【课件】生态系统的能量流动—相关计算专题课件 2022-2023学年高二上学期生物人教版选择性必修2.pptx
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1、第3章 生态系统及其稳定性第2节 生态系统的能量流动 本节聚焦能量流动模型分析01能量流动的相关计算0203能量传递效率的计算PART 01能量流动模型分析生产者生产者同化量同化量用于生长用于生长发育和繁殖发育和繁殖初级消费者初级消费者摄入摄入呼呼呼呼吸吸吸吸散散散散失失失失残枝残枝残枝残枝败叶败叶败叶败叶分分分分解解解解者者者者利利利利用用用用呼呼吸吸散散散散失失失失.去路:去路:呼吸作用消耗呼吸作用消耗流入下一营养级流入下一营养级被分解者分解被分解者分解未利用(草根)净同化量1.第一营养级能量流动示意图生产者总光合能生产者总光合能=同化量同化量=呼吸量呼吸量+净光合量(有机物积累)净光合量
2、(有机物积累)一、用流程图表示不同营养级能量流动2.第二营养级能量流动示意图初级消费者初级消费者摄入量摄入量用于用于生长生长发育和繁殖发育和繁殖次级消费者次级消费者摄入摄入呼呼吸吸作作用用以以热热能能的的形形式式散散失失遗体残骸遗体残骸初级消费者初级消费者同化量同化量分分解解者者利利用用粪便粪便呼呼吸吸作作用用散失散失.初级消费者初级消费者同化量同化量=摄入量摄入量-粪便量粪便量残骸被分解者利用呼吸作用消耗 用于生长、发育和繁殖流入下一个营养级未利用(活体、石油煤炭石油煤炭)初级初级消费消费者者同同化量化量属于上一营养级同化量的一部分3.最高营养级能量流动示意图最高营养级最高营养级摄入量摄入量
3、用于用于生长生长发育和繁殖发育和繁殖呼呼吸吸作作用用以以热热能能的的形形式式散散失失遗体残骸遗体残骸初级消费者初级消费者同化量同化量分分解解者者利利用用粪便粪便呼呼吸吸作作用用散失散失最高营养及最高营养及同化量同化量=摄入量摄入量-粪便量粪便量残骸被分解者利用呼吸作用消耗呼吸作用消耗 用于生长、用于生长、发育和繁殖发育和繁殖未利用的能量最高最高营养营养及及同同化量化量属于上一营养级同化量的一部分呼吸作用散失呼吸作用散失生长发育繁殖分解者(残枝败叶)下一营养级摄入生产者固定的太阳能未被利用未被利用(草根)能量流动总结:散失粪便下一级同化量呼吸作用散失呼吸作用散失分解者分解者(遗体残骸)下一营养级
4、摄入 未被利用未被利用(活体石油煤炭)同化量同化量=摄入量摄入量-粪便量粪便量同化量同化量=呼吸散失呼吸散失+生长发育繁殖生长发育繁殖同化量同化量=呼吸散失呼吸散失+下一级下一级+分解者分解者+未利用未利用生产者同化量呼吸作用散失呼吸作用散失生长发育繁殖分解者(残枝败叶)下一营养级摄入生产者固定的太阳能未被利用未被利用(草根)能量流动总结:散失粪便下一级同化量呼吸作用散失呼吸作用散失分解者分解者(遗体残骸)下一营养级摄入 未被利用未被利用(活体石油煤炭)生产者同化量1.输入生态系统的总能量是是生产者固定的太阳能生产者固定的太阳能。2.2.呼吸作用以热能形式散失的能量,不能再被生物同化利用了。呼
5、吸作用以热能形式散失的能量,不能再被生物同化利用了。3.3.粪便量属于上一级的能量。粪便量属于上一级的能量。4.4.第一营养级流入分解者的能量包括能量包括本级枯枝败叶本级枯枝败叶和和下一级的粪便量下一级的粪便量。(其他营养级同理)(其他营养级同理)净光合量(有机物积累)净光合量(有机物积累)生产者总光合能生产者总光合能=同化量同化量二、用关系图法分析营养级能量的流动某一营养级摄入的总能量 a同化量 b呼吸作用消耗量 d分解者利用 f未被利用 j遗体残骸 g被下一营养级摄入 i用于生长发育繁殖的能量 e粪便量 c摄入量a=同化量b+粪便量c同化量b=呼吸作用消耗量d+用于生长、发育和繁殖的能量e
