3.2.1 生态系统的能量流动 课件 (共36张PPT)2023-2024学年高二生物人教版选择性必修2

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名称 3.2.1 生态系统的能量流动 课件 (共36张PPT)2023-2024学年高二生物人教版选择性必修2
格式 pptx
文件大小 4.3MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2023-11-20 16:58:22

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文档简介

(共36张PPT)
第一课时 能量流动的过程及特点
第3章 第2节生态系统的能量流动
人教版高中生物 选择性必修2
学习目标
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.通过对赛达伯格湖能量流动的定量分析,概述生态系统中能量流动的特点(重点)。
情境回顾
月宫一号
“月宫一号”微生态循环系统中种植了5种粮食作物、15种蔬菜、1种水果。采用了LED提供光照,保障了农作物的优质高产。利用植物不可食生物量培养黄粉虫为人提供部分动物蛋白。微生物降解植物不可食用部分、排泄物和生活废水等,使它们再生为植物提供水分和养料。
事实1
原有食物链:
水稻/蔬菜叶→黄粉虫→人
水稻/蔬菜叶→黄粉虫→鸡/鸭→人
食物链更复杂后会对"月宫一号"微生态系统造成什么影响呢?
生态系统中能量流动的过程及特点
学生丰富后食物链:
能量流动
概念:生态系统中能量的 、 、 、 的过程,称为生态系统的能量流动。
输入
传递
转化
散失
研究能量流动的基本思路:
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
一切生命活动都伴随着能量变化,没有能量的输入,也就没有生命和生命系统。以个体为研究对象研究能量流动,有很大的局限性和偶然性。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。因此可以某一营养级能量的输入值和输出值为研究对象。
事实2

生态系统能量流动的过程

“月宫一号”舱内只有LED光源照明设备,舱内人感受不到外界时令和太阳光的变化。植物舱设计了利于植物生长的特殊光源;综合舱设计了光纤导光器,提供科学的动态照明环境,并提供了对人体有益的中波紫外光近红外光。自然界中的生态系统能量有哪来源和去向?
事实3
能量流动过程
任务1
生态系统中能量的最终来源是什么?
能量的起点和渠道分别是什么?
能量是如何输入生态系统第一营养级的
第一营养级的能量有哪些去向?
结合教材P55图3-5思考以下问题:
太阳能
生产者固定的太阳能
生产者的光合作用
活动1:分析能量流经第一营养级的过程
99%
散失
1%
同化
分解者利用
残枝 败叶
呼吸作用
散失
未利用
生产者所
固定的太阳能
用于生长
发育和繁殖
初级消费者
(植食性动物)
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。
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
活动2:分析能量流经第二营养级的过程
属于上一营养级的同化量
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
活动2:分析能量流经第二营养级的过程
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。
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
最高营养级
摄入
最高营养级
同化
粪便
分解者利用
用于生长
发育和繁殖
遗体
残骸
呼吸作用
散失
呼吸作用
散失
最高营养级同化的能量去向有哪些?
思考:
①呼吸作用中以热能的形式散失;
②以遗体残骸的形式被分解者利用;
(最高营养级没有流入下一营养级的能量去向)
活动3:分析能量流经最高营养级的过程
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
生产者固定的太阳能总量为流经生态系统的总能量
输入
传递
以有机物的形式沿食物链向下一营养级传递
热能散失
思考:初级消费者的粪便量位于图中哪个箭头?
活动4:分析生态系统能量流动过程
生产者的能量来源:_________;
散失形式:______
散失途径:___________
_________________________________
输入
传递
散失
转化
流经生态系统的总能量:________________________
生产者所固定的太阳能
太阳能
传递形式:___________________
传递渠道:___________________
有机物中的化学能
食物链和食物网
热能
太阳能
化学能
呼吸作用
热能
太阳能
太阳能
2.流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来?为什么?
3.流向分解者的能量,能否流向生产者?消费者呢?
1.生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律?为什么?
遵循
不能
【思考讨论】
流向分解者的能量,可流向消费者(食用菌),不能流向生产者。
核心归纳
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
未被利用的能量
若问:某营养级的能量某段时间内的去向
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
若问:某营养级的能量最终去向
仅仅分析生态系统中能量输入、传递、转化、散失的过程是不够的,因为在“月宫一号”密闭的微生态系统中需要生产者、消费者、和分解者各成分达到一种“平衡”状态,因此还需要进行定量分析生态系统中的能量流动。
生态系统能量流动的特点

