資源簡介

(共34張PPT)
選擇性必修2
第3章生態系統及其
穩定性
第2節生態系統的能量流動
高 中 生 物 學第 1課時能量流動的過程及特點
(2019人教版)
生物為什么能夠生長呢
生態系統能量流動的過程
能量流動的概念
生態系統中能量的 輸 入、 傳遞、 轉化 和 散失 的過程
初級
消費者
分解者
傳遞、轉化
次級
消費者 輸出 熱
能
生產者
太陽能
輸入
能量流動的概念
思考：能量輸入、傳遞、轉化和散失的過程如何
“輸入”一綠色植物通過光合作用固定太陽能是能量輸入主要途徑
“傳遞”一能量沿食物鏈和食物網的營養級逐級傳遞
“轉化”一太陽能 光合作用有機物中的化學能呼吸作用熱能
“散失”一通過呼吸作用以熱能形式散失
若為人工生態系統，流經生態系統的總能量除生產者固定的太陽 能總量，還有人工補充的能量 (例如飼料中有機物中的化學能)
科學方法：研究能量流動的基本思路
>能量流經一個種群的情況，如果以個體為研究，圖示如下：
個 體 1
能量輸入 個體2
個體3
儲存在體內的能量
呼吸作用散失的能量 儲存在體內的能量
呼吸作用散失的能量
儲存在體內的能量
呼吸作用散失的能量
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。
科學方法：研究能量流動的基本思路
>如果以種群為研究對象，則可以概括成下圖形式：
能量輸入 種群 能量儲存
能量散失
能量流動的渠道為食物鏈，可能因為食物網的復雜性而影響結果的準確性。
> 將 某營養級看做一個整體，可以更精確測量每個營養級的輸入輸出。
能量輸入 某一個營養級 能量儲存
能量散失
呼吸
122.6
96.3
18.8
植食性動物
62.8
2.1 29.3 微量 5.0
12.5
分解者
14.6
思 考 ：
1. 該生態系統的能量從哪 里來
2. 當年該湖中的生產者固 定了多少太陽能 由生產 者流入植食性動物的能量 有多少 沒有流入植食性 動物體內的能量有哪些去 向
3. 生產者固定的能量與能 量的流出是否相等
能量流動的過程
肉食性動物
12.6
未利用 327.4
生產者 464.7
293.1
62.8
12.6
7.5
生產者體內的能量來源及最
終的能量去向分別是
來源：生產者光合作用固定
的 太 陽 能
去 向 ：
①呼吸作用中以熱能的形式 散 失 ；
②隨殘枝敗葉等被分解者分 解而釋放出來；
③流入初級消費者
1% 呼吸作用
生產者 用于生長
( 植 物 ) 發育和繁殖
殘枝| 敗葉
分解者利用
能量流動的過程
1. 能量流經第一營養級示意圖
散失
散失
99%
初級消費者體內的能量來源及最終 的能量去向分別是
來源：初級消費者同化的能量
去 向 ：
①呼吸作用中以熱能的形式散失；
②以遺體殘骸的形式被分解者利用；
③流入次級消費者(②③屬于用于 自身生長、發育和繁殖的能量)
能量流動的過程
2. 能量流經第二營養級示意圖
糞便 初級消費者
同化
用于生長 發育和繁殖
次級消費者 同化
攝入
初級消費者
哪
散失
哪
散失
分解者利用
遺體 殘骸
合作探究
1.攝入量指動物取食的總量，即食物總量；同 化量是指該動物經過消化和吸收后轉化為自 身的能量?；卮鹣铝袉栴}：
(1)請寫出攝入量和同化量之間的關系。
同化量=攝入量一糞便量(或攝入量=同化量 +糞便量)。
(2)輸入初級消費者的能量是哪部分 初級消 費者糞便中的能量屬于哪個營養級
輸入初級消費者的能量是初級消費者同化的
能 量 。
初級消費者糞便中的能量屬于第一營養級。
(3)圖中分解者利用的能量來自哪個營養級
第一營養級和第二營養級
遺體用于生長、發育和 殘骸 繁殖
次級消費者(攝入)
散失
初級消費者(攝入)
初級消費者(同化)
利 用呼吸作用
吸 作 賜 失
分解者
糞便
最高營養級體內的能量去向 與其 他營養級能量去向的差異
最高營養能量的去向：
①呼吸作用中以熱能的形式散失； ②以遺體殘骸的形式被分解者利 用；
最高營養級沒有流入下一營養級 的能量去向
最高營養級
攝入
最高營養級
同化
M 哪
用于生長
發育和繁殖 散失
能量流動的過程
3.能量流經最高營養級示意圖
哪嘴
V
散失
分解者利用
遺體 殘骸
糞便
丁
(1)補充圖中甲~丁代表的內容：
甲 ：生產者 (綠色植物);乙：呼吸作用 ；丙：分解者 ;丁：呼吸作用。
(2)據圖總結流入每一營養級的能量最終去向：
①通過自身呼吸作用以 熱能形式散失。
②被下一營養級_同化(最高營養級除外)。
③被 _分解者分解利用。
據圖分析，流入各營養 級(最高營養級除外)的 能量的去路：
能量流動的過程
4.生態系統能量流動示意圖
甲
圖 示
初級消費、 者(植食性 動物
三級消費 者(肉食性 動物)
次級消費
者(肉食性
動物
刀 乙
植物) 動物) 動物) 動物) ④
