生态系统的能量流动PPT[业界经验]

1、温故而知新 1.1.生态系统的结构包括哪两方面？生态系统的结构包括哪两方面？ 2.2.生态系统生态系统的组成成分的组成成分有哪些？有哪些？ 3.3.生态系统的营养结构是什么生态系统的营养结构是什么? ? 4.4.生态系统的主要功能有哪些？生态系统的主要功能有哪些？ 生态系统生态系统的的组成组成成分成分,食物链和食物网食物链和食物网 生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量生产者、消费者、分解者、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、物质循环、信息传递能量流动、物质循环、信息传递 1优选课资 备选策略备选策略1 1：先先 吃鸡，再吃吃鸡，再吃玉米。玉米。 备选策略备选策略

2、2 2：先先 吃玉米，同时用吃玉米，同时用 一部分玉米喂鸡一部分玉米喂鸡， 吃吃鸡产下的蛋，鸡产下的蛋， 最后吃鸡最后吃鸡。 问题探讨问题探讨 2优选课资 不管你作出了何种选择，我们暂且不不管你作出了何种选择，我们暂且不 做评价，在我们学习生态系统的能量做评价，在我们学习生态系统的能量 流动后，你就会评判自己是否作了最流动后，你就会评判自己是否作了最 聪明的选择，如果你没有，而这又是聪明的选择，如果你没有，而这又是 真实且残酷的现实，也许你就真实且残酷的现实，也许你就 挂了！挂了！ 3优选课资 4优选课资 生态系统生态系统中能量中能量的的输入输入、传递、转、传递、转 化和散失化和散失过程。过程

3、。 能量是如何输入、传递、转化和散失的呢？能量是如何输入、传递、转化和散失的呢？ 一、能量流动的概念一、能量流动的概念 5优选课资 草草兔兔鹰鹰 能量流动的渠道是什么？能量流动的渠道是什么？食物链和食物网 6优选课资 1 1、小草的能量来自哪里、小草的能量来自哪里? ? 2 2、照射在草地上的太阳能如何被小草吸收、照射在草地上的太阳能如何被小草吸收? ?这这 些能量都被小草吸收了吗些能量都被小草吸收了吗? ? 3 3、小草吸收了太阳能后、小草吸收了太阳能后, ,这些能量有哪些去向这些能量有哪些去向? ? 7优选课资 输入输入 光合光合 作用作用 生产者所固定生产者所固定 的太阳能的太阳能 （植

4、物）（植物） 二、能量流动的过程二、能量流动的过程 呼吸作用呼吸作用（以热能的形式散失）（以热能的形式散失） 第一营养级：第一营养级： 用于生长、用于生长、 发育、繁殖发育、繁殖 初级消费者初级消费者 （兔）（兔） 遗体残骸遗体残骸 分分 解解 者者 同化量同化量 呼吸量呼吸量 储存量储存量 8优选课资 1. .能量的来源是什么能量的来源是什么？ 2. .非生物的能量是如何输入生物群落的？非生物的能量是如何输入生物群落的？ 3. .生产者生产者的的 能量的去路有哪些？能量的去路有哪些？ 3. . 能量流动的渠道是能量流动的渠道是什么？什么？ 4. .能量流动能量流动的起点是什么？的起点是什么？

5、 5. .流经生态系统的总能量是什么流经生态系统的总能量是什么？ 太阳能 光合作用 从生产者固定的太阳能开始 生产者固定的太阳能总量 二、能量流动的过程二、能量流动的过程 食物链和食物网 呼吸作用消耗 生长发育繁殖 下一营养级摄入 分解者分解 9优选课资 兔子兔子把草吃进肚子里把草吃进肚子里, , 草中草中的能量的能量都能被都能被兔兔 子子吸收吗吸收吗? ? 10优选课资 初级初级消费者消费者摄入摄入 初级初级消费者消费者同化同化 用于用于生长发育生长发育和繁殖和繁殖 次级次级消费者消费者摄入摄入 分分 解解 者者 利利 用用 遗体遗体 残骸残骸 粪便粪便 呼吸呼吸 作用作用 散失散失 呼呼

6、吸吸 作作 用用 散失散失 第二营养级第二营养级 二、能量流动的过程二、能量流动的过程 摄入量摄入量同化量同化量储存量储存量 摄入量摄入量 同化量同化量 呼呼 吸吸 量量 储存量储存量 摄入量摄入量= =同化量同化量+ +粪便量粪便量 同化量同化量=呼吸量呼吸量+储存量储存量 11优选课资 在在草原上，牛以草为食，草原上，牛以草为食，屎壳郎屎壳郎以牛粪为食。以牛粪为食。 思考：思考： a a、在能量流动的分析中牛粪中所含、在能量流动的分析中牛粪中所含的能量的能量属于属于 哪一部分？哪一部分？ b b、被牛同化的能量中约有多少流入、被牛同化的能量中约有多少流入屎壳郎屎壳郎？ 草固定草固定的太阳能