Raymond Lindeman
林德曼对赛达伯格湖能量流动做了定量分析
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,是一个高原湖泊,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。
优点:小、简单、稳定
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。
活动5:分析赛达伯格湖的能量流动
活动5:分析赛达伯格湖的能量流动
讨论1.用表格的形式,将图中的数据进行整理。例如,可以将每一营养级上的能量“流入”
和“流出”整理成为一份清单(“流出”的能量不包括呼吸作用散失的能量)。
讨论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。
讨论3.从方向上看,能量流动是否会逆转,能不能循环流动?为什么?
讨论4.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?
1.根据赛达伯格湖的能量流动图解完成下表。
营养级 流入能量 流出能量 (输入下一营养级) 出入比
(传递效率)
生产者
植食性动物
肉食性动物
464.6
62.8
13.5%
62.8
12.6
20.1%
12.6
2.能量传递效率 =
下一营养级同化量
某一营养级同化量
×100%
活动5:分析赛达伯格湖的能量流动
3.从方向上看,能量流动是否会逆转,能不能循环流动?为什么?
①生态系统各营养级间取食和被食的关系是不可逆的。
②各营养级通过呼吸作用散失的热能不能再被生物利用。
不会逆转,不能循环流动。因为:
4. 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5:分析赛达伯格湖的能量流动
生态系统能量流动的特点

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。
思考:如人工鱼塘需要投喂饲料,此时流入鱼塘生态系统的总能量如何表示?
  生产者固定的太阳能+人工投入的有机物中的化学能。
反馈评价
水稻/蔬菜叶→黄粉虫→人
水稻/蔬菜叶→黄粉虫→鸡/鸭→人
流向人的能量多
流向人的能量少
核心归纳
1.能量流动概念的理解
核心归纳
2.流入某一营养级的能量的来源和去路
(1)能量来源
①生产者的能量主要来自太阳能
②消费者的能量来自上一营养级同化的能量
(2)能量去向:流入某一营养级的能量去向可从以下两个角度分析:
①各营养级同化量的去向(能量的最终去向):
核心归纳
②短时间内,某营养级的生物不会被全部捕食或死亡,因此同化量的去向(某段时间内的能量去向)还应该包括未被利用的能量。即:
核心归纳
未被利用是指:在统计能量流动的时间段内,某一营养级生物的同化量中未被呼吸作用消耗,也未被下一营养级捕食或分解者利用的能量,有时还包括以化石燃料形式储存于地下未被人类开采的能量,还包括多年生植物上一年自身生长发育的净积累量。如草原中一批羊,羊吃草可以长大,在统计期间,有被狼捕食的,有死亡的,还有未死亡的(未利用)。
核心归纳
3.相关量的关系
(1)摄入量=同化量+粪便量。
(2)同化量=摄入量-粪便量=呼吸消耗量+用于生长、发育和繁殖的能量=呼吸消耗量+流入下一营养级的能量+被分解者利用的能量(+未利用的能量)。
(3)用于生长、发育和繁殖的能量=同化量-呼吸消耗量=流入下一营养级的能量+被分解者利用的能量(+未利用的能量)。
核心归纳
4.能量流动的特点
(1)生态系统中能量流动是单向的,其原因是捕食关系是经过长期进化形成的,不可逆转,每一营养级呼吸作用散失的能量不能再被生物群落利用,因此无法循环。
(2)能量在流动过程中逐级递减,输入到某一营养级的能量只有10%~20%能流入下一营养级,即能量在相邻两个营养级间的传递效率为10%~20%,营养级越多,能量流动过程中损耗越多,因此食物链中的营养级一般不超过5个。
跟踪训练
1.大象是植食性动物,有一种蜣螂专门以象粪为食,设大象在某段时间所同化的能量为107 kJ,则这部分能量中流入蜣螂体内的约为
A.0 kJ B.106 kJ
C.2×106 kJ D.106~2×106 kJ

