《【课件】生态系统的能量流动第1课时 2023-2024学年高二上学期生物人教版选择性必修2.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【课件】生态系统的能量流动第1课时 2023-2024学年高二上学期生物人教版选择性必修2.pptx（32页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第第3 3章章 生态系统及其稳定性生态系统及其稳定性第第2 2节节 生态系统的能量流动生态系统的能量流动（第一课时）（第一课时）策略策略2 2：先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。策略策略1 1：先吃鸡，再吃玉米。先吃鸡，再吃玉米。写出以上涉及到的食物链写出以上涉及到的食物链/网网玉米玉米鸡鸡人人你愿意分部分食物给鸡吃你愿意分部分食物给鸡吃 么么？玉米玉米鸡鸡人人问题探讨问题探讨 假设你像小说中的鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，除了有能饮用的水，几乎没有任何食物。你身边尚存的食物只有1只母鸡、15Kg玉米。能量的输入能量
2、的输入能量的散失能量的散失生态系统生态系统 一切生命活动都伴随着能量的变化。没有能量的输入，也就没有生命的生态系统一、一、能量流动能量流动1.概念：概念：生态系统中能量的_、_、_和_的过程。输入输入传递传递转化转化散失散失能量输入能量输入个体个体1 1储存在体内的能量储存在体内的能量呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量个体个体2 2储存在体内的能量储存在体内的能量呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量个体个体33能量储存能量储存种群种群能量散失能量散失能量输入能量输入将这些个体作为一个整体来研究将这些个体作为一个整体来研究 以以个体个体为研究对象，有为研究对象，有很大的很大的局限性和偶然性局限
3、性和偶然性，如，如果个体死亡，数据可能不准果个体死亡，数据可能不准确；不同个体间差异过大。确；不同个体间差异过大。某营养级某营养级将一个将一个营养级营养级的的所有种群作为一个整体所有种群作为一个整体能很好地避免以个体和种群为研究对象带来的不足，提高结果的准确性。能很好地避免以个体和种群为研究对象带来的不足，提高结果的准确性。一、一、能量流动能量流动2.科学方法：科学方法：研究能量流动的基本思路研究能量流动的基本思路二、二、能量流动的过程能量流动的过程1.能量流经玉米（第一营养级）过程：能量流经玉米（第一营养级）过程：1%固定固定(同化同化)99%散失散失生产者固定的太阳能生产者固定的太阳能呼吸
4、作用散失（热能）散失（热能）用于生长用于生长发育和繁殖发育和繁殖分解者分解者残枝 败叶未利用未利用初级消费者初级消费者（植食性动物）（植食性动物）（1 1）输入生态系统的总能量：）输入生态系统的总能量：生产者固定的太阳能生产者固定的太阳能(第一营养级同化量第一营养级同化量)同化作用同化作用是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成变成自身的组成物质自身的组成物质，并且储存能量的变化过程。，并且储存能量的变化过程。一、一、能量流动的过程能量流动的过程2.能量流经鸡（第二营养级）过程：能量流经鸡（第二营养级）过程：思考：思考：鸡鸡吃玉米后能将摄入的玉米全部
