生物人教版（2019）选择性必修2 3.2生态系统的能量流动（共30张ppt)
文档属性
| 名称 | 生物人教版（2019）选择性必修2 3.2生态系统的能量流动（共30张ppt) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 7.0MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-12-08 14:53:49 | ||
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文档简介
(共30张PPT)
第2节 生态系统的能量流动
流落荒岛
问题探讨
假设 你像 鲁滨逊 那样流落在不毛的荒岛上，只有15Kg玉米和一只母鸡可以食用，那么使自己活的最长的办法是：
1.先吃鸡，然后吃玉米
2.先吃玉米，同时用部分玉米喂鸡，吃鸡生产的蛋，最后再吃鸡
先吃鸡，再吃玉米
我反对！为什么要先吃我？
A、先吃鸡，
再吃玉米
玉米
鸡
人
玉米
鸡
人
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。
一.能量流动的概念
生态系统中能量的_____、______、______和_____的过程，称为生态系统的能量流动。
散失
输入
传递
转化
能量输入
种群
能量储存
能量散失
能量输入
某营养级
能量储存
能量散失
科学方法：研究能量流动的基本思路
能量流经一个种群的情况可以图示如下：
能量输入
个体1
个体2
个体3
……
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
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。
如果将这个种群作为一个整体来研究，则左图可以概括成下图形式，从中可以看出分析能量流动的基本思路。
如果以种群为研究对象，能量流动的渠道为食物链，可能因为食物网的复杂性而影响结果的准确性。
如果将一个营养级的所有种群作为一个整体，那么左图将概括为何种形式呢？
可以比较精确地测量每一个营养级能量的输入值和输出值。
(1)能量流经个体的情况：
(2)如果把这个种群作为一个整体来研究，左图应概括成哪种形式？
【科学方法】研究能量流动的基本思路
能量输入
某个营养级
能量储存
能量散失
(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？
二.能量流动的过程
自主学习
阅读教材 55页，结合图3—5和3-6，思考以下问题
1、能量是怎样输入第一营养级的？
2、生产者是否将照射到草地上的光全部储存？
3、输入第一营养级的总能量是？
4、生产者固定的太阳能有那两个去向？
5、用于生长、发育和繁殖的能量有哪两个去向？
第一营养级能量流动
1、生产者的能量通过什么途径，以什么形式传递给其他动物？
2、第二营养级的能量来自？流入第二营养级的能量是同化量还是摄入量？
3、同化量和摄入量之间的关系是怎样的？
4、第二营养级粪便中的能量应该属于谁的同化量？
5、初级消费者同化量去向有哪些？
第二营养级能量流动
生产者
（植物）
初级消费者
（植食性动物）
呼吸作用
用于生长
发育和繁殖
分 解 者
遗体 残骸
二.能量流动的过程
未固定
去路：
呼吸作用消耗
被下一营养级的生物利用
被分解者利用
用于生长发育和繁殖
1.流入第一营养级的能量去向有哪些？请简单归纳一下
兔子吃了1斤草，被消化吸收 6两，不能被消化吸收的则以粪便的形式排出。依据同化量的概念来判断，吃的1斤草和消化吸收的6两草分别对应的是同化量还是摄入量？
思考：
同化作用：是指生物体把外界环境中获取的营养物质转变成自身的组成物质，并储存能量的过程。
同化量=摄入量-粪便量
粪便量属于上一营养级的同化量
二.能量流动的过程
二.能量流动的过程
2.流入第二营养级的能量去向有哪些？请简单归纳一下
初级消费者
摄入
用于生长
发育和繁殖
次级消费者
摄入
呼吸作用
以热能的形式散失
遗体残骸
初级消费者
同化
分解者利用
粪便
呼吸作用
散失
...
