2016生态系统的能量流动.ppt

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1、必修三 第五章 生态系统及其稳定性生态系统的能量流动,第二节 生态系统的能量流动,回顾：生态系统组成,生态系统功能：能量流动 物质循环 信息传递 稳定性,考试大纲要求:生态系统中能量流动和物质循环的规律及应用II教学目标1分析生态系统能量流动的过程2分析生态系统能量流动的特点3.概述研究生态系统能量流动的实践意义,生态系统的能量流动,一、能量流动的过程,概念：包括能量的、和的过程。,输入传递转化散失,生态系统,呼吸散失,用于生长、发育、繁殖,遗体、残枝败叶,分解者,初级消费者摄食,能量流经第一营养级示意图,生产者固定的太阳能,生产者第一营养级,固定的太阳能,呼吸作用热能散失,流向初级消费者,分

2、解者分解作用释放热能,能量的输入,能量的传递,能量的散失,能量的散失,生态系统的总能量:,生产者所固定的全部太阳能，就是流经生态系统的总能量。,第一营养级能量的去路是什么？,初级消费者摄入,初级消费者同化,用于生长发育和繁殖,次级消费者摄入,分解者利用,散失,呼吸作用,粪便,遗体,残骸,散失,呼吸作用,2.能量流经第二营养级的情况,思考：摄入量等于同化量吗？,同化量=摄入量-粪便 中的能量,思考：兔子吃草是否获得了草的全部能量？,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,同化量=摄入量-

3、粪便量,能量来自上一营养级,在草原上，牛以草为食，屎壳郎（蜣螂）以牛粪为食1、在能量流动的分析中牛粪中所含的能量属于哪一部分？,生产者固定的太阳能,0,2、被牛同化的能量中约有多少流入屎壳郎？,初级消费者摄入,初级消费者同化,用于生长发育和繁殖,次级消费者摄入,分解者利用,散失,呼吸作用,呼吸作用,能量在第二营养级中的变化,粪便,残骸,散失,初级消费者第二营养级同化作用固定的能量,流向初级消费者,呼吸作用热能散失,流向次级消费者,分解者分解作用释放热能,生产者植物,呼吸作用,呼吸作用,呼吸作用,呼吸作用,初级消费者草食动物,分解者 呼吸作用,次级消费者肉食动物,三级消费者肉食动物,1、能量流动

4、的过程：,1.生态系统的能量源头：,太阳能,3.能量流动的起点：,2.流经生态系统的总能量：,生产者所固定的太阳能的总量,能量流动的过程总结,6.来源：,生产者,消费者,太阳光能,前一营养级,4.流动的渠道:,生产者固定的太阳能开始,食物链和食物网,5.能量在食物链中的流动形式：有机物中的化学能,分解者,生产者、消费者的遗体和 排遗物,7.去路：,呼吸作用消耗,被下一营养级的生物所利用,被分解者所利用,8、能量的转化：太阳能,生物体内有机物中的化学能,热能,9、能量散失的主要途径：,细胞呼吸，主要形式是热能,1、生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？2、流经某个生态系统的能量能否再回

5、到这个生态系统当中来？为什么？,思考与讨论：,不能，因为能量最终以热能的形式散失，无法重新利用,赛达伯格湖的能量流动图解,二能量流动的特点,思考讨论,12.6,62.8,13.52%,20.06%,1、完成上图的数据？2、为什么出入比会这么小？3、总结能量流动的规律？,464.6,62.8,12.6,14.6,请计算能量传递效率（输入后一营养级的能量与输入前一营养级的能量的比）,13.5%,20%,单位（焦/厘米2 年）,96.3,18.8,7.5,分解者 14.6,12.5,2.1,微量,未利用 327.3,293,29.3,5.0,赛达伯格湖的能量流动图解,呼吸 122.6,单向流动:,自

6、身呼吸作用消耗,分解者利用,未利用,13.5%,20%,96.3,18.8,7.5,分解者 14.6,12.5,2.1,微量,未利用 327.3,293,29.3,5.0,呼吸 122.6,逐级递减:,能量流动的特点:,能量传递效率10%20%,不可逆向，不可循环,1、能量流动是单向的,能量流动的特点,从生产者初级消费者次级消费者三级消费者不可逆转，不能循环。,2、能量流动是逐级递减的：传递效率为 1020。,自身呼吸消耗、未被下一个营养级利用、被分解者分解。,二、能量流动的特点,第一、单向流动：第二、逐级递减,传递效率为1020.,原因：1.食物链中的捕食关系不能逆转；2.散失的热能不能再次

