高中生物 专题5 生态工程 阶段复习课课件 新人教版选修3 (214)

1、假如你像小说中的鲁假如你像小说中的鲁滨逊那样滨逊那样, ,流落在一个流落在一个荒岛上荒岛上, ,除了饮用水之除了饮用水之外没有任何食物。你外没有任何食物。你随身带的食物只有一随身带的食物只有一只母鸡和只母鸡和15Kg15Kg玉米。玉米。A A、先吃鸡再吃玉米。先吃鸡再吃玉米。C C、先吃玉米同时用一先吃玉米同时用一部分玉米喂鸡部分玉米喂鸡, ,吃鸡产吃鸡产下的蛋下的蛋, ,最后吃鸡。最后吃鸡。B B、先吃玉米再吃鸡。先吃玉米再吃鸡。 一切生命活动都伴随着能量的变化。一切生命活动都伴随着能量的变化。没有能量的输入没有能量的输入, ,也就没有生命和生态系统。也就没有生命和生态系统。生态系统中能量的

2、输入、传递、转化和散生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程失的过程, ,称为称为生态系统的能量流动。生态系统的能量流动。能量输入能量输入能量储存能量储存能量散失能量散失能量必须不断地从无机环境输入到生物群能量必须不断地从无机环境输入到生物群落落, ,并沿着食物链（网）传递并沿着食物链（网）传递, ,才能维持生态才能维持生态系统中各种生物生命活动的正常进行。系统中各种生物生命活动的正常进行。种群种群种群种群1 1种群种群2 2种群种群3 3能量流动是生态系统的基本效用之一。能量流动是生态系统的基本效用之一。1 1、能量的输入能量的输入必须通过生产者的光合作用必须通过生产者的光合作用, ,把

3、把光能转化为化学能光能转化为化学能, ,固定在有机物中。固定在有机物中。2 2、能量的传递能量的传递一般沿着食物链和食物网进行。一般沿着食物链和食物网进行。3 3、能量的转化能量的转化是把光能转化为化学能和热能。是把光能转化为化学能和热能。4 4、能量的散失能量的散失是所有能量最终以热能的形式是所有能量最终以热能的形式散失到外界环境中散失到外界环境中, ,不能被再度利用。不能被再度利用。3 3、小草固定的太阳能小草固定的太阳能, ,有哪些去向？有哪些去向？2 2、太阳光照射在草地上都被小草吸收了吗？太阳光照射在草地上都被小草吸收了吗？小草吸收了光能小草吸收了光能, ,光能发生了什么变化？光能发

4、生了什么变化？1 1、小草的能量来自哪里？小草的能量来自哪里？草草兔子兔子鹰鹰光合作用的全过程：光合作用的全过程：供氢供氢酶酶供能供能还还原原多种酶参多种酶参加催化加催化（CHCH2 2OO）ADP+PiADP+Pi酶酶ATPATP2C2C3 3C C5 5固固定定COCO2 22H2H2 2OOOO2 2水在光水在光下分解下分解4H4H光反应过程光反应过程暗反应过程暗反应过程光光能能类囊体薄膜上类囊体薄膜上叶绿体基质中叶绿体基质中光能光能ATPATP中活跃的化学能中活跃的化学能有机物中稳定的化学能有机物中稳定的化学能同化作用同化作用异化作用异化作用新陈代谢的基本类型：新陈代谢的基本类型：新陈

5、代谢新陈代谢把外界环境中获取的把外界环境中获取的营养物质营养物质, ,转变成自转变成自身的组成物质。身的组成物质。分解自身的一部分组分解自身的一部分组成物质成物质, ,把分解的最把分解的最终产物排出体外。终产物排出体外。储存能量储存能量释放能量释放能量物质代谢物质代谢能量代谢能量代谢种群种群A A（小草）（小草）种群种群B B（兔子）（兔子）被捕食被捕食 被食入被食入 被同化被同化被捕食被捕食资源资源碎屑碎屑粪便粪便资源资源热能热能热能热能被被分解者分解者分解分解初级消费者初级消费者生产者生产者未被捕食未被捕食未被食入未被食入未被同化未被同化未被捕食未被捕食细胞呼吸细胞呼吸细胞呼吸细胞呼吸呼吸

6、作用以热能的形式散失呼吸作用以热能的形式散失用于生长、用于生长、发育、繁殖发育、繁殖遗体、遗体、残枝败叶残枝败叶分解者分解者初级消费者利用初级消费者利用能量流经第一营养级示意图：能量流经第一营养级示意图：生产者固定生产者固定的太阳能的太阳能能量流经第二营养级示意图：能量流经第二营养级示意图：初级消费者摄入初级消费者摄入初级消费者同化初级消费者同化用于生长、发育和繁殖用于生长、发育和繁殖次级消费者摄入次级消费者摄入分解者利用分解者利用遗体遗体残骸残骸呼吸呼吸作用作用散失散失粪便粪便呼呼吸吸作作用用散失散失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）分分 解解 者者

