第二节生态系统的能量流动课件.ppt

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1、5.2生态系统的能量流动,5.2生态系统的能量流动,温故而知新,1.生态系统的结构包括哪两方面？2.生态系统的成分有哪些？3.生态系统的营养结构是什么?,生态系统的成分,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,食物链和食物网,温故而知新1.生态系统的结构包括哪两方面？生态系统的成分,食,问题探讨：假如你像小说中的鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，除了饮用水之外没有任何食物。你随身带的食物只有一只母鸡、15Kg玉米。策略：1.先吃鸡再吃玉米。2.先吃玉米再吃鸡。3.先吃玉米，同时用一部分 玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。,问题探讨：,A、先吃鸡，再吃玉米,B、先吃玉米，同时用一

2、部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。,A、先吃鸡，再吃玉米玉米鸡人玉米鸡人B、先吃玉米，同时用一部,一、能量流动的概念,生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。,输入,传递,以有机物的形式沿食物链向下一营养级传递,散失,一、能量流动的概念 生态系统的能量流动是指生态系,能量传递的渠道是什么？,能量的传递,食物链和食物网,能量传递的形式是什么？,有机物中的化学能,生产者能量的变化,生产者,光合作用,能量传递的渠道是什么？能量的传递食物链和食物网能量传递的形,呼吸散失（热能）,用于生长、发育、繁殖,遗体、残枝败叶,分解者,初级消费者摄入,能量流经第一营养级示意图,生产

3、者固定的太阳能,呼吸散失（热能）用于生长、遗体、分解者初级消费者摄入能量流经,同化量的去向：本营养级自身呼吸消耗(散失)；本营养级个体自身生长、发育繁殖的积累（储存）。a.遗体残骸被分解者分解；b.流向下一营养级。,初级消费者摄入,用于生长发育和繁殖,次级消费者摄入,呼吸,散失,遗体残骸,初级消费者同化,分解者利用,粪便,呼吸,散失,能量流经第二营养级示意图,摄入的能量：摄入量：指动物取食的总量,粪便中的能量（未同化量）,该营养级所同化的能量同化量：指动物经过消化和吸收后转化为自身的能量,属于上一营养级同化量的一部分,同化量的去向：初级消费者用于生长次级消费者呼吸散失遗体初级消,粪便量,用于生

4、长、发育、繁殖,遗体残骸,分解者,次级消费者摄入,能量流经第二营养级示意图,初级消费者者摄入量,同化量,呼吸散失,未被利用的,(同化量=摄入量粪便量）,粪便量用于生长、遗体残骸分解者次级消费者摄入能量流经第二营,第一营养级有摄入量吗？最高营养级有流入下一营养级的能量吗？,同化量,同化量=,摄入量,+流入下一营养级的量+,粪便量,呼吸作用散失量,被分解者利用,无,没有,流入下一营养级的量+,被分解者利用,用于生长、发育和繁殖的能量=,同化量=,呼吸作用散失量+,用于生长、发育和繁殖的能量,总结关系式：,未同化能量粪便量一个营养级能量的输入=能量的同化量,第一营养级有摄入量吗？同化量,生态系统能量

5、流动的过程,(1)能量的来源：(2)起点：(3)流经生态系统的总能量：(4)传递渠道：形式：载体：(5)能量转化：(6)流动形式：(7)散失途径：(8)能量散失的形式：,太阳能。,从生产者固定太阳能开始。,生产者通过光合作用所固定的全部太阳能。,食物链和食物网。,有机物,营养级,太阳能有机物中的化学能热能(最终散失)。,有机物中的化学能。,呼吸作用，包括各个营养级自身的呼吸消耗以及分解者的呼吸作用。,以热能形式散失。,生态系统能量流动的过程(1)能量的来源：太阳能。从生产者固定,生态系统能量流动的过程,生产者固定的太阳能总量为流经这个生态系统的总能量,输入,传递,散失,以有机物的形式沿食物链向