7、被生产者固定。,原因：1.自身呼吸消耗 2.被分解者分解 3.未被下一个营养级利用。,流入某个营养级的能量，为什么不能百分之 百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：一部分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个营养级，而为分解者利用；还有一部分未能进入（未被捕食）下一个营养级。所以，流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一个营养级。,通过以上分析，你能得出什么规律？,肉食性动物 12.6,植食性动物 62.8,生产者 464.6,能量金字塔,根据单位时间内各个营养级所得到的能量数值绘制成图，可形成一个金字塔图形,说一说能量金字塔可以

8、说明什么问题？,在一个生态系统中，营养级越高，在能量流动的过程中消耗的能量就越多，能量流动是单向、逐级递减的。,人们对一片草地上的所有生物成员作了统计：生产者（野草）5 842 424株初级消费者（草原动物、昆虫）708 624只次级消费者（肉食动物、吃昆虫的小鸟）354 904只三级消费者（肉食动物、吃小鸟的鹰）36 821只,数量金字塔,人们对一片海域中生态系统作了统计：生产者（大叶藻）4 800万吨；初级消费者（吃大叶藻的小鱼虾）1200万吨；次级消费者（吃小鱼虾的大鱼)17万吨；三级消费者（吃大鱼的鱼）3万吨。,例外,特殊情况：,对一片海域中生态系统作了统计：,生产者（大叶藻）4 80

9、0万吨,次级消费者（吃小鱼虾的大鱼）17万吨,三级消费者（吃大鱼的鱼）3万吨。,初级消费者（吃大叶藻的小鱼虾）1200万吨,生物量金字塔,迁移创新,1、如D鱼体重增加1kg，至少需要浮游植物约,125kg,能量传递效率的含义与计算：在一食物链中，若求某营养级获得最多能量，一般取20作为传递效率；反之，取10作为传递效率。,俗话说：“一山不能容二虎”，有无道理？,根据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的。故“一山不容二虎”有一定的生态学道理。,2.为什么

10、说“一山不容二虎”?,迁移创新：,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1020。,所以,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度了。因为能量每流经一级都要丢失一大部分，所以食物链越长，流量流失就越多。,3.食物链为什么一般不超过5个营养级?,迁移创新：,研究意义,问题探讨,备选策略1：先吃鸡，再吃玉米；备选策略2：先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。,A、先吃鸡，再吃玉米,B、先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。,研究生态系统能量流动的意义,1、对能量进行多级利用，

11、提高能量的利用率。例如：秸秆的多级利用、桑基鱼塘,小试身手：,设计农业生态系统,研究能量流动的意义-生态农业,佛山地区的桑基鱼塘,牧民草原如何放牧，才能达到产畜量高又不会导致草场退化？,合理确定载畜量，灭鼠、灭虫,2、合理调整能量流动方向，使能量流向对人类最有益的部分。例如，在森林中，最好使能量多储存在木材中；在草原牧场上，则最好使能量多流向到牛、羊等牲畜体内，获得更多的毛、肉、皮、奶等畜产品。,研究生态系统能量流动的意义,富集现象,本节知识体系,能量流动,概念：,生态系统中能量的输入、传递和散失的过程,过程,能量的源头：,流经生态系统的总能量：,生产者固定的太阳能的总量,途径：食物链或食物网

12、,特点,单向流动：,逐级递减：,沿食物链方向由低营养级流向下一营养级,能量金字塔,能量沿食物链流动过程中逐级递减；传递效率10%20%。,研究意义,调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类最有益的部分,太阳能,构建知识网络,小结,小结,1020,a.下一个营养级不能利用的能量。如：草根b.调查时间有限，下一个营养级能利用而未利用的能量。如：羊不能吃完所有的草,(2)第二营养级获得第一营养级(生产者)所同化 能量的百分比是多少?第三营养级获得第二 营养级百分比呢?(3)能量在相邻的营养级之间的传递效率在多大 范围内?(4)上图中“未利用的能量”是指哪些能量呢？,生态系统中的能量流

13、动是单向的,能量在流动过程中逐级递减。,不循环，不可逆,传递效率大约为10%20%,通过以上分析,你能总结出什么规律?,三、能量流动的特点,第一、单向流动：食物链各个营养级的顺序是不可逆的，而各个营养级的能量总是以呼吸散失热能。即必须源源不断地输入，又不断地散失。第二、逐级递减,传递效率为1020.逐级递减的原因：自身呼吸消耗、被分解者分解、未被下一个营养级利用。,什么是能量金字塔?,能量金字塔 由单位时间内各营养级所得到的能量数值由低到高绘制的图形叫做能量金字塔.,说一说能量金字塔可以说明什么问题？,在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动的过程中消耗的能量就越多，能量流动是单向、逐级递减的

