3.2生态系统的能量流动课件-2022-2023学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修2（25张ppt）
文档属性
| 名称 | 3.2生态系统的能量流动课件-2022-2023学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修2（25张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 3.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-12-06 18:51:20 | ||
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文档简介
(共25张PPT)
第三章 第2节 生态系统的能量流动
属于上一营养级的同化量
2.能量流经第二营养级的过程
复习回顾:能量流动的过程
摄入量 = 同化量 + 粪便量
流入该营养级的能量
属于该营养级的能量
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
1.某营养级的能量有哪几个去向？
思考？
1.初级消费者粪便中的能量包括在初级消费者同化的能量中吗？
不包括
（应属于上一营养级的同化量）
1.能量的最终源头：
2.流经生态系统的总能量是：
3.能量流动的主渠道是：
4.能量流经每一营养级的来源：
去向：
太阳能
生产者固定的太阳能总量
食物链和食物网
同化量
流向下一营养级；流向分解者；呼吸消耗
单向流动、逐级递减
6.能量流动的特点：
能量流动过程小结
5.能量在相邻两个营养级间的传递效率为 。
10%～20%
四、生态金字塔
请同学们将赛达伯格湖的能量流动数据，用相应面积或体积的图形表示，并按营养级由低到高排列。
形状：上窄下宽的“金字塔”形
三、生态金字塔
1.能量金字塔
将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为相应面积（或体积）的图形。并将图形按照营养级的次序排列，可形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔。(不能倒置)
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
（1）特点：通常都是上窄下宽的正金字塔形。
（2）原因：能量在流动中总是逐级递减的。
从能量流动金字塔可以看出：
营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就 。
越多
直观反映——能量逐级递减
四、生态金字塔
2.生物量金字塔
①概念：如果用同样的方法表示各个营养级生物量（每个营养级所容纳的有机物的总干重）之间的关系，就形成生物量金字塔。
植物(总干重）
营养级
高
低
生物量
少
多
肉食性动物
植食性动物
...
②特点：一般为正金字塔形。有可能倒置
资料：夏季两个生态系统的生物量统计表，单位为g m-2。
营养级 某湖泊 某海域
生产者 96 4
初级消费者 11 21
次级消费者 4 －
2. 生物量金字塔
（每个营养级所容纳的有机物的总干重）
海洋生态系统中，浮游植物个体小，寿命短，又不断被浮游动物和其它动物吃掉，所以在某一时刻调查到的浮游植物的生物量很可能低于第二营养级的生物量，因此生物量金字塔会出现倒置。当然，总的来看，一年中浮游植物总的生物量还是比浮游动物的多。
为什么某海域的生物量会出现金字塔倒置？
四、生态金字塔
四、生态金字塔
资料：0.1ha草原上各个营养级的生物数量，草150万株，植食性动物20万头，（包括鼠、兔、羊和各种植食性昆虫等）肉食性动物1为9万头（包括鼬、狐、狼和各种捕食性昆虫）肉食性动物2为10头。
3.数量金字塔
①概念：如果表示各个营养级的生物个体的数目比值关系，就形成数量金字塔。
营养级
高
低
数目
少
多
3. 数量金字塔
四、生态金字塔
②特点：一般为正金字塔形,有时会呈现倒金字塔形。
数量金字塔会不会呈现倒置的金字塔形？
如：一棵树上的昆虫
消费者个体小而生产者个体大。
请想一想：哪种指标构建的金字塔能更客观的表示生态系统能量传递规律，不出现倒置现象呢？
四、生态金字塔
生态金字塔
能量金字塔
生物量金字塔
数量金字塔
能量金字塔
四、生态金字塔
能量金字塔能更客观、准确的表示能量在各营养级间的传递规律。
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
特殊形状
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
某些人工生态系统可呈现倒金字塔形
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
海洋生态系统中，浮游植物个体小，寿命短，又会不断被捕食，因而某一时间调查到的生物量可能低于浮游动物
每一营养级生物个体的数目
一般为正金字塔
一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而减少