6、下一营养级传递,生态系统能量流动的过程生产者呼吸初级消费者呼吸次级消费者分,(1)A_；B._；C._；D_；E._；F._,流入次级消费者,初级消费者摄入,同化,呼吸作用散失,遗体、残骸等被分解者分解,未同化（粪便）,生长、发育、繁殖,第一营养级有摄入量吗？最高营养级有流入下一营养级的能量吗？,同化量,生产者,初级消费者,次级消费者,三级消费者,分解者,呼吸作用,同化量=,摄入量,+流入下一营养级的量+,粪便量,呼吸作用散失量,流入分解者的量,无,没有,(1)A_；B._；C._,1.比较摄入量、同化量和用于生长发育繁殖的能量（储存量）大小?2.框越来越小、箭头越来越细说明了什么?,摄入量同

7、化量用于生长、发育和繁殖的能量,框越来越小：储存在某营养级生物体内的能量越来越少,箭头越来越细：能量逐级递减,1.比较摄入量、同化量和用于生长发育繁殖的能量（储存量）大小,Q1：生态系统中能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？Q2：流经生态系统的能量能否再回到生态系统中来？,2025,思考与讨论：,遵循；因为生产者固定的总量等于流动中散失的和贮存的之和。,不能。,2025思考与讨论：遵循；因为生产者固定的总量等于流动,2、若鹿的进食能量为100%，其粪便能量为36%，呼吸能量为48%，则鹿的同化量为（）A64%B84%C16%D52%,及时巩固,A,同化量摄入量粪便量,3、大象是植食性动物，有一

8、种羌螂专以大象粪为食。如果在某段时间大象所同化的能量为m，则这部分能量中可以流入羌螂体内的约为（）A.0 B.10%m C.1020%m D.不知道,A,2、若鹿的进食能量为100%，其粪便能量为36%，呼吸能量为,辨析正误：生态系统中能量流动是从太阳辐射能开始的 当狼捕食兔子并转化为自身的有机物时,能量就从第一营养级流入第二营养级初级消费者摄入的能量是流经该营养级的总能量初级消费者的粪便量属于第二营养级的能量生物同化量是该营养级储存的能量,辨析正误：,判断正误图中的甲表示b的同化能量，乙表示b用于生长、发育和繁殖的能量蘑菇可参与丁过程当生态系统处于相对稳定状态时，b的种群数量一般处于K/2值

9、图中d的能量不全部来自b生物。,判断正误,辨析下列有关叙述是否正确A是流入该生态系统的总能量 B分解者获得的能量最少C兔的同化量是 D和分别属于草和兔同化量的一部分,辨析下列有关叙述是否正确,二、能量流动的特点,赛达伯格湖的能量流动 P95资料分析,2.1,18.8,29.3,微量,7.5,5.0,327.3,122.6,14.6,同化量=,呼吸作用散失量,+流入下一营养级的量+,被分解者利用,+未利用,植食性动物62.8二、能量流动的特点赛达伯格湖的能量流动 P,能量传递效率,根据“赛达伯格湖的能量流动图解”，计算相邻两个营养级间能量传递效率。,试计算：从第一营养级到第二营养级的传递效率？从

10、第二营养级到第三营养级的传递效率？,13.5%,20%,结论：相邻营养级的传递效率大约是10%20%。,能量传递效率 根据“赛达伯格湖的能量流动图解”，植食性,单向流动逐级递减,1、只能沿食物链由低营养级流向高营养级，是不可逆的；2、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,1、原因：,各营养级生物会因呼吸作用而散失部分能量；各营养级生物总有一部分能量未被下一营养级利用；还有少量能量被分解者利用。,2、能量传递效率：10%-20%,二、能量流动的特点,单向流动1、只能沿食物链由低营养级流向高营养级，是不可逆的；,三、生态系统能量流动的特点：,逐级递减:,单向

