D 必III 5.2 生态系统能量流动ppt课件

1、第五章、生态系统及其稳定性第五章、生态系统及其稳定性 假设你流落在一个荒岛上，只携带有一只母假设你流落在一个荒岛上，只携带有一只母鸡，鸡，1515公斤玉米，为了维持更长的时间等待救援，公斤玉米，为了维持更长的时间等待救援，此时你在食物的处理上因该怎么办？此时你在食物的处理上因该怎么办？ 生态系统中能量的输入、传送、转化生态系统中能量的输入、传送、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动和散失的过程，称为生态系统的能量流动 生命活动的维持需要能量，在能源物质一生命活动的维持需要能量，在能源物质一定的情况下，要使生命活动维持更长的时间，定的情况下，要使生命活动维持更长的时间，这就涉及到如何提高能量

2、的利用率的问题。这就涉及到如何提高能量的利用率的问题。能量流动的分析能量流动的分析能能量量输输入入个体个体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能量呼吸作用散失的能量个体个体2 2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3 3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能量能量输入输入 种群种群能量储存能量储存能量散失能量散失太阳能太阳能光合光合作用作用 植物体植物体热能热能呼吸呼吸 作用作用生长、发生长、发育和繁殖育和繁殖植物体储植物体储存的能量存的能量残枝残枝 落叶落叶分解者分解释放分解者分解释放 摄摄 食食初级消费

3、者初级消费者 能量流动的渠道是什么？能量流动的渠道是什么？ 起点在哪里？起点在哪里？渠道：食物链和食物网渠道：食物链和食物网起点：是生产者固定的太阳能起点：是生产者固定的太阳能初级消费初级消费者摄入者摄入初级消费初级消费者同化者同化用于生长用于生长发育繁殖发育繁殖次级消费次级消费者摄入者摄入分解者利用分解者利用粪便粪便呼吸呼吸 作用作用散失散失呼吸呼吸 作用作用散失散失遗体遗体 残枝残枝能量流入第二营养级能量流入第二营养级 摄食量摄食量I）：表示一个生物所摄取的能量；对植物）：表示一个生物所摄取的能量；对植物来说，它代表光合作用所吸收的日光能；对于动物来来说，它代表光合作用所吸收的日光能；对于

4、动物来说，它代表动物吃进的食物的能量。说，它代表动物吃进的食物的能量。 同化量同化量A）：对于动物来说，同化量表示消化道后）：对于动物来说，同化量表示消化道后吸收的能量吃进的食物不一定都能吸收）。对分解吸收的能量吃进的食物不一定都能吸收）。对分解者来说是指细胞外的吸收能量；对植物来说是指在光者来说是指细胞外的吸收能量；对植物来说是指在光合作用中所固定的日光能，即总初级生产量合作用中所固定的日光能，即总初级生产量GP） 呼吸量呼吸量R）：指生物在呼吸等新陈代谢和各种活动）：指生物在呼吸等新陈代谢和各种活动中所消耗的全部能量。中所消耗的全部能量。 生产量生产量P）：指生物在呼吸消耗后净剩的同化能量

5、）：指生物在呼吸消耗后净剩的同化能量值，它以有机物质的形式累积在生物体内或生态系统值，它以有机物质的形式累积在生物体内或生态系统中。对植物来说，它是净初级生产量中。对植物来说，它是净初级生产量NP）；对动）；对动物来说，它是同化量扣除维持呼吸量以后的能量值，物来说，它是同化量扣除维持呼吸量以后的能量值，即即P= A - R。第一第一营养级营养级呼吸作用呼吸作用 分分 解解 者者第二第二营养级营养级呼吸作用呼吸作用第三第三营养级营养级呼吸作用呼吸作用第四第四营养级营养级呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用各营养级的能量来源是什么各营养级的能量来源是什么?能量有哪些去路能量有哪些去路?生产者的能量来自

