生态系统的能量流动 高二上学期生物人教版选择性必修2.pptx

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1、第三章第三章 生态系统及其稳定性生态系统及其稳定性 第第2 2节节 生态系统的能量流动生态系统的能量流动 应应该该先先吃吃鸡鸡，再再吃吃玉玉米米（即即选选择择1 1），若若选选择择2 2，则则增增加加了食物链的长度，能量逐级递减，最后人获得的能量较少了食物链的长度，能量逐级递减，最后人获得的能量较少 假假设设你你像像小小说说中中的的鲁鲁滨滨逊逊那那样样，流流落落在在一一个个荒荒岛岛上上，那那里里除除了了有有能能饮饮用用的的水水，几几乎乎没没有有任任何何食食物物。你你身身边边尚存的食物只有一只母鸡、尚存的食物只有一只母鸡、15kg15kg玉米。玉米。2.2.先先吃吃玉玉米米，同同时时用用一一部部

2、分分玉玉米米喂喂鸡鸡，吃吃鸡鸡产产下下的的蛋蛋，最最后后吃吃鸡。鸡。流落荒岛流落荒岛讨论：讨论：你你认认为为以以下下哪哪种种生生存存策策略略能能让让你你维持更长的时间来等待救援？维持更长的时间来等待救援？1.1.先吃鸡，再吃玉米。先吃鸡，再吃玉米。问题探讨问题探讨 一一切切生生命命活活动动都都伴伴随随着着能能量量的的变变化化。没没有有能能量量的的输输入入，也也就就没没有有生生命命和和生生态态系系统统。生生态态系系统统中中能能量量的的输输入入、传传递递、转转化化和和散散失失的过程，称为生态系统的的过程，称为生态系统的能量流动能量流动。研究能量流动的基本思路研究能量流动的基本思路 能量流经一个种群

3、的情况可以图示如下：能量流经一个种群的情况可以图示如下：科学方法科学方法能量能量输入输入个体个体1 1储存在体内的能量储存在体内的能量呼吸作用散失的呼吸作用散失的能量能量储存储存在体内的能量在体内的能量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呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量个体个体2 2个体个体3 3 如如果果将将这这个个种种群群作作为为一一个个整整体体来来研研究究，则则左左图图可可以以概括成下图。概括成下图。如果将一个营养级如果将一个营养级中的中的所有种群所有种群作为作为一个一个整体整体，那么左图将概括，那么左图将概括为何种形式？为何种形式？能量输入能量输入种

4、群种群能量储存能量储存能量散失能量散失生产者生产者替替换换呼吸作用呼吸作用生长、发生长、发育和繁殖育和繁殖分解者分解者残枝败叶残枝败叶生产者生产者 (植物植物)固定固定摄入摄入初级消费者初级消费者(植食动物植食动物)1.1.能量流经第一营养级示意图能量流经第一营养级示意图一来四去一来四去未被利用未被利用 粪粪便便呼呼吸吸遗遗体体残残骸骸呼呼吸吸初级消费者初级消费者摄入摄入用于生长用于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散散失失初级消费者初级消费者同化同化分分解解者者利利用用散散失失.能能量量流流经经第第二二营营养养级级示示意意图图 同化作用同化作用是指生物体把从外界环境中获是指

5、生物体把从外界环境中获取的营养物质取的营养物质转变成自身的组成物质转变成自身的组成物质，并且，并且储存能量的变化过程储存能量的变化过程2.2.能量流经能量流经第二营养级第二营养级第二营养级第二营养级的情况的情况1.1.流入初级消费者的能量是指？流入初级消费者的能量是指？2.2.流入初级消费者的能量的去路有哪些流入初级消费者的能量的去路有哪些？3.3.摄入量、同化量和粪便量之间的关系摄入量、同化量和粪便量之间的关系？4.4.初级消费者的粪便中的能量属于初级消费者的粪便中的能量属于哪个营养级的能量？哪个营养级的能量？同化量同化量 =输入量输入量=流入量流入量呼吸作用散失呼吸作用散失呼吸作用散失呼吸

6、作用散失流入下一营养级流入下一营养级流入下一营养级流入下一营养级被分解者利用被分解者利用被分解者利用被分解者利用未利用未利用未利用未利用均属于用于自身均属于用于自身均属于用于自身均属于用于自身生长、发育和繁生长、发育和繁生长、发育和繁生长、发育和繁殖的部分殖的部分殖的部分殖的部分同化量同化量摄入量摄入量-粪便量粪便量=呼吸作用散失呼吸作用散失+用于生长发育和繁殖用于生长发育和繁殖粪便粪便属于上一营养级的同化量属于上一营养级的同化量3.3.生态系统能量流动的过程生态系统能量流动的过程生产者生产者呼呼吸吸初级消初级消费者费者呼呼吸吸次级消次级消费者费者分分 解解 者者呼呼吸吸三级消三级消费者费者呼

