資源簡介

(共29張PPT)
如圖為非洲某草原生態系統的食物網
1.該食物網中共有 條食物鏈，沒有體現的成分 。
2.獅子在這個食物網中占據 營養級
3.獅子和野狗的關系是 。
4.蛇的數量減少，獅子的數量 。
5.消費者作用 。
6.分解者作用 。
捕食和種間競爭
不會發生明顯的變化
5
第三、第四、第五
分解者、非生物的物質和能量
加快生態系統中的物質循環 利于植物的傳粉和種子的傳播
將動植物遺體和動物的排遺物中的有機物分解成無機物
非生物物質和能量
生產者
消費者
分解者
捕食關系
組成成分
營養結構
食物鏈（網）
生態系統的結構
知識回顧
物質循環和能量流動的渠道
生態系統的功能
能量流動
物質循環
信息傳遞
第2節 生態系統的能量流動
（第一課時）
本節聚焦:
什么是生態系統能量流動？
能量在生態系統中是怎樣流動的？
能量流動的特點
第3章 生態系統及其穩定性
假設你像小說中的魯濱遜那樣，流落在一個荒島上，只有一只母雞、15kg玉米可以食用，那么使自己活的最長的方法是：
A.先吃雞，再吃玉米。
B.先吃玉米，同時用一部分玉米喂雞，吃雞產下的蛋，最后吃雞。
流落荒島
思考：生態系統能量流動的渠道是什么？快速寫出這兩種策略能量流動的具體渠道。
玉米
雞
人
玉米
雞
人
問題探討
能量輸入
個體1
儲存在體內的能量
呼吸作用散失的能量
個體2
儲存在體內的能量
呼吸作用散失的能量
個體3……
能量儲存
種群
能量散失
能量輸入
將這些個體作為一個整體來研究
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，數據可能不準確；不同個體間差異過大。
某營養級
將一個營養級的所有種群作為一個整體
研究能量流動的基本思路
科學方法：
以種群為研究對象，可能因為食物網的復雜性而影響結果的準確性。
可以比較精確地測量每一個營養級能量的輸入值和輸出值。
以營養級為研究對象
要以什么為單位研究能量流動？
輸入

