生態(tài)系統(tǒng)的能量流動ppt課件

1、溫故而知新1.1.生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括哪兩方面？生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括哪兩方面？2.2.生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)的組成成分的組成成分有哪些？有哪些？3.3.生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)是什么生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)是什么? ?4.4.生態(tài)系統(tǒng)的主要功能有哪些？生態(tài)系統(tǒng)的主要功能有哪些？生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)的的組成組成成分成分,食物鏈和食物網(wǎng)食物鏈和食物網(wǎng)生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者、非生物的物質(zhì)和能量生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者、非生物的物質(zhì)和能量食物鏈和食物網(wǎng)食物鏈和食物網(wǎng)能量流動、物質(zhì)循環(huán)、信息傳遞能量流動、物質(zhì)循環(huán)、信息傳遞1備選策略備選策略1 1：先先吃雞，再吃吃雞，再吃玉米。玉米。備選策略備選策略2 2：先先吃玉米，同時用吃玉米

2、，同時用一部分玉米喂雞一部分玉米喂雞，吃吃雞產(chǎn)下的蛋，雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞最后吃雞。問題探討問題探討2不管你作出了何種選擇，我們暫且不不管你作出了何種選擇，我們暫且不做評價，在我們學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的能量做評價，在我們學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動后，你就會評判自己是否作了最流動后，你就會評判自己是否作了最聰明的選擇，如果你沒有，而這又是聰明的選擇，如果你沒有，而這又是真實且殘酷的現(xiàn)實，也許你就真實且殘酷的現(xiàn)實，也許你就掛了！掛了！34生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)中能量中能量的的輸入輸入、傳遞、轉(zhuǎn)、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失化和散失過程。過程。能量是如何輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的呢？能量是如何輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的呢？一、能量流

3、動的概念一、能量流動的概念5草草兔兔鷹鷹能量流動的渠道是什么？能量流動的渠道是什么？食物鏈和食物網(wǎng)61 1、小草的能量來自哪里、小草的能量來自哪里? ?2 2、照射在草地上的太陽能如何被小草吸收、照射在草地上的太陽能如何被小草吸收? ?這這些能量都被小草吸收了嗎些能量都被小草吸收了嗎? ?3 3、小草吸收了太陽能后、小草吸收了太陽能后, ,這些能量有哪些去向這些能量有哪些去向? ?7輸入輸入光合光合作用作用生產(chǎn)者所固定生產(chǎn)者所固定的太陽能的太陽能（植物）（植物）二、能量流動的過程二、能量流動的過程呼吸作用呼吸作用（以熱能的形式散失）（以熱能的形式散失）第一營養(yǎng)級：第一營養(yǎng)級：用于生長、用于生長

4、、發(fā)育、繁殖發(fā)育、繁殖初級消費(fèi)者初級消費(fèi)者（兔）（兔）遺體殘骸遺體殘骸分分 解解 者者同化量同化量呼吸量呼吸量儲存量儲存量81. .能量的來源是什么能量的來源是什么？2. .非生物的能量是如何輸入生物群落的？非生物的能量是如何輸入生物群落的？3. .生產(chǎn)者生產(chǎn)者的的 能量的去路有哪些？能量的去路有哪些？3. . 能量流動的渠道是能量流動的渠道是什么？什么？4. .能量流動能量流動的起點(diǎn)是什么？的起點(diǎn)是什么？5. .流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是什么流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是什么？太陽能光合作用從生產(chǎn)者固定的太陽能開始生產(chǎn)者固定的太陽能總量二、能量流動的過程二、能量流動的過程食物鏈和食物網(wǎng)呼吸作用消耗生長發(fā)

5、育繁殖下一營養(yǎng)級攝入分解者分解9兔子兔子把草吃進(jìn)肚子里把草吃進(jìn)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嗎吸收嗎? ?10初級初級消費(fèi)者消費(fèi)者攝入攝入初級初級消費(fèi)者消費(fèi)者同化同化用于用于生長發(fā)育生長發(fā)育和繁殖和繁殖次級次級消費(fèi)者消費(fèi)者攝入攝入分分解解者者利利用用遺體遺體殘骸殘骸糞便糞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營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級二、能量流動的過程二、能量流動的過程攝入量攝入量同化量同化量儲存量儲存量攝入量攝入量同化量同化量呼呼吸吸量量儲存量儲存量攝入量攝入量= =同化量同化量+ +糞便量糞便量同化量同化量=呼吸量呼吸量+儲存量儲存量11在在草原上，牛以草為

6、食，草原上，牛以草為食，屎殼郎屎殼郎以牛糞為食。以牛糞為食。思考：思考：a a、在能量流動的分析中牛糞中所含、在能量流動的分析中牛糞中所含的能量的能量屬于屬于哪一部分？哪一部分？b b、被牛同化的能量中約有多少流入、被牛同化的能量中約有多少流入屎殼郎屎殼郎？ 草固定草固定的太陽能的太陽能0思維訓(xùn)練思維訓(xùn)練某營養(yǎng)級中糞便的能量不屬于該營養(yǎng)級的同化量，某營養(yǎng)級中糞便的能量不屬于該營養(yǎng)級的同化量，而是屬于上一營養(yǎng)級的能量而是屬于上一營養(yǎng)級的能量12. . 能量的轉(zhuǎn)化？能量的轉(zhuǎn)化？總結(jié)總結(jié)1. 1.各個環(huán)節(jié)的各個環(huán)節(jié)的 能量的來源和去路如何？能量的來源和去路如何？2. 2.能量傳遞的形式是什么能量傳遞

