生物人教版（2019）选择性必修2 3.2生态系统的能量流动（共31张ppt）

(共31张PPT)
第2节 生态系统的能量流动
教学目标：
1、能量流动的过程
2、能量流动的特点
3、什么是能量金字塔
4、研究能量流动的意义
问题探讨
备选策略1：先吃鸡，再吃玉米；
备选策略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。
探究一 科学方法
1、什么是能量流动？
2、研究能量流动的思路是什么？
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
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
能量
输入
种群
储存在体内的能量
能量
输入
呼吸作用散失的能量
能量流经一个种群以个体来研究
能量流经一个种群，种群作为一个整体研究
探究二 能量流动的过程
活动1 农田中存在 植物→虫等第二营养级→青蛙等第三营养级 看书55页后，回答
1、太阳能如何输入到生态系统的第一营养级？
2、输入到第一营养级的能量去向是什么？哪部分输入到第二营养级？
植物
呼吸作用
生长
发育和繁殖
虫等
分解者
残枝败叶
未固定
光合作用
活动二 构建能量流经第二营养级的模型
1、知识延伸
同化量：指某一营养级从外环境中得到的全部化学能。
（1）生产者(一般为绿色植物)：指在光合作用中所固定全部太阳能。
（2）消费者(一般为动物)：同化量表示消化道吸收的能量(吃进的食物不一定都能吸收)，去向是这一营养级的呼吸消耗量、生长发育和繁殖量(流向下个营养级的能量、流向分解者的能量以及未被利用的能量）。
（3）分解者(一般为腐生生物)：指从细胞外吸收的能量。
2、判断，
（1）对动物来说，摄入量就是消费者食入食物进入消化道的物质的能量
（2）粪便量包含在摄入量中
（3）粪便量包含在同化量中
（4）摄入量等于同化量加粪便量
（5）呼吸量是同化量的一部分
√ √ × √ √
3、小组合作完成构建能量流经第二营养级的模型
用给定的词语自己添加箭头等，构建课本55页图3-5模型，构建结果呈现在小白板上
虫等摄入量，
虫等同化量，
虫生长发育繁殖，呼吸作用，
分解者利用，
虫粪便
散失
遗体残骸
青蛙摄入
虫
摄入
青蛙
摄入
遗体残骸
虫
同化
分
解
者
利
用
虫粪便
呼吸作用
散失
虫用于生长
发育和繁殖
呼吸作用
散失
初级消费者
摄入
初级消费者
同化
用于生长
发育和繁殖
次级消费者
摄入
分
解
者
利
用
遗体
残骸
粪便
呼吸作用
散失
呼吸作用
散失
（1）能量输入到生态系统生产者，如何传递到消费者？
（2）各个营养级中存在哪些形式的能量转化？
（3）各个营养级能量如何散失？主要以什么形式散失？
4、分析模型
能量主要通过生产者光合作用输入系统；消费者通过摄入后同化传递能量；主要通过呼吸作用以热能形式散失；一系列过程中存在光能转化为化学能，化学能转化为热能、机械能、光能等。
回扣能量流动的概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
参考答案
...
...
