资源简介

(共34张PPT)
本节聚焦
能量在生态系统中是怎样流动的？
怎样理解生态金字塔？
研究能量流动有什么实践意义？　
第3章　
生态系统及其稳定性
第2节　
生态系统的能量流动
　　 温故知新：生态系统的能量流动（第2课时）
　　1．过程
　　（1）输入
　　①源头：＿＿＿＿＿
　　②起点：从＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿开始
　　③流入生态系统总能量：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
　　④主要方式：＿＿＿＿＿＿
　　（2）传递
　　①传递渠道：＿＿＿＿＿＿＿＿
　　②传递过程：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
生产者固定太阳能
生产者固定的太阳能总量
光合作用
食物链和食物网
生产者→初级消费者→次级消费者……
太阳能
　　 温故知新：生态系统的能量流动
　　1．过程
　　（3）转化
　　＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
　　（4）散失
　　①大部分以＿＿＿＿的形式散失。
　　②需要＿＿＿＿＿＿＿作用和＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿作用。
　　2．特点
　　（1）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
　　（2）两营养级之间能量传递效率为＿＿＿＿＿＿＿。
热量
太阳能→有机物中的化学能→热能
分解者的分解
每一营养级生物的呼吸
单向流动、逐级递减
10%～20%
　　 四、生态金字塔
12．6
62．8
肉食性动物
12．6
植食性动物
62．8
生产者
464．6
肉食性动物
12．6
植食性动物
62．8
生产者
464．6
　　（1）概念　　
　　如果将单位时间内各个营养级所得到的能量数值转换为相应面积（或体积）的图形，并将图形按照营养级的次序排列，可形成一个金字塔图形，叫作能量金字塔。
　　1．能量金字塔
　　四、生态金字塔
　　1．能量金字塔
　　（2）意义
　　直观的反映出生态系统各营养级间能量的关系。
　　（3）特点
　　通常都是上窄下宽的金字塔形。
某个湖泊生态系统的能量金字塔示意图
第一营养级
第二营养级
第四营养级
第三营养级
营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多。
一边阅读，一边完成学案上的表格
　　 旁栏思考题　　　
　　1．人类位于食物链的顶端，从能量金字塔来看，人口数量日益增长，这会对地球上现有的生态系统造成什么影响？
　　人口数量日益增长，会要求低营养级有更多的能量流入人类所处的营养级，也就是说，人类所需要的食物会更多，将不得不种植或养殖更多的农畜产品，会给地球上现有的自然生态系统带来更大的压力。
　　四、生态金字塔
　　2．生物量金字塔
　　（1）概念
　　用表示能量金字塔中的方法表示各营养级的生物量（每个营养级所容纳的有机物的总干重），即为生物量金字塔。
　　（3）特点
　　大多也是上窄下宽的金字塔形。
第四营养级
1．5
干重g/m2
营养级
第三营养级
第二营养级
第一营养级
11
37
809
一般来说，植物的总干重＞植食性动物的总干重＞肉食性动物的总干重
某生物量金字塔
一边阅读，一边完成学案上的表格
　　 旁栏思考题　　　
　　2．生物量金字塔在什么情况下，可能是上宽下窄倒置的金字塔形呢？
　　一般情况下，生物量金字塔是上窄下宽的，但是有时候会出现倒置的金字塔形。例如，在海洋生态系统中，由于生产者（浮游植物）的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，所以某一时刻调查到的浮游植物的生物量可能低于浮游动物的生物量。当然，总的来看，一年中浮游植物的总的生物量还是比浮游动物的要多。
浮游植物
浮游动物
　　四、生态金字塔
　　3．数量金字塔
　　如果表示各个营养级的生物个体的数目比值关系，就形成数量金字塔。
　　特点：
　　一般是上窄下宽的正金字塔形，也可以是上宽下窄的倒置正金字塔形。
某数量金字塔
第二营养级
昆虫
营养级
第一营养级
树
个体数量
当消费者个体小而生产者个体大时，数量金字塔会出现倒置。
即 时 巩 固
　　5．如图为某一生态系统的能量金字塔，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形式。下列叙述正确的是（　　）
　　A．Ⅰ是初级消费者
　　B．Ⅳ为分解者
　　C．E1为太阳能，E2为热能
　　D．能量可在食物链中循环利用
C
即 时 巩 固
　　6．如图所示为生物界可能出现的4种生态金字塔。下列相关叙述错误的是（　　）
　　
　　
　　A．树→虫→鸟的数量金字塔和能量金字塔可分别用图甲和图丙表示
　　B．图丁不能表示能量金字塔与能量流动具有逐级递减的特点有关
