高中生物必修三生态系统的能量流动.pptx
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1、第第 5 5 章章 生态系统及其稳定性生态系统及其稳定性第1页/共47页上图是有上图是有“超级丹超级丹”之称的羽毛球运动员林丹,他在比赛前要摄入之称的羽毛球运动员林丹,他在比赛前要摄入大量营养物质,有能量的输入;在比赛过程中,有能量的转化和散大量营养物质,有能量的输入;在比赛过程中,有能量的转化和散失。一切生命活动都伴随着能量的变化,没有能量的输入,也就没失。一切生命活动都伴随着能量的变化,没有能量的输入,也就没有生命和生命系统。有生命和生命系统。生态系统中能量的输入、传递、转化和散失过程如何呢?生态系统中能量的输入、传递、转化和散失过程如何呢?课堂导入第2页/共47页本节目录本节目录本节目录
2、本节目录生态系统生态系统的能量流动的能量流动学习导航学习导航自我检测自我检测学习探究学习探究知识储备知识储备第第1818课时课时 生态系统的能量流动生态系统的能量流动探究点一能量流动的探究点一能量流动的过程过程探究点二能量流动的探究点二能量流动的特点及相关计算特点及相关计算探究点三研究能量流探究点三研究能量流动的实践意义动的实践意义第3页/共47页学习导航1.结合教材P93能量流动的分析,能够说出能量流动的概念。2.结合教材P94图56、图57,理解能量在生态系统中的流动过程。3.结合教材P95图58,分析总结能量流动的特点。4.通过教材P96生态农业,概述研究能量流动的意义。能量流动的过程和
3、特点。第4页/共47页知识储备知识储备1生态系统的组成成分包括生态系统的组成成分包括 、_ ,各组成成分间相互作用形成一个统一的整体。,各组成成分间相互作用形成一个统一的整体。2生态系统的营养结构是生态系统的营养结构是 。生态系统的主要功能。生态系统的主要功能是是 和和 ,就是沿着此渠道进行的。,就是沿着此渠道进行的。3绿色植物通过光合作用把绿色植物通过光合作用把 能转化为能转化为_ 能,化能自养生物则通过化能合成作用把能,化能自养生物则通过化能合成作用把_ _ 能转化为能转化为 能。能。4生物通过呼吸作用把有机物中稳定的化学能释放出来,大部分生物通过呼吸作用把有机物中稳定的化学能释放出来,大
4、部分以以 形式散失,少部分储存在形式散失,少部分储存在 中。中。5在在“草草兔兔狼狼”这条食物链中,草通过光合作用固定了太阳能,这条食物链中,草通过光合作用固定了太阳能,属于第一营养级。兔生命活动需要的能量来自于属于第一营养级。兔生命活动需要的能量来自于 ,属于第,属于第 营养级,营养级,消费者。狼生命活动需要的能量来自于消费者。狼生命活动需要的能量来自于 ,属于,属于第第 营养级,营养级,消费者。消费者。生产者生产者消费者消费者分解者分解者非生物的物质和能量非生物的物质和能量食物链和食物网食物链和食物网能量流动能量流动物质循环物质循环太阳太阳有机物中稳定的化学有机物中稳定的化学氧化无机物时释
5、放的化学氧化无机物时释放的化学有机物中稳定的化学有机物中稳定的化学热能热能ATPATP草草二二初级初级兔兔三三次级次级第5页/共47页探究点一能量流动的过程探究点一能量流动的过程学习探究学习探究黑麦草是一年生或多年生草本植物,是重要的栽培牧草和绿肥作黑麦草是一年生或多年生草本植物,是重要的栽培牧草和绿肥作物。下图是山羊吃黑麦草的图片,请分析山羊和黑麦草的能量流物。下图是山羊吃黑麦草的图片,请分析山羊和黑麦草的能量流动过程。动过程。第6页/共47页探究点一1观察黑麦草的能量去向,分析:(1)A是通过 作用完成的,该过程使 能转化成 能,以 的形式储存在黑麦草体内。(2)B是通过 作用为生长发育提
6、供能量,这个过程产生的能量大部分以 能的形式散失掉了。(3)C过程中,枯枝落叶中的有机物被 分解为无机物,能量被释放。(4)D是指部分能量被山羊通过_摄入体内,最终同化为自身的能量。光合光合光光化学化学有机物有机物呼吸呼吸分解者分解者捕食捕食热热第7页/共47页(5)能量流动过程中,我们经常以种群作为整体研究对象,请完成下能量流动过程中,我们经常以种群作为整体研究对象,请完成下图并归纳能量流动的概念。图并归纳能量流动的概念。生态系统的能量流动是指生态系统中能量的生态系统的能量流动是指生态系统中能量的 、和和 的过程。的过程。输入输入储存储存散失散失输入输入传递传递转化转化散失散失探究点一第8页
