[中学联盟]广东省连山高级中学高中生物人教版必修3第5章第2节《生态系统的能量流动》课件(共59张)

生态系统能量流动假设你像小说中的鲁滨逊一样，也流落到一个荒岛上，那里除了有能饮用的水以外，几乎没有任何食物。你随身尚存的食物只有一只母鸡、15Kg玉米。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：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。学科网生态系统的能量流动一、概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。生态系统能量的源头是什么?能量是如何输入生态系统的?阳光（1）生态系统中能量流动的起点是从什么地方开始的？能不能从动物开始为什么？①生态系统的能量流动是从生产者所固定的太阳能开始的。②生态系统的能量流动起点能不能从动物开始？不能。6（2）能量流动的数量及作用：生态系统的生产者——绿色植物通过光合作用，把太阳光能转化为化学能，储存在它们制造的有机物中。生产者所固定的全部太阳能，就是流经生态系统的总能量。能量流经生态系统后，就是一切生物生命活动的动力，也是生态系统存在和发展的动力。Z.x.x.K7思考:1.生产者固定的太阳能有哪些去向?2.能量在第二营养级的变化情况如何?3.每个营养级传递能量方式相同吗?2.能量流动过程分析：①能量流动的起点：从生产者固定的全部太阳能开始②生态系统能量流动的数量：流经生态系统的总能量，是生产者所固定的全部太阳光能。③生态系统能量流动的途径：Zx.xk呼吸初级消费者生产者能量流动过程分析：呼吸分解者(细菌、真菌等）生产者固定的太阳能有那些去向?能量流经第二营养级示意图生产者固定的太阳能呼吸散失用于生长、发育、繁殖遗体、残枝败叶分解者初级消费者摄食你能总结其他各营养级能量的去路吗？每个营养级获得和传递能量的方式相同吗？•每个营养级均以同化作用获得能量，传递方式基本相同，最高营养级只有呼吸消耗和分解者分解。能量流动过程分析：呼吸呼吸呼吸呼吸生产者初级消费者次级消费者三级消费者分解者(细菌、真菌等）呼吸⒈生态系统的能量来源：太阳光能2.起点：渠道:食物链和食物网生产者3.流经生态系统总能量：生产者所固定的太阳能的总量(约占1%)5.去路：呼吸作用消耗被下一营养级的生物所利用被分解者所利用二、能量流动的过程4.来源：生产者消费者——太阳光能——前一营养级5.各营养级能量的去路有哪些？请以生产者(第一营养级)为例说明.⒈生态系统的能量来源是什么？2.能量流动的起点和渠道是什么？3.流经生态系统的总能量是什么？4.各个营养级能量的来源又是什么？输入：传递：能量沿着食物链（网）逐级流动散失：各级生物的呼吸作用及分解者的分解作用（呼吸），能量以热能散失生产者固定的太阳能的总量，是流经这个生态系统的总能量。生态系统的总能量：太阳能能量的最终源头：转化：热能太阳光能化学能光合作用呼吸作用能量流动的过程照射在草地上的太阳能都被小草固定了吗?太阳能被小草固定后,这些能量有哪些去向?呼吸作用生命活动热能暂未利用分解者残枝败叶等兔子吸收了草中的能量后,这些能量有哪些去向?呼吸作用生命活动热能分解者残骸兔子把草吃进肚子里,草中的能量都被兔子吸收了吗?同化暂未利用(同化量=摄入量—粪便量）呼吸作用呼吸作用呼吸作用暂未利用暂未利用暂未利用残枝败叶等残骸残骸分解者分解者分解者生产者初级消费者次级消费者残枝败叶等残骸残骸散失（分解者）散失（呼吸作用）呼吸作用呼吸作用呼吸作用分解者分解者分解者能量流动：生态系统中能量的输入、传递和散失的过程。传递传递初级消费者生产者次级消费者自身呼吸作用消耗（热能散失，生命活动）；食物链和食物网散失（呼吸作用）散失（分解者）传递传递能量流动的过程起点:始于生产者固定太阳能，即流经生态系统的总能量。