人教版高中生物必修三5.2《生态系统的能量流动》49PPT

(共49张PPT)
生态系统的结构

组成成分
营养结构：

非生物的物质和能量
生产者
消费者
分解者
食物链和食物网
食物链一般不超过5个营养级

生态系统的能量流动

第5章 第2节
假设 你像 鲁滨逊 那样流落在不毛的荒岛上，只有15Kg玉米和一只母鸡可以食用，那么使自己活的最长的办法是：
A.先吃鸡，然后吃玉米　　　　
B.先吃玉米，同时用部分玉米喂鸡，吃鸡生产的蛋，最后再吃鸡
先吃鸡，再吃玉米
我反对！为什么要先吃我？
能量输入
个体1
呼吸作用散失的能量
储存在体内的能量


个体2
个体3
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





…

能量流经一个种群的情况
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







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。
能量流动的分析

生态系统
输入
散失
传递转化

在群体水平以上研究
二、能量流动的过程:
1、小草的能量来自哪里？
太阳能
2、小草吸收了光能后，能量有哪些去向？
草

兔子

老鹰
能量流动的过程
1、第一营养级的能量流动

生产者
（植物）

初级消费者
（植食性动物）



呼吸作用
分 解 者

残枝 败叶
未固定
固定（光合作用）
用于生长
发育和繁殖

草

兔子

老鹰
3、兔子把草吃进消化道内，草中的能量都被兔子同化了吗？
生物体把从外界获取的营养物质转化为自身的组成物质或能量储存起来的过程。简单来说就是“消化、吸收和利用”
没有。因为草中的纤维素不能被消化，随着粪便排出体外。
草

兔子

老鹰
4、兔子同化了能量后，这些能量有哪些去向？
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
散失（热能形式）

遗体

残骸
初级消费者
同化
分解者利用


粪便

呼吸
散失
…
...
第二营养级的能量流动
摄入量=同化量+粪便量
（未同化）

呼吸作用以热能散失
用于自身生长、发育、繁殖

遗体残骸等

被分解者
分解
被下一营养级摄入
能量流经第三营养级的过程
次级消费者摄入的能量
非同化（粪便）
同化








生产者
呼吸



初级消费者
呼吸

次级消费者


分 解 者
…
呼吸
三级消
费者


呼吸

呼吸




生产者固定的太阳能总量为流经这个生态系统的总能量
输入
传递
散失

能量以何种方式（渠道）进行传递？

一、能量流动的过程
能量有机物通过食物链和食物网进行传递！
1.能量的最终来源：
3.能量流动的起点：
4.流经生态系统的总能量：
5.能量流动的渠道：
6.能量在食物链中的流动形式：
7.同化量的去向：


8、能量的散失：
生产者固定的太阳能
食物链、食物网
有机物中的化学能
太阳（主要）
生态系统中能量流动:
从生产者固定的太阳能开始
最高营养级？
同化量

呼吸作用以热能形式散失
自身生长发育、繁殖

流入下一营养级
遗体残骸等被分解者分解
通过呼吸作用以热能的形式散失
形式：有机物中的化学能

转化：
太阳能→有机物中的化学能→热能


一、能量流动的过程


例题展示
在草→兔→狐这条食物链中，兔经过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体内
D .流入到狐的体内
B







生产者
呼吸



初级消费者
呼吸

次级消费者


分 解 者
…
呼吸
三级消
费者


呼吸

呼吸



传递
能量流动的特点一：
能量流动具有 单向流动 特点
思考：流入初级消费者的能量能否返还到生产者而被生产者利用？
二、生态系统的能量流动特点
单向流动
食物链各个营养级之间的捕食关系是不可逆的；
而且各个营养级的能量中相当一部分以呼吸作用散失，无法再利用。因此能量流动无法循环
不可逆，不循环
生态系统的能量流动特点二：



从第一营养级到第二营养级的传递效率？
13.5%
从第二营养级到第三营养级呢？
20%
传递效率=
本营养级的同化量
下一营养级的同化量

×100%
结论：相邻营养级的传递效率大约是10%—20%。
问题3：探究相邻营养级间能量传递效率为什么只有10%—20%？从中推理出什么结论？
合作探究
各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量；
各营养级的能量都会有一部分流入分解者；
还有未被下一营养级生物利用的能量
逐级递减
相邻两个营养级之间：一般能量传递效率大约为10%—20%







