【公开课】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.pptx

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1、非生物物质和能量非生物物质和能量生产者生产者消费者消费者分解者分解者生态系统的成分营养结构（食物链、食物网）生态系统的结构生态系统的结构（食物关系）（食物关系）ADCB回顾 完成右图生产者生产者消费者消费者分解者分解者非生物的物非生物的物质和能量质和能量光合作用或光合作用或化能合成作用化能合成作用呼呼吸吸作作用用呼吸作用呼吸作用分解作用分解作用残枝败叶、残枝败叶、遗体遗体摄摄食食遗体、粪便遗体、粪便1 1、如果一个生态系统中有如果一个生态系统中有4 4种生物，他们可能形成下列几种营养结种生物，他们可能形成下列几种营养结构，其中最稳定的是（构，其中最稳定的是（）A.A.甲甲甲甲乙乙乙乙丙丙丙丙丁

2、丁丁丁 B.B.甲甲甲甲丙丙丙丙乙乙乙乙丁丁丁丁丁丁丁丁C.C.乙乙乙乙丙丙丙丙D.D.甲甲甲甲甲甲甲甲乙乙乙乙丙丙丙丙丁丁丁丁B第2节 生态系统的能量流动 假如你像小说中的鲁滨逊那样，流落在假如你像小说中的鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，除了饮用水之外没有任何食物。一个荒岛上，除了饮用水之外没有任何食物。你随身带的食物只有一只母鸡、你随身带的食物只有一只母鸡、15Kg15Kg玉米。玉米。先吃鸡再吃玉米先吃鸡再吃玉米先吃玉米再吃鸡先吃玉米再吃鸡先吃玉米，同时用一部分玉米喂先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡问题探讨问题探讨先吃鸡，先吃鸡，再吃玉米再吃玉

3、米我反对！为什我反对！为什么要先吃我？么要先吃我？一.能量流动的概念 生态系统中能量的生态系统中能量的_、_、_和和_的过程的过程散失散失输入输入传递传递转化转化能量输入种群能量储存能量散失能量输入某营养级能量储存能量散失科学方法：研究能量流动的基本思路 能量流经一个种群的情况可以图示如下：能量能量输入输入个体个体1 1个体个体2 2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将一个营养级的所有种群作为一个整体(1)(1)

4、玉米的能量来源于哪里？玉米的能量来源于哪里？(2)(2)照射在照射在玉米玉米上的太阳能都被吸收了吗上的太阳能都被吸收了吗？如何被吸收如何被吸收?(3)(3)玉米吸收太阳能后，以何种形式储存玉米吸收太阳能后，以何种形式储存？(4)(4)玉米中的能量有哪些去向？玉米中的能量有哪些去向？1.1.第一营养级的能量流动情况第一营养级的能量流动情况玉米鸡人二、能量流动的过程太阳能太阳能1%1%1%光合作用光合作用 有机物中化学能有机物中化学能1.1.第一营养级的能量流动情况第一营养级的能量流动情况玉米鸡人二、能量流动的过程1%热能热能呼吸作用呼吸作用流入下一营养级流入下一营养级分解者分解分解者分解残枝败叶

5、等自身生长、发育、自身生长、发育、繁殖等，储存在繁殖等，储存在有机物中有机物中1.1.第一营养级的能量流动情况第一营养级的能量流动情况2.2.第二营养级的能量流动情况第二营养级的能量流动情况次级消次级消费者费者摄入摄入用于用于生长、生长、发育、繁殖发育、繁殖初级消费者初级消费者同化同化初级消费者初级消费者摄入摄入散散失失呼呼呼呼吸吸吸吸作作作作用用用用遗体遗体遗体遗体残骸残骸残骸残骸分分解解者者利利用用散散散散失失失失呼呼 吸吸作作 用用粪便粪便粪便粪便（未同化）（未同化）（未同化）（未同化）呼吸作用以热能形式呼吸作用以热能形式散失散失用于生长、用于生长、发育和繁殖发育和繁殖分解者分解者下一个

