高二生物生态系统的能量流动.ppt

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1、第二节第二节 生态系统的能量流动生态系统的能量流动温故而知新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,食物链和食物网食物链和食物网生产者、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问问题题探探讨讨备选策略备选策略1 1：先吃鸡，再吃玉米；先吃鸡，再吃玉米；备选策略备选策略2 2：先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。吃鸡产下

2、的蛋，最后吃鸡。生态系统能量流动生态系统能量流动生态系统的能量流动生态系统的能量流动一、能量流动的概念一、能量流动的概念:生态系统的能量流动是指生态生态系统的能量流动是指生态系统中能量的系统中能量的输入输入、传递传递、转化转化和和散失散失的的过程。过程。就一个生物个体（如人）而言，能量是如何就一个生物个体（如人）而言，能量是如何输入、储存和散失的输入、储存和散失的？能量输入能量输入个体个体呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量储存在体内的能量储存在体内的能量能量流动的分析能量流动的分析能能量量流流动动的的分分析析个体个体 储存在体内的能量储存在体内的能量呼吸作用散失的能呼吸作用散失的能量量个体个

3、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 3 3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能量能量输入输入储存在体内的能量储存在体内的能量能量能量输入输入种群种群呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量请同学们阅读教材“能量流动的过程”一段，阅读完后，可以讨论下面这几个问题：1.能量的来源是什么？2.能量是如何输入生态系统第一营养级的？3.能量流动的渠道是什么？4.输入生态系统的能量是怎样流动的？或者说，生产者固定的太阳能流向什么方向？思考：思考：能量在能量在第一营养级第一营养级中的变化中的变化生产者生产者（植物）（植物）初级

4、消费者初级消费者（植食性动物）（植食性动物）呼吸作用呼吸作用分分 解解 者者遗体遗体 残骸残骸能能量量流流动动的的过过程程分分析析呼吸散失呼吸散失用于生长、发用于生长、发育、繁殖育、繁殖,储存储存在有机物中在有机物中遗体、遗体、残枝败叶残枝败叶分解者分解者初级消费者摄食初级消费者摄食能量流经第一营养级示意图能量流经第一营养级示意图来源来源：生产：生产：生产：生产者者者者固定的太固定的太固定的太固定的太阳能阳能阳能阳能去路：去路：初级消费者摄入初级消费者摄入初级消费者同化初级消费者同化用于生长发育和繁殖用于生长发育和繁殖次级消费者摄入次级消费者摄入分分解解者者利利用用散失散失呼呼吸吸作作用用呼呼

5、吸吸作作用用能量在第二营养级中的变化能量在第二营养级中的变化粪便粪便残骸残骸散失散失 是指生物体把从外界环境中获取的是指生物体把从外界环境中获取的营养物质营养物质转变转变成自身的组成物质，并且成自身的组成物质，并且储存能量储存能量的变化过程。的变化过程。同化作用同化作用:粪便量粪便量用于生长、用于生长、发育、繁殖发育、繁殖遗体残骸遗体残骸分解者分解者次次级消费者摄入级消费者摄入能量流经第二营养级示意图能量流经第二营养级示意图初级消费者初级消费者初级消费者初级消费者者摄入量者摄入量者摄入量者摄入量同化量同化量呼吸散失呼吸散失在在草草原原上上，牛牛以以草草为为食食，屎屎壳壳郎郎（蜣蜣螂）以牛粪为食

6、螂）以牛粪为食1、在在能能量量流流动动的的分分析析中中牛牛粪粪中中所所含含的的能量属于哪一部分？能量属于哪一部分？生产者固定的太阳能生产者固定的太阳能02、被牛同化的能量中约有多少流入屎、被牛同化的能量中约有多少流入屎壳郎？壳郎？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二、生态系统能量流动的过程二、生态系统能量流动的过程太阳能太阳能1.1.生生态系统的能量源头：态系统的能量源头：太阳能太

