生态系统的能量流动公开课特别经典

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1、第五章第五章第二节生态系统能量流动第二节生态系统能量流动温故而知新1.1.生态系统的结构包括哪两方面？生态系统的结构包括哪两方面？2.2.生态系统的成分有哪些？生态系统的成分有哪些？3.3.生态系统的营养结构是什么生态系统的营养结构是什么?生态系统的成分生态系统的成分,食物链和食物网食物链和食物网生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量食物链和食物网食物链和食物网 作为生物与环境组成的统一整体，生作为生物与环境组成的统一整体，生态系统不仅具有一定的结构，而且具有一态系统不仅具有一定的结构，而且具有一定的功能。生态系统的主要功能定的功能。生态系统的主要

2、功能一是生态一是生态系统的能量流动，二是生态系统的物质循系统的能量流动，二是生态系统的物质循环，三是生态系统的信息传递。环，三是生态系统的信息传递。引言：引言：生态系统的能量流动生态系统的能量流动（一）能量流动的概念（一）能量流动的概念:生态系统的能量流动是指生态系生态系统的能量流动是指生态系统中能量的统中能量的输入输入、传递、转化传递、转化和和散散失失过程。过程。1、能量是怎样输入到第一营养级的？2、第一营养级的能量去向：生产者生产者生产者生产者初级消费者初级消费者初级消费者初级消费者次级消费者次级消费者次级消费者次级消费者第一营养级第一营养级第一营养级第一营养级第二营养级第二营养级第二营养

3、级第二营养级第三营养级第三营养级第三营养级第三营养级草草兔子兔子老鹰老鹰一、能量流动的过程一、能量流动的过程草的能量是怎样得来的草的能量是怎样得来的光合作用光合作用(太阳能太阳能 化学能化学能)呼吸消耗呼吸消耗分解者分解分解者分解分解者分解分解者分解供下一营养级摄入供下一营养级摄入供下一营养级摄入供下一营养级摄入草的能量的去向草的能量的去向1 1、小草的能量来自哪里、小草的能量来自哪里?2 2、照射在草地上的太阳能如何被小草、照射在草地上的太阳能如何被小草吸收吸收?这些能量都被小草吸收了吗这些能量都被小草吸收了吗?光合作用光合作用3 3、小草吸收了太阳能后、小草吸收了太阳能后,这些能量有哪这些

4、能量有哪些去向些去向?固定的太阳能固定的太阳能仅仅吸收仅仅吸收1%1%左右。左右。呼吸作用消耗；呼吸作用消耗；被下一营养级的生物所利用；被下一营养级的生物所利用；被分解者所利用；被分解者所利用；未被利用的能量（最终被分未被利用的能量（最终被分解者分解）。解者分解）。流经一个生态系统的总能量，是生产者流经一个生态系统的总能量，是生产者吸收固定的太阳能总量还是照射到这个吸收固定的太阳能总量还是照射到这个生态系统中的总能量。生态系统中的总能量。生产者生产者（植物）（植物）初级消费者初级消费者（植食性动物）（植食性动物）呼吸作用呼吸作用用于生长用于生长发育和繁殖发育和繁殖分分 解解 者者遗体遗体 残骸

5、残骸能量流经第一营养级示意图能量流经第一营养级示意图3 3、兔子把草吃进肚子里、兔子把草吃进肚子里,草中的能量草中的能量都被兔子吸收了吗都被兔子吸收了吗?4 4、兔子吸收了能量后、兔子吸收了能量后,这些能量有哪这些能量有哪些去向些去向?不是。不是。(同化量同化量=摄入量摄入量粪便量）粪便量）同化作用：同化作用：生物体把从外界环境中获取的营养物质生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身物质，并且储存能量的过程。转变成自身物质，并且储存能量的过程。细胞代谢包括细胞代谢包括同化作用同化作用和和异化作用异化作用。异化作用：异化作用：就是生物的分解代谢。是生物体将就是生物的分解代谢。是生物体将体内的