7、的太阳能 0 思维训练思维训练 某营养级中粪便的能量不属于该营养级的同化量，某营养级中粪便的能量不属于该营养级的同化量， 而是属于上一营养级的能量而是属于上一营养级的能量 12优选课资 . . 能量的转化？能量的转化？ 总结总结 1. 1.各个环节的各个环节的 能量的来源和去路如何？能量的来源和去路如何？ 2. 2.能量传递的形式是什么能量传递的形式是什么？ 3.3. 能量的转化？能量的转化？ 4. 4. 能量散失的形式和途径是什么？能量散失的形式和途径是什么？ 第一营养级：太阳能 后面各个营养级：上一营养级所同化的能量 来源 去路 呼吸作用消耗 下一营养级同化 分解者释放 有机物中的化学能

8、太阳能化学能热能 形式： 热能 途径： 呼吸作用（各个营养级自身和分解者） ( (最高营养级生物除外最高营养级生物除外) ) 13优选课资 初级消费者初级消费者 （植食性动物）（植食性动物） 生产者生产者 （植物）（植物） 次级消费者次级消费者 （肉食性动物）（肉食性动物） 三级消费者三级消费者 （肉食性动物）（肉食性动物） 分解者分解者 呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用 呼吸作用呼吸作用 生态系统的能量流动图解生态系统的能量流动图解 注意： 方框从大到小：随营养级的升高，储存在生物体内的能 量越来越少。 箭头由粗到细：表示流入下一营养级的能量逐级递减。 14优

9、选课资 . 流经流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统？某生态系统的能量能否再回到这个生态系统？ 不能不能 思考与讨论思考与讨论 . 生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定 律？律？ 遵循遵循 15优选课资 根据上图所提供数据，完成根据上图所提供数据，完成9595页资料分析的问题页资料分析的问题 三、能量流动的特点三、能量流动的特点 “未利用未利用”是指未被自身呼吸作用消耗和未被后一下营养是指未被自身呼吸作用消耗和未被后一下营养 级和分解者利用的能量（现存的）级和分解者利用的能量（现存的） 16优选课资 营养级营养级 流入能流入能 量量 流

10、出能量流出能量 （输入后一（输入后一 个营养级）个营养级） 出入比出入比 生产者生产者 植食性动物植食性动物 肉食性动物肉食性动物 分解者分解者 资料分析 464.6 62.8 12.6 14.6 62.8 12.6 13.52% 20.06% 1、2： 各营养级之间的传递效率在多大范围内? (1020)能量传递效率= 下一营养级的同化能量 上一营养级的同化能量 17优选课资 .流入流入某个营养级的能量，为什么某个营养级的能量，为什么不能不能百分之百分之 百百地流向后一个营养级地流向后一个营养级? 流入某一营养级的能量主要有以下去向流入某一营养级的能量主要有以下去向： 呼吸作用呼吸作用散失了散

11、失了； 排出排出物、物、遗体为遗体为分解者利用分解者利用； “未被利用未被利用”的能量的能量（未能（未能进入（未被捕食）下一进入（未被捕食）下一 个个营养级）。营养级）。 流入下一个营养级。流入下一个营养级。 所以所以，流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到，流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到 下一个营养级。下一个营养级。 18优选课资 . .单向流动：单向流动： 原因：原因： 能量流动是沿食物链进行的，食物链中各营养能量流动是沿食物链进行的，食物链中各营养 级之间的捕食关系是长期自然选择的结果，是不可级之间的捕食关系是长期自然选择的结果，是不可 逆转的逆转的。 各营养级通过呼吸作用所

12、产生的热能不能被各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被 生物群落重复利用，因此能量流动无法循环生物群落重复利用，因此能量流动无法循环。 . .逐级逐级递减：递减： 原因原因：自身呼吸消耗、被分解者分解、未自身呼吸消耗、被分解者分解、未被利用。被利用。 传递效率为传递效率为10102020. . 三、能量流动的特点三、能量流动的特点 不可逆转，不能循环不可逆转，不能循环 19优选课资 例例1.若某生态系统固定的总能量为若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态，则该生态 系统的第四营养级生物最多能获得的能量是（系统的第四营养级生物最多能获得的能量是（） A.24kJB.192kJC.96