7、呼吸作用呼吸作用三级消费者三级消费者（肉食动物）（肉食动物）次级消费者次级消费者（肉食动物）（肉食动物）初级消费者初级消费者（植食动物）（植食动物）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能量流动的过程分析：能量流动的过程分析：1 1、起点：起点：从生产者固定太阳能开始。从生产者固定太阳能开始。2 2、总量：总量：流经生态系统的总能量流经生态系统的总能量, ,是生产者是生产者所固定的全部太阳能。所固定的全部太阳能。3 3、渠道：渠道：沿食物链和食物网沿食物链和食物网, ,逐级流动。逐级流动。4 4、散失：散失：一部分以热能形式散失一部分以热能形式散失, ,另一部分另一部

8、分用于生物体的各项生命活动。用于生物体的各项生命活动。能量流动的状况分析：能量流动的状况分析：（三个来源、三个去向）（三个来源、三个去向）生产者生产者的能量来自于太阳能。的能量来自于太阳能。 分解者分解者的能量来自于生产者和消费者。的能量来自于生产者和消费者。 各级各级消费者消费者的能量一般来自上一个营养级。的能量一般来自上一个营养级。（同化量（同化量 = = 摄入量摄入量 粪便中所含能量）粪便中所含能量） 流入下一个营养级：流入下一个营养级：被下一个营养级同化被下一个营养级同化（最高营养级除外）。（最高营养级除外）。 被分解者分解：被分解者分解：遗体、粪便、残枝败叶中的遗体、粪便、残枝败叶中

9、的能量。能量。 自身呼吸消耗：自身呼吸消耗：以热能的形式散失。以热能的形式散失。1 1、各个营养级的能量来源。各个营养级的能量来源。2 2、各个营养级的能量去路。各个营养级的能量去路。 为了研究能量流经生态系统的食物链为了研究能量流经生态系统的食物链时时, ,每一级的能量变化和能量转移效率每一级的能量变化和能量转移效率, ,美美国生态学家林德曼（国生态学家林德曼（R.L.LindemanR.L.Lindeman, ,1915-1915-1942 1942 ）对一个结构相对简单的天然湖泊）对一个结构相对简单的天然湖泊赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析, ,得出得

10、出太阳能太阳能未未固固定定生产者生产者464.6464.6分解者分解者12.512.5呼吸作用呼吸作用96.396.3未利用未利用2932932.12.118.818.829.329.312.612.6肉食性动物肉食性动物 12.612.6微量微量7.57.55.05.0327.3327.3122.6122.614.614.6植食性动物植食性动物62.862.862.862.8图中的数字为能量数值图中的数字为能量数值, ,单位是单位是焦每平方厘米年焦每平方厘米年。“未固定未固定”是指未被固定的太阳能。是指未被固定的太阳能。“未利用未利用”是指未被自身呼吸作用消耗是指未被自身呼吸作用消耗, ,也

11、未被后一也未被后一个营养级和分解者利用的能量。个营养级和分解者利用的能量。太阳能太阳能未未固固定定生产者生产者464.6464.612.612.6肉食性动物肉食性动物 12.612.6营养级营养级输入能量输入能量 流出能量流出能量 传递效率传递效率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464.6464.662.862.812.612.613.5%13.5%20.0%20.0%62.862.812.612.6植食性动物植食性动物62.862.862.862.8传递效率传递效率 =上一营养级的同化量上一营养级的同化量本营养级的同化量本营养级的同化量100%100%试计算：试计算： 从

12、第一营养级到第二营养级的传递效率？从第一营养级到第二营养级的传递效率？ 从第二营养级到第三营养级的传递效率？从第二营养级到第三营养级的传递效率？结论：结论：相邻营养级的传递相邻营养级的传递效率大约是效率大约是10% 20%10% 20%。 根据下图所表示的食物网根据下图所表示的食物网, ,结合刚得出的结合刚得出的能量流动的特点的结论进行计算：能量流动的特点的结论进行计算： 这条食物链中这条食物链中, ,猫头鹰增重猫头鹰增重1Kg1Kg, ,至少需要消至少需要消耗绿色植物耗绿色植物_Kg_Kg。如果牧草固定了。如果牧草固定了1 1千焦耳千焦耳的能量的能量, ,则猫头鹰最少能获得则猫头鹰最少能获得

