资源简介

(共23张PPT)
聚焦
学习目标：
1.能量流动的过程
2.能量流动的特点
第2 节 生态系统的能量流动
第1课时
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。你随身带的食物只有一只母鸡、15Kg玉米。
先吃鸡再吃玉米
先吃玉米再吃鸡
先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡
问题探讨
科学方法
研究能量流动的基本思路
1.如果以个体为单位研究能量流动，有什么问题？
★以个体为研究对象，有很大的局限性和偶然性，如果个体死亡，数据可能不准确；不同个体间差异过大。
2.如果将种群看作一个整体去研究能量流动，则可概括为下图形式，又会遇到什么问题？
★可能因为食物网的复杂性而影响结果的准确性。
3.如果把一个营养级中的所有种群看成一个整体，上图应概括成哪种形式？
能量输入
某个营养级
能量储存
能量散失
以营养级为研究对象
一.能量流动的过程
1.第一营养级的能量流动
99%
散失
1%
固定(同化)
生产者所固定的全部太阳能
②用于生长
发育和繁殖
初级消费者
（植食性动物）
分解者利用
残枝 败叶
呼吸作用
散失
生长发育和繁殖
①
a
b
生产者同化量
（固定量）
①呼吸作用以热能形式散失(大部分）
②自身生长、发育和繁殖的能量（储存于生物体内的能量）
b.分解者利用
a.流入下一营养级
c.未利用（定时分析）
未利用的能量
未利用是指：在统计能量流动的时间段内，某一营养级生物的同化量中未被呼吸作用消耗，也未被下一营养级捕食或分解者利用的能量，有时还包括以化石燃料形式储存于地下未被人类开采的能量，还包括多年生植物上一年自身生长发育的净积累量。如草原中一批羊，羊吃草可以长大，在统计期间，有被狼捕食的，有死亡的，还有未死亡的（未利用）。
2.第二营养级的能量流动
初级消费者
摄入量
粪便量
初级消费者
同化量
生长、发育、繁殖
次级消费者摄入
分解者利用
遗体、残骸
呼吸作用
热能散失
生产者
(植物)
呼吸
初级消费者
(植食动物)
呼吸
次级消费者
(肉食动物)
呼吸
分 解 者
…
呼吸
三级消费者
(肉食动物)
呼吸
思考：
1.每一营养级能量的来源和去路相同吗？
2.每个箭头及箭头的方向大小、方块的大小代表什么含义？
3.能量流动的起点，生态系统的总能量，能量流动的渠道？
注意第一营养级能量的来源
最高营养级能量的去路
3.生态系统的能量流动过程
3. 概念
输入
来源：太阳能；
传递
途径：食物链和食物网
转化
散失
过程：生物自身的呼吸作用。
能量流动：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
热能
太阳光能
有机物中化学能
光合作用
呼吸作用
形式：最终以热能形式散失。
形式：储存于有机物中的化学能
流经生态系统总能量：生产者固定的太阳能总量（约占1%） 。
若为人工生态系统，还有人为补充的能量（如饲料的能量）。
判断常考语句，澄清易混易错
1.当狼吃掉一只兔子时，就获得了兔子的全部能量。(　　)
2.初级消费者的粪便量属于第二营养级能量。(　　)
3.同化量≠用于生长发育和繁殖的能量。(　　)
4.呼吸作用所产生的能量都是以热能的形式散失。(　　)
5.分解者的分解作用也是通过呼吸作用完成的。( )
6.流经人工生态系统的总能量是生产者固定的太阳能。( )
×
√
×
√
×
×
流经人工生态系统的总能量：
生产者固定的太阳能和人工输入的有机物中的化学能
易错点训练：
生态系统能量流动的分析（拼图法）
W1 生产者固定能量
（同化、流入、输入）
自身呼吸作用消耗
流向分解者
未利用
流向下一
营养级
C1流向分解者=遗体+下一级粪便
1.生产者的同化量： 。
2.生产者用于生长发育繁殖的能量： 。
3.初级消费者的同化量： 。
4.初级消费者用于生长发育繁殖的能量： 。
W1或A1+B1+C1+D1
W1-A1或B1+C1+D1
D1或A2+B2+C2+D2
D1-A2或B2+C2+D2
摄入量？
31. 捕食是一种生物以另一种生物为食的现象，能量在生态系统中是沿食物链流动的。回答下列问题：
（1）在自然界中，捕食者一般不会将所有的猎物都吃掉，这一现象对捕食者的意义是 （答出1点即可）。
（2）青草→羊→狼是一条食物链。根据林德曼对能量流动研究的成果分析，这条食物链上能量流动的特点是 。
（3）森林、草原、湖泊、海洋等生态系统是常见的生态系统，林德曼关于生态系统能量流动特点的研究成果是以__________生态系统为研究对象得出的。
2021年1全国甲卷高考真题
二.能量流动的特点
为了研究能量流经生态系统的食物链时，每一级的能量变化和能量转移效率，美国生态学家林德曼对一个结构相对简单的天然湖泊—赛达伯格湖的能量进行了定量分析。
Raymond Lindeman
赛达伯格湖
深1米，面积为14480平方米，湖岸线长500米 。
湖底深度一致、性质均一，没有大的波浪。
图中数字为能量数值，单位是J/(cm2·a)。图中“未固定”是指未被固定的太阳能，“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一个营养级和分解者利用的能量。
