3.2生態(tài)系統(tǒng)的能量流動第1課時課件-高二上學期生物人教版選擇性必修2

【復習】結(jié)構生態(tài)系統(tǒng)的組成成分生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構非生物的物質(zhì)和能量生產(chǎn)者消費者分解者食物鏈食物網(wǎng)包括包括捕食構成包括交錯

構成概念、范圍、類型生態(tài)系統(tǒng)功能決定能量流動、物質(zhì)循環(huán)、信息傳遞第3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（第1課時）【本節(jié)聚焦】能量在生態(tài)系統(tǒng)中是怎樣流動的？怎樣理解生態(tài)金字塔？研究能量流動有什么實踐意義？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。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。問題探討以個體為研究對象，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。能量輸入某營養(yǎng)級能量儲存能量散失如果將一個營養(yǎng)級的所有種群作為一個整體，輸入生態(tài)系統(tǒng)的的能量來源是什么？輸入第一營養(yǎng)級的能量有幾個去路？分別是什么？植物用于自身生長、發(fā)育、繁殖的能量有幾個去路？分別是什么？初級消費者攝入的能量全部轉(zhuǎn)化為自身的能量了嗎？攝入的能量去路有幾個？分別是什么？某一營養(yǎng)級的“糞便”中能量應屬于誰的同化量？閱讀教材P55，能量流動的過程，并分析圖3-5和3-6，思考：玉米蝗蟲蛙蛇老鷹2.過程

(1)輸入①輸入自然生態(tài)系統(tǒng)的能量=

②輸入人工生態(tài)系統(tǒng)的能量=

1.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。一、生態(tài)系統(tǒng)能量流動（如飼料、魚餌、污水中有機物中的能量）生產(chǎn)者固定的能量太陽能（幾乎所有生態(tài)系統(tǒng)）化學能（特殊生態(tài)系統(tǒng)，如深海熱泉生態(tài)系統(tǒng)）硫細菌通過氧化硫化物和還原二氧化碳來制造有機物生產(chǎn)者固定的能量=生產(chǎn)者的同化量生產(chǎn)者固定的能量+人工投入的能量太陽輻射的能量生產(chǎn)者光合作用同化用于生長發(fā)育和繁殖初級消費者攝入分解者利用散失呼吸作用呼吸作用散失殘枝敗葉99%被大氣層吸收、散射、反射的能量討論：1.第一營養(yǎng)級能量的輸入與輸出(1)輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量：

(2)輸入第一營養(yǎng)級的能量去路：(3)構成植物體的有機物中的能量去路：1%以可見光的形式生產(chǎn)者光合作用固定的太陽能①生產(chǎn)者的呼吸作用中以熱能的形式散失；②用于生產(chǎn)者的生長、發(fā)育和繁殖等生命活動，儲存在植物體的有機物中。①隨殘枝敗葉等被分解者分解而釋放出來；②被初級消費者攝入體內(nèi)。(4)能量轉(zhuǎn)化形式：太陽能→有機物中化學能→熱能2.第二營養(yǎng)級能量的輸入和輸出(1)攝入的能量=(2)同化量=(3)用于生長、發(fā)育和繁殖的能量=同化量+糞便量呼吸作用散失的熱能+用于生長、發(fā)育和繁殖的能量下一個營養(yǎng)級攝入量+遺體殘骸中的能量(4)糞便中的能量屬于

。(5)遺體殘骸中的能量屬于

。(6)流入某營養(yǎng)級的能量=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散失呼吸作用呼吸作用散失遺體殘骸糞便生產(chǎn)者的同化量初級消費者的同化量該營養(yǎng)級的同化量（不是攝入量）2.第二營養(yǎng)級能量的輸入和輸出能量轉(zhuǎn)化形式能量在第三、第四營養(yǎng)級的變化，與第二營養(yǎng)級的情況

。

化學能→熱能大致相同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散失呼吸作用呼吸作用散失遺體殘骸糞便生產(chǎn)者固定的太陽能（同化量）呼吸作用以熱能的形式散失用于生長、發(fā)育和繁殖等（儲存在有機物中）隨殘枝敗葉流向分解者初級消費者攝入量初級消費者同化量糞便量流向分解者呼吸作用以熱能的形式散失用于生長、發(fā)育和繁殖等（儲存在有機物中）隨遺體殘骸流向分解者次級消費者攝入量玉米蝗蟲蛙蛇老鷹①途徑：食物鏈和食物網(wǎng)②形式：有機物中的化學能2.過程