13、_焦耳能量焦耳能量, ,最多最多能获得能获得_焦耳能量。焦耳能量。25251 14040食物链中能量传递的食物链中能量传递的“最大值最大值”或或“最小值最小值”的计算：的计算：低营养级低营养级高营养级高营养级求求“最多最多”则选择最短的食物链则选择最短的食物链, ,按按“最大最大”传递效率传递效率20%20%计算。计算。求求“最少最少”则选择最长的食物链则选择最长的食物链, ,按按“最小最小”传递效率传递效率10%10%计算。计算。 求求“最多最多”则选择最长的食物链则选择最长的食物链, ,按按“最小最小”传递效率传递效率10%10%计算。计算。 求求“最少最少”则选择最短的食物链则选择最短的

14、食物链, ,按按“最大最大”传递效率传递效率20%20%计算。计算。（已知）（已知）（未知）（未知）（已知）（已知）（未知）（未知）1 1、生态系统中的能量流动是单向的。生态系统中的能量流动是单向的。含义：含义：原因：原因：A A、食物链中各个营养级的捕食关系是不食物链中各个营养级的捕食关系是不可逆转的可逆转的, ,这是长期自然选择的结果。这是长期自然选择的结果。B B、各营养级的能量总是趋向于以呼吸作各营养级的能量总是趋向于以呼吸作用产生热能而散失掉用产生热能而散失掉, ,这些能量是无法再利这些能量是无法再利用的。用的。 生态系统的能量流动只能从第一营养生态系统的能量流动只能从第一营养级流向

15、第二营养级级流向第二营养级, ,再依次流向后面的各个再依次流向后面的各个营养级营养级, ,不可逆转不可逆转, ,也不能循环流动。也不能循环流动。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。含义：含义：原因：原因：A A、各营养级的生物都会因呼吸作用消耗各营养级的生物都会因呼吸作用消耗相当大的一部分能量。相当大的一部分能量。B B、各营养级总有一部分能量未被下一营各营养级总有一部分能量未被下一营养级的生物利用。养级的生物利用。C C、各营养级都有一部分能量被分解者分各营养级都有一部分能量被分解者分解利用。解利用。 输入到一个营养级的能量不可能百分输入到一个营养级的能量不可能百分之

16、百地流入下一个营养级之百地流入下一个营养级, ,能量在沿食物能量在沿食物链流动的过程中是逐级递减的。链流动的过程中是逐级递减的。能量金字塔能量金字塔示意图示意图能量金字塔能量金字塔从能量流动金字塔可以看出：从能量流动金字塔可以看出：营养级越多营养级越多, ,在能量流动中消在能量流动中消耗的能量就耗的能量就 _。越多越多湖泊生态系统能量金字塔湖泊生态系统能量金字塔 单位时间内各个营养级所得到的能量数值单位时间内各个营养级所得到的能量数值, ,由低到高绘成图由低到高绘成图, ,可以形成一个金字塔图形。可以形成一个金字塔图形。生产者生产者（第一营养级）（第一营养级）初级消费者初级消费者（第二营养级）

17、（第二营养级）次级消费者次级消费者（第三营养级）（第三营养级）三级消费者三级消费者（第四营养级）（第四营养级） 如果把各个营养级的如果把各个营养级的生物数量生物数量关系关系, ,用绘制能量金字塔的方式表达出来用绘制能量金字塔的方式表达出来, ,是否是否也成金字塔形？如果是也成金字塔形？如果是, ,有没有破例？有没有破例？思考：思考：狼狼兔子兔子小草小草树树小鸟小鸟昆虫昆虫狼狼兔兔草草鸟鸟虫虫树树1 1、研究生态系统的能量流动研究生态系统的能量流动, ,可以帮助人们可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统科学规划、设计人工生态系统, ,实现能量的实现能量的多级利用多级利用, ,提高能量的利用效率。

18、提高能量的利用效率。例如：例如：秸秆的多级利用、桑基鱼塘等秸秆的多级利用、桑基鱼塘等桑基鱼塘桑基鱼塘2 2、研究生态系统的能量流动研究生态系统的能量流动, ,还可以帮助人还可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系们合理地调整生态系统中的能量流动关系, ,使使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。能量持续高效地流向对人类最有益的部分。例如：例如：在森林中在森林中, ,最好使能量多储存在木材最好使能量多储存在木材中；在草原牧场上中；在草原牧场上, ,最好使能量多流向到牛、最好使能量多流向到牛、羊等牲畜体内羊等牲畜体内, ,获得更多的毛、肉、皮、奶获得更多的毛、肉、皮、奶等畜产品；在农田中等畜产品；在农田中, ,进行锄草除虫进行锄草除虫, ,使能量使能量尽可能多地流向农作物等等。尽可能多地流向农作物等等。假如你像小说中的鲁假如你像小说中的鲁滨逊那样滨逊那样, ,流落在一个流落在