生态系统的能量流动新.pptx

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1、第1页/共61页 就一个生物个体（如人）而言，能量是如何流动的呢？能量能量输入输入个体个体呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量储存在体内的能量储存在体内的能量 ：指生物体把从外界环境中获取的营养物指生物体把从外界环境中获取的营养物质质转变成自身的组成物质转变成自身的组成物质，并且，并且储存能量储存能量的变化过程。的变化过程。同化作用同化作用同化量同化量=摄入量摄入量粪便量粪便量记1=流入的能量流入的能量=得到的能量得到的能量（异化作用）是否就是摄入量能量能量输出输出第2页/共61页能量能量输入输入个体个体1呼吸作用呼吸作用散失散失的能量的能量储存储存在体内的能量在体内的能量个体个体2个体个体3

2、呼吸作用呼吸作用散失散失的能量的能量储存储存在体内的能量在体内的能量呼吸作用呼吸作用散失散失的能量的能量储存储存在体内的能量在体内的能量能量流动的分析：同种个体种群若以含有多个个体的群体为单位，该如何分析？同化量同化量第3页/共61页能量流经一个种群的情况能量能量输入输入种群种群能量能量储存储存能量能量散失散失能量流动的分析第4页/共61页无机环境生物群落生态系统热量热量热量散失输入生产者光能消费者分解者传递一.能量流动的概念 指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失过程。研究生态系统的能量流动一般在群体水平上。太阳能有机物中化学能热能太阳能 化学能 热能记2第5页/共61页1.1.能量的源头

3、能量的源头 :2.2.起点起点:3.输入生态系统的总能量输入生态系统的总能量:4.4.渠道渠道:5.5.能量散失的形式能量散失的形式:太阳能太阳能从生产者固定太阳能开始从生产者固定太阳能开始食物链和食物网食物链和食物网生产者固定的太阳能生产者固定的太阳能热能热能二、能量流动的过程：6.6.能量的转化形式：能量的转化形式：光能光能化学能化学能热能热能记3（特殊生态系统除外）第6页/共61页生产者同化生产者同化生产者同化生产者同化用于生长用于生长用于生长用于生长发育和繁殖发育和繁殖发育和繁殖发育和繁殖初级消费者摄入初级消费者摄入初级消费者摄入初级消费者摄入分分解解者者利利用用散散失失呼吸作用呼吸作

4、用残枝残枝败叶败叶散散失失呼吸作用呼吸作用1.1.能量流经能量流经第一营养级第一营养级的情况的情况阅读阅读P94页第页第2段文字，然后用段文字，然后用关键词、方框、关键词、方框、线段和箭头线段和箭头等，构建相应的等，构建相应的图式模型图式模型。能量能量输入输入第7页/共61页初级消费者初级消费者初级消费者初级消费者摄入摄入摄入摄入初级消费者初级消费者初级消费者初级消费者同化同化同化同化用于生长用于生长用于生长用于生长发育和繁殖发育和繁殖发育和繁殖发育和繁殖次级消费者摄入次级消费者摄入次级消费者摄入次级消费者摄入分解者利用散散失失呼吸作用呼吸作用粪便粪便遗体遗体残骸残骸散散失失呼吸呼吸作用作用2

5、.2.能量流经能量流经第二营养级第二营养级的情况的情况此能量属于生产者第8页/共61页7、能量 去路 呼吸散失被分解者利用流向下一营养级自身的生长、发育、繁殖第9页/共61页羚羊羚羊摄入（草）摄入（草）狮狮摄入摄入狮狮同化同化粪粪便便A分分解解者者利利用用呼呼吸吸散失散失遗体遗体残骸残骸粪便粪便B B用于生长发用于生长发育和繁殖育和繁殖呼呼吸吸散失散失羚羊羚羊同化同化在草原上，羚羊以草为食，屎壳郎（蜣螂）以羊粪为食被羊同化的能量中约有多少流入屎壳郎？0第10页/共61页生态系统的能量流动图解生态系统的能量流动图解生产者生产者(植物植物)呼吸呼吸初级消费者初级消费者(植食动物植食动物)呼吸呼吸次

