5.2生态系统的能量流动课件 高二生物人教版必修三 (1).pptx
第五章 生态系统及其 稳定性,第2节 生态系统的能量流动,假设你像小说中的鲁宾逊那样，流落在一个荒岛上，那里除了又能饮用的水以外，几乎没有任何食物。你随身尚存的食物只有一只母鸡、15千克玉米。 讨论：你认为以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援： 1.先吃鸡，再吃玉米。 2.先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。,1、先吃鸡，再吃玉米。 2、先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。,【问题探讨】,1.分析生态系统能量流动的过程和特点; 2.概述研究能量流动的实践意义； 3.尝试调查农田生态系统中能量流动情况 。,一、能量流动的概念,生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。,1.能量流动的分析,能量流经一个种群的情况：,研究生态系统中能量流动一般在群体水平上,二、能量流动的过程,5.各营养级能量的去路有哪些？,生态系统的能量来源是什么？,2.能量流动的起点和渠道是什么？,3.流经生态系统的总能量是什么？,4.各个营养级能量的来源又是什么？,阅读教材P94，讨论以下这几个问题：,二、能量流动的过程,2.起点：,生产者固定太阳能开始,3.流经生态系统总能量：,生产者通过光合作用所固定的太阳能的总量（即生产者制造的有机物中的能量）,5.去路：,4.来源：,生态系统的能量来源：,太阳能,二、能量流动的过程,渠道:,食物链和食物网,6.能量的转化：,太阳能生物体内有机物中的化学能热能,7.能量的散失：,通过呼吸作用以热能的形式散失,能量是如何流经第一营养级和第二营养级的呢？,呼吸散失,用于生长、 发育、繁殖,遗体、 残枝败叶,分解者,初级消费者摄食,能量流经第一营养级示意图,生产者固定的太阳能,初级消费者 摄入,用于生长 发育和繁殖,次级消费者 摄入,呼吸,散失,遗体 残骸,初级消费者 同化,分解者分解,粪便,呼吸,散失,.,能量流经第二营养级示意图,c:未利用：以有机物形式存在于生物体内,b,a,同化= =abc,摄入量就是同化量吗？,不是，(同化量=摄入量粪便量）,同化作用：是指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,即生物体利用能量将小分子合成为大分子的一系列代谢途径。 异化作用：是指生物的分解代谢过程，是生物体将体内的大分子转化为小分子并释放出能量的过程，细胞呼吸是异化作用中重要的过程。,生产者体内能量（同化量）的去路：,生产者的同化量,自身呼吸作用，以热能形式散失,用于生长、发育、繁殖等各项生命活动,被初级消费者摄入,a、初级消费者同化量,b、初级消费者粪便中有机物量,残枝败叶,未利用：以有机物的形式存在于活的生产者体内,或者是成为化石燃料。,初级消费者体内能量（同化量）的去路：,初级消费者的同化量,自身呼吸作用，以热能形式散失,用于生长、发育、繁殖等各项生命活动,被次级消费者摄入,a、次级消费者同化量,b、次级消费者粪便中有机物量,遗体,未利用：以有机物的形式存在于活的初级消费者体内，或者是成为化石燃料。,初级消费者的摄入量,初级消费者粪便中的有机物（生产者同化量的一部分=属于生产者的同化量）,流入某一营养级的能量主要有以下去向：一部分通过该营养级的呼吸作用以热能的形式散失了；一部分作为排出物、遗体或残枝败叶不能进入下一营养级，而为分解者所利用；还有一部分未能进入（未被捕食）下一营养级。所以，流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一营养级。,流入某一营养级的能量，为什么不会百分之百流到下一个营养级？,生态系统中能量流动的一般过程,生产者,(植物),呼吸,呼吸,呼吸,呼吸,初级消费者,次级消费者,三级消费者,(肉食动物),分解者(细菌、真菌等）,呼吸,(草食动物),（肉食动物),太阳,光合作用,1、生态系统中能量的流动和转化是否遵循能量守恒定律？为什么？ 2、流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来？,遵循能量守恒定律。能量在生态系统中流动、转化后，一部分在生态系统（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。 不能，能量流动是单向的。