6、营养级下一个营养级同化量同化量粪便粪便（未同化）（未同化）摄摄入入量量流经第二营养级的总能量：同化量同化量同化量同化量摄入量-粪便量=兔子吃了兔子吃了1 1斤草，被消化吸收斤草，被消化吸收6 6两，不能被消化吸收的则以粪便的两，不能被消化吸收的则以粪便的形式排出。依据同化量的概念来判断，形式排出。依据同化量的概念来判断，吃的吃的1 1斤草斤草和消化和消化吸收的吸收的6 6两两草草分别对应的是同化量还是摄入分别对应的是同化量还是摄入量？量？思考：粪便量属于上一营养级摄入量摄入量同化量同化量完成以下关系图完成以下关系图次级消费次级消费者摄入者摄入 同化同化呼吸作用散失呼吸作用散失呼吸作用散失呼吸作

7、用散失三级消费者三级消费者分解者分解分解者分解未同化（粪便）未同化（粪便）用于生长用于生长发育和繁殖发育和繁殖生产者生产者呼吸呼吸初级消费者初级消费者呼吸呼吸次级消费者次级消费者分分 解解 者者呼吸呼吸三级消三级消费者费者呼吸呼吸呼吸呼吸生产者固定的太阳能总量生产者固定的太阳能总量为流经生态系统的总能量为流经生态系统的总能量输入输入传递传递散失散失 以以有机物有机物的形式的形式沿食沿食物链物链向下一营养级传递向下一营养级传递二、能量流动的过程生产者的能量来源:_;散失形式：_散失途径：_输入：传递：散失：转化：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太阳能太阳能传递形式

8、：_传递渠道：_有机物中的化学能有机物中的化学能食物链和食物网食物链和食物网热能热能太阳能太阳能化学能化学能呼吸作用呼吸作用热能热能太阳能【思考思考讨论讨论】分析赛达伯格湖的能量流动分析赛达伯格湖的能量流动能量传递效率=某一营养级同化量上一营养级同化量100%三.能量流动的特点464.662.812.662.812.6生物所处生物所处营养级越高营养级越高,获取的能量越获取的能量越_,能量流动具有能量流动具有_的特点。的特点。少逐级递减逐级递减传递效率是传递效率是1010202013.5%20.1%2 2.流入某一营养级的能量，为什么不会百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

9、级分之百地流到下一个营养级?下一营养级下一营养级呼吸作用散失；呼吸作用散失；排遗物排遗物、遗体或残枝败叶被分解者利用；、遗体或残枝败叶被分解者利用；未未被被利用利用某一营养级的能量流某一营养级的能量流向：向：相邻营养级生物吃与被吃关系不可逆转，能量只能从低营养级流相邻营养级生物吃与被吃关系不可逆转，能量只能从低营养级流向高营养级，不可循环。向高营养级，不可循环。2 2、逐级递减（、逐级递减（10-20%10-20%）1 1、单向流动、单向流动（2 2）有少部分能量随）有少部分能量随遗体残骸遗体残骸直接传给了直接传给了分解者分解者（3 3）未被利用未被利用（最终被分解者分解）。（最终被分解者分解

10、）。（1 1）各营养级呼吸作用散失的）各营养级呼吸作用散失的热能热能无法被再利用。无法被再利用。三.能量流动的特点因此，生态系统中的能量流动一般不超过5个营养级。鸡鸡 玉米玉米 玉米玉米鸡鸡人人按最大传递效率按最大传递效率20%20%计算计算(假设鸡自身重假设鸡自身重3kg,3kg,玉米玉米15kg)15kg)3 320%+1520%+1520%=20%=3.6 3.6(151/320%+3)20%+152/320%(151/320%+3)20%+152/320%=2.8 2.8问题探讨问题探讨人人演练演练1.1.假设某初级消费者摄入的能量为假设某初级消费者摄入的能量为a a，其粪便中的能量为