6、级消费者次级消费者(肉食动物肉食动物)呼吸呼吸分分 解解 者者呼吸呼吸三级消费者三级消费者(肉食动物肉食动物)呼吸呼吸列式计算Q1Q2Q3Q总=Q1+Q2+Q3Q4Q5Q6Q总Q2=Q4+Q5+Q6每个营养级的能量来源和去路都相同吗?生产者的能量来源是光能,最高营养级的去路中没有流向下一营养级的。第11页/共61页资料分析资料分析3问据图分析生态系统能量流动有何特点呢？据图分析生态系统能量流动有何特点呢？1 1、为什么、为什么流入某营养级的能量不能百分之百流入某营养级的能量不能百分之百地流入下一个营养级地流入下一个营养级?逐级递减逐级递减 呼吸散失呼吸散失的热能；的热能；为为分解者利用分解者利

7、用的能量的能量 “未利用未利用”的能量的能量第12页/共61页三、生态系统能量流动的特点三、生态系统能量流动的特点逐级递减逐级递减:单向流动单向流动:不可逆转，不能循环不可逆转，不能循环能量在能量在沿食物链沿食物链流动的流动的过程中是逐渐减少的过程中是逐渐减少的 从生产者初级消费者次级消费者三级消费者能量传递效率=下一个营养级同化的能量上一个营养级同化的能量第13页/共61页数据分析和处理数据分析和处理营养级营养级同化能量同化能量生产者生产者（第一营养级）（第一营养级）植食性动物植食性动物（第二营养级）（第二营养级）肉食性动物肉食性动物（第三营养级）（第三营养级）第一、二营养级间的能量传递效率

8、=能量传递效率=下一个营养级同化的能量上一个营养级同化的能量第14页/共61页列式计算列式计算每个营养级同化能量每个营养级同化能量=下一个营养级同化能量下一个营养级同化能量+呼吸消耗能量呼吸消耗能量+分解者释放能量分解者释放能量+未被利用能量未被利用能量？第15页/共61页数据分析和处理数据分析和处理营养级营养级同化能量同化能量生产者生产者（第一营养级）（第一营养级）植食性动物植食性动物（第二营养级）（第二营养级）肉食性动物肉食性动物（第三营养级）（第三营养级）第一、二营养级间的能量传递效率=能量传递效率=下一个营养级同化的能量上一个营养级同化的能量62.8464.6 10013.52%464

9、.662.812.6第二、三营养级间的能量传递效率=12.662.8 10020.06%第16页/共61页三、生态系统能量流动的特点三、生态系统能量流动的特点逐级递减逐级递减:单向流动单向流动:能量传递效率大约为能量传递效率大约为10%20%10%20%不可逆转，不能循环不可逆转，不能循环能量在能量在沿食物链沿食物链流动的流动的过程中是逐渐减少的过程中是逐渐减少的 从生产者初级消费者次级消费者三级消费者能量传递效率=下一个营养级同化的能量上一个营养级同化的能量从中可以看出，一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中，消耗的能量就越多。第17页/共61页能量传递效率=下一个营养级同化的能量上一

10、个营养级同化的能量（食物链）能量传递效率=下一个营养级从食物链中得到的的能量上一个营养级的总能量120147人工鱼塘第18页/共61页流经某生态系统的能量流经某生态系统的能量能否能否再回到这个生态系统？再回到这个生态系统？热能太阳能 化学能生态系统中的能量流动是否违背了生态系统中的能量流动是否违背了能量守恒定律能量守恒定律能量守恒定律能量守恒定律？大胆质疑：大胆质疑：第19页/共61页根据单位时间内根据单位时间内各个营各个营养级养级所得到的能量数值所得到的能量数值绘制成图，可形成一个绘制成图，可形成一个金字塔图形金字塔图形能量金字塔能量金字塔只包含生产者和消费者2种成分。第20页/共61页金字

11、塔种类：能量金字塔低高低高营养级营养级能量能量A AB BC CD D第一营养级第一营养级第二营养级第二营养级第三第三营养级营养级第四第四营养级营养级第21页/共61页迁移创新：1.为什么肉类食品的价格比小白菜价格高？根据林德曼能量流动的“十分之一定律”1.如D鱼体重增加1kg，所需浮游植物最多约_。1000kg2.2.为什么说“一山不容二虎”?3.3.食物链一般不超过五个营养级?ABCDXX10%X1%X0.1%=1第22页/共61页数量金字塔人们对一片草地上的所有生物成员作了统计：生产者（野草）5 842 4245 842 424株；初级消费者（草原动物、昆虫）708 624708 624