分解者
呼吸作用
(1)輸入該生態系統的總能量是什么
輸入該生態系統的總能量是生產者固定的太陽能。
(2)生態系統中能量傳遞的形式和渠道分別是什么
生態系統中能量傳遞的形式是有機物中的化學能 渠道是食物鏈和食物網
合作探究
根據生態系統能量流動的示意圖回答下列問題：
呼吸作用 呼吸作用 呼吸作用 呼吸作用
次級消費) 三級消費 者(肉食性 者(肉食性
初級消費 者(植食性
生產者 (綠色
③
①
②
a 生產者 初級消費者 d 次級 費者 f 二級消費者
(植物) C (植食動物) (肉食動物) (肉食動物)
分解者
呼吸作用
3)次級消費者糞便中的能量屬于哪個營養級 包含在哪個箭頭中
第二營養級 e
(4)圖中ifg 箭頭的能量總和代表什么 與哪個箭頭代表的能量相等
次級消費者的同化量 d
(5)在短時間內，生物一定會死亡或者被捕食嗎
不一定；因此短時間內的能量去向還應加上未被利用的部分
消
i
能量流動的過程
呼吸作用 呼吸作用 呼吸作用 呼吸作用
e 9 h
源頭：太陽能
流經生態系統總能量：生產者固定的太 陽能總量
途徑：食物鏈和食物網
形式：有機物中的化學能
太陽能 → 有機物中的化學能 → 熱能 過程：呼吸作用
形式：最終以熱能形式散失
歸納提升
1.能量流動的過程
輸入
傳遞
轉化
散失
[辨正誤]
1.能量通過光合作用和化能合成作用輸入生態系統，通過呼吸作用輸出 生態系統。( √ )
2.能量在生態系統的食物鏈中是以熱能的形式流動的。( × )
3.生態系統相對穩定時無能量的輸入和散失。( )
4.第三營養級生物產生糞便中的能量屬于該營養級的同化量。( )
糞便量 20 分解者利用
(1)第一營養級流向分解者的能量是20J/(cm .a)( × )
(2)第二營養級用于生長、發育和繁殖的能量是50J/( cm .a)( × )
(3)第三營養級同化的能量是15J/(cm .a)( × )
[辨正誤]
5.下圖為能量流經某生態系統第二營養級的示意圖：
50 呼吸作用
生長發
30 15
育繁殖
散失
次級消費 者攝入量
初級消費 者攝入量
1 00
a
e 散失
同化量
b
【學以致用】
1. (2024 · 山東德州期末)生態系統的能量流動指的是生態系統中能量的輸入、傳遞、 轉化和散失的過程，下列有關說法正確的是( B )
A.輸入生態系統的能量就是生產者固定的太陽能的總量
B.能量以有機物中化學能的形式在食物網中傳遞
C.能量散失的過程是“光→生產者→消費者→分解者”
D.生態系統中能量最終通過分解者的分解作用，以熱能的形式散失
J/(cm ·a)], 據圖分析，有關說法正確的是( D )
A.該生態系統第二營養級同化的能量是100 J/(cm ·a)
B.第二營養級流向分解者的能量為20 J/(cm a)
100
C.第二營養級的同化量有50%通過呼吸作用以熱能
形式散失了
D.C 表示用于第二營養級生長、發育和繁殖的能量，
其中流入第三營養級的能量低于15 J/(cm .a)
【學以致用】
2.(2024 · 安徽蕪湖期末)下圖表示能量流經某生態系統第二營養級示意圖[單位
散失
次級消費 者攝入
散失
A B
20
D
C
E
50
30
15
生態系統能量流動的特點
02
能量流動的特點
資料：1941年美國耶魯大學生態學家林德曼對50萬平方米的天然湖泊---賽
分解者
14.6
2.1
植食性動物 62.8
太陽能
生產者 464.6
12.5
62.8
96.3
達伯格湖的能量流動進行了定量分析。
肉食性動物
12.6
7.5
呼吸作用 122.6
未利用 327.3
未 固 定
微量
29.3
5.0
12.6
18.8
293
合作探究
閱讀教材P56 “思考 · 討論”,分析賽達伯格湖的能量流動，回答下列問題。
討論1: 在各營養級能量的去路中，為什么會出現“未利用”的能量
林德曼對賽達伯格湖能量流動是定時研究， “ 未利用”的能量是指在所研究的 時間段內未被自身呼吸作用消耗，也未被后一個營養級和分解者利用的能量。 若進行不定時研究， “未利用”的能量最終會被利用掉，能量去路中就不會再
存在“未利用”。
流入 呼吸作用
生產者 464.6 96.3
植食性動物 62.8 18.8
肉食性動物 12.6 7.5
能量流動過程中逐級遞減
合作探究
分解者利用
12.5
2.1
微量
未利用
293
29.3
5.0
討論2:用表格的形式，將圖中的數據進行整理。
流出
62.8 12.6
流入 呼吸作用 分解者利用 暫未利用 流出
流出/流入
生產者 464.6 96.3 12.5 293 62.8
13.52%
植食性動物 62.8 18.8 2.1 29.3 12.6
20.06%
肉食性動物 12.6 7.5 微量 5.0
合作探究