6、大分子转化为小分子并释放出能体内的大分子转化为小分子并释放出能量的过程。呼吸作用是异化作用中重要量的过程。呼吸作用是异化作用中重要的过程。的过程。在在草草原原上上，牛牛以以草草为为食食，屎屎壳壳郎郎（蜣蜣螂螂）以牛粪为食以牛粪为食0 被牛同化的能量中约有多少流入屎壳郎？被牛同化的能量中约有多少流入屎壳郎？3 3、兔子把草吃进肚子里、兔子把草吃进肚子里,草中的能量草中的能量都被兔子吸收了吗都被兔子吸收了吗?4 4、兔子吸收了能量后、兔子吸收了能量后,这些能量有哪这些能量有哪些去向些去向?不是。不是。呼吸作用消耗；呼吸作用消耗；被下一营养级的生物所利用；被下一营养级的生物所利用；被分解者所利用；被

7、分解者所利用；未被利用的能量（最终被分未被利用的能量（最终被分解者分解）。解者分解）。初级消费者初级消费者摄入摄入用于生长用于生长发育和繁殖发育和繁殖次级消费者次级消费者摄入摄入呼呼吸吸散散失失遗体遗体残骸残骸初级消费者初级消费者同化同化分分解解者者利利用用粪便粪便呼呼吸吸散失散失.能能量量流流经经初初级级消消费费者者示示意意图图摄入量摄入量=同化量同化量+粪便粪便 生产者生产者（植物）（植物）呼吸呼吸 初级消费者初级消费者（植食动物）（植食动物）呼吸呼吸 次级消费者次级消费者（肉食动物）（肉食动物）三级消费者三级消费者（肉食动物）（肉食动物）呼吸呼吸呼吸呼吸分分 解解 者者呼吸呼吸生态系统的

8、能量流动全过程生态系统的能量流动全过程可见能量沿着食物链流动时，每个营养级都有可见能量沿着食物链流动时，每个营养级都有能量的能量的输入输入、传递传递、转化转化和和散失散失过程。过程。太阳光能太阳光能化学能化学能热能（最终归宿）热能（最终归宿）生态系统的能量流动过程图解生态系统的能量流动过程图解:生产者生产者(植物植物)初级消费者初级消费者(植食动物植食动物)次级消费者次级消费者(肉食动物肉食动物)三级消费者三级消费者(肉食动物肉食动物)ABCBB请观察请观察:请表述请表述:图中的图中的箭头箭头A、B、C各表各表示什么含义？示什么含义？A、呼吸作用散失的能量、呼吸作用散失的能量B、输入下一营养级

9、的能量输入下一营养级的能量C、分解者呼吸作用散失的能量、分解者呼吸作用散失的能量太阳能太阳能输入输入：传递传递：能量沿着能量沿着食物链（网）食物链（网）逐级流动逐级流动散失：散失：各级生物的呼吸作用及分解者的分解各级生物的呼吸作用及分解者的分解作用（呼吸），能量以作用（呼吸），能量以热能热能散失散失 生产者生产者固定固定的太阳能的总量（即植物光的太阳能的总量（即植物光合作用固定的太阳能），合作用固定的太阳能），是流经这个生态系是流经这个生态系统的总能量统的总能量。生态系统的总能量：太阳能太阳能能量的最终源头：转化：转化：热能热能太阳能太阳能化学能化学能光合作用呼吸作用二、能量流动的过程生态系统

10、的能量来源：生态系统的能量来源：太阳能太阳能2.2.起点：起点：渠道渠道:食物链和食物网食物链和食物网 生产者固定的能量生产者固定的能量3.3.流经生态系统总能量：流经生态系统总能量：生产者所固定的太阳生产者所固定的太阳能的总量能的总量5.5.去路：去路：呼吸作用消耗呼吸作用消耗被下一营养级的生物所利用被下一营养级的生物所利用被分解者所利用被分解者所利用二二.能量流动的过程能量流动的过程4.4.来源：来源：生产者生产者消费者消费者太阳光能太阳光能 前一营养级前一营养级 5.5.各营养级能量的去路有哪些？各营养级能量的去路有哪些？请以请以生产者生产者(第一营养级第一营养级)为例说明为例说明.生态

