人教版 (2019)选择性必修2第3章 生态系统及其稳定性第2节 生态系统的能量流动优质课件ppt

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分析生态系统能量流动的过程和特点。
概述研究能量流动的实践意义。
尝试调查农田生态系统中的能量流动情况。
假设你流落在一个荒岛上，你身边尚存一只母鸡、15kg玉米。哪种生存策略能让你维持更长时间来等待救援？
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先吃玉米和鸡蛋，玉米喂鸡，最后吃鸡
一切生命活动都伴随着能量的变化。没有能量的输入，也就没有生命和生态系统。生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。
流经生态系统的总能量
生产者所固定的全部太阳能
生产者通过光合作用将光能转化成为化学能，
固定在它们所制造的有机物中（其次还有化能合成作用）。
能量传递的途径（渠道）
能量流经一个种群的情况可以图示如下：
如果将这个种群作为一个整体来研究，则左图可以概括成下图形式，从中可以看出分析能量流动的基本思路。
照射到地面上的太阳能大约只有1%的被吸收
生长发育和繁殖储存起来
呼吸作用以热能形式散失
生长 发育 繁殖
用于自身生长、发育和繁殖的部分
同化量=摄入量－粪便量
林德曼（1915—1942）
美国生态学家林德曼对一个结构相对简单的天然湖泊—赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析。
Raymnd Lindeman
赛达伯格（Cedar Bg）湖
未利用是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一个营养级和分解者利用的能量。
单位是 J/（cm2 ·a）（焦 每平方厘米年）
从能量传递效率上看，能量为什么不能百分之百从一个营养级流到下一个营养级？
生态系统中能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？为什么？
遵循，能量在生态系统中流动、转化后，一部分储存在生态系统（生物体有机物）中，而另一部分被利用、散发至无机环境中，两者之和与流入生态系统的能量相等。
流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来？为什么？
不能，通过呼吸作用、分解者分解作用产生的热能散失到无机环境中，不能循环利用。
在生态系统中，能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级，不可，也不能。
（能量传递效率为10%～20%）
就具体某一条食物链中相邻两个营养级的能量传递效率可能低于10%或高于20%
食物链中的捕食关系不能逆转
通过呼吸作用散失的热能不能再次被利用
总有一部分能量经自身呼吸消耗、被分解者分解、未被下一个营养级利用。（能量传递效率为10%～20%）
任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。
1.已知低营养级同化量，求高营养级同化量：
在食物链“草→兔→鹰”中，假如现有草100kg，则：
①最多可使鹰增重kg。
②最少可使鹰增重kg。
2.已知高营养级同化量，求低营养级同化量：
在食物链“草→兔→鹰”中，要使鹰增加2kg体重，则：
如果A有10000 kg，C最多增加kg，最少增加kg。
3.多条食物链，已知低营养级同化量，求高营养级
获得能量最多：选最食物链；按计算获得能量最少：选最食物链；按计算
若人的体重增加1 kg，最少需消耗水藻kg，最多消耗水藻kg。
4.多条食物链，已知高营养级同化量，求低营养级
需最少能量：选最 食物链；按计算需最多能量：选最 食物链；按计算
如果将单位时间内各个营养级所得到的能量数值转换成相应面积（或体积）的图形，并将图形按照营养级的次序排列，可形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔。
生态金字塔包括能量金字塔、数量金字塔和生物量金字塔。
将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为相应面积（或体积）的图形，可形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔。
生物量指每个营养级所容纳的有机物的总干重，大多也是上窄下宽。
各营养级的数量关系一般是金字塔，但倒置金字塔的情况也很常见，如一棵树可以养活很多的毛毛虫，这时高营养级数量未必就少。
自然生态系统一定为正金字塔
一般为正金字塔，有时出现倒金字塔形
单位时间内，食物链中每一营养级生物所同化的能量的多少
单位时间内，每一营养级生物的有机物的总干重
每一营养级生物个体的数目
【4】研究能量流动的意义
研究生态系统的能量流动，可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。
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研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
实现了对能量多级利用，从而大大提高能量利用率。（≠能量的传递效率）
研究生态系统的能量流动，帮助人们合理调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
调查当地农田生态系统，明确它的组成成分。
分析农田生态系统中能量流动的情况，并作出评价。
对所调查的农田生态系统提出能量流动方面的改进建议。
以农村常见的稻田生态系统为例。组成成分有：
分解者，包括多种微生物
生产者，如水稻、杂草、浮游植物等
消费者，如蜘蛛、田螺、鱼（如泥鳅、黄鳝）、青蛙、浮游动物、昆虫、鸟类等
生产者的主体是水稻，其他生产者有杂草、浮游植物等。农民主要通过喷洒除草剂或人工除草的方式抑制杂草的生长。
初级消费者：田螺、浮游动物、植食性的昆虫和鸟等。一般而言，植食性的昆虫和鸟等对水稻生长构成危害，田螺数量较多时也会对水稻构成危害。农民采取喷洒农药、竖稻草人等措施防止或减少这些动物的危害。
次级消费者：肉食性鱼、青蛙和蜘蛛等。一般而言，这些消费者对水稻生长的利大于害。农民通过禁捕、适量放养等措施，实现生态农业目标。
养殖动物的饲料主要来源于农田的青贮饲料和饲料企业的成品饲料。
农民对秸秆的传统处理方式有焚烧或填埋等；现代农业生态工程提出了综合利用思想。例如，秸秆可作为多种工业原材料，还可以用来生产沼气，以充分利用其中的能量。
主要通过合理密植的方法提高作物的光能利用效率。
通过稻田养鱼等措施，实现立体化生态农业；通过建造沼气池，实现能量多级利用。
整理调查结果，尽可能详尽画出该农田生态系统的食物链和食物网，写一篇有关农田生态系统能量流动情况的调查分析报告。
思维训练：分析和处理数据
1926年，一位生态学家研究一块玉米田的能量流动情况，得到如下数据
在整个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能总量为8.5×109kJ
这块田共收割玉米约10000株，质量为6000kg。通过对玉米植株的化学成分进行分析，计算出其中共含碳2675kg
据估算，这些玉米在整个生长过程中通过细胞呼吸消的葡萄糖共2045kg
1kg葡萄储存1.6×104kJ能量
（12+18）/12×2675=6687.5kg
6687.5×1.6×104=1.07×108kJ
这些玉米呼吸作用消耗的能量是：
2045×1.6×104kJ=3.272×107kJ
这些玉米固定的太阳能总量是：
呼吸消耗能量占固定太阳能的比例为：
1.07×108+3.272×107=1.3972×108kJ
3.272×107/1.3972×108=23.4%
利用效率=1.3972×108/8.5×109=1.64%
太阳能：8.5×109kJ
利用：1.3972×108kJ，1.64%
3.272×107kJ，23.4%
1.07×108kJ，76.6%
1.下列关于生态系统能量流动的叙述，正确的是(　　)
2.在一个生态系统中，草食动物所同化的能量等于(　　)
3.如图是某一个湖的能量金字塔，下列相关描述不正确的是(　　)
4.如图为生态系统中能量流动部分示意图，a、b、c、d、e各代表一定的能量值，下列各项中不正确的是(　　)
4. 下列各项中不正确的是(　　)