　　C．生态金字塔中，每一种生物只能属于一层，每一层都不含分解者
　　D．生态金字塔中每一层代表一个营养级，图中“1”代表第一营养级
C
　　五、研究能量流动的实践意义
　　1．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，增大流入某个生态系统的总能量。
间作套种
多层育苗
稻—萍—蛙
　　五、研究能量流动的实践意义
　　2．研究生态系统的能量流动，可以帮助人们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。
　　例如，秸秆喂牲畜；粪便制作沼气；沼渣肥田，实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。
秸秆饲料
沼气池
沼渣
（≠能量的传递效率）
　　五、研究能量流动的实践意义
　　下图是两个农业生态系统的模式图。图a中农作物为人类提供的食物、为家禽和家畜提供的饲料，都与图b相同。
　　（1）分析这两幅图， 完成这两个生态系统的能量流动图解。
　　（2）哪个生态系统的能量能够更多地被人类利用？为什么？
　　五、研究能量流动的实践意义
　　下图是两个农业生态系统的模式图。图a中农作物为人类提供的食物、为家禽和家畜提供的饲料，都与图b相同。
　　（1）分析这两幅图， 完成这两个生态系统的能量流动图解。
　　（2）哪个生态系统的能量能够更多地被人类利用？为什么？
太阳能
农作物
家禽、家畜
人
　　五、研究能量流动的实践意义
　　下图是两个农业生态系统的模式图。图a中农作物为人类提供的食物、为家禽和家畜提供的饲料，都与图b相同。
　　（1）分析这两幅图， 完成这两个生态系统的能量流动图解。
　　（2）哪个生态系统的能量能够更多地被人类利用？为什么？
太阳能
农作物
家禽
家畜
人
沼气池
（含微生物）
食用菌
　　五、研究能量流动的实践意义
　　下图是两个农业生态系统的模式图。图a中农作物为人类提供的食物、为家禽和家畜提供的饲料，都与图b相同。
　　（1）分析这两幅图， 完成这两个生态系统的能量流动图解。
　　（2）哪个生态系统的能量能够更多地被人类利用？为什么？
　　图b所示生态系统中流向分解者的能量，还有一部分可以以生活能源或食物中化学能的形式，被人类再度利用，因此，该生态系统实现了能量的多级、充分利用，提高了能量的利用率。
太阳能
农作物
家禽
家畜
人
沼气池
（含微生物）
食用菌
　　五、研究能量流动的实践意义
　　3．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。
　　例如，合理确定草场的载畜量，稻田除草、除虫等。
即 时 巩 固
　　7．茶树菇味道鲜美，常生长在油茶树枯朽的树桩上。某林场尝试在树下套种茶树菇，并用桐树、柳树、杨树脱落的枝叶制作培养基。下列相关叙述正确的是 （　　）
　　A．油茶树枯朽树桩中的能量不属于油茶树的同化量
　　B．生长在油茶树树桩上的茶树菇属于生态系统中的分解者
　　C．套种措施可以提高树木和茶树菇对阳光等资源的利用率
　　D．该林场提高了能量的传递效率，实现了能量的多级利用
B
即 时 巩 固
　　8．设计人工生态系统的常用方法之一是给食物链（网）“加环”，如图就是一种“加环”示意图，据图判断下列有关叙述正确的是 （　　）
　　
　　A．用残渣来培育食用菌和蛆，提高了能量的传递效率
　　B．用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇，可增加经济效益
　　C．用蛆的排泄物作为有机肥还田，使能量能够循环利用
　　D．离开人的管理，该生态系统仍可以正常运转
B
　　 拓展提升——能量流动的有关计算
　　1．在食物网中能量传递效率“最值”计算
　　例：根据下图所表示的食物网，结合能量流动的特点进行计算：
　　（1）如果牧草固定了1000焦耳的能量， 则猫头鹰最少能获得＿＿焦耳能量；最多能获得＿＿＿焦耳能量。
　　（2）若猫头鹰要获得1千焦能量，则至少消耗掉牧草所固定的＿＿＿千焦能量；最多消耗牧草固定的＿＿＿＿千焦能量。
牧草
鼠
蛇
猫头鹰
1
40
25
1000
选最短的食物链
最少消耗
（获得最多）
最大消耗
（获得最少）
选最长的食物链
选最小的传递效率10%
选最大的传递效率20%
　　2．限制能量来源比例或分配比例的计算
　　方法：在能量分配比例已知时，按比例分别计算，最后相加。
　　例：在右图的食物网中，如果C从B、F中获得的能量比为3∶1，C增重1kg，则最少需要消耗A多少kg？
　　消耗A最少，按最高传递效率20%计算。
　　设沿食物链A→B→C至少需要消耗A为X1，则X1×（20%）2＝3/4
　　设沿食物链A→D→E→F→C至少需要消耗A为X2，则X2×（20%）4＝1/4
　　 X1 ＋ X2＝75/4＋625/4＝175（kg）
　　 拓展提升——能量流动的有关计算
　　3．能量来源比例改变的计算
