【生物】生态系统的能量流动课件-2023-2024学年高二上学期生物人教版选择性必修2

1、第3章生态系统及其稳定性第2节生态系统的能量流动人教版（2019）高中生物学选择性必修二生物与环境（第一课时）温故而知新1.1.生态系统的生态系统的结构结构包括哪些包括哪些?生态系统的组成成分生态系统的组成成分食物链和食物网食物链和食物网非生物的物质和能量非生物的物质和能量生产者生产者消费者消费者分解者分解者2.2.生态系统的生态系统的营养结构营养结构指什么？指什么？3.3.这种这种营养结构营养结构对生态系统有什么作用？对生态系统有什么作用？能量流动和物质循环的能量流动和物质循环的渠道渠道。功能能量流动物质循环信息传递结构1.1.分析生态系统中的能量在生物群落中单向流动并逐级递减的规律。分析生态系统中的能量在生物群落中单向流动并逐级递减的规律。2.2.解释生态金字塔表征了食物网各营养级之间在个体数量、生物量和解释生态金字塔表征了食物网各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系。能量方面的关系。1.1.通过能量流动模型的构建，分析能量流动的过程、特点和规律。通过能量流动模型的构建，分析能量流动的过程、特点和规律。2.2.通过模型、图表理解能量是维持生态系统的动力，利用能量传递通过模型

2、、图表理解能量是维持生态系统的动力，利用能量传递效率，提高能量在生态系统和农牧业生产上的利用率。效率，提高能量在生态系统和农牧业生产上的利用率。问题探讨课本P54假设你像小说中的鲁滨逊一样，也流落到一个荒岛上，那里除了能饮用的水以外，几乎无任何食物。你随身尚存食物只有一只母鸡、15Kg玉米。讨论：现有如下两种生存策略，请画出相应食物关系，并思考哪种生存策略能存活更长时间？策略1.先吃鸡，再吃玉米。策略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。一切生命活动都伴随着能量的变化。没有能量的输能量的输入入，也就没有生命的生态系统。生态系统。生态系统中能量的输入输入、传递传递、转化转化和散失散失的过程能量的输入能量的散失思考：研究能量流动可以采用什么科学方法呢？一、生态系统的能量流动概念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

3、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。科学方法：科学方法：P54研究能量流动的基本思路研究能量流动的基本思路合作探究：自主阅读教材54页55页，思考讨论1.1.输入生态系统的的能量来源是什么？输入生态系统的的能量来源是什么？2.2.输入第一营养级的能量有几个去路？分别是什么？输入第一营养级的能量有几个去路？分别是什么？3.3.植物用于自身生长、发有、繁殖的能量有几个去路？分别是什么？植物用于自身生长、发有、繁殖的能量有几个去路？分别是什么？4.4.初级消费者输入的能量全部转化为自身的能量了吗？摄入的能量去路有几个初级消费者输入的能量全部转化为自身的能量了吗？摄入的能量去路有几个？分别是什么？分别是什么？5.5.某一营养级的某

4、一营养级的“粪便粪便”中能量应属于谁的同化量？中能量应属于谁的同化量？6.6.结合营养级能量的去路，构建出能量流经生态系统的过程模型。结合营养级能量的去路，构建出能量流经生态系统的过程模型。二、能 量 流 动 的 过 程 P5 5第一营养级第二营养级第三营养级（生产者）（初级消费者）（次级消费者）食物链1第一营养级第二营养级（生产者）（初级消费者）食物链2建构教材P54问题讨论中的食物链大气层吸收、散射、反射99%1%生产者固定（同化）呼吸作用散失（热能）用于生长发育和繁殖残枝败叶分解者未利用初级消费者（植食性动物）能量流经（玉米）第一营养级的过程分析思考：所有生态系统中输入的总能量都只有生产者固定的太阳能吗？在人工生态系统中，总能量还有人工补充的能量（例：饲料、饵料等）初级消费者摄入分解者利用粪便遗体残骸呼吸作用散失初级消费者同化用于生长、发育和繁殖次级消费者摄入思考：1.粪便中的能量属于初级消费者同化量吗？2.真正流入初级消费者体内的能量是摄入量还是同化量？不属于，属于生产者的同化量同化量同化量=摄入量粪便量能量流经鸡（第二营养级）过程分析呼吸作用散失呼吸作用散失用于自身生长发育繁