(2)傳遞生產(chǎn)者固定的總能量沿食物鏈和食物網(wǎng)，以有機物中化學能的形式傳遞太陽能→有機物中化學能→ATP中活躍化學能+熱能(1)輸入：(2)傳遞：(3)轉(zhuǎn)化：(4)散失：通過呼吸作用和分解作用，最終以熱能形式散失一、生態(tài)系統(tǒng)能量流動2.過程：生態(tài)系統(tǒng)能量流動示意圖(5)輸入某一營養(yǎng)級的能量去路(除最高營養(yǎng)級外)，不定時①呼吸作用中以熱能形式散失②流向下一營養(yǎng)級③流向分解者遵循能量守恒定律。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。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？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？不能，能量流動是單向的。

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，營養(yǎng)級越高，散失的能量越多。思考·討論生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動3.能量最終的去路是？熱能(2020貴州高考)假設某種藍藻(A)是某湖泊中唯一的生產(chǎn)者，其密度極大，使湖水能見度降低。某種動物(B)是該湖泊中唯一的消費者?；卮鹣铝袉栴}:

(2)畫出該湖泊生態(tài)系統(tǒng)能量流動的示意圖。AB分解者太陽能呼吸作用呼吸作用呼吸作用林德曼（1915-1942）賽達伯格湖美國生態(tài)學家林德曼對一個結(jié)構相對簡單的天然湖泊------賽達伯格湖的能量流動進行了定量分析。一、生態(tài)系統(tǒng)能量流動3.特點圖中數(shù)字為能量數(shù)值，單位是J/(cm2.a)(焦每平方厘米年）。

圖中“未固定”是指未被固定的太陽能，“未利用”是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。為研究方便起見，將肉食性動物作為一個整體看待。思考·討論分析賽達伯格湖的能量流動流入呼吸作用分解者利用未利用流出生產(chǎn)者植食性動物肉食性動物464.696.312.529362.862.818.82.129.312.612.67.5微量5.0能量流動過程中逐級遞減討論1：用表格的形式，將圖中的數(shù)據(jù)進行整理。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464.696.312.529362.862.818.82.129.312.612.67.5微量5.020.06%13.52%能量傳遞效率=下一營養(yǎng)級同化量上一營養(yǎng)級同化量×100%注意：能量在相鄰兩個營養(yǎng)級間的傳遞效率為

。10%～20%討論2.計算“流出”該營養(yǎng)級能量占“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464.696.312.529362.862.818.82.129.312.612.67.5微量5.020.06%13.52%討論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？答：流入某一營養(yǎng)級的能量去路（定量，定時）：呼吸作用以熱能散失流向分解者(隨動植物遺體、排遺物)未被利用（未能進入/未被捕食進入下一個營養(yǎng)級）流入下一個營養(yǎng)級①表現(xiàn)：能量流動只能沿著食物鏈從低營養(yǎng)級流向高營養(yǎng)級；

②原因：生物之間的捕食關系不可逆轉(zhuǎn)，能量不能循環(huán)流動

(2)逐級遞減一、生態(tài)系統(tǒng)能量流動3.特點(1)單向流動一般來說，相鄰兩個營養(yǎng)級間的能量傳遞效率為10%~20%能量傳遞效率=下一營養(yǎng)級同化量上一營養(yǎng)級同化量×100%兩個營養(yǎng)級之間，不是兩個體之間在一個生態(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。P51旁欄思考：食物鏈上一般不超過五個營養(yǎng)級，這是為什么？

玉米蝗蟲青蛙蛇老鷹各個營養(yǎng)級的生物都會因消耗掉大部分能量，只有一小部分能夠被下一營養(yǎng)級的生物利用，流到第五營養(yǎng)級時，余下的能量很少，甚至不足以養(yǎng)活一個種群，因此食物鏈一般不超過五個營養(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。如果一個生態(tài)系統(tǒng)在一段較長時期內(nèi)沒有能量（太陽能或化學能）輸入，這個生態(tài)系統(tǒng)就會崩潰。一、生態(tài)系統(tǒng)能量流動3.特點學科交叉

與物理學的聯(lián)系根據(jù)熱力學第二定律，在封閉系統(tǒng)中，隨著時間的推移，無序性將增加。生命系統(tǒng)是開放系統(tǒng)，可以通過獲取能量來維持系統(tǒng)的有序性。熱力學第一定律：熱力學第二定律：能量不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，能量可以由一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。在封閉的系統(tǒng)中，一切過程都伴隨著能量的改變。

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。P56思考：能量在流動過程中逐級遞減，與能量守恒定