3.2 生态系统的能量流动人教版(2019)高中生物选择性必修2课件(共41张PPT)

(共41张PPT)
知识回顾
1、生态系统的结构指的是什么
生态系统的组成成分、食物链和食物网(营养结构)
2、生态系统的组成成分包括哪些
生态系统是一个开放的系统， 一切生命活动都离不开
能量。没有能量的输入，也就没有生态系统的存在。 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。
第二节
生态系统的能量流
动
能量流动的概念
怎样研究生态系统的能量流动
→ 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
个 体 1
个体2
个体3
能量流动的分析
能量流经个体的情况
能量输入
能量流动的分析
能量流经一个种群的情况
能量输 入 种群 能量储存
能量散失
研究生态系统的能量流动，我们通常是以种群为单位
,而不是以个体为单位。
第三营养级
次级 消费 者
第二营养级
初级消费者
第一营养级
生态系统史能量流动的过程是怎样的呢
草 的能量是怎样得来的
光合作用(太阳能→ 化学能)
CO CO CO CO
草的能量的去向
太阳能被小草固定后，这些
能量有哪些去向
草的能量的去向
1.草可能被兔摄入， 兔摄入草后进行消化和吸收，被吸收的部分
就输入到兔的体内，这部分能量称为兔的同化量，未被吸收的能 量储存在粪便的有机物中；兔的粪便再被分解者分解利用；
摄入量=同化量+未同化量(粪便量)
2.草可能没有被兔吃，而继续活着，变成了枯枝败叶，被分解者
分解利用；
3.在一定时间内，部分的草可能既没有被兔吃掉，也没有变成 枯
枝败叶，还坚强地生活着，这部分能量暂时未被利用。
呼吸作用 一部分能量以热能散失
输入
一部分能量储存在 生物体内(用于生 长、发育、繁殖等 生命活动)
枯枝 落叶
生产者
固定的太阳能)
能量在第 一 营养级中的变化
分解者利用 未被利用
初级消费者
(植食性动物)
摄入
被摄取后，流入 下一个营养级
暂未利用
呼吸作用
兔吸收了草中的能量后， 这些能量有哪些去向
兔把草吃进肚子里，草
中的能量都输入到兔子
体内了吗
一部分能量储存在体 内的有机物中，用于 生长、发育、繁殖等 生命活动。
(同化量=摄入量—粪便量)
遗体 残骸
分解者
同化
同化量的去向：
(1)本营养级个体自身呼吸消耗(散失);
(2)本营养级个体生长、发育、繁殖等生 命活动，储存在体内的有机物中。
a. 遗体残骸被分解者分解；
b. 流向下一营养级。
c. 未被利用部分
摄入的能量=同化量+粪便量
粪便中的能量(未被同化的能量)
上一营养级同化量的一部分
该营养级所固定的能量
属于本营养级的同化量
初级消费者
摄入
消化 吸收
初级消费者
同化量
储存在体内
用于生长
发育和繁殖
次级消费者
摄入
能量在第二营养级中的变化
遗体
残骸
分解者利用
呼 吸作用
呼吸作用
散失
粪便
散失
残枝败叶等
哲老利用
残骸
残骸)
呼吸作用
呼吸作用
呼吸作用
分解者
分解者
分解者
呼吸作用
可见能量沿着食物链流动时，每个营养级都有能量的输入、
传递、转化和散失过程。
每个营养级同化能量=下一个营养级同化能量+自身呼吸消耗能
量 +分解者利用能量+(未被利用能量)
呼吸作用 呼吸作用 呼吸作用 呼吸作用
生产者 (植物) 初级消费者 (植食性动物) 次级消费者 (肉食性动物) 分解者
三级消费者 (肉食性动物)
能量流动的过程模型：
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
源 头：太阳能
输入
流经生态系统的总能量：生产者固定的太阳能
途径：食物链和食物网
形式：有机物中的化学能
散 失 最终通过呼吸作用以热能 形式散失
转 化 太阳能→有机物中的化学能→热能
概念
理解
传递
赛达伯格湖的能量流动图解
呼吸
122.6
96.3
18.8
肉食性动物
12.6
微量
5.0
生产者
464.6
12.5
植食性动物 62.8
2.1
单位(焦/厘米2·年)
12.6
29.3
未利用 327.3
分解者 14.6
未固定
62.8
7.5
293
营养级 流入能量 流出到下一营 养级的能量
出入比
