3.2生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)第2課時(shí)課件高二上學(xué)期生物人教版選擇性必修2

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(dòng)第2課時(shí)【本節(jié)聚焦】能量在生態(tài)系統(tǒng)中是怎樣流動(dòng)的？怎樣理解生態(tài)金字塔？研究能量流動(dòng)有什么實(shí)踐意義？一、“拼圖法”分析能量流動(dòng)過程【疑難突破】1.輸入第一營養(yǎng)級的能量(W1)分析2.輸入第二營養(yǎng)級的能量(第二營養(yǎng)級的同化量)D1=3.從第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率是

A2+B2+C2+D2D1/W1×100%生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)過程中的相關(guān)最值計(jì)算分析下圖食物網(wǎng)，進(jìn)行相關(guān)計(jì)算：1.如果A增重1kg，C最多增重多少千克，最少增重多少千克？解析①C增重最多，按最短食物鏈，最高傳遞效率：1kg×20%×20%＝1/25kg②C增重最少，按最長食物鏈，最低傳遞效率：1kg×10%×10%×10%×10%＝1/10000kg。答案1/25kg；1/10000kg二、生態(tài)系統(tǒng)中能量傳遞效率的相關(guān)計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)過程中的相關(guān)最值計(jì)算分析下圖食物網(wǎng)，進(jìn)行相關(guān)計(jì)算：2.如果C增重1kg，至少需消耗A多少千克，最多需消耗A多少千克？解析

如果C增重1kg，①消耗A最少，按最短食物鏈、最高傳遞效率：1kg÷20%÷20%＝25kg。②消耗A最多，按最長食物鏈、最低傳遞效率：1kg÷10%÷10%÷10%÷10%＝10000kg。答案25kg；10000kg。生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)過程中的相關(guān)最值計(jì)算分析下圖食物網(wǎng)，進(jìn)行相關(guān)計(jì)算：3.如果C從B、F中獲得的能量比為3∶1，C增重1kg，則最少需要消耗A多少千克？解析

消耗A最少，按最高傳遞效率計(jì)算：沿食物鏈A→B→C逆推：3/4kg÷20%÷20%＝75/4kg沿食物鏈A→D→E→F→C逆推：1/4kg÷20%÷20%÷20%÷20%＝625/4kg答案175kg1.若能量分配比例未知，計(jì)算某一生物獲得的最多(或最少)的能量(1)正推——知低營養(yǎng)級求高營養(yǎng)級①獲能量最多→選最短食物鏈，按×20%計(jì)算。②獲能量最少→選最長食物鏈，按×10%計(jì)算。(2)逆推——知高營養(yǎng)級求低營養(yǎng)級①需能量最多→選最長食物鏈，按÷10%計(jì)算。②需能量最少→選最短食物鏈，按÷20%計(jì)算。2.若能量分配比例和能量傳遞效率已知，則先根據(jù)題意寫出相應(yīng)的食物鏈，再根據(jù)能量傳遞效率、不同食物鏈獲得的能量比例，對每一條食物鏈上的能量進(jìn)行計(jì)算，最后根據(jù)題意相加即可。二、生態(tài)系統(tǒng)中能量傳遞效率的相關(guān)計(jì)算【疑難突破】1.幫助人們將生物在時(shí)間、空間上進(jìn)行合理配置，增大流入某個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量。間作套種多層育苗稻—萍—蛙

二、研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義充分地利用了空間和資源，獲得了更大的收益。2.幫助人們科學(xué)規(guī)劃和設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。

能量利用率≠能量傳遞效率糞便制作沼氣用秸稈作飼料

二、研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義實(shí)現(xiàn)能量多級利用，從而大大提高能量的利用率3.幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?。稻田除草、除蟲等。合理確定草場的載畜量

二、研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義牲畜過少，不能充分利用牧草所提供的能量；牲畜過多，就會造成草場的退化，使畜產(chǎn)品的產(chǎn)量下降。