呼吸
作用
遗体
残骸
散失
粪便
c
（a）
（b）
（i）
（e）
呼吸
作用
消耗 (d)
(f)
散失
典例1、右图为能量流经第二营养级的示意图，1.请用以下名词完善此图。初级消费者摄入、次级消费者摄入、初级消费者同化、用于生长发育和繁殖、分解者利用、
2.完成下列等式： a= b= e=3.试比较摄取的能量、储存的能量、同化的能量三者之间的大小关系。
活动3、构建植物→虫等第二营养级→青蛙等第三营养级以及分解者的整体能量流动模型
植物
未固定
呼吸作用散失
生长
发育和繁殖
虫等
分解者
残枝败叶
光合作用
植物
呼吸作用
虫等
分解者
残枝败叶
光合作用
第一营养级合并为右侧
虫
摄入
青蛙
摄入
遗体残骸
虫
同化
分
解
者
利
用
虫粪便
呼吸作用
散失
虫用于生长
发育和繁殖
呼吸作用
散失
青蛙
摄入
遗体残骸
虫
同化
分
解
者
利
用
呼吸作用
散失
虫用于生长
发育和繁殖
呼吸作用
散失
第二营养级合并为右上
生产者
（植物）
虫
（植食性动物）
青蛙
（肉食性动物）
分 解 者
呼吸作用
呼吸作用
呼吸作用
呼吸作用
植物
呼吸作用
虫等
分解者
残枝败叶
光合作用
第一营养级
青蛙
摄入
遗体残骸
虫
同化
分
解
者
利
用
呼吸作用
散失
虫用于生长
发育和繁殖
呼吸作用
散失
第二营养级
青蛙
摄入
遗体残骸
虫
同化
分
解
者
利
用
呼吸作用
散失
虫用于生长
发育和繁殖
呼吸作用
散失
第二营养级
典例2．生态系统的能量流动是指 (　　)①能量输入　②能量传递　③能量储存　④能量转化 ⑤能量散失A．①②③④ B．①②④C．①②④⑤ D．①②③⑤
典例3．在一个草原生态系统中，如果要研究被第二营养级羊同化的能量去向，不应包括下列选项中的(　　)A．羊的呼吸消耗量 B．羊的粪便量C．羊的生长量 D．部分死亡羊的重量
C
B
思考讨论：生态系统的能量流动
1、生态系统能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？为什么？
2、流经生态系统的能量能否再回到这个系统中来？为什么？
遵循；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。
不能，通过呼吸作用等散失的热能，生态系统一般不能再利用，所以能量流动是单向的。
1、能量的源头：
2、流经生态系统的总能量:
太阳能
生产者所固定太阳能的总量
3、总渠道：
4、能量的去处：
食物链和食物网
①呼吸作用散失
②给下一个营养级 ③给分解者
小结
探究三 能量流动的特点
营养级 流入（同化）能量 能量的去向 流出能量（下营养级同化） 出入比
生产者
植食性动物
肉食性动物
分解者，呼吸消耗，未利用
分解者，下一营养级同化，呼吸消耗，未利用
464.6
62.8
12.6
活动1、分析赛达伯格湖的能量流动
1.用表格的形式，将图中的数据进行整理。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，也未被后一营养级和分解者利用的能量。
62.8
12.6
13.5%
20.1%
2.计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营养级能量的百分比。
3、流入虫等的能量，为什么不能百分之百的流向青蛙等这一营养级？
③一部分虫等未被青蛙捕食，未能进入下一营养级,即未利用。
①虫等呼吸作用散失一部分能量
②虫等排出物、遗体等被分解者利用
营养级 流入（同化）能量 能量的去向 流出能量（下营养级同化） 出入比
生产者
植食性虫等
肉食性青蛙等
分解者，呼吸消耗，未利用
分解者，下一营养级同化，呼吸消耗，未利用
464.6
62.8
12.6
62.8
12.6
13.5%
20.1%
（1）流入某一营养级的能量，为什么不能百分之百地流到下一个营养级？
(2)能量流动的箭头全部是单向的，表示什么意思？
(3)能量在相邻的两个营养级之间传递的效率是多少？
(4)通过以上分析，你能得出什么规律？
活动2、思考回答问题
单向流动
能量流动的特点
逐级递减
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
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
深度思考
2、长时间没有光照，对生态系统有什么影响，为什么？
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。
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。
1、为什么生态系统中能量流动一般不超过5个营养级？
