人教版高中必修三生物第5章2节-生态系统的能量流动-39PPT

(共39张PPT)
策略1：先吃鸡，再吃玉米(对）
策略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。
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母鸡、15kg玉米。
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：
思考:
1.
生产者固定的太阳能有哪些去向?
2.能量在第二营养级的变化情况如何?
3.每个营养级传递能量方式相同吗?
第五章生态系统及其稳定性
第2节
生态系统的能量流动
一、能量流动的含义：
1.能量流动：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
（1）起点：生产者固定的太阳能
（2）总能量：生产者固定太阳能的总量
（3）渠道：食物链、食物网
（4）方向：低营养级
高营养级
研究生态系统中能量流动一般在群体水平上。
2.生态系统中能量流动：
生态系统中能量的输入、传递、转化和散失过程。
A.“输入”——源头：太阳能
总能量：生产者固定的太阳能总量
B.“传递”——途径:食物链和食物网
形式：有机物中的化学能
C.“转化”——太阳能
有机物中的化学能
热能
D.“散失”——形式：最终以热能形式散失
过程：呼吸作用
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
…
3.能量流动的分析
生产者
呼吸作用
呼吸作用
呼吸作用
呼吸作用
初级消费者
次级消费者
三级消费者
分解者
呼吸作用
太阳
二、能量流动的过程
能量流动的过程
生产者
（植物）
③分
解
者
遗体
残骸
1.能量在第一营养级中的变化
1%
①呼吸作用
生产者固定的太阳能
呼吸作用散失（热能）
遗体、
残枝败叶
分解者
初级消费者摄入
2.能量流经第一营养级示意图
用于生长、
发育、繁殖
（化学能）
3.能量的来源：生态系统所需的能量来自于太阳。
能量的输入：
（1）绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能，使太阳能输入到生态系统中。
（2）生产者所固定的太阳能的总量，就是这个生态系统所获得的能量。
能量的传递：生态系统中能量的传递是沿食物链和食物网渠道进行的一个营养级的生物所获得的能量：
（1）
一部分通过呼吸作用释放后，一方面用于自身的生长、发育和繁殖等生命活动，一方面以粪便形式散失；
（2）
一部分被下一营养级生物摄入；
（3）
一部分则被分解者分解利用。
4.同化量：动物经过消化和吸收后转化为自身的能量。它表现为这一营养级的呼吸消耗量、这一营养级流向下个营养级的能量、这一营养级流向分解者的能量、这一营养级的未被利用量。
　对生产者（一般为绿色植物）来说是指在光合作用中所固定的日光能，即总初级生产量。
　对于消费者（一般为动物）来说，同化量表示消化道吸收的能量（吃进的食物不一定都能吸收）。
摄入量：是指消费者从外界摄入的食物的总能量
∴
同化量
=
摄入量-粪便量
6.某一营养级能量去向
①自身呼吸所消耗
②下一营养级同化
③流入分解者
④未被利用
7.能量最终都以热能的形式从生物群落中散失，只有生产者源源不断地固定太阳能，才能保证生态系统能量流动的正常进行。
5.粪便量是上一营养级同化量的一部分
下一个营养级同化的能量
呼吸消耗的能量
分解者利用的能量
未被利用的能量
每个营养级同化量
下一个营养级同化的能量
呼吸消耗的能量
分解者利用的能量
每个营养级同化量
8.定量不定时分析
定量定时分析
第一年
第二年
残留个体或有机物
生产者
(植物)
呼吸
初级消费者
(植食动物)
次级消费者
(肉食动物)
分
解
者
…
呼吸作用
三级消费者
(肉食动物)
9.概括：能量流动的过程
呼吸作用
热能
热能
初级消费者
摄入（a）
用于生长
发育和
繁殖（e）
次级消费者
摄入（i）
呼吸作用
散失
遗体
残骸
初级消费者
同化（b）
分解者利用
粪便（c）
呼吸作用
散失
（d）
（f）
未被利
用（j）
e＝f＋i＋j
a＝b＋c
b＝d＋e
b＝d＋f＋i＋j
去路:
自身呼吸作用消耗
流向下一营养级
分解者分解
未被利用
(1)能量流动是物质循环的动力，其源头是太阳能，沿食物链(网)渠道以有机物中化学能的形式传递，主要并最终以热能形式散失，
所以能量是单向流动、逐级递减的。
(2)各级消费者同化量＝摄入量－粪便所含能量，即粪便所含能量始终属于上一营养级同化量。
(3)一段时间内某营养级能量去向除呼吸消耗，流向下一营养级和被分解者分解三个最终流向外，还应包括未被利用的能量。
(4)能量利用率不等于能量传递效率。
10.误区
三、能量流动的特点★
（1）逐级递减（10-20%）