11、流动:,生产者,次级消费者,三级消费者,初级消费者,不循环，不可逆,能量在沿食物链流动的过程中是逐渐减少的，能量传递效率大约是10%-20%,通过以上的分析，你能总结出什么规律？,三、生态系统能量流动的特点：逐级递减:单向流动:生产者次,能量流动特点：单向流动，逐级递减；1、单向流动的原因：食物链中各营养级的顺序是不可逆转的，这是长期自然选择的结果2、不能循环流动的原因：呼吸散失的能量不能被生产者再次利用3、逐级递减的原因：呼吸作用消耗；分解者分解；未利用的能量,4、生态系统营养级一般不超过4-5个的原因：在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量越多。,注意：能量传递效率的计算

12、：（狼+狐）/兔 100%,能量流动特点：单向流动，逐级递减；4、生态系统营养级一般不超,能量金字塔,二、能量流动的特点,如果把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，可以形成一个金字塔图形，叫做“能量金字塔”。,D 第四营养级C 第三营养级B 第二营养级A 第一营养级,从图可以看出，一个生态系统中，营养级越多，能量流动过程中消耗量就越大。生态系统中能量流动一般不超过45个营养级。,能量金字塔二、能量流动的特点如果把单位时间内各个营养级所得到,呈正金字塔形,一般呈正金字塔形;有时出现倒金字塔形.（树与树上昆虫）,一般呈正金字塔形；有时倒金字塔形.（某一时刻海洋中的浮游植物和动物）

13、,能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性,生物个体数目沿食物链中随营养级而逐级递减,生物量(现存生物有机物的总质量)沿食物链流动逐级递减,食物链中每一营养级生物所含能量多少,每一营养级生物个体数目,每一营养级生物的有机物总量,生物金字塔,100001000100101高低能量高低营养级100001,能量金字塔,由生产者和消费者组成，无非生物的物质和能量，无分解者塔基为第一营养级而非某个或某种生物自身金字塔中所有生物之间的捕食关系连接起来构成的是食物网,丙 丁 戊,（1）图乙为城市生态系统，流经该生态系统的总能量该生态系统中所有生产者固定的太阳能总量（2）图丙中A B C为三个营养级，B C

14、中会出现同一生物种群（3）图丁中m1、m2表示的能量形式分别为 太阳能 和 热能,丙,丁,有外界输入,能量金字塔由生产者和消费者组成，无非生物的物质和能量，无分解,三、研究能量流动实践意义 P96,、帮助人们合理的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有益的部分。,、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。,例如：除草、治虫；合理确定载畜量、捞捕量,例如：秸秆的多级利用、沼气工程、桑基鱼塘就实现了对能量的多级利用，提高了能量的利用率。,注意：能量利用率与能量转化率的区分,三、研究能量流动实践意义 P96、帮助人们合理的调整生,1、桑基鱼塘、沼气池、农田捉虫

15、、除草、合理放牧各自对应哪个意义？2、能量流动的特点为？能量传递效率为？图5-8的箭头的大小和方向分别体现了？3.下图对应的食物链为？第二营养级和第三营养级之间的能量传递效率为？,单向流动、逐级递减,大约为 10%-20%,逐级递减,（0.2+0.13）1.5,100%=22%,单向流动,实现对能量的多级利用，大大提高能量的利用率,单调整能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类最有益的部分,1、桑基鱼塘、沼气池、单向流动、逐级递减大约为 10%-2,4.,1自身呼吸消耗2用于生长发育和繁殖,同化量的两个去路为？三个去路为？四个去路为？,1自身呼吸消耗2流入下一营养级（下一级的同化量）3被分解者