如果消费者个体小而生产者个体大，就会呈现倒金字塔形，如昆虫和树；
五、研究能量流动的实践意义
农田生态系统中的间作套种
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，增大流入生态系统的总能量。
蔬菜大棚中的多层育苗
稻-萍-蛙立体农业生产
五、研究能量流动的实践意义
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。
传统农业对能量的利用
饲料
稻谷
人类
秸杆
粪
一级利用
牛
太阳能
二级利用
焚烧
水稻
还有进一步提高秸秆能量利用率的措施吗？
饲料
稻谷
人类
秸杆
粪
一级利用
牛
太阳能
二级利用
焚烧
水稻
食用菌
二级利用
菌渣
猪、羊
三级利用
沼气池
粪
三级利用
实现能量多级利用，从而大大提高能量的利用率
五、研究能量流动的实践意义
③研究生态系统的能量流动，还可以帮助人们合理的调整生态系统的能量流动关系，使能量持续高效地流向人类最有益的部分。
合理确定草场的载畜量，才能保持畜产品的持续高效
五、研究能量流动的实践意义
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。
生态系统的能量流动
起点：
来源：太阳能
从生产者（光合作用）固定的太阳能开始
途径：沿食物链和食物网的各个营养级传递
特点：单向流动，逐级递减（能量传递效率为10％～20％ ）
意义：合理调整能量流动关系,使能量流向对人类最有益的部分
实现对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率
【课堂小结】
【检测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），下列选项中正确的是（ ）
A. 生产者与初级消费者之间的能量传递效率为(b/a )X100%
B.“草→兔→狼”这一关系中，狼粪便的能量属于d
C. 缩短食物链可以提高能量传递效率
D. 图中b=h+c+d+e+f+i
B
【方法技巧】 巧用“拼图法”分析能量流动过程
分析：
W1为生产者固定的太阳能，被分为两部分：一部分在生产者的呼吸作用中以热能散失（ A1 ） ，一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖（=B1＋C1＋D1）。
呼吸散失热能
流向分解者的能量
未被利用
初级消费者同化的能量
W1＝A1＋B1＋C1＋D1；其中B1 为未被利用的能量（现存在植物体）， C1 为流向分解者的能量，D1为初级消费者同化的能量
【检测2】某同学绘制了如下图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能,方框大小表示所含能量的多少)。下列叙述中不正确的是( )
A. 生产者固定的总能量可表示
为(A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2)
B. 由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D2/D1
C. 流入初级消费者的能量为(A2+B2+C2+D2)
D. 图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减
B
考点三 能量传递效率的计算
1．能量传递效率的计算公式
能量传递效率的计算（部分）
若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%。
1.在食物链A→ B→C→D中，则有
（1）已知A营养级净增重N,
按20%计算。则为N × (20%)3
①D营养级最多增重多少
②D营养级至少增重多少
按10%计算。则为N × (10%)3
（2）已知D营养级净增重M,
①至少需要A营养级多少
②最多需要A营养级多少
按20%计算。则为M ÷ (20%)3
按10%计算。则为M ÷ (10%)3
归纳总结
正推型 乘法
逆推型 除法
2.分析下图食物网，进行相关计算：
(1)如果A增重1千克，C最多增重多少千克，最少增重多少千克？
【解析】
①C增重最多，按最短食物链，最高传递效率：
1×20%×20%＝1/25千克
②C增重最少，按最长食物链，最低传递效率：
1×10%×10%×10%×10%＝1/10 000千克。
1.知低营养级求高营养级
获得能量最多：选最短食物链；按×20%计算
获得能量最少：选最长食物链；按×10%计算
归纳总结
能量传递效率的计算
2.分析下图食物网，进行相关计算：
(2)如果C增重1千克，至少需消耗A多少千克，最多需消耗A多少千克？
【解析】
①如果C增重1千克，消耗A最少，按最短食物链、最高传递效率：
1÷20%÷20%＝25千克。
②消耗A最多，按最长食物链、最低传递效率：
1÷10%÷10%÷10%÷10%＝10 000千克。
2.知高营养级求低营养级
需最少能量：选最短食物链；按÷20%计算 (食物链前级是后级5倍）
需最多能量：选最长食物链；按÷10%计算 (食物链前级是后级10倍）
