【Syx】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（2019）选择性必修2.pptx

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1、第第2 2节节 生态系统的能量流动生态系统的能量流动 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。以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援：A、先吃鸡，再吃玉米 B、先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。若选择若选择2，则增加了食物链的长度，能量逐级递减，则增加了食物链的长度，能量逐级递减，最后人获得的能量较少。最后人获得的能量较少。知识点1 能量流动的过程能量流动的过程个体1 储存在体内的能量呼吸作用散失的能量个体 2储存在体内的能量呼吸作用散失的能量个体 3储存在体内的能量呼吸作用

2、散失的能量能量输入能量储存种群能量散失 研究生态系统中能量流动一般在群体水平上能量输入研究能量流动的基本思路营养级层次某一营养级能量流动的过程源头：流经生态系统总能量：途径：形式：太阳能 有机物中的_ 热能形式：最终以形式散失过程：输入传递转化散失概念：生态系统中能量的 、和 的过程。输入输入传递传递转化转化散失散失太阳能食物链和食物网 有机物中的化学能 生产者固定的太阳能总量 化学能 热能 呼吸作用光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用分解作用分解作用呼吸作用以热能形式散失草兔鹰生长、发育和繁殖储存起来呼吸作用散失生长发育繁殖遗体残枝败叶分解者流入下一营养级生产者固定的太阳能残枝败叶被分解者分解能

3、量流动的过程99%99%散失散失1%(同化同化)同化量：指某一营养级从外环境中得到的全部化学能（非己自己）流入下一营养级粪便同化流入呼吸作用分解者摄入生长发育和繁殖储存起来同化量=摄入量粪便量能量流动的过程草兔鹰呼吸作用分解者生长、发育和繁殖储存起来呼吸作用散失生长发育繁殖遗体残骸分解者流入下一营养级兔的 同化量能量流动的过程草兔鹰呼吸作用散失生长发育繁殖遗体残骸分解者鹰的 同化量呼吸作用分解者生长发育和繁殖储存起来能量流动的过程草兔鹰某营养级的能量最终去向某营养级的能量最终去向（定量不定时）（定量不定时）某营养级同化量某营养级同化量呼吸作用中以热能形式散失呼吸作用中以热能形式散失用于自身生长

4、、发育、繁殖用于自身生长、发育、繁殖被分解者分解利用被分解者分解利用流入下一个营养级流入下一个营养级某营养级的能量某段时间内的能量去向某营养级的能量某段时间内的能量去向（定量定时）（定量定时）某营养级同化量某营养级同化量呼吸作用中以热能形式散失呼吸作用中以热能形式散失用于自身生长、发育、繁殖用于自身生长、发育、繁殖被分解者分解利用被分解者分解利用流入下一个营养级流入下一个营养级（活体、活体、石油煤炭石油煤炭石油煤炭石油煤炭）初级消费者初级消费者的摄入量的摄入量呼吸作用散失呼吸作用散失生长生长发育发育繁殖繁殖遗体遗体残枝败叶残枝败叶分解者分解者生产者固定生产者固定的太阳能的太阳能属于上一营养级的

5、同化量次级消费者摄入用于生长发育繁殖初级消费者同化初级消费者摄入散失呼吸作用遗体残骸粪便分解者利用散失呼 吸作 用营养级之间能量流动过程图解 生产者生产者生产者生产者(绿色植物绿色植物绿色植物绿色植物)呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用初级消费者初级消费者初级消费者初级消费者(植食性动物植食性动物植食性动物植食性动物)呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用次级消费者次级消费者次级消费者次级消费者(肉食性动物肉食性动物肉食性动物肉食性动物)呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用分分分分 解解解解 者者者者呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用三级消费者三级消费者三级消费者三级消费者(肉食性动物肉食性动物肉食性动物肉

6、食性动物)呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用注意：注意：(2)(2)箭头由粗到细箭头由粗到细：(1 1)方框从大到小方框从大到小：随营养级的升高，储存在生物体内的随营养级的升高，储存在生物体内的能量越来越少。能量越来越少。表示流入下一营养级的能量表示流入下一营养级的能量逐级递减。逐级递减。生态系统的能量流动图解生态系统的能量流动图解能 量 流 动 的 过 程思考思考讨论讨论生态系统中的能量流动生态系统中的能量流动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？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，一部分在。能量在生态系统中流动、转化后，一部分在呼吸作用中以热

