【课件】生态系统的能量流动（第2课时）课件2022-2023学年高二上学期生物人教版选择性必修2.pptx

3.2 生态系统生态系统的能量流动（课时的能量流动（课时2）教学目标1.用生态金字塔表征生态系统中各营养级间的能量、生物量或数量等关系。2.概述研究生态系统能量流动的意义。3.尝试调查当地某生态系统的能量流动情况。生态系统及其稳定性知识回顾1.能量流动的过程三级消费者肉食性动物次级消费者肉食性动物初级消费者植食性动物生产者绿色植物呼吸作用分解者呼吸作用2.能量流动的特点 单向流动 逐级递减除了用图中数字表示外，还能用什么方法表示生态系统能量流动逐级递减的特点呢？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。如果一个生态系统在一段较长时期内没有能量（太阳能或化学能）输入，这个生态系统就会崩溃。知识回顾如果将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为相应面积（或体积）的图形，并将图形按照营养级的次序排列，可形成一个金字塔图形，叫作能量金字塔。生态金字塔能量金字塔1.能量金字塔由于能量在流动过程中总是逐渐递减的，因此，能量金字塔通常都是上窄下宽的金字塔。(正金字塔)第三营养级第二营养级第一营养级能量递减营养级递增特点生态金字塔能量金字塔能量沿着食物链的流动是逐级递减的，那么营养级越高，所获取的能量越少，当营养级到五或六级时，传递到该营养级的能量就不足以维持一个种群的生存了。”一条食物链一般不能超过五个营养级第四营养级第三营养级第二营养级第一营养级能量递减营养级递增生态金字塔能量金字塔生态金字塔数量金字塔消费者体型较大时，数量金字塔一般为上窄下宽(正金字塔形)消费者体型较小时，数量金字塔一般为上宽下窄(倒金字塔形)营养级第二营养级第一营养级个体数量昆虫树营养级第二营养级第一营养级个体数量羊草定义将单位时间内各营养级生物个体的数目转化为相应面积(或体积)的图形，并将图形按照营养级的次序排列，可形成一个金字塔图形，叫做数量金字塔。特点数量金字塔可正、可倒。在某一特定时刻调查时，生态系统单位面积内所积累的有机物的量。gm-2定义实质 生物量实际上是净生产量的积累量。某一时刻的生物量就是在此时刻以前生态系统积累下来的有机物的量。一段时间 积累gm-2gm-2a-1净生产量如同速度，生物量则如同位移。生态金字塔为了弥补数量金字塔的不足，人们改用各营养级生物量（某一时刻每个营养级所容纳的有机物的总干重）之间的关系，构建了生物量金字塔。在某一时刻统计的生物量，生产者的数量会小于初级消费者，生物量金字塔也会倒置。如某一特殊的海域收到气候等因素的影响。生态金字塔生物量金字塔名称某湖泊某海峡P8094C13721C211-能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔统称为生态金字塔生态金字塔。能量金字塔能更客观、准确的表示能量在各营养级间的传递规律。能量金字塔绝不会像生物量金字塔和数量金字塔那样在某些生态系统中出现倒金字塔形。金字塔无论倒置与否，生产者所固定的能量也必定多于消费者所生产的能量（无例外），因为消费者的能量归根结底是靠取食生产者而转化来的。一般情况下，陆生生态系统各营养级之间大约只有10%的能量能够传递到下一个营养级，而在海洋生态系统中会大于10%，但能量的递减规律是不变的。生态金字塔1.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入生态系统的总能量。蔬菜大棚中的多层育苗多层育苗农田生态系统中的间种套作间种套作稻萍蛙等立体农业立体农业生产方式研究能量流动的实践意义2.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。实现能量多级利用，从而大大提高能量的利用率饲料稻谷人类秸杆粪一级利用牛太阳能二级利用焚烧水稻食用菌二级利用菌渣猪、羊三级利用沼气池粪三级利用研究能量流动的实践意义研究能量流动的实践意义3.合理调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。合理确定牧场载畜量果树修剪农田除草果实牲畜庄稼人某小组同学准备对当地稻田生态系统进行调查，他们设计的调查问题如下：某小组同学准备对当地稻田生态系统进行调查，他们设计的调查问题如下：前期准备前期准备该稻田除水稻外，还有哪些生产者?农民用什么方法控制这些生产者的数量?初级消费者有哪些?他们对水稻有利还是有害?对这些初级消费者农民分别采取了哪些措施?次级消费者有哪些?他们与水稻是什么关系?农民对水稻秸秆是如何处理的?农民利用什么方法提高水稻的光能利用率?调查当地生态系统的能量流动情况调查当地生态系统的能量流动情况资料1：拍摄的稻田生态系统中部分生物的照片。资料2：当地农民对害虫、杂草、秸秆的处理措施青蛙水稗草陌上菜跳蛛田螺鸭舌草稻螟虫对水稻秸秆的处理：部分喂牛、部分焚烧 水稻的根在田中沤肥。