归纳总结
能量传递效率的计算
（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：
沿食物链A→B→C逆推：3/4kg ÷ 20％÷20％＝75/4kg
沿食物链A→D→E→F→C逆推：
1/4kg ÷20％÷20％÷20％÷20％＝625/4kg
75/4kg+625/4 kg=175kg
归纳总结
能量传递效率的计算
第三章 第2节 生态系统的能量流动
属于上一营养级的同化量
2.能量流经第二营养级的过程
复习回顾:能量流动的过程
摄入量 = 同化量 + 粪便量
流入该营养级的能量
属于该营养级的能量
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
1.某营养级的能量有哪几个去向？
思考？
1.初级消费者粪便中的能量包括在初级消费者同化的能量中吗？
不包括
（应属于上一营养级的同化量）
1.能量的最终源头：
2.流经生态系统的总能量是：
3.能量流动的主渠道是：
4.能量流经每一营养级的来源：
去向：
太阳能
生产者固定的太阳能总量
食物链和食物网
同化量
流向下一营养级；流向分解者；呼吸消耗
单向流动、逐级递减
6.能量流动的特点：
能量流动过程小结
5.能量在相邻两个营养级间的传递效率为 。
10%～20%
四、生态金字塔
请同学们将赛达伯格湖的能量流动数据，用相应面积或体积的图形表示，并按营养级由低到高排列。
形状：上窄下宽的“金字塔”形
三、生态金字塔
1.能量金字塔
将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为相应面积（或体积）的图形。并将图形按照营养级的次序排列，可形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔。(不能倒置)
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
（1）特点：通常都是上窄下宽的正金字塔形。
（2）原因：能量在流动中总是逐级递减的。
从能量流动金字塔可以看出：
营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就 。
越多
直观反映——能量逐级递减
四、生态金字塔
2.生物量金字塔
①概念：如果用同样的方法表示各个营养级生物量（每个营养级所容纳的有机物的总干重）之间的关系，就形成生物量金字塔。
植物(总干重）
营养级
高
低
生物量
少
多
肉食性动物
植食性动物
...
②特点：一般为正金字塔形。有可能倒置
资料：夏季两个生态系统的生物量统计表，单位为g m-2。
营养级 某湖泊 某海域
生产者 96 4
初级消费者 11 21
次级消费者 4 －
2. 生物量金字塔
（每个营养级所容纳的有机物的总干重）
海洋生态系统中，浮游植物个体小，寿命短，又不断被浮游动物和其它动物吃掉，所以在某一时刻调查到的浮游植物的生物量很可能低于第二营养级的生物量，因此生物量金字塔会出现倒置。当然，总的来看，一年中浮游植物总的生物量还是比浮游动物的多。
为什么某海域的生物量会出现金字塔倒置？
四、生态金字塔
四、生态金字塔
资料：0.1ha草原上各个营养级的生物数量，草150万株，植食性动物20万头，（包括鼠、兔、羊和各种植食性昆虫等）肉食性动物1为9万头（包括鼬、狐、狼和各种捕食性昆虫）肉食性动物2为10头。
3.数量金字塔
①概念：如果表示各个营养级的生物个体的数目比值关系，就形成数量金字塔。
营养级
高
低
数目
少
多
3. 数量金字塔
四、生态金字塔
②特点：一般为正金字塔形,有时会呈现倒金字塔形。
数量金字塔会不会呈现倒置的金字塔形？
如：一棵树上的昆虫
消费者个体小而生产者个体大。
请想一想：哪种指标构建的金字塔能更客观的表示生态系统能量传递规律，不出现倒置现象呢？
四、生态金字塔
生态金字塔
能量金字塔
生物量金字塔
数量金字塔
能量金字塔
四、生态金字塔
能量金字塔能更客观、准确的表示能量在各营养级间的传递规律。
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
特殊形状
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
某些人工生态系统可呈现倒金字塔形
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
海洋生态系统中，浮游植物个体小，寿命短，又会不断被捕食，因而某一时间调查到的生物量可能低于浮游动物
每一营养级生物个体的数目
一般为正金字塔
一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而减少
如果消费者个体小而生产者个体大，就会呈现倒金字塔形，如昆虫和树；
五、研究能量流动的实践意义
农田生态系统中的间作套种
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，增大流入生态系统的总能量。
蔬菜大棚中的多层育苗
稻-萍-蛙立体农业生产
五、研究能量流动的实践意义