7、能的形式散失，另一部分储存在生态系统（生物呼吸作用中以热能的形式散失，另一部分储存在生态系统（生物体的有机物）中，体的有机物）中，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。不能。能量流动是单向的。不能。能量流动是单向的。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？1 1、如图为某草原生态系统流经第二营养级的能量示意图，、如图为某草原生态系统流经第二营养级的能量示意图，a ag g表表示能量值示能量值,F F表示流向下一营养级的能量。表示流向下一营养级的能量。2 2、如图为某生态系统能量流动示意图、如图为某生态系统能量流动示意图 呼吸作用散失的呼吸作用散失

8、的热能能流向分解者的流向分解者的能量能量未被利用未被利用初初级消消费者同化的者同化的能量能量知识点2 能量流动的特点 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。能量流动的特点林德曼得到的数据如下图所示。能量流动的特点思考 讨论营养级流入能量 流出能量（输入下一营养级）出入比（传递效率）生产者植食性动物肉食性动物464.662.813.5%62.812.620.1%12.6能量传递效率=下一营养级同化量本营养级同

9、化量100%能量流动的特点 能量流动的特点及原因(1)单向流动不逆转：不循环：(2)逐级递减营养级顺序不可逆呼吸作用散失的热能不能被重新利用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。（能量传递效率：一般为（能量传递效率：一般为1010%-20%-20%）营养级数量：一般不超过5个营养级 各营养级的能量都有一部分通过呼吸作用散失；一部分被分解者分解；一部分未被下一营养级利用（未利用）所以进入下一营养级的能量逐级递减所以进入下一营养级的能量逐级递减【典例】典例】下图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及下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

10、量值（单位为的能量值（单位为10103 3kJ/mkJ/m2 2*y y）。下列说法）。下列说法错误错误的是的是()()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.碳从动物流向分解者的形式为有机物碳从动物流向分解者的形式为有机物C C.能量从该生态系统的第二营养级到第三营养级传递的效率为能量从该生态系统的第二营养级到第三营养级传递的效率为15.6%15.6%D D.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9.6109.6104 4kJ/mkJ/m2 2y yD D2.514能 量 传 递 效 率 的 计 算获得能量最多获得能量最少选最长食物

11、链选最短食物链按“10%”计算按“20%”计算有最少能量有最多能量选最短食物链选最长食物链按“20%”计算按“10%”计算正推型（知低营养级，求高营养级，用乘法）正推型（知低营养级，求高营养级，用乘法）逆推型（逆推型（知知高营养级，求低营养级，用除法）高营养级，求低营养级，用除法）下一营养级同化量下一营养级同化量本营养级同化量本营养级同化量100%100%能量传递效率能量传递效率（5）（10）能 量 传 递 效 率 的 计 算在食物网中，猫头鹰的食物有在食物网中，猫头鹰的食物有2/5来自兔，来自兔，2/5来自鼠，来自鼠，1/5来自蛇，来自蛇，则猫头鹰的体重若增加则猫头鹰的体重若增加20 g，至

12、少需要消耗植物的重量为，至少需要消耗植物的重量为 ()A600 gB900 g C1 600 g D5 600 gB知识点3 生态金字塔生态金字塔能量金字塔生物量金字塔数量金字塔能量金字塔能直观、准确地反映出能量金字塔能直观、准确地反映出生态系统各营养级间能量的关系。生态系统各营养级间能量的关系。上窄下宽的塔型上窄下宽的塔型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营养级营养级第四营养级第三营养级第二营养级第一营养级干重干重g/m21.51137809营养级营养级第四营养级第三营养级 一般为正金字塔形状，一般为正金字塔形状，有可能倒置有可能倒置一般来说植物

13、的总干重通常大于植食一般来说植物的总干重通常大于植食性动物的总干重，而植食性动物的总性动物的总干重，而植食性动物的总干重也大于肉食性动物的总干重。干重也大于肉食性动物的总干重。营养级营养级第二营养级第一营养级个体数量个体数量鼠草鼬第三营养级营养级营养级第二营养级第一营养级个体数量个体数量昆虫树可以是上窄下宽的可以是上窄下宽的正金字塔形，也可正金字塔形，也可以是上宽下窄倒置以是上宽下窄倒置的金字塔形的金字塔形生态金字塔生态金字塔能量金字塔生物量金字塔数量金字塔 请想一想：哪种指标构建的金字塔能更客观的表示生态系统能量传递规律，不出现倒置现象呢？能更客观、准确的表示能量在各营养级间的传递规律。知识

14、点4 研究能量流动的实践意义能量流动的实践意义甘蔗和大豆间种冬小麦夏玉米套作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。能量流动的实践意义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。*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能量流动的实践意义研究生态系统的能量流动，还可以帮助人们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最有益的部分。牲畜过少，不能充分利用牧草所提供的能量