5、同化吗吃玉米后能将摄入的玉米全部同化吗？初级消费初级消费者摄入者摄入遗体残骸遗体残骸呼吸作用呼吸作用热量散失热量散失初级消费初级消费者同化者同化用于生长、用于生长、发育和繁殖发育和繁殖次级消费次级消费者摄入者摄入分解者利用分解者利用粪便粪便摄入量摄入量=同化量同化量+粪便量粪便量 粪便粪便属于上一营养级的同化量属于上一营养级的同化量同化作用同化作用是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成变成自身的组成物质自身的组成物质，并且储存能量的变化过程。，并且储存能量的变化过程。一、一、能量流动的过程能量流动的过程3.能量流经人（最高营养级）过程：能量流经人（
6、最高营养级）过程：思考：思考：最高营养级同化的能量去向有哪些？最高营养级同化的能量去向有哪些？呼吸作用散失呼吸作用散失用于自身生用于自身生长发育繁殖长发育繁殖人摄入人摄入粪粪便便人同化人同化遗体遗体残骸残骸最高营养级的能量去向：最高营养级的能量去向：呼吸作用散失；分解者利用呼吸作用散失；分解者利用分解者利用分解者利用（呼吸作用散失）（呼吸作用散失）最高营养级的能量去路最高营养级的能量去路没有没有流入下一个营养级流入下一个营养级这条途径这条途径某营养级某营养级同化量同化量呼吸作用中以呼吸作用中以热能形式散失热能形式散失用于自身生长、用于自身生长、发育、繁殖发育、繁殖被分解者分解利用被分解者分解利
7、用流入下一个营养级流入下一个营养级一、一、能量流动的过程能量流动的过程4.某营养级的能量最终去向某营养级的能量最终去向：5.某营养级的能量某营养级的能量某段时间内某段时间内的能量去向的能量去向：某营养级某营养级同化量同化量呼吸作用中以呼吸作用中以热能形式散失热能形式散失用于自身生长、用于自身生长、发育、繁殖发育、繁殖被分解者分解利用被分解者分解利用流入下一个营养级流入下一个营养级未被利用的能量未被利用的能量初级消费者初级消费者同化量同化量呼吸作用中以呼吸作用中以热能形式散失热能形式散失用于自身生长、用于自身生长、发育、繁殖发育、繁殖被分解者分解利被分解者分解利用用流入下一个营养流入下一个营养级
8、级未被利用的能量未被利用的能量初级消费者初级消费者摄入量摄入量分解者分解者粪便量粪便量摄入量摄入量=同化量同化量+粪便量粪便量同化量同化量=呼吸消耗量呼吸消耗量+用于生长发育和繁殖的能量用于生长发育和繁殖的能量同化量同化量=呼吸呼吸消耗量消耗量+流入下一营养级流入下一营养级 +分解者利用分解者利用 +未被利用的能量未被利用的能量能量关系：能量关系：一、一、能量流动的过程能量流动的过程呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用生产者生产者（绿色植物）（绿色植物）初级消费者初级消费者（植食性动物）（植食性动物）次级消费者次级消费者（肉食性动物）（肉食性动物）三级消费者三级消费
9、者（肉食性动物）（肉食性动物）呼吸作用呼吸作用分解者分解者一、一、能量流动的过程能量流动的过程能量流动的渠道能量流动的渠道是是 。能量散失的途径能量散失的途径是各种生物的是各种生物的 (代谢过程代谢过程)。流动过程中流动过程中能量的转化能量的转化是太阳能是太阳能 。食物链和食物网食物链和食物网呼吸作用呼吸作用有机物中的化学能有机物中的化学能热能热能注意：注意：1.1.若为若为人工生态系统人工生态系统，流经生态系统的总能量除，流经生态系统的总能量除生产者固定的太阳能总量生产者固定的太阳能总量，还有，还有人工人工补充的能量补充的能量（例如饲料中有机物中的化学能）；（例如饲料中有机物中的化学能）；2
10、.2.流经生态系统的总能量是生产者流经生态系统的总能量是生产者固定固定的太阳能，而非照射在所有植物体上的太阳能；的太阳能，而非照射在所有植物体上的太阳能；3.3.能量最终几乎都以能量最终几乎都以热能热能形式回到非生物环境中，包括各营养级生物的呼吸作用和分形式回到非生物环境中，包括各营养级生物的呼吸作用和分解者的呼吸作用。解者的呼吸作用。一、一、能量流动的过程能量流动的过程生态系统中的能量流动生态系统中的能量流动思考思考.讨论讨论一、一、能量流动的过程能量流动的过程讨论讨论1 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？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
