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(共53张PPT)
课前背诵：
1.生态系统的结构包括？
2.生态系统的组成成分有？参与构成食物链和食物网的有？
3.生产者和消费者、分解者在生态系统中的地位？
4.生态系统的营养结构是？
5. 越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越强。
6.直接决定种群密度的因素有 。性别比例和年龄结构如何影响种群密度？
7.对于分布范围较小，个体较大的种群采用 法调查种群密度。
8.环境容纳量的定义是？
9.探究酵母菌种群数量变化采用的方法是？
生态系统及其稳定性
生态系统的结构
生态系统的功能
生态系统的稳定性
第3章 生态系统及其稳定性
组成成分
营养结构
非生物的物质和能量
生产者
消费者
分解者
食物链和食物网
物质循环
能量流动
信息传递
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
第3章 生态系统及其稳定性
第2节 生态系统的能量流动
你认为以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援？
假设你像小说中的鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，除了有能饮用的水，几乎没有任何食物。你身边尚存的食物只有1只母鸡、15Kg玉米。
方案1
方案2
先
后
一部分
吃鸡蛋
一部分
问题探讨
想一想：鸡吃的玉米能全部转化为等质量的鸡肉吗？
吃了那么多却没长几斤，能量都去了哪儿？
摄入量
同化量
经消化吸收得到的能量
粪便量
属于玉米的同化量
长体重
（能量储存）
呼吸消耗
排遗物
食物
鸡
同化量
=
摄入量
粪便量
－
同化量指某一营养级从外环境中得到的全部化学能。
1、对生产者来说，同化量是指在光合作用中所固定的太阳能
2、对于消费者来说，同化量表示消化道吸收的能量
能量输入
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……
能量储存
种群
能量散失
能量输入
将这些个体作为一个整体来研究
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。
某营养级
将一个营养级的所有种群作为一个整体
能量流动
2.科学方法：
研究能量流动的基本思路：
研究生态系统中能量流动一般在群体水平上
可能因为食物网的复杂性而影响结果的准确性。
能量流动：
生态系统中能量的 、 、 、 过程。
1.地球上几乎所有生态系统所需的能量都来自 。
2.太阳每天输送到地球的能量都能输入生态系统吗？为什么？
3.太阳能是怎样输入到第一营养级的（来源）？
阅读p55第一段，思考讨论完成问题
输入
源头：
总值： 。
太阳能
生产者固定的太阳能
一
热
生
储
构
分
消
阅读课本，理清能量流经第一营养级的过程，画图表示各部分的关系。
一
热
生
储
分
消
构
=
=
第一营养级能量的输入和输出：
①流入第一营养级的能量
生产者固定的太阳能
②生产者固定的太阳能=
呼吸作用以热能形式散失
+
用于生长、发育和繁殖
③生产者用于生长、发育和繁殖=
流入下一营养级
+
分解者利用
思考：
第二营养级的能量流动情况：
阅读教材P55 剩下部分和图3-5
（1）初级消费者摄入的能量全部转化为自身的能量了吗？摄入的能量去路分别是什么？
（2）真正流入初级消费者体内的能量是摄入量还是同化量？
（3）鸡的同化量去向有哪些？分成2部分、3部分如何表示？
（4）最高营养级同化的能量去向有哪些？
呼吸作用散失；分解者利用
摄入量 = 同化量 + 粪便量
流入某营养级的能量指的是某营养级的同化量
粪便量是上一营养级的同化量
生态系统的能量流动过程：
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
呼吸作用
呼吸作用
呼吸作用
分解者
呼吸作用
①能量流动的渠道是 。
②能量散失的途径是各种生物的 (代谢过程)。
③流动过程中能量的转化是太阳能→ → 。
④初级消费者粪便中的能量通过哪个箭头给分解者的？
⑤箭头大小、菱形方块的大小初步反映了能量流动可能具有什么特点？
食物链和食物网
呼吸作用
有机物中的化学能
热能
散失
输入
传递
以有机物的形式沿食物链向下一营养级传递
粪便中的能量属于上一营养级被分解者利用的能量。
某营养级流向分解者的能量包括哪些
生态系统的能量流动
第二课时
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
过程：
形式：最终以　　　　形式散失
输入
传递
转化
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
4.能量流动概念：生态系统中能量的 、 、 和 的过程。
输入
传递
转化
散失
1.流入某营养级的能量指的是某营养级的 。
2.摄入量与同化量的关系。
3.粪便中的能量属于 。
　实战训练　