15、；牲畜过多，就会造成草场的退化，使畜产品的产量下降。分析和处理数据分析和处理数据19261926年，一位生态学家研究了一块玉米田年，一位生态学家研究了一块玉米田的能量流动情况，得到如下数据。的能量流动情况，得到如下数据。1.1.这块田共收割玉米约这块田共收割玉米约10 00010 000株，质量为株，质量为6000kg6000kg。通过对玉米植株的化学成分进行。通过对玉米植株的化学成分进行分析，计算出其中共含碳分析，计算出其中共含碳2675kg2675kg。2.2.据他估算，这些玉米在整个生长过程中据他估算，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通过细胞呼吸消耗的葡萄糖共2045k

16、g2045kg。请根据以上数据计算：请根据以上数据计算：这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是多少这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是多少？这些葡萄糖储存的能量是多少？这些葡萄糖储存的能量是多少？3.1kg3.1kg葡萄糖储存葡萄糖储存1.6101.6104 4kJkJ能量。能量。4.4.在整个生长季节，入射到这块玉米田在整个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能为的太阳能为8.5108.5109 9kJ.kJ.=26752675180(C180(C6 6H H1212O O6 6)72(C72(C6 6)6687.5kg6687.5kg1.07101.07108 8kJkJ6687.56687.51.6101

17、.6104 4kJkJ=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多少？204520451.6101.6104 4kJkJ=3.272103.272107 7kJkJ这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能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？定太阳能的比例是多少？1.07101.07108 8kJ+kJ+3.272103.272107 7kJ=1.397210kJ=1.3972108 8kJ kJ 3.272103.272107 71.3972101.3972108 8100%=23.

18、4%100%=23.4%这块玉米田的太阳能利用效率是多少？这块玉米田的太阳能利用效率是多少？1.3972101.3972108 88.5108.5109 9100%=1.64%100%=1.64%【思维训练思维训练】处理数据处理数据根据计算结果，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各环节能量利用和散失的比例习 题 巩 固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

19、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()习 题 巩 固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习 题 巩 固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+bB二、拓展应用二、拓展应用1 1.下图是两个农业生态系统的模式图。图下图是两个农业生态系统的模式图。图

20、a a中农作物为人类提供的食物、为家禽和家中农作物为人类提供的食物、为家禽和家畜提供的饲料畜提供的饲料,都与图都与图b b相同。相同。(1)(1)分析这两幅图分析这两幅图,完成这两个生态系统的能量流动图解。完成这两个生态系统的能量流动图解。农作物家禽、家畜人粪肥饲料食物粪肥食物图图a太阳能农作物家畜、家禽人图图a 能量流动图解能量流动图解农作物家禽、家畜人燃烧沼气池(含微生物)食用菌粪肥饲料粪肥粪肥菌渣等秸秆沼渣沼液做肥料沼渣图图b太阳能农作物家畜、家禽人沼气池(含微生物)食用菌图图b 能量流动图解能量流动图解Exercises to consolidate习 题 巩 固(2)哪个生态系统的能

21、量能够更多地被人类所利用？为什么？图图b所示的生态系统所示的生态系统中流向分解者的能量，还有一部分以生中流向分解者的能量，还有一部分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，该生态系统系统实现了能量多级、充分利用，提高了能量利用率实现了能量多级、充分利用，提高了能量利用率。Exercises to consolidate习 题 巩 固2.将一块方糖放入水中，方糖很快溶解，消失得无影无踪。溶解在 水中的方糖还能再自行变回原来的形状吗？为什么？不能，在一个封闭的系统中，物质总是由有序朝着无序(熵增)的方向发展。Exercises to

22、 consolidate习 题 巩 固 生活在水中的硅藻，它们能利用溶解在水中的硅化物制造自己绚丽精致的外壳，而通常情况下水体中硅化物的含量极为微少，仅有百万分之几。这比方糖溶解后水中的含糖量低得多。硅藻依靠什么力量筑造自己的精美小“屋”呢？硅藻利用获取的营养通过细胞呼吸释放能量，依靠能量完成由无序向有序（熵减）的转化，维持其生命活动。通过以上事例，对能量流动在生态系统中的作用是否有了进一步的认识？能量输入对于生态系统有序性的维持来说是不可缺少的。THANK YOU!谢谢各位！1.先吃鸡，再吃玉米。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。Ecological pyramid

