高中生物第2節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動獲獎ppt課件

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3.2 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動教案一、教學目標1.通過分析能量在營養(yǎng)級間的流動情況和賽達伯格湖的能量流動，概述生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的過程和特征。2.用生態(tài)金字塔表征生態(tài)系統(tǒng)中各營養(yǎng)級間的能量、生物量或數(shù)量等關(guān)系。3.概述研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的意義。4.嘗試調(diào)查當?shù)啬成鷳B(tài)系統(tǒng)的能量流動情況。二、教學重難點1.教學重點生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程。2.教學難點（1）分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程。（2）嘗試調(diào)查當?shù)啬成鷳B(tài)系統(tǒng)的能量流動情況。三、教學過程【本節(jié)聚焦】 能量在生態(tài)系統(tǒng)中是怎樣流動的？ 怎樣理解生態(tài)金字塔？ 研究能量流動有什么實踐意義？【導入】問題探討：假設(shè)你像小說中的魯濱遜那樣，流落在一個荒島上，那里除了有能飲用的水，幾乎沒有任何食物。你身邊尚存的食物只有一只母雞、15kg玉米。討論：你認為以下哪種生存策略能讓你維持更長的時間來等待救援？1.先吃雞，再吃玉米。2.先吃玉米，同時用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。【一、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動】  生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。1.輸入①能量來源:太陽能②能量流動的起點:生產(chǎn)者固定的太陽能③流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量:生產(chǎn)者所固定的全部太陽能④能量輸入方式:生產(chǎn)者通過光合作用將光能轉(zhuǎn)化成為化學能，固定在它們所制造的有機物中（其次還有化能合成作用）特別提醒：若為人工生態(tài)系統(tǒng)，流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量除生產(chǎn)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）2.傳遞①能量傳遞的途徑（渠道）：食物鏈和食物網(wǎng)②能量傳遞的形式：有機物中的化學能3.轉(zhuǎn)化太陽能→有機物中的化學能→熱能4.散失以熱能的形式散失科學方法：研究能量流動的基本思路【二、能量流動的過程】1.能量流經(jīng)第一營養(yǎng)級的過程（詳見課件）2.能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級的過程（流程圖見課件）流經(jīng)第二營養(yǎng)級的總能量：同化量同化量＝攝入量－糞便量＝呼吸作用散失+用于生長發(fā)育和繁殖能量流經(jīng)第三、四營養(yǎng)級的過程與第二營養(yǎng)級的情況大致相同。 思考討論：生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動1.生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒定律，為什么？答：遵循；能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動、轉(zhuǎn)化后，一部分儲存在生態(tài)系統(tǒng)生物體的有機物）中，另一部分在呼吸作用中以熱能的形式散失，兩者之和與流入生態(tài)系統(tǒng)的能量相等。2.流經(jīng)生態(tài)某生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到這個生態(tài)系統(tǒng)中來？為什么？答：不能，因為能量流動是單向的。思考討論：分析塞達伯格湖的能量流動 1.用表格的形式，將圖中的數(shù)據(jù)進行整理。例如，可以將每一營養(yǎng)級上的能量“流入”和“流出”整理成為一份清單(“流出”的能量不包括呼吸作用散失的能量)。2.計算“流出”該營養(yǎng)級的能量占“流入”該營養(yǎng)級能量的百分比。3.流入某一營養(yǎng)級的能量，為什么不會百分之百地流到下一個營養(yǎng)級?答：流入某一營養(yǎng)級的能量主要有以下去向：一部分通過該營養(yǎng)級的呼吸作用散失了；一部分以排出物、遺體或殘枝敗葉的形式被分解者利用；還有一部分未能進入（未被捕食）下一營養(yǎng)級；其他的才是流入下一營養(yǎng)級的能量。所以，流入某一營養(yǎng)級的能量不可能百分之百地流到下一營養(yǎng)級。4.通過以上分析，你能總結(jié)出什么規(guī)律?