7、/共47页2 2结合上述内容完成能量流经第二营养级的示意图结合上述内容完成能量流经第二营养级的示意图散失散失次级次级生长发生长发育育分分解解者者呼吸作用呼吸作用探究点一第9页/共47页3结合1、2,概括生态系统能量流动示意图,请据图分析:生产者生产者呼吸呼吸初级消初级消费者费者次级消费次级消费者者分分 解解 者者呼吸呼吸三级消三级消费者费者呼吸呼吸呼吸呼吸呼吸呼吸(1)能量的输入源头:能或氧化无机物产生的 能。相关生理过程:作用或 作用。能量转换形式:能或氧化无机物产生的 能有机物中的 能。输入总量:。太阳太阳化学化学光合光合化能合成化能合成光光化学化学生产者固定的全部能量生产者固定的全部能量
8、化学化学能量能量探究点一第10页/共47页3结合1、2,概括生态系统能量流动示意图,请据图分析:生产者生产者呼吸呼吸初级消初级消费者费者呼吸呼吸次级消费次级消费者者分分 解解 者者呼吸呼吸三级消三级消费者费者呼吸呼吸呼吸呼吸能量能量(2)能量的传递能量的传递传递途径:传递途径:。传递形式:传递形式:。食物链和食物网食物链和食物网有机物中的化学能有机物中的化学能探究点一第11页/共47页3结合1、2,概括生态系统能量流动示意图,请据图分析:生产者生产者呼吸呼吸初级消初级消费者费者呼吸呼吸次级消费次级消费者者分分 解解 者者呼吸呼吸三级消三级消费者费者呼吸呼吸呼吸呼吸能量能量(3)能量的散失能量的
9、散失形式:形式:能。能。一般途径:一般途径:作用,包括各个营养级作用,包括各个营养级 的呼吸消耗以及的呼吸消耗以及 的呼吸作用。的呼吸作用。特殊途径:动植物遗体形成煤炭、石油等,经过特殊途径:动植物遗体形成煤炭、石油等,经过 放出热能。放出热能。热热呼吸呼吸自身自身分解者分解者燃烧燃烧探究点一第12页/共47页 (1 1)同化量和摄入量的比较)同化量和摄入量的比较同化量为每一营养级通过摄同化量为每一营养级通过摄食并转化成自身有机物的能量,摄入量是消费者摄入的能量:食并转化成自身有机物的能量,摄入量是消费者摄入的能量:同化量摄入量粪便量同化量摄入量粪便量 (2 2)消费者产生的粪便中的能量属于上
10、一营养级。)消费者产生的粪便中的能量属于上一营养级。探究点一第13页/共47页探究点一摄入量粪便量同化量呼吸消耗量流入下一营养级流入分解者未被利用的某营养级某营养级(消费者消费者)的能量流动简图的能量流动简图第14页/共47页探究点一1结合探究点一中的生态系统能量流动示意结合探究点一中的生态系统能量流动示意图判断:图判断:(1)当狼吃掉一只兔子时,就获得了兔子的全当狼吃掉一只兔子时,就获得了兔子的全部能量部能量()(2)初级消费者的粪便量属于第二营养级能量初级消费者的粪便量属于第二营养级能量()(3)同化量同化量用于生长发育和繁殖的能量用于生长发育和繁殖的能量()(1)狼排出粪便中的能量属于兔
11、子,未被狼获得。(2)初级消费者的粪便量属于第一营养级的能量。(3)同化量中的一部分用于生长发育和繁殖。第15页/共47页探究点一1结合探究点一中的生态系统能量流动示意图结合探究点一中的生态系统能量流动示意图判断:判断:(4)呼吸作用所产生的能量都是以热能的形呼吸作用所产生的能量都是以热能的形式散失式散失()(5)分解者的分解作用也是通过呼吸作用完分解者的分解作用也是通过呼吸作用完成的成的()(6)能量能量aebi()(4)呼吸作用所产生的能量一部分储存在ATP中,其余以热能的形式散失。(6)稳定的生态系统里,每一营养级的能量一般输入等于输出。第16页/共47页探究点一1结合探究点一中的生态系
12、统能量流动示意图结合探究点一中的生态系统能量流动示意图判断:判断:(7)箭头箭头a代表生产者的同化量,方框代表生产者的同化量,方框代表代表初级消费者的摄入量初级消费者的摄入量()(8)生态系统中的能量流动和转化不遵循能生态系统中的能量流动和转化不遵循能量守恒定律,总量越来越少量守恒定律,总量越来越少()(9)流经该生态系统的能量能够重新再回到流经该生态系统的能量能够重新再回到这个生态系统,被重复利用这个生态系统,被重复利用()(7)方框方框代表初代表初级消费者的级消费者的同化同化量量。(8)生态系统中的生态系统中的能量流动和转化能量流动和转化遵循能量守恒定遵循能量守恒定律律。(9)能量能量 不