2.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)分解者的分解作用也是通过呼吸作用完成的。( )
(5)流经人工生态系统的总能量是生产者固定的太阳能。( )
×
√
×
√
×
　实战训练　
如图表示能量流经第二营养级的示意图，a~g表示相应能量的数值大小，据图回答
1.A~E分别表示
A:_______________________________B：________________________________
C:______________________________________
D：_________________________E:________________________
第二营养级摄入的能量
第二营养级同化的能量
用于生长、发育、繁殖的能量
流向第三营养级的能量
流向分解者的能量
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，对赛达伯格湖能量流动做了定量分析
能量流动的特点
分析赛达伯格胡的能量流动
思考·讨论
优点：小、简单、稳定
分析赛达伯格湖的能量流动
思考·讨论
图中数字为能量数值，单位是J/(cm2.a)(焦每平方厘米年）。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。为研究方便起见，这里将肉食性动物作为一个整体看待。
能量流动的特点
（定时定量分析）
某营养级同化量
呼吸作用中以热能形式散失
用于自身生长、发育、繁殖
被分解者分解利用
流入下一个营养级
未被利用的能量
若问：某营养级的能量某段时间内的去向
某营养级同化量
呼吸作用中以热能形式散失
用于自身生长、发育、繁殖
被分解者分解利用
流入下一个营养级
若问：某营养级的能量最终去向
“未利用能量”的最终的去路是？
同化量的去向：
分成2部分
3部分
4部分
思考4个讨论题
分析赛达伯格湖的能量流动
思考·讨论
（定时定量分析）
思考：
1.第一、第二、第三营养级的同化量分别是多少？
2.生产者用于生长发育繁殖的能量是？
3.肉食性动物的粪便中的能量位于哪个数字中？
4.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
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%
分析赛达伯格胡的能量流动
思考·讨论
能量传递效率
讨论5.通过以上分析，你能总结出什么规律？
逐级递减
判断：当狼吃掉一只兔子时，就获得了兔子10%～20%的能量
×
讨论3.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
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？
分析赛达伯格胡的能量流动
思考·讨论
能量流动的特点
自然选择的结果
生态系统的能量流动（食物链）一般不超过5个营养级！
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。
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。
能量流动的特点
人工生态系统（如城市生态系统）
例.下面是利用人工湿地净化生活污水（主要含有机物）的原理简图。请据图回答。
生活污水
绿化区
绿化区
芦
苇
黑藻绿藻
浮游动物
细菌真菌
绿化区
绿化区
生产者所固定的太阳能
和生活污水中有机物的化学能
输入该湿地生态系统的能量为：
相比方案一，方案二延长了食物链，传递过程中散失的能量更多，人获得的能量变少。所以，方案一能让人维持更长的时间来等待救援。
能量分析 生产者 植食性动物 肉食性动物
输入能量 464.6 62.8 12.6
赛达伯格湖的能量流动数据分析
除了用数字表示之外，还有什么方法可以表示生态系统中能量流动逐级递减的特征？
生态金字塔
能量金字塔
数量金字塔
生物量金字塔
1.3种金字塔的含义分别是？
2.3种金字塔一定是正金字塔形吗？
3.在什么情况下，生物量金字塔可能是倒置的金字塔形？
4.在什么情况下，数量金字塔可能是倒置的金字塔形呢？
5.列表从含义、形状、特点、意义等方面比较三种金字塔的异同。
请同学们自主阅读教材P57-58，小组合作思考讨论完成问题。
生态金字塔
在什么情况下，生物量金字塔、数量金字塔可能是上宽下窄倒置的金字塔形？
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。
生态金字塔
营养级
第二营养级
第一营养级
个体数量
昆虫
树
右图为某城市生态系统能量金字塔，为什么呈倒置状态也能维持生态系统的正常运行？
从生态系统外输入大量的有机物
思考？
自然生态系统的能量金字塔一定为正金字塔！
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，食物链中每一营养级生物所同化的能量的多少
自然生态系统一定为正金字塔
能量在流动过程中总是逐级递减