6、生产者的能量来自 ；各级消费者的能量来自各级消费者的能量来自分解者的能量来自分解者的能量来自 。固定的太阳能固定的太阳能上一个营养级；上一个营养级；(同化同化)生产者和消费者生产者和消费者1、呼吸作用分解一部分有机物，释放能量，供生命、呼吸作用分解一部分有机物，释放能量，供生命活动利用；活动利用；2、生长、发育和繁殖，贮存在有机体的有机物中；、生长、发育和繁殖，贮存在有机体的有机物中；3、随尸体、排泄物等流入到分解者中去；、随尸体、排泄物等流入到分解者中去；4、有一部分有机物中的能量流入到下一个营养级、有一部分有机物中的能量流入到下一个营养级最后一个营养级除外）。最后一个营养级除外）。生态系统

7、能量流动的过程生态系统能量流动的过程小结小结 能量的输入能量的输入 能量的传递能量的传递 能量的转化能量的转化 能量的散失能量的散失生产者固定的太阳能总量生产者固定的太阳能总量沿食物链和食物网逐级传递沿食物链和食物网逐级传递在生物体内，将一种形式的能在生物体内，将一种形式的能量转化为其他形式的能量。如量转化为其他形式的能量。如转化为转化为ATP中的能量、电能、中的能量、电能、光能、热能等。光能、热能等。各营养级通过呼吸以热量的各营养级通过呼吸以热量的形式散失。形式散失。光能光能化学能化学能热能热能生产者生产者464.6464.612.512.5分解者分解者62.862.8 植食植食性动物性动物

8、62.862.8呼吸作用呼吸作用 122.6122.696.396.3未利用未利用 327.3327.3 肉食肉食性动物性动物12.612.612.612.629.329.318.818.829.329.37.57.52.12.15.05.0微量微量林德曼对塞达伯格湖进行能量流动研究结果图示林德曼对塞达伯格湖进行能量流动研究结果图示太阳能太阳能未未 固固 定定二、能量流二、能量流动的特点动的特点营养级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 流出能量输入流出能量输入后一个营养级）后一个营养级）流入流入能量能量资料分析资料分析 用表格的形式统计上图中的

9、数据输出的能用表格的形式统计上图中的数据输出的能量不包括呼吸作用的消耗），并计算量不包括呼吸作用的消耗），并计算“流出该流出该营养级的能量占营养级的能量占“流入该营养级的比例流入该营养级的比例464.662.813.5%62.812.620.1%12.614.6思考与讨论思考与讨论1.1.生态系统的能量流动和转化是否遵循能量守生态系统的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？为什么？恒定律？为什么？2.2.流经某生态系统的能量能否再回到这个生态流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来？系统中来？ 遵循能量守恒定律。能量在生态系统中流动、转遵循能量守恒定律。能量在生态系统中流动、转化后，一部分

10、储存在生态系统生物体有机物中，化后，一部分储存在生态系统生物体有机物中，而另一部分被利用、散发至无机环境中，两者之和与而另一部分被利用、散发至无机环境中，两者之和与流入生态系统的能量相等。流入生态系统的能量相等。不能，能量流动是单向的。不能，能量流动是单向的。流入某一营养级的能量，为什么不会百分之流入某一营养级的能量，为什么不会百分之百地流到下一个营养级？百地流到下一个营养级？ 生态系统中能量流动是单向的；能量在流动生态系统中能量流动是单向的；能量在流动过程中逐级递减。过程中逐级递减。 流入某一营养级的能量主要有以下去向：一部分流入某一营养级的能量主要有以下去向：一部分通过该营养级的呼吸作用散

11、失了；一部分作为排出物、通过该营养级的呼吸作用散失了；一部分作为排出物、遗体或残枝败叶不能进入下一营养级，而为分解者所遗体或残枝败叶不能进入下一营养级，而为分解者所利用；还有一部分未能进入未被捕食下一营养级。利用；还有一部分未能进入未被捕食下一营养级。所以，流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到所以，流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一营养级。下一营养级。通过以上分析，你能总结出什么规律？通过以上分析，你能总结出什么规律？二、能量流动的特点二、能量流动的特点将单位时间内各个营养级所将单位时间内各个营养级所得到的能量数值，由低到高得到的能量数值，由低到高绘制成图绘制成图能量金字塔能量金