去向:分解者所利用；被下一营养级同化渠道:初级消费者生产者次级消费者12.662.8未固定生产者464.6植食性动物62.8肉食性动物12.6请计算能量传递效率（输入后一营养级的能量与输入前一营养级的能量的比）13.5%20%单位（焦/厘米2·年）96.318.87.5分解者14.612.52.1微量未利用327.329329.35.0赛达伯格湖的能量流动图解呼吸122.6单向流动:•自身呼吸作用消耗•分解者利用•暂未利用12.662.8未固定生产者464.6植食性动物62.8肉食性动物12.613.5%20%96.318.87.5分解者14.612.52.1微量未利用327.329329.35.0呼吸122.6逐级递减:能量流动的特点:能量传递效率10%～20%不可逆向，不可循环三、能量流动的特点(4)通过以上分析,你能总结出什么规律?13.5％,20％10％～20％a.下一个营养级不能利用的能量。如：草根b.下一个营养级能利用而未利用的能量。如：羊不能吃完所有的草(1)第二营养级获得第一营养级(生产者)所同化能量的百分比是多少?第三营养级获得第二营养级百分比呢?(2)能量在相邻的营养级之间的传递效率在多大范围内?(3)上图中“未利用的能量”是指哪些能量呢？传递效率下一营养级的同化量本营养级的同化量传递效率的相关计算：62.812.6×100％=20.06％62.8464.6×100％=13.52％（1）相邻营养级生物吃与被吃关系不可逆转，能量只能从低营养级流向高营养级。2.逐级递减传递效率为10-20%能量流动的特点1.单向流动（1）每个营养级都要呼吸消耗一部分能量；（2）每个营养级的能量总有一部分不能被下一营养级利用（最终被分解者分解）。（2）各营养级呼吸作用散失的热能无法被重复利用。假设你像小说中的鲁滨逊一样，也流落到一个荒岛上，那里除了有能饮用的水以外，几乎没有任何食物。你随身尚存的食物只有一只母鸡、15Kg玉米。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：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。1.先吃鸡，再吃玉米。2.先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。请同学们帮他出出主意，选择哪种生存策略能获取最多的能量，维持更长的时间来等待救援。1.先吃鸡，再吃玉米。2.先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。动动手写出两种策略中所包含的食物链。策略1:玉米策略2:玉米人为了让你维持更长的时间来等待救援，我们应选择策略1人鸡玉米人鸡人肉食性动物12.6植食性动物62.8生产者464.6能量金字塔1960年，科学家在密执安荒地对一个由植物、田鼠和鼬三个环节组成的食物链进行了能流分析。荒地接受的太阳辐射量：6.3×1010卡/顷·年；植物固定的能量：59.3×106卡/顷·年；田鼠吃植物获得的能量为：176×103卡/顷·年；鼬同化的能量为：55.6×103卡/顷·年。植物59.3×106卡/顷·年田鼠176×103卡/顷·年鼬76×103卡/顷·年某个湖的能量金字塔思考：1.逐级递减这一特点与能量守恒定律矛盾吗？2.从能量流动的特点角度解释为什么食物链一般不超过五个营养级及“一山不容二虎”的原理。3.如把各个营养级的生物量（质量）和数量用金字塔的方式表示，是否也成金字塔形？如果是，有没有例外？能量金字塔由单位时间内各营养级所得到的能量数值由低到高绘制的图形叫做能量金字塔.说一说能量金字塔可以说明什么问题？在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动的过程中消耗的能量就越多，能量流动是单向、逐级递减的。俗话说：“一山不能容二虎”，有无道理？请分析讨论:用能量流动的原理,解释谚语“一山不容二虎”隐含的道理。学以致用参考要点:根据生态系统中能量流动逐级递减的特点和规律，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)流经老虎的能量已减到很小的程度。因此，老虎的数量将是很少的。故“一山不能容二虎”有一定的生态学道理。树昆虫小鸟如把各个营养级的生物量（质量）和数量用金字塔的方式表示，是否也成金字塔形？如果是，有没有例外？四、研究能量流动的意义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。四、研究能量流动的实践意义2.