12、只；次级消费者（肉食动物、吃昆虫的小鸟）354 904 354 904 只；三级消费者（肉食动物、吃小鸟的鹰）3 3只。第23页/共61页昆虫树鸟数量金字塔数量金字塔鸟树昆虫能量金字塔能量金字塔特殊情况：第24页/共61页生物量金字塔浮游动物浮游动物生物量金字塔生物量金字塔浮游浮游植物植物第25页/共61页模拟演练：假设你像小说中的鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，除了饮用的水之外，没有任何食物。你随身带的食物只有一只母鸡，15kg玉米。策略：A、先吃鸡，再吃玉米。B、先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。鸡人玉米鸡玉米人A第26页/共61页能不能改变生态系统能量流动的规律？能不

13、能改变生态系统能量流动的规律？v质疑：四、研究能量流动的意义第27页/共61页“桑基鱼塘”农业生态系统蚕桑猪鱼稻塘泥粪尿（饲料）鱼粉粪尿粪（饲料）粪尿茎叶、糠加工场粪四、研究能量流动的意义第28页/共61页“桑基鱼塘”农业生态系统蚕桑猪鱼稻塘泥粪尿（饲料）鱼粉粪尿粪（饲料）粪尿茎叶、糠加工场粪但是，可以对能量的多级利用，大大提高能量的利用率虽然，无法改变食物链中能量的传递效率，第29页/共61页人们虽然不能改变能量流动的客观规律，人们虽然不能改变能量流动的客观规律，但可设法但可设法调整能量流动方向，使能量持续调整能量流动方向，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分高效地流向对人类最有益的部分.

14、例如：1.在森林中，怎样才能使能量更多的储存在木材中？2.在草原牧场上，单位面积内养多少头羊最合适？四、研究能量流动的意义除去杂草、修去树木的侧枝等合理确定草场的载畜量，才能保持畜产品持续高产第30页/共61页四、研究能量流动的实践意义：四、研究能量流动的实践意义：1、科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用，实现能量的多级利用2、合理调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效流向对人类最有益的部分第31页/共61页总总 结结生生态态系系统统的的能能量量流流动动概念：概念：过程过程特点特点实践实践意义意义单向流动单向流动 ：不可逆，不循环不可逆，不循环逐级递减逐级递减能量传递效率能

15、量传递效率10102020指生态系统中能量的指生态系统中能量的输入输入、传递传递、转化转化和和散失散失过程。过程。使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。能量金字塔能量金字塔能量的源头：流经生态系统的总能量：途径：食物链（网）太阳能生产者固定的太阳能的总量第32页/共61页书写食物链的依据：1.根据食性;注意起点和终点2.根据数量：一般地说，营养级别越低生物，个体数越多一般地说，营养级别越高生物，个体数越少3.根据能量：营养级越低生物，能量一定越多营养级越高生物，能量一定越少4.根据体内重金属含量：营养级别越高的生物，其体内含有的重金属或难于分解的化学物质越多第33页/共61页课堂反馈1.调查

16、得知某河流生态系统的营养结构共有4个营养级（以a、b、c、d表示）。经测定，一年中流经这4个营养级的能量分别为：该生态系统中初级消费者是：()A.aB.bC.cD.d营养级营养级能量（能量（J.mJ.m-2-2）a141.10105b15.91105c0.88105d871.27105A第34页/共61页2.2.流经某一生态系统的总能量是:（）A.A.照射到该生态系统中的全部太阳能B.B.该生态系统中所有生产者、消费者、分解者体内的能量C.C.该生态系统中生产者体内的能量D.D.该生态系统中生产者固定的太阳能D第35页/共61页3.在一定时间内，某生态系统中全部生产者固定的能量值为a，全部消费

17、者所获得的能量值为b，全部分解者所获得的能量值为c,则a、b、c之间的关系是：（）A.A=b+cB.ab+cC.ab+cD.c=a+bB第36页/共61页4.如果把各个营养级的生物数量关系，用绘制能量金字塔的方式表达出来，是不是也是金字塔形？如果是，有没有例外？树树昆虫昆虫鸟鸟第37页/共61页一、能量流动中的最值计算2、如下图的食物网中，从理论推算；生物的体重每增加1千克，需要消耗生物的量最多和最少分别是多少千克？1、有5个营养级的一条食物链，若第五营养级的生物体重增加1kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物（）A.25kg B.125kgC.625kgD.3125kg第38页/共61页下图