单位时间内，每一营养级生物的有机物的总干重
一般为正金字塔,有时会出现倒金字塔形
一般生物量(现存生物有机物的总干重)随食物链中营养级的升高而减少
每一营养级生物个体的数目
一般为正金字塔,有时会出现倒金字塔形
一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而减少
五、生态金字塔
一生态金字塔
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。
　实战训练　
例.(2020·临沂外国语学校高二月考)甲、乙、丙、丁是某同学绘制的生态金字塔，下列与之相关的说法，错误的是
A.生态金字塔包括能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔，基本呈现
图丙所示形态
B.由于能量流动具有逐级递减的特征，能量金字塔通常呈现丙图所示形态
C.不能用图甲表示生物数量金字塔
D.生态金字塔中每一层代表一个营养级，分解者不包含在其中
课前背诵：
选必一课本p66-74
1.淋巴细胞包括吞噬细胞、T细胞和B细胞。
2.血液和淋巴液中都含有T细胞和B细胞。
3.胃粘膜分泌的杀菌物质能抑制白喉杆菌的繁殖，属于特异性免疫。
4.细胞因子既是细胞间进行信息传递的物质，也能参与细胞代谢，并提供能量。
5.免疫细胞的识别基础是细胞表面的受体。
6.不能识别抗原的免疫细胞是浆细胞，但其产生的抗体能特异性识别抗原。
7.抗体主要分布在血清组织液等，抗体与抗原的结合发生在内环境中。
8.若机体的免疫防御功能异常，则容易发生自身免疫病。
9.二次免疫时浆细胞的来源是记忆细胞和B细胞。
10.免疫诊断的原理时抗体和抗原的特异性结合。
11.先天性免疫缺陷病如胸腺发育不良患者的细胞免疫功能不正常
判断：
2 7麻烦看书 2.1
10 神经 都是这样
15 适宜的刺激
19 反射弧的组成，都有神经中枢
26 28 钠钾泵阶段耗能
27 通道蛋白构象不改变，载体蛋白构象发生改变
31 右图
39 中央前回，是第一运动区 管运动的，不是管内脏的
47 S区受损
49 临时记住验证码是第一记忆，感觉记忆并不构成真正的记忆
50 请看书p50 有分工 有联系
应用1.从能量流动的角度分析肉类食品的价格一般比小白菜价格高的原因？
蔬菜属于生产者，而肉属于消费者；由于能量传递的效率只有10%～20%，所以要得到1千克的肉至少要消耗5千克的植物，所以相同重量的肉比蔬菜贵。
应用2. 用能量流动的原理，解释谚语“一山不容二虎”隐含的道理。
生态系统的能量流动是逐级递减的，因此营养级越高，可利用的能量就越少。老虎在生态系统中几乎是最高营养级，通过食物链（网）获得的能量已经很少。因此，老虎的整体数量一般很少，且每只老虎都需要有较大的捕食范围满足所需。所以“一山不容二虎”有一定的生态学道理。
1.桑基鱼塘——桑叶养蚕，蚕蛹喂鱼，塘泥肥桑。
2.秸秆还田
3.玉米田除虫
4.草原合理确定载畜量：放的牲畜太少不能充分利用牧草提供的能量，放牧过多会造成草场退化，使得畜产品产量下降。
请同学们自主阅读教材P58，小组合作思考下列做法的意义：
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
研究能量流动的实践意义
稻—萍—蛙
（ 下图为农业生态系统的模式图。
（1） 完成该生态系统的能量流动图解
联系实际
研究能量流动的实践意义
实现了能量的多级利用
思考：哪个生态系统的能量能够更多地被人类利用？为什么？
2.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。
实现能量多级利用，从而大大提高能量的利用率
（ 能量利用率≠能量传递效率）
粪便制作沼气
用秸秆作饲料
研究能量流动的实践意义
3.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。
稻田除草、除虫等。
合理确定草场的载畜量
牲畜过少，不能充分利用牧草所提供的能量；牲畜过多，就会造成草场的退化，使畜产品的产量下降。
研究能量流动的实践意义
汉水丑生侯伟作品
课后题
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。
能量流动的相关计算
1. 能量传递效率的“至少”和“至多”计算
① 最多可使鹰增重____kg。
② 最少可使鹰增重____kg。
1
已知低营养级同化量，求高营养级同化量：
1
4
假如现有草100kg，则：
草
兔
鹰
能量传递效率按20%来算。
能量传递效率按10%来算。
① 最多要消耗草______kg。
② 最少要消耗草______kg。
2
已知高营养级同化量，求低营养级同化量：
200
假如要使鹰增加2kg，则：
能量传递效率按10%来算。
能量传递效率按20%来算。
50
能量流动的相关计算
1. 能量传递效率的“至少”和“至多”计算
3
多条食物链，已知低营养级同化量，求高营养级
如果A有 10000 kg，C 最多增加______kg，最少增加_____kg。
A
B
C
D
E
F
