高中生物 專題5 生態(tài)工程 階段復(fù)習(xí)課課件 新人教版選修3 (214)

1、假如你像小說(shuō)中的魯假如你像小說(shuō)中的魯濱遜那樣濱遜那樣, ,流落在一個(gè)流落在一個(gè)荒島上荒島上, ,除了飲用水之除了飲用水之外沒(méi)有任何食物。你外沒(méi)有任何食物。你隨身帶的食物只有一隨身帶的食物只有一只母雞和只母雞和15Kg15Kg玉米。玉米。A A、先吃雞再吃玉米。先吃雞再吃玉米。C C、先吃玉米同時(shí)用一先吃玉米同時(shí)用一部分玉米喂雞部分玉米喂雞, ,吃雞產(chǎn)吃雞產(chǎn)下的蛋下的蛋, ,最后吃雞。最后吃雞。B B、先吃玉米再吃雞。先吃玉米再吃雞。 一切生命活動(dòng)都伴隨著能量的變化。一切生命活動(dòng)都伴隨著能量的變化。沒(méi)有能量的輸入沒(méi)有能量的輸入, ,也就沒(méi)有生命和生態(tài)系統(tǒng)。也就沒(méi)有生命和生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)中能量的

2、輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過(guò)程失的過(guò)程, ,稱為稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)。生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)。能量輸入能量輸入能量?jī)?chǔ)存能量?jī)?chǔ)存能量散失能量散失能量必須不斷地從無(wú)機(jī)環(huán)境輸入到生物群能量必須不斷地從無(wú)機(jī)環(huán)境輸入到生物群落落, ,并沿著食物鏈（網(wǎng)）傳遞并沿著食物鏈（網(wǎng)）傳遞, ,才能維持生態(tài)才能維持生態(tài)系統(tǒng)中各種生物生命活動(dòng)的正常進(jìn)行。系統(tǒng)中各種生物生命活動(dòng)的正常進(jìn)行。種群種群種群種群1 1種群種群2 2種群種群3 3能量流動(dòng)是生態(tài)系統(tǒng)的基本效用之一。能量流動(dòng)是生態(tài)系統(tǒng)的基本效用之一。1 1、能量的輸入能量的輸入必須通過(guò)生產(chǎn)者的光合作用必須通過(guò)生產(chǎn)者的光合作用, ,把

3、把光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能, ,固定在有機(jī)物中。固定在有機(jī)物中。2 2、能量的傳遞能量的傳遞一般沿著食物鏈和食物網(wǎng)進(jìn)行。一般沿著食物鏈和食物網(wǎng)進(jìn)行。3 3、能量的轉(zhuǎn)化能量的轉(zhuǎn)化是把光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和熱能。是把光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和熱能。4 4、能量的散失能量的散失是所有能量最終以熱能的形式是所有能量最終以熱能的形式散失到外界環(huán)境中散失到外界環(huán)境中, ,不能被再度利用。不能被再度利用。3 3、小草固定的太陽(yáng)能小草固定的太陽(yáng)能, ,有哪些去向？有哪些去向？2 2、太陽(yáng)光照射在草地上都被小草吸收了嗎？太陽(yáng)光照射在草地上都被小草吸收了嗎？小草吸收了光能小草吸收了光能, ,光能發(fā)生了什么變化？光能發(fā)

4、生了什么變化？1 1、小草的能量來(lái)自哪里？小草的能量來(lái)自哪里？草草兔子兔子鷹鷹光合作用的全過(guò)程：光合作用的全過(guò)程：供氫供氫酶酶供能供能還還原原多種酶參多種酶參加催化加催化（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光反應(yīng)過(guò)程光反應(yīng)過(guò)程暗反應(yīng)過(guò)程暗反應(yīng)過(guò)程光光能能類(lèi)囊體薄膜上類(lèi)囊體薄膜上葉綠體基質(zhì)中葉綠體基質(zhì)中光能光能ATPATP中活躍的化學(xué)能中活躍的化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能同化作用同化作用異化作用異化作用新陳代謝的基本類(lèi)型：新陳代謝的基本類(lèi)型：新陳

5、代謝新陳代謝把外界環(huán)境中獲取的把外界環(huán)境中獲取的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì), ,轉(zhuǎn)變成自轉(zhuǎn)變成自身的組成物質(zhì)。身的組成物質(zhì)。分解自身的一部分組分解自身的一部分組成物質(zhì)成物質(zhì), ,把分解的最把分解的最終產(chǎn)物排出體外。終產(chǎn)物排出體外。儲(chǔ)存能量?jī)?chǔ)存能量釋放能量釋放能量物質(zhì)代謝物質(zhì)代謝能量代謝能量代謝種群種群A A（小草）（小草）種群種群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資源資源碎屑碎屑糞便糞便資源資源熱能熱能熱能熱能被被分解者分解者分解分解初級(jí)消費(fèi)者初級(jí)消費(fèi)者生產(chǎn)者生產(chǎn)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細(xì)胞呼吸細(xì)胞呼吸細(xì)胞呼吸細(xì)胞呼吸呼吸

