生态系统的能量流动PPT

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，

2、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！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。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

3、一、能量流动的概念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? ?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

4、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. .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

5、摄入分解者分解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? ?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+储存量储存量在在草原上，牛以草为食，草原上，牛以草为食，屎

6、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. . 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

7、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) ) 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

8、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。. 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

9、分解者利用的能量（现存的）级和分解者利用的能量（现存的）营养级营养级流入能流入能量量流出能量流出能量（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464.662.812.614.662.812.613.52%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.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

10、：呼吸作用呼吸作用散失了散失了；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。. .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产生的热能

11、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.96kJD.960kJ【解析解析】应按照能量传

12、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=625kg。求求“最多最多”则按则按“最高最高”值值2020流

13、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】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，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%

14、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 例例4. 下图食物网中，在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

15、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

16、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。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

17、，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。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】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

18、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定的_千千焦能量焦能量. .140251000思维训练思维训练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

19、字塔营养级能量低高低高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 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

20、，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。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

21、问题探讨问题探讨植物植物 - - 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？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(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