14、。,注：在一个生态系统中，各营养级的数量不一定呈金字塔,5-9,学以致用：假设你像鲁滨逊那样流落在不毛的荒岛上，只有15Kg玉米和一只母鸡可以食用，那么使自己活的最长的办法是:1.先吃鸡，然后吃玉米？2.先吃玉米，同时用部分玉米喂鸡，吃 鸡生产的蛋，最后再吃鸡？,请分析讨论:,用能量流动的原理,解释谚语“一山不容二虎”隐含的道理。,参考要点:根据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小的程度。因此，老虎的数量将是很少的。故“一山不能容二虎”有一定的生态学道理。,四、研究能量流动的实践意义,

15、1、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。如:生态农业,研究能量流动有什么实践意义?,2、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。如:草场放牧,在市场上，肉一般比蔬菜贵，试从生态系统能量流动的角度分析原因？,蔬菜一般属于生产者范畴，而肉属于消费者范畴，由于能量传递的效率只有10%20%，也就是说要得到1千克的肉至少要消耗5千克的植物；所以相同重量的肉比蔬菜贵。,课后思考：,关于能量流动计算规律总结,1.正推类型：A B C D,解题思路：至少按最小效率（10%）计算 最多按最大效率（20%）计算,若A总重1000KG体重，至

16、少（或最多）能使D增重多少千克？,2.逆推类型：A B C D,解题思路：至少按最大效率（20%）计算 最多按最小效率（10%）计算,若D增重10KG，至少（或最多）消耗A多少千克？,5、流经生态系统的总能量是指()A.照射到该生态系统内所有植物体叶面上的全 部太阳能B.射进该系统的全部太阳能C.该系统全部生产者所固定的太阳能的总量D.生产者传递给消费者的全部能量,c,6、假设初级消费者从生产者那里获得的能量数值相等，则猫头鹰获得能量最多的食物链（）A、绿色植物蝗虫蜘蛛蜥蜴蛇猫头鹰B、绿色植物鼠猫头鹰C、绿色植物蝗虫青蛙蛇猫头鹰D、绿色植物鼠蛇猫头鹰,B,二、能量流动的特点,(4)通过以上分析

17、,你能总结出什么规律?,1020,a.下一个营养级不能利用的能量。如：草根b.下一个营养级能利用而未利用的能量。如：羊不能吃完所有的草,(1)第二营养级获得第一营养级(生产者)所同化 能量的百分比是多少?第三营养级获得第二 营养级百分比呢?(2)能量在相邻的营养级之间的传递效率在多大 范围内?(3)上图中“未利用的能量”是指哪些能量呢？,（2010山东高考理综）6以下表示动物利用食物的过程。正确的分析是 A恒温动物的/值一般高于变温动物 B哺乳动物的/值一般为10%-20%C提高圈养动物生长量一般需提高/值 D食肉哺乳动物的/值一般低于食草哺乳动物,C,跟踪反馈:,3、下图为生态系统中能量流动

18、图解部分示意图，各代表一定的能量值，下列各项中，不正确的是（）A生物与生物之间吃与被吃的关系不可逆转，所以能量流动具单向性B表示流经生态系统内部的总能量C一般情况下，为的1020D从能量关系看：,B,跟踪反馈:,三、研究能量流动的实践意义,2、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。如:草场放牧,1、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。如:生态农业思考：1、生态农业的原理？2、生态农业的原理？,研究能量流动有什么实践意义?,本节知识体系,能量流动,概念：,生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程,过程,能量的源头：,流

19、经生态系统的总能量：,生产者固定的太阳能的总量,途径：食物链或食物网,特点,单向流动：,逐级递减：,沿食物链方向由低营养级流向下一营养级,能量金字塔：,能量沿食物链流动过程中逐级递减；传递效率为10%20%。,研究意义,调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类最有益的部分,太阳能,二、能量流动的特点,(4)通过以上分析,你能总结出什么规律?,1020,a.下一个营养级不能利用的能量。如：草根b.下一个营养级能利用而未利用的能量。如：羊不能吃完所有的草,(1)第二营养级获得第一营养级(生产者)所同化 能量的百分比是多少?第三营养级获得第二 营养级百分比呢?(2)能量在相邻的营养级之间的传递效率在多大 范围内?(3)上图中“未利用的能量”是指哪些能量呢？,研究生态系统能量流动的意义,1、对能量进行多级利用，提高能量的利用率。例如：秸秆的多级利用、桑基鱼塘,2、合理调整能量流动方向，使能量流向对人类最有益的部分。例如，在森林中，最好使能量多储存在木材中；在草原牧场上，则最好使能量多流向到牛、羊等牲畜体内，获得更多的毛、肉、皮、奶等畜产品。,研究生态系统能量流动的意义,富集现象,