3.2.1 能量流动的过程及特点-课件(共20张PPT)2023-2024学年高二生物人教版选择性必修2

(共20张PPT)
第3章　生态系统及其稳定性
能量流动的过程及特点
第2节第1课时
选择性必修2
1
通过分析能量在营养级间的流动情况，概述生态系统中能量流动的过程(难点)。
2
概述生态系统中能量流动的特点(重点)。
假设你像小说中的鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，那里除了有能饮用的水，几乎没有任何食物。你身边尚存的食物只有一只母鸡、15kg玉米。
讨论：你认为以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待教援
策略1：先吃鸡，再吃玉米。
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。
1. 能量流动的概念
1.能量流动的概念：
输入
传递
转化
散失
生态系统中能量的 、 、 、 的过程，称为生态系统的能量流动。
2.研究能量流动的基本思路
生态系统能量流动的研究一般在群体水平上进行。
将群体视为一个整体进行研究是系统科学常用的研究方法。
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
能量输入
种群
能量储存
能量散失
营养级
1. 能量流动的概念
2. 生态系统能量流动的过程
摄入量 = 同化量 + 粪便量
摄入
同化
消化吸收合成自身物质，储存能量
用于生长、发育和繁殖
捕食者摄入
……
分解者利用
呼吸作用
散失（热能）
粪便
呼吸作用
散失（热能）
遗体残骸
1.请写出摄入量和同化量之间的关系
同化量 = 摄入量 - 粪便量
2.输入初级消费者的能量是哪部分？初级消费者粪便中的能量属于哪个营养级？
初级消费者同化的能量
3.输入初级消费者的能量的去路有哪些？
一部分流入下一个营养级；
一部分被分解者分解利用；
一部分通过呼吸作用以热能形式散失。
活动1
分析能量流经第二营养级的过程
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
散失
初级消费者
同化
分解者利用
粪便
呼吸作用
散失
...
遗体残骸
属于上一营养级的同化量
4.完成能量流经第二营养级的模型。
活动1
分析能量流经第二营养级的过程
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
散失
初级消费者
同化
分解者利用
粪便
呼吸作用
散失
...
遗体残骸
属于上一营养级的同化量
呼吸作用
分解者
流入下一
营养级
上一
营养级
初级消费者同化
活动2
分析生态系统能量流动过程
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.输入该生态系统的总能量是什么？
输入的总能量是生产者固定的太阳能。
99%
散失
1%
固定
活动2
分析生态系统能量流动过程
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
2.生态系统中能量传递的形式和渠道分别是什么？
传递的形式是有机物，渠道是食物链和食物网。
活动2
分析生态系统能量流动过程
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
3.生态系统能量流动过程中能量是怎么转化的？
转化过程是由太阳能 →有机物中化学能→热能。
活动2
分析生态系统能量流动过程
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
4.生态系统中能量散失的途径和形式分别是什么？
散失的途径是呼吸作用，形式是热能。
一切生命活动都伴随着能量的变化。没有能量的输入，也就没有生命的生态系统。
能量的输入
能量的散失
生态系统
传递
转化
2. 生态系统能量流动的过程
3. 能量流动的特点
为了研究能量流经生态系统的食物链时，每一级的能量变化和能量转移效率，美国生态学家林德曼（R.L.Lindeman，1915-1942）对一个结构相对简单的天然湖泊——赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析。
赛达伯格湖位于美国明尼苏达州的赛达伯格沼泽自然保护区内，是一个高原湖泊，面积约5×105 m2。林德曼用定量的方
式研究了群落中各营养级之间的能量关系，
提出了“林德曼定律”，标志着生态学开
始从定性走向定量。
林德曼
赛达伯格湖的能量流动
活动3
分析赛达伯格湖的能量流动
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。
输入能量（同化量） 流入下一营养级 呼吸散失 分解者利用 未利用 出入比
生产者
植食性动物
肉食性动物
464.6
62.8
12.6
13.5%
20%
62.8
96.3
12.5
293
12.6
18.8
2.1
29.3
7.5
微量
5.0
/
能量传递效率
逐级递减
= + + +
能量传递效率 =
某一营养级的同化量
上一营养级的同化量
× 100%
活动3
分析赛达伯格湖的能量流动
= + + +
1. 将图中的数据用表格的形式进行整理。
未利用：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。（定时定量分析）
2.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？
流入某一营养级的能量除了流入下一营养级的之外，还有：
①一部分通过该营养级的呼吸作用散失；
②一部分作为排遗物、遗体或残枝败叶被分解者利用；
③一部分未被利用
活动3
分析赛达伯格湖的能量流动
能量流动的特点
1.单向流动
2.逐级递减
能量传递效率：一般10-20%
营养级数量：一般不超过5个营养级
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。
3. 能量流动的特点
问题探讨
策略1：先吃鸡，再吃玉米。
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。
鸡
玉米
人
鸡
人
玉米
采用策略1人获得的能量更多，可以维持更长的时间。

先吃鸡
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