12、字塔 在一个生态系统中，营在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多，所以中消耗的能量就越多，所以生态系统中的能量流动一般生态系统中的能量流动一般不超过不超过5 5个营养级。个营养级。A AB BC CD D某一个湖的能量金字塔某一个湖的能量金字塔一山不容二虎？一山不容二虎？数量？生物量？数量？生物量？生产者生产者初级消费者初级消费者次级消费者次级消费者三级消费者三级消费者初级消费者初级消费者次级消费者次级消费者生物数量金字塔生物数量金字塔夏季草原夏季草原 夏季温带森林夏季温带森林生产者生产者三级消费者三级消费者 生物数量金字塔：根据生物个体数目而得

13、，生物数量金字塔：根据生物个体数目而得，同样有倒置的情形。例如在水体和草原中，生产者同样有倒置的情形。例如在水体和草原中，生产者浮游生物和草体小而数目多，锥体正置。但在浮游生物和草体小而数目多，锥体正置。但在森林中，生产者个体大，很多小动物可能蛀食同一森林中，生产者个体大，很多小动物可能蛀食同一棵巨木，锥体因而倒置。棵巨木，锥体因而倒置。浮游植物浮游植物浮游动物浮游动物生物量质量金字塔生物量质量金字塔生产者生产者肉食动物肉食动物热带雨林热带雨林 海洋海洋草食动物草食动物肉食动物肉食动物 生物量质量金字塔：根据生物量而得。生物量质量金字塔：根据生物量而得。一般呈正锥体，但有时可倒置。例如水体中浮

14、一般呈正锥体，但有时可倒置。例如水体中浮游植物的生物量可能比浮游动物的少。因为浮游植物的生物量可能比浮游动物的少。因为浮游植物的代谢率高、周转快，可以支持生物量游植物的代谢率高、周转快，可以支持生物量更大的植食动物，故其锥体可能倒置。更大的植食动物，故其锥体可能倒置。思考与讨论思考与讨论 我国很早以前就发展了我国很早以前就发展了“桑基鱼塘的生产方桑基鱼塘的生产方式：利用桑叶喂蚕，蚕粪养鱼，塘泥肥桑，在桑、式：利用桑叶喂蚕，蚕粪养鱼，塘泥肥桑，在桑、蚕、鱼之间形成良性循环。蚕、鱼之间形成良性循环。 从生态系统能量流动特点的角度分析从生态系统能量流动特点的角度分析“桑基鱼桑基鱼塘设计的合理性。塘设

15、计的合理性。 “桑基鱼塘的设计理念是从人类所需出发，桑基鱼塘的设计理念是从人类所需出发，通过能量多级利用，充分利用流经各营养级的通过能量多级利用，充分利用流经各营养级的能量，提高生产效益。能量，提高生产效益。可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统，可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。使能量得到最有效的利用。秸秆秸秆家畜家畜粪便粪便沼气池沼气池沼渣沼渣肥田肥田肉食肉食燃料燃料帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分调查调查问题分析问题分析问题问题

16、1.1.生产者主体是水稻，其他生产者有杂草、生产者主体是水稻，其他生产者有杂草、浮游植物等。农民主要通过喷洒除草剂，或人工浮游植物等。农民主要通过喷洒除草剂，或人工除草的方式抑制杂草的生长。除草的方式抑制杂草的生长。课外调查当地农田生态系统中的能课外调查当地农田生态系统中的能量流动情况量流动情况问题问题2.2.初级消费者有：田螺、浮游动物、植食性昆虫、初级消费者有：田螺、浮游动物、植食性昆虫、植食性鱼、鸟类等。植食性鱼、鸟类等。一般而言植食性鸟类和昆虫往往对水稻生长构一般而言植食性鸟类和昆虫往往对水稻生长构成危害，农民采取喷洒农药、竖稻草人等措施防成危害，农民采取喷洒农药、竖稻草人等措施防止或

