人教版高中生物必修三第五章第2节生态系统的能量流动.ppt

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1、温故而知新1.1.生态系统的结构包括哪两方面？生态系统的结构包括哪两方面？2.2.生态系统的成分有哪些？生态系统的成分有哪些？3.3.生态系统的营养结构是什么生态系统的营养结构是什么? ?生态系统的成分生态系统的成分,食物链，食物网食物链，食物网生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量食物链和食物网食物链和食物网第五章第五章 生态系统及其稳定性生态系统及其稳定性第二节第二节 生态系统能量流动生态系统能量流动先吃鸡，先吃鸡，再吃玉米再吃玉米我反对！我反对！为什么要为什么要先吃我？先吃我？我们欠我们欠“鸡妈妈鸡妈妈”一个解一个解释释 生态系统中能量的生态

2、系统中能量的的过程，称为生态系统的过程，称为生态系统的能量流动。的能量流动。一、生态系统的能量流动概念一、生态系统的能量流动概念1、能量是怎样输入到第一营养级的？2、第一营养级的能量去向：草草兔子兔子老鹰老鹰一、能量流动的过程一、能量流动的过程1 1、小草的能量来自哪里、小草的能量来自哪里? ?2 2、照射在草地上的太阳能如何被小草、照射在草地上的太阳能如何被小草吸收吸收? ?这些能量都被小草吸收了吗这些能量都被小草吸收了吗? ?3 3、小草吸收了太阳能后、小草吸收了太阳能后, ,这些能量有哪这些能量有哪些去向些去向? ?生产者生产者（植物）（植物）初级消费者初级消费者（植食性动物）（植食性动

3、物）呼吸作用呼吸作用用于生长用于生长发育和繁殖发育和繁殖分分 解解 者者遗体遗体 残骸残骸能量流经第一营养级示意图能量流经第一营养级示意图1 1、小草的能量来自哪里、小草的能量来自哪里? ?2 2、照射在草地上的太阳能如何被小草、照射在草地上的太阳能如何被小草吸收吸收? ?这些能量都被小草吸收了吗这些能量都被小草吸收了吗? ?3 3、小草吸收了太阳能后、小草吸收了太阳能后, ,这些能量有哪这些能量有哪些去向些去向? ?固定的太阳能固定的太阳能光合作用，仅仅吸收光合作用，仅仅吸收1%1%左右。左右。呼吸作用消耗；呼吸作用消耗；被下一营养级的生物所利用；被下一营养级的生物所利用；被分解者所利用；被

4、分解者所利用；未被利用的能量（最终被分未被利用的能量（最终被分解者分解）。解者分解）。3 3、兔子把草吃进肚子里、兔子把草吃进肚子里, ,草中的能量草中的能量都被兔子吸收了吗都被兔子吸收了吗? ?4 4、兔子吸收了能量后、兔子吸收了能量后, ,这些能量有哪这些能量有哪些去向些去向? ?不是。不是。初级消费者初级消费者摄入摄入用于生长用于生长发育和繁殖发育和繁殖次级消费者次级消费者摄入摄入呼吸呼吸散失散失遗体遗体残骸残骸初级消费者初级消费者同化同化分解者利用分解者利用粪便粪便呼吸呼吸散失散失.能量流经初级消费者示意能量流经初级消费者示意图图摄入量摄入量= =同化量同化量+ +粪便粪便摄入量就是同

5、化量吗？摄入量就是同化量吗？( (同化量同化量= =摄入量摄入量粪便量）粪便量）兔子的能量从哪里来兔子的能量从哪里来同化作用是指生物体把从外界环境同化作用是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身物质，中获取的营养物质转变成自身物质，并且储存能量的过程。并且储存能量的过程。3 3、兔子把草吃进肚子里、兔子把草吃进肚子里, ,草中的能量草中的能量都被兔子吸收了吗都被兔子吸收了吗? ?4 4、兔子吸收了能量后、兔子吸收了能量后, ,这些能量有哪这些能量有哪些去向些去向? ?不是。不是。呼吸作用消耗；呼吸作用消耗；被下一营养级的生物所利用；被下一营养级的生物所利用；被分解者所利用；被分解者所利