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
初级消费者同化量=摄入量-粪便量
思考：
3. 流入初级消费者的能量有哪几个去向？
被分解者利用
呼吸作用散失
用于生长、发育和繁殖
流入下一个营养级
（应属于生产者的同化量）
未利用（活体、石油煤炭）
2. 能量在食物链中流动的形式是什么？
有机物中的化学能
二.能量流动的过程
3.生态系统能量流动的过程
生产者
呼吸
初级消费者
呼吸
次级消费者
分 解 者
…
呼吸
三级消
费者
呼吸
呼吸
生产者固定的太阳能总量为流经这个生态系统的总能量
输入
传递
散失
以有机物的形式沿食物链向下一营养级传递
(1)源头： 。
(2)起点：从 开始。
(3)流入生态系统总量： 。 (4)主要方式：__________。
(5)能量转化： 。
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
输
入
生产者 固定太阳能
生产者固定的太阳能总量
光能
化学能
光合作用
(1)传递渠道： 。
(2)传递过程：
食物链和食物网
传递
转化
太阳能
化学能
热能
ATP中活跃的化学能
散失
大部分热能形式散失，
需要分解者的分解作用和每一级生物的呼吸作用
生产者→初级消费者→次级消费者……
太阳能
小结
Raymond Lindeman
对能量流动做了定量分析
《生态学的营养动态概说》
林德曼（1915-1942）
赛达伯格湖
优点：小、简单、稳定
三.能量流动的特点
思考 讨论：分析赛达伯格湖的能量流动
深1米，面积为14480平方米，湖岸线长500米 。湖底深度一致、性质均一，没有大的波浪。
三.能量流动的特点
植食性动物
62.8
62.8
赛达伯格湖的能量流动 P56资料分析
太阳能
未
固
定
生产者
464.6
分解者
12.5
呼吸作用
96.3
未利用
293
2.1
18.8
29.3
12.6
肉食性动物
12.6
微量
7.5
5.0
327.3
122.6
14.6
未利用指的是既未呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用的能量。
三.能量流动的特点
464.6
62.8
12.6
62.8
12.6
生物所处的营养级越高,获取的能量越___,说明能量流动具有_________的特点。
少
逐级递减
分析课本56页“赛达伯格湖的能量流动图解”，完成思考讨论：
三.能量流动的特点
464.6
62.8
12.6
62.8
12.6
13.52%
20.06%
能量传递效率=
某一营养级的同化量
上一营养级的同化量
能量在相邻两个营养级间的
传递效率是10％～20％
三.能量流动的特点
Q1：生态系统中的能量去了哪里？
Q2：生态系统中能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？
Q3：流经生态系统的能量能否再回到生态系统中来？
思考与讨论：
一部分以热能的形式散失了，一部分贮存在有机物中。
遵循；因为生产者固定的总量等于流动中散失的和贮存的之和。
不能。
【总结】能量流动的特点：
单向流动
三.能量流动的特点
1.单向流动:
不可逆，不循环
原因:
生物间的捕食关系是一定的
散失的热能不能被生物体再利用
2.逐级递减:
能量是沿食物链（网）流动的在流动过程中是逐级减少的
自身呼吸散失
原因:
分解者利用
未利用
【总结归纳】能量流动的特点
因此，生态系统中的能量流动一般不超过5个营养级。
技法必备
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%，则：
1.在食物链中
能量流动中的最值计算
2.在食物网中
正推：知低营养级求高营养级 获能量最多 选最短食物链，按×20%计算
获能量最少 选最长食物链，按×10%计算
逆推：知高营养级求低营养级 需能量最多 选最长食物链，按÷10%计算
需能量最少 选最短食物链，按÷20%计算
能量流动中的最值计算
例1.不是以个体或种群为单位，而是以 为单位。
营养级
如图为某生态系统中的食物网简图，若E种群中的总能量为5.8×109kJ，B种群的总能量为1.6×108kJ，从理论上分析，A种群获得的总能量最多是（ ）
A 2.0×108kJ
B．2.32×108kJ
C．4.2×108kJ
D．2.26×108kJ
A
能量流动中的最值计算
A
E
B
C
D
例2.食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物中按比例获得能量，则按照单独的食物链进行计算后再合并。
