第47课时生态系统的能量流动精选文档.ppt
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1、第47课时生态系统的能量流动本讲稿第一页,共八十四页(2)(2)能量的传递能量的传递传递渠道:传递渠道:。传递过程传递过程(挖掘教材挖掘教材P P8989图图8 821)21)食物链和食物网食物链和食物网本讲稿第二页,共八十四页析图:析图:A.A.消费者摄入能量消费者摄入能量(a)=(a)=消费者同化能量消费者同化能量(b)+(b)+粪便中能量粪便中能量(c)(c),即动物粪便中能量不属该营养级同,即动物粪便中能量不属该营养级同化能量,应为上一个营养级固定或同化能量。化能量,应为上一个营养级固定或同化能量。B B消费者同化能量消费者同化能量(b)(b)呼吸消耗呼吸消耗(d)(d)生长、发育生长
2、、发育和繁殖和繁殖(e)(e)C C生长、发育和繁殖生长、发育和繁殖(e)(e)分解者分解利用分解者分解利用(f)(f)下下一营养级同化一营养级同化(i)(i)未被利用未被利用(j)(j),即消费者同化能,即消费者同化能量若为两部分之和是量若为两部分之和是b bd de e;若为四部分之和是;若为四部分之和是b bd df fi ij j。(3)(3)能量的转化和散失能量的转化和散失本讲稿第三页,共八十四页练一练练一练下列关于生态系统能量流动的叙述中,正下列关于生态系统能量流动的叙述中,正 确的是确的是 ()A A通过消费者的粪便流入到分解者体内的能量属通过消费者的粪便流入到分解者体内的能量属
3、 于消费者同化作用所获得的能量的一部分于消费者同化作用所获得的能量的一部分 B B能量伴随着物质而循环流动能量伴随着物质而循环流动 C C生产者可通过光合作用合成有机物,并把能量生产者可通过光合作用合成有机物,并把能量 从无机环境流入生物群落从无机环境流入生物群落 D D当捕食者吃掉被捕食者时,捕食者便获得了当捕食者吃掉被捕食者时,捕食者便获得了 被捕食者的全部能量被捕食者的全部能量 解析解析同化量摄入量粪便量,粪便量不属于同化量摄入量粪便量,粪便量不属于 同化量,故同化量,故A A、D D错。能量流动是单向的,不能循错。能量流动是单向的,不能循 环流动,故环流动,故B B错。错。C C本讲稿
4、第四页,共八十四页二、能量流动的特点二、能量流动的特点1 1 :能量流动只能从第一营养级流向第二营: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,不可养级,再依次流向后面的各个营养级,不可 ,也不可也不可 。2 2 :能量在沿食物链流动的过程中传递效:能量在沿食物链流动的过程中传递效 率大约为率大约为 。3 3能量金字塔:将单位时间内各个营养级所得到的能量金字塔:将单位时间内各个营养级所得到的 数值数值 绘成图,可形成一个金字塔图形。绘成图,可形成一个金字塔图形。(1)(1)能量单向流动的原因:能量单向流动的原因:只能从被捕食者流向只能从被捕食者流向捕食者,不能逆流;捕
5、食者,不能逆流;散失的热能不能重新利用,不能散失的热能不能重新利用,不能循环,只能单向。循环,只能单向。(2)(2)能量逐渐递减的原因:能量逐渐递减的原因:自身呼吸消耗;自身呼吸消耗;分解者分分解者分解;解;未被利用。未被利用。单向流动单向流动逆转逆转循环流动循环流动逐级递减逐级递减101020%20%能量能量由低到高由低到高提醒提醒本讲稿第五页,共八十四页三、研究能量流动的意义三、研究能量流动的意义1 1帮助人们科学规划、设计帮助人们科学规划、设计 ,使能量,使能量 得到最有效的利用。得到最有效的利用。2 2帮助人们合理地调整生态系统中的帮助人们合理地调整生态系统中的 关关 系,使能量持续高