17、减少这些动物的危害。止或减少这些动物的危害。问题农民对秸秆的传统处理方式有焚烧或填埋问题农民对秸秆的传统处理方式有焚烧或填埋等；现代农业提出了综合利用思想，例如，秸秆等；现代农业提出了综合利用思想，例如，秸秆可作为多种工业原材料，还可以用来生产沼气，可作为多种工业原材料，还可以用来生产沼气，以充分利用其中的能量。以充分利用其中的能量。问题主要通过合理密植的方法提高作物的光能问题主要通过合理密植的方法提高作物的光能利用效率。利用效率。问题通过稻田养鱼等措施，实现立体化生态农问题通过稻田养鱼等措施，实现立体化生态农业；通过建造沼气池，实现能量的多级利用。业；通过建造沼气池，实现能量的多级利用。问题

18、次级消费者有：泥鳅、黄鳝、肉食性鱼、问题次级消费者有：泥鳅、黄鳝、肉食性鱼、青蛙等。一般而言，这些消费者对水稻生长利青蛙等。一般而言，这些消费者对水稻生长利大于害。农民通过禁捕，或适量放养等措施，大于害。农民通过禁捕，或适量放养等措施，实现生态农业的目标。实现生态农业的目标。这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是6687.5 kg6687.5 kg，计算公式是计算公式是(12+18)/12(12+18)/122 6752 675，这些葡萄糖储存的能量是这些葡萄糖储存的能量是1.071.071011 kJ1011 kJ计算计算公式是公式是EG=MGEG=MG 1.6 1.6

19、107107）；）；这些玉米呼吸作用消耗的能量是这些玉米呼吸作用消耗的能量是3.2723.2721010 1010 kJkJ计算公式为计算公式为EE呼呼=MG=MG1.6 1.6 107107）；）；主要掌握：计算生产者固定的太阳能和生产者对主要掌握：计算生产者固定的太阳能和生产者对太阳能的利用率太阳能的利用率玉米种群玉米种群1.39710 11 kJ占占1.64%太阳能太阳能8.510 12 kJ 散失散失占占98.36 储储 存存1.0710 11kJ 占占76.6%呼吸利用呼吸利用3.2710 10kJ 占占23.4%这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量这些玉米在整个生长季节所固定的

20、太阳能总量是是1.397 21.397 21011 kJ1011 kJ计算公式为计算公式为E E固固=EG +E=EG +E呼）呼）; ;呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例是呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例是23.4%23.4%；这块玉米田的太阳能利用效率是这块玉米田的太阳能利用效率是1.64%1.64%（计算公（计算公式为式为=1.3972=1.39721011/8.51011/8.510121012） 如果如果15kg玉米含有的能量大约玉米含有的能量大约是是240 000kJ，一只鸡大约是，一只鸡大约是40 000kJ，他，他平均一天至少要消耗平均一天至少要消耗10 000kJ能

21、量才能维持能量才能维持基本生命活动，能量的传递效率是基本生命活动，能量的传递效率是10%，那，那么么你选择你选择1与选择与选择2分别能维持多少天？分别能维持多少天？选择选择1: 先吃鸡，再吃玉米；先吃鸡，再吃玉米；选择选择2: 先吃一半玉米，同时用一半玉米喂鸡，先吃一半玉米，同时用一半玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡吃鸡产下的蛋，最后吃鸡;28天天17.2天天生态系统生态系统的能量流动的能量流动能量的输入能量的输入能量的传递能量的传递能量的散失能量的散失阳光阳光光合光合作用作用生物群落生物群落在生物群落内沿食物在生物群落内沿食物链的方向进行传递，链的方向进行传递，单向逐级递减单向逐级递减生物生

22、物群落群落呼吸呼吸作用作用无机环境无机环境生产者固定的太阳能是流经该生态系统的总生产者固定的太阳能是流经该生态系统的总能量能量P98拓展题能量流动以有机物为载体能量流动以有机物为载体太阳太阳能能农作物农作物家禽家禽家畜家畜沼气池沼气池含微生物含微生物食用菌食用菌人人太阳能太阳能农作物农作物家禽、家畜家禽、家畜 能量流动的起点：从生产者固定太阳能开始能量流动的起点：从生产者固定太阳能开始 流经生态系统的总能流经生态系统的总能 能量流动的数量能量流动的数量 是生产者所固定的全部太阳能是生产者所固定的全部太阳能生态系统的生态系统的 能量流动的途径：太阳能能量流动的途径：太阳能第一营养级第一营养级第二