討論3.計算“流出”該營養級能量占“流入”該營養級能量的百分比。
注意：能量在相鄰兩個營養級間的傳遞效率為_10 %~20% 。
一、二營養級間的 第二營養級同化量 ×100% 能量傳遞效率 = 第一營養級同化量
合作探究
討論4.流入某一營養級的能量，為什么不能百分之百地流入下一營養級
流入某一營養級的能量除了流入下一營養級的之外，還有：該營養級呼吸 作用散失、分解者利用、未被利用的能量，所以不能百分之百地流入下一 營 養 級 。
討論5.通過以上分析，你能總結出能量流動有什么規律
生態系統中的能量流動是單向的；能量在流動過程中逐級遞減。
討論6.能量能否從植食性動物流向生產者 流出某生態系統的能量能否再回 到這個生態系統中來 為什么
不能。生物之間食物關系是不可逆轉的；生產者不能利用生物呼吸散失的 熱 能 。
捕食與被捕食關系不能逆轉
熱能不能再利用
呼吸作用散失一部分
分解者利用一部分
未利用的部分
思考：為什么一般的食物鏈上營養級不會多于5個
能量沿著食物鏈的流動是逐級遞減的，且傳遞效率是10%～20%。
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。
能量流動的特點
1、單向流動
2、逐級遞減
導致
導 致
【學以致用】
3.下列有關生態系統中能量流動的敘述，正確的是( C )
A.兔子吃了1 kg的草，則這1 kg草中的能量就流入了兔子體內
B.一只狼捕食了一只兔子，則這只兔子中約有10%～20%的能量流入狼 的體內
C.生產者通過光合作用合成有機物，能量就從非生物環境流入生物群落
D.生態系統的能量是伴隨著物質循環而被循環利用的
【 學 以 致 用 】
4. (多選)(2024 ·河北石家莊高二檢測)某同學繪制了如圖所示的能量流動圖解(其中 W 為生產者固定的太陽能),下列說法正確的是(AD)
B.B 是初級消費者用于生長、發育和繁殖的能量
C.C 包含初級消費者糞便中流向分解者的能量
D.生產者固定的太陽能還可表示為A +A +B +B +C +C +D
生產者 初級消費者
A.由第一營養級到第二營養級的能量傳遞效率
隨堂檢測
1.(多選)關于草原生態系統能量流動的敘述，正確的是( ABC )
A.能量流動包括能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程
B.分解者所需的能量可來自各營養級生物所儲存的能量
C.生態系統維持正常功能需要不斷得到來自系統外的能量
D.生產者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一營養級
隨堂檢測
2.在一個生態系統中，草食動物所同化的能量等于( C )
A.生產者固定的太陽能的總量
B.生產者固定的太陽能的總量減去生產者的呼吸散失的能量
C.被草食動物吃了的植物所含的能量減去糞便等排遺物中的能量
D.用于草食動物的生長、發育、繁殖等生命活動所需的能量
隨堂檢測
3.(多選)在某草原生態系統能量流動過程中，假設羊攝入的能量為n, 羊糞便中
的能量為36%n, 呼吸作用散失的能量為48%n, 則( AB )
A.羊同化的能量為64%n
B.儲存在羊體內的能量為16%n
C.由羊流向分解者的能量為16% n
D.由羊流向下一營養級的能量為64% n
C.草食性動物和肉食性動物①之間的能 量傳遞效率為10%
D.正常情況下，肉食性動物②同化量最 大為4.5×106
隨堂檢測
4.(2 024 ·廣東高州期末)某生態系統部分營養成分之間的關系及營養級的部分能量
A.草食性動物糞便中的能量有0.3×109
B.X 表示的是呼吸量，以熱能的形式散 失
X X
肉食性 肉食性
動物① 動物②
攝入量3.44×107
同化量2.25×107
呼吸量2.18×107
值(單位：J·m-2.a-1) 如圖，下列敘述錯誤的是( C
)
X X
草食性 動物
攝入量1.05×10 同化量7.50×10 呼吸量7.15×10
太陽
草
隨堂檢測
5.2 024 ·貴州貴陽期末)如圖是某生態系統一條食物鏈中的三個種群一年內能量流
動統計的部分數據。下列有關敘述錯誤的是( D )
A.三個種群構成的食物鏈是Ⅱ→ I→Ⅲ
B.不同營養級之間的能量流動以有機物為載體
C.種群I 用于生長發育繁殖的能量是6.0×10 kJ
D.種群Ⅱ全部個體的呼吸消耗能量為5.45×107kJ
□種群I
□種群Ⅱ
□種群Ⅲ
41.5
2.5 1.2
未利用
80.0F
60.0
20.05. 3.0
1l1.0
8
同化作用呼吸作用

9.0 1.8
能 量 值 ( × 1
0 ° k J )

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