6、效地流向对人类系,使能量持续高效地流向对人类 的部分。的部分。构建知识网络构建知识网络人工生态系统人工生态系统能量流动能量流动最有益最有益本讲稿第六页,共八十四页考点一考点一 生态系统中能量流动分析生态系统中能量流动分析1 1能量流动的过程能量流动的过程 (1)(1)图示图示 (2)(2)析图:析图:能量流动的源头能量流动的源头太阳能。太阳能。能量转化:太阳能能量转化:太阳能有机物中的化学能有机物中的化学能热能热能 (最终散失最终散失)。流动形式:有机物中的化学能。流动形式:有机物中的化学能。高频考点突破高频考点突破本讲稿第七页,共八十四页 散失途径:呼吸作用,包括各个营养级自身的散失途径:呼
7、吸作用,包括各个营养级自身的 呼吸消耗以及分解者的呼吸作用。呼吸消耗以及分解者的呼吸作用。能量散失的形式:以热能形式散失。能量散失的形式:以热能形式散失。箭头由粗到细:表示流入下一营养级的能量逐箭头由粗到细:表示流入下一营养级的能量逐 级递减。级递减。随营养级的升高,储存在生物体内的能量越来随营养级的升高,储存在生物体内的能量越来 越少。越少。2 2每一营养级能量来源与去路分析每一营养级能量来源与去路分析 (1)(1)动物同化的能量摄入量粪便有机物中的能动物同化的能量摄入量粪便有机物中的能 量,即摄入的食物只有部分被同化。例如蜣螂利量,即摄入的食物只有部分被同化。例如蜣螂利 用大象的粪便获得能
8、量,就不能说蜣螂获得了大用大象的粪便获得能量,就不能说蜣螂获得了大 象的能量。象的能量。本讲稿第八页,共八十四页(2)(2)流入一个营养级的能量是指被这个营养级的生物流入一个营养级的能量是指被这个营养级的生物所同化的全部能量。能量的来源与去路:所同化的全部能量。能量的来源与去路:来来源源生产者的能量主要来自太阳能生产者的能量主要来自太阳能其余各营养级的能量来自上一营养级所同其余各营养级的能量来自上一营养级所同化的能量化的能量去去路路自身呼吸消耗、转化为其他形式的能量和热能自身呼吸消耗、转化为其他形式的能量和热能流向下一营养级流向下一营养级残体、粪便等被分解者分解残体、粪便等被分解者分解未被利用
9、:包括生物每年的积累量,也包括未被利用:包括生物每年的积累量,也包括动植物残体以化石燃料形式被储存起来的能量动植物残体以化石燃料形式被储存起来的能量即一个营养级所同化的能量呼吸消耗的能量被下即一个营养级所同化的能量呼吸消耗的能量被下一营养级同化的能量分解者利用的能量未被利用一营养级同化的能量分解者利用的能量未被利用的能量。的能量。本讲稿第九页,共八十四页提醒提醒最高营养级能量去路只有最高营养级能量去路只有3 3个方面,少了传个方面,少了传递给下一营养级这一去路。递给下一营养级这一去路。分解者分解作用的实质仍然是呼吸作用。分解者分解作用的实质仍然是呼吸作用。流经各营养级的总能量:对生产者而言强调
10、关键流经各营养级的总能量:对生产者而言强调关键词词“固定固定”而不能说而不能说“照射照射”,对各级消费者而言强调,对各级消费者而言强调关键词关键词“同化同化”而不能说而不能说“摄入摄入”。本讲稿第十页,共八十四页对位训练对位训练1 1下图表示某草原生态系统中能量流动图解,下图表示某草原生态系统中能量流动图解,表示相关过程能量流动量。下列有关叙述正确表示相关过程能量流动量。下列有关叙述正确 的是的是()A A是流入该生态系统的总能量是流入该生态系统的总能量 B B分解者分解动植物遗体释放出来的能量,可供分解者分解动植物遗体释放出来的能量,可供 绿色植物再利用绿色植物再利用本讲稿第十一页,共八十四
