3.2生態(tài)系統(tǒng)的能量流動第1課時課件-高二上學(xué)期生物人教版選擇性必修2

【復(fù)習(xí)】結(jié)構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)的組成成分生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)非生物的物質(zhì)和能量生產(chǎn)者消費(fèi)者分解者食物鏈?zhǔn)澄锞W(wǎng)包括包括捕食構(gòu)成包括交錯

構(gòu)成概念、范圍、類型生態(tài)系統(tǒng)功能決定能量流動、物質(zhì)循環(huán)、信息傳遞第3章

生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性第2節(jié)

生態(tài)系統(tǒng)的能量流動（第1課時）【本節(jié)聚焦】能量在生態(tài)系統(tǒng)中是怎樣流動的？怎樣理解生態(tài)金字塔？研究能量流動有什么實(shí)踐意義？討論：你認(rèn)為以下哪種生存策略能讓你維持更長的時間來等待救援?1.先吃雞，再吃玉米。2.先吃玉米，同時用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。假設(shè)你像小說中的魯濱遜那樣，流落在一個荒島上，除了有能飲用的水，幾乎沒有任何食物。你身邊尚存的食物只有1只母雞、15Kg玉米。問題探討以個體為研究對象，有很大的局限性和偶然性，如果個體死亡，數(shù)據(jù)可能不準(zhǔn)確；不同個體間差異過大。能量輸入某營養(yǎng)級能量儲存能量散失如果將一個營養(yǎng)級的所有種群作為一個整體，輸入生態(tài)系統(tǒng)的的能量來源是什么？輸入第一營養(yǎng)級的能量有幾個去路？分別是什么？植物用于自身生長、發(fā)育、繁殖的能量有幾個去路？分別是什么？初級消費(fèi)者攝入的能量全部轉(zhuǎn)化為自身的能量了嗎？攝入的能量去路有幾個？分別是什么？某一營養(yǎng)級的“糞便”中能量應(yīng)屬于誰的同化量？閱讀教材P55，能量流動的過程，并分析圖3-5和3-6，思考：玉米蝗蟲蛙蛇老鷹2.過程

(1)輸入①輸入自然生態(tài)系統(tǒng)的能量=

②輸入人工生態(tài)系統(tǒng)的能量=

1.概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程。一、生態(tài)系統(tǒng)能量流動（如飼料、魚餌、污水中有機(jī)物中的能量）生產(chǎn)者固定的能量太陽能（幾乎所有生態(tài)系統(tǒng)）化學(xué)能（特殊生態(tài)系統(tǒng)，如深海熱泉生態(tài)系統(tǒng)）硫細(xì)菌通過氧化硫化物和還原二氧化碳來制造有機(jī)物生產(chǎn)者固定的能量=生產(chǎn)者的同化量生產(chǎn)者固定的能量+人工投入的能量太陽輻射的能量生產(chǎn)者光合作用同化用于生長發(fā)育和繁殖初級消費(fèi)者攝入分解者利用散失呼吸作用呼吸作用散失殘枝敗葉99%被大氣層吸收、散射、反射的能量討論：1.第一營養(yǎng)級能量的輸入與輸出(1)輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量：

(2)輸入第一營養(yǎng)級的能量去路：(3)構(gòu)成植物體的有機(jī)物中的能量去路：1%以可見光的形式生產(chǎn)者光合作用固定的太陽能①生產(chǎn)者的呼吸作用中以熱能的形式散失；②用于生產(chǎn)者的生長、發(fā)育和繁殖等生命活動，儲存在植物體的有機(jī)物中。①隨殘枝敗葉等被分解者分解而釋放出來；②被初級消費(fèi)者攝入體內(nèi)。(4)能量轉(zhuǎn)化形式：太陽能→有機(jī)物中化學(xué)能→熱能2.第二營養(yǎng)級能量的輸入和輸出(1)攝入的能量=(2)同化量=(3)用于生長、發(fā)育和繁殖的能量=同化量+糞便量呼吸作用散失的熱能+用于生長、發(fā)育和繁殖的能量下一個營養(yǎng)級攝入量+遺體殘骸中的能量(4)糞便中的能量屬于

