人教版生物必修三课件：第5章 第2节 生态系统的能量流动

课件24张PPT。第2课时　生态系统的能量流动　1.描述能量流动的概念,分析生态系统能量流动的过程和特点。
　2.阐明生态系统能量流动的基本规律。
　3.分析某个生态系统的能量传递效率,比较能量金字塔、数量金字塔的差异。
　4.概述研究能量流动的实践意义。
　5.尝试调查农田生态系统中的能量流动情况。　　1.概念:生态系统中能量的①_______、传递、②_______和散失的过程。
　　2.过程
　　(1)输入过程:从③________固定太阳能开始,总能量为生产者所固定的全部太阳能。
　　(2)传递途径:④______________。
　　(3)大多数能量通过细胞呼吸,以⑤______的形式散失。一、能量流动的概念与过程转化输入生产者食物链和食物网热能　1.特点:能量流动具有⑥__________和⑦__________的特点,一般而言,能量在两个营养级间的传递效率大约是⑧_________。
　2.能量金字塔:如果将单位时间内各个⑨________所得到的能量数值,由低到高绘制成图,可形成一个金字塔图形,叫作能量金字塔。二、能量流动的特点单向流动逐级递减10%~20%营养级合理地调整生态系统中的能量流动关系三、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。
　　2.还可以帮助人们 ___________________________________,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。　　1.生态农业是指运用 ________原理,在环境与经济协调发展的思想指导下,应用现代科学技术建立起来的多层次、多功能的综合农业生态体系。
　　2.生态系统中 _____________和物质循环再生是生态学的一条基本原理。
　　3.遵循生态学原理,就可以合理设计食物链(网),使生态系统中的物质和能量被 __________利用。使生产一种产品时产生的有机废弃物,成为生产另一种产品的原料,也就是使废物 _______,以便提高能量转化效率,减少 __________。四、生态农业生态学资源化分层次多级能量多级利用环境污染1.假设你流落在一个荒岛上,那里除了有能饮用的水以外,几乎没有任何食物。你随身尚存的食物只有一只鸡、15 kg玉米。你将选择哪种生存策略来维持更长的时间等待救援? 　 先吃鸡,再吃玉米。若选择“先吃玉米,同时用一部分玉米喂鸡,吃鸡产下的蛋,最后吃鸡”,则增加了食物链的长度,能量逐级递减,最后人获得的能量较少。答案： 3.流入某一营养级的能量为什么不会百分之百地流入下一个营养级?答案： 　　 流入某一营养级的能量主要有以下去向:一部分通过该营养级的呼吸作用以热能形式散失了;一部分作为排出物、遗体或残枝败叶,不能进入下一营养级,而被分解者所利用;还有一部分未能进入(未被捕食)下一营养级。2.流经某个生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来?如何计算能量传递效率?答案： 　 不能。因为能量流动是单向的,以热能散失的能量不能重新被生产者利用。
　　用相邻两个营养级之间同化量相比(×100%)。你能依据下面的能量流动过程图完成下列问题吗?知识点一：生态系统中的能量流动　生态系统能量流动图解所隐含的信息可概括如下:
　　1.能量流动的起点:______________________,流入生态系统的总能量:__________________________。?
　　2.能量流动的途径(渠道):________________。?
　　3.能量流动中能量形式的变化:__________________________________________。?
　　4.能量在食物链中流动的形式是__________________________________。?
　　5.能量散失的主要途径:_________,能量散失的主要形式:______。?
　　6.某营养级生物体内能量的去路:______________________________________________________________________________________________________________。
?7.试比较摄取的能量、储存的能量、同化的能量三者之间的大小关系。有机物(食物)中的化学能生产者固定的太阳能总量食物链和食物网太阳能→生物体有机物中的化学能→热能摄取的能量包含同化的能量和粪便量,储存的能量为同化的能量减去呼吸消耗的能量。所以,三者大小关系:摄取的能量>同化的能量>储存的能量。一是自身呼吸作用以热能散失,二是流向下一个营养级(最高营养级生物无此去路),三是被分解者利用,四是未被利用从生产者固定太阳能开始呼吸作用热能知识总结
　　　　①能量流动中能量形式的变化:太阳能→生物体有机物中的化学能→热能(最终散失);②能量在食物链中流动的形式:有机物(食物)中的化学能;③能量散失的主要途径:细胞呼吸;④生产者的同化量就是生产者固定的太阳能总量,即光合总量;⑤消费者同化的能量=摄入量-粪便中有机物的能量,即摄入的食物只有部分被同化。消费者粪便中含有的能量不能计入排便生物所同化的能量,它实际与上一个营养级的遗体残骸一样,属于未被下一个营养级利用的那一部分能量。例如,蜣螂利用大象的粪便获得能量,就不能说蜣螂获得了大象的能量,而是获得了植物的能量。知识点二：能量流动的特点1.能量流动有哪些特点?为什么?答案： 　　 (1)单向流动。其原因一是各营养级的能量流动顺序是不可逆转的;二是各营养级通过呼吸产生的热能散失,不能被生物群落再利用。
(2)逐级递减。其原因为:一是各营养级的生物都会因呼吸作用消耗相当大的一部分能量;二是各营养级总有一部分生物未被下一营养级的生物所利用;三是生产者的残枝败叶、消费者的遗体、排泄物等的能量,被分解者分解而释放出来。2.能量传递效率是多少?计算方法是怎样的?答案： 　　　能量传递效率:10%~20%,即输入某一营养级的能量中,只有10%~20%的能量流入到下一个营养级。计算方法为能量传递效率=×100%。知识总结
　　①公式归纳:若第一营养级的能量为1,则第n营养级的能量最多=1/5(n-1),最少=1/10(n-1)。
　　②能量传递效率不能用于某一次具体的摄食过程中,如一只狐狸捕获了一只兔子,并非该兔子的能量有10%~20%将流入到狐的体内。知识点二：生态金字塔的类型及含义图1、图2分别为能量金字塔与生物量金字塔,图3、图4均为数量金字塔,试回答以下问题:1.图1、图2的金字塔分为三段,代表的含义是什么?每一段代表的含义是什么?分析图1及图2,能得出什么结论?答案： 　　　 图1、图2的金字塔分为三段,代表研究的生态系统包含三个营养级;每一段代表该营养级所含的能量或生物量;图1及图2能说明能量及生物量沿食物链流动时逐级递减。2.一般情况下营养级越高,生物个体数越少,生物数量金字塔用图3表示。但是自然环境中也不乏图4某些营养级之间倒置形式的数量金字塔,你能举出实例吗?答案： 　　　一棵树上可以生活多只植食性昆虫;一棵白菜上有时可以看到多只菜青虫。例1 在草→兔→狐这条食物链中,兔经同化作用所获得的能量,其去向不应该包括(　　)。
　　A.通过兔子的呼吸作用释放的能量
　　B.通过兔子的粪便流入到分解者的体内
　　C.通过狐的粪便流入到分解者的体内
　　D.流入到狐的体内B【解析】兔经同化作用所获得的能量=兔的摄入量-兔的粪便量,因此,B项中的能量去向并非来自于兔的同化获得的能量。技巧归纳
　　通过下图理解生态系统中某营养级生物(以某消费者为例)的能量去路:例2 在“藻类→甲虫→虾→小鱼→大鱼”食物链中:
　　(1)若有藻类植物G克,大鱼最多能增重__________克。?