11、页C.C.图中图中/的比值代表的比值代表“草草兔兔”的能量传递效率的能量传递效率D D和和分别属于草和兔同化量的一部分分别属于草和兔同化量的一部分解析解析流入该生态系统的总能量应该是生产者(草)所流入该生态系统的总能量应该是生产者(草)所固定的太阳能的总量,而固定的太阳能的总量,而仅是其中的一部分,所以仅是其中的一部分,所以A A错。分解者分解遗体,最终是以热能的形式释放,而错。分解者分解遗体,最终是以热能的形式释放,而热能是不能被绿色植物固定利用,所以热能是不能被绿色植物固定利用,所以B B错。图中错。图中分别是流向兔和狐的能量,二者之比不能代表分别是流向兔和狐的能量,二者之比不能代表“草草
12、兔兔”的能量传递效率,所以的能量传递效率,所以C C错。错。是兔排出的粪便中所含是兔排出的粪便中所含的能量,兔是初级消费者,初级消费者的粪便所含的的能量,兔是初级消费者,初级消费者的粪便所含的能量不属于初级消费者所同化的,应该属于生产者能量不属于初级消费者所同化的,应该属于生产者(草)的;(草)的;是由兔流向分解者的能量,应属于兔同是由兔流向分解者的能量,应属于兔同化量的一部分,所以化量的一部分,所以D D正确。正确。答案答案 D D本讲稿第十二页,共八十四页2 2一个池塘中含有生产者一个池塘中含有生产者(浮游植物浮游植物)、初级消费者、初级消费者 (植食性鱼类植食性鱼类)、次级消费者、次级消
13、费者(肉食性鱼类肉食性鱼类)、分解、分解 者者(微生物微生物)。其中生产者固定的全部能量为。其中生产者固定的全部能量为a a,流,流 入初级消费者、次级消费者、分解者的能量依次入初级消费者、次级消费者、分解者的能量依次 为为b b、c c、d d,下列表述正确的是,下列表述正确的是 ()A Aa ab bd B.abd B.abd d C Cababd Dd Dacacd d 解析解析一个生态系统中,流经该系统的总能量是一个生态系统中,流经该系统的总能量是 生产者固定的能量。该生态系统中生产者固定的生产者固定的能量。该生态系统中生产者固定的 全部能量是全部能量是a a,即流经该系统的各个营养级
14、的总能,即流经该系统的各个营养级的总能 量是量是a a,数值是最大的。这些能量一部分在生产者,数值是最大的。这些能量一部分在生产者 的呼吸作用中以热能形式散失到环境中,一部分的呼吸作用中以热能形式散失到环境中,一部分本讲稿第十三页,共八十四页用于自身的生长、发育、繁殖。在后一部分能量用于自身的生长、发育、繁殖。在后一部分能量中,一部分随植物遗体和残枝败叶等被分解者分解中,一部分随植物遗体和残枝败叶等被分解者分解释放出来,还有一部分沿着食物链流入初级消费释放出来,还有一部分沿着食物链流入初级消费者,除小部分能量随动物粪便排出体外,其余被初者,除小部分能量随动物粪便排出体外,其余被初级消费者同化。
15、能量沿食物链单向流动、逐级递减级消费者同化。能量沿食物链单向流动、逐级递减传递下去。传递下去。答案答案B B本讲稿第十四页,共八十四页考点二考点二 能量传递效率及有关计算能量传递效率及有关计算1 1能量传递效率能量传递效率 一般说来,能量传递的平均效率大约为一般说来,能量传递的平均效率大约为10%10%20%20%。2 2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,上一营养级的能量大能量在流经各个营养级时,上一营养级的能量大 约有约有10%10%20%20%传到下一营养级,营养级越高,能传到下一营养级,营养级越高,能 量越少。因此食物链越长,能量损失越多。