—
源頭： .
起點： 。
流經生態系統的總能量： .
途徑： 。
傳遞

轉化

散失
—
—
—
途徑： .
形式： .
形式： .
途徑： .
太陽能→有機物中的 →熱能
太陽能
生產者固定的全部太陽能
食物鏈和食物網
有機物中的化學能
化學能
熱能
呼吸作用
一、能量流動的概念
思考：人工魚塘需要投喂飼料，此時流入魚塘生態系統的總能量如何表示？
還有人工投入的
有機物中的化學能。
生態系統中能量的______、_____、______和______的過程，稱為生態系統的能量流動。
輸入
傳遞
轉化
散失
思考：輸入生態系統的的能量來源是什么？沿著什么渠道進行傳遞？以什么形式傳遞？最終以什么形式散失？
光合作用（主要）、化能合成作用
從生產者固定太陽能開始
二、能量流動的過程
任務1：構建能量流經第一營養級的概念模型
精讀（達到背誦程度）課本55頁第一、二段：
1.地球上幾乎所有生態系統的能量都來自哪里？這些能量是如何輸入生態系統的？
2.輸入第一營養級的能量有幾個去路？分別是什么？
3.植物用于自身生長、發育、繁殖的能量有幾個去路？分別是什么？
4.初級消費者攝入的能量全部轉化為自身的能量了嗎？攝入的能量去路有幾個？分別是什么？
5.某一營養級的“糞便”中能量應屬于誰的同化量？
6.結合營養級能量的去路，構建出能量流經生態系統的過程模型。
99%
散失
1%
固定(同化)
生產者所固定的全部太陽能
用于生長
發育和繁殖
初級消費者攝入
（植食性動物）
分解者利用
殘枝 敗葉
呼吸作用
散失
生產者同化量
（固定量）
呼吸作用以熱能形式散失
自身生長、發育和繁殖的能量 （儲存于生物體內的能量）
分解者利用
流入下一營養級
任務1：構建能量流經第一營養級的概念模型
（生產者同化量）
糞便
流入初級消費者
（初級消費者同化）
未利用（定時）
未被利用的
“未被利用”是指在一定時間內，未被自身呼吸作用消耗，也未被下一營養級和分解者利用的能量。
同化作用是指生物體把從外界環境中獲取的營養物質轉變成自身物質，并且儲存能量的過程
二、能量流動的過程
任務2：構建能量流經第二營養級的概念模型
精讀（達到背誦程度）課本55頁第一、二段：
1.地球上幾乎所有生態系統的能量都來自哪里？這些能量是如何輸入生態系統的？
2.輸入第一營養級的能量有幾個去路？分別是什么？
3.植物用于自身生長、發育、繁殖的能量有幾個去路？分別是什么？
4.初級消費者攝入的能量全部轉化為自身的能量了嗎？攝入的能量去路有幾個？分別是什么？
5.初級消費者的“糞便”中能量應屬于誰的同化量？
6.結合營養級能量的去路，構建出能量流經生態系統的過程模型。
初級消費者
攝入
次級消費者
攝入
散失
遺體
殘骸
分解者利用
糞便
散失
…
...
初級消費者
同化
用于生長
發育和繁殖
呼吸作用
呼吸作用
小練習：大象是植食性動物，有一種蜣螂則專門以象糞為食，設大象在某段時間所同化的能量為107kJ，則這部分能量中流入蜣螂體內的約為
A.0kJ B.106kJ C.2×106kJ D.106～2×106kJ
任務2：構建能量流經第二營養級的概念模型
思考：
1.真正流入初級消費者體內的能量是攝入量還是同化量？攝入量與同化量的關系？
2.糞便中的能量屬于初級消費者同化量嗎？
3.分析初級消費者同化量的去路
屬于生產者（上一營養級）的同化量
（流入、輸入）同化量=攝入量-糞便量
分解者利用
呼吸作用散失
用于生長、發育和繁殖
流入下一個營養級
未被利用部分
二、能量流動的過程
精讀（達到背誦程度）課本55頁第一、二段：
1.地球上幾乎所有生態系統的能量都來自哪里？這些能量是如何輸入生態系統的？
2.輸入第一營養級的能量有幾個去路？分別是什么？
3.植物用于自身生長、發育、繁殖的能量有幾個去路？分別是什么？
4.初級消費者攝入的能量全部轉化為自身的能量了嗎？攝入的能量去路有幾個？分別是什么？
5.初級消費者的“糞便”中能量應屬于誰的同化量？
6.結合營養級能量的去路，構建出能量流經生態系統的過程模型。
任務3：構建生態系統能量流動的概念模型
生產者
（綠色植物）
初級消費者（植食性動物）
次級消費者（肉食性動物）
三級消費者（肉食性動物）
呼吸作用
呼吸作用
呼吸作用
呼吸作用
分 解 者
呼吸作用
(1)輸入該生態系統的總能量是什么？
任務3：構建生態系統能量流動的概念模型
二、能量流動的過程
（不定時）
1
2
1
呼吸作用消耗a
（2）每一營養及同化量
流入下一營養級e
被分解者利用f
未利用 g
屬于用于自身生長、發育和繁殖的部分b
a＋b或a＋e＋f＋g
最高營養級沒有這一去向
3
4
(3)初級消費者糞便中的能量屬于以上哪個箭頭的部分？
(4)哪些或哪個箭頭代表初級消費者的同化量？
①或②＋③＋⑤
(5)哪些箭頭代表初級消費者用于生長、發育和繁殖的能量？
①－③或②＋⑤
④
（6)每個箭頭及箭頭的方向大小、菱形方塊的大小代表什么含義？
能量單向流動，逐級遞減
每一營養級流向分解者的能量=該營養級的遺體和下一營養級的糞便
①
④
③
②
⑤
隨營養級的升高，能量越來越少。
易錯點訓練：
生態系統能量流動的分析
下圖為能量流經某生態系統第二營養級的示意圖：
（1）第二營養級同化的能量是 。
（2）第二營養級用于生長、發育和繁殖的能量是 。
（3）輸入第三營養級的能量是 。
初級消費
者攝入量
糞便量
同化量
呼吸作用
生長發
育繁殖
分解者
80
30
不知道
易錯點訓練：
生態系統能量流動的分析（拼圖法）
W1 生產者固定能量
（同化、流入、輸入）
自身呼吸作用消耗
流向分解者
未利用
流向下一
營養級
C1流向分解者=
1.生產者的同化量： 。
