生态系统的能量流动新人教必修学习教案.pptx

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1、会计学1生态系统的能量生态系统的能量(nngling)流动新人教必流动新人教必修修第一页，共31页。一、能量流动的概念一、能量流动的概念(ginin)(ginin)和分和分析：析： 1、概念：生态系统中能量的输入、传递、转化、概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为和散失的过程，称为(chn wi)生态系统的能生态系统的能量流动。量流动。2、在生态系统中，能量流动的分析一般以种群、在生态系统中，能量流动的分析一般以种群为单位，能量的输入为单位，能量的输入(shr)=能量的储存能量的储存+能量的散失。能量的散失。能量输入能量输入种群种群能量储存能量储存能量散失能量散失第1页/共3

2、1页第二页，共31页。无机环境中的太阳能怎样输入无机环境中的太阳能怎样输入(shr)(shr)生物群落中的呢生物群落中的呢 ？ 生态系统的生产者（主要是绿色植物）通生态系统的生产者（主要是绿色植物）通过光合作用把太阳能固定在它们制造的有机物过光合作用把太阳能固定在它们制造的有机物中，太阳能就转变成化学能，输入中，太阳能就转变成化学能，输入(shr)生态生态系统的第一营养级系统的第一营养级生产者。生产者。太阳能太阳能生产者（第一营养级）生产者（第一营养级）光合作用光合作用1 1、能量、能量(nngling)(nngling)输入输入：二、能量流动的过程二、能量流动的过程第2页/共31页第三页，共

3、31页。初级初级(chj)消费消费者者次级次级(c j)消费者消费者生生 产产 者者太阳太阳能能能量流动的源头：几乎所有能量流动的源头：几乎所有生态系统所需要的能量都来自生态系统所需要的能量都来自太阳能太阳能 （特殊：化学能）（特殊：化学能）能量流动起点：能量流动起点： 生产者固定的太阳能生产者固定的太阳能输入生态系统的总能量：输入生态系统的总能量： 生产者固定的太阳能生产者固定的太阳能输入途径：输入途径：光合作用光合作用1 1、能量输入：、能量输入：光合作用光合作用第3页/共31页第四页，共31页。2 2、能量、能量(nngling)(nngling)传递传递生生 产产 者者初级初级(chj

4、)消费消费者者次级次级(c j)消费者消费者能量以能量以有机物有机物为载体，为载体，以以化学能化学能的形式沿食物链流动的形式沿食物链流动传递途径：传递途径：食物链和食物网食物链和食物网第4页/共31页第五页，共31页。呼吸作用以热能呼吸作用以热能形式形式(xngsh)(xngsh)散散失失用于生长、用于生长、发育、繁殖发育、繁殖(fnzh)(fnzh)( (储存在有储存在有机物中机物中) )遗体遗体(yt)(yt)、残枝败残枝败叶叶分分解解者者初级消费者初级消费者摄食摄食生产者生产者固定的固定的太阳能太阳能光合作用光合作用太阳能太阳能呼吸呼吸作用作用能量流经第一营养级示意图能量流经第一营养级示

5、意图散失散失第5页/共31页第六页，共31页。初级初级(chj)(chj)消费者消费者摄入摄入用于生长用于生长发育发育(fy)(fy)和繁殖和繁殖次级次级(c j)(c j)消费者消费者摄入摄入呼吸作用呼吸作用散失散失遗体遗体残骸残骸初级消费者初级消费者同化同化分解者利用分解者利用粪便粪便呼吸呼吸作用作用散失散失.能量流经能量流经第二营养级第二营养级示意图示意图流入初级流入初级消费者消费者（第二营（第二营养级）的养级）的总能量：总能量：第6页/共31页第七页，共31页。流入各级流入各级( j)消费者的总能量：消费者的总能量：指各级指各级( j)( j)消费者在进行同化作用合成的有机消费者在进行

6、同化作用合成的有机物中所含的总能量。（不含消费者尿液、粪便中所物中所含的总能量。（不含消费者尿液、粪便中所含的能量）含的能量） 【同化量【同化量 = = 摄入量摄入量 - - 粪便量】粪便量】各营养各营养(yngyng)级的能量去路：级的能量去路：一、呼吸作用分解一部分有机物；一、呼吸作用分解一部分有机物；二、随遗体、排泄物等流到分解者中去；二、随遗体、排泄物等流到分解者中去；三、一部分通过捕食关系流入下一营养级三、一部分通过捕食关系流入下一营养级（最后一营养级（最后一营养级除外）除外）2 2、能量传递、能量传递第7页/共31页第八页，共31页。生态系统生态系统(shn ti x (shn t

