3.2生态系统的能量流动课件（共32张ppt） 生物人教版（2019）选择性必修2

(共32张PPT)
假设你像小说中的鲁宾逊那样，流落在一个荒岛上，那里除了能饮用的水以外，几乎没有任何食物。你随身尚存的食物只有一只母鸡、15千克玉米。
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。
问题探讨
一、生态系统能量流动的概念
生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。
草
鹰
兔子
能量是怎样输入到生态系统？
生产者的能量来源和去路：
太阳能
光合作用
未
固
定
的
能
量
生产者固
定的太阳能
呼吸作用以 的形式散失
用于自身生长
、发育和繁殖
流入下
一营养级
分解者利用
残枝败叶等
呼吸作用
热能
遗体
残骸
…
初级消费者
摄入
初级消费者
同化
用于生长发育繁殖
…
次级消费者
摄入
呼吸作用
散失
呼吸
散失
能量流经第二营养级示意图
粪便
分解者利用
摄入量等于同化量吗？
同化量=摄入量－粪便量
在草原上，牛吃草，蜣螂吃牛粪，则被牛同化的能量中约有多少流入蜣螂体内？
0
2.各营养级能量的来源
呼吸作用以热能形式散失
随遗体、粪便、残落物被分解者分解
被下一营养级同化
生产者：太阳能
消费者：上一个营养级 （化学能）
3.各营养级能量的去向
二、能量流动的过程
7.能量流动的终点:
通过呼吸作用以热能形式散失
5.能量在食物链中的传递形式:
有机物中的化学能
太阳能→化学能→热能
6.能量形式的转化：
1.起点:
生产者固定的太阳能（流经生态系统的总能量）
食物链和食物网
4.渠道:
2.各营养级能量的来源
呼吸作用以热能形式散失
随遗体、粪便、残落物被分解者分解
被下一营养级同化
生产者：太阳能
消费者：上一个营养级 （化学能）
3.各营养级能量的去向
二、能量流动的过程
7.能量流动的终点:
通过呼吸作用以热能形式散失
5.能量在食物链中的传递形式:
有机物中的化学能
太阳能→化学能→热能
6.能量形式的转化：
1.起点:
生产者固定的太阳能（流经生态系统的总能量）
食物链和食物网
4.渠道:
能量流动的过程
思考：初级消费者粪便中的能量去向用哪个箭头表示？
初级消费者粪便中的能量不属于该营养级同化量，而是来源于上一营养级同化量的一部分，最终能量流向分解者。
1、单向流动：
三、生态系统能量流动的特点
不可逆:
不循环:
低营养级
高营养级
沿食物链
食物关系不可逆
散失的热能不能再被固定转化
本营养级同化量 下一营养级同化量 传递效率
生产者
植食性动物
肉食性动物
赛达伯格湖的能量流动图解
464.6
62.8
12.6
(林德曼)
62.8
12.6
13.5%
20.1%
能量传递效率=
下一营养级同化量
本营养级同化量
X100%
1、单向流动：
2、逐级递减：
三、生态系统能量流动的特点
能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的。
原因
①该营养级的呼吸作用散失
②遗体或残枝败叶等被分解者所利用
③未能被下一营养级利用
传递效率只有10%～20%
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。
呼吸作用散失
被分解者所利用
未被利用
呼吸作用以热能形式散失
随遗体、粪便、残落物被分解者分解
被下一营养级同化
各营养级能量的去向三条
各营养级能量包括四部分
被下一营养级同化
62.8+12.5+293+96.3=
12.6+2.1+18.8+29.3=
464.6
62.8
能量守恒
从能量流动的特点角度解释为什么食物链一般不超过4－5个营养级？
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，而流经最高营养级的能量就会越少，一般流到第五、六营养级的能量已经很少了。熟话中的“一山不容二虎”也是这个道理。
小说中的鲁滨逊。 应该先吃鸡，再吃玉米；还是先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。
先吃鸡再吃玉米，使食物链简短，尽量减少能量的损耗。
玉米
鸡
人
玉米
鸡
人
如何解释肉类食品的价格往往比青菜价格高？
因为要得到相同的能量，动物处于较高营养级，需要消耗更多的能量。
肉类 禽类 水产 蔬菜
猪肉 22 鸡 20 带鱼 30 白菜 4
牛肉 70 鸭 18 鲫鱼 15 生菜 5
今日市场价格表(单位：元/斤)
(猪长1斤肉，要吃5-10斤菜。)
肉食性动物
12.6
植食性动物
62.8
生产者
464.6
能量金字塔
将单位时间内各营养级所得到的能量数值转为相应面积（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，即为能量金字塔。
1.能量金字塔
四.生态金字塔
能量逐级递减
2.生物量金字塔
3.数量金字塔
一般情况下，能量金字塔、生物量金字塔、数量金字塔都呈正金字塔形。
特殊情况：消费者个体小而生产者个体大时数量金字塔呈倒金字塔形。
五、研究能量流动的实践意义
1. 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。
立体农业
（稻—萍—蛙结构）
间作套种
多层育苗
作物
粮食
秸秆
燃烧
多数热能散失
牲畜
粪便
沼气池
沼渣
肉蛋奶等
沼气
多级利用
沼渣肥田
2. 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。实现对能量的多级利用，从而提高能量的利用率。
（≠能量的传递效率）
稻田除草
水稻
人类
太阳能
杂草
3.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。
合理确定草场的载畜量
例1：假定某生态系统中有绿色植物，蛙、蛇、鹰、昆虫和食虫鸟等生物，此生态系统的总能量为24000千焦，如营养级之间能量传递效率为15%，则第三营养级和第四营养级所利用的能量分别是？
24000×15%×15%=540千焦
24000×15%×15%×15%=81千焦
第三营养级:
第四营养级:
根据下图所表示的食物网,结合能量流动的特点进行计算:
牧草
鼠
蛇
猫头鹰
如果牧草固定了1000焦耳的能量, 则猫头鹰最少能获得______焦耳能量, 最多能获得______焦耳能量.