23、生 态 金 字 塔能量金字塔生物量金字塔数量金字塔形状每一层含义特点象征意义单位时间内，食物链单位时间内，食物链中每一营养级生物所中每一营养级生物所同化的能量同化的能量的多少的多少自然生态系统自然生态系统一定一定为正金字塔为正金字塔能量在流动过程中能量在流动过程中总是总是逐级递减逐级递减单位时间内，每一营养级单位时间内，每一营养级生物的生物的有机物的总干重有机物的总干重一般为正金字塔一般为正金字塔,有时有时会出现倒金字塔形会出现倒金字塔形一般一般生物量生物量(现存生物有现存生物有机物的总干重机物的总干重)随食物链随食物链中营养级的升高而减少中营养级的升高而减少每一营养级生物每一营养级生物个体的

24、数目个体的数目一般为正金字塔一般为正金字塔,有有时会出现倒金字塔形时会出现倒金字塔形一般生物一般生物个体数目个体数目在在食物链中随营养级升食物链中随营养级升高而减少高而减少Class summary课 堂 总 结能能量量流流动动概念：概念：生态系统中能量的生态系统中能量的输入、传递、转化和散失输入、传递、转化和散失的过程的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：生产者固定的太阳能总量生产者固定的太阳能总量途径：途径：食物链和食物网食物链和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养级流向下一营养级沿食物链方向由低营养级流向下一营

25、养级能量沿食物链流动过程中逐级递减；能量沿食物链流动过程中逐级递减；传递效率传递效率10%20%。研究研究意义：意义：调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高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益的部分效的流向对人类最有益的部分太阳能太阳能1.能量流动是生态系统三大基本功能之一。生态系统中，能量沿食物链流动时，每个营养级都有能量输入、转化、传递和散失。2.生态系统中，能量沿食物链单向流动并逐级递减。3.生命是开放的系统，时刻进行着物质和能量的输入和输出，以维持生态系统的正常功能。4.建立模型与定量分析是生态系统研究的常用方法。1.完成以下填空：(1)补充图中标号代表的

26、内容甲：_；乙：_；丙：_；丁：_；戊：_。生产者 初级消费者 次级消费者 呼吸作用 分解者 (2)生态系统所需能量的最终来源是_。(3)能量输入生物群落的途径主要是_。太阳能 生产者的光合作用 2.某同学绘制了下图所示的能量流动图解，下列叙述正确的是（）A.生产者固定的总能量可表示为(A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2)B.B2表示初级消费者用于生长、发育、繁殖的能量C.流入初级消费者的能量为(A2+B2+C2)D.W1=D1+D2A3.如图表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图，其中ag表示能量值。若图中A表示某食物网中第二营养级所摄入的全部能量，则下列说法不正确的是()A图中

27、B表示同化的能量B图中C表示流入下一营养级的能量C图中D表示通过呼吸作用散失的能量D图中a值与cde的值相同B（2020浙江高考真题）下列关于生态系统能量流动的叙述，正确的是（）A营养级数量越多，相邻营养级之间的能量传递效率就越低B呼吸消耗量在同化量中所占比例越少，生物量增加就越多C生产者的净初级生产量越大，各级消费者的体型就越大D营养级所处的位置越高，该营养级所具有的总能量就越多【答案】B【详解】A、相邻营养级之间的能量传递效率的高低与营养级数量无关，A错误；B、净生产量=同化量-呼吸消耗量，生物量实际是净生产量在某一调查时刻前的积累量，所以，呼吸消耗量在同化量中所占比例越少，生物量增加就越

28、多，B正确；C、生产者的净初级生产量越大，各级消费者的体型不一定越大，C错误；D、食物链越长，在能量流动中损失的能量就越多，所以营养级所处的位置越高，该营养级所具有的总能量就越少，D错误。故选B。能量流能量流动过程动过程初级消费者初级消费者的摄入量的摄入量粪便粪便量呼吸作用散失呼吸作用散失用于生长、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级消费次级消费者摄入者摄入次级消费者的次级消费者的同化量同化量粪便量粪便量上一营养级的同化量上一营养级的同化量（初级消费者的同化量）（初级消费者的同化量）（流向次级消费者的能量）（流向次级消费者的能量）同化量同化量呼吸作用散失呼吸作用散失生长生长发育发育繁殖繁殖遗体遗体残枝败叶残枝败叶分解者分解者生产者固定生产者固定的太阳能的太阳能能量流动的特点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？思考 讨论 各营养级的能量都有一部分通过呼吸作用散失；一部分被分解者分解；一部分未被下一营养级利用（未利用）4.从方向上看，能量流动是否会逆转，能不能循环流动？为什么？（1）生态系统各营养级间取食和被食的关系是不可逆的。（2）各营养级通过呼吸作用散失的热能不能再被生物利用。不会逆转，不能循环流动。因为：THANK YOU!谢谢各位！