7、呼吸吸呼呼吸吸生产者固定的生产者固定的太阳能总量太阳能总量为为流经这个生态流经这个生态系统的总能量系统的总能量输输入入传递传递散失散失 以以有机物有机物的形式的形式沿食物沿食物链链向下一营养向下一营养级传递级传递转化：光能转化：光能 化学能化学能 热能热能 一、能量流动的过程一、能量流动的过程生态系统中的能量流动生态系统中的能量流动 讨论讨论 1 1生生态态系系统统中中的的能能量量流流动动和和转转化化是是否否遵遵循循能能量量守守恒恒定定律律？为为什么？什么？遵遵循循能能量量守守恒恒定定律律。能能量量在在生生态态系系统统中中流流动动、转转化化后后，一一部部分分储储存存在在生生态态系系统统（生生物

8、物体体的的有有机机物物）中中，另另一一部部分分在在呼呼吸吸作作用用中以热能的形式散失，两者之和与流入生态系统的能量相等中以热能的形式散失，两者之和与流入生态系统的能量相等 2 2流流经经某某生生态态系系统统的的能能量量能能否否再再回回到到这这个个生生态态系系统统中中来来？为为什么？什么？不不能能，能能量量流流动动是是单单向向的的，生生态态系系统统中中所所有有生生物物通通过过呼呼吸吸作作用散失的热能是不能重新进入该生态系统的用散失的热能是不能重新进入该生态系统的思考思考讨论讨论？二二、能量流动的特点、能量流动的特点分析赛达伯格湖的能量流动分析赛达伯格湖的能量流动植食性动植食性动物物62.862.

9、8内食性动物内食性动物12.612.6分解者分解者14.614.6呼吸作用呼吸作用122.6122.6未利用未利用327.3327.3生产者生产者464.6464.6太阳能太阳能未未固固定定62.62.8 812.12.6 612.512.596.396.329329318.818.85.05.029.329.32.12.17.57.5微量微量思考思考讨论讨论？图图中中数数字字为为能能量量数数值值，单单位位是是J/(cmJ/(cm2 2a)(a)(焦焦每每平平方方厘厘米米年年)。图图中中“未未固固定定”是是指指未未被被固固定定的的太太阳阳能能，“未未利利用用”是是指指未未被被自自身身呼呼吸吸作

10、作用用消消耗耗，也也未未被被后后一一个个营营养养级级和和分分解解者者利利用用的的能能量量。为为研研究究方方便便起起见见，这这里里将将肉肉食食性动物作为一个整体看待。性动物作为一个整体看待。讨论讨论 1 1用用表表格格的的形形式式，将将图图中中的的数数据据进行整理。进行整理。2 2计计算算“流流出出”该该营营养养级级的的能能量量占占“流流入入”该该营营养养级能量的百分比。级能量的百分比。营养级营养级流入能量流入能量/J/(cm2a)/J/(cm2a)流出能量流出能量(输输入下一个营养入下一个营养级级)/J/(cm2a)/J/(cm2a)出入比出入比生产者生产者464.6464.662.862.8

11、13.52%13.52%植食性动物植食性动物62.862.812.612.620.06%20.06%肉食性动物肉食性动物12.612.6分解者分解者14.614.6 二二、能量流动的特点、能量流动的特点分析赛达伯格湖的能量流动分析赛达伯格湖的能量流动植食性动植食性动物物62.862.8肉食性动物肉食性动物12.612.6分解者分解者14.614.6呼吸作用呼吸作用122.6122.6未利用未利用327.3327.3生产者生产者464.6464.6太阳能太阳能未未固固定定62.862.812.612.612.512.596.396.329329318.818.85.05.029.329.32.1

12、2.17.57.5微量微量思考思考讨论讨论？图图中中数数字字为为能能量量数数值值，单单位位是是J/(cmJ/(cm2 2a)(a)(焦焦每每平平方方厘厘米米年年)。图图中中“未未固固定定”是是指指未未被被固固定定的的太太阳阳能能，“未未利利用用”是是指指未未被被自自身身呼呼吸吸作作用用消消耗耗，也也未未被被后后一一个个营营养养级级和和分分解解者者利利用用的的能能量量。为为研研究究方方便便起起见见，这这里里将将肉肉食食性动物作为一个整体看待。性动物作为一个整体看待。讨论讨论 3 3流流入入某某一一营营养养级级的的能能量量，为为什什么么不不会会百百分分之之百百地地流流到到下下一个营养级？一个营养级

13、？从从图图中中可可以以看看出出流流入入某某一一营营养养级级的的能能量量在在一一定定时时间间内内的的去去向向有有四四条条，流流入入下下一一营营养养级级的的能能量量只只是是其其中中一一部部分分，所所以以流流入入某某一一营营养养级级的的能能量量不不可可能能百百分分之之百百地地流流入入下一营养级。下一营养级。能量流动的两个特点：能量流动的两个特点：1 1生态系统中能量流动是单向的生态系统中能量流动是单向的 能能量量流流动动只只能能沿沿食食物物链链流流向向各各个个营营养养级级，不不可可逆逆转转，也也不不能能循环。循环。2 2能量在流动过程中逐级递减能量在流动过程中逐级递减 （1 1）能量在相邻两个）能量