若猫头鹰要获得1千焦能量, 则至少消耗掉牧草所固的______千焦能量, 最多消耗牧草固定的______千焦能量.
1
40
25
1000
例2
例3：假设某人食物中1/2来自植物，1/4来自羊肉，1/4来自小型肉食动物，假设能量传递率是10%，那么人要增加1kg体重，共要消耗绿色植物多少？
植物
羊
小型肉食动物
人
植物→人
植物→羊→人
植物→羊→小型肉食动物→人
1kg×1/2÷10%=5kg
1kg×1/4÷10%÷10%=25kg
1kg×1/4÷10%÷10%÷10%=250kg
280kg
【练习2】在某个生态系统中，假设初级消费者摄入的能量为a，其中存在于粪便中能量b，呼吸散失的能量为c，用于生长、发育和繁殖的能量为d，则流入次级消费者的能量最多为( )
①20％ ②20％(a-b) ③20％(c+d) ④20％d
A．① B．①③ C．②③ D．④
C
a
b
a-b
c
d
【练习1】下表为某河流生态系统的四个营养级的年能流量。其中属于次级消费者的是（ ）
营养级 a b c d
能量(×105J·m-2) 141.10 15.91 871.27 0.88
A．a B．b C．c D．d
B
【练习3】某同学绘制了如图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能)，下列叙述错误的是( )

A．生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2)
B．A1、A2分别代表生产者和初级消费者通过呼吸作用散失的能量
C．流入初级消费者的能量为(A2＋B2＋C2)
D．图解表明初级消费者并未获得生产者同化的所有能量
C
【练习4】下图是一个农业生态系统模式图，关于该系统的叙述，错误的是（ ）
A．微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量
B．沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者
C．沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用
D．多途径利用农作物可提高该系统的能量利用效率
C
二、拓展应用
1.下图是两个农业生态系统的模式图。图a中农作物为人类提供的食物、为家禽和家畜提供的饲料，都与图b相同。
(1)分析这两幅图，完成这两个生态系统的能量流动图解。
农作物
家禽、家畜
人
粪肥
饲料
食物
粪肥
食物
太阳能
农作物
家畜、家禽
人
图a
能量流动图解
图a
农作物
家禽、家畜
人
燃烧
沼气池
(含微生物)
食用菌
粪肥
饲料
粪肥
粪肥
菌渣等
秸秆
沼渣沼液做肥料
沼渣
图b
图b
能量流动图解
太阳能
农作物
家畜、家禽
人
沼气池
(含微生物)
食用菌
(2)哪个生态系统的能量能够更多地被人类所利用？为什么？
图b所示生态系统中流向分解者的能量，还有一部分可以以生活能源或食物中化学能的形式被人类再度利用，因此，该生态系统实现了能量的多级、充分利用，提高了能量的利用率。
2. 生活在水中的硅藻，它们能利用溶解在水中的硅化物制造口己绚丽精致的外壳，而通常情况下水体中硅化物的含量极为微少，仅有百万分之几，这比方糖溶解后水中的含糖量低得多。硅藻依靠什么力量筑造自己的精美小“屋”呢？通过以上事例，你对能量在生态系统中的作用是否有了进一步的认识？
硅藻能利用获取的营养通过细胞呼吸释放能量,依靠能量完成物质由无序向有序的转化,维持其生命活动。
能量的输入对于生态系统有序性的维持来说是不可缺少的。
3种能量流动过程图比较
摄入量
同化量
同化量