　　（1）若已知“植物同化量（A）”，并告知其“传向动物与直接传向人比例由1∶1调整为1∶2”，求解人最多增重变化（M），计算时宜“顺推（用乘法）”。
　　 拓展提升——能量流动的有关计算
20%
20%
20%
　　（2）若已知“人同化量（M）”并告知人的食物来源“素食、肉食由1∶1调整为2∶1”，求解最少需要植物量（A），计算时应“逆推（用除法）”。
　　 拓展提升——能量流动的有关计算
20%
20%
20%
　　1926年，美国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：
　　1．这块田共收割玉米约10000株，质量为6000kg。通过对玉米植株的化学成分进行分析，计算出其中共含碳2675kg。
　　2．据他计算，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2045kg。
　　3．1kg葡萄糖储存1．6×104kJ能量。
　　4．在整个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能总量为8．5×109kJ。
　　思维训练　　　　分析和处理数据
　　请根据以上数据计算：
　　（1）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？
　　根据糖的化学简式（CH2O），列出算式：C∶（CH2O）＝12∶（12＋18），由此可计算得出：2675kg碳折合成的葡萄糖＝（12＋18）/12×2675kg＝6687．5kg
　　这些葡萄糖储存的能量：EG＝MG×1．6×104kJ＝ 6687．5×1．6×104 kJ＝1．07×108kJ。
　　思维训练　　　　分析和处理数据
　　（2）这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？
　　通过呼吸作用消耗的葡萄糖2045kJ所含能量E呼＝M呼×1．6×104kJ＝2045×1．6×104kJ＝3．272×107kJ。
　　（3）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定太阳能总量的比例是多少？
　　这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量E固＝EG＋E呼＝1．3972×108kJ。呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例＝23．4%。
　　思维训练　　　　分析和处理数据
　　（4）这块玉米田的太阳能利用效率是多少？　　
　　这些玉米田的太阳能利用效率＝E固/E入射＝（1．3972×108）/（8．5×109）＝1．64%。
　　思维训练　　　　分析和处理数据
　　处理数据
　　根据计算结果，画出能量流经该玉米种群的图解，图解中应表明各环节能量利用和散失的比例。
　　思维训练　　　　分析和处理数据
　 　P60　练习与应用
　　一、概念检测
　　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。（ ）



　 　P60　练习与应用
　　一、概念检测
　　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
　 　P60　练习与应用
　　一、概念检测
　　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．a＞b＋c
　　C．a＜b＋c D．c＝a＋b
B
　
思维导图 晨读必背
　　1．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，增大流入某个生态系统的总能量。
　　2．研究生态系统的能量流动，可以帮助人们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。
　　3．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。
作业：完成课后相关练习
汉水丑生侯伟作品
　　二、拓展应用
　　2．将一块方糖放入水中，方糖很快就会溶解，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？
　　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的硅化物含量极为微少，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？
　　通过以上事例，你能对能量在生态系统中的作用是否有了进一步的认识？
　　提示：不能。在一个封闭的系统中，物质总是由有序朝着无序（熵增加）的方向发展。硅藻能利用获取的营养通过细胞呼吸释放能量，依靠能量完成物质由无序向有序的转化，维持其生命活动。能量的输入对于生态系统有序性的维持来说是不可缺少的。
　 　P60　练习与应用

展开更多......

收起↑