。(5)遺體殘骸中的能量屬于

。(6)流入某營養(yǎng)級的能量=初級消費(fèi)者攝入初級消費(fèi)者同化用于生長發(fā)育和繁殖次級消費(fèi)者攝入分解者利用散失呼吸作用呼吸作用散失遺體殘骸糞便生產(chǎn)者的同化量初級消費(fèi)者的同化量該營養(yǎng)級的同化量（不是攝入量）2.第二營養(yǎng)級能量的輸入和輸出能量轉(zhuǎn)化形式能量在第三、第四營養(yǎng)級的變化，與第二營養(yǎng)級的情況

。

化學(xué)能→熱能大致相同初級消費(fèi)者攝入初級消費(fèi)者同化用于生長發(fā)育和繁殖次級消費(fèi)者攝入分解者利用散失呼吸作用呼吸作用散失遺體殘骸糞便生產(chǎn)者固定的太陽能（同化量）呼吸作用以熱能的形式散失用于生長、發(fā)育和繁殖等（儲存在有機(jī)物中）隨殘枝敗葉流向分解者初級消費(fèi)者攝入量初級消費(fèi)者同化量糞便量流向分解者呼吸作用以熱能的形式散失用于生長、發(fā)育和繁殖等（儲存在有機(jī)物中）隨遺體殘骸流向分解者次級消費(fèi)者攝入量玉米蝗蟲蛙蛇老鷹①途徑：食物鏈和食物網(wǎng)②形式：有機(jī)物中的化學(xué)能2.過程

(2)傳遞生產(chǎn)者固定的總能量沿食物鏈和食物網(wǎng)，以有機(jī)物中化學(xué)能的形式傳遞太陽能→有機(jī)物中化學(xué)能→ATP中活躍化學(xué)能+熱能(1)輸入：(2)傳遞：(3)轉(zhuǎn)化：(4)散失：通過呼吸作用和分解作用，最終以熱能形式散失一、生態(tài)系統(tǒng)能量流動2.過程：生態(tài)系統(tǒng)能量流動示意圖(5)輸入某一營養(yǎng)級的能量去路(除最高營養(yǎng)級外)，不定時①呼吸作用中以熱能形式散失②流向下一營養(yǎng)級③流向分解者遵循能量守恒定律。能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動、轉(zhuǎn)化后，一部分儲存在生態(tài)系統(tǒng)生物體的有機(jī)物中，另一部分在呼吸作用中以熱能的形式散失，兩者之和與流入生態(tài)系統(tǒng)的能量相等。1.生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒定律？為什么？2.流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到這個生態(tài)系統(tǒng)中來？為什么？不能，能量流動是單向的。

由于每一營養(yǎng)級和分解者都需要呼吸作用以熱能的形式散失掉一部分能量，營養(yǎng)級越高，散失的能量越多。思考·討論生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動3.能量最終的去路是？熱能(2020貴州高考)假設(shè)某種藍(lán)藻(A)是某湖泊中唯一的生產(chǎn)者，其密度極大，使湖水能見度降低。某種動物(B)是該湖泊中唯一的消費(fèi)者?；卮鹣铝袉栴}:

(2)畫出該湖泊生態(tài)系統(tǒng)能量流動的示意圖。AB分解者太陽能呼吸作用呼吸作用呼吸作用林德曼（1915-1942）賽達(dá)伯格湖美國生態(tài)學(xué)家林德曼對一個結(jié)構(gòu)相對簡單的天然湖泊------賽達(dá)伯格湖的能量流動進(jìn)行了定量分析。一、生態(tài)系統(tǒng)能量流動3.特點(diǎn)圖中數(shù)字為能量數(shù)值，單位是J/(cm2.a)(焦每平方厘米年）。