选最短食物链；按20%计算。
选最长食物链；按10%计算。
400
1
能量流动的相关计算
1. 能量传递效率的“至少”和“至多”计算
4
多条食物链，已知高营养级同化量，求低营养级
若人的体重增加1 kg，
最少需消耗水藻______kg，最多消耗水藻___________kg。
选最短食物链；按20%计算。
选最长食物链；按10%计算。
水藻
水蚤
虾
小鱼
大鱼
人
25
10000
能量流动的相关计算
1. 能量传递效率的“至少”和“至多”计算
5
在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物获得能量，且各途径所获得的生物量比例确定，则需按照各单独的食物链进行计算后合并。
① 如图食物网中，假如猫头鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇。那么，猫头鹰若要增加20 g体重，最少需要消耗的植物为_______。
植物
兔子
猫头鹰
鼠
蛇
900
1.标记重捕法必须保证所标记种群在整个调查区域内是均匀分布的。
2.调查酵母菌的种群密度时，应在静置培养液上、中或下部随机取样。
3.环境容纳量是种群在环境中长时间稳定存在的最大量。
4.交感和副交感神经属于传出神经，是由脑发出的不受意识控制的能支配内脏器官的神经。
5.脊神经是神经纤维集结成束包上薄膜形成的
6.刺激某一反射弧的感受器或传出神经，可使效应器产生相同的反应。
7.兴奋从神经纤维上的一点到另一点的传导过程需要消耗能量。
8.K+外流和Na+内流过程中细胞膜上的蛋白质的构象会发生变化。
9.神经纤维上兴奋的产生和传导过程与某些无机盐有关，且需要消耗能量。
10.抑制高尔基体的作用，会影响兴奋在神经元之间的传递。
11.人的大脑皮层上的沟回主要由神经元胞体及树突构成。
12.临时记住某个验证码是感觉性记忆。
13.若膝盖下方的皮肤破损，刺激肌梭后也能发生膝跳反射
1. 标记重捕法必须保证所标记种群在整个调查区域内是均匀分布的。
2. 调查酵母菌的种群密度时，应在静置培养液上、中或下部随机取样。
3. 环境容纳量是种群在环境中长时间稳定存在的最大量。
4.交感和副交感神经属于传出神经，是由脑发出的不受意识控制的能支配内脏器官的神经。
5.脊神经是神经纤维集结成束包上薄膜形成的
6.刺激某一反射弧的感受器或传出神经，可使效应器产生相同的反应。
7.兴奋从神经纤维上的一点到另一点的传导过程需要消耗能量。
8.K+外流和Na+内流过程中细胞膜上的蛋白质的构象会发生变化。
9.神经纤维上兴奋的产生和传导过程与某些无机盐有关，且需要消耗能量。
10.抑制高尔基体的作用，会影响兴奋在神经元之间的传递。
11.人的大脑皮层上的沟回主要由神经元胞体及树突构成。
12.临时记住某个验证码是感觉性记忆。
13.若膝盖下方的皮肤破损，刺激肌梭后也能发生膝跳反射
能量流动的相关计算
1. 能量传递效率的“至少”和“至多”计算
② 在如图所示的食物网，如将A流向B和C的比例由B∶C＝1:1调整为1:2，能量传递效率按10%计算，C获得的能量是原来的_______倍。
A
C
B
③ 如将C的食物比例由A∶B＝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C的数量是原来的_______倍。
能量流动的相关计算
1. 能量传递效率的“至少”和“至多”计算
5
在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物获得能量，且各途径所获得的生物量比例确定，则需按照各单独的食物链进行计算后合并。
② 在如图所示的食物网，如将A流向B和C的比例由B∶C＝1:1调整为1:2，能量传递效率按10%计算，C获得的能量是原来的_______倍。
A
C
B
设现有A能量为150，当A流向B和C的能量为1:1时，C获得的能量为：
75×10%×10%+75×10%=8.25
当A流向B和C的能量为1:2时，C获得的能量为：
50×10%×10%+100×10%=10.5
所以，C获得的能量是原来的10.5/8.25=1.27倍
四、能量流动的相关计算
1. 能量传递效率的“至少”和“至多”计算
5
在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物获得能量，且各途径所获得的生物量比例确定，则需按照各单独的食物链进行计算后合并。
③ 如将C的食物比例由A∶B＝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C的数量是原来的_______倍。
设当食物比例A：B=1：1时，C的能量为x
则需要的A为1/2x÷10%+1/2x÷10%÷10% = 55x
设当食物比例A：B为2：1时，C的能量为y
则需要的A为：2/3y÷10%+1/3y÷10%÷10%=40y
由于两种情况下，生产者的数量是一定的，所以55x=40y，
则y=1.375x
A
C
B

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