思考 · 讨论 分析赛达伯格湖的能量流动
(1)用表格的形式，将图中的数据进行整理。例如，可以将每一营养级上的能量“流入”和“流出”整理成为一份清单（“流出”的能量不包括呼吸作用散失的能量）。
营养级 流入能量/[J/(cm2·a)] 流出能量/[J/(cm2·a)] 输入后一个营养级 出入比/%
生产者 464.6 62.8
植食性动物 62.8 12.6
肉食性动物 12.6 ——
分解者 146 ——
13.52%
20.06%
(2)计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营养级能量的百分比。
逐级递减
能量传递效率
=
该营养级的同化量
上一营养级的同化量
×100%
能量在相邻两个营养级间的传递效率为10%～20%
(3)流入某一营养级的能量，为什么不会百分之百流到下一个营养级？
思考 · 讨论 分析赛达伯格湖的能量流动
1)单向流动：不可逆转，不可循环流动
原因：①生物之间食物关系是不可逆转的（能量沿食物链单向流动）；
②呼吸作用散失的热能不能被生物体再利用。
1.特点及原因
2)逐级递减：能量是沿食物链（网）流动过程中是逐级减少的
原因：①呼吸作用散失、被分解者利用；
②未利用（上一营养级生物不能全部被下一营养级捕食）
二.能量流动的特点
②能量传递效率针对的是相邻两个营养级之间的同化量之比，且能量传递效率不能提高/降低。
=
某一营养级同化量
上一营养级同化量
①公式：能量传递效率
×100%
2.能量传递效率的计算
1)能量在相邻两个营养级间的传递效率为10%～20%
③营养级越多，在能量流动中消耗的能量越多，一般不超过5个营养级。
④营养级越高，得到的能量越少。
能量流经各营养级是逐级递减的，传递效率为10％－20％。
食物链一般不超过5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生存的程度了。
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。
思考：为什么食物链一般不超过5个营养级
第一
营养级
A
1
5
A
1
25
A
1
125
A
1
625
A
1
3125
A
0.00032 A
第六
营养级
第五
营养级
第四
营养级
第三
营养级
第二
营养级
Ⅱ. 最少可使鹰增重____kg。
Ⅰ. 最多要消耗草______kg。
Ⅱ. 最少要消耗草 kg。
1
4
① 已知低营养级同化量，求高营养级同化量：
在食物链“草→兔→鹰”中，假如现有草100kg，则：
Ⅰ. 最多可使鹰增重____kg。
能量传递效率按 来算。
能量传递效率按 来算。
×20%
×10%
200
50
② 已知高营养级同化量，求低营养级同化量：
在食物链“草→兔→鹰”中，要使鹰增加2kg体重，则：
能量传递效率按 来算。
能量传递效率按 来算。
÷10%
÷20%
2)能量在食物链中传递的“最值计算”
Ⅱ. 获得能量最少：选最 食物链；按 计算
Ⅰ. 获得能量最多：选最 食物链；按 计算
短
长
×10%
×20%
如果草有10000kg，鹰最多增加 kg，最少增加 kg。
400
1
① 已知低营养级同化量，求高营养级同化量
草
鹰
兔
蛇
青蛙
食草昆虫
3)能量在食物网中传递的“最值计算”
Ⅱ. 需最多能量：选最 食物链；按 计算
Ⅰ.需最少能量：选最 食物链；按 计算
若鹰的体重增加1kg，最少需消耗草____kg，最多消耗草_________kg。
25
10000
短
长
÷10%
÷20%
3)能量在食物网中传递的“最值计算”
② 已知高营养级同化量，求低营养级同化量
草
鹰
兔
蛇
青蛙
食草昆虫
按最大传递效率20%计算
假设鸡自身重3kg，玉米15kg。
3×20% + 15×20% = 3.6 kg
（15×1/3×20% + 3）×20% + 15×2/3×20% = 2.8 kg
问题探讨
鸡
玉米
人
玉米
鸡
人

策略2：先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，最后吃鸡。
策略1：先吃鸡，再吃玉米。
3.任何生态系统的能量都需要不断得到系统外的能量补充（太阳能或化学能），以便维持生态系统的正常功能（P57）。
呼吸作用
23
未利用
70
植食性动物
生产者
太阳能
分解者
3
0.5
4
9
肉食性动物
0.05
2.1
5.1
0.25
有机物输入
5
2
输出
1.判断正误
(1)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能(　　)
(2)散失的热能不可以被生产者固定再次进入生态系统(　　)
(3)当狼吃掉一只兔子时，就获得了兔子的全部能量(　　)
(4)蜣螂以牛粪为食，因此被牛同化的能量可流入蜣螂(　　)
2.如图为生态系统中能量流动图解部分示意图(字母表示能量的多少)，下列叙述正确的是
A.图中b＝h＋c＋d＋e＋f＋i
B.生产者与初级消费者之间的能量传递效率为b/a×100%
C.“草→兔→狼”这一食物链中，狼粪便中的能量属于d
D.缩短食物链可以提高能量传递效率
随堂练习

展开更多......

收起↑