16、利用,1自身呼吸消耗2流入下一营养级3被分解者利用4未被利用的,5、若A表示第二营养级所摄入的全部能量 则B表示？C表示？若图甲中营养级所固定的太阳能总量为y，则营养级、间的能量传递效率是(用图中所给字母表示)？,第二营养级同化量,用于生长发育和繁殖,B/y100%,4.1自身呼吸消耗同化量的两个去路为？三个去路为？,其中W1为生产者固定的太阳能则说法错误的是A生产者固定的总能量可表示为(A1B1C1A2B2C2D2)B由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/W1C流入初级消费者的能量为(A2B2C2)D图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减,呼吸作用,流入下一营养级,分解者分解,未

17、被利用,其中W1为生产者固定的太阳能则说法错误的是呼吸作用流入下一营,小结,小结生态系统的能量流动概念过程特点实践单向流动逐级递减传递效,例1:A B C D E 思考：如上食物网中，A为1000千克a、D最多约为多少？b、D最少约为多少？,40千克,1千克,若D增加1千克，则A最少需要消耗多少千克？最多又为多少？,有关计算,25千克/1000千克,例1:A B C,、已知低营养级求高营养级获能量最多：获能量最少：,选最短食物链按20%计算,选最长食物链按10%计算,、已知高营养级求低营养级需最多能量：需最少能量：,选最长食物链按10%计算,选最短食物链按20%计算,能量流动的相关计算：,、已

18、知低营养级求高营养级选最短食物链按20%计算选最长食,能量流动的相关计算：,选_的食物链,选最小传递效率_,生产者,最少消耗,选最大传递效率_,消费者,最大消耗,获得最多,获得最少,选_的食物链,最短,最长,20%,10%,能量流动的相关计算：选_的食物链,例2：如果一个人的食物有1/2来自绿色植物，1/4来自小型肉食动物，1/4来自羊肉，那么该人每增加1千克体重，至少消耗植物()A10千克B40千克 C100千克 D280千克例3：假如一个人在代谢过程中，其全部同化量的1/2来自植物，另1/2来自牛肉，并且能量在各营养级之间的传递效率均为10%，现有G千克植物通过食物链被摄入人体，问最多能使

19、人体体重增加多少(不计人体呼吸作用所消耗的部分能量)（）AG/10 B2G/11 CG/55 DG/280,B,C,例2：如果一个人的食物有1/2来自绿色植物，1/4来自小型肉,能量流动的相关计算：,（一）能量在生态系统中的传递效率问题,各个营养级之间能量传递效率等于某一营养级同化的能量与上一营养级同化的能量之比,（二）能量在食物网中传递的计算,1、确定食物链中的营养关系。根据能量传递效率20%计算，相邻两个营养级的能量差值在5倍左右，若能量差值远比5倍小，则应位于同一营养级。,2、确定生物量的“最多”或“最少”。,能量流动的相关计算：（一）能量在生态系统中的传递效率问题各个,变式1.下图为生

20、态系统食物网简图，若E生物种群总能量为7.1109KJ，B生物种群总能量为2.3108KJ，从理论上计算，A储藏的总能量最少是（）A.7.1107 KJ B.4.8107 KJ C.5.97107 KJ D.2.3107 KJ,B,易误警示(1)“能量传递效率大约是10%20%”研究的是相邻两个营养级之间同化能量的传递效率，而不是下一营养级某一生物获得上一营养级某一生物能量的“10%20%”。,变式1.下图为生态系统食物网简图，若E生物种群总能量为7.1,变式2.在如图食物网中,假设动物性食物所占比例为m,若要使鸟体重增加a,至少需要生产者的量为b,那么a与b的关系可表示为()A.b=90ma

21、+10a B.b=25ma+5aC.b=100ma+10a D.b=20ma+5a,D,变式2.在如图食物网中,假设动物性食物所占比例为m,若要使鸟,C,下图是以每个营养级生物个体数量绘制的生态金字塔,其中1、2、,锄去农田中的杂草，修去树木的侧枝，目的是什么?,思考：,下列哪种生态系统中的能量流动关系需要调整A 草原牧场上能量流向牛羊B 森林中能量流向木材C 农田中能量流向田鼠 D 鱼塘中能量流向鱼类,C,锄去农田中的杂草，修去树木的侧枝，目的是什么?思考：,1、下图表示某生态系统的能量流动，请据图回答：,（1）将A、B、C、D各营养级的成分依次写在图中：A B C D。（2）图中a1代表，