6、用；未被利用的能量（最终被分未被利用的能量（最终被分解者分解）。解者分解）。 生产者生产者（植物）（植物）呼吸作用呼吸作用初级消费者初级消费者（植食动物（植食动物）呼吸作用呼吸作用次级消费者次级消费者（肉食动物（肉食动物）三级消费者三级消费者（肉食动物（肉食动物）呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用分分 解解 者者呼吸作用呼吸作用生态系统能量流动传递的过程生态系统能量流动传递的过程太阳能太阳能生态系统的能量流动过程图解生态系统的能量流动过程图解:生产者生产者(植物植物)初级消费者初级消费者(植食动物植食动物)次级消费者次级消费者(肉食动物肉食动物)三级消费者三级消费者(肉食动物肉食动物)ABCBB

7、请观察请观察: :请表述请表述:图中的图中的箭头箭头A、B、C各表各表示什么含义？示什么含义？A、呼吸作用散失的能量、呼吸作用散失的能量B、输入下一营养级的能量输入下一营养级的能量C、分解者呼吸作用散失的能量、分解者呼吸作用散失的能量太阳能太阳能输入输入：传递传递：能量沿着能量沿着食物链（网）食物链（网）逐级流动逐级流动散失：散失：各级生物的呼吸作用及分解者的分解各级生物的呼吸作用及分解者的分解作用（呼吸），能量以作用（呼吸），能量以热能热能散失散失 生产者生产者固定固定的太阳能的总量（即植物光的太阳能的总量（即植物光合作用固定的太阳能），合作用固定的太阳能），是流经这个生态系是流经这个生态系

8、统的总能量统的总能量。生态系统的总能量：太阳能太阳能能量的最终源头：转化：转化：热能热能太阳光能太阳光能化学能化学能光合作用呼吸作用二、能量流动的过程生态系统的能量来源：生态系统的能量来源：太阳光能太阳光能2.2.起点：起点： 渠道渠道: :食物链和食物网食物链和食物网生产者固定生产者固定的能量的能量3.3.流经生态系统总能量：流经生态系统总能量：生产者所固定的太阳生产者所固定的太阳能的总量能的总量5.5.去路：去路：呼吸作用消耗呼吸作用消耗被下一营养级的生物所利用被下一营养级的生物所利用被分解者所利用被分解者所利用二二.能量流动的过程能量流动的过程4.4.来源：来源：生产者生产者消费者消费者

9、太阳光能太阳光能 前一营养级前一营养级 5.5.各营养级能量的去路有哪些？各营养级能量的去路有哪些？ 请以请以生产者生产者( (第一营养级第一营养级) )为例说明为例说明. .生态系统的能量来源是什么？生态系统的能量来源是什么？2.2.能量流动的起点和渠道是什么？能量流动的起点和渠道是什么？3.3.流经生态系统的总能量是什么？流经生态系统的总能量是什么？4.4.各个营养级能量的来源又是什么？各个营养级能量的来源又是什么？思考并讨论思考并讨论: :12.6 62.8未固定未固定生产者生产者 464.6植食性动物植食性动物 62.8肉食性动物肉食性动物 12.6请计算能量传递效率请计算能量传递效率

10、（输入后一营养级的（输入后一营养级的能量与输入前一营养级的能量的比）能量与输入前一营养级的能量的比）单位（焦单位（焦/厘米厘米2 年）年）96.318.87.5 分解者分解者 14.6 14.6 12.52.1微量微量 未利用未利用 327.3 327.3 29329.35.0 呼吸呼吸 122.6 122.6 单向流动单向流动: :自身呼吸作用消耗自身呼吸作用消耗分解者利用分解者利用暂未利用暂未利用12.6 62.8未固定未固定生产者生产者 464.6植食性动物植食性动物 62.8肉食性动物肉食性动物 12.696.318.87.5 分解者分解者 14.6 14.6 12.52.1微量微量

11、未利用未利用 327.3 327.3 29329.35.0 呼吸呼吸 122.6 122.6 不可逆向，不可循环不可逆向，不可循环营养级营养级流入流入能量能量输入下一营输入下一营养级能量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能量能量传递效率传递效率生产者生产者464.662.896.312.5293植食性植食性动物动物62.812.618.82.129.3肉食性肉食性动物动物12.67.50.15.013.520.1能量在流动、转化后，流入下一个营养级的能量、呼吸能量在流动、转化后，流入下一个营养级的能量、呼吸作用散失、分解者分解及未被利用的能量总和是多少？作用散失、