在如图食物网中，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( )
A．80 g
B．900 g
C．800 g
D．600 g
B
能量流动中的最值计算
1、右图是生态系统的部分能量流动图解[单位:J/(cm2·a)]。以下叙述错误的是( )
A.初级消费者同化的能量为7.5×108J/(cm2·a)
B.初级消费者到次级消费者的能量传递效率为14%
C.初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为1.1×108J/(cm2·a)
D.A的能量还有一部分以遗体残骸的形式流入分解者
C
2.35×108J/(cm2·a)
能量流动中的最值计算
2.下图为某生态系统能量流动示意图〔单位:J/(cm2·a)〕,下列分析不正确的是( )
A.甲为1 250 J/(cm2·a)
B.乙到丙的能量传递效率为15%
C.每一营养级的能量大部分用于呼吸作用和被丁利用
D.乙的个体数目一定比甲少
D
能量流动中的最值计算
四.生态金字塔
每一级体积代表所得到的能量值。
第四营养级
第三营养级
第二营养级
第一营养级
直观反应——能量单向流动、逐级递减
1.某湖泊能量金字塔示意图
2.生物量金字塔每一级体积代表生物量值（所容纳有机物的总干重）
3.数量金字塔：每一级体积代表个体数。
生物量、数量金字塔一般正置，偶尔会倒置。
小鸟
昆虫
树
倒置情况
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。
倒置情况：
4.生态金字塔
五.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
稻—萍—蛙
例如，间作套种、多层育苗、稻——萍——蛙等立体农业。
五.研究能量流动的实践意义
2.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用；
*沼气池实现了对能量的多级利用，大大提高了能量的利用率；
*能量的利用率≠能量的传递效率
例如，秸秆喂牲畜；粪便制作沼气；沼渣田肥
秸秆饲料
沼气池
沼渣
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。
例如，合理确定草场载畜量，麦田除草、除虫
能量流动
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
能量流动的途径：
特点
单向流动：
逐级递减：
不循环、不可逆
传递效率为10%～20%。
研究意义
太阳能
课堂小结
食物链或食物网
能量散失的途径、形式：
呼吸作用 热能
能量的转化形式：
太阳能- -有机物中的
化学能- -热能
第2节 生态系统的能量流动
流落荒岛
问题探讨
假设 你像 鲁滨逊 那样流落在不毛的荒岛上，只有15Kg玉米和一只母鸡可以食用，那么使自己活的最长的办法是：
1.先吃鸡，然后吃玉米
2.先吃玉米，同时用部分玉米喂鸡，吃鸡生产的蛋，最后再吃鸡
先吃鸡，再吃玉米
我反对！为什么要先吃我？
A、先吃鸡，
再吃玉米
玉米
鸡
人
玉米
鸡
人
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。
一.能量流动的概念
生态系统中能量的_____、______、______和_____的过程，称为生态系统的能量流动。
散失
输入
传递
转化
能量输入
种群
能量储存
能量散失
能量输入
某营养级
能量储存
能量散失
科学方法：研究能量流动的基本思路
能量流经一个种群的情况可以图示如下：
能量输入
个体1
个体2
个体3
……
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
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。
如果将这个种群作为一个整体来研究，则左图可以概括成下图形式，从中可以看出分析能量流动的基本思路。
如果以种群为研究对象，能量流动的渠道为食物链，可能因为食物网的复杂性而影响结果的准确性。
如果将一个营养级的所有种群作为一个整体，那么左图将概括为何种形式呢？
可以比较精确地测量每一个营养级能量的输入值和输出值。
(1)能量流经个体的情况：
(2)如果把这个种群作为一个整体来研究，左图应概括成哪种形式？
【科学方法】研究能量流动的基本思路
能量输入
某个营养级
能量储存
能量散失