6、 =呼吸作用消耗量d+遗体残骸g+未被利用j+被下一级摄入i分解者 c生产者初级消费者同化 b次级消费者同化呼吸作用消耗 a未被利用 d.(2)在短期内,流入某一营养级的能量在一定时间内的去路有四条:自身呼吸作用消耗,以热能形式散失;流入下一营养级(最高营养级除外);被分解者分解利用;未被利用,即未被自身呼吸作用消耗,也未被下一营养级和分解者利用。三、用拼图法分析营养级能量的流动自身呼吸消耗 A1B1未利用的未利用的分解者 C1D1下一级下一级自身呼吸消耗 A2B2未利用的未利用的分解者 C2D2下一级下一级流向下一营养级流向下一营养级D1D2同化量=呼吸作用消耗量A+未被利用B+分解者的分解
7、量C+流向下一营养级D例1.如图为“桑基鱼塘”农业生态系统的部分能量流动图解,其中g表示流向分解者的能量,h表示流向下一营养级的能量。下列据图分析正确的是()A.图中未利用的能量是指蚕粪便中的能量 B.图中用于桑树生长、发育和繁殖的能量是a C.桑树与蚕之间的能量传递效率可以用(e+f+g+h)/(b+c)100%表示 D.鱼可以吃蚕粪,则蚕同化的能量部分流向了鱼体内C3.某同学绘制了如图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能),下列叙述中不正确的是()A.生产者固定的总能量可表示为A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2 B.由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/A1+B1
8、+C1+D1100%C.流入初级消费者的能量为A2+B2+C2 D.图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减C总能量为:A1+B1+C1+D1而 D1=A2+B2+C2+D2A2+B2+C2+D2=D14.下图表示生态系统中各营养级能量的类型和去向(d表示该营养级未被利用的能量)。下列叙述中正确的是()A.在食物链中,各营养级获得能量的方式及能量的用途相同 B.图中a1、a2可表示生产者与消费者的呼吸量,且所占比例基本相符 C.生产者到初级消费者的能量传递效率为b1/(a1+b1+c1+d1)100%D.消费者从生产者摄取的能量可用b1表示,且此部分能量存在于有机物中DPART 02能量流动
9、相关计算一、能量传递效率及相关最值计算1.能量传递效率的计算公式(1)能量传递效率=100%,一般为10%20%。上一营养级的同化量(2)能量传递效率“最值”计算 能量传递效率未知时,按20%即1/5、10%即1/10计算。某一营养级的同化量顺推用乘法:(设A净增重N,D净增重Z)D最多增重的量Z:D至少增重的量Z:N(20%)3=ZN(10%)3=ZABCD20%NZ?20%20%逆推用除法:(设D净增重M,需要A的量为Y)求:至少需要A的量Y:求:最多需要A的量Y:生物间的捕食关系越简单,生态系统的能量流动过程中消耗的越少。知低营养级求高营养级获得能量最多获得能量最少选最短食物链,按20%
10、计算选最长食物链,按10%计算知高营养级求低营养级需最少的能量选最短食物链,按20%计算选最长食物链,按10%计算需最多的能量ABCD20%Y?M20%20%1、根据下图所表示的食物网,结合能量流动的特点进行计算:蛇牧草鼠猫头鹰(1)如果牧草固定了1000焦耳的能量,则猫头鹰最少能获得_焦耳能量.(2)若猫头鹰要获得1千焦能量,则至少消耗掉牧草所固定的_千焦能量。140251000最少消耗最少消耗(获得最多获得最多)选最短的食物链选最短的食物链选最大的传递选最大的传递效率效率20%20%最大消耗最大消耗(获得最少获得最少)选最长的食物链选最长的食物链选最小的传递选最小的传递效率效率10%10%
11、最多能获得_焦耳能量.最多消耗牧草固定的_千焦能量.例:某池塘生态系统的一条食物链为:浮游植物浮游动物鱼水鸟。假如水鸟只依靠鱼来增加体重,那么水鸟每增加1千克体重,至少需要该生态系统内浮游植物的量为()A.50千克 B.125千克 C.625千克 D.10000千克B1(20%)3=125 5.在某生态系统中,1只2kg的鹰要吃10kg的小鸟0.25kg的小鸟要吃2kg的昆电,而10的昆虫要吃1000kg的绿色植物。若各营养级生物所摄入的食物全转化成能量,那么,绿色植物到鹰的能量传递效率为A.0.05%B.0.5%C.0.25%D.0.025%植物 昆虫 小鸟 鹰C例:如下图所示的食物网中,若