11、，其粪便中的能量为b b，通过，通过呼吸消耗的能量为呼吸消耗的能量为c c，用于生长、发育和繁殖的能量为，用于生长、发育和繁殖的能量为d d，则流入次级消费，则流入次级消费者的能量最多为者的能量最多为()A A(a ab b)20%)20%B B(c cd d)20%)20%C C(a ac c)20%)20%D D(b bd d)20%)20%演练演练2 2在食物链在食物链“青草青草兔子兔子鹰鹰”中，若中，若青草固定的太阳光能是青草固定的太阳光能是2102106 6 kJ kJ。则第二营。则第二营养级到第三营养级的能量传递效率是养级到第三营养级的能量传递效率是()A A16%16%B B10

12、%10%C C18%D18%D12%12%摄入量摄入量/kJ 同化量同化量/kJ兔子兔子3.61053.2105鹰鹰4.321043.2104BB实战演演练练习：如图为草原生态系统的能量流动图解模型（练习：如图为草原生态系统的能量流动图解模型（G G、H H、I I属于属于D D、E E、F F）：）：1._1._表示流入各营养级生物的能量表示流入各营养级生物的能量 写出其中等量关系写出其中等量关系_2._2._ _分别表示草、兔子、狼呼吸作用消耗的能量；分别表示草、兔子、狼呼吸作用消耗的能量；3._3._ _分别表示分解者分解利用的能量；分别表示分解者分解利用的能量；4.4.兔子用于生长、发

13、育和繁殖的能量兔子用于生长、发育和繁殖的能量=_=_；5._5._中能量包括兔子尸体及狼粪便中的能量中能量包括兔子尸体及狼粪便中的能量A A、B B、C C、D D、E E、F FC+K或B-HG G、H H、I IJ、K、LA=DA=D、B=EB=E、C=FC=FK四.生态金字塔每一级体积代表所得到的能量值。第四营养级第四营养级 第三营养级第三营养级 第二营养级第二营养级 第一营养级第一营养级直观直观能量单向流动、逐级递减能量单向流动、逐级递减1.1.能量金字塔能量金字塔2.2.生物量金字塔生物量金字塔3.3.数量金字塔数量金字塔小鸟小鸟昆虫昆虫树树倒置情况倒置情况:倒置情况：倒置情况：每一

14、级体积代表生物量值（所容纳有机物的总干重）每一级体积代表生物量值（所容纳有机物的总干重）每一级体积代表个体数每一级体积代表个体数浮游动物浮游浮游植物植物五.研究能量流动的实践意义1.1.将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量；将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量；间作套种间作套种多层育苗多层育苗稻稻萍萍蛙蛙例如，间作套种、多层育苗、稻例如，间作套种、多层育苗、稻萍萍蛙等立体农业蛙等立体农业。五.研究能量流动的实践意义2.2.科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用最有效的利用；*沼气池实现了对

15、能量的多级利用，大大沼气池实现了对能量的多级利用，大大提高了能量的利用率提高了能量的利用率；*能量的利用率能量的利用率能量的传递效率能量的传递效率例如，秸秆喂牲畜；粪便制作沼气；沼渣田肥例如，秸秆喂牲畜；粪便制作沼气；沼渣田肥秸秆饲料秸秆饲料沼气池沼气池沼渣沼渣五.研究能量流动的实践意义3.3.合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地合理地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流向对人类最有益的部分。最有益的部分。例如，合理确定草场载畜量，麦田除草、除虫例如，合理确定草场载畜量，麦田除草、除虫思考：如上食物网中，思考：如上食物网中，A A消耗消耗10001000千

16、克，则：千克，则：1 1、C C最多最多增重增重_千克千克2 2、C C最少最少增增重重_千克千克例：例：A B CA B C D D E FE F100020%20%=100020%20%=4 40 0千克千克100010%10%10%10%=0.1100010%10%10%10%=0.1千克千克3 3、若、若C C增加增加1 1千克，则千克，则A A最少最少需要消耗需要消耗_千克千克4 4、若、若C C增加增加1 1千克，则千克，则A A最多最多需要消耗需要消耗_千克千克u能量流动的计算总结：传递效率最高，食物链最短，总结：传递效率最高，食物链最短，C C可获能量最多可获能量最多.2510