18、是草原生态系统中的一条食物链及能量流动图解，回答问题。下图是草原生态系统中的一条食物链及能量流动图解，回答问题。图中图中D D表示表示_。能量在逐级递减中，传递率按能量在逐级递减中，传递率按2020计算，若狐获得的能量是计算，若狐获得的能量是8 8千千焦，传递给狼的能量为焦，传递给狼的能量为_千焦，狼获得的能量中，草应供给这千焦，狼获得的能量中，草应供给这条食物链的能量为条食物链的能量为_千焦。千焦。图中各营养级通过图中各营养级通过A_A_ _作用被消耗，通过作用被消耗，通过B_B_ _利用，利用，而而B B又通过又通过C_C_ _ _被消耗。被消耗。太阳能 1.6 200 呼吸 分解者 呼吸

19、作用第39页/共61页二、能量流动中的成比例的计算1在生态系统的一条食物链中，若生产者通过光合作用产生了60摩尔的氧气，则其所固定的太阳能中，流入初级消费者体内的能量最多是（）A1255千焦B2510千焦C2870千焦D5740千焦2、假如一个人在代谢过程中的增重1/2来自植物，1/4来自牛肉和牛奶，1/4来自小型肉食动物，并且能量在各营养级之间的传递效率均为10%，现共有植物G克，如果不计人呼吸作用所消耗的能量，此人体重最多能增重多少克？第40页/共61页二、能量流动中的成比例的计算如果是由高营养级向低营养级摄取，从高营养级开始计算。植物人牛小型肉食动物1/21/41/4第41页/共61页2

20、、下图是一个食物网，人以食物网中的三类食物为食，其中绿色食物占70%，植食性动物占20%，小型肉食动物占10%，已知绿色植物固定了10000千克的能量，且流入各营养级均按10%传递效率传递，问传递到人的能量是多少？绿色植物人植食动物小型肉食动物第42页/共61页3、如下图为一个食物网简图，已知各营养级之间能量的传递效率均为10%，若一种生物通过食物链平均分配至下一个营养级。猫头鹰增加44千克，该生态系统共需生产者多少千克？昆虫猫头鹰蛇鼠狼兔鹿草若能量由低营养级流入高营养级的比例，则从低营养级开始。19200第43页/共61页三、变化的能量流动效率计算 已知在如下图4 4所示的食物网中，C C生

21、物同化的总能量为a a，其中A A生物直接供给C C生物的比例为x x，则按最低的能量传递效率计算，需要A A生物的总能量（y y）与x x的函数关系式为_。第44页/共61页本题中，C获得能量的途径有二条：从A直接获得和从A经B传递间接获得，已知C从A直接获得的比例为x，则直接获得的能量为ax，需要消耗A的能量为10ax，间接获得的比例为（1x），则间接获得的能量为（1x）a，需要消耗A的能量为100（1x）a，那么消耗A的总能量为10ax100（1x）a100a90ax，亦即y与x的函数关系式为：y100a90ax。第45页/共61页在图中海鸟获得能量最多的食物链是_。海鸟每增加1千克，需

22、消耗生产者生产的有机物至少是_千克。有关计算有关计算甲壳类水绵海鸟水蚤大鱼小鱼淡水虾2525第46页/共61页表示某生态系统的食物网，请回答：若该生态系统的能量流动效率平均为10%，同一营养级的每种生物获得的能量是均等的，那么第一营养级的同化能量为2107KJ，则鹰最终获得的能量是 _。要使鹰的数量最多它应处于第_营养级。有关计算有关计算60500 Kj 60500 Kj 3 3鹰鸟蛇蛙鼠昆虫植物210711061106510451045103510251045103510451032107KJ第47页/共61页图是某个生态系统中的食物网简图，据图回答：若E生物种群总能量为7.1109kJ，B

23、生物种群总能量为2.3108 kJ，从理论上计算A贮存的总能量最少为_ kJ。有关计算有关计算4.8107 ACEDB第48页/共61页2.2.根据生态系统中能量流动逐级递减根据生态系统中能量流动逐级递减的特点和规律，营养级越高，可利用的能的特点和规律，营养级越高，可利用的能量就越少，老虎在生态系统中几乎是最高量就越少，老虎在生态系统中几乎是最高营养级，通过食物链（网）流经老虎的能营养级，通过食物链（网）流经老虎的能量已减到很少的程度。因此，老虎的数量量已减到很少的程度。因此，老虎的数量将是很少的。故将是很少的。故“一山不容二虎一山不容二虎”有一定有一定的生态学道理。的生态学道理。第49页/共