12、分解者分解及未被利用的能量总和是多少？三、生态系统能量流动的特点：三、生态系统能量流动的特点： 逐级递减逐级递减: :单向流动单向流动: :生产者生产者次级消费者次级消费者三级消费者三级消费者初级消费者初级消费者不循环，不可逆不循环，不可逆生态系统中的能量流动遵循能量守恒定律生态系统中的能量流动遵循能量守恒定律！通过以上的分析，你能总结出什么规律？通过以上的分析，你能总结出什么规律？（原因：一部分被自身呼吸消耗，一部分被分解者分解，还有一部分未被利用），传递效率大约是 10%-20%10%-20%。能量传递效率的相关能量传递效率的相关“最值最值”计算计算 能量在流经各个营养级时，上一营养级的能

13、量能量在流经各个营养级时，上一营养级的能量 大约有大约有10%-20%10%-20%传到下一营养级，营养级越高，传到下一营养级，营养级越高， 能量越少。因此食物链越长，能量损失越多。能量越少。因此食物链越长，能量损失越多。 为了充分利用能量，应尽量缩短食物链。有关为了充分利用能量，应尽量缩短食物链。有关 能量的能量的“最值最值”计算方法总结如下：计算方法总结如下： 选最短食物链选最短食物链 知低营养级知低营养级 按按20%20%计算计算 求高营养级求高营养级 选最长食物链选最长食物链 按按10%10%计算计算获得能量最多获得能量最多获得能量最少获得能量最少能量流动的计算规律能量流动的计算规律1

14、、假如现有草、假如现有草100公斤，公斤，最少最少可使鹰增重可使鹰增重 公斤。公斤。2、假如现有草、假如现有草100公斤，公斤，最多最多可使鹰增重可使鹰增重 公斤。公斤。3、假如要使鹰增加、假如要使鹰增加2公斤体重，公斤体重，最少最少要耗草要耗草 公斤。公斤。4、假如要使鹰增加、假如要使鹰增加2公斤体重，公斤体重，最多最多要耗草要耗草 公斤。公斤。设使鹰增重设使鹰增重X1公斤，则：公斤，则：100 =X11010设使鹰增重设使鹰增重X2公斤，则：公斤，则：100 =X22020设最少耗草设最少耗草Y1公斤，则：公斤，则：Y12020=2Y21010=2设最多耗草设最多耗草Y2公斤，则：公斤，则

15、：在食物链在食物链“草草 免免 鹰鹰”中，中，1 14 42002005050能量传递率：能量传递率：10%20%生命在等待中逝去生命在等待中逝去 请给我们一个请给我们一个“先吃鸡先吃鸡”的理由！的理由！七嘴八舌七嘴八舌食物链越短，能食物链越短，能量到我体内的越量到我体内的越多，我活的时间多，我活的时间就越长呀！就越长呀！三、金字塔种类：三、金字塔种类：能量金字塔能量金字塔低低高高低低高高营养级营养级能量能量A AB BC CD D第一营养级第一营养级第二营养级第二营养级第三第三营养级营养级第四第四营养级营养级三、金字塔种类：三、金字塔种类：（1）能量金字塔）能量金字塔特点：特点：正金字塔形正

16、金字塔形能量沿食物链流动的过程能量沿食物链流动的过程具有逐级递减的特性具有逐级递减的特性每一阶含义每一阶含义：每一营养级生物所含能量的多少每一营养级生物所含能量的多少形状：形状：能量金字塔能量金字塔 如果把各个营如果把各个营养级的养级的生物数量生物数量关系关系，用绘制能，用绘制能量金字塔的方式量金字塔的方式表达出来，是不表达出来，是不是也是金字塔形？是也是金字塔形？想一想：想一想：数量金字塔数量金字塔有没有例外的有没有例外的情况？情况？想一想：想一想： 在一片树林中，树、昆虫和食在一片树林中，树、昆虫和食虫鸟的个体数比例关系如下图所示：虫鸟的个体数比例关系如下图所示：鸟鸟树树昆虫昆虫昆虫昆虫树

17、树鸟鸟数量比例图数量比例图能量金字塔能量金字塔 成千上万只昆虫生活在一株大树上，成千上万只昆虫生活在一株大树上，该数量金字塔的塔形也会发生倒置。该数量金字塔的塔形也会发生倒置。 例如，在海洋生态系统中，由例如，在海洋生态系统中，由于生产者（浮游植物）的个体小，于生产者（浮游植物）的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，所以某一时刻调查到的浮游植掉，所以某一时刻调查到的浮游植物的量可能低于浮游动物的量。当物的量可能低于浮游动物的量。当然，总的来看，一年中流过浮游植然，总的来看，一年中流过浮游植物的总能量还是比流过浮游动物的物的总能量还是比流过浮游动物的要多。要多