二、研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義我國古代就已發(fā)展出“桑基魚塘”生產(chǎn)方式：利用桑葉喂蠶，蠶沙(蠶糞)養(yǎng)魚，魚塘泥肥桑，在桑、蠶、魚之間形成良性循環(huán)。請從生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)特點(diǎn)出發(fā)，分析這種設(shè)計(jì)的合理性。分析：從人類所需出發(fā)，通過對能量的多級利用，充分利用流經(jīng)各營養(yǎng)級的能量，提高能量的利用率，提高生產(chǎn)效益。對于賽達(dá)伯格湖，利用紙板或橡皮泥等材料，紙板面積或橡皮泥體積可用于表示輸入一個(gè)營養(yǎng)級的能量數(shù)值大小，由低到高，可形成什么樣的圖形？464.662.812.6能量金字塔1.什么是能量金字塔？有何特點(diǎn)及意義？2.什么是生物量金字塔？有何特點(diǎn)及意義？3.在什么情況下，生物量金字塔可能是上寬下窄倒置的金字塔形？4.什么是數(shù)量金字塔？有何特點(diǎn)及意義？5.在什么情況下，數(shù)量金字塔可能是上寬下窄倒置的金字塔形呢？三、生態(tài)金字塔閱讀P57-58，思考：三、生態(tài)金字塔1.能量金字塔：(1)含義：如果將單位時(shí)間內(nèi)各營養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)面積（或體積）的圖形，并將圖形按照營養(yǎng)級的次序排列，可形成一個(gè)金字塔圖形，叫作能量金字塔。高低高低能量營養(yǎng)級(2)特點(diǎn)：某個(gè)湖泊生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔示意圖第四營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第一營養(yǎng)級由于能量在流動(dòng)過程中總是逐級遞減的，因此能量金字塔通常都是上窄下寬的金字塔形(正置)直觀地反映出生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級間能量的關(guān)系(3)意義：營養(yǎng)級第四營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第一營養(yǎng)級干重g/m21.51137809一般來說植物的總干重通常大于植食性動(dòng)物的總干重，而植食性動(dòng)物的總干重也大于肉食性動(dòng)物的總干重。三、生態(tài)金字塔2.生物量金字塔：（1）含義：將單位時(shí)間內(nèi)各營養(yǎng)級的生物量（每個(gè)營養(yǎng)級所容納的有機(jī)物的總干重）的數(shù)值，轉(zhuǎn)換為相應(yīng)面積(或體積)的圖形，由低到高繪制成圖，可形成一個(gè)金字塔圖形。(2)特點(diǎn)：大多也是上窄下寬的金字塔形（正置）在海洋生態(tài)系統(tǒng)中，由于生產(chǎn)者（浮游植物）的個(gè)體小，壽命短，又會不斷地被浮游動(dòng)物吃掉，所以某一時(shí)刻調(diào)查到的浮游植物的生物量可能低于浮游動(dòng)物的生物量。（如右圖）當(dāng)然，總的來看，一年中浮游植物的總的生物量還是比浮游動(dòng)物的要多。思考：生物量金字塔在什么情況下，可能是上寬下窄倒置的金字塔形呢？如把各個(gè)營養(yǎng)級的數(shù)量用繪制能量金字塔的方式表示，是否也成金字塔形？有沒有例外？漢水丑生侯偉作品數(shù)量金字塔能量金字塔昆蟲鳥樹1樹＞1000昆蟲若干只鳥1樹3.數(shù)量金字塔(1)含義：將單位時(shí)間內(nèi)個(gè)營養(yǎng)級的生物個(gè)體的數(shù)目，轉(zhuǎn)換為相應(yīng)面積(或體積)的圖形，由低到高繪制成圖，可形成一個(gè)金字塔圖形，叫做數(shù)量金字塔。