,三、能量流动的特点,赛达伯格湖的能量流动图解,生产者 464.6,分解者,呼吸作用,未利用,327.3,122.6,14.6,464.6,62.8,12.6,14.6,62.8,12.6,13.52%,20.06%,根据赛达伯格湖能量流动图解完成下列表格,根据“赛达伯格湖的能量流动图解”，计算相邻两个营养级间能量传递效率。各营养级之间的传递效率在多大范围内?,从第一营养级到第二营养级的传递效率 从第二营养级到第三营养级的传递效率,13.5%,20%,结论：相邻营养级的传递效率大约是10%20%。,逐级递减,只能沿食物链由低营养级流向高营养级,各营养级生物会因呼吸作用而散失 部分能量,各营养级生物总有一部分能量不能被下一营养级利用,能量传递效率：10-20%,单向流动,三、能量流动的特点,以热能形式散失的能量无法再被利用,从能量传递的数量和效率看，能量流经各营养级是逐级递减的，单向不循环的，传递效率为1020。,能量每流经一级都要丢失一大部分，所以食物链越长，流量流失就越多。到第五营养级以后，可利用的能量已减少到不能维持其生存的程度了。所以,食物链一般不超过五个营养级。,为什么说食物链一般不超过5个营养级?,能量传递效率的含义与计算：,在一食物链中，若求某营养级获得最多能量，一般取20作为传递效率；反之，取10作为传递效率。,例 A为生产者，总能量为10108kJ，B为初级 消费者，那么B最多可从A处获得多少能量？ 最少可获得多少能量？,2108kJ， 1108kJ,能量流动的计算规律,1、假如现有草100公斤，最少可使鹰增重 公斤。,2、假如现有草100公斤，最多可使鹰增重 公斤。,3、假如要使鹰增加2公斤体重，最少要耗草 公斤。,4、假如要使鹰增加2公斤体重，最多要耗草 公斤。,设使鹰增重X1公斤，则：,设使鹰增重X2公斤，则：,设最少耗草Y1公斤，则：,设最多耗草Y2公斤，则：,1,4,200,50,能量传递率：10%20%,在某一食物网中，一个消费者往往同时占有多条食物链，当该消费者增加了某一值时，若要计算最少消耗生产者多少时，应选 的食物链和最大传递效率 进行计算，这样消费者获得的能量最多；若要计算最多消耗生产者多少时，应选 的食物链和最小传递效率 进行计算，这样消费者获得的能量最少。,最短,20%,最长,10%,如图食物网中的猫头鹰体重每增加20g，至少需要消耗植物（ ）,A.200g B.250g C.500g D.1000g,C,设猫头鹰通过捕食兔子和捕食鼠需要消耗的植物分别为a、b，则(20%)2(a+b)=20g； a+b=500g,20%,20%,20%,20%,提升训练,由单位时间内各营养级所得到的能量数值由低到高绘制的图形叫做能量金字塔.,能量金字塔可以说明 什么问题？,在一个生态系统中，营养级 越多，在能量流动的过程中 消耗的能量就越多，能量流 动是单向、逐级递减的。,能量金字塔,生态金字塔,在一片树林中，树、昆虫和食虫鸟的个体数比例关系如下图所示：,生物数目一定也是金字塔吗?,生物量金字塔也有特殊形状:如海洋生态系统中，生产者浮游植物个体小，寿命短，又会不断被浮游动物吃掉，因而某一时间调查到的浮游植物生物量可能要低于其捕食者浮游动物的生物量。但这并不是说流经生产者这一环节的能量比流经浮游动物的要少。,如：人工养殖的鱼塘，生产者的生物量可以小于消费者的生物量,人为的给池塘补充食物,设计生态农业的原理：物质循环再生，能量多级利用,研究能量流动的实践意义,1、实现能量的多级利用和物质的循环利用，提高能量的利用率,农田除杂草，灭虫、灭鼠、剪枝,2、合理调整能量流动方向，使能量流向对人类最有益的部分。,为什么实现能量的多级利用，就能提高能量的利用率，不是营养级越多，消耗的也越多吗？,“实现能量的多级利用，就能提高能量的利用率”指被利用的能量占原有流入生态系统的能量比例，是所有营养级的利用情况，“营养级越多，消耗的也越多”只是指所考虑的特定营养级得到的能量占最初流入生态系统的能量比例,不能，人们虽然不能改变能量流动的客观规律，但可设法调整能量流动方向，使能量流向对人类最有益的部分。例如，在森林中，最好使能量多储存在木材中；在草原牧场上，则最好使能量多流向到牛、羊等牲畜体内，获得更多的毛、肉、皮、奶等畜产品。,能不能改变生态系统能量流动的规律？,研究能量流动的意义,能量流动的起点：从生产者固定太阳能开始 流经生态系统的总能 能量流动的数量 是生产者所固定的全部太阳能 生态系统的 能量流动的途径：太阳能第一营养级第二营 能量流动 养级第五营养级 单向流动 能量流动的特点 逐级递减，传递率为1020 设法调整能量流动关系 研究的目的 使能量流向对人类最有益的部分,