22、图中a2代表。,及时巩固,生产者,初级消费者,次级消费者,三级消费者,生产者所固定的太阳能,被初级消费者同化的能量,从第一营养级流动到第二营养级的能量,1、下图表示某生态系统的能量流动，请据图回答：（1）将A、B,4、一个生态系统中有甲、乙、丙、丁四个种群所含的能量统计如下表,下面符合这4个种群所构成的营养结构的是（）A 甲 乙 丙 丁 B 甲 丙 乙 丁 乙 乙C 甲 丙 D 甲 丁 丁 丙,D,4、一个生态系统中有甲、乙、丙、丁四个种群所含的能量统计如下,在“草食草的昆虫蜘蛛蟾蜍蛇猫头鹰”这条食物链，设流经这条食物链 的总能量为100，按最高传递率计算，蟾蜍和猫头鹰所得能量最多分别为A、2

23、0和2 B、0.8和0.032C、4和0.8 D、0.4和0.016,及时巩固,在“草食草的昆虫蜘蛛蟾蜍蛇猫头鹰”这条食物链,2 假设一个生态系统的总能量为，按最高传递效率计算，第三营养级和三级消费者所获得的能量应为 A.和B.和.C.和.D.和,2 假设一个生态系统的总能量为，按最高传递效率计算，,5、根据下图所表示的食物网,结合能量流动的特点进行计算:,牧草,鼠,蛇,猫头鹰,如果牧草固定了1000焦耳的能量,则猫头鹰最少能获得_焦耳能量,最多能获得_焦耳能量.,1,40,5、根据下图所表示的食物网,结合能量流动的特点进行计算:,4、在植物昆虫蛙蛇这条食物链中，若蛇增加1g生物量，至少要消耗

24、植物的生物量是（）A1000g B500g C250g D125g,D,4、在植物昆虫蛙蛇这条食物链中，若蛇增加1g生物量，至,5.根据下图所表示的食物网,结合能量流动的特点进行计算:,蛇,如果牧草固定了1000焦耳的能量,则猫头鹰最少能获得_焦耳能量,最多能获得_焦耳能量.,若猫头鹰要获得1千焦能量,则至少消耗掉牧草所固定的_千焦能量,最多消耗牧草固定的_千焦能量.,1,40,25,1000,最少消耗(获得最多),选最短的食物链,选最大的传递效率20%,最大消耗(获得最少),选最长的食物链,选最小的传递效率10%,5.根据下图所表示的食物网,结合能量流动的特点进行计算:,4.如果一个人食物有

25、1/2来自绿色植物，1/4来自小型肉食动物。1/4来自羊肉，假如传递效率为10%，那么该人每增加1千克体重，约消耗植物（）,A10千克 B.28千克 C.100千克 D.280千克,D,4.如果一个人食物有1/2来自绿色植物，1/4来A10千克,1、根据生态学原理，要使能量流经食物链总消耗量最少，人们应该采用哪种食物结构A、以离类、蛋类为主B、以淡水养殖的鱼、虾为主 C、以谷物和植物蛋白为主D、以猪肉等家畜肉类为主,巩固练习,1、根据生态学原理，要使能量流经食物链总消耗量最少，人们应该,2、初级消费者体内能量的去路包括(多选)A、用于自身的生长、发育和繁殖B、被第二营养级的其他生物所获得 C、