16、为了量越少。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。有关能量的充分利用能量,应尽量缩短食物链。有关能量的 “最值最值”计算方法总结如下:计算方法总结如下:本讲稿第十五页,共八十四页知低营养级知低营养级求高营养级求高营养级获得能量最多获得能量最多选最短食物链选最短食物链按按20%20%计算计算获得能量最少获得能量最少选最长食物链选最长食物链按按10%10%计算计算知高营养级知高营养级求低营养级求低营养级需最多能量需最多能量选最长食物链选最长食物链按按10%10%计算计算需最少能量需最少能量选最短食物链选最短食物链按按20%20%计算计算本讲稿第十六页,共八十四页提醒提
17、醒同一食物链不同环节能量传递效率往往不完同一食物链不同环节能量传递效率往往不完全相同,不涉及全相同,不涉及“最多最多”、“最少最少”,计算时不能按,计算时不能按10%10%或或20%20%,而需按具体数值计算。如在食物链,而需按具体数值计算。如在食物链ABCDABCD中,能量传递效率分别为中,能量传递效率分别为a%a%、b%b%、c%c%,若若A A的能量为的能量为M M,则,则D D的能量为的能量为Ma%b%c%Ma%b%c%。本讲稿第十七页,共八十四页对位训练对位训练3 3假如一个人的代谢过程中,其全部同化量的假如一个人的代谢过程中,其全部同化量的1/21/2 来自植物、来自植物、1/21
18、/2来自牛肉,并且能量在各营养级之来自牛肉,并且能量在各营养级之 间的传递效率为间的传递效率为10%10%。现在。现在G G千克植物通过食物链千克植物通过食物链 被摄入人体,问最多能使人体体重增加多少被摄入人体,问最多能使人体体重增加多少(不计不计 人体呼吸作用所消耗的部分能量人体呼吸作用所消耗的部分能量)()()A AG/10 BG/10 B2G/11 C2G/11 CG/55 DG/55 DG/280G/280C C本讲稿第十八页,共八十四页4 4(2008(2008海南高考改编海南高考改编)甲、乙两个水池中各有一甲、乙两个水池中各有一 个由个由5 5个物种构成的食物网,如下图所示,且这两
19、个物种构成的食物网,如下图所示,且这两 个水池的生态系统在没有人为干扰的情况下均达个水池的生态系统在没有人为干扰的情况下均达 到相对稳定平衡状态。请据图回答:到相对稳定平衡状态。请据图回答:(1)(1)每个水池生态系统中有每个水池生态系统中有条食物链,流条食物链,流 经该生态系统的总能量来自经该生态系统的总能量来自所所 固定的太阳能。固定的太阳能。本讲稿第十九页,共八十四页(2)(2)假如鲫鱼的假如鲫鱼的1/41/4食物来自绿藻,食物来自绿藻,1/21/2来自轮虫,且来自轮虫,且该系统能量从生产者到消费者的传递效率为该系统能量从生产者到消费者的传递效率为10%10%,从,从消费者到消费者的能量
20、传递效率为消费者到消费者的能量传递效率为20%20%。如果鲫鱼种。如果鲫鱼种群增加的能量为群增加的能量为200 kJ200 kJ,那么其中来自绿藻和轮虫,那么其中来自绿藻和轮虫的能量分别为的能量分别为_ _ _kJkJ和和 kJkJ。(3)(3)若甲池中引入大量浮萍,一段时间后导致绿藻、若甲池中引入大量浮萍,一段时间后导致绿藻、水草、轮虫相继死亡,此时池中只剩下水草、轮虫相继死亡,此时池中只剩下2 2条食物链。条食物链。请写出这请写出这2 2条食物链构成的食物网条食物链构成的食物网 。本讲稿第二十页,共八十四页解析解析(1)(1)绿藻和水草都为生产者,以绿藻为起点有绿藻和水草都为生产者,以绿藻
