傳遞效率最低為10％，最高為20％。若題中給出了傳遞效率值則按給出的值計(jì)算。③由高營養(yǎng)級求低營養(yǎng)級時，若求“最(至)多”值，則按最低效率10％傳遞；若求“最(至)少”值，則按最高效率20％傳遞。②由低營養(yǎng)級求高營養(yǎng)級時，若求“最(至)多”值，則按最高傳遞效率20％計(jì)算；若求“最(至)少”值，則按最低傳遞效率10％計(jì)算。例.在食物鏈“草→兔→鷹”中，假如現(xiàn)有草100kg，最多可使鷹增重____kg。最少可使鷹增重____kg。14例.在食物鏈“草→兔→鷹”中，假如要使鷹增加2kg體重，最多要消耗草

kg。最少要消耗草

kg。20050高、低營養(yǎng)級間能量的互算演練1.右圖表示某生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)的圖解，貓頭鷹體重每增加1kg，至少消耗A約（）A．100kgB．44.5kgC．25kgD．15kgC浮游植物浮游動物小魚大魚1000kg10%10%10%20%20%25kg1kg例1：大魚體重增加1kg，最多(至少）需要浮游植物多少千克例2.如果A消耗10000kg，C最多增重_____千克，最少增重___千克400

11000020004001000100101演練2．根據(jù)圖示的食物網(wǎng)，若黃雀的全部同化量來自兩種動物，蟬和螳螂各占一半，則當(dāng)綠色植物增加G千克時，黃雀增加體重最多是(

)A．G/75千克 B．3G/125千克C．6G/125千克 D．G/550千克

根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)能量流動的最高傳遞效率20%，設(shè)黃雀增加體重X千克，則根據(jù)題意可列出計(jì)算式：X/2÷20%÷20%＋X/2÷20%÷20%÷20%＝GAX＝G/75千克例3.在右圖的食物網(wǎng)中，如果C從B、F中獲得的能量比為3∶1，C增重1kg，則最少需要消耗A多少kg？在能量分配比例已知時，按比例分別計(jì)算，最后相加沿食物鏈A→D→E→F→C逆推：1/4kg×5×5×5×5=625/4kg消耗A最少，按最高傳遞效率20%計(jì)算（前級是后級5倍）：

75/4kg+625/4kg=175kg沿食物鏈