6、作用以熱能的形式散失呼吸作用以熱能的形式散失用于生長(zhǎng)、用于生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖發(fā)育、繁殖遺體、遺體、殘枝敗葉殘枝敗葉分解者分解者初級(jí)消費(fèi)者利用初級(jí)消費(fèi)者利用能量流經(jīng)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)示意圖：能量流經(jīng)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)示意圖：生產(chǎn)者固定生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能的太陽(yáng)能能量流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)示意圖：能量流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)示意圖：初級(jí)消費(fèi)者攝入初級(jí)消費(fèi)者攝入初級(jí)消費(fèi)者同化初級(jí)消費(fèi)者同化用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖次級(jí)消費(fèi)者攝入次級(jí)消費(fèi)者攝入分解者利用分解者利用遺體遺體殘骸殘骸呼吸呼吸作用作用散失散失糞便糞便呼呼吸吸作作用用散失散失生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)圖解：生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)圖解：生產(chǎn)者生產(chǎn)者（植物）（植物）分分 解解 者者

7、呼吸作用呼吸作用三級(jí)消費(fèi)者三級(jí)消費(fèi)者（肉食動(dòng)物）（肉食動(dòng)物）次級(jí)消費(fèi)者次級(jí)消費(fèi)者（肉食動(dòng)物）（肉食動(dòng)物）初級(jí)消費(fèi)者初級(jí)消費(fèi)者（植食動(dòng)物）（植食動(dòng)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動(dòng)的過(guò)程分析：能量流動(dòng)的過(guò)程分析：1 1、起點(diǎn)：起點(diǎn)：從生產(chǎn)者固定太陽(yáng)能開(kāi)始。從生產(chǎn)者固定太陽(yáng)能開(kāi)始。2 2、總量：總量：流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量, ,是生產(chǎn)者是生產(chǎn)者所固定的全部太陽(yáng)能。所固定的全部太陽(yáng)能。3 3、渠道：渠道：沿食物鏈和食物網(wǎng)沿食物鏈和食物網(wǎng), ,逐級(jí)流動(dòng)。逐級(jí)流動(dòng)。4 4、散失：散失：一部分以熱能形式散失一部分以熱能形式散失, ,另一部分另一部

8、分用于生物體的各項(xiàng)生命活動(dòng)。用于生物體的各項(xiàng)生命活動(dòng)。能量流動(dòng)的狀況分析：能量流動(dòng)的狀況分析：（三個(gè)來(lái)源、三個(gè)去向）（三個(gè)來(lái)源、三個(gè)去向）生產(chǎn)者生產(chǎn)者的能量來(lái)自于太陽(yáng)能。的能量來(lái)自于太陽(yáng)能。 分解者分解者的能量來(lái)自于生產(chǎn)者和消費(fèi)者。的能量來(lái)自于生產(chǎn)者和消費(fèi)者。 各級(jí)各級(jí)消費(fèi)者消費(fèi)者的能量一般來(lái)自上一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。的能量一般來(lái)自上一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。（同化量（同化量 = = 攝入量攝入量 糞便中所含能量）糞便中所含能量） 流入下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)：流入下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)：被下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化被下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化（最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)除外）。（最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)除外）。 被分解者分解：被分解者分解：遺體、糞便、殘枝敗葉中的遺體、糞便、殘枝敗葉中

9、的能量。能量。 自身呼吸消耗：自身呼吸消耗：以熱能的形式散失。以熱能的形式散失。1 1、各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量來(lái)源。各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量來(lái)源。2 2、各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量去路。各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量去路。 為了研究能量流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈為了研究能量流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈時(shí)時(shí), ,每一級(jí)的能量變化和能量轉(zhuǎn)移效率每一級(jí)的能量變化和能量轉(zhuǎn)移效率, ,美美國(guó)生態(tài)學(xué)家林德曼（國(guó)生態(tài)學(xué)家林德曼（R.L.LindemanR.L.Lindeman, ,1915-1915-1942 1942 ）對(duì)一個(gè)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的天然湖泊）對(duì)一個(gè)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的天然湖泊賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)進(jìn)行了定量分析賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)進(jìn)行了定量分析, ,得出得