12、人的体重增加1Kg,至少需消耗水藻 Kg,最多消耗水藻 Kg。最少:最多:x20%20%=1 解得:x=2510000025x x20%20%1Kg1Kg10%10%10%10%10%y yy10%10%10%10%10%=1 解得:x=1000002.能量传递效率的有关“定值”计算(1)已确定营养级间能量传递效率的,不能按“最值”法计算,而需按具体数值计算。例如,在食物链ABCD中,能量传递效率分别为a%、b%、c%,若A的能量为M,则D获得的能量为Ma%b%c%。(2)如果是在食物网中,某一营养级同时从上一营养级多种生物处获得能量,且各途径所获得的能量比例确定,则按照各单独的食物链进行计算
13、后合并。ABD19%C13%16%10%abb=a10%19%+a16%13%A例:如图是一个食物网,假如鹰的食物有 来自兔,来自鼠,来自蛇,那么鹰若要增加20g体重,至少需要消耗食物()A.900g B.500g C.200g D.600g20%20%20%20%20%20%例:如图所示的食物网中,戊的食物有 来自乙,来自丙,来自丁,且能量从生产者到消费者的传递效率为10%,从消费者到消费者的能量传递效率为20%。若戊体重增加20g,需要消耗植物()A.1125g B.1600g C.2000g D.6500gC10%20%20%20%20%10%3.食物来源调整若在食物网中,某一营养级同时
14、从上一营养级的多种生物中获得能量,计算某一生物获得的能量或需要某一生物提供的能量时,首先,要注意某。一生物“从不同食物链中获得能量的比例”,或某一生物“给不同生物提供能量的比俞,然后按照各个单独的食物链分别计算后合并。在具体计算时务必先澄清分流比例,求解中应“顺推(用乘法)”还是“逆推(用除法)”,以下图为例:植物(A)动物人(M)(1)若已知“植物同化量(A)”,并告知其“传向动物与直接传向人比例由 1:1调整为1:2”,求解人最多增重变化(M),计算时宜“顺推(用乘法)”。调整前:调整后:20%20%20%(2)若已知人同化量(M),并已知人的食物来源素食:肉食由1:1调整为2:1,求解最
15、少需要植物量(A),计算时应“逆推(用除法)”。调整前:调整后:植物(A)动物人(M)20%20%20%4.具有人工能量输入的能量传递效率计算人为输入到某一营养级的能量是该营养级同化量的一部分,但却不是从上一营养级流入的能量。如图:求第二营养级至第三营养级传递效率时,应为第三营养级同化的能量(不包括人工输入到第三营养级的能量)第二营养级的同化量(包括人工输入到第二营养级的能量)100%。草狼兔人工输入(饲料)狼同化的能量(不包括人工输入的不包括人工输入的)兔同化的能量+人工输入的能量人工输入的能量100%1、如图为某农场的年能量流动示意图单位:103 kJ/(m2y),A、B、C、D共同构成生
16、物群落。从第二营养级到第三营养级的能量传递效率是 。据图分析据图分析,第二营养级第二营养级(B)(B)同化的能量为同化的能量为(16(162)2)10103 3 kJ/kJ/(m(m2 2yy),传递到第三营养级传递到第三营养级(C)(C)的能量为的能量为3 310103 3 kJ/kJ/(m(m2 2y)y),所以其能量所以其能量传递效率为传递效率为3 310103 3/1810/18103 3100%100%16.67%16.67%.16.67%16.67%例:由于“赤潮”的影响一条6kg重的杂食性海洋鱼死亡,假如该杂食性海洋鱼的食物有1/3来自植物,1/3来自食草鱼类,1/3来自以食草鱼
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