生态系统能量流动特点









单向流动
逐级递减
能量在相邻两个营养级中的传递效率大约是10%－20%
能量金字塔
生态系统中能量传递效率大约为10%~20%，营养级越高，能量的消耗就越多。当能量流经4~5个营养级，所剩的能量往往不能维持下一营养级的生命了。生态系统中的能量流动一般不超过4—5个营养级。
而且所以生物种类和数量就越少。
思考讨论：
食物链中的营养级一般不超过五个，为什么？
食物链越长，流量流失就越多。
2、用能量流动的原理,解释谚语“一山不容二虎”隐含的道理。
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小的程度。因此，老虎的数量将是很少的。故“一山不能容二虎”有一定的生态学道理。
课后趣味拓展


在市场上，肉一般比蔬菜贵，试从生态系统能量流动的角度分析原因？
蔬菜一般属于生产者范畴，而肉属于消费者范畴，由于能量传递的效率只有10%~20%，也就是说要得到1千克的肉至少要消耗5千克的植物；所以相同重量的肉比蔬菜贵。
根据单位时间内各个营养级所得到的能量数值绘制成图，可形成一个金字塔图形
能量金字塔
如把各个营养级的数量用绘制能量金字塔的方式表示，是否也能成金字塔形？有无例外？
数量金字塔
浮游植物
浮游动物
鱼
生命在等待中逝去······
请给我们一个“先吃鸡”的理由！
A、先吃鸡，再吃玉米

玉米
鸡

人




玉米
鸡
人



B、先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。





七嘴八舌

食物链越短，能量到我体内的越多，我活的时间就越长呀！



在青草→食草昆虫→蜘蛛→食虫鸟→猫头鹰这条食物链中，占生态系统总能量比例最多和最少的消费者依次是
A.猫头鹰和食草昆虫
B.青草和猫头鹰
C.食草昆虫和青草
D.食草昆虫和猫头鹰
【思维训练】1
恭喜你，答对了！再接再厉！
不要灰心，再来一次！
不要灰心，再来一次！
不要灰心，再来一次！


能量沿着食物链由一个营养级传递到下一个营养级时，呈逐级递减趋势的原因是
A．各营养级生物维持自身生命活动要
呼吸耗能
B．枯枝败叶、尸体或粪便被分解者利用
C．各营养级生物体内贮存部分能量
D．上述各个原因都是
【思维训练】2
不要灰心，再来一次！
不要灰心，再来一次！
不要灰心，再来一次！
恭喜你，答对了！再接再厉！


D.营养级越多，散失的能量越多
【思维训练】3
下面有关生态系统能量流动的表述，不正确的是
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
不要灰心，再来一次！
不要灰心，再来一次！
不要灰心，再来一次！
恭喜你，答对了！再接再厉！


某池塘生态系统的一条食物链为：浮游植物→浮游动物→鱼→水鸟。假如水鸟只依靠吃鱼来加体重，那么每增加体重1千克，假设能量传递效率为10%，该生态系统内的浮游植物的量为
A．50千克
B．125千克
C．625千克
D．1000千克
【思维训练】4
恭喜你，答对了！再接再厉！
不要灰心，再来一次！
不要灰心，再来一次！
不要灰心，再来一次！

随堂练习
下图是某湖泊能量流动的定量分析图解。A、B、C代表
三个营养级，数字均为实际测得的能量值。请据图回答：








（1）请将流经该生态系统的总能量填写在图中的方框内，这部分能量是 所固定的太阳能。
（2）能量从第二营养级到第三营养级的转化效率为 。
111.0
生产者
20%

随堂练习

（3）次级消费者通过异化作用消耗的能量占其同化作用所得
到能量的百分比是 。
（4）下个营养级不能得到上个营养级的全部能量，原因有：
① 各营养级生物内的大量能量被 ；
② 上个营养级的部分能量 ；
③ 还有少数能量被 利用。
60%
呼吸作用热能形式散失
未被利用
分解者
能否改变生态系统能量流动的规律？
质疑：
知识点6．研究能量流动的实践意义
人们虽然不能改变能量流动的客观规律（不能改变传递效率），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
两种生态系统的模式图
图b的模式的优势？
实现了能量的多级利用，提高能量的利用率，使能量持续高效地流向对人类有益的部分
2.帮助人们合理地调整生态系统中的 关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
能量流动
人工生态系统
研究能量流动的意义
1.帮助人们科学规划、设计 ，使能量得到最有效的利用。
例如：在草原牧场上，怎样才能使能量更多的流向牛羊？
在农田里，怎样才能使能量更多的流向农作物？
秸秆

牲畜
粪便

沼气池
沼渣

肥田

肉食

燃料
（实现对能量的多级利用，从而大大提高了能量的利用率）
田间除草、灭虫灭鼠等

四、研究能量流动的意义

蚕
桑
猪
鱼
稻








塘泥
粪尿（饲料）
鱼粉
粪（饲料）
粪尿
茎叶、糠加工场
粪
例如：桑基鱼塘农业生态系统
实现对能量的多级利用，大大提高能量的利用率
课堂达标
1.流经生态系统的总能量是( )