17、000A A消耗最少消耗最少例例3.3.在在右图的食物网中，如果右图的食物网中，如果C C从从B B、F F中中获得的能量比为获得的能量比为3131，C C增重增重1kg1kg，则最，则最少需要消耗少需要消耗A A多少多少kgkg？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，最后相加沿食物链沿食物链ADEFCADEFC逆推逆推：1/4 5 1/4 5 5 5 5 5 5 5625/4 kg625/4 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）：75/4 +625/4=175 kg7

18、5/4 +625/4=175 kg沿食物链沿食物链ABCABC逆推：逆推：3/4 5 53/4 5 575/4 kg75/4 kg即时演即时演练：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，猫头鹰鹰体重每增加体重每增加1kg1kg，至少消耗，至少消耗A A约（约（）A A100kg 100kg B B44.5kg 44.5kg C C25kg 25kg D D15kg15kgC2 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，来自蛇，则猫头鹰的体重若增加则猫头鹰的体重若

19、增加20 g20 g，至少需要消耗植物的重量为，至少需要消耗植物的重量为()A600 g B900 gC1 600 g D5 600 gB B3 3根据根据图示的食物网，若黄雀的全部同化量来自两种动物，蝉和螳螂各占图示的食物网，若黄雀的全部同化量来自两种动物，蝉和螳螂各占一半，则当绿色植物增加一半，则当绿色植物增加G G千克时，黄雀增加体重最多是千克时，黄雀增加体重最多是()A AG/75G/75千克千克 B B3G/1253G/125千克千克C C6G/1256G/125千克千克 D DG/550G/550千克千克A4 4、右图、右图是生态系统的部分能量流动图解是生态系统的部分能量流动图解

20、单位单位:J/(cm:J/(cm2 2a)a)。以下叙述错误的是。以下叙述错误的是()A A.初级消费者同化的初级消费者同化的能量为能量为7.5107.5108 8J J/(cm/(cm2 2aa)B B.初级消费者到次级消费者的能量传递效率为初级消费者到次级消费者的能量传递效率为1414%C C.初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为1.1101.1108 8J/(cmJ/(cm2 2aa)D.AD.A的能量还有一部分以遗体残骸的形式流入分的能量还有一部分以遗体残骸的形式流入分解者解者C2.35108J/(cm2a)5.5.下图为某生态系统能量流动示意图

21、单位下图为某生态系统能量流动示意图单位:J/(cm:J/(cm2 2a)a),下列分析不正确下列分析不正确的是的是()A.A.甲为甲为1 250 J/(cm1 250 J/(cm2 2a)a)B.B.乙到丙的能量传递效率为乙到丙的能量传递效率为15%15%C.C.每一营养级的能量大部分用于呼吸作用和被丁利用每一营养级的能量大部分用于呼吸作用和被丁利用D.D.乙的个体数目一定比甲少乙的个体数目一定比甲少D具有人工能量输入的能量传递效率计算具有人工能量输入的能量传递效率计算例：例：如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值

22、单位为单位为10103 3kJ/kJ/（m m2 2aa），下列说法错误的是（，下列说法错误的是（）A.A.图中图中A A代表的生理过程是呼吸作用代表的生理过程是呼吸作用B.B.第二营养级到第三营养级的能量传第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为递效率约为15.6%15.6%C.C.该生态系统中生产者固定的总能量该生态系统中生产者固定的总能量是是9.6x109.6x104 4kJkJ/（m m2 2aa）D.D.捕食关系一般不可逆转，所以能量捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性流动具有单向性CA23未利用70植食性动物生产者太阳能分解者30.549肉食性动物0.052.15.10.25有机物输入52输出