5、殖人摄入粪便人同化遗体残骸能量流经人（最高营养级）过程分析最高营养级的能量去向：分解者利用（呼吸作用散失）呼吸作用散失；分解者利用呼吸作用散失呼吸作用散失生长生长发育发育繁殖繁殖分解者分解者（残枝败叶）残枝败叶）下一营养级摄入下一营养级摄入生产者生产者固定的固定的太阳能太阳能未被利用未被利用（草根）（草根）散散失失粪便粪便下一级下一级同化量同化量呼吸作用散失呼吸作用散失分解者（分解者（遗体残骸）遗体残骸）下一营养级摄入下一营养级摄入 未被利用未被利用（活体石油煤炭）（活体石油煤炭）同化量同化量=摄入量摄入量-粪便量粪便量同化量同化量=呼吸散失呼吸散失+生长发育繁殖生长发育繁殖同化量同化量=呼吸散失呼吸散失+下一级下一级 +分解者分解者 +未利用未利用生产者生产者同化量同化量各营养级同化的能量去向共同点某营养级同化量呼吸作用中以热能形式散失用于自身生长、发育、繁殖被分解者分解利用流入下一个营养级某营养级的能量最终去向：注意：粪便中的能量属于上一营养级同化量的一部分，该部分能量最终流向分解者。某营养级的能量某段时间内的能量去向：某营养级同化量呼吸作用中以热能形式散失用于自身生长、发育、繁殖

6、被分解者分解利用流入下一个营养级未被利用的能量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 c C.ab C.abc c D.ca D.cab bB练习与应用思考思考：请尝试请尝试构建食物链的能量流动模型。构建食物链的能量流动模型。P60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是太阳能太阳能 。食物链和食物网食物链

7、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二、能 量 流 动 的 过 程 P 5 5P P5555 思考思考.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，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。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。思考思考：能量的流动有何特能量的流动有何特点呢点呢？两营养级之间传递？两营养级之间传递效率为多少呢？效率为多少呢？二、能 量 流 动 的 过 程 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Raymond LindemanRaymon

8、d Lindeman林德曼林德曼（1915-19421915-1942）赛达伯格湖赛达伯格湖 1941年美国耶鲁大学生态学家林德曼发表了一个老年湖泊内的食物链动态的研究报告。他对50万平方米的赛达伯格湖赛达伯格湖作了野外调查和研究后用确切的数据说明，生物量从绿色植物向食草动物、食肉动物等按食物链的顺序在不同营养级上转移。三、能 量 流 动 的 特 点 P5 6 植食性动物植食性动物 62.862.862.862.8太阳能太阳能未未固固定定生产者生产者464.6464.6分解者分解者12.512.5呼吸作用呼吸作用96.396.3未利用未利用327.3327.32932932.12.118.818.829.329.312.612.6肉食性动物肉食性动物 12.612.6微量微量7.57.55.05.0122.6122.614.614.6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.讨论讨论思考思考*讨论讨论1 1：用表格的形式，将图中的数据进行整理。用表格的形式，将图中的数据进行整理。三、能 量 流 动 的 特 点 流入流入呼吸作用呼吸作用 分解者利用分解者利用 暂未利用暂未

9、利用流出流出流出流出/流入流入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464.696.312.529362.862.818.82.129.312.612.67.5微量微量5.0能量流动过程能量流动过程中中逐级递减逐级递减思考思考*讨论讨论1 1：用表格的形式，将图中的数据进行整理。用表格的形式，将图中的数据进行整理。思考思考*讨论讨论2 2：计算计算“流出流出”该营养级能量占该营养级能量占“流入流入”该营养级能量的百分比。该营养级能量的百分比。13.52%13.52%20.06%20.06%能量传递效率能量传递效率=下一营养级下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%三、能 量 流 动 的 特 点 思考思考.讨论讨论思考思考*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？单向流动单向流动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逐级递减逐级递减原原因因总有一部分能量经总有一

10、部分能量经自身呼吸消耗、被分解者自身呼吸消耗、被分解者分解、未被下一个营养级利用。分解、未被下一个营养级利用。（能量传递效率为（能量传递效率为10%10%20%20%）原原因因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？各营养级的能量都有一部分通过呼吸作用散失；一部分未被下一各营养级的能量都有一部分通过呼吸作用散失；一部分未被下一营养级利用；一部分被分解者分解。营养级利用；一部分被分解者分解。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。P P5656 旁栏思考旁栏思考：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。维持生态系统的正常功能。如果

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