7、i x tn)tn)的能量流动图解的能量流动图解: :呼吸呼吸作用作用(h (h x x zu zu yn)yn)呼吸呼吸作用作用(h (h x x zu zu ynyn) )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) )次级消费次级消费者者( (肉食动物肉食动物) )呼吸呼吸作用作用分分 解解 者者呼吸作用呼吸作用三级消费者三级消费者( (肉食动物肉食动物) )呼吸作用呼吸作用第8页/共31页第九页，共31页。 例：大象是植食性动物例：大象是植食性动物, ,有一种蜣螂则专以有一种蜣螂则专以大象的粪便为食大象的粪便为食, ,设一头设一头(ytu)(ytu)大象

8、在某一段时间大象在某一段时间内所同化的能量为内所同化的能量为108kJ,108kJ,则这部分能量可流则这部分能量可流入到蜣螂体内的能量约为（入到蜣螂体内的能量约为（ ） A A0kJ B0kJ B107 kJ 107 kJ C C108kJ D108kJ D10821082108kJ108kJA第9页/共31页第十页，共31页。3 3、能量、能量(nngling)(nngling)转化转化能量能量(nngling)形式的变化：形式的变化： 能量在食物链、食物网流动能量在食物链、食物网流动(lidng)的形式：的形式： 有机物中的化学能有机物中的化学能太阳能太阳能有机物中的化学能有机物中的化学能

9、热能热能第10页/共31页第十一页，共31页。4 4、能量、能量(nngling)(nngling)散失散失生产者生产者( (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) )呼吸作用呼吸作用分分 解解 者者呼吸作用呼吸作用三级消费者三级消费者( (肉食动物肉食动物) )呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用能量散失能量散失(snsh)的途径：的途径：生产者和消费者的呼吸作用生产者和消费者的呼吸作用分解分解(fnji)者的分解者的分解(fnji)作用（呼吸作用）作用（呼吸作用）能量散失的形式：能量散失的形式：热热能能第11页

10、/共31页第十二页，共31页。思考思考(sko)与讨论与讨论1、生态系统、生态系统(shn ti x tn)中的能量流动和转化是否遵循中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？为什么？能量守恒定律？为什么？遵循遵循(zn xn)。能量在生态系统中流动，转化后，一部分储存在生态系统中，能量在生态系统中流动，转化后，一部分储存在生态系统中，另一部分被利用，散发到无机环境中，两者之和与流入生态另一部分被利用，散发到无机环境中，两者之和与流入生态系统的能量相等。系统的能量相等。2、流经生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来？、流经生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来？不能，能量流动是单向的。不能，

11、能量流动是单向的。第12页/共31页第十三页，共31页。分析分析”塞达伯格湖的能量流动图解塞达伯格湖的能量流动图解(tji)”,(tji)”,思考下列问题思考下列问题: :1.1.对于每一个营养级来讲对于每一个营养级来讲, ,输入和输出输入和输出(shch)(shch)的能量是否相等的能量是否相等? ?2.2.从第一营养级流入第二从第一营养级流入第二(d r)(d r)营养级的能量营养级的能量, ,占生产者所固定的能量占生产者所固定的能量 总量的百分比是多少总量的百分比是多少? ?从第二从第二(d r)(d r)营养级流入第三营养级的能营养级流入第三营养级的能 量量, ,占初级消费者所同化的能

12、量总量的百分比是多少占初级消费者所同化的能量总量的百分比是多少? ?3.3.流入某个营养级的能量流入某个营养级的能量, ,为什么不能百分百的流向后一个营养级为什么不能百分百的流向后一个营养级? ?第13页/共31页第十四页，共31页。营养级营养级流入能量流入能量流出能量流出能量出入比出入比生产者生产者464.662.813.52%植食性动物植食性动物62.812.620.06%肉食性动物肉食性动物12.6分解者分解者14.6第14页/共31页第十五页，共31页。能量能量(nngling)(nngling)流动过程中损耗的原因：流动过程中损耗的原因：捕食不彻底：当动物体在捕食猎物时，由于相捕食不