18、。迁移创新：迁移创新： 1、如、如D鱼体重增加鱼体重增加1kg，所需浮游，所需浮游至少需至少需要植物约要植物约 125kg能量传递效率的含义与计算：能量传递效率的含义与计算：在一食物链中，若求某营养级在一食物链中，若求某营养级获得最多能量，一般取获得最多能量，一般取20作作为传递效率；反之，取为传递效率；反之，取10作作为传递效率。为传递效率。1 0.2 0.2 0.2 =125 根据生态系统中能量流动逐级递减的特点和规律，根据生态系统中能量流动逐级递减的特点和规律，营养级越高，可利用的能量就越少，老虎在生态系统营养级越高，可利用的能量就越少，老虎在生态系统中几乎是最高营养级，通过食物链（网）

19、流经老虎的中几乎是最高营养级，通过食物链（网）流经老虎的能量已减到很少的程度。因此，老虎的数量将是很少能量已减到很少的程度。因此，老虎的数量将是很少的。故的。故“一山不容二虎一山不容二虎”有一定的生态学道理。有一定的生态学道理。2.2.为什么说为什么说“一山不容二虎一山不容二虎”? ?迁移创新：迁移创新：从能量传递的数量和效率看，能量流经各营养级是逐从能量传递的数量和效率看，能量流经各营养级是逐级递减的，单向不循环的，传递效率为级递减的，单向不循环的，传递效率为10102020。 所以所以, ,食物链一般不超过五个营养级，到第五食物链一般不超过五个营养级，到第五营养级以后，可利用的能量已减少到

20、不能维持其营养级以后，可利用的能量已减少到不能维持其生存的程度了。因为能量每流经一级都要丢失一生存的程度了。因为能量每流经一级都要丢失一大部分，所以食物链越长，流量流失就越多。大部分，所以食物链越长，流量流失就越多。3.3.食物链一般不超过食物链一般不超过5 5个营养级个营养级? ?迁移创新：迁移创新：设计生态农业的原理设计生态农业的原理：物质循环再生，能量多级利用：物质循环再生，能量多级利用五、研究能量流动的实践意义1 1、实现、实现能量的多级利用能量的多级利用和物质的循环利用，和物质的循环利用，提提高能量的利用率高能量的利用率农田除杂草，灭虫、灭鼠、剪枝农田除杂草，灭虫、灭鼠、剪枝2 2、

21、合理调整能量流动方向，使能量流向、合理调整能量流动方向，使能量流向对人类最对人类最有益有益的部分的部分小结小结生态系统的能量流动生态系统的能量流动概念概念过程过程特点特点实践实践意义意义单向流动单向流动逐级递减逐级递减传递效率传递效率指生态系统中能量的指生态系统中能量的输入输入、传递传递、转化转化和和散失散失过程。过程。1 1、帮助人们科学规划、设计人工生态、帮助人们科学规划、设计人工生态 系统，使能量得到系统，使能量得到最有效最有效的利用。的利用。2 2、使能量、使能量持续高效持续高效地流向对人类最地流向对人类最 有益的部分。有益的部分。1 1、若某生态系统固定的总能量为、若某生态系统固定的

22、总能量为24000kJ24000kJ，则该生态系统的则该生态系统的第三和第四营养级第三和第四营养级所获得所获得的能量的能量最多最多是（是（ ）A. 540kJA. 540kJ和和81kJ B. 3600kJ81kJ B. 3600kJ和和960kJ960kJC. 240kJC. 240kJ和和24kJ D. 960kJ24kJ D. 960kJ和和192kJ192kJ课堂练习课堂练习D D分析：A B C D F24000 0.20.2 =96024000 0.20.2 0.2=1922、下图是以每个营养级生物个体数量绘制的生态、下图是以每个营养级生物个体数量绘制的生态金字塔金字塔,其中其中1

23、、2、3分别表示第一、第二、第三营分别表示第一、第二、第三营养级。下列哪条食物链与此金字塔相符养级。下列哪条食物链与此金字塔相符 A、草、草兔兔狼狼 B、草、草昆虫昆虫鸟鸟 C、树、树昆虫昆虫鸟鸟 D、树、树兔兔狼狼321C3 3、一片树林中，树、昆虫和食虫鸟类的、一片树林中，树、昆虫和食虫鸟类的个体个体数比例关系数比例关系如下图所示。下列选项能正确表如下图所示。下列选项能正确表示树、昆虫、食虫鸟之间的示树、昆虫、食虫鸟之间的能量流动关系能量流动关系的的是是( (选项方框面积表示能量的大小选项方框面积表示能量的大小) )（ ）A B C DA B C DC C4 4、在图中海鸟获得能量最多的食