11、系统的能量来源是什么？生态系统的能量来源是什么？2.2.能量流动的起点和渠道是什么？能量流动的起点和渠道是什么？3.3.流经生态系统的总能量是什么？流经生态系统的总能量是什么？4.4.各个营养级能量的来源又是什么？各个营养级能量的来源又是什么？思考并讨论思考并讨论:12.6 62.8未未固固定定生产者生产者 464.6植食性动物植食性动物 62.8肉食性动物肉食性动物 12.6请计算能量传递效率请计算能量传递效率（输入后一营养级的（输入后一营养级的能量与输入前一营养级的能量的比）能量与输入前一营养级的能量的比）13.5%13.5%20%20%单位（焦单位（焦/厘米厘米2 年）年）96.318.

12、87.5 分解者分解者 14.6 14.6 12.52.1微量微量 未利用未利用 327.3 327.3 29329.35.0赛达伯格湖的能量流动图解赛达伯格湖的能量流动图解赛达伯格湖的能量流动图解赛达伯格湖的能量流动图解 呼吸呼吸 122.6 122.6 单向流动单向流动:自身呼吸作用消耗自身呼吸作用消耗分解者利用分解者利用暂未利用暂未利用12.6 62.8未未固固定定生产者生产者 464.6植食性动物植食性动物 62.8肉食性动物肉食性动物 12.613.5%13.5%20%20%96.318.87.5 分解者分解者 14.6 14.6 12.52.1微量微量 未利用未利用 327.3 3

13、27.3 29329.35.0 呼吸呼吸 122.6 122.6 逐级递减逐级递减:能量流动的特点能量流动的特点:能量传递效率能量传递效率能量传递效率能量传递效率10%10%20%20%不可逆向，不可循环不可逆向，不可循环营养级营养级流入流入能量能量输入下一营输入下一营养级能量养级能量呼吸作用呼吸作用散失散失分解者分解者利用利用未利用未利用能量能量传递效率传递效率生产者生产者464.662.896.312.5293植食性植食性动物动物62.812.618.82.129.3肉食性肉食性动物动物12.67.50.15.0赛达伯格湖的能量流动图解的数据整理赛达伯格湖的能量流动图解的数据整理13.52

14、0.1能量在流动、转化后，流入下一个营养级的能量、呼吸能量在流动、转化后，流入下一个营养级的能量、呼吸作用散失、分解者分解及未被利用的能量总和是多少？作用散失、分解者分解及未被利用的能量总和是多少？三、生态系统能量流动的特点：三、生态系统能量流动的特点：逐级递减逐级递减:单向流动单向流动:生产者生产者次级消费者次级消费者三级消费者三级消费者初级消费者初级消费者不循环，不可逆不循环，不可逆能量在沿食物链流动的能量在沿食物链流动的过程中是逐渐减少的，过程中是逐渐减少的，能量传递效率大约是能量传递效率大约是10%-20%生态系统中的能量流动遵循能量守恒定律生态系统中的能量流动遵循能量守恒定律！通过以

15、上的分析，你能总结出什么规律？通过以上的分析，你能总结出什么规律？能量传递效率的相关能量传递效率的相关“最值最值”计算计算 能量在流经各个营养级时，上一营养级的能量能量在流经各个营养级时，上一营养级的能量 大约有大约有10%10%20%20%传到下一营养级，营养级越高，传到下一营养级，营养级越高，能量越少。因此食物链越长，能量损失越多。能量越少。因此食物链越长，能量损失越多。为了充分利用能量，应尽量缩短食物链。有关为了充分利用能量，应尽量缩短食物链。有关 能量的能量的“最值最值”计算方法总结如下：计算方法总结如下：选最短食物链选最短食物链 知低营养级知低营养级 按按20%20%计算计算 求高营