2.生產者用于生長發育繁殖的能量： 。
3.初級消費者的同化量： 。
4.初級消費者用于生長發育繁殖的能量： 。
W1或A1+B1+C1+D1
W1-A1或B1+C1+D1
D1或A2+B2+C2+D2
D1-A2或B2+C2+D2
遺體+下一級糞便
某同學繪制了如圖所示的能量流動圖解，下列敘述正確的是
A.生產者固定的總能量可表示為A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2
B.初級消費者用于生長、發育和繁殖的能量為B2＋D2
C.初級消費者攝入的能量為A2＋B2＋C2
D.W1＝D1＋D2
√
典題應用
分析賽達伯格湖的能量流動
思考.討論
Raymond Lindeman
賽達伯格湖位于美國明尼蘇達州的賽達伯格沼澤自然保護區，是一個高原湖泊，深1米，面積為14480平方米，湖岸線長500米 。湖底深度一致、性質均一，沒有大的波浪。
優點：小、簡單、穩定
林德曼對賽達伯格湖能量流動做了定量分析
三、能量流動的特點
三、能量流動的特點
思考：
1.流入（輸入）該生態系統的總能量？
2.圖中62.8、12.6代表攝入量還是同化量？
3.植食性動物糞便中的能量屬于12.5還是2.1？
4.圖中2.1指的是什么？包括哪幾部分？
5.請計算每個營養級能量的來源和去向，說明是否遵循能量守恒定律？
464.6
同化量
12.5
植食性動物的遺體和肉食性動物的糞便
生：來（464.6）=去（96.3+62.8+12.5+293）
植：來（62.8）=去（18.8+12.6+2.1+29.3）
營養級 流入能量 流出能量 (輸入下一營養級） 出入比
生產者
植食性動物
肉食性動物 —— ——
464.6
62.8
12.6
62.8
12.6
13.52%
20.06%
填表計算：
（傳遞效率）
相鄰兩個營養級間的能量傳遞效率如何計算？
判斷：一只狼捕食了一只兔子，則該狼就獲得了這只兔子能量10%~20%
能量傳遞效率大約是：
10%---20%
能量流動的特點021、單向流動①一部分能量呼吸作用消耗②一部分能量未被利用③一部分能量被分解者分解2、逐級遞減①生物之間的捕食關系是長期自然選擇的結果，不可逆轉；②各營養級呼吸作用散失的熱能無法再利用，不能循環流動。為什么食物鏈上一般不超過5個營養級？能量在流動過程中逐級遞減，營養級越多，消耗的能量就越多。 假設你像小說中的魯濱遜那樣，流落在一個荒島上，只有一只母雞、15kg玉米可以食用，那么使自己活的最長的方法是：
A.先吃雞，再吃玉米。
B.先吃玉米，同時用一部分玉米喂雞，吃雞產下的蛋，最后吃雞。
流落荒島
思考：生態系統能量流動的渠道是什么？快速寫出這兩種策略能量流動的具體渠道。
玉米
雞
人
玉米
雞
人
問題探討
選方案A：食物鏈短，能量損耗少，人可以獲得更多能量。
若去除蛇，且狐的數量不變，則草原容納鷹的數量會_______。
增多
能量在流動過程中逐級遞減，與能量守恒定律矛盾嗎？為什么？
不矛盾。能量在流動過程中逐級遞減，指的是流入各個營養級的能量。能量守恒定律可以用于衡量流入某個生態系統的總能量，總能量=儲存在生態系統(生物體的有機物)中的能量+被各個營養級的生物利用、散發至非生物環境中的能量。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。
在任何生態系統都需要不斷得到來自系統外的能量補充，以便維持生態系統的正常功能。如果一個生態系統在一段較長時期內沒有能量（太陽能或化學能）輸入，這個生態系統就會崩潰。
三、能量流動的特點
　實戰訓練　
如圖為生態系統中能量流動圖解部分示意圖(字母表示能量的多少)，下列敘述正確的是（ ）
A.圖中b＝h＋c＋d＋e＋f＋i
B.生產者與初級消費者之間的能量傳遞效率為b/a×100%
C.“草→兔→狼”這一食物鏈中，狼糞便中的能量屬于d
D.縮短食物鏈可以提高能量傳遞效率
生態系統的能量流動
生產者固定的能量
食物鏈和食物網
太陽能→化學能→熱能
單向流動、逐級遞減，
能量傳遞效率為10%~20%
輸入
傳遞
途徑
轉化
散失
熱能形式
過程
特點
Ⅱ. 最少可使鷹增重____kg。
Ⅰ. 最多要消耗草______kg。
Ⅱ. 最少要消耗草 kg。
1
4
① 已知低營養級同化量，求高營養級同化量：
在食物鏈“草→兔→鷹”中，假如現有草100kg，則：
Ⅰ. 最多可使鷹增重____kg。
能量傳遞效率按 來算。
能量傳遞效率按 來算。
×20%
×10%
200
50
② 已知高營養級同化量，求低營養級同化量：
在食物鏈“草→兔→鷹”中，要使鷹增加2kg體重，則：
能量傳遞效率按 來算。
能量傳遞效率按 來算。
÷10%
÷20%
1、能量在食物鏈中傳遞的“最值計算”
Ⅱ. 獲得能量最少：選最 食物鏈；按 計算
Ⅰ. 獲得能量最多：選最 食物鏈；按 計算
短
長
×10%
×20%
如果草有10000kg，鷹最多增加 kg，最少增加 kg。
400
1
（3）能量在食物網中傳遞的“最值計算”
① 已知低營養級同化量，求高營養級同化量
草
鷹
兔
蛇
青蛙
食草昆蟲
Ⅱ. 需最多能量：選最 食物鏈；按 計算
Ⅰ.需最少能量：選最 食物鏈；按 計算
若鷹的體重增加1kg，最少需消耗草____kg，最多消耗草_________kg。
25
10000
短
長
÷10%
÷20%
（3）能量在食物網中傳遞的“最值計算”
② 已知高營養級同化量，求低營養級同化量
草
鷹
兔
蛇
青蛙
食草昆蟲
草
鷹
兔
蛇
青蛙
食草昆蟲

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