资源简介

(共25张PPT)
第2节 生态系统的能量流动
（第一课时）
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
假设你像小说中的鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，只有一只母鸡、15kg玉米可以食用，那么使自己活的最长的方法是：
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。
流落荒岛
思考：生态系统能量流动的渠道是什么？快速写出这两种策略能量流动的具体渠道。
玉米
鸡
人
玉米
鸡
人
问题探讨
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这块田地共收割了10000株玉米，质量为6000kg，这些玉米葡萄糖的含量大约为2675kg，这些葡萄糖储存的能量约为1.07x108kJ。
②据估算，这些玉米在整个生长过程中通过细胞呼吸消耗的能量是3.272x107kJ。
③在整个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能的总量为8.5x109kJ。太阳能的利用效率仅为约1.64%。
问1：分析数据,总结各能量类别之间的联系，完成留空部分能量类别与数值填写：
太阳能
8.5x109kJ
1.397x108kJ
呼吸散失3.272x107kJ
储存
1.07x108kJ
数据处理与分析
问2：在数据处理与分析的基础上尝试解答以下问题：
（1）照射到玉米田地里的太阳能都能被玉米吸收利用吗？
（2）玉米固定的太阳能，去向有哪些？
（3）研究生态系统能量流动过程需要在个体水平上还是群体水平？
太阳能
8.5x109kJ
1.397x108kJ
呼吸散失3.272x107kJ
储存
1.07x108kJ
数据处理与分析
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
生态系统中能量的______、_____、______和______的过程，称为生态系统的能量流动。
输入
传递
转化
散失
一、能量流动的概念
思考：输入生态系统的的能量来源是什么？沿着什么渠道进行传递？以什么形式传递？最终以什么形式散失？
输入

—
源头： .
流经生态系统的总能量： .
传递

转化

散失
—
—
—
途径： .
形式： .
形式： .
过程： .
太阳能→有机物中的 →热能
太阳能
生产者固定的全部太阳能
食物链和食物网
有机物中的化学能
化学能
热能
呼吸作用
一、能量流动的概念
思考：人工鱼塘需要投喂饲料，此时流入鱼塘生态系统的总能量如何表示？
还有人工投入的有机物中的化学能。
二、能量流动的过程
任务1：构建能量流经第一营养级的概念模型
精读（达到背诵程度）课本55页第一、二段：
1.地球上几乎所有生态系统的能量都来自哪里？这些能量是如何输入生态系统的？
2.输入第一营养级的能量有几个去路？分别是什么？
3.植物用于自身生长、发育、繁殖的能量有几个去路？分别是什么？
4.初级消费者摄入的能量全部转化为自身的能量了吗？摄入的能量去路有几个？分别是什么？
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
任务1：构建能量流经第一营养级的概念模型
c.未利用（定时分析）
任务2：构建能量流经第二营养级的概念模型
呼吸散失
粪便量
摄入量
同化量
流向下一营养级
分解者利用
用于生长、发育、繁殖
问题提示：
1.摄入的总能量都能被初级消费者利用吗？摄入量和同化量之间有什么关系？
2.初级消费者同化的能量去向与生产者相同吗？
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
任务2：构建能量流经第二营养级的概念模型
思考：
1.真正流入初级消费者体内的能量是摄入量还是同化量？摄入量与同化量的关系？
2.粪便中的能量属于初级消费者同化量吗？
3.比较生产者和初级消费者同化量的去路相同吗？
属于生产者的同化量
同化量=摄入量-粪便量
分解者利用
呼吸作用散失
用于生长、发育和繁殖
流入下一个营养级
初级消费者
摄入
初级消费者
同化
粪便
分解者利用
用于生长
发育和繁殖
次级消费者
摄入
遗体
残骸
呼吸作用
散失
呼吸作用
散失
…
①
②
③
小结：流入某一营养级能量分析
同化的能量
生产者：
消费者：
光合作用固定（制造）的有机物中的能量
同化的能量=摄入的能量 - 粪便的能量
任务3：构建生态系统能量流动的概念模型
二、能量流动的过程
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、菱形方块的大小代表什么含义？
注意第一营养级能量的来源
最高营养级能量的去路
储存在某营养级生物体内的能量越来越少
能量单向流动，逐级递减
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
1.初级消费者粪便中的能量属于 。
2.初级消费者的同化量： 。
3.初级消费者用于生长发育繁殖的能量： 。
①
②
③
④
⑤
⑤
①或②+③+④
① - ③或②+④
易错点训练：
每一营养级流向分解者的能量=该营养级的遗体和下一营养级的粪便
摄入量？
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？
2.某同学绘制了如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.初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为B2＋D2
C.初级消费者摄入的能量为A2＋B2＋C2
D.W1＝D1＋D2
√
典题应用（P38）
易错点训练：
生态系统能量流动的分析
下图为能量流经某生态系统第二营养级的示意图：
（1）第一营养级流向分解者的能量是20J/（cm2.a）（ ）
（2）第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量是50J/（cm2.a）（ ）
（3）第三营养级同化的能量是15J/（cm2.a）（ ）
初级消费
者摄入量
粪便量
同化量
呼吸作用
生长发
育繁殖
×
×
×
分解者
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
思考●讨论
分析赛达伯格湖的能量流动
思考：
1.流入（输入）该生态系统的总能量？
2.图中62.8、12.6代表摄入量还是同化量？
3.植食性动物粪便中的能量属于12.5还是2.1？
4.图中2.1指的是什么？包括哪几部分？
5.请计算每个营养级能量的来源和去向，说明是否遵循能量守恒定律？
464.6
同化量
12.5
植食性动物的遗体和肉食性动物的粪便
为什么研究湖泊？
为什么会出现”未利用”的能量？
生：来（464.6）=去（96.3+62.8+12.5+293）
植：来（62.8）=去（18.8+12.6+2.1+29.3）
讨论1：设计表格，整理赛达伯格湖能量图解中的数据，计算“流出”该营养级的能量占“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
13.52%
62.8
18.8
2.1
29.3
12.6
20.06%
12.6
7.5
微量
5.0
二、能量流动的特点
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
13.52%
62.8
18.8
2.1
29.3
12.6
20.06%
12.6
7.5
微量
5.0
讨论2：相邻两个营养级间的能量传递效率如何计算？
讨论3：流入某一营养级的能量，为什么不能百分之百地流入下一营养级？
呼吸作用以热能形式散失；分解者利用；未利用
能量流动特点：逐级递减
二、能量流动的特点
能量传递效率 =
某一营养级同化量
上一营养级同化量
×100%
讨论4：流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来？能量能否从植食性动物流向生产者？为什么？
【总结】能量流动的特点：
讨论5：为什么食物链上一般不超过5个营养级？
能量在流动过程中逐级递减，营养级越多，消耗的能量就越多。
原因：①生物之间食物关系是不可逆转的；
②散失的热能不能循环流动。
二、能量流动的特点
①单向流动
②逐级递减（传递效率为10%-20%）
讨论6：长时间没有光照，对生态系统有什么影响，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。（P57黑体）
学以致用，解决问题
方案A：先吃鸡，再吃玉米。
方案B：先吃1/2玉米，同时用1/2部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。
母鸡重3kg,玉米15kg，能量传递效率为10%，计算人能获得的能量（用得到的有机物质量表示）
玉米
鸡
人
玉米
鸡
人
选方案A：食物链短，能量损耗少，人可以获得更多能量。
(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(　　)
×
×
判断正误（P35）
√
×
1.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
√
典题应用（P38）

展开更多......

收起↑