圖中“未固定”是指未被固定的太陽能，“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一個營養(yǎng)級和分解者利用的能量。為研究方便起見，將肉食性動物作為一個整體看待。思考·討論分析賽達(dá)伯格湖的能量流動流入呼吸作用分解者利用未利用流出生產(chǎn)者植食性動物肉食性動物464.696.312.529362.862.818.82.129.312.612.67.5微量5.0能量流動過程中逐級遞減討論1：用表格的形式，將圖中的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理。流入呼吸作用分解者利用暫未利用流出流出/流入生產(chǎn)者植食性動物肉食性動物464.696.312.529362.862.818.82.129.312.612.67.5微量5.020.06%13.52%能量傳遞效率=下一營養(yǎng)級同化量上一營養(yǎng)級同化量×100%注意：能量在相鄰兩個營養(yǎng)級間的傳遞效率為

。10%～20%討論2.計算“流出”該營養(yǎng)級能量占“流入”該營養(yǎng)級能量的百分比。流入呼吸作用分解者利用未利用流出流出/流入生產(chǎn)者植食性動物肉食性動物464.696.312.529362.862.818.82.129.312.612.67.5微量5.020.06%13.52%討論3.流入某一營養(yǎng)級的能量為什么不會百分之百地流到下一個營養(yǎng)級？答：流入某一營養(yǎng)級的能量去路（定量，定時）：呼吸作用以熱能散失流向分解者(隨動植物遺體、排遺物)未被利用（未能進(jìn)入/未被捕食進(jìn)入下一個營養(yǎng)級）流入下一個營養(yǎng)級①表現(xiàn)：能量流動只能沿著食物鏈從低營養(yǎng)級流向高營養(yǎng)級；

②原因：生物之間的捕食關(guān)系不可逆轉(zhuǎn)，能量不能循環(huán)流動

(2)逐級遞減一、生態(tài)系統(tǒng)能量流動3.特點(diǎn)(1)單向流動一般來說，相鄰兩個營養(yǎng)級間的能量傳遞效率為10%~20%能量傳遞效率=下一營養(yǎng)級同化量上一營養(yǎng)級同化量×100%兩個營養(yǎng)級之間，不是兩個體之間在一個生態(tài)系統(tǒng)中，營養(yǎng)級越多，在能量流動過程中消耗的能量就越多。P51旁欄思考：食物鏈上一般不超過五個營養(yǎng)級，這是為什么？

玉米蝗蟲青蛙蛇老鷹各個營養(yǎng)級的生物都會因消耗掉大部分能量，只有一小部分能夠被下一營養(yǎng)級的生物利用，流到第五營養(yǎng)級時，余下的能量很少，甚至不足以養(yǎng)活一個種群，因此食物鏈一般不超過五個營養(yǎng)級。任何生態(tài)系統(tǒng)都需要不斷得到來自系統(tǒng)外的能量補(bǔ)充，以便維持生態(tài)系統(tǒng)的正常功能。如果一個生態(tài)系統(tǒng)在一段較長時期內(nèi)沒有能量（太陽能或化學(xué)能）輸入，這個生態(tài)系統(tǒng)就會崩潰。一、生態(tài)系統(tǒng)能量流動3.特點(diǎn)學(xué)科交叉

與物理學(xué)的聯(lián)系根據(jù)熱力學(xué)第二定律，在封閉系統(tǒng)中，隨著時間的推移，無序性將增加。生命系統(tǒng)是開放系統(tǒng)，可以通過獲取能量來維持系統(tǒng)的有序性。熱力學(xué)第一定律：熱力學(xué)第二定律：能量不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，能量可以由一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。在封閉的系統(tǒng)中，一切過程都伴隨著能量的改變。

不矛盾。能量在流動過程中逐級遞減，指的是流入各個營養(yǎng)級的能量。能量守恒定律可以用于衡量流入某個生態(tài)系統(tǒng)的總能量，總能量=儲存在生態(tài)系統(tǒng)(生物體的有機(jī)物)中的能量+被各個營養(yǎng)級的生物利用、散發(fā)至非生物環(huán)境中的能量。因此，雖然能量在流動過程中逐級遞減，但總能量依然遵循能量守恒定律。P56思考：能量在流動過程中逐級遞減，與能量守恒定