7、阳能3.3.能量流动的能量流动的起点：起点：2.2.流经生态系统的总能量：流经生态系统的总能量：生产者所固定的太阳能生产者所固定的太阳能的总量的总量(约占约占1%)1%)能能量流动的量流动的过程总结过程总结6.6.来源：来源：生产者生产者消费者消费者太阳光能太阳光能 前一营养级前一营养级 4.4.流流动的渠道动的渠道:生产者生产者固定的太阳能开始固定的太阳能开始食物链和食物网食物链和食物网5.5.能能量在食物链中的流动形式：量在食物链中的流动形式：有机物中的化学能有机物中的化学能分解者分解者生产者、消费者的遗体和生产者、消费者的遗体和 排遗物排遗物7.7.去路：去路：呼吸作用消耗呼吸作用消耗被

8、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8 8、能量的转化：太阳能能量的转化：太阳能生物体内生物体内有机物中有机物中的化学能的化学能热能热能9 9、能量散失的主要途径：能量散失的主要途径：细胞呼吸，主要形式是热能细胞呼吸，主要形式是热能赛达伯格湖的能量流动图解赛达伯格湖的能量流动图解三、能量流动的特点三、能量流动的特点营养级营养级流入能量流入能量流出能量流出能量（输入后一（输入后一个营养级）个营养级）出入比出入比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分解者分解者12.662.813.52%20.06%1、完成上图的数据、完成上图的数据？2、为什么

9、出入比会这么小？、为什么出入比会这么小？3、总结能量流动的规律？、总结能量流动的规律？464.662.812.614.612.662.8未未固固定定生产者生产者 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（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）13.5%13.5%20%20%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赛达伯格湖的能量流动图

10、解赛达伯格湖的能量流动图解赛达伯格湖的能量流动图解赛达伯格湖的能量流动图解 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12.662.8未未固固定定生产者生产者 464.6植食性动物植食性动物 62.8肉食性动物肉食性动物 12.613.5%13.5%20%20%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 逐级递减逐级递减:能量流动的特点能量流动的特点:能量传递效率能量传递效率能量传递效率

11、能量传递效率10%10%20%20%不可逆向，不可循环不可逆向，不可循环 流入某个营养级的能量，为什么流入某个营养级的能量，为什么不能不能百分之百分之 百百地流向后一个营养级地流向后一个营养级?流入某一营养级的能量主要有以下去向：流入某一营养级的能量主要有以下去向：一部分一部分通过该营养级的呼吸作用散失了；通过该营养级的呼吸作用散失了；一部分一部分作为排出作为排出物、遗体或残枝败叶不能进入下一个营养级，而为物、遗体或残枝败叶不能进入下一个营养级，而为分解者利用；分解者利用；还有一部分还有一部分未能进入（未被捕食）下未能进入（未被捕食）下一个营养级。所以，流入某一营养级的能量不可能一个营养级。所

12、以，流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一个营养级。百分之百地流到下一个营养级。通过以上分析，你能得出什么规律通过以上分析，你能得出什么规律？1、能量流动是、能量流动是单向单向的的从生产者从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三级消费者费者不可逆转，不能循环不可逆转，不能循环。2、能量流动是、能量流动是逐级递减逐级递减的：传递效率的：传递效率为为 1020。自身呼吸消耗、未被下一个营养级利用、自身呼吸消耗、未被下一个营养级利用、被分解者分解被分解者分解。肉食性动物肉食性动物 12.6 12.6 植食性动物植食性动物 62.8 62.8 生产者生产者 464.6 464.6

13、 能量金字塔能量金字塔 根据单位时间内各个营根据单位时间内各个营养级所得到的能量数值养级所得到的能量数值绘制成图，可形成一个绘制成图，可形成一个金字塔图形金字塔图形 说一说说一说能量金字塔可以说明能量金字塔可以说明什么问题？什么问题？在一个生态系统中在一个生态系统中，营养级，营养级越高越高，在能量流动的过程中，在能量流动的过程中消耗的能量就越多消耗的能量就越多，能量流，能量流动是动是单向单向、逐级递减逐级递减的。的。数量金字塔数量金字塔迁移创新迁移创新 1、如、如D鱼体重增加鱼体重增加1kg，至少需要浮游植物约，至少需要浮游植物约 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：