21、为起点有3 3条食物链,以水草为起点有条食物链,以水草为起点有2 2条食物链,共有条食物链,共有5 5条食条食物链。物链。(2)(2)鲫鱼增加能量的鲫鱼增加能量的1/41/4为为50 kJ50 kJ,按,按10%10%计算,需要计算,需要绿藻绿藻500 kJ500 kJ;鲫鱼增加能量的;鲫鱼增加能量的1/21/2为为100 kJ100 kJ,按,按20%20%计算,需要轮虫的能量为计算,需要轮虫的能量为500 kJ500 kJ。答案答案(1)5(1)5绿藻和水草绿藻和水草(2)500(2)500500500(3 3)本讲稿第二十一页,共八十四页考点三考点三能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔能
22、量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔不同的金字塔能形象地说明营养级与能量、数量、不同的金字塔能形象地说明营养级与能量、数量、生物量之间的关系,是定量研究生态系统的直观体生物量之间的关系,是定量研究生态系统的直观体现。现。类型项目能量金字塔数量金字塔生物量金字塔含义各营养级固定的总能量每一营养级生物个体的数量每一营养级现存生物的总质量形状本讲稿第二十二页,共八十四页特点呈正金字塔形一般呈正金字塔形一般呈正金字塔形分析能量流动的过程中总是有能量的耗散一株大树上,鸟、虫、树的数量金字塔的塔形会发生倒置浮游植物的个体小,寿命短,又不断被浮游动物吃掉,所以某一时间浮游植物的生物量(用质量来表示)可能低于浮
23、游动物的生物量本讲稿第二十三页,共八十四页特别提醒特别提醒1 1在一条食物链中,由低营养级到高营养级推算,前在一条食物链中,由低营养级到高营养级推算,前 一营养级比后一营养级含量一定多的指标是一营养级比后一营养级含量一定多的指标是“能能 量量”,而,而“数量数量”和和“生物量生物量”均可能出现反例。均可能出现反例。2 2在人工生态系统中因能量可人为补充,可能会使能在人工生态系统中因能量可人为补充,可能会使能 量金字塔呈现倒置状况。如人工鱼塘中生产者的能量金字塔呈现倒置状况。如人工鱼塘中生产者的能 量未必比消费者量未必比消费者(鱼鱼)多。天然生态系统则必须当能多。天然生态系统则必须当能 量状况表
24、现为金字塔形状时,方可维持生态系统的量状况表现为金字塔形状时,方可维持生态系统的 正常运转,从而维持生态系统的稳定性。正常运转,从而维持生态系统的稳定性。3 3某营养级的某营养级的“粪便粪便”中的能量不同于中的能量不同于“尿液尿液”中的中的 能量。前者应归于上一营养级,是未被该营养级利能量。前者应归于上一营养级,是未被该营养级利 用的能量用的能量(含在上一营养级同化能量的含在上一营养级同化能量的80%80%90%90%中中);后者则归于该营养级,是该营养级所同化的能;后者则归于该营养级,是该营养级所同化的能 量中的一部分量中的一部分(含在上一营养级传递来的含在上一营养级传递来的10%10%20
25、%20%的的 能量中能量中)。本讲稿第二十四页,共八十四页4 4以金字塔图形式呈现以金字塔图形式呈现 昆虫昆虫昆虫昆虫鸟鸟)。那么树、昆虫和鸟的能量金字。那么树、昆虫和鸟的能量金字 塔、生物量金字塔和生物数量金字塔可依次表示塔、生物量金字塔和生物数量金字塔可依次表示 为为A A、A A、C C。本讲稿第二十五页,共八十四页对位训练对位训练5.5.(2009(2009广东理基,广东理基,51)51)右图为某一生态右图为某一生态 系统的能量金字塔,其中系统的能量金字塔,其中、分别代表不同的营养级,分别代表不同的营养级,E E1 1、E E2 2代表代表 能量的形式。下列叙述正确的是能量的形式。下列
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