　　(2)若小鱼要增重N克,最少需要甲虫______克。?【解析】(1)能量在食物链的传递过程中,从上一营养级到下一营养级的传递效率一般为10%~20%。当食物链中低营养级生物有物质G克时,某高营养级生物能获得的最多物质可用(20%)nG,即(1/5n)G来计算;而获得的最少物质可用(10%)nG,即(1/10n)G来计算(n为食物链中相应营养级总数减1或为箭头数)。(2)高营养级生物要增重N克,至少需要低营养级生物的物质质量应该按最高传递效率计算,即用N÷(1/5n)=5nN来计算;而最多需要低营养级生物的物质质量应按最低传递效率计算,即N÷(1/10n)=10nN来计算。(1/625)G　25N　技巧归纳
（1）. 能量的传递效率一般为10％～20％的含义是指一个营养级的同化量大约只有10％～20％传到下一营养级，但是也有个例。
（2）.题目中 “最多”、“最少”“至少”与传递效率的确定：要消耗最少的低营养级的生物量，必须使能量传递效率最高（用20％），而且必须选择最短的食物链；能量传递效率为10％时消耗低营养级的生物量最多。
（3）.“最值”计算实例： ①在食物链甲→乙→丙→丁中，若丁营养级的能量增加M，则至少需要甲营养级的能量=M÷ (20％)3；最多需要甲营养级的能量=M÷(10％)3。
②公式归纳：若第一营养级的能量为1，则第n营养级的能量最多=（1/5）（n-1），最少=（1/10）（n-1）。
③能量传递效率实质是高营养级与低营养级的同化量相比，但是在食物链的计算中通常直接用积累量相比（如第①点）。例3 一片树林中,树、昆虫和食虫鸟类的个体数比例关系如右图所示。下图中能正确表示树、昆虫、食虫鸟之间的能量流动关系的是(选项方框面积表示能量的大小)(　　)。
【解析】本题考查的知识点是生态系统的能量流动。题干给出树、昆虫和食虫鸟个体数比例关系的图解,树是生产者(第一营养级)、昆虫是初级消费者(第二营养级)、食虫鸟是次级消费者(第三营养级),根据生态系统的能量流动逐级递减的特点,就能判断出正确的能量流动关系(正能量金字塔)。C　1.在生态系统的能量流动中,能量形式的转变顺序是(　　)。
　　A.光能→化学能→热能　　　B.热能→光能→化学能
　　C.化学能→光能→热能 D.光能→热能→化学能A　 生态系统的能量流动是从生产者固定太阳能开始的,将太阳能转变为有机物中的化学能,然后被各级消费者利用,最终以热能形式散失到无机环境中去。　　解析 2. 下图食物网中的猫头鹰体重每增加10 g,最多需要消耗植物(　　)。

A.200 g B.250 g C.500 g D.1000 g
D解析 该题有2条食物链,但因计算的是猫头鹰和植物的关系且兔与鼠共同构成第二营养级,则可当作“1条”链来看;“最多”提示应按10%的传递效率计算,所以有10 g÷10%÷10%=1000 g。3.下列选项中,不属于对生态系统内能量流动特征的描述的是(　　)。
　　A.食物链和食物网是能量流动的渠道
　　B.食物链中初级消费者越多,次级消费者获得的能量越多
　　C.单向流动,逐级递减
　　D.食物链越短,可供养的消费者越多解析 　　能量流动的特点是单向流动逐级递减,选项B、C、D都是围绕这一特点展开的,而A项不是。A4.在生态系统中有关食物链与能量流动的叙述,不正确的是(　　)。
　　A.能量沿食物链流动是单向的
　　B.食物链越长,最高营养级获得的能量越少
　　C.初级消费者越多,次级消费者获得的能量越少
　　D.生物种类越多,生态系统中的食物链越多C解析 　　食物链和食物网是生态系统中的营养结构,生态系统中的物质和能量就是沿着这一渠道流动的。能量流动具有单向流动、逐级递减、不循环的特点。一般来说,低营养级含有的能量多于高营养级含有的能量。