11、能量守恒定律遵循能量守恒定律。能量在生态系统中流动、转化后，一部分储存在生态能量在生态系统中流动、转化后，一部分储存在生态系统（生物体的有机物）中，另一部分在呼吸作用中以热能的形式散失，系统（生物体的有机物）中，另一部分在呼吸作用中以热能的形式散失，两者之和与流入生态系统的能量相等两者之和与流入生态系统的能量相等。讨论讨论2 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？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？不能。能量流动是单向的。不能。能量流动是单向的。源头：源头：。起点：从起点：从 开始开始。流入生态系统总量：流入生态系统总量：。主要方式：主要方式：_。能量
12、转化：能量转化：。能能量量流流动动概念概念 生态系统中能量的生态系统中能量的输入、传递、转化和散失输入、传递、转化和散失的过程的过程过过程程输输入入生产者固定太阳能生产者固定太阳能生产者固定的太阳能总量生产者固定的太阳能总量光能光能化学能化学能光合作用光合作用传递渠道：传递渠道：。传递过程：传递过程：食物链和食物网食物链和食物网传传递递转化转化 太阳能太阳能化学能化学能热能热能ATPATP中活跃的化学能中活跃的化学能散散失失大部分热能形式散失大部分热能形式散失需要分解者的分解作用和每一级生物的呼吸作用需要分解者的分解作用和每一级生物的呼吸作用生产者生产者初级消费者初级消费者次级消费者次级消费者
13、太阳能（主要）太阳能（主要）一、一、能量流动的过程能量流动的过程 实战训练实战训练1 1.流经神农架国家级自然保护区的总能量是流经神农架国家级自然保护区的总能量是()()A.A.该保护区中生产者体内的能量该保护区中生产者体内的能量B.B.照射到该保护区中的全部太阳能照射到该保护区中的全部太阳能C.C.该保护区中生产者所固定的太阳能该保护区中生产者所固定的太阳能D.D.该保护区中所有生产者、消费者、分解者体内的能量该保护区中所有生产者、消费者、分解者体内的能量 实战训练实战训练2.2.在在由由草草、兔兔、狐狐组组成成的的一一条条食食物物链链中中，兔兔经经同同化化作作用用所所获获得得的的能量的去向
14、不应该包括能量的去向不应该包括()()A.A.通过兔呼吸作用释放通过兔呼吸作用释放 B.B.通过兔的粪便流入分解者体内通过兔的粪便流入分解者体内 C.C.通过狐狸的粪便流入分解者体内通过狐狸的粪便流入分解者体内 D.D.流入狐狸体内流入狐狸体内 实战训练实战训练3.3.在在一一定定时时间间内内，某某生生态态系系统统中中全全部部生生产产者者固固定定的的能能量量值值为为a a，全全部部消消费费者者所所获获得得的的能能量量值值为为b b，全全部部分分解解者者所所获获得得的的能能量量值值为为c c，则，则a a、b b、c c之间的关系是之间的关系是 A.a A.ab bc c B.ab B.abc
15、c C.ab C.abc c D.ca D.cab b太阳能未固定生产者464.662.812.6呼吸作用122.67.5分解者14.612.5未利用327.329.35.0赛达伯格湖能量流动图解植食性动物62.8肉食性动物12.696.318.8293微量图中数字为能量值，单图中数字为能量值，单位是位是J/J/（cmcm2 2a a）（焦）（焦每平方厘米年）。每平方厘米年）。“未固定未固定”是指未被固是指未被固定的太阳能。定的太阳能。“未利用未利用”是指未被自是指未被自身呼吸作用消耗，也未身呼吸作用消耗，也未被后一个营养级和分解被后一个营养级和分解者利用的能量。者利用的能量。二、二、能量流动