蜣螂属于分解者不属于食物链,象粪不属于大象的同化量,属于植物的同化量
跟踪训练
2.如图表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图,其中a~g表示能量值。若图中A表示某食物网中第二营养级所摄入的全部能量。下列说法不正确的是
A.图中B表示同化的能量
B.图中C表示流入下一营养级的能量
C.图中D表示通过呼吸作用散失的能量
D.图中a值与c+d+e的值相同

C:用于自身生长、发育繁殖
呼吸作用
同化量
分解者
摄入量=同化量+粪便量 a=c+b,b=d+e
跟踪训练
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,方框大小表示所含能量的多少)。下列叙述不正确的是
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/D1×100%
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

W1=A1+B1+C1+D1
D1=A2+B2+C2+D2
D1/W1×100%
跟踪训练
4.(2023·河北秦皇岛高二期末)如图所示为一个食物网,假如鹰的食物有2/5来自兔、2/5来自鼠、1/5来自蛇,且每条食物链的传递效率相同。那么鹰若要增加20g体重,至少需要消耗植物
A.900 g B.500 g
C.200 g D.600 g

知高营养级,求低营养级最少按20%计算
植物→兔→鹰:20×2/5÷20%÷20%=200(g)
植物→鼠→鹰:20×2/5÷20%÷20%=200(g)
植物→鼠→蛇→鹰:20×1/5÷20%÷20%÷20%=500(g)
共计消耗植物量为200+200+500=900(g)
课堂小结
本堂课你学到了哪些知识?画出概念图进行总结
生态系统的能量流动
生产者固定的能量
食物链和食物网
太阳能→化学能→热能
单向流动、逐级递减,
能量传递效率为10%~20%
输入
传递
途径
转化
散失
热能形式
过程
特点
五分钟查落实
【判断正误】
(1)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能(  )
(2)散失的热能不可以被生产者固定再次进入生态系统(  )
(3)当狼吃掉一只兔子时,就获得了兔子的全部能量(  )
(4)蜣螂以牛粪为食,因此被牛同化的能量可流入蜣螂(  )
×

×
×
流经生态系统的总能量为生产者所固定的太阳能
狼获得的是将兔子消化吸收的那部分能量
蜣螂属于分解者不属于食物链,象粪不属于大象的同化量,属于植物的同化量
1.生态系统的能量流动:生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
2.每个营养级中的能量的去路一般有:通过呼吸作用以热能的形式散失、流入下一营养级、被分解者利用以及未利用的部分。
3.能量流动的特点:单向流动和逐级递减。
4.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。
【要语必背】
1.对于每年有一定量的生活污水流入的湖泊来说,流经该生态系统的总能量是___________________________________________________。
2.从生态系统的功能上看,肉食性黑鱼的食物范围较广,但数量相对较少的原因是_____________________________________________________
_________。
3.第一营养级的能量中流入分解者的包括___________________________
_______________________两部分。
【长句表达】
生产者固定的太阳能总量和生活污水中有机物储存的能量
生态系统中的能量流动逐级递减,黑鱼的营养级较高,获得
的能量少
第一营养级的枯枝败叶中的能
量和第二营养级的粪便量
4.经测算,蝗虫粪便中的草纤维比例大约占80%,从能量流动的角度分析,蝗虫摄食草本植物的能量远多于其用于、生长发育和繁殖的能量,原因是_________________________________________________________
______________________________________________________。
蝗虫摄食草本植物的能量有一部分随粪便流入分解者(蝗虫粪便中
的能量未被同化),有一部分通过呼吸作用以热能的形式散失