16、养级求高营养级 选最长食物链选最长食物链 按按10%10%计算计算获得能量最多获得能量最多获得能量最少获得能量最少例例 1、A B C D E F思考：如上食物网中，思考：如上食物网中，A为为1千克千克1、C最多约为多少？最多约为多少？2 2、C最少约为多少？最少约为多少？0.04千克千克0.0001千克千克 选最长食物链选最长食物链知高营养级知高营养级 按按10%10%计算计算求低营养级求低营养级 选最短食物链选最短食物链 按按20%20%计算计算需最少能量需最少能量需最多能量需最多能量 同同一一食食物物链链不不同同环环节节能能量量传传递递效效率率往往往往不不完完全全相相同同，不不涉涉及及“

17、最最 多多”、“最最 少少”，计计算算时时不不能能按按1 10 0%或或2 20 0%，而而需需按按具具体体数数值值计计算算。如如在在食食物物 链链A AB BC CD D中中，能能量量传传递递效效率率分分别别为为a a%、b b%、c c%,若若A A的的 能能 量量 为为M M,则则D D的的 能能 量量 为为M Ma a%b b%c c%。提醒提醒例例2、A B C D E F思考：如上食物网中，思考：如上食物网中，若若C增加增加1千克，则千克，则A最少需要消耗最少需要消耗多少千克？最多又为多少？多少千克？最多又为多少？25千克千克10000千克千克生命在等待中逝去生命在等待中逝去 请给

18、我们一个请给我们一个“先吃鸡先吃鸡”的理由！的理由！七嘴八舌七嘴八舌食物链越短，能食物链越短，能量到我体内的越量到我体内的越多，我活的时间多，我活的时间就越长呀！就越长呀！能量金字塔能量金字塔单位时间内各营养级所得到的单位时间内各营养级所得到的单位时间内各营养级所得到的单位时间内各营养级所得到的能量能量能量能量数值，数值，数值，数值，由低到高绘制的图形由低到高绘制的图形由低到高绘制的图形由低到高绘制的图形从能量金字塔可以看出：从能量金字塔可以看出：从能量金字塔可以看出：从能量金字塔可以看出：营养级越多，在能量流动营养级越多，在能量流动营养级越多，在能量流动营养级越多，在能量流动中消耗的能量就中

19、消耗的能量就中消耗的能量就中消耗的能量就 _。越多越多越多越多湖泊生态系统能量金字塔湖泊生态系统能量金字塔湖泊生态系统能量金字塔湖泊生态系统能量金字塔生产者（第一营养级）生产者（第一营养级）生产者（第一营养级）生产者（第一营养级）初级消费者（第二营养级）初级消费者（第二营养级）初级消费者（第二营养级）初级消费者（第二营养级）次级消费者（第三营养级）次级消费者（第三营养级）次级消费者（第三营养级）次级消费者（第三营养级）三级消费者（第四营养级）三级消费者（第四营养级）三级消费者（第四营养级）三级消费者（第四营养级）四、金字塔种类：四、金字塔种类：能量金字塔能量金字塔低低高高低低高高营养级营养级能

20、量能量A AB BC CD D第一营养级第一营养级第二营养级第二营养级第三第三营养级营养级第四第四营养级营养级四、金字塔种类：四、金字塔种类：（1）能量金字塔）能量金字塔特点：特点：正金字塔形正金字塔形象征意义象征意义：能量沿食物链流动的过程能量沿食物链流动的过程具有逐级递减的特性具有逐级递减的特性每一阶含义每一阶含义：每一营养级生物所含能量的多少每一营养级生物所含能量的多少形状：形状：能量金字塔如果把各个营养级的如果把各个营养级的生物数量关系，用绘生物数量关系，用绘制能量金字塔的方式制能量金字塔的方式表达出来，是不是也表达出来，是不是也是金字塔形？是金字塔形？如果是，如果是，有没有例外？有没