16、的特点能量流动的特点分析赛达伯格湖的能量流动分析赛达伯格湖的能量流动思考思考.讨论讨论营养级营养级流入能量流入能量流出能量流出能量（输入下一营养级能量）输入下一营养级能量）呼吸作用呼吸作用散失散失分解者分解者利用利用未利用未利用传递效率传递效率生产者生产者植食性动物植食性动物肉食性动物肉食性动物464.6464.662.862.896.396.312.512.529329362.862.812.612.618.818.82.12.129.329.312.612.67.57.50.10.15 513.5%13.5%20.1%20.1%讨论讨论1 1：用表格的形式，将图用表格的形式，将图中的数据进
17、行整理。中的数据进行整理。讨论讨论2 2：计算计算“流出流出”该营养该营养级能量占级能量占“流入流入”该营养级能该营养级能量的百分比。量的百分比。二、二、能量流动的特点能量流动的特点二、二、能量流动的特点能量流动的特点分析赛达伯格湖的能量流动分析赛达伯格湖的能量流动思考思考.讨论讨论能量传递效率能量传递效率=某一营养级某一营养级同化同化量量上一营养级上一营养级同化同化量量100%100%注意：能量在相邻两个营养级间的传递效率为 。10%20%讨论讨论3 3：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为什么不会百分之百地流到下一个营养级？植食性动物植食性动物6
18、2.862.8生产者生产者464.6464.6肉食性动物肉食性动物12.612.613.52%13.52%20.06%20.06%请同学们写出能量传递效率公式请同学们写出能量传递效率公式 各营养级的能量都有一部分通过呼吸作用散失、一部分未被利用、一部各营养级的能量都有一部分通过呼吸作用散失、一部分未被利用、一部分被分解者分解；分被分解者分解；其他的才是流入下一营养级的能量。其他的才是流入下一营养级的能量。能量传递效率针对的是能量传递效率针对的是相邻两个营养级之间的相邻两个营养级之间的同化量之比，同化量之比，且且能量传递效率不能提高能量传递效率不能提高。二、二、能量流动的特点能量流动的特点分析赛
19、达伯格湖的能量流动分析赛达伯格湖的能量流动思考思考.讨论讨论讨论讨论4 4：通过以上分析，你能总结出什么规律？通过以上分析，你能总结出什么规律？原原因因通过呼吸作用散失的通过呼吸作用散失的热能不能再次被利用热能不能再次被利用食物链中的食物链中的捕食关系不能逆转捕食关系不能逆转单向单向流动流动逐级逐级递减递减原原因因总有一部分能量经总有一部分能量经自身呼吸消耗、被分解者分解、未自身呼吸消耗、被分解者分解、未被下一个营养级利用；其他的流向下一营养级被下一个营养级利用；其他的流向下一营养级。（相邻两个营养级间能量传递效率为（相邻两个营养级间能量传递效率为10%10%20%20%）在一个生态系统中，营
20、养级在一个生态系统中，营养级越越多多，在能量流动中在能量流动中消耗的能量越多；消耗的能量越多；营养级营养级越越高高，得到的能量得到的能量越少越少。因此，生态系统中的能量流动一般不超过因此，生态系统中的能量流动一般不超过5 5个个营养级。营养级。能量流经各营养级是逐级递减的，传递效率为能量流经各营养级是逐级递减的，传递效率为10102020。思考：思考：为什么食物链一般不超过为什么食物链一般不超过5 5个个营养级营养级?第一第一 营养级营养级A A1 15 5A A1 12525A A1 1125125A A1 1625625A A1 131253125A A0.00032 A0.00032 A
21、第第六六 营养级营养级第第五五 营养级营养级第第四四 营养级营养级第第三三 营养级营养级第第二二 营养级营养级 各个营养级的生物都会因呼吸作用消耗掉大部分能量，其余能量有一部分流入分各个营养级的生物都会因呼吸作用消耗掉大部分能量，其余能量有一部分流入分解者，只有一小部分能够被下一营养级的生物利用。解者，只有一小部分能够被下一营养级的生物利用。流到第五营养级时，余下的能量流到第五营养级时，余下的能量很少很少（即能量沿食物链的流动是逐级递减的，营养级越高获得的能量越少即能量沿食物链的流动是逐级递减的，营养级越高获得的能量越少），），甚至不甚至不足以养活一个种群，因此食物链一般不超过五个营养级足以养