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。如:草场放牧（合理确定载畜量，达到产畜量高又不会导致草场退化）1.帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。如:生态农业（桑基鱼塘）研究能量流动有什么实践意义?秸秆农作物人牲畜燃烧污染环境、影响飞机起降等。研究能量流动的实践意义1.使能量得到最有效的利用。饲料沼气池粪便燃料沼渣农田生态系统研究能量流动的实践意义1.使能量得到最有效的利用。桑基鱼塘“桑基鱼塘”的设计理念是从人类所需出发，通过能量多级利用，充分利用流经各营养级的能量，提高生产效益。如果你承包了某一草场，那在该草场上放养多少头羊经济效益最好呢？有人认为放养的数目越多经济效益就越好。有人认为放养的数目少经济效益就好。载畜量=牧草光合作用固定的太阳能×20%桑基鱼塘研究能量流动的实践意义1.使能量得到最有效的利用。2.使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。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能量的源头：流经生态系统的总能量：生产者固定的太阳能的总量途径：食物链或食物网特点单向流动：逐级递减：沿食物链方向由低营养级流向下一营养级传递效率为10%～20%。研究意义调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类最有益的部分。太阳能思考：能不能改变生态系统能量流动的规律？不能，人们虽然不能改变能量流动的客观规律，但可设法调整能量流动方向，使能量流向对人类最有益的部分。例如，在森林中，最好使能量多储存在木材中；在草原牧场上，则最好使能量多流向到牛、羊等牲畜体内，获得更多的毛、肉、皮、奶等畜产品。47所以，食物链一般不超过五个营养级，到第五营养级时，可利用的能量已减少到不能维持其生存的程度了。因为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。缩短食物链，如以吃生产者为主，就可使有限的土地供养较多人口。48知识拓展新陈代谢中的同化作用和异化作用新陈代谢同化作用异化作用把外界环境中获取的营养物质，转变成自身的组成物质。储存能量释放能量分解自身的一部分组成物质，把分解的最终产物排出体外。物质代谢能量代谢能量单向流动的原因？•食物链中各营养级的顺序是不可逆转的；•各营养级的能量总是趋于以呼吸作用产生热能而散失掉，而不被生态系统利用，所以能量不能循环。20’－25‘能量流动过程中逐级递减的原因？•捕食不彻底：当动物体在捕食猎物时，由于相互之间经过长期的自然选择，捕食者能够捕食到猎物，但不可能将其种群中的全部个体捕食。•摄食不彻底：当动物捕食成功后，在取食对方时，也不可能将对方的所有有机物全部吃下。•消化不彻底：当动物将食物摄取到消化道中之后，也不可能将其中的全部营养都能吸收。•以上就产生了分解者的营养来源。•另外生物体本身需要维持正常的生命活动，进行繁殖以及生长、发育等，这一切都将以呼吸热的形式最终散失。达标检测:1.流经生态系统的总能量是指()A.照射到该生态系统内所有植物体叶面上的全部太阳能B.射进该系统的全部太阳能C.该系统全部生产者所固定的太阳能的总量D.生产者传递给消费者的全部能量c2.假设一个生态系统的总能量为１００％，按最高传递效率计算，第三营养级和三级消费者所获得的能量应为（）A.４％和４％B.０.８％和０.８％C.４％和０.８％D.１０％和４％C3.调查得知某河流生态系统的营养结构共有一些营养级（以a、b、c、d、e表示）。经测定，一年中流经这些营养级的能量分别为：该生态系统中次级消费者是（）A、a；B、b；C、c；D、d；E、e营养级能量（J·m-2）a141.10×105b15.91×105c14.25×105d0.88×105e871.27×105BCB4.生态系统的能量金字塔中，构成塔基的一般是()A．初级消费者B．生产者C．次级消费者D．分解者5.初级消费者体内能量的去路不包括()A．用于自身的生长、发育和繁殖B．被第一营养级的其他生物所获得C．以热能的形式散失D．被分解者