生产者 第一营养级 464.6 62.8
13.5%
植食性动物 第二营养级 62.8 12.6
20%
肉食性动物 第三营养级 12.6
3 . 各 营 养 级 的 能 量 去 向
4. 从 出 入 比来 看 ， 上 一 个
营养级能量为什么不能百
分之百地流入到下一个营 养级呢
1 . 完 成 上 表 的 数 据
2. 流 经 该 生 态 系 统 总 能 量 是 多 少
呼吸
122.6
18.8
植食性动物
62.8
2.1
分解者
14.7
数据分析与处理
肉食性动物
12.6
5.0
未被利用
327.3
96.3
62.8
12.5
12.6
29.3
0.1
生产者
464.6
7.5
293
流入某个营养级的能量，为什么不能百分之百
地流入到下一个营养级
流入某一营养级的能量主要有以下去向：
1.一部分通过本营养级自身的呼吸作用散失了。
2.一部分作为排遗物、遗体或残枝败叶不能进入下一
个营养级，而为分解者利用。
3.还有一部分未能进入(未被捕食)下一个营养级。
所以，流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到 下一个营养级。
96.3 生产者 464.6
13.5%
62.8
293
12.5
不同营养级之间能量传
递效率并不是固定的
呼吸
122.6
18.8
植食性动物 62.8
2.1
20%
12.6 肉食性动物
12.6
29.3 微量 5.0
能量传递效率= 下一营养级同化的能量
西量加目业 能 量
请计算能量传递效率 ( 下一营养级的同化量与上一营
养级的同化量的比值)
未利用 327.3
分解者 14.6
7.5
12.5
太阳能
生产者
464.6 62.8
流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统被重新利用呢
分解者
14.6
2.1
植食性动物 62.8
5.0
未利用 327.3
微量
12.6
肉食性动物
12.6
太阳能
化学能
呼吸作用
122.6
热能
7.5
29.3
293 18.8
未 固 定
96.3
课 堂 练 习 ：
1.流经生态系统的总能量是指( C )
A. 照射到该生态系统内所有植物体叶面上的全部太阳能
B. 射进该系统的全部太阳能
C. 该系统全部生产者所固定的太阳能的总量
D. 生产者传递给消费者的全部能量
2. 下面有关生态系统能量流动的表述，不正确的是( C )
A .能量流动是单向流动，逐级递减的
B.食物链越短，可供消费者的能量越多
C. 初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少
D. 营养级越多，散失的能量越多
营养级
能量(J/m2)
a
141.10×105
b
15.91×105
C
0.88×105
d
871.27×10
3.调查得知某河流生态系统的营养结构共有4个营养级
( 以a、b、c、d表示)。经测定， 一年中流经这4个营养
级的能量分别为：
该生态系统中初级消费者是 ( A )
A.a B.b C.c D.d
4.下列有关生态系统能量流动的叙述中，正确的是( C )
A.一种蜣螂专以象粪为食，则该种蜣螂最多能获得大象所同
化能量的20%
B.当狼捕食兔子并同化为自身的有机物时，能量就从第一营
养级流入第二营养级
C.生产者通过光合作用合成有机物，能量就从非生物环境流
入生物群落
D.生态系统的能量是伴随着物质而循环利用的
肉食性动物
12.6
植食性动物
62.8
生产者
464.6
根据单位时间内各个营养级
所得到的能量数值，按照低 营养级到高营养级的顺序绘 制成图，可形成一个金字塔 图形，称为能量金字塔。
能量金字塔
196 0年，科学家在密执安荒地对一个由植物、田鼠和
鼬三个环节组成的食物链进行了能量分析。
荒地接受的太阳辐射量：6.3 ×1010卡/顷·年；
植物固定的能量：59.3 ×106卡/顷·年；
田鼠吃植物获得的能量为：176×10 卡/顷·年；
鼬同化的能量为：55.6×10 卡/顷·年。
鼬 76×10 卡/顷·年
田 鼠 176×10 卡/顷·年
植物 59 . 3×106卡/顷 · 年