10、出太陽(yáng)能太陽(yáng)能未未固固定定生產(chǎn)者生產(chǎn)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肉食性動(dòng)物肉食性動(dòng)物 12.612.6微量微量7.57.55.05.0327.3327.3122.6122.614.614.6植食性動(dòng)物植食性動(dòng)物62.862.862.862.8圖中的數(shù)字為能量數(shù)值圖中的數(shù)字為能量數(shù)值, ,單位是單位是焦每平方厘米年焦每平方厘米年。“未固定未固定”是指未被固定的太陽(yáng)能。是指未被固定的太陽(yáng)能?！拔蠢梦蠢谩笔侵肝幢蛔陨砗粑饔孟氖侵肝幢蛔陨砗粑饔孟? ,也

11、未被后一也未被后一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)和分解者利用的能量。個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)和分解者利用的能量。太陽(yáng)能太陽(yáng)能未未固固定定生產(chǎn)者生產(chǎn)者464.6464.612.612.6肉食性動(dòng)物肉食性動(dòng)物 12.612.6營(yíng)養(yǎng)級(jí)營(yíng)養(yǎng)級(jí)輸入能量輸入能量 流出能量流出能量 傳遞效率傳遞效率生產(chǎn)者生產(chǎn)者植食性動(dòng)物植食性動(dòng)物肉食性動(dòng)物肉食性動(dòng)物464.6464.662.862.812.612.613.5%13.5%20.0%20.0%62.862.812.612.6植食性動(dòng)物植食性動(dòng)物62.862.862.862.8傳遞效率傳遞效率 =上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量本營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量本營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量100%100%試計(jì)算：試計(jì)算： 從

12、第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的傳遞效率？從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的傳遞效率？ 從第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的傳遞效率？從第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的傳遞效率？結(jié)論：結(jié)論：相鄰營(yíng)養(yǎng)級(jí)的傳遞相鄰營(yíng)養(yǎng)級(jí)的傳遞效率大約是效率大約是10% 20%10% 20%。 根據(jù)下圖所表示的食物網(wǎng)根據(jù)下圖所表示的食物網(wǎng), ,結(jié)合剛得出的結(jié)合剛得出的能量流動(dòng)的特點(diǎn)的結(jié)論進(jìn)行計(jì)算：能量流動(dòng)的特點(diǎn)的結(jié)論進(jìn)行計(jì)算： 這條食物鏈中這條食物鏈中, ,貓頭鷹增重貓頭鷹增重1Kg1Kg, ,至少需要消至少需要消耗綠色植物耗綠色植物_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, ,則貓頭鷹最少能獲得則貓頭鷹最少能獲得

13、_焦耳能量焦耳能量, ,最多最多能獲得能獲得_焦耳能量。焦耳能量。25251 14040食物鏈中能量傳遞的食物鏈中能量傳遞的“最大值最大值”或或“最小值最小值”的計(jì)算：的計(jì)算：低營(yíng)養(yǎng)級(jí)低營(yíng)養(yǎng)級(jí)高營(yíng)養(yǎng)級(jí)高營(yíng)養(yǎng)級(jí)求求“最多最多”則選擇最短的食物鏈則選擇最短的食物鏈, ,按按“最大最大”傳遞效率傳遞效率20%20%計(jì)算。計(jì)算。求求“最少最少”則選擇最長(zhǎng)的食物鏈則選擇最長(zhǎng)的食物鏈, ,按按“最小最小”傳遞效率傳遞效率10%10%計(jì)算。計(jì)算。 求求“最多最多”則選擇最長(zhǎng)的食物鏈則選擇最長(zhǎng)的食物鏈, ,按按“最小最小”傳遞效率傳遞效率10%10%計(jì)算。計(jì)算。 求求“最少最少”則選擇最短的食物鏈則選擇最短的

14、食物鏈, ,按按“最大最大”傳遞效率傳遞效率20%20%計(jì)算。計(jì)算。（已知）（已知）（未知）（未知）（已知）（已知）（未知）（未知）1 1、生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)是單向的。生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)是單向的。含義：含義：原因：原因：A A、食物鏈中各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的捕食關(guān)系是不食物鏈中各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的捕食關(guān)系是不可逆轉(zhuǎn)的可逆轉(zhuǎn)的, ,這是長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果。這是長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果。B B、各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量總是趨向于以呼吸作各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量總是趨向于以呼吸作用產(chǎn)生熱能而散失掉用產(chǎn)生熱能而散失掉, ,這些能量是無(wú)法再利這些能量是無(wú)法再利用的。用的。 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)只能從第一營(yíng)養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)只能從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向