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。
传统农业对能量的利用
饲料
稻谷
人类
秸杆
粪
一级利用
牛
太阳能
二级利用
焚烧
水稻
还有进一步提高秸秆能量利用率的措施吗？
饲料
稻谷
人类
秸杆
粪
一级利用
牛
太阳能
二级利用
焚烧
水稻
食用菌
二级利用
菌渣
猪、羊
三级利用
沼气池
粪
三级利用
实现能量多级利用，从而大大提高能量的利用率
五、研究能量流动的实践意义
③研究生态系统的能量流动，还可以帮助人们合理的调整生态系统的能量流动关系，使能量持续高效地流向人类最有益的部分。
合理确定草场的载畜量，才能保持畜产品的持续高效
五、研究能量流动的实践意义
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。
生态系统的能量流动
起点：
来源：太阳能
从生产者（光合作用）固定的太阳能开始
途径：沿食物链和食物网的各个营养级传递
特点：单向流动，逐级递减（能量传递效率为10％～20％ ）
意义：合理调整能量流动关系,使能量流向对人类最有益的部分
实现对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率
【课堂小结】
【检测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），下列选项中正确的是（ ）
A. 生产者与初级消费者之间的能量传递效率为(b/a )X100%
B.“草→兔→狼”这一关系中，狼粪便的能量属于d
C. 缩短食物链可以提高能量传递效率
D. 图中b=h+c+d+e+f+i
B
【方法技巧】 巧用“拼图法”分析能量流动过程
分析：
W1为生产者固定的太阳能，被分为两部分：一部分在生产者的呼吸作用中以热能散失（ A1 ） ，一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖（=B1＋C1＋D1）。
呼吸散失热能
流向分解者的能量
未被利用
初级消费者同化的能量
W1＝A1＋B1＋C1＋D1；其中B1 为未被利用的能量（现存在植物体）， C1 为流向分解者的能量，D1为初级消费者同化的能量
【检测2】某同学绘制了如下图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能,方框大小表示所含能量的多少)。下列叙述中不正确的是( )
A. 生产者固定的总能量可表示
为(A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2)
B. 由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D2/D1
C. 流入初级消费者的能量为(A2+B2+C2+D2)
D. 图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减
B
考点三 能量传递效率的计算
1．能量传递效率的计算公式
能量传递效率的计算（部分）
若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%。
1.在食物链A→ B→C→D中，则有
（1）已知A营养级净增重N,
按20%计算。则为N × (20%)3
①D营养级最多增重多少
②D营养级至少增重多少
按10%计算。则为N × (10%)3
（2）已知D营养级净增重M,
①至少需要A营养级多少
②最多需要A营养级多少
按20%计算。则为M ÷ (20%)3
按10%计算。则为M ÷ (10%)3
归纳总结
正推型 乘法
逆推型 除法
2.分析下图食物网，进行相关计算：
(1)如果A增重1千克，C最多增重多少千克，最少增重多少千克？
【解析】
①C增重最多，按最短食物链，最高传递效率：
1×20%×20%＝1/25千克
②C增重最少，按最长食物链，最低传递效率：
1×10%×10%×10%×10%＝1/10 000千克。
1.知低营养级求高营养级
获得能量最多：选最短食物链；按×20%计算
获得能量最少：选最长食物链；按×10%计算
归纳总结
能量传递效率的计算
2.分析下图食物网，进行相关计算：
(2)如果C增重1千克，至少需消耗A多少千克，最多需消耗A多少千克？
【解析】
①如果C增重1千克，消耗A最少，按最短食物链、最高传递效率：
1÷20%÷20%＝25千克。
②消耗A最多，按最长食物链、最低传递效率：
1÷10%÷10%÷10%÷10%＝10 000千克。
2.知高营养级求低营养级
需最少能量：选最短食物链；按÷20%计算 (食物链前级是后级5倍）
需最多能量：选最长食物链；按÷10%计算 (食物链前级是后级10倍）
归纳总结
能量传递效率的计算
（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：
沿食物链A→B→C逆推：3/4kg ÷ 20％÷20％＝75/4kg
沿食物链A→D→E→F→C逆推：
1/4kg ÷20％÷20％÷20％÷20％＝625/4kg
75/4kg+625/4 kg=175kg
归纳总结
能量传递效率的计算