23、营第二营能量流动能量流动 养级养级第五营养级第五营养级 单向流动不循环单向流动不循环 能量流动的特点能量流动的特点 逐级递减传递率为逐级递减传递率为1020 设法调整能量流动关系设法调整能量流动关系 研究的目的研究的目的 使能量流向对人类最有益的部分使能量流向对人类最有益的部分1 . 生产者生产者 初级消费者初级消费者 次级消费者次级消费者 三三 级消费者，甲、乙丙分别表示一个食物链中不级消费者，甲、乙丙分别表示一个食物链中不 同营养级间的能量的传递值，它们之间的关系同营养级间的能量的传递值，它们之间的关系 是是 （ ） A.甲甲=丙丙+乙乙 B.甲乙丙甲乙丙 C.甲丙甲丙+乙乙 D.甲甲=乙

24、乙=丙丙甲甲乙乙丙丙2. 在植物在植物昆虫昆虫蛙蛙蛇这条食物链中，若蛇增蛇这条食物链中，若蛇增 加加1公斤，至少要消耗植物公斤，至少要消耗植物 （ ） A.1000公斤公斤 B.500公斤公斤 C.250公斤公斤 D.125公斤公斤CD 下列关于生态系统能量流动特点的叙述中，下列关于生态系统能量流动特点的叙述中，错误的选项是（错误的选项是（ ） A A 能量流动从生产者固定太阳能开始能量流动从生产者固定太阳能开始 B. B.能量流动是沿着食物链各个环节进行的能量流动是沿着食物链各个环节进行的 C. C.能量流动是单向的，逐级递减的能量流动是单向的，逐级递减的 D. D.能量流动总是流向对人类最

25、有益的方向能量流动总是流向对人类最有益的方向 要想最经济利用生产者固定下来的太阳能，应要想最经济利用生产者固定下来的太阳能，应 选择下列哪一组食物（选择下列哪一组食物（ ） A. A.鱼和鸡蛋鱼和鸡蛋 B. B.谷物和蔬菜谷物和蔬菜 C. C.兔肉和水果兔肉和水果 D. D.豆腐和牛肉豆腐和牛肉DB5、如果一个人的食物有、如果一个人的食物有 来自绿色植物，来自绿色植物， 来自来自小型肉食动物，小型肉食动物， 来自羊肉，假如传递效率为来自羊肉，假如传递效率为10%，那么该人每增加那么该人每增加1千克体重，约消耗植物：千克体重，约消耗植物： （ ） A：10千克千克 B ：28千克千克 C ：10

26、0千克千克 D ：280千克千克121414据题意得出如下的解析图示：据题意得出如下的解析图示：人增人增1kg 合计合计 280kg小型肉食动物小型肉食动物草食动物草食动物绿色植物绿色植物绿色植物绿色植物（各级传递效率均为（各级传递效率均为10%）绿色植物绿色植物羊羊252.50.252500.250.552.525DA 下表是甲、乙、丙、丁四个种群，在一个达下表是甲、乙、丙、丁四个种群，在一个达到生态平衡的环境中所含有的总能量和残留农到生态平衡的环境中所含有的总能量和残留农药药DDTDDT的平均浓度。请分析说明：的平均浓度。请分析说明：甲甲乙乙丙丙丁丁能量能量/ /千焦千焦2.82.810109 92.9 2.9 10107 79.1 9.1 10107 71.3 1.3 10108 8DDTDDT浓度浓度0.040.043.43.40.390.390.350.35甲在该生态系统的成分中属于甲在该生态系统的成分中属于_这四个种群的最简单这四个种群的最简单 的能量流动渠道是的能量流动渠道是 _ _在能量的流动的渠道中，在能量的流动的渠道中，_越高，生物越高，生物体内的体内的DDTDDT浓度就浓度就_。 生产者生产者甲甲乙乙丙丙丁丁营养级营养级越高越高 十分之一法则说明，每通过一个营养级，其有效能十分之一法则说明，每通过一个营养级