24、物链是、在图中海鸟获得能量最多的食物链是_。海鸟每增加。海鸟每增加1 1千克，千克，需消耗生产者生产的有机物需消耗生产者生产的有机物至少至少是是_千克。千克。甲壳类甲壳类水绵水绵海鸟海鸟水蚤水蚤大鱼大鱼小鱼小鱼淡水虾淡水虾水棉水棉水蚤水蚤甲壳类甲壳类海鸟海鸟 125125分析：设需要A 千克 AX 0.2X0.2 X 0.2=1 得A=1 0.2 0.2 0.2=125 5 5、有、有5 5个营养级的一条食物链，若第五营养级个营养级的一条食物链，若第五营养级的生物体重增加的生物体重增加1kg1kg，理论上至少要消耗第一营，理论上至少要消耗第一营养级的生物（养级的生物（ ） A. 25kg B.

25、 125kg C. 625kg D.3125kgA. 25kg B. 125kg C. 625kg D.3125kg 解析解析 这是最为简单的一种计算题型。这是最为简单的一种计算题型。所谓至少消耗，即是按照最高的效率所谓至少消耗，即是按照最高的效率（20%20%）传递。设需消耗第一营养级生物）传递。设需消耗第一营养级生物x kgx kg，则有，则有x=1x=10.20.20.20.20.2 =6250.2 =625，不难选出正确答案为不难选出正确答案为C C项。项。6、肉食动物不可能是、肉食动物不可能是一条食物链一条食物链中的第几中的第几 营养级（营养级（ ）A第五第五 B第二第二C第三第三

26、D第四第四7、对水稻、对水稻鼠鼠蛇蛇鹰这条食物链的错误鹰这条食物链的错误 描述是（描述是（ ）A.水稻是生产者水稻是生产者 B.鼠是初级消费者鼠是初级消费者 C.蛇是次级消费者蛇是次级消费者 D.鹰属于第三营养级鹰属于第三营养级BD8、下面有关生态系统能量流动的表述，不正确的是（下面有关生态系统能量流动的表述，不正确的是（） A .能量流动是单向流动，逐级递减的能量流动是单向流动，逐级递减的 B.食物链越短，可供消费者的能量越多食物链越短，可供消费者的能量越多 C .初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少 D .营养级越多，散失的能量越多营养级越多，散

27、失的能量越多9、假设一个生态系统的总能量为，按、假设一个生态系统的总能量为，按最高最高传递效率传递效率计算，第三营养级和三级消费者所获得的能计算，第三营养级和三级消费者所获得的能量应为（量应为（ ） A.和和B.和和. C.和和.D.和和CC分析：A B C D F第三营养级：第三营养级：10.20.2=0.04100 =4 三级消费者：三级消费者：10.20.20.2=0.008100 =0.810.识图作答：下图表示生态系统的能量识图作答：下图表示生态系统的能量流动，请据图回答：流动，请据图回答：（1）将）将A、B、C、D各营养级的名称依次各营养级的名称依次 写在图中：写在图中： A_ B

28、_ C_ D_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三级消费者三级消费者 1111、下图是草原生态系统中的一条食物链及能量流动图解，回答：、下图是草原生态系统中的一条食物链及能量流动图解，回答：图中图中D D表示表示_。能量在逐级递减中，传递率按能量在逐级递减中，传递率按2020计算，若狐获得的能量是计算，若狐获得的能量是8 8千焦，传递给狼的能量为千焦，传递给狼的能量为_千焦，狼获得的能量中，草应千焦，狼获得的能量中，草应供给这条食物链的能量为供给这条食物链的能量为_千焦。千焦。图中各营养级通过图中各营养级通过A_A_ _作用被消耗，通过作用被消耗，通过B_B_利利用，而用，而B B又通过又通过C_C_ _被消耗。被消耗。太阳能太阳能 1.6 200 呼吸呼吸 分解者分解者 呼吸作用呼吸作用1.6 0.2 0.2 0.2 =20012、下图是某生态系统中食物网简图，图中甲庚代表各种不同的的生物，请据图回答（1）此生态系统中作为生产者的生物是 ，作为次级消费者的生物是 （2）、若该生态系统受到重金属污染，那么在体内积存重金属污染物最多的生物是 。（3）该生态系统只表示部分成分，图中未表示的成分为非生物的物质和能量有多少条食物链？5条