（2）单向流动
生产者
(植物)
呼吸
初级消费者
(植食动物)
呼吸
次级消费者
(肉食动物)
呼吸
分
解
者
…
呼吸
三级消费者
(肉食动物)
呼吸
原因：
①营养级顺序不可逆；②热能散失后不能再利用
食物链：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增重1000KG，至少（或最多）能使D增重多少千克？
（3）正推类型：
（4）逆推类型：
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？
相邻两个营养级间的能量传递效率大约为10%—20%
能量传递效率=
下一营养级的同化量/本营养级的同化量×100%
327.3
122.6
14.6
赛达伯格湖的能量流动
计算相邻两个营养级间能量传递效率。
试计算：
从第一营养级到第二营养级的传递效率？
从第二营养级到第三营养级的传递效率？
13.5%
20%
结论：相邻营养级的传递效率大约是10%—20%。
下一营养级的同化量
上一营养级的同化量
传递效率=
Q1：生态系统中能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？
Q2：流经生态系统的能量能否再回到生态系统中来？
20’－25‘
思考与讨论(P94)：
遵循；因为生产者固定的总量等于流动中散失的和贮存的之和。
不能。
（1）概念：由单位时间内各营养级所得到的能量数值由低到高绘制的图形叫做能量金字塔。
3、能量金字塔
（正金字塔）
（2）其他金字塔种类
食物链一般不超过5个营养级
①数量金字塔
一般为正金字塔
②生物量金字塔
（树、虫、鸟）
一般为正金字塔
能量金字塔
（2）生态金字塔
肉类和鸡蛋的价格比粮食和蔬菜高，从能量流动角度看，其道理何在？
答：食物链延长，能量流失多，动物性食品成本高。
四、研究生态系统能量流动的意义
1、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。
（对能量进行多级利用，提高能量的利用率。）
例如：沼气工程（秸秆的多级利用）、桑基鱼塘
2、合理地调整能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分
例如，在森林中，最好使能量多储存在木材中；在草原牧场上，则最好使能量多流向到牛、羊等牲畜体内，获得更多的毛、肉、皮、奶等畜产品。
例题：根据生态系统的结构和功能，下列叙述中正确的是（双选）（
）　　　　　　　
A．“桑基鱼塘”是自然建立的良性生态系统
B．水产养殖业，为充分利用生产者所固定的能量，应以食物链长的鱼类为养殖对象
C．在我国西部大开发中应采用“退耕还林还草”的措施
D．营养级越高的生物种群体内积累的有毒物质越多，所获得的能量越少
CD
人工建立
短
补充：生物富集现象
指化学杀虫剂（如DDT）、有害物质（如重金属元素Hg、Pb等）通过食物链逐渐累积和浓缩，在生物体内高度富集，导致危害的现象。
写出食物链，分析生物体内DDT含量在食物链的传递过程中有什么特点？
DDT含量
浮游植物
3x10
-12
浮游动物
4x10
-8
小鱼
5x10
-7
大鱼
2x10
-6
鱼鹰
2.5x10
-5
本节课知识体系
能量流动
概念：
生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程
过程
能量的源头：
流经生态系统的总能量：
生产者固定的太阳能的总量
渠道：
特点
单向流动：
逐级递减：
沿食物链方向由低营养级流向下一营养级
能量金字塔：各个营养级所得到的能量
能量沿食物链流动过程中逐级递减；传递效率为10%-20%。
太阳能
食物链或食物网
能量流动的特点
1．生态系统中能量流动的特点是单向的，逐级递减的。
2．能量在相邻的两个营养级间的传递效率大约是
10%
-20%。
3．能量金字塔的含义是：在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中损耗的就越多。生态系统中，食物链一般不超过
4-5个营养级。
研究能量流动的实践意义
1．研究生态系统的能量流动，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．可以帮助人们合理的调整
生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类最有益的部分。
1.假设你流落在一个荒凉的孤岛上，只有少量的玉米和鸡可以食用。那么，使你自己活得最长的办法是（
A
）
A、先吃鸡，然后吃玉米
B、先吃玉米，再吃鸡
C、用玉米喂鸡，然后吃鸡
D、用玉米喂鸡，先吃鸡蛋，然后再吃鸡
2.一般地说，在食物链中随营养级的递增，生物个体数量将依次(
C
)
A.递增
B.不变
C.递减
D.稍增加
3.