高低高低數(shù)量營養(yǎng)級(2)特點(diǎn)：一般為上寬下窄的金字塔形（正置）三、生態(tài)金字塔營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第一營養(yǎng)級個(gè)體數(shù)量鼠草鼬第三營養(yǎng)級營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第一營養(yǎng)級個(gè)體數(shù)量昆蟲樹如果消費(fèi)者的個(gè)體小而生產(chǎn)者的個(gè)體大，則會呈現(xiàn)倒置金字塔。類型項(xiàng)目能量金字塔數(shù)量金字塔生物量金字塔形狀特點(diǎn)通常為正金字塔形一般為正金字塔形，有時(shí)會出現(xiàn)倒金字塔形大多為正金字塔形象征含義能量在沿食物鏈流動(dòng)過程中逐級遞減一般情況下，生物個(gè)體數(shù)量在食物鏈中隨營養(yǎng)級升高而減少一般情況下，生物量在食物鏈中隨營養(yǎng)級升高而減少每一階含義食物鏈中每一營養(yǎng)級生物所同化的能量每一營養(yǎng)級生物個(gè)體的數(shù)目每一營養(yǎng)級所容納的有機(jī)物的總干重特殊形狀無如人工養(yǎng)殖的魚塘，生產(chǎn)者的生物量可以小于消費(fèi)者的生物量如一棵樹與樹上昆蟲及鳥的數(shù)量關(guān)系：三、生態(tài)金字塔人口數(shù)量日益增長，會要求低營養(yǎng)級有更多的能量流入人類所處的營養(yǎng)級，也就是說，人類所需要的食物會更多，將不得不種植或養(yǎng)殖更多的農(nóng)畜產(chǎn)品，會給地球上現(xiàn)有的自然生態(tài)系統(tǒng)帶來更大的壓力。P57思考人類位于食物鏈的頂端，從能量金字塔來看，人口數(shù)量日益增長，這會對地球上現(xiàn)有的生態(tài)系統(tǒng)造成什么影響？思維訓(xùn)練：分析和處理數(shù)據(jù)1926年，美國一位生態(tài)學(xué)家研究了一塊玉米田的能量流動(dòng)情況，得到如下數(shù)據(jù)。1.這塊田共收割玉米約10000株，質(zhì)量為6000kg。通過對玉米植株的化學(xué)成分進(jìn)行分析，計(jì)算出其中共含碳2675kg。2.據(jù)他估算，這些玉米在整個(gè)生長過程中，通過細(xì)胞呼吸消耗的葡萄糖共2045kg。3.1kg葡萄糖儲存1.6×104kJ能量。4.在整個(gè)生長季節(jié)，入射到這塊玉米田的太陽能總量為8.5×109kJ。葡萄糖為：（12+18）/12×2675=6687.5kg儲存的能量為：6687.5×1.6×104=1.07×108KJ2.這些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？2045×1.6×104KJ=3.272×107KJ1.這些玉米的含碳量折算合成葡萄糖是多少？這些葡萄糖儲存的能量是多少？3.這些玉米在整個(gè)生長季節(jié)所固定的太陽能總量是多少？呼吸作用消耗的能量占所固定太陽能的比例是多少？玉米固定的太陽能總量是：1.07×108+3.272×107=1.3972×108KJ呼吸消耗能量占固定太陽能的比例為：3.272×107/1.3972×108=23.4％4.這塊玉米田的太陽能利用效率是多少？利用效率：1.3972×108/8.5×109=1.64%一、概念檢測1.（1）√（2）×

（3）√2.C3.B練習(xí)與應(yīng)用二、拓展應(yīng)用1.下圖是兩個(gè)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的模式圖。圖a中農(nóng)作物為人類提供的食物、為家禽和家畜提供的飼料，都與圖b相同。（1）分析這兩幅圖，完成這兩個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)圖解（2）哪個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的能量能夠更多地被人類利用？為什么？圖b所示生態(tài)系統(tǒng)中流向分解者的能量，還有一部分可以以生活能源或食物中化學(xué)能的形式被人類再度利用，因此，該生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了能量的多級、充分利用，提高了能量的利用率。圖a圖b漢水丑生侯偉作品2．將一塊方糖放入水中，方糖很快就會溶解，消失得無影無蹤。溶解在水中的方糖還能再自行變回原來的形狀嗎？為什么？生活在水中的硅藻，它們能利用溶解在水中的硅化物制