26、以热能的形式散失D、被分解者分解释放到环境中去,3、人们常用能量金字塔来说明生态系统中哪两者之间的关系A、能量与营养级 B、能量与个体大小C、能量与个体数量 D、能量与生物代谢类型,2、初级消费者体内能量的去路包括(多选)3、人们常用能,4、生态系统中有关食物链与能量流动的叙述，正确的是（多选）A能量沿食物链流动是单向的 B食物链越短，能量的利用率越高C初级消费者越多，次级消费者获得的 能量就越少D生物种类越多，生态系统中的 食物链越多,4、生态系统中有关食物链与能量流动的叙述，正确的是（多选）,6、下图是某生态系统中食物网简图，图中甲庚代表各种不同的的生物，请据图回答,（1）此生态系统中作为

27、生产者的生物是，作为次级消费者的生物是（2）、若该生态系统受到重金属污染，那么在体内积存重金属污染物最多的生物是。,戊,丙,甲、乙、丁,（3）该生态系统只表示部分成分，图中未表示的成分为,分解者,非生物的物质和能量,有多少条食物链？,5条,6、下图是某生态系统中食物网简图，图中甲庚代表各种不同的的,（5）已知各营养级之间能量的转化效率为10%，若一种生物摄食多种生物时，各种生物被摄食的生物量相等则丁每增加10千克，需要消耗生产者 千克,3250,解：根据题意，丁从庚和甲摄取的生物量相等，则设从戊-庚丁需消耗戊的量为x千克，设从戊甲丁需消耗戊的量为Y千克设从戊己甲丁需消耗戊的量为z千克x.10%

28、10%=1012=500y.10%10%=101212=250z10%10%10%=101212=2500 500+250+2500=3250克,戊丙丁庚己甲乙（5）已知各营养级之间能量的转化效率为10%，,(2009年高考全国卷)某种植玉米的农场，其收获的玉米子粒既作为鸡的饲料，也作为人的粮食，玉米的秸秆则加工成饲料喂牛，生产的牛和鸡供人食用。人、牛、鸡的粪便经过沼气池发酵产生的沼气作为能源，沼渣、沼液作为种植玉米的肥料。据此回答(不考虑空间因素)：,(1)请绘制由鸡、牛、玉米和人组成的食物网。(2)牛与鸡之间_(有、无)竞争关系，理由是_。人与鸡的种间关系是_，人与牛的种间关系是_。,无,

29、它们所需食物资源不同(牛食玉米秸秆，鸡吃玉米子粒),捕食与竞争,捕食,(2009年高考全国卷)某种植玉米的农场，其收获的玉米子粒,(3)流经该农场生态系统的总能量来自_所固定的_，无机环境中的碳以_形式进入该人工群落。(4)假设该农场将生产玉米的1/3作为饲料养鸡，2/3供人食用，生产出的鸡供人食用。现调整为2/3的玉米养鸡，1/3供人食用，生产出的鸡仍供人食用。理论上，该农场供养的人数将会_(增多、不变、减少)，理由是_。,减少,玉米,太阳能,CO2,改变用途的1/3玉米被鸡食用后，在鸡这一环节散失了一部分能量，导致人获得的总能量减少,(3)流经该农场生态系统的总能量来自_,【解析】(1)据

30、题干所述，将鸡、牛、玉米和人之间的食物关系画出即可得，图解如图。(2)因为牛食玉米秸秆，鸡吃玉米子粒，所以牛与鸡之间无竞争关系；人吃鸡，为捕食关系，人与鸡又共食玉米子粒，两者之间又存在竞争关系；人吃牛，为捕食关系。(3)流经一个生态系统的总能量是该生态系统中生产者所固定的太阳能的总量，所以流经该,生态系统的总能量是玉米固定的太阳能的总量；无机环境中的碳是以二氧化碳的形式被生产者利用而进入生物群落的。(4)能量沿食物链传递的过程中是逐级递减的，所以改变用途的1/3玉米被鸡食用后，在鸡这一环节散失了一部分能量，导致人获得的总能量减少，使农场供养的人数减少。,【解析】(1)据题干所述，将鸡、牛、玉米和人之间的食物关系,Nothing is impossible for a willing heart.（心之所愿，无所不成）,Nothing is impossible,