15、第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)級(jí)流向第二營(yíng)養(yǎng)級(jí), ,再依次流向后面的各個(gè)再依次流向后面的各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)營(yíng)養(yǎng)級(jí), ,不可逆轉(zhuǎn)不可逆轉(zhuǎn), ,也不能循環(huán)流動(dòng)。也不能循環(huán)流動(dòng)。2 2、能量在流動(dòng)過(guò)程中逐級(jí)遞減。能量在流動(dòng)過(guò)程中逐級(jí)遞減。含義：含義：原因：原因：A A、各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物都會(huì)因呼吸作用消耗各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物都會(huì)因呼吸作用消耗相當(dāng)大的一部分能量。相當(dāng)大的一部分能量。B B、各營(yíng)養(yǎng)級(jí)總有一部分能量未被下一營(yíng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)總有一部分能量未被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物利用。養(yǎng)級(jí)的生物利用。C C、各營(yíng)養(yǎng)級(jí)都有一部分能量被分解者分各營(yíng)養(yǎng)級(jí)都有一部分能量被分解者分解利用。解利用。 輸入到一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量不可能百分輸入到一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量不可能百分之

16、百地流入下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之百地流入下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí), ,能量在沿食物能量在沿食物鏈流動(dòng)的過(guò)程中是逐級(jí)遞減的。鏈流動(dòng)的過(guò)程中是逐級(jí)遞減的。能量金字塔能量金字塔示意圖示意圖能量金字塔能量金字塔從能量流動(dòng)金字塔可以看出：從能量流動(dòng)金字塔可以看出：營(yíng)養(yǎng)級(jí)越多營(yíng)養(yǎng)級(jí)越多, ,在能量流動(dòng)中消在能量流動(dòng)中消耗的能量就耗的能量就 _。越多越多湖泊生態(tài)系統(tǒng)能量金字塔湖泊生態(tài)系統(tǒng)能量金字塔 單位時(shí)間內(nèi)各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)所得到的能量數(shù)值單位時(shí)間內(nèi)各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)所得到的能量數(shù)值, ,由低到高繪成圖由低到高繪成圖, ,可以形成一個(gè)金字塔圖形?？梢孕纬梢粋€(gè)金字塔圖形。生產(chǎn)者生產(chǎn)者（第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)）（第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)）初級(jí)消費(fèi)者初級(jí)消費(fèi)者（第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)）

17、（第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)）次級(jí)消費(fèi)者次級(jí)消費(fèi)者（第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)）（第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)）三級(jí)消費(fèi)者三級(jí)消費(fèi)者（第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)）（第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)） 如果把各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的如果把各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物數(shù)量生物數(shù)量關(guān)系關(guān)系, ,用繪制能量金字塔的方式表達(dá)出來(lái)用繪制能量金字塔的方式表達(dá)出來(lái), ,是否是否也成金字塔形？如果是也成金字塔形？如果是, ,有沒(méi)有破例？有沒(méi)有破例？思考：思考：狼狼兔子兔子小草小草樹(shù)樹(shù)小鳥(niǎo)小鳥(niǎo)昆蟲(chóng)昆蟲(chóng)狼狼兔兔草草鳥(niǎo)鳥(niǎo)蟲(chóng)蟲(chóng)樹(shù)樹(shù)1 1、研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng), ,可以幫助人們可以幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng), ,實(shí)現(xiàn)能量的實(shí)現(xiàn)能量的多級(jí)利用多級(jí)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：秸稈的多級(jí)利用、?；~(yú)塘等秸稈的多級(jí)利用、?；~(yú)塘等?；~(yú)塘桑基魚(yú)塘2 2、研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng), ,還可以幫助人還可以幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系, ,使使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟?lèi)最有益的部分。能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟?lèi)最有益的部分。例如：例如：在森林中在森林中, ,最好使能量多儲(chǔ)存在木材最好使能量多儲(chǔ)存在木材中；在草原牧場(chǎng)上中；在草原牧場(chǎng)上, ,最好使能量多流向到牛、最好使能量多流向到牛、羊等牲畜體內(nèi)羊等牲畜體內(nèi), ,獲得更多的毛、肉、皮、奶獲得更多的毛、肉、皮、奶等畜產(chǎn)品；在農(nóng)田中等畜產(chǎn)品；在農(nóng)田中, ,進(jìn)行鋤草除蟲(chóng)進(jìn)行鋤草除蟲(chóng), ,使能量使能量盡可能多地流向農(nóng)作物等等。盡可能多地流向農(nóng)作物等等。假如你像小說(shuō)中的魯假如你像小說(shuō)中的魯濱遜那樣濱遜那樣, ,流落在一個(gè)流落在