22、活一个种群，因此食物链一般不超过五个营养级。不矛盾。能量在流动过程中逐级递减，指的是流入各个营养级的能量。能量守恒定律可以用于衡量流入某个生态系统的总能量，总能量=储存在生态系统(生物体的有机物)中的能量+被各个营养级的生物利用、散发至非生物环境中的能量。因此，虽然能量在流动过程中逐级递减，但总能量依然遵循能量守恒定律。二、二、能量流动的特点能量流动的特点思考：思考：能量在流动过程中逐级递减，与能量守恒定律矛盾吗？为什么？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正常功能系统的正常功能。如果一个生态系统在一段较
23、长时期内没有能量（太阳能或化学能）输入，这个生态系统就会崩溃。实战训练实战训练1.(20211.(2021北北京京市市平平谷谷区区第第五五中中学学高高二二月月考考)下下图图是是某某个个农农业业生生态系统的结构模式图，该图中表示生态系统能量流动的箭头态系统的结构模式图，该图中表示生态系统能量流动的箭头是是 A.A.B B.C.C.D D.实战训练实战训练2.2.在分析生态系统的能量流动时经常涉及在分析生态系统的能量流动时经常涉及“总能量总能量”、“摄入量摄入量”、“输入输入量量(输入到某一营养级的能量输入到某一营养级的能量)”)”、“同化量同化量”、“粪便量粪便量”、“能量传递效能量传递效率率”
24、等说法等说法,则下列说法中正确的是则下列说法中正确的是()A.A.太阳辐射到某一生态系统中的能量即为输入生态系统的总能量太阳辐射到某一生态系统中的能量即为输入生态系统的总能量 B.B.生产者积累的有机物中的能量为输入生态系统的总能量生产者积累的有机物中的能量为输入生态系统的总能量 C.C.某一营养级生物的摄入量减去粪便量某一营养级生物的摄入量减去粪便量,为该营养级生物同化量为该营养级生物同化量 D.D.相邻两营养级生物中高营养级与低营养级生物的摄入量之比表示能量传递相邻两营养级生物中高营养级与低营养级生物的摄入量之比表示能量传递效率效率 实战训练实战训练3.3.如图表示能量流经该生态系统某一营
25、养级的变化示意图，其中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a ag g表示能量值。若图中表示能量值。若图中A A表示某食物网中第二营养级所摄入的全部能量，则表示某食物网中第二营养级所摄入的全部能量，则下列说法不正确的是下列说法不正确的是()A A图中图中B B表示同化的能量表示同化的能量B B图中图中C C表示流入下一营养级的能量表示流入下一营养级的能量C C图中图中D D表示通过呼吸作用散失的能量表示通过呼吸作用散失的能量D D图中图中a a值与值与c cd de e的值相同的值相同三、三、能量流动的相关计算能量流动的相关计算1.能量传递效率的计算公式能量传递效率的计算公式
26、：能量传递效率能量传递效率=某一营养级某一营养级同化同化量量上一营养级上一营养级同化同化量量100%100%（1 1）在在食物链食物链中中能量传递效率能量传递效率“最值最值”计算计算 已知已知低低营养级营养级同化量，求同化量，求高高营养级营养级同化量：同化量：在食物链在食物链“草草兔兔鹰鹰”中，假如现有草中，假如现有草100kg100kg，则：，则：.最少最少可使鹰增重可使鹰增重_kg_kg。.最多最多可使鹰增重可使鹰增重_kg_kg。能量传递效率按能量传递效率按 来算来算。能量传递效率按能量传递效率按 来算来算。1420%10%已知已知高高营养级营养级同化量，同化量，求求低低营养级营养级同化