14、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。俗话说：俗话说：“一山不一山不能容能容二二虎虎”，有无道理？，有无道理？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）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

15、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

16、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.食物食物链为什么一链为什么一般不超过般不超过5 5个营养级个营养级?迁移创新：迁移创新：研究意义研究意义人们对一片海域中生态系统作了统计：人们对一片海域中生态系统作了统计：生产者（大叶藻）生产者（大叶藻）4 800 4 800万吨；万吨；初级消费者（吃大叶藻的小鱼虾）初级消费者（吃大叶藻的小鱼虾）1200 1200万吨；万吨；次级消费者（吃小鱼虾的大鱼次级消费者（吃小鱼虾的大鱼 )17 17万吨；万吨；三级消费者（吃大鱼的鱼）三级消费者（吃大鱼的鱼）3 3万吨。万吨。人们对一片草地上的所有生物成员作了统人们对一片草地上的

17、所有生物成员作了统计：计：生产者（野草）生产者（野草）5 842 424 5 842 424株株初级消费者（草原动物、昆虫）初级消费者（草原动物、昆虫）708 624 708 624只只次级消费者（肉食动物、吃昆虫的小鸟）次级消费者（肉食动物、吃昆虫的小鸟）354 904 354 904只只三级消费者（肉食动物、吃小鸟的鹰）三级消费者（肉食动物、吃小鸟的鹰）3 36 8216 821只只 树数树数昆虫数目昆虫数目小鸟数目小鸟数目 思考：能思考：能不能改变生态系统能量不能改变生态系统能量流流动的动的规律？规律？四、研四、研究能量流动的意义究能量流动的意义 人们虽然不能改变能量流动的客人们虽然不能

18、改变能量流动的客观规律，但可设法调整能量流动方向，观规律，但可设法调整能量流动方向，使能量持续高效地流向对人类最有益使能量持续高效地流向对人类最有益的部分的部分.例如：秸秆的多级利用、桑基鱼塘就例如：秸秆的多级利用、桑基鱼塘就例如：秸秆的多级利用、桑基鱼塘就例如：秸秆的多级利用、桑基鱼塘就实现了实现了实现了实现了对能量的对能量的对能量的对能量的多级利用，提高多级利用，提高多级利用，提高多级利用，提高了了了了能量的利用率。能量的利用率。能量的利用率。能量的利用率。1 1、帮助人们科学规划、设计人工生态系统，、帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。使能量得到最有效的利用。“桑

19、桑基鱼基鱼塘塘”农业农业生态生态系统系统2 2 2 2、合理调整能量流动方向，使能量流向对人类最、合理调整能量流动方向，使能量流向对人类最、合理调整能量流动方向，使能量流向对人类最、合理调整能量流动方向，使能量流向对人类最有益的部分。有益的部分。有益的部分。有益的部分。例如，在森林中，最好使能量多储存在木材中；在例如，在森林中，最好使能量多储存在木材中；在例如，在森林中，最好使能量多储存在木材中；在例如，在森林中，最好使能量多储存在木材中；在草原牧场上，则最好使能草原牧场上，则最好使能草原牧场上，则最好使能草原牧场上，则最好使能量更多地流向牛量更多地流向牛量更多地流向牛量更多地流向牛、羊等牲、

20、羊等牲、羊等牲、羊等牲畜体内，获得更多的毛、肉、皮、奶等畜产品。畜体内，获得更多的毛、肉、皮、奶等畜产品。畜体内，获得更多的毛、肉、皮、奶等畜产品。畜体内，获得更多的毛、肉、皮、奶等畜产品。牧民草原如何放牧，才能达到产畜量高牧民草原如何放牧，才能达到产畜量高又不会导致草场退化？又不会导致草场退化？合理确定载畜量，灭鼠、灭虫合理确定载畜量，灭鼠、灭虫问问题题探探讨讨备选策略备选策略1 1：先吃鸡，再吃玉米；先吃鸡，再吃玉米；备选策略备选策略2 2：先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。A A、先吃鸡，先吃鸡，再吃玉米再吃玉