21、有例外？数量金字塔数量金字塔人们对一片草地上的所有生物成员作了统计：人们对一片草地上的所有生物成员作了统计：生产者（野草）生产者（野草）5 842 4245 842 424株；株；初级消费者（草原动物、昆虫）初级消费者（草原动物、昆虫）708 624708 624只；只；次级消费者（肉食动物、吃昆虫的小鸟）次级消费者（肉食动物、吃昆虫的小鸟）354 904 354 904 只；只；三级消费者（肉食动物、吃小鸟的鹰）三级消费者（肉食动物、吃小鸟的鹰）3 3只。只。把各个营养级的生物数量关系，用把各个营养级的生物数量关系，用绘制能量金字塔的方式表达出来，绘制能量金字塔的方式表达出来，一般是金字塔形

22、。一般是金字塔形。但也有特殊情况：但也有特殊情况：数量金字塔数量金字塔数量金字塔数量金字塔小鸟昆虫树数量金字塔数量金字塔生物量金字塔生物量金字塔浮游动物生物量金字塔浮游浮游植物植物特殊情况：特殊情况：例例1 1 若某生态系统固定的总能量为若某生态系统固定的总能量为24000kJ24000kJ，则该生态系统的第三和第四营，则该生态系统的第三和第四营养级所获得的能量最多是（养级所获得的能量最多是（）A.540kJA.540kJ和和81kJ B.3600kJ81kJ B.3600kJ和和960kJ960kJC.240kJC.240kJ和和24kJ24kJ D.960kJ D.960kJ和和192kJ

23、192kJD D例例2 2 在图中海鸟获得能量最多的食物链是在图中海鸟获得能量最多的食物链是_。海海鸟鸟每每增增加加1 1千千克克，需消耗生产者生产的有机物至少是需消耗生产者生产的有机物至少是_千克。千克。甲壳类甲壳类水绵水绵海鸟海鸟水蚤水蚤大鱼大鱼小鱼小鱼淡水虾淡水虾水棉水棉水蚤水蚤甲壳类甲壳类海鸟海鸟 125125课堂练习课堂练习1 1、下图是草原生态系统中的一条食物链及能量流动图解，回答：、下图是草原生态系统中的一条食物链及能量流动图解，回答：图中图中D D表示表示_。能量在逐级递减中，传递率按能量在逐级递减中，传递率按2020计算，若狐获得的能量是计算，若狐获得的能量是8 8千千焦，传

24、递给狼的能量为焦，传递给狼的能量为_千焦，狼获得的能量中，草应供给这千焦，狼获得的能量中，草应供给这条食物链的能量为条食物链的能量为_千焦。千焦。图中各营养级通过图中各营养级通过A_A_ _作用被消耗，通过作用被消耗，通过B_B_利用，利用，而而B B又通过又通过C_C_ _被消耗。被消耗。太阳能太阳能 1.6 200 呼吸呼吸 分解者分解者 呼吸作用呼吸作用2、下图是以每个营养级生物个体数量绘制的生态金、下图是以每个营养级生物个体数量绘制的生态金字塔字塔,其中其中1、2、3分别表示第一、第二、第三营养分别表示第一、第二、第三营养级。下列哪条食物链与此金字塔相符级。下列哪条食物链与此金字塔相符 A、草、草兔兔狼狼 B、草、草昆虫昆虫鸟鸟 C、树、树昆虫昆虫鸟鸟 D、树、树兔兔狼狼321C3 3、一片树林中，树、昆虫和食虫鸟类的个体数、一片树林中，树、昆虫和食虫鸟类的个体数比例关系如下图所示。下列选项能正确表示树、比例关系如下图所示。下列选项能正确表示树、昆虫、食虫鸟之间的能量流动关系的是昆虫、食虫鸟之间的能量流动关系的是(选项方选项方框面积表示能量的大小框面积表示能量的大小)（）A B C DA B C DC C