根据生态学原理，使能量在流动过程中损耗最低，应采用的一组食物结构
A.以淡水养殖的鱼类为主
B.以谷物与植物蛋白为主
C.以海洋鱼类为主
D.以禽肉与蛋为主
4.下图是某一生态系统的能量锥体，能正确反映能量流动特点的是：
A
B
C
D
D
B
5.在生态系统的能量金字塔中，贮存能量最多的成分是：
A.生产者
B.初级消费者
C.次级消费者
D.分解者
4.一般地说，在食物链中随营养级的递增，生物个体数量将依次：
A.递增
B.不变
C.递减
D.稍增加
C
A
5.假设一个生态系统的总能量为１００％，按最高传递效率计算，第三营养级和三级消费者所获得的能量应为（
　）
A.４％和４％　B.０.８％和０.８％C.４％和０.８％
D.１０％和４％
C
6.大象是植食性动物，有一种蜣螂则专以象粪
为食。设一大象在某段时间所同化的能量为107kJ，则这部分能量中可流入蜣螂体内的约为[　
]
A．0kJ
B．106kJ
C．2×106kJ
D．106～2×106kJ
A
7.流经生态系统的总能量是指(
　
)
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
c
8.下列有关生态系统功能的叙述中，哪项不正确（
）
A.能量单向流动是因为动物的食性一般不能逆转
B.任何生态系统都需要得到外部的能量补给
C.一个封闭的生态系统不需要从外界获得物质供应就可以长期维持正常功能
D.生态系统能量流动逐级递减的原因是生物的呼吸消耗和资源利用率不高
C
9.在生态系统的能量金字塔中，贮存能量最多的成分是：(
A
)
A.生产者
B.初级消费者
C.次级消费者
D.分解者
10、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
（１）如设种群Ｑ1、Ｑ2的个体数为Ｎ1、Ｎ2，平均每个个体所占的能量为Ｗ1、Ｗ2，那么，Ｎ1、与Ｎ2、W1、Ｗ2之间的关系是Ｎ1×
W1（大、小、等）于Ｎ2
×Ｗ2
（２）每年流入这个生态系统的总能量是_______________（用Ｂ图中的英文字母表示）。
√
b+c+d+e
流向下一营养级
11.下面A图表示某些生态系统的能量锥体图，P为生产者，Q1为初级消费者，Q2为次级消费者。B图是将A图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析，图中a、a1、a2表示上一年留下来的能量（假设它不被下一营养级利用），e、e1、e2表示呼吸消耗量。
①图中D表示__________。
②能量在逐级递减中，若狐获得的能量是
8
千焦，传递给狼的能量最多应为_____千焦，狼获得的能量中，草应供给这条食物链的能量至少为______千焦。
③图中各营养级通过A______作用被消耗，通过B________利用，而B又通过C_________被消耗。
太阳能
1.6
200
呼吸
分解者
呼吸作用
12.右图是草原生态系统中的一条食物链及能量流动图解，回答问题。