14、在相邻两个营养级营养级间的传递效率是间的传递效率是10%10%20%20%。就就具具体体某某一一条条食食物物链链中中相相邻邻两两个个营营养养级级的的能能量量传传递递效效率率可可能能低于低于10%10%或高于或高于20%20%。（2 2）生态系统中的能量流动一般不超过）生态系统中的能量流动一般不超过5 5个营养级。个营养级。相邻两个营养级之间的能量传递相邻两个营养级之间的能量传递 100100%某一营养级的同化量某一营养级的同化量上一营养级的同化量上一营养级的同化量任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能以便维持生

15、态系统的正常功能练一练练一练某同学绘制了如下图所示的能量流动图解（其中某同学绘制了如下图所示的能量流动图解（其中W1W1为生产者固定为生产者固定的太阳能，方框大小表示所含能量多少）。下列叙述不正确的是的太阳能，方框大小表示所含能量多少）。下列叙述不正确的是（）A A生产者固定的总能量可表示为生产者固定的总能量可表示为A A1 1+B+B1 1+C+C1 1+A+A2 2+B+B2 2+C+C2 2+D+D2 2B B由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D D1 1/W/W1 1100%100%C C流入初级消费者的能量为流入初级消费者的能量为A A2

16、 2+B+B2 2+C+C2 2D D图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减C CA A1 1B B1 1D D1 1C C1 1流向分解者流向分解者W W1 1D D1 1A A2 2D D2 2C C2 2流向分解者流向分解者B B2 2D D2 2生产者生产者初级消费者初级消费者演练演练.如图食物网中，猫头鹰的食物有如图食物网中，猫头鹰的食物有2/52/5来自兔，来自兔，2/52/5来自鼠，来自鼠，1/51/5来自蛇，则猫头鹰的体重若增加来自蛇，则猫头鹰的体重若增加20 g20 g，至少需要消耗植物的重量，至少需要消耗植物的重量为为()A A

17、600 g600 gB B900 g900 gC C1 600 g1 600 gD D5 600 g5 600 gB B已知高营养级求至少需要低营养级的能量时，需按照最已知高营养级求至少需要低营养级的能量时，需按照最大传递效率进行计算，即大传递效率进行计算，即202/520%20%202/520%20%202/520%20%202/520%20%201/520%20%20%201/520%20%20%900(g)900(g)三、生态金字塔三、生态金字塔 1 1概概念念 将将单单位位时时间间内内各各营营养养级级所所得得到到的的能能量量/生生物物量量/生生物物个个体体数数的的数数值值转转换换为为相

18、相应应面面积积（或或体体积积）的的图图形形，并并将将图图形形按按照照营营养级的次序排列，可形成一个金字塔图形养级的次序排列，可形成一个金字塔图形 2 2种类种类 有有能量金字塔能量金字塔、生物量金字塔生物量金字塔和和数量金字塔数量金字塔（1 1）能量金字塔）能量金字塔 能能量量金金字字塔塔直直观观地地反反映映出出生生态态系系统统各各营营养养级级间间能能量量的的关关系系，由由于于能能量量在在流流动动过过程程中中总总是是逐逐级级递递减减，因因此此能能量量金金字字塔塔通常通常都是都是上窄下宽上窄下宽的金字塔形的金字塔形（2 2）生物量）生物量金字塔金字塔 一一般般来来说说，植植物物的的总总干干重重通

19、通常常大大于于植植食食性性动动物物的的总总干干重重，而而植植食食性性动动物物的的总总干干重重也也大大于于肉肉食食性性动动物物的的总总干干重重。所所以以生生物物量金字塔量金字塔大多大多也是也是上窄下宽上窄下宽的金字塔形的金字塔形某生物量金字塔某生物量金字塔（3 3）数量金字塔）数量金字塔数数量量金金字字塔塔表表明明每每个个营营养养级级中中生生物物个个体体的的数数量量。一一般般呈呈正正金金字字塔塔形形。但但是是，如如果果消消费费者者个个体体小小而而生生产产者者个个体体大大，如如昆昆虫虫和和树树，那那么么数数量量金金字字塔塔就就会会呈呈现现上上宽宽下下窄窄倒倒置置的的金字塔形金字塔形某数量金字塔某数

20、量金字塔 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 1、可可以以帮帮助助人人们们将将生生物物在在时时间间、空空间间上上进进行行合合理理配配置置，增增大流入某个生态系统的总能量大流入某个生态系统的总能量2 2、可可以以帮帮助助人人们们科科学学地地规规划划和和设设计计人人工工生生态态系系统统，使使能能量量得得到到最最有有效效的的利利用用，如如用用秸秸秆秆培培育育食食用用菌菌，利利用用植植物物残残体体、牲牲畜畜的粪便产生沼气等的粪便产生沼气等3 3、可可以以帮帮助助人人们们合合理理地地调调整整生生态态系系统统中中的的能能量量流流动动关关系系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分使能量持续高效地流向对人类最有益的部分