13、彻底：当动物体在捕食猎物时，由于相互之间经过互之间经过(jnggu)(jnggu)长期的自然选择，捕食者能够捕食长期的自然选择，捕食者能够捕食到猎物，但不可能将其种群中的全部个体捕食。到猎物，但不可能将其种群中的全部个体捕食。摄食不彻底：当动物捕食成功后，在取食对方摄食不彻底：当动物捕食成功后，在取食对方时，也不可能将对方的所有有机物全部吃下。时，也不可能将对方的所有有机物全部吃下。消化不彻底：当动物将食物摄取到消化道中之消化不彻底：当动物将食物摄取到消化道中之后，也不可能将其中的全部营养都能吸收。后，也不可能将其中的全部营养都能吸收。以上就产生了分解者的营养来源。以上就产生了分解者的营养来源

14、。另外生物体本身需要维持正常的生命活动，进另外生物体本身需要维持正常的生命活动，进行繁殖以及生长、发育等。这一切都将以呼吸热行繁殖以及生长、发育等。这一切都将以呼吸热的形式最终散失。的形式最终散失。第15页/共31页第十六页，共31页。二、能量二、能量(nngling)(nngling)流动的特点：流动的特点：原因原因(yuny(yunyn)n)食物链中各营养食物链中各营养(yngyng)(yngyng)级的顺序不能逆转，这级的顺序不能逆转，这是长期自然选择的结果。如兔子吃草，狐狸吃兔子是长期自然选择的结果。如兔子吃草，狐狸吃兔子。b b、逐级递减：、逐级递减：输入某一营养级的能量，一般只有输

15、入某一营养级的能量，一般只有10%10% 20%20%（传递效率）能够流到下一营养级。（传递效率）能够流到下一营养级。1 1、各营养级生物因呼吸作用消耗大部分能量（、各营养级生物因呼吸作用消耗大部分能量（含热能散失的）；含热能散失的）；2 2、各营养级生物总有一部分未被下一个营养级、各营养级生物总有一部分未被下一个营养级利用；利用；3 3、部分通过分解者呼吸作用分解。、部分通过分解者呼吸作用分解。原因原因a a、单向流动单向流动第16页/共31页第十七页，共31页。方框大小说明了？方框大小说明了？箭头箭头(jintu)(jintu)粗细粗细说明了？说明了？箭头箭头(jintu)(jintu)的

16、方的方向说明了？向说明了？方框大小说明了每个营养方框大小说明了每个营养(yngyng)(yngyng)级所获得能量级所获得能量的多少。的多少。箭头粗细说明了能量流动是递减的。箭头粗细说明了能量流动是递减的。箭头方向说明了能量流动是单向的。箭头方向说明了能量流动是单向的。第17页/共31页第十八页，共31页。思考思考(sko)1.1. 用能量流动的原理用能量流动的原理, , 2.2. 解释谚语解释谚语(yny)“(yny)“一山不容一山不容二虎二虎”3.3. 隐含的道理。隐含的道理。2. 2. 市场上市场上, ,肉类肉类(ru li)(ru li)食品的价格一般要比蔬菜的食品的价格一般要比蔬菜的

17、价格高价格高, ,试从生态系统能量流动的角度分析原因。试从生态系统能量流动的角度分析原因。第18页/共31页第十九页，共31页。某个某个(mu (mu )湖湖的能量的能量金字塔金字塔: :三、生态三、生态(shngti)(shngti)金字塔：金字塔：营养级越营养级越高，获得高，获得(hud)(hud)的的能量越少能量越少。1、能量金字塔：、能量金字塔：每个台阶代表食物链中每个台阶代表食物链中 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。第19页/共31页第二十页，共31页。2 2、数量金字塔：每个台阶代表食物链中每一、数量金字塔：每个台阶代表食物链中每一营养级生物个体营养级生

18、物个体(gt)(gt)数量的多少。数量的多少。因为营养级越高因为营养级越高，获得的能量，获得的能量(nngling)(nngling)越少越少，因而个体数目，因而个体数目越少，一般个体越少，一般个体较大。较大。高高低低营养营养(yngy(yngyng)ng)级级多多少少数目数目第20页/共31页第二十一页，共31页。鸟鸟昆虫昆虫树树例、一棵树上昆虫例、一棵树上昆虫(knchng)(knchng)和鸟的数和鸟的数量图量图成千上万只昆虫成千上万只昆虫(knchng)生活生活在一株大树上，该数量在一株大树上，该数量金字塔的塔形会发生倒金字塔的塔形会发生倒置置第21页/共31页第二十二页，共31页。3