13、能重复不能重复利用利用。第17页/共47页探究点二能量流动的特点及相关计算探究点二能量流动的特点及相关计算 美国生态学家林德曼对一个结构相对简单的天然湖泊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赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析,得出了如图所示的数据格湖的能量流动进行了定量分析,得出了如图所示的数据单位:单位:J/(cm2a),请完成以下分析:,请完成以下分析:学习探究学习探究第18页/共47页1由图得知(1)经过长期的自然选择,食物链中 是不可逆转的。(2)各营养级的能量总是趋向于以 而散失掉,无法再利用。因此,能量流动的方向是 ,只能从 一个营养级流向_一个营养级,不可 ,也不
14、能 。各营养级的顺序各营养级的顺序呼吸作用产生热能呼吸作用产生热能单向的单向的上上下下逆转逆转循环流动循环流动探究点二第19页/共47页2.能量传递效率计算公式为:能量传递效率计算公式为:相邻两个营养级的传递效率(下一相邻两个营养级的传递效率(下一个营养级同化量个营养级同化量/上一个营养级同化量)上一个营养级同化量)100%,请将图中各营养请将图中各营养级的级的“输入输入”能量和能量和“输出输出”到下一个营养级的能量整理出来填在表格到下一个营养级的能量整理出来填在表格中,并计算相邻营养级之间的传递效率。中,并计算相邻营养级之间的传递效率。J/(cm2a)输入输入输出到输出到下一下一营营养级养级
15、传递传递效率效率第一第一营养级营养级(生产者生产者)第二第二营养级营养级(植食性动物植食性动物)第三第三营养级营养级(肉食性动物肉食性动物)464.6464.662.862.813.5%13.5%62.862.812.612.620.1%20.1%12.612.6探究点二第20页/共47页3.由2中数据分析其原因可能有:(1)各营养级的生物都会因 而消耗掉相当大一部分能量。(2)各营养级的生物中总有一部分能量未被 所利用。(3)还有少部分能量随着 等直接传递给了 。因此,输入各营养级的能量不可能百分之百地流入下一营养级,能量在沿 流动过程中是 的。输入输入输出到下输出到下一营养级一营养级传递传
16、递效率效率第一第一营养级营养级(生产者生产者)464.6464.662.862.813.5%13.5%第二第二营养级营养级(植食性动物植食性动物)62.862.812.612.620.1%20.1%第三第三营养级营养级(肉食性动物肉食性动物)12.612.6呼吸作用呼吸作用下一营养级的生物下一营养级的生物残枝败叶或遗体残枝败叶或遗体食物链食物链逐级递减逐级递减分解者分解者探究点二第21页/共47页4由由2中传递效率可以看出,能量在相邻两营养级间的传递效率大中传递效率可以看出,能量在相邻两营养级间的传递效率大约是约是 。若将单位时间内各营养级所得到的能量、每个营养。若将单位时间内各营养级所得到的
17、能量、每个营养级有机体的数量及单位空间内各营养级的生物量数值绘制成金字塔,级有机体的数量及单位空间内各营养级的生物量数值绘制成金字塔,如下面图表所示。如下面图表所示。能量金字塔能量金字塔数量金字塔数量金字塔生物量金字塔生物量金字塔形形状状特特点点呈呈 金字金字塔形塔形通常为正金字通常为正金字塔形塔形,有时会出现 金字塔形一般一般呈呈 金字塔金字塔形形,有时会出现 金字塔形10%10%20%20%正正倒倒正正倒倒探究点二第22页/共47页【小贴士小贴士】1.数量金字塔的倒置现象数量金字塔的倒置现象例如:一个松树上有许多条松毛虫,多只灰喜鹊例如:一个松树上有许多条松毛虫,多只灰喜鹊。昆虫鸟树树2.
18、生物量金字塔的倒置现象生物量金字塔的倒置现象例如:某一时间浮游植物的生物量例如:某一时间浮游植物的生物量(用质量来表示用质量来表示)可能低于浮游可能低于浮游动物的生物量。动物的生物量。浮游动物浮游动物浮游植物浮游植物探究点二第23页/共47页【思考思考】一条食物链中一般不超过一条食物链中一般不超过45个营养级,这是为什么个营养级,这是为什么?生态系统中能量流动的传递生态系统中能量流动的传递效率一般是效率一般是10%10%20%20%,营养营养级越多,能量的消耗就越多级越多,能量的消耗就越多,所剩能量往往不能维持一个所剩能量往往不能维持一个新的营养级。新的营养级。探究点二第24页/共47页5.下
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