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1、第一课时 能量流动的过程及特点第第3 3章章 第第2 2节生态系统的能量流动节生态系统的能量流动人教版高中生物 选择性必修2 学习目标1.通过分析能量在营养级间的流动情况，概述生态系统中能量流动的过程(难点)。2.通过对赛达伯格湖能量流动的定量分析，概述生态系统中能量流动的特点(重点)。情境回顾情境回顾月宫一号月宫一号“月宫一号”微生态循环系统中种植了5种粮食作物、15种蔬菜、1种水果。采用了LED提供光照，保障了农作物的优质高产。利用植物不可食生物量培养黄粉虫为人提供部分动物蛋白。微生物降解植物不可食用部分、排泄物和生活废水等，使它们再生为植物提供水分和养料。事实1原有食物链：水稻水稻/蔬菜
2、叶蔬菜叶黄粉虫黄粉虫人人水稻水稻/蔬菜叶蔬菜叶黄粉虫黄粉虫鸡鸡/鸭鸭人人食物链更复杂后会对月宫一号微生态系统造成什么影响呢？生态系统中能量流动的过程及特点学生丰富后食物链：能量流动能量流动 u概念：生态系统中能量的 、的过程，称为生态系统的能量流动。输入传递转化散失u研究能量流动的基本思路：能量输入个体1个体2个体3储存在体内的能量呼吸作用散失的能量储存在体内的能量呼吸作用散失的能量储存在体内的能量呼吸作用散失的能量能量输入种群能量储存能量散失营养级 一切生命活动都伴随着能量变化，没有能量的输入，也就没有生命和生命系统。以个体为研究对象研究能量流动，有很大的局限性和偶然性。以种群为研究对象，能
3、量流动的渠道为食物链，可能因为食物网的复杂性而影响结果的准确性。因此可以某一营养级能量的输入值和输出值为研究对象。事实2一 生态系统能量流动的过程生态系统能量流动的过程一“月宫一号”舱内只有LED光源照明设备,舱内人感受不到外界时令和太阳光的变化。植物舱设计了利于植物生长的特殊光源;综合舱设计了光纤导光器,提供科学的动态照明环境,并提供了对人体有益的中波紫外光近红外光。自然界中的生态系统能量有哪来源和去向？事实3能量流动过程任务11.生态系统中能量的最终来源是什么？2.能量的起点和渠道分别是什么？3.能量是如何输入生态系统第一营养级的?4.第一营养级的能量有哪些去向？结合教材P55图3-5思考
4、以下问题：太阳能生产者固定的太阳能生产者的光合作用活动1：分析能量流经第一营养级的过程99%99%散失散失1%1%同化同化分解者利用分解者利用残枝残枝 败叶败叶呼呼吸吸作作用用散失散失未利用未利用生产者所固定的太阳能用于生长发育和繁殖初级消费者（植食性动物）1.请写出摄入量和同化量之间的关系同化量=摄入量-粪便量2.输入初级消费者的能量是哪部分？初级消费者粪便中的能量属于哪个营养级？初级消费者同化的能量3.输入初级消费者的能量的去路有哪些？一部分流入下一个营养级；一部分被分解者分解利用；一部分通过呼吸作用以热能形式散失。初级消费者摄入用于生长发育和繁殖次级消费者摄入呼吸作用散失初级消费者同化分
5、解者利用粪便呼吸作用散失.遗体残骸活动2：分析能量流经第二营养级的过程属于上一营养级的同化量初级消费者摄入用于生长发育和繁殖次级消费者摄入呼吸作用散失初级消费者同化分解者利用粪便呼吸作用散失.遗体残骸活动2：分析能量流经第二营养级的过程属于上一营养级的同化量4.完成能量流经第二营养级的模型。呼吸作用分解者流入下一营养级上一营养级初级消费者同化最高营养级摄入最高营养级同化粪便分解者利用用于生长发育和繁殖遗体残骸呼吸作用散失呼吸作用散失最高营养级同化的能量去向有哪些？思考：思考：呼吸作用中以热能的形式散失；以遗体残骸的形式被分解者利用；（最高营养级没有流入下一营养级的能量去向）活动3：分析能量流经
6、最高营养级的过程生产者（绿色植物）初级消费者（植食性动物）次级消费者（肉食性动物）三级消费者（肉食性动物）呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用分 解 者呼吸作用生产者固定的太阳能总量为流经生态系统的总能量输入输入传递传递以有机物的形式沿食物链向下一营养级传递热能散失热能散失思考：初级消费者的粪便量位于图中哪个箭头？思考：初级消费者的粪便量位于图中哪个箭头？活动4：分析生态系统能量流动过程生产者的能量来源：_;散失形式：_散失途径：_输入输入传递传递散失散失转化转化流经生态系统的总能量：_生产者所固定的太阳能太阳能传递形式：_传递渠道：_有机物中的化学能食物链和食物网热能太阳能化学能呼吸作用热能太阳