对杂草与害虫使用除草剂与杀虫剂处理。调查调查结果结果调查当地生态系统的能量流动情况调查结果分析调查结果分析通过查阅调查的图片资料，分析该生态系统的组成成分有哪些？稻田生态系统的组成成分 非生物的物质与能量 阳光、空气、水分、热、土壤、无机盐等生产者 水稻、鸭舌草、稗草等12种杂草、浮游植物消费者 以水稻叶为食的昆虫以水稻叶为食的昆虫稍娱虫、稻飞虱、黑尾叶蝉等 捕食害虫的动物捕食害虫的动物蜘蛛（包括圆蛛、跳蛛、小黑妹）、青蛙等 以浮游植物为食的动物以浮游植物为食的动物 浮游动物、底栖动物（田螺、摇蚊）分解者 土壤中微生物、水中底栖动物 田螺、摇蚊、蚯蚓等动物调查当地生态系统的能量流动情况绘制该生态系统的部分能量流动图，思考稻田生态系统中生产者的主体是什么？其他生产者、初级消费者、次级消费者分别有哪些？它们与农作物是什么关系？有害还是有益？太阳能太阳能水稻水稻稻飞虱稻飞虱稻螟虫稻螟虫青蛙青蛙跳蛛跳蛛鸭舌草鸭舌草水稗草水稗草调查结果分析调查结果分析调查当地生态系统的能量流动情况调查结果分析调查结果分析将害虫与益虫进行归类，简化表示该生态系统能量流动关系调查当地生态系统的能量流动情况结合以上分析，提出提高稻田产量，使稻田能量最大限度流入人类的新措施。提高水稻光合效率、减少杂草的竞争、减少害虫取食造成能量流失是否有将害虫与杂草中能量通过二次转化，被人类利用的方法呢？调查结果分析调查结果分析思维训练：分析和处理数据1926年，一位生态学家研究一块玉米田的能量流动情况，得到如下数据：这块田共收割玉米约10000株，质量为6000kg。通过对玉米植株的化学成分进行分析，计算出其中共含碳2675kg。据他估算，这些玉米在整个生长过程中通过细胞呼吸消耗的葡萄糖共2045kg。1kg葡萄储存1.6104kJ能量在整个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能总量为8.5109kJ。请根据以上数据计算：1)这些玉米的含碳量折算合成葡萄糖是多少？这些葡萄糖储存的能量是多少？葡萄糖为：(12+18)/122675=6687.5kg储存的能量为：6687.51.6104=1.07108kJ2)这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？这些玉米呼吸作用消耗的能量是：20451.6104kJ=3.272107kJ思维训练：分析和处理数据3)这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是多少？呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例是多少？这些玉米固定的太阳能总量是：1.07108+3.272107=1.3972108kJ呼吸消耗能量占固定太阳能的比例为：3.272107/1.3972108=23.4%4)这块玉米田的太阳能利用效率是多少？利用效率=1.3972108/8.5109=1.64%思维训练：分析和处理数据5)根据计算结果，画出能量流经该玉米种群的图解，图解中应标明各环节能量利用和散失的比例。玉米种群太阳能：8.5109kJ散失利用:1.3972108kJ，1.64%呼吸作用3.272107kJ，23.4%储存1.07108kJ，76.6%生态系统的能量流动过程热能形式太阳能-化学能-热能生产者固定的能量食物链、食物网特点：单向流动、逐级递减传递效率：约为10%20%输入传递途径转化散失生态金字塔及实践意义生态金字塔及实践意义课堂小结一、概念检测1.生态系统中所有生物的生命活动都需要能量，而不同营养级的生物获取能量的途径是有差别的。据此判断下列表述是否正确。（1）太阳能只有通过生产者才能输入到生态系统中。（）（2）生态系统中初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少。（）（3）能量沿食物链流动是单向的。（）2.流经神农架国家级自然保护区的总能量是（）A.该保护区中生产者体内的能量B.照射到该保护区中的全部太阳能C.该保护区中生产者所固定的太阳能D.该保护区中所有生产者、消费者、分解者体内的能量C C课后练习3.在一定时间内，某生态系统中全部生产者固定的能量值为a，全部消费者所获得的能量值为b，全部分解者所获得的能量值为c，则a、b、c之间的关系是（）A.a=b+c B.ab+c C.ab+c D.c=a+b二、拓展应用1.下图是两个农业生态系统的模式图。图 a 中农作物为人类提供的食物、为家禽和家畜提供的饲料，都与图b相同。（1）分析这两幅图，完成这两个生态系统的能量流动图解。B B课后练习（2）哪个生态系统的能量能够更多地被人类所利用?为什么?图b所示生态系统中流向分解者的能量，还有一部分可以以生活能源或食物中化学能的形式被人类再度利用，因此，该生态系统实现了能量的多级、充分利用，提高了能量的利用率。课后练习