A. 照射到该生态系统内所有植物体
叶面上的太阳能
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

c
2、假设生产者固定的能量数值相等，能量沿食物链传递的效率也相等，则猫头鹰获得能量最多的食物链是（ ）
A、绿色植物→蝗虫→蜘蛛→蜥蜴→蛇→猫头鹰
B、绿色植物→鼠→猫头鹰
C、绿色植物→蝗虫→青蛙→蛇→猫头鹰
D、绿色植物→鼠→蛇→猫头鹰
B
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4．根据生态学原理，要使能量流经食物链的总消耗量降到最低，人们应采取下列哪一种食物结构??? [??? ]
A．以淡水养殖的鱼类为主
B．以家畜的肉类为主
C．以谷类和植物蛋白为主
D．以禽类的肉和蛋为主

C
5、肉类和鸡蛋的价格比粮食和蔬菜高从生态学的观点看，这是由于（ ）
A.动物饲养麻烦，花时间多，投资大 B.动物性食品营养价值高
C.食物链延长，能量流失多，动物性食品成本高
D.植物栽培比较容易
C
关于能量流动计算规律总结：
1.正推类型：
A B C D






解题思路：至少按最小效率（10%）计算
最多按最大效率（20%）计算
若A总重1000KG体重，至少（或最多）能使D增重多少千克？
2.逆推类型：
A B C D
解题思路：至少按最大效率（20%）计算
最多按最小效率（10%）计算
若D增重10KG，至少（或最多）消耗A多少千克？
在食物链中：
水稻
食草昆虫
食虫鸟
蛙
蛇
鼠
能量传递效率的“极值”计算：
1.已知低营养级求高营养级
获能量最多：
获能量至少：
选最短食物链，按×20%计算
选最长食物链，按×10%计算
2.已知高营养级求低营养级
需能量最多：
需能量至少：
选最长食物链，按÷10%计算
选最短食物链，按÷20%计算
蛇最多获能：
100kj×20%×20%


100kJ
例、如图所示，该食物网中，若人的体重增加1 kg，最少消耗水藻 kg，最多消耗水藻 kg。
求最少消耗水藻的量时：
选择最短的食物链;传递效率按20%计算
水藻→小鱼→人：设最少消耗为x，则x×20%×20%=1 kg，x=25 kg
解析：
求最多消耗时：
选择最长的食物链；传递效率最小10%计算
水藻→水蚤→虾→小鱼→大鱼→人：设最多消耗为y，则y×10%×10%
×10%×10%×10%=1 kg，所以y=100 000 kg。
25
100 000
例、有一食物网如图1所示。假如猫头鹰的食物2/5来自兔子，2/5来自老鼠，其余来自蛇，那么猫头鹰要增加20g体重，最多消耗植物多少克？
鹰20g


最多要消耗下一营养级200g
兔占80g
鼠占80g
蛇占40g



最多要消耗植物800g
最多要消耗植物800g
最多要消耗植物4000g
最多要消耗下一营养级400g

消耗最多按最低效率计算
总共最多消耗植物5600g
①先根据题意写出相应的食物链
②根据各营养级间的传递效率，按照从不同食物链获得的比例分别计算
③将各条食物链中的值相加即可。
2.在能量分配比例和能量传递效率已知时的能量计算：
如果一个人的食物有1/2来自绿色植物，1/4来自小型肉食动物，1/4来自羊肉，假如传递效率为10%，那么该人每增加1千克体重，约消耗植物(　　）
解析：根据题意，可以写出三条食物链：
①、植物→人，在此食物链中，人要增重0.5kg，消耗植物为0.5÷10%＝5kg；
②、植物→羊→人，在此食物链中，人要增重0.25kg，消耗的植物为0.25÷10%÷10%＝25kg；
③、植物→植食动物→小型肉食动物→人，在此食物链中，人要增重0.25kg，消耗的植物为0.25÷10%÷10%÷10%＝250kg。
280kg
所以人要增重1kg，共消耗植物280kg。
例、大象是植食性动物，有一种螳螂专以象粪为食。设一大象在某时间段内同化的能量为107KJ，则这部分能量中可流入螳螂体内的约为（ ）
A、0 KJ B、106 KJ
C、3×106 KJ D、106---2×106 KJ
A
1.同化作用是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身的组成物质，并且储存能量的过程。
2.营养级所同化的能量即本营养级的能量。排除的粪便中能量不属于同化的能量。
注意：