7、能太阳能2.流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来？为什么？3.流向分解者的能量，能否流向生产者？消费者呢？1.生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？为什么？遵循 不能【思考讨论】流向分解者的能量，可流向消费者（食用菌），不能流向生产者。仅仅分析生态系统中能量输入、传递、转化、散失的仅仅分析生态系统中能量输入、传递、转化、散失的过程是不够的，因为在过程是不够的，因为在“月宫一号月宫一号”密闭的微生态系统中密闭的微生态系统中需要生产者、消费者、和分解者各成分达到一种需要生产者、消费者、和分解者各成分达到一种“平衡平衡”状态，因此还需要进行定量分析生态系统中的能量流动。状态，因此
8、还需要进行定量分析生态系统中的能量流动。生态系统能量流动的特点生态系统能量流动的特点二Raymond Lindeman林德曼对赛达伯格湖能量流动做了定量分析 赛达伯格湖位于美国明尼苏达州的赛达伯格沼泽自然保护区，是一个高原湖泊，深1米，面积为14480平方米，湖岸线长500米。湖底深度一致、性质均一，没有大的波浪。优点：小、简单、稳定赛达伯格湖的能量流动图中数字为能量数值，单位是J/(cm2.a)(焦每平方厘米年）。图中“未固定”是指未被固定的太阳能，“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一个营养级和分解者利用的能量。为研究方便起见，这里将肉食性动物作为一个整体看待。活动5：分析赛达伯格
9、湖的能量流动活动5：分析赛达伯格湖的能量流动讨论1.用表格的形式，将图中的数据进行整理。例如，可以将每一营养级上的能量“流入”和“流出”整理成为一份清单（“流出”的能量不包括呼吸作用散失的能量）。讨论2.计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营养级能量的百分比。讨论3.从方向上看，能量流动是否会逆转，能不能循环流动？为什么？讨论4.流入某一营养级的能量，为什么不会百分之百地流到下一个营养级？1.根据赛达伯格湖的能量流动图解完成下表。营养级营养级流入能量流入能量 流出能量流出能量（输入下一营养级）（输入下一营养级）出入比出入比（传递效率）（传递效率）生产者植食性动物肉食性动物464.662.81
10、3.5%62.812.620.1%12.62.能量传递效率=下一营养级同化量某一营养级同化量100%活动5：分析赛达伯格湖的能量流动3.从方向上看，能量流动是否会逆转，能不能循环流动？为什么？生态系统各营养级间取食和被食的关系是不可逆的。各营养级通过呼吸作用散失的热能不能再被生物利用。不会逆转，不能循环流动。因为：4.流入某一营养级的能量，为什么不会百分之百地流到下一个营养级？流入某一营养级的能量除了流入下一营养级之外，还有：一部分通过该营养级的呼吸作用散失；一部分作为排遗物、遗体或残枝败叶被分解者利用；一部分未被利用活动5：分析赛达伯格湖的能量流动 生态系统能量流动的特点生态系统能量流动的特
11、点二能量流动的特点：1.单向流动2.逐级递减能量传递效率：一般10-20%营养级数量：一般不超过5个营养级任何生态系统都需要不断得到来自系统外系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。思考：如人工鱼塘需要投喂饲料，此时流入鱼塘生态系统的总能量如何表示？生产者固定的太阳能人工投入的有机物中的化学能。反馈评价水稻/蔬菜叶黄粉虫人水稻/蔬菜叶黄粉虫鸡/鸭人流向人的能量多流向人的能量少核心归纳1.能量流动概念的理解核心归纳2.流入某一营养级的能量的来源和去路(1)能量来源生产者的能量主要来自太阳能消费者的能量来自上一营养级同化的能量(2)能量去向：流入某一营养级的能量去向可从以下两个角度分析：各营
12、养级同化量的去向(能量的最终去向)：核心归纳短时间内，某营养级的生物不会被全部捕食或死亡，因此同化量的去向(某段时间内的能量去向)还应该包括未被利用的能量。即：核心归纳未被利用是指：在统计能量流动的时间段内，某一营养级生物的同化量中未被呼吸作用消耗，也未被下一营养级捕食或分解者利用的能量，有时还包括以化石燃料形式储存于地下未被人类开采的能量，还包括多年生植物上一年自身生长发育的净积累量。如草原中一批羊，羊吃草可以长大，在统计期间，有被狼捕食的，有死亡的，还有未死亡的(未利用)。核心归纳3.相关量的关系(1)摄入量同化量粪便量。(2)同化量摄入量粪便量呼吸消耗量用于生长、发育和繁殖的能量呼吸消耗