24、61页3.从能量传递的数量和效率看，能量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，单向不循环流经各营养级是逐级递减的，单向不循环的，传递效率为的，传递效率为10102020。所以所以,食物链一般不超过五个营养级，食物链一般不超过五个营养级，到第五营养级时，可利用的能量已减少到到第五营养级时，可利用的能量已减少到不能维持其生存的程度了。因为能量每流不能维持其生存的程度了。因为能量每流经一级都要丢失一大部分，所以食物链越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。长，流量流失就越多。第50页/共61页1、曲线图：bac2、饼状图丙丁甲乙c灵活运用若乙数量减少，则其他生物数

25、量如何变化？若丙数量减少，则其他生物数量如何变化？第51页/共61页兔鹰蛇青蛙食虫鸟昆虫植物若青蛙由于人类的疯狂捕杀而大量减少，蛙说：人类好怕怕啊！人说：青蛙好可爱啊！则鸟的数量如何变化呢练一练2第52页/共61页水藻甲壳动物小鱼虾大鱼鱼鹰1 1、食物链有 条42 2、鱼鹰属于 者，占据 营养级。次级或三级消费者第三或四营养级3 3、鱼鹰和大鱼之间是 关系。捕食和竞争4 4若小鱼死光，则甲壳动物数量将 。减少第53页/共61页4.4.复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁反应分析（1 1）考虑关键因素：先捕食，后竞争（2 2）处于最高营养级的种群且有多种食物来源时，若其中一条食物链中断，则该种群

26、可通过多食其他食物而维持其数量基本不变。第54页/共61页植物 蝉 螳螂 黄雀若螳螂全部迁走，黄雀的食物100%来自于蝉，则黄雀的数量会发生什么变化？第55页/共61页植物 蝉 螳螂 黄雀若螳螂全部迁走，黄雀的食物100%来自于蝉，则黄雀的数量会发生什么变化？第56页/共61页下下图图的的南南极极生生态态系系统统中中，包包括括_条条食食物物链链，_生生 物物 属属 于于 三三 级级 消消 费费 者者，_生生物物占占有有两两个个营营养养级级。假假设设大大鱼鱼全全部死亡，则磷虾数目将部死亡，则磷虾数目将_。虎鲸、企鹅、海豹虎鲸、海豹浮游植物浮游植物浮游动物浮游动物大鱼大鱼企鹅企鹅虎鲸虎鲸磷虾磷虾须

27、鲸须鲸小鱼小鱼海豹海豹5 5增多第57页/共61页1此食物网中的食物链有_条。2属于第二营养级的有_，只属于次级消费者的生物是_。3猫头鹰占有_个营养级。4蟾蜍和蜘蛛的关系既是_。5吃虫鸟与蟾蜍之间的关系是_。6吃虫鸟如果因某种原因而减少，则蟾蜍的数量可能是_。5 5吃草籽鸟、昆虫吃草籽鸟、昆虫猫头鹰蛇吃虫鸟吃草籽鸟蟾蜍蜘蛛昆虫草蜘蛛蜘蛛4 4捕食捕食竞争竞争竞争竞争增加增加三、四、五、六第58页/共61页温带草原生态系统的简图1 1 左左图图中中共共有有多多少少条条食食物物链链？2 2最最长长的的食食物物链链是是哪哪一一条条？3 3 第第三三营营养养级级的的动动物物有有哪哪些些？猫头鹰占有几个营养级？青蛙和蜘蛛的关系猫头鹰占有几个营养级？青蛙和蜘蛛的关系?在生态系统中，许多食物链彼此相互交在生态系统中，许多食物链彼此相互交错边接的复杂的营养关系，叫做错边接的复杂的营养关系，叫做食物网食物网。第59页/共61页生态系统组成成分及其功能相关实验探究例3：下列有关生态系统的问题，请回答：某生物小组为验证生态系统各种成分的重要性和不可缺少性，进行了如下实验设计：第60页/共61页感谢您的观看！第61页/共61页