答：生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動是單向的；能量在流動過程中逐級遞減。【二、能量流動的特點】1.單向流動：生態(tài)系統(tǒng)中能量流動是單向的。在生態(tài)系統(tǒng)中，能量流動只能沿著食物鏈由低營養(yǎng)級流向高營養(yǎng)級，不可逆轉(zhuǎn)，也不能循環(huán)流動。原因：生物之間的捕食關(guān)系是長期自然選擇的結(jié)果，一般不可逆轉(zhuǎn)。 2.逐級遞減：能量在流動過程中逐級遞減。原因：（1）各營養(yǎng)級的生物都會因自身呼吸作用散失掉一部分能量。（2）各營養(yǎng)級能量都要有一部分流入分解者。（3）各營養(yǎng)級生物都不能全部被下一營養(yǎng)級捕食,各個營養(yǎng)級能量都有一部分未利用。（4）生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動一般不超過5個營養(yǎng)級。任何生態(tài)系統(tǒng)都需要不斷得到來自系統(tǒng)外的能量補充，以便維持生態(tài)系統(tǒng)的正常功能。補充總結(jié)：高、低營養(yǎng)級間能量的互算①若題中沒有給出了傳遞效率值，則一般認為能量傳遞效率最低為10％，最高為20％。若題中給出了傳遞效率值則按給出的值計算。②由高營養(yǎng)級求低營養(yǎng)級時，若求“最(至)多”值，則按最低效率10％傳遞；若求“最(至)少”值，則按最高效率20％傳遞。③由低營養(yǎng)級求高營養(yǎng)級時，若求“最(至)多”值，則按最高傳遞效率20％計算；若求“最(至)少”值，則按最低傳遞效率10％計算。【三、生態(tài)金字塔】1、能量金字塔（1）概念：將單位時間內(nèi)各營養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值轉(zhuǎn)換為相應面積（或體積）的圖形，并將圖形按照營養(yǎng)級順序排列，可形成一個金字塔圖形，叫做能量金字塔。（2）意義：直觀的反映出生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級間能量的關(guān)系。（3）特點：通常都是上窄下寬的金字塔形。2、生物量金字塔（1）概念：用表示能量金字塔中的方法表示各個營養(yǎng)級生物量（每個營養(yǎng)級所容納的有機物的總干重）之間的關(guān)系，即為生物量金字塔。（2）意義：直觀的反映生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級所容納的有機物的總干重的關(guān)系。（3）特點：大多也是上窄下寬的正金字塔形。3、數(shù)量金字塔（1）概念： 用表示能量金字塔的方法表示各營養(yǎng)級的生物個體的數(shù)目比值關(guān)系，即為數(shù)量金字塔。（2）意義：表明每個營養(yǎng)級中生物個體的數(shù)量。（3）特點：可以是上窄下寬的正金字塔形，也可以是上寬下窄的倒置的金字塔形。【四、研究能量流動的實踐意義】1.研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，可以幫助人們將生物在時間、空間上進行合理配置，增大流入某個生態(tài)系統(tǒng)的總能量。例如，間作套種、多層育苗、稻——萍——蛙等立體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。2.研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，可以幫助人們科學地規(guī)劃和設(shè)計人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用；例如，秸稈喂牲畜；糞便制作沼氣；沼渣肥田，實現(xiàn)了對能量的多級利用，從而大大提高能量的利用率（≠能量的傳遞效率）。3.研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，還可以幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧?/span>例如，合理確定草場的載畜量，稻田除草、除蟲等。思維訓練：分析和處理數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)計算見課件）1926年，一位生態(tài)學家研究了一塊玉米田的能量流動情況，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成分進行分析，計算出其中共含碳2675kg。2.據(jù)他估算，這些玉米在整個生長過程中通過細胞呼吸消耗的葡萄糖共2045kg。3.1kg葡萄糖儲存1.6×104kJ能量。 4.在整個生長季節(jié)，入射到這塊玉米田的太陽能為8.5×109kJ.請根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算：這些玉米的含碳量折合成葡萄糖是多少？這些葡萄糖儲存的能量是多少？這些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？這些玉米在整個生長季節(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？根據(jù)計算結(jié)果，畫出能量流經(jīng)該玉米種群的圖解，圖解中應標明各環(huán)節(jié)能量利用和散失的比例。【課堂小結(jié)】