21、米玉米玉米鸡鸡人人玉米玉米鸡鸡人人B B、先吃玉米，先吃玉米，同时用一部分同时用一部分玉米喂鸡，吃玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，鸡产下的蛋，最后吃鸡。最后吃鸡。本本节节知知识识体体系系能能量量流流动动概念：概念：生态系统中能量的输入、传递和散失的生态系统中能量的输入、传递和散失的过程过程过过程程能量的源头：能量的源头：流经生态系统的总能量：流经生态系统的总能量：生产者固定的生产者固定的太阳能的总量太阳能的总量途径：途径：食物链或食物网食物链或食物网特特点点单向流动：单向流动：逐级递减：逐级递减：沿食物链方向由低营沿食物链方向由低营养级流向下一营养级养级流向下一营养级能量金字塔能量金字塔能量沿食物链流

22、动过程中逐级能量沿食物链流动过程中逐级递减；传递效率递减；传递效率10%20%。研究研究意义意义调整生态系统中的能量流动关系，调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类最有使能量持续高效的流向对人类最有益的部分益的部分太阳能太阳能跟踪反馈跟踪反馈:1.1.流经生态系统的总能量是流经生态系统的总能量是()()A.A.照射到该生态系统内所有植物体叶面上的太阳能照射到该生态系统内所有植物体叶面上的太阳能 B.B.射进该系统的全部太阳能射进该系统的全部太阳能 C.C.该系统全部生产者所固定的太阳能的总量该系统全部生产者所固定的太阳能的总量 D.D.生产者传递给消费者的全部能量生产者传递给

23、消费者的全部能量C 2.2.初级消费者体内能量的去路不包括初级消费者体内能量的去路不包括()()A A用于自身的生长、发育和繁殖用于自身的生长、发育和繁殖 B B被第一营养级的其他生物所获得被第一营养级的其他生物所获得 C C以热能的形式散失以热能的形式散失 D D被分解者分解释放到环境中去被分解者分解释放到环境中去B 3.3.根据下图所表示的食物网根据下图所表示的食物网,结合能量流动的特点进行计算结合能量流动的特点进行计算:牧草牧草鼠鼠蛇蛇猫头鹰猫头鹰 如果牧草固定了如果牧草固定了10001000焦耳的能量焦耳的能量,则猫头鹰则猫头鹰最少能获得最少能获得_焦耳能量焦耳能量,最多能获得最多能获

24、得_焦耳焦耳能量能量.140在市场上，肉一般比蔬菜贵，试从生态系统能在市场上，肉一般比蔬菜贵，试从生态系统能量流动的角度分析原因？量流动的角度分析原因？蔬菜一般属于生产者范畴，而肉属于消费者范畴，蔬菜一般属于生产者范畴，而肉属于消费者范畴，由于能量传递的效率只有由于能量传递的效率只有10%20%，也就是说要得，也就是说要得到到1千克的肉至少要消耗千克的肉至少要消耗5千克的植物；所以相同重量千克的植物；所以相同重量的肉比蔬菜贵的肉比蔬菜贵。课堂练习：课堂练习：1、肉食动物不可能是一条食物链中的第几、肉食动物不可能是一条食物链中的第几 营养级（营养级（）A第五第五 B第二第二C第三第三 D第四第四

25、2、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BD4 4、右图中的、右图中的、分别表示同一分别表示同一生态系统中不同营养级间能量传递的多生态系统中不同营养级间能量传递的多少，它们之间的关系应该是（少，它们之间的关系应该是（）A C =D =+生产者初级消费者次级消费者三级消费者B 3 3、大象是植食性动物，有一种蜣螂则专门以象粪为食，、大象是植食性动物，有一种蜣螂则专门以象粪为食，设大象在某段时间所同化的能量为设大象在某段时间所同化的能量为10107 7kJkJ，则这部分能，则这部分能量中流入蜣螂体内的约为（量中流入蜣螂体内的约为（）A、0kJ B、106 kJ C、2106kJ D、1062106kJA