从中可以看出， 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。生态系统中能 量流动一般不超过5个营养级。
物数量( 或生物量)绘制成图， 一般也可形成一个金字塔图形
A. 第一营养级B. 第二营养级
C. 第三营养级 D.第四营养级
图5-9某一个湖的能量金字塔
能量金字塔
根据单位时间内各个营养级的生
昆虫数目
树数
小鸟数目
特点 正 金 字 塔 形 一 般 为 正 金 字 塔 形
一 般 为 正 金 字 塔 形
象征 含义 能 量 沿 食 物 链 流 动 过 程 中 具 有 逐 级 递 减 的 特征 生 物 个 体 数 目 在食物链 中随道 营 养 级 升 高 而 逐级递减
生 物 量 ( 现 存 生 物 有 机 物 的 总
质 量 ) 沿 食 物 链 升 高而 逐 级 递 减
每一级 的含义 每 一 营养 级 所 含 能 量 的 多 少 每 一营 养 级 生 物 个 体 的数 目
每 一 营 养 级 生 物 的 有 机 物 总量
生态金字塔
选最短食物链
按X20%计算 选最长食物链 按X10%计算 选最长食物链 按÷10%计算 选最短食物链 按÷20%计算
获能量最多
获能量最少
需能量最多
需能量最少
知低营养级
求高营养级
知高营养级
求低营养级
能量流动的最值计算：
在某一食物网中， 一个消费者往往同时占有多条食
物链，当该消费者增加了某一数值时，若要计算最 少消耗生产者多少时，应选最短 _的食物链和最大传 递效率 20% 进行计算，这样消费者获得的能量最 多；若要计算最多消耗生产者多少时，应选最 长的 食物链和最小传递效率 10% 进行计算，这样消费者 获得的能量最少。
能量的最值计算：
最少消耗
生产者
最大消耗
选最短食物链
选最大传递效率20%
选最长食物链
选最小传递效率10%
获得最多
获得最少
消 费 者
在如图所示食物网中，
若人的体重增加1kg, 最少消耗水藻 25
kg; 最多消耗水藻_
100000kg。
水蚤— →虾.
一小鱼
水藻
大鱼
为什么说“一山不容二虎”
根据生态系统中能量流动逐级递减的特点和规律，
营养级越高，可利用的能量就越少，老虎在生态系统 中几乎是最高营养级，通过食物链(网)流经老虎的 能量已减到很少的程度。因此，老虎的数量将是很少 的。故“一山不容二虎”有一定的生态学道理。
学以致用
举 一 反三
为什么食物链一般不超过5个营养级
从能量传递的数量和效率看，能量流经各营养级是逐
级递减的，单向不循环的，传递效率为10%—20%。
0.00032 A
所以，食物链一般不超过五个营养级，到第五营养级以
后，可利用的能量已减少到不能维持其生存的程度了。 因为能量每流经一级都要丢失一大部分，所以食物链
第 五
营养级
625A
越长，流量流失就越多。
第 三
营养级
25A
第 四
营养级
125A
第 六
营养级
3125
第 一
营养级
第 二
营养级
lA
5
A
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。
请同学们帮他出出主意，
选择哪种生存策略能获取最多 的能量，维持更长的时间来等 待救援。
策略1: 玉米—→人
策略2: 玉米 — → 人 玉米 → 鸡 — 人
为了让你维持 更长的时间来等待 救援，我们应选择
策略1:
三、研究能量流动的实践意义
1、可以帮助人们科学规划、设计 人工生态系统，使能量得到最有 效的利用。
农田生态系统
燃料
沼气池
农作物
饲料
起降零擅影响飞机
秸秆
牲畜
粪便
燃烧
“桑基鱼塘” 农业生态系统
茧，
桑基
塘泥 蚕
甘
蔗
蔗基
泥
塘
叶
蔗
加工厂
鱼
鱼塘
有机物质
蚕
粪
研究能量流动的意义
2、人们虽然不能改变能量流动的客观规律，但
可设法调整能量流动方向，使能量持续高效地流 向对人类最有益的部分.
例如：在森林中，怎样才能使能量更多多储存在 木材中
除去杂草、修去树木的侧枝等
输 入：能量的最终源头： 太 阳 能
生态系统的总能量：
生产者固定的太阳能的总量，是流 经这个生态系统的总能量。
传递： 能量沿着食 物 链 ( 网 )逐级流动
转 化：太阳光能 光合作用化学能 呼吸作用热 能
散失：各级生物的呼吸作用及分解者的分解 作用(呼吸),能量以热能散失
小结