资源简介

(共24张PPT)
第3章 生态系统及其稳定性
第2节 生态系统的能量流动
（第二课时）
①源头： 。
②起点：从 开始。
③流入生态系统总量： 。
④主要方式：__________。
⑤能量转化： 。
能量流动
概念
生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程
过
程
输入
生产者固定太阳能
生产者固定的太阳能总量
光能
化学能
光合作用
①传递渠道： 。
②传递过程：
食物链和食物网
传递
转化
太阳能
化学能
热能
ATP中活跃的化学能
散失
①大部分热能形式散失，
②需要分解者的分解作用和每一营养级生物的呼吸作用
生产者→初级消费者→次级消费者……
太阳能
能量流动的过程
课前回顾　
1.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a～g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c＋d＋e的值相同
B
课前回顾　
生态系统中的能量流动
思考.讨论
二、能量流动的过程
问题六：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？
遵循能量守恒定律。能量在生态系统中流动、转化后，一部分储存在生态系统（生物体的有机物）中，另一部分在呼吸作用中以热能的形式散失，两者之和与流入生态系统的能量相等。
问题七：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？
不能。能量流动是单向的。
能量流动的渠道是食物链和食物网
呼吸作用
呼吸作用
呼吸作用
呼吸作用
生产者
（绿色植物）
初级消费者（植食性动物）
次级消费者（肉食性动物）
三级消费者（肉食性动物）
呼吸作用
……
分解者
生态系统中的能量流动
思考.讨论
二、能量流动的过程
问题八：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？
遵循能量守恒定律。能量在生态系统中流动、转化后，一部分储存在生态系统（生物体的有机物）中，另一部分在呼吸作用中以热能的形式散失，两者之和与流入生态系统的能量相等。
问题九：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？
不能。能量流动是单向的。
问题十：能量的流动有何特点呢？两营养级之间传递效率为多少呢？
能量流动的渠道是食物链和食物网
分析赛达伯格湖的能量流动
三、能量流动的特点
思考.讨论
Raymond Lindeman
林德曼（1915-1942）
赛达伯格湖
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。
植食性动物
62.8
62.8
太阳能
未
固
定
生产者
464.6
分解者
12.5
呼吸作用
96.3
未利用
327.3
293
2.1
18.8
29.3
12.6
肉食性动物
12.6
微量
7.5
5.0
122.6
14.6
三、能量流动的特点
分析赛达伯格湖的能量流动
思考.讨论
问题十一：用表格的形式，将图中的数据进行整理。
流入 呼吸作用 分解者利用 暂未利用 流出 流出/流入
生产者
植食性动物
肉食性动物
464.6
96.3
12.5
293
62.8
62.8
18.8
2.1
29.3
12.6
12.6
7.5
微量
5.0
能量流动过程中逐级递减
三、能量流动的特点
分析赛达伯格湖的能量流动
思考.讨论
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)。
问题十二：计算“流出”该营养级能量占“流入”该营养级能量的百分比。
流入 呼吸作用 分解者利用 暂未利用 流出 流出/流入
生产者
植食性动物
肉食性动物
464.6
96.3
12.5
293
62.8
62.8
18.8
2.1
29.3
12.6
12.6
7.5
微量
5.0
三、能量流动的特点
分析赛达伯格湖的能量流动
思考.讨论
20.06%
13.52%
能量传递效率 =
下一营养级同化量
上一营养级同化量
×100%
注意：能量在相邻两个营养级间的传递效率为 。
10%～20%
问题十三：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？
流入 呼吸作用 分解者利用 暂未利用 流出 流出/流入
生产者
植食性动物
肉食性动物
464.6
96.3
12.5
293
62.8
62.8
18.8
2.1
29.3
12.6
12.6
7.5
微量
5.0
三、能量流动的特点
分析赛达伯格湖的能量流动
思考.讨论
20.06%
13.52%
问题十三：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？
各营养级的能量都有一部分通过呼吸作用散失；一部分未被下一营养级利用；一部分被分解者分解。
问题十四：通过以上分析，你能总结出什么规律？
三、能量流动的特点
分析赛达伯格湖的能量流动
思考.讨论
问题十四：通过以上分析，你能总结出什么规律？
单向流动
②通过呼吸作用散失的热能不能再次被利用
①食物链中的捕食关系不能逆转
能量流动特点
逐级递减
原因
总有一部分能量经自身呼吸消耗、被分解者分解、未被下一个营养级利用。（能量传递效率为10%～20%）
原因
问题十五：能量在流动过程中逐级递减，与能量守恒定律矛盾吗？为什么？