13、量流入下一营养级的能量被分解者利用的能量(未利用的能量)。(3)用于生长、发育和繁殖的能量同化量呼吸消耗量流入下一营养级的能量被分解者利用的能量(未利用的能量)。核心归纳4.能量流动的特点(1)生态系统中能量流动是单向的，其原因是捕食关系是经过长期进化形成的，不可逆转，每一营养级呼吸作用散失的能量不能再被生物群落利用，因此无法循环。(2)能量在流动过程中逐级递减，输入到某一营养级的能量只有10%20%能流入下一营养级，即能量在相邻两个营养级间的传递效率为10%20%，营养级越多，能量流动过程中损耗越多，因此食物链中的营养级一般不超过5个。跟踪训练跟踪训练1.大象是植食性动物，有一种蜣螂专门以象
14、粪为食，设大象在某段时间所同化的能量为107 kJ，则这部分能量中流入蜣螂体内的约为A.0 kJ B.106 kJC.2106 kJ D.1062106 kJ蜣螂属于分解者不属于食物链，象粪不属于大象的同化量，属于植物的同化量跟踪训练跟踪训练2.如图表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图，其中ag表示能量值。若图中A表示某食物网中第二营养级所摄入的全部能量。下列说法不正确的是A.图中B表示同化的能量B.图中C表示流入下一营养级的能量C.图中D表示通过呼吸作用散失的能量D.图中a值与cde的值相同C:用于自身生长、发育繁殖呼吸作用同化量分解者摄入量=同化量+粪便量 a=c+b,b=d+e跟
15、踪训练跟踪训练3.某同学绘制了如图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能，方框大小表示所含能量的多少)。下列叙述不正确的是A.生产者固定的总能量可表示为(A1B1C1A2B2C2D2)B.由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D2/D1100%C.流入初级消费者的能量为(A2B2C2D2)D.图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减W1=A1B1C1D1D1=A2B2C2D2D1/W1100%跟踪训练跟踪训练4.(2023河北秦皇岛高二期末)如图所示为一个食物网，假如鹰的食物有2/5来自兔、2/5来自鼠、1/5来自蛇，且每条食物链的传递效率相同。那么鹰若要增加20g体重，至少需要
16、消耗植物A.900 g B.500 gC.200 g D.600 g知高营养级，求低营养级最少按20%计算植物兔鹰：202/520%20%200(g)植物鼠鹰：202/520%20%200(g)植物鼠蛇鹰：201/520%20%20%500(g)共计消耗植物量为200200500900(g)课堂小结课堂小结本堂课你学到了哪些知识？画出概念图进行总结生生态态系系统统的的能能量量流流动动生产者固定的能量食物链和食物网太阳能化学能热能单向流动、逐级递减，能量传递效率为10%20%输入传递途径转化散失热能形式过程特点五 分 钟 查 落 实【判断正误】(1)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能(
17、)(2)散失的热能不可以被生产者固定再次进入生态系统()(3)当狼吃掉一只兔子时，就获得了兔子的全部能量()(4)蜣螂以牛粪为食，因此被牛同化的能量可流入蜣螂()流经生态系统的总能量为生产者所固定的太阳能狼获得的是将兔子消化吸收的那部分能量蜣螂属于分解者不属于食物链，象粪不属于大象的同化量，属于植物的同化量1.生态系统的能量流动：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。2.每个营养级中的能量的去路一般有：通过呼吸作用以热能的形式散失、流入下一营养级、被分解者利用以及未利用的部分。3.能量流动的特点：单向流动和逐级递减。4.任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的
18、正常功能。【要语必背】1.对于每年有一定量的生活污水流入的湖泊来说，流经该生态系统的总能量是_。2.从生态系统的功能上看，肉食性黑鱼的食物范围较广，但数量相对较少的原因是_。3.第一营养级的能量中流入分解者的包括_两部分。【长句表达】生产者固定的太阳能总量和生活污水中有机物储存的能量生态系统中的能量流动逐级递减，黑鱼的营养级较高，获得的能量少第一营养级的枯枝败叶中的能量和第二营养级的粪便量4.经测算，蝗虫粪便中的草纤维比例大约占80%，从能量流动的角度分析，蝗虫摄食草本植物的能量远多于其用于、生长发育和繁殖的能量，原因是_。蝗虫摄食草本植物的能量有一部分随粪便流入分解者(蝗虫粪便中的能量未被同化)，有一部分通过呼吸作用以热能的形式散失