13、kJD.960kJ 【解析解析】应按照能量传递的最大效率应按照能量传递的最大效率20%计算计算。 最大值：最大值：2400020%20%20%=192kJ 例例2.在一条有在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的个营养级的食物链中，若第五营养级的 生物生物体重增加体重增加1kg，理论上至少要消耗第一营养级的生，理论上至少要消耗第一营养级的生 物量为（物量为（） A.25kgB.125kgC.625kgD.3125kg 【解析解析】应按照能量传递的最大效率应按照能量传递的最大效率20%计算。设需消耗第一营养计算。设需消耗第一营养 级的生物量为级的生物量为Xkg，则，则X=1(20%)4=62

14、5kg。 20优选课资 求求“最多最多”则按则按“最高最高”值值2020流动流动 求求“最少最少”则按则按“最低最低”值值1010流动流动 求求“最多最多”则按则按“最高最高”值值1010流动流动 求求“最少最少”则按则按“最低最低”值值2020流动流动 （未知）（未知） 较高营养级较高营养级 （已知）（已知） （已知）（已知） 较低营养级较低营养级 （未知）（未知） 【规律规律】 21优选课资 例例3.由于由于“赤潮赤潮”的影响，一条的影响，一条4kg重的杂食性海洋鱼死重的杂食性海洋鱼死 亡，假如该杂食性的食物有亡，假如该杂食性的食物有1/2来自植物，来自植物，1/4来自草食来自草食 鱼类，

15、鱼类，1/4来自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，按能量来自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，按能量 流动效率流动效率20%计算，该杂食性鱼从出生到死亡，共需海计算，该杂食性鱼从出生到死亡，共需海 洋植物洋植物() A.120kgB.160kgC.60kgD.100kg 【解析解析】根据题干，可绘出食物网如下：根据题干，可绘出食物网如下： 植物植物 草食鱼类草食鱼类 杂食性海洋鱼杂食性海洋鱼 小型肉食鱼类小型肉食鱼类 共需海洋植物：共需海洋植物： 4 41/21/25 54 41/41/45 55 54 41/41/45 55 55=160kg 5=160kg 22优选课资 例例4. 下图食物网中，在

16、能量传递效率为下图食物网中，在能量传递效率为10%20%时，假时，假 设每个营养级的生物从前一营养级的不同生物处获得的能设每个营养级的生物从前一营养级的不同生物处获得的能 量相等。则人的体重每增加量相等。则人的体重每增加1 kg，至少需要消耗水藻，至少需要消耗水藻 kg。 【解析解析】在在“小鱼小鱼大鱼大鱼人人”的传递途径中，大鱼的生物量至的传递途径中，大鱼的生物量至 少为少为0.520%2.5kg，小鱼的生物量至少为，小鱼的生物量至少为2.520% 12.5kg；在；在“小鱼小鱼人人”的传递途径中，小鱼的生物量至少是的传递途径中，小鱼的生物量至少是 0.520%2.5kg。因此，小鱼的生物量

17、总量至少为。因此，小鱼的生物量总量至少为 12.5+2.5=15kg。 同理：在同理：在“水藻水藻水蚤水蚤虾虾小鱼小鱼”的传递过程中，水藻的生的传递过程中，水藻的生 物量至少是物量至少是15220%20%20%937.5kg；在；在“水藻水藻 小鱼小鱼”的传递过程中，水藻的生物量至少是的传递过程中，水藻的生物量至少是15220% 37.5kg。因此，水藻的生物量总量至少为。因此，水藻的生物量总量至少为937.5+37.5=975kg。 答案：答案：975。 23优选课资 例例5.下图食物网中，若人的体重增加下图食物网中，若人的体重增加1kg，最少消耗水藻，最少消耗水藻 _kg，最多，最多消耗水

18、藻消耗水藻_kg。 【解析解析】本题中，最短食物链为水蚤本题中，最短食物链为水蚤小鱼小鱼人，传递效率按人，传递效率按 20计算。设最少消耗水藻为计算。设最少消耗水藻为x，则，则x20201，所以，所以 x=25.要求最多消耗就要选择水藻要求最多消耗就要选择水藻水蚤水蚤虾虾小鱼小鱼大鱼大鱼人，人， 传递率按传递率按10计算。设最多消耗为计算。设最多消耗为y，则，则y(10%)5=1， y=105kg。 24优选课资 生产者生产者 最少消耗最少消耗 最多消耗最多消耗 选最短食物链选最短食物链 选最大传递效率选最大传递效率20% 选最长食物链选最长食物链 选最小传递效率选最小传递效率10% 消费者获