(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？
二.能量流动的过程
自主学习
阅读教材 55页，结合图3—5和3-6，思考以下问题
1、能量是怎样输入第一营养级的？
2、生产者是否将照射到草地上的光全部储存？
3、输入第一营养级的总能量是？
4、生产者固定的太阳能有那两个去向？
5、用于生长、发育和繁殖的能量有哪两个去向？
第一营养级能量流动
1、生产者的能量通过什么途径，以什么形式传递给其他动物？
2、第二营养级的能量来自？流入第二营养级的能量是同化量还是摄入量？
3、同化量和摄入量之间的关系是怎样的？
4、第二营养级粪便中的能量应该属于谁的同化量？
5、初级消费者同化量去向有哪些？
第二营养级能量流动
生产者
（植物）
初级消费者
（植食性动物）
呼吸作用
用于生长
发育和繁殖
分 解 者
遗体 残骸
二.能量流动的过程
未固定
去路：
呼吸作用消耗
被下一营养级的生物利用
被分解者利用
用于生长发育和繁殖
1.流入第一营养级的能量去向有哪些？请简单归纳一下
兔子吃了1斤草，被消化吸收 6两，不能被消化吸收的则以粪便的形式排出。依据同化量的概念来判断，吃的1斤草和消化吸收的6两草分别对应的是同化量还是摄入量？
思考：
同化作用：是指生物体把外界环境中获取的营养物质转变成自身的组成物质，并储存能量的过程。
同化量=摄入量-粪便量
粪便量属于上一营养级的同化量
二.能量流动的过程
二.能量流动的过程
2.流入第二营养级的能量去向有哪些？请简单归纳一下
初级消费者
摄入
用于生长
发育和繁殖
次级消费者
摄入
呼吸作用
以热能的形式散失
遗体残骸
初级消费者
同化
分解者利用
粪便
呼吸作用
散失
...
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
初级消费者同化量=摄入量-粪便量
思考：
3. 流入初级消费者的能量有哪几个去向？
被分解者利用
呼吸作用散失
用于生长、发育和繁殖
流入下一个营养级
（应属于生产者的同化量）
未利用（活体、石油煤炭）
2. 能量在食物链中流动的形式是什么？
有机物中的化学能
二.能量流动的过程
3.生态系统能量流动的过程
生产者
呼吸
初级消费者
呼吸
次级消费者
分 解 者
…
呼吸
三级消
费者
呼吸
呼吸
生产者固定的太阳能总量为流经这个生态系统的总能量
输入
传递
散失
以有机物的形式沿食物链向下一营养级传递
(1)源头： 。
(2)起点：从 开始。
(3)流入生态系统总量： 。 (4)主要方式：__________。
(5)能量转化： 。
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
输
入
生产者 固定太阳能
生产者固定的太阳能总量
光能
化学能
光合作用
(1)传递渠道： 。
(2)传递过程：
食物链和食物网
传递
转化
太阳能
化学能
热能
ATP中活跃的化学能
散失
大部分热能形式散失，
需要分解者的分解作用和每一级生物的呼吸作用
生产者→初级消费者→次级消费者……
太阳能
小结
Raymond Lindeman
对能量流动做了定量分析
《生态学的营养动态概说》
林德曼（1915-1942）
赛达伯格湖
优点：小、简单、稳定
三.能量流动的特点
思考 讨论：分析赛达伯格湖的能量流动
深1米，面积为14480平方米，湖岸线长500米 。湖底深度一致、性质均一，没有大的波浪。
三.能量流动的特点
植食性动物
62.8
62.8
赛达伯格湖的能量流动 P56资料分析
太阳能
未
固
定
生产者
464.6
分解者
12.5
呼吸作用
96.3
未利用
293
2.1
18.8
29.3
12.6
肉食性动物
12.6
微量
7.5
5.0
327.3
122.6
14.6
未利用指的是既未呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用的能量。
三.能量流动的特点
464.6
62.8
12.6
62.8
12.6
生物所处的营养级越高,获取的能量越___,说明能量流动具有_________的特点。
少
逐级递减
分析课本56页“赛达伯格湖的能量流动图解”，完成思考讨论：
三.能量流动的特点
464.6
62.8
12.6
62.8
12.6
13.52%
20.06%
能量传递效率=
某一营养级的同化量
上一营养级的同化量
能量在相邻两个营养级间的
传递效率是10％～20％
三.能量流动的特点
Q1：生态系统中的能量去了哪里？