典例4、下表是对某生态
系统营养级和能量流动情况
的调查结果，E为分解者。
Pg表示生物同化作用
固定能量的总量，Pn表示生物
体贮存的能量（Pn=Pg-R），
R表示生物呼吸消耗的能量。
单位：102kJ/（m2年）分析回答：
（1）能量流动是从哪个营养级开始的？
（2）该生态系统中能量从第三营养级传递到第四营养级的效率是多少？　　　　　
（3）从能量输入和输出角度看，该生态系统的总能量是否增加？为什么？
Pg Pn R
青蛙 15.9 2.8 13.1
植物 870.7 369.4 501.3
蛇 1.9 0.3 1.6
虫 141.0 61.9 79.1
E 211.5 20.1 191.4
（3)增加，输入到系统的总能量为870.7 ×102kJ/（m2年），散失输出系统的总能量为R的和，小于输入到系统的总能量
植物第一营养级
(2)11.95％
探究四、生态金字塔
活动1、带问题看课本57-58页
1、课本中生态金字塔有哪几种？哪种可能倒置？和食物网如何联系起来？是否包含分解者？
2、什么是生物量金字塔？
3、什么是数量金字塔？
4、什么是能量金字塔？各层的体积之间有什么关系？
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔
特点
每层面积含义
相邻两层比
单位时间内，各营养级同化的能量
自然生态系统一定为正金字塔
单位时间内，每营养级容纳有机物的总干重
一般为正金字塔,有时会出现倒金字塔形
每营养级生物个体的数目比值
一般为正金字塔,有时会出现倒金字塔形
相同点：都不包含分解者，由下到上每层都对应食物网由低到高的各个营养级
10％-20％
10％-20％
不确定
活动2 思考：
1、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？
2、能量最多的营养级（底部）是？能量最少的营养级是？
用能量流动的特点角度解释为什么“一山不容二虎”？有道理吗？
3、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。
典例5、下列关于营养级的叙述，正确的是（ ）
A. 营养级的位置越高，归属于这个营养级的能量通常越多
B. 自然生态系统中的所有绿色植物都属于生产者营养级
C. 营养级是指处于食物链同一环节上同种生物的总和
D. 食物链中的各营养级之间能量传递效率是相同的
B
探究五 研究能量流动的意义
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。
农田生态系统，把玉米和大豆的间作套种，与单独种植玉米或大豆相比，1、群落的空间结构 ，光合作用面积 ， 对光能的利用率 ；流入生态系统的总能量 。
复杂 加大 增加 增加
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。实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。
沼气池
玉米大豆的秸秆可以直接燃烧；也可以粉碎然后作为牲畜的饲料，牲畜的粪便又可以在沼气池中发酵产生沼气做燃料，剩余的沼渣还可以作为农作物肥料。后者相比前者，环境污染 ，能量利用率 。
轻
高
在左侧生态系统中，杂草和农作物存在 关系；
害虫和人类存在 关系；害虫和青蛙存在 关系。
人们除草目的使光能尽量流向农作物进而流向人类；除虫使农作物的能量流向人类。
竞争 竞争 捕食
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。
典例6．下列说法错误的是(　　)A．适当放牧可调整生态系统的能量流动关系B．捕食者体型比被捕食者小，则生物数量关系肯定会构成上宽下窄的倒金字塔形C．生态系统中的能量流向分解者之后，仍可能从分解者再流向消费者D．“桑基鱼塘”生态系统与普通稻田生态系统相比实现了能量多级利用
B
典例7．如图是近年在某地试验成功并大范围推广的生态农业模式，下列有关此生态系统的叙述中，错误的是(　　)
A．图中位于第二营养级的生物有螺、昆虫、鸭B．鸭和螺之间是捕食与种间竞争关系C．该生态系统中鸭所同化的能量来自生产者固定的太阳能和饲料中的化学能D．拔去田地中的杂草可以提高生态系统的能量传递效率
D
典例8、图为某生态系统中能量传递示意图，请回答：
(1)流经此生态系统的总能量是____________kJ。
(2)从A到B和从B到C的能量传递效率分别为_________和__________。
(3)欲使C增加3kg，至少需A__________kg。
(4)调够保证此生态系统进行生物地化循环正常进行的是图中的__________。
答案 (1)1250 (2)16% 15% （3）125 （4）D