不矛盾。能量在流动过程中逐级递减，指的是流入各个营养级的能量。能量守恒定律可以用于衡量流入某个生态系统的总能量，总能量=储存在生态系统(生物体的有机物)中的能量+被各个营养级的生物利用、散发至非生物环境中的能量。因此，虽然能量在流动过程中逐级递减，但总能量依然遵循能量守恒定律。
三、能量流动的特点
问题十五：能量在流动过程中逐级递减，与能量守恒定律矛盾吗？为什么
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。如果一个生态系统在一段较长时期内没有能量（太阳能或化学能）输入，这个生态系统就会崩溃(P57)。
深度思考
1.为什么生态系统中能量流动一般不超过5个营养级P51？
能量是单向流动，逐级递减的。
在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多。P57
2.长时间没有光照，对生态系统有什么影响，为什么？
3.怎样从能量流动的角度解释“一山不容二虎”？
在一段较长时期内没有能量（太阳能或化学能）输入，这个生态系统就会崩溃。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P57。
能量流动是逐级递减的，营养级越高，得到的能量越少。
老虎处于最高营养级，要养活一只老虎，需要大量的生产者，需要很大的捕食范围。
5.(2021·北京市平谷区第五中学高二月考)下图是某个农业生态系统的结构模式图，该图中表示生态系统能量流动的箭头是
A.①②③
B.①③⑤
C.①③④
D.①②③④⑤
课堂巩固
四、能量流动的相关计算
1.能量传递效率的计算公式：
（1）能量传递效率 =
下一营养级同化量
上一营养级同化量
×100%
（2）在食物网中能量传递效率“最值”计算
正推：知低营养级求高营养级
获能量最多 选最短食物链，按×20%计算
获能量最少 选最长食物链，按×10%计算
逆推：知高营养级求低营养级
需能量最多 选最长食物链，按÷10%计算
需能量最少 选最短食物链，按÷20%计算
两个营养级之间，不是两个体之间
105
25
有一食物网如图所示。如果能量传递效率为10%，各条食物链传递到庚的能量相等，则庚增加1 kJ的能量，丙最少含多少能量(　　)
A．550 kJ　 B．500 kJ　 C．400 kJ　 D．100 kJ
　
A
下图所示的食物网中，若人的体重增加1 kg，最少消耗水藻________kg，最多消耗水藻________kg。
例3 如图为一食物网。若要使丙体重增加x,已知其食用的动物性食物(乙)所占比例为a,则至少需要的生产者(甲)的量为y,那么x与y的关系可表示为(　　)
A.y=90ax+10x
B.y=25ax+5x
C.y=20ax+5x
D.y=10ax+10x
C
四、能量流动的相关计算
1.能量传递效率的计算公式：
(3)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（前级是后级5倍）：
沿食物链A→B→C逆推：3/4kg X 5 X 5＝75/4kg
沿食物链A→D→E→F→C逆推：1/4kg X 5 X 5 X 5 X 5＝625/4kg
75/4kg+625/4kg=175kg
2 000
右图是一个食物网，假如鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇，那么鹰若要增加20 g体重，则至少需要消耗植物(　 　)
A．900 g B．500 g C．200 g D．600 g
答案：A
如图所示的食物网中，戊的食物有1/2来自乙，1/4来自丙，
1/4来自丁，且能量从生产者到消费者的传递效率为10%，
从消费者到消费者的能量传递效率为20%。若戊体重增加20 g，需要消耗植物________g。
(4)食物比例调整问题：若人类获取植食性食物与肉食性食物的比例是1∶1,将此食物结构改为3∶1,能量传递效率按10%计算,则调整后可供养的人口约是调整前的　 (结果精确到小数点后两位)倍。
1.69
A
3.某生态系统中存在如图所示的食物网，如将丙的食物比例由甲∶乙＝1∶1调整为2∶1，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载丙的数量是原来的(　　)
A．1.375倍 B．1.875倍
C．1.273倍 D．0.575倍
【检测】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量值（单位为103kJ/m2 *y）。下列说法错误的是( )
A. 图中A代表的生理过程是呼吸作用
B. 碳从动物流向分解者的形式为有机物
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15.6%
D. 该生态系统中生产者固定的总能量9.6×104kJ/m2y
E.流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能
DE
x
y
6.在分析生态系统的能量流动时经常涉及“总能量”、 “摄入量”、“输入量(输入到某一营养级的能量)”、“同化量”、“粪便量”、“能量传递效率”等说法,则下列说法中正确的是(　　)
A.太阳辐射到某一生态系统中的能量即为输入生态系统的总能量
B.生产者积累的有机物中的能量为输入生态系统的总能量
C.某一营养级生物的摄入量减去粪便量,为该营养级生物同化量
D.相邻两营养级生物中高营养级与低营养级生物的摄入量之比表示能量传递效率
课堂巩固

展开更多......

收起↑