Q2：生态系统中能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？
Q3：流经生态系统的能量能否再回到生态系统中来？
思考与讨论：
一部分以热能的形式散失了，一部分贮存在有机物中。
遵循；因为生产者固定的总量等于流动中散失的和贮存的之和。
不能。
【总结】能量流动的特点：
单向流动
三.能量流动的特点
1.单向流动:
不可逆，不循环
原因:
生物间的捕食关系是一定的
散失的热能不能被生物体再利用
2.逐级递减:
能量是沿食物链（网）流动的在流动过程中是逐级减少的
自身呼吸散失
原因:
分解者利用
未利用
【总结归纳】能量流动的特点
因此，生态系统中的能量流动一般不超过5个营养级。
技法必备
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%，则：
1.在食物链中
能量流动中的最值计算
2.在食物网中
正推：知低营养级求高营养级 获能量最多 选最短食物链，按×20%计算
获能量最少 选最长食物链，按×10%计算
逆推：知高营养级求低营养级 需能量最多 选最长食物链，按÷10%计算
需能量最少 选最短食物链，按÷20%计算
能量流动中的最值计算
例1.不是以个体或种群为单位，而是以 为单位。
营养级
如图为某生态系统中的食物网简图，若E种群中的总能量为5.8×109kJ，B种群的总能量为1.6×108kJ，从理论上分析，A种群获得的总能量最多是（ ）
A 2.0×108kJ
B．2.32×108kJ
C．4.2×108kJ
D．2.26×108kJ
A
能量流动中的最值计算
A
E
B
C
D
例2.食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物中按比例获得能量，则按照单独的食物链进行计算后再合并。
在如图食物网中，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( )
A．80 g
B．900 g
C．800 g
D．600 g
B
能量流动中的最值计算
1、右图是生态系统的部分能量流动图解[单位:J/(cm2·a)]。以下叙述错误的是( )
A.初级消费者同化的能量为7.5×108J/(cm2·a)
B.初级消费者到次级消费者的能量传递效率为14%
C.初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为1.1×108J/(cm2·a)
D.A的能量还有一部分以遗体残骸的形式流入分解者
C
2.35×108J/(cm2·a)
能量流动中的最值计算
2.下图为某生态系统能量流动示意图〔单位:J/(cm2·a)〕,下列分析不正确的是( )
A.甲为1 250 J/(cm2·a)
B.乙到丙的能量传递效率为15%
C.每一营养级的能量大部分用于呼吸作用和被丁利用
D.乙的个体数目一定比甲少
D
能量流动中的最值计算
四.生态金字塔
每一级体积代表所得到的能量值。
第四营养级
第三营养级
第二营养级
第一营养级
直观反应——能量单向流动、逐级递减
1.某湖泊能量金字塔示意图
2.生物量金字塔每一级体积代表生物量值（所容纳有机物的总干重）
3.数量金字塔：每一级体积代表个体数。
生物量、数量金字塔一般正置，偶尔会倒置。
小鸟
昆虫
树
倒置情况
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。
倒置情况：
4.生态金字塔
五.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
稻—萍—蛙
例如，间作套种、多层育苗、稻——萍——蛙等立体农业。
五.研究能量流动的实践意义
2.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用；
*沼气池实现了对能量的多级利用，大大提高了能量的利用率；
*能量的利用率≠能量的传递效率
例如，秸秆喂牲畜；粪便制作沼气；沼渣田肥
秸秆饲料
沼气池
沼渣
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。
例如，合理确定草场载畜量，麦田除草、除虫
能量流动
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
能量流动的途径：
特点
单向流动：
逐级递减：
不循环、不可逆
传递效率为10%～20%。
研究意义
太阳能
课堂小结
食物链或食物网
能量散失的途径、形式：
呼吸作用 热能
能量的转化形式：
太阳能- -有机物中的
化学能- -热能