27、量：同化量：在食物链在食物链“草草兔兔鹰鹰”中，要使鹰增加中，要使鹰增加2kg2kg体重，则：体重，则：.最多最多要消耗草要消耗草_kg_kg。.最少最少要消耗草要消耗草 kgkg。能量传递效率按能量传递效率按 来算来算。能量传递效率按能量传递效率按 来算来算。2005010%20%策略策略2 2：先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。策略策略1 1：先吃鸡，再吃玉米。先吃鸡，再吃玉米。玉米玉米鸡鸡人人玉米玉米鸡鸡人人问题探讨问题探讨假设鸡自身重假设鸡自身重3kg3kg，玉米玉米15kg15kg。3 320%+1520%
28、+1520%=20%=3.6 3.6 kgkg（151/320%+3151/320%+3）20%+152/320%=20%+152/320%=2.8 2.8 kgkg三、三、能量流动的相关计算能量流动的相关计算1.能量传递效率的计算公式能量传递效率的计算公式：能量传递效率能量传递效率=某一营养级某一营养级同化同化量量上一营养级上一营养级同化同化量量100%100%（2 2）在在食物网食物网中中能量传递效率能量传递效率“最值最值”计算计算正推：知正推：知低低营养级求营养级求高高营养级营养级获能量最多获能量最多选最短食物链，按选最短食物链，按20%20%计算计算获能量最少获能量最少选最长食物链，按
29、选最长食物链，按10%10%计算计算逆推：知逆推：知高高营养级求营养级求低低营养级营养级需能量最多需能量最多选最长食物链，按选最长食物链，按10%10%计算计算需能量最少需能量最少选最短食物链，按选最短食物链，按20%20%计算计算两个营养级之间，两个营养级之间，不是两个体之间不是两个体之间 实战训练实战训练1.1.右图表示某生态系统食物网的图解右图表示某生态系统食物网的图解，猫头鹰，猫头鹰体重每增加体重每增加1kg1kg，至，至少消耗少消耗A A约（约（）A A100kg 100kg B B44.5kg 44.5kg C C25kg 25kg D D15kg15kg三、三、能量流动的相关计算
30、能量流动的相关计算1.能量传递效率的计算公式能量传递效率的计算公式：(3)(3)在能量分配比例已知时，按比例分别计算，最后相加。在能量分配比例已知时，按比例分别计算，最后相加。例：在右图的食物网中，如果C从B、F中获得的能量比为31，C增重1kg，则最少需要消耗A多少kg？消耗消耗A A最少，按最高传递效率最少，按最高传递效率20%20%计算（前级是后级计算（前级是后级5 5倍）：倍）：沿食物链沿食物链ABCABC逆推：逆推：3/4kg X 5 X 53/4kg X 5 X 575/4kg75/4kg沿食物链沿食物链ADEFCADEFC逆推：逆推：1/4kg X 5 X 5 X 5 X 51/
31、4kg X 5 X 5 X 5 X 5625/4kg625/4kg 75/4kg+625/4kg=175kg 75/4kg+625/4kg=175kg 实战训练实战训练2 2.如图食物网中，猫头鹰的食物有如图食物网中，猫头鹰的食物有2/52/5来自兔，来自兔，2/52/5来自鼠，来自鼠，1/51/5来自蛇，则猫头鹰的体重若增加来自蛇，则猫头鹰的体重若增加20 g20 g，至少需要消耗植物的重，至少需要消耗植物的重量为量为()A A600 g600 g B B900 g900 gC C1 600 g 1 600 g D D5 600 g5 600 g 实战训练实战训练3 3.如果一个人的食物中有如果一个人的食物中有1/21/2来自绿色植物，来自绿色植物，1/41/4来自小型肉食来自小型肉食性动物，性动物，1/41/4来自羊肉，假如能量传递效率为来自羊肉，假如能量传递效率为10%10%，那么此人每，那么此人每增加增加1 1千克体重，会消耗植物千克体重，会消耗植物()A A1010千克千克 B B5 5千克千克C C100100千克千克 D D280280千克千克