19、得最多消费者获得最多 消费者获得最少消费者获得最少 【规律规律】 25优选课资 根据根据下图所表示的食物网下图所表示的食物网, , 结合能量流动的特点结合能量流动的特点 进行计算进行计算: : 牧草牧草鼠鼠蛇蛇 猫头鹰猫头鹰 (1)(1) 如果牧草固定了如果牧草固定了10001000焦耳的能量焦耳的能量, , 则猫头鹰最少能则猫头鹰最少能 获得获得_焦耳能量焦耳能量, , 最多能获得最多能获得_焦耳能量焦耳能量. . (2)(2)若猫头鹰要获得若猫头鹰要获得1 1千焦能量千焦能量, , 则至少消耗掉牧草所固则至少消耗掉牧草所固 定的定的_千焦能量千焦能量, , 最多消耗牧草固定的最多消耗牧草固

20、定的_千千 焦能量焦能量. . 140 251000 思维训练思维训练 26优选课资 将单位将单位时间内各个营养级所得到时间内各个营养级所得到的能量数值由低到高的能量数值由低到高 绘制绘制成图成图，可，可形成一个形成一个金字塔金字塔图形图形，叫做，叫做能量金字塔能量金字塔。 能量金字塔能量金字塔 营养级能量 低 高 低 高 27优选课资 从能量传递的数量和效率看，能量流经各营养级是逐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，单向不循环的，传递效率为级递减的，单向不循环的，传递效率为10102020。 所以所以, ,食物链一般不超过五个营养级，到第五营养级食物链一般不超过五个营养

21、级，到第五营养级 以后，可利用的能量已减少到不能维持其生存的程以后，可利用的能量已减少到不能维持其生存的程 度了度了。 为什么食物链为什么食物链一般不超过一般不超过5 5个营养级个营养级? ? 举一反三举一反三 28优选课资 根据根据生态系统中能量流动逐级递减的特点和规律，生态系统中能量流动逐级递减的特点和规律， 营养级越高，可利用的能量就越少，老虎在生态系统营养级越高，可利用的能量就越少，老虎在生态系统 中几乎是最高营养级，通过食物链（网）流经老虎的中几乎是最高营养级，通过食物链（网）流经老虎的 能量已减到很少的程度。因此，老虎的数量将是很少能量已减到很少的程度。因此，老虎的数量将是很少 的

22、。故的。故“一山不容二虎一山不容二虎”有一定的生态学道理。有一定的生态学道理。 为什么为什么说说“一山不容二虎一山不容二虎”? ? 学以致用学以致用 29优选课资 备选策略备选策略1 1：先先 吃鸡，再吃吃鸡，再吃玉米。玉米。 备选策略备选策略2 2：先先 吃玉米，同时用吃玉米，同时用 一部分玉米喂鸡一部分玉米喂鸡， 吃吃鸡产下的蛋，鸡产下的蛋， 最后吃鸡最后吃鸡。 融会贯通融会贯通 问题探讨问题探讨 30优选课资 植物植物 - - 牛牛 - - 人人植物植物 - - 人人 人们应采用以人们应采用以 谷物和植物蛋白谷物和植物蛋白 为主的食物结构为主的食物结构 如何调整饮食结构？如何调整饮食结构

23、？ 31优选课资 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 呈正金字塔形呈正金字塔形 一般为正金字塔形，有一般为正金字塔形，有 时会出现倒金字塔形时会出现倒金字塔形 一般为一般为 正金字塔形正金字塔形 生态金字塔生态金字塔 含含 义义 每一营养级生每一营养级生 物所含能量的物所含能量的 多少多少 每一营养级生物每一营养级生物个体的个体的 数目数目 每一营养级生物每一营养级生物 现存生物的总质现存生物的总质 量量 32优选课资 (1)数量数量金字塔特殊实例金字塔特殊实例: 鸟树 昆虫 数量比例图 鸟树 昆虫 能量金字塔 (2)生物量金字塔生物量金字塔特殊特殊实例及实例及分析分析 如如海洋生态系统中，生产者浮游植物个体小，寿海洋生态系统中，生产者浮游植物个体小，寿 命短，又会不断被浮游动物吃掉，因而某一时间调查命短，又会不断被浮游动物吃掉，因而某一时间调查 到的浮游植物生物量可能要低于其捕食者浮游动物的到的浮游植物生物量可能要低于其捕食者浮游动物的 生物量生物量。 如成千上万只昆虫生活在一颗大树上时。如成千上万只昆虫生活在一颗大树上时。 33优选课资 能量金字塔 (2)生