19、 3、生物量金字塔：每个台阶代表食物、生物量金字塔：每个台阶代表食物链中每个营养链中每个营养(yngyng)(yngyng)级生物个体的级生物个体的生物量（有机物的质量）生物量（有机物的质量）少少多多生物量生物量高高低低营养级营养级如海洋如海洋(hiyng)生态系统中，生产者浮游植物个体小，寿命短，生态系统中，生产者浮游植物个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，因而某一时间调查到的又会不断地被浮游动物吃掉，因而某一时间调查到的浮游植物的生物量可能要低于其捕食者浮游动物的生物量。浮游植物的生物量可能要低于其捕食者浮游动物的生物量。第22页/共31页第二十三页，共31页。第23页/共31页第二

20、十四页，共31页。四、生态系统四、生态系统(shn ti x tn)(shn ti x tn)能量能量流动的有关计算流动的有关计算1.1.较低营养较低营养(yngyng)(yngyng)级（已知）级（已知）较高营养较高营养(yngyng)(yngyng)级（级（未知）未知）最多：最多：20%20%最少：最少：10%10%较高营养级（已知）较高营养级（已知）最多：最多：10%10%最少：最少：20%20%较低营养级（未知）较低营养级（未知）例例1.1.下图表示一个草原生态系统的食物网。若美洲狮的食下图表示一个草原生态系统的食物网。若美洲狮的食物物2/32/3来自鹿，其余来自浣熊，则一只美洲狮体重

21、每增加来自鹿，其余来自浣熊，则一只美洲狮体重每增加3Kg3Kg，至少需要消耗青草，至少需要消耗青草_Kg_Kg。 1751751/3320%20%20%=1252/3320%20%=50第24页/共31页第二十五页，共31页。例例2.2.下图表示某生态系统中，四种生物所同化下图表示某生态系统中，四种生物所同化(tnghu)(tnghu)的有机的有机物的总量占该生态系统有机物总量的比例，则这四种生物之间的物的总量占该生态系统有机物总量的比例，则这四种生物之间的食物关系最可能的是（食物关系最可能的是（ ）A A2 2、食物网中相同、食物网中相同(xin tn)(xin tn)营养级所含的各种数量级

22、营养级所含的各种数量级（如能量、有机物总量、重金属含量等）相同（如能量、有机物总量、重金属含量等）相同(xin (xin tn)tn)第25页/共31页第二十六页，共31页。3 3、当动物性食物比例提高、当动物性食物比例提高(t go)(t go)时，生产者供能将增加。时，生产者供能将增加。例例3.3.设如图所示食物设如图所示食物(shw)(shw)网中水稻固定的太阳能为网中水稻固定的太阳能为N N，能量传递，能量传递效率为效率为l0l0，则人类获得的能量为（，则人类获得的能量为（ ） A A等于等于10-1N B10-1N B等于等于l0-2N Cl0-2N C少于少于l0-1N Dl0-1

23、N D多于多于10-1N10-1NC C第26页/共31页第二十七页，共31页。例例4.4.如下图食物如下图食物(shw)(shw)网中，若人的体重增加网中，若人的体重增加1Kg1Kg，最少消，最少消耗水藻耗水藻kgkg；最多消耗水藻；最多消耗水藻kgkg。25251000001000004 4、在某一食物网中，一个消费者占有多个营养级时：当该消、在某一食物网中，一个消费者占有多个营养级时：当该消费者增加某一值时，若要计算最少消耗生产者多少时应选最费者增加某一值时，若要计算最少消耗生产者多少时应选最短的食物链和最大的传递效率短的食物链和最大的传递效率(xio l)20%(xio l)20%计算

24、（消费者获计算（消费者获得能量最多）；若要计算最多消耗生产者多少时应选最长的得能量最多）；若要计算最多消耗生产者多少时应选最长的食物链和最小的传递效率食物链和最小的传递效率(xio l)10%(xio l)10%计算（消费者获得能计算（消费者获得能量最少）；量最少）；第27页/共31页第二十八页，共31页。五、研究五、研究(ynji)(ynji)生态系统能量流动生态系统能量流动的意义的意义1 1、研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学、研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学(kxu)(kxu)规划、设计人工生态系统，使能量得到最有规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。效的利用。2

25、 2、研究生态系统的能量流动，可以帮助人们合理地、研究生态系统的能量流动，可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地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流向对人类最有益的部分(b fen)(b fen)。例如，在森林中。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，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。、肉、皮、奶等畜产品。第28页/共31页第二十九页，共31页。五、研究能量流动五、研究能量流动(lidng)(lidng)的意义：的意义：实例实例第29页/共31页第三十页，共31页。成功成功(chnggng)(chnggng)的路就在你的的路就在你的脚下！脚下！GoGo！第30页/共31页第三十一页，共31页。