7、的形式是什么？3.3. 能量的轉(zhuǎn)化？能量的轉(zhuǎn)化？4. 4. 能量散失的形式和途徑是什么？能量散失的形式和途徑是什么？第一營養(yǎng)級：太陽能后面各個營養(yǎng)級：上一營養(yǎng)級所同化的能量來源去路呼吸作用消耗下一營養(yǎng)級同化分解者釋放有機(jī)物中的化學(xué)能太陽能化學(xué)能熱能 形式： 熱能 途徑： 呼吸作用（各個營養(yǎng)級自身和分解者）( (最高營養(yǎng)級生物除外最高營養(yǎng)級生物除外) ) 13初級消費(fèi)者初級消費(fèi)者（植食性動物）（植食性動物）生產(chǎn)者生產(chǎn)者（植物）（植物）次級消費(fèi)者次級消費(fèi)者（肉食性動物）（肉食性動物）三級消費(fèi)者三級消費(fèi)者（肉食性動物）（肉食性動物）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

8、呼吸作用呼吸作用呼吸作用生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖解生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖解注意：方框從大到小：隨營養(yǎng)級的升高，儲存在生物體內(nèi)的能量越來越少。箭頭由粗到細(xì)：表示流入下一營養(yǎng)級的能量逐級遞減。14. 流經(jīng)流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到這個生態(tài)系統(tǒng)？某生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到這個生態(tài)系統(tǒng)？不能不能思考與討論思考與討論. 生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒定生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒定律？律？遵循遵循15根據(jù)上圖所提供數(shù)據(jù)，完成根據(jù)上圖所提供數(shù)據(jù)，完成9595頁資料分析的問題頁資料分析的問題三、能量流動的特點(diǎn)三、能量流動的特點(diǎn)“未利用未利用”是指未被自身呼吸作用消耗和未被后一下營養(yǎng)是

9、指未被自身呼吸作用消耗和未被后一下營養(yǎng)級和分解者利用的能量（現(xiàn)存的）級和分解者利用的能量（現(xiàn)存的）16營養(yǎng)級營養(yǎng)級流入能流入能量量流出能量流出能量（輸入后一（輸入后一個營養(yǎng)級）個營養(yǎng)級）出入比出入比生產(chǎn)者生產(chǎn)者植食性動物植食性動物肉食性動物肉食性動物 分解者分解者 資料分析464.662.812.614.662.812.613.52%20.06%1、2：各營養(yǎng)級之間的傳遞效率在多大范圍內(nèi)?(1020)能量傳遞效率=下一營養(yǎng)級的同化能量上一營養(yǎng)級的同化能量17.流入流入某個營養(yǎng)級的能量，為什么某個營養(yǎng)級的能量，為什么不能不能百分之百分之百百地流向后一個營養(yǎng)級地流向后一個營養(yǎng)級?流入某一營養(yǎng)級的能

10、量主要有以下去向流入某一營養(yǎng)級的能量主要有以下去向：呼吸作用呼吸作用散失了散失了；排出排出物、物、遺體為遺體為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（未能進(jìn)入（未被捕食）下一進(jìn)入（未被捕食）下一個個營養(yǎng)級）。營養(yǎng)級）。流入下一個營養(yǎng)級。流入下一個營養(yǎng)級。所以所以，流入某一營養(yǎng)級的能量不可能百分之百地流到，流入某一營養(yǎng)級的能量不可能百分之百地流到下一個營養(yǎng)級。下一個營養(yǎng)級。18. .單向流動：單向流動：原因：原因：能量流動是沿食物鏈進(jìn)行的，食物鏈中各營養(yǎng)能量流動是沿食物鏈進(jìn)行的，食物鏈中各營養(yǎng)級之間的捕食關(guān)系是長期自然選擇的結(jié)果，是不可級之間的捕食關(guān)系是長期自然選擇的結(jié)果，

11、是不可逆轉(zhuǎn)的逆轉(zhuǎn)的。 各營養(yǎng)級通過呼吸作用所產(chǎn)生的熱能不能被各營養(yǎng)級通過呼吸作用所產(chǎn)生的熱能不能被生物群落重復(fù)利用，因此能量流動無法循環(huán)生物群落重復(fù)利用，因此能量流動無法循環(huán)。. .逐級逐級遞減：遞減：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。傳遞效率為傳遞效率為10102020. .三、能量流動的特點(diǎn)三、能量流動的特點(diǎn)不可逆轉(zhuǎn)，不能循環(huán)不可逆轉(zhuǎn)，不能循環(huán)19例例1.若某生態(tài)系統(tǒng)固定的總能量為若某生態(tài)系統(tǒng)固定的總能量為24000kJ，則該生態(tài)，則該生態(tài)系統(tǒng)的第四營養(yǎng)級生物最多能獲得的能量是（系統(tǒng)的第四營養(yǎng)級生物最多能獲得的能量是（）A.24kJB.1

12、92kJC.96kJD.960kJ【解析解析】應(yīng)按照能量傳遞的最大效率應(yīng)按照能量傳遞的最大效率20%計算計算。最大值：最大值：2400020%20%20%=192kJ例例2.在一條有在一條有5個營養(yǎng)級的食物鏈中，若第五營養(yǎng)級的個營養(yǎng)級的食物鏈中，若第五營養(yǎng)級的生物生物體重增加體重增加1kg，理論上至少要消耗第一營養(yǎng)級的生，理論上至少要消耗第一營養(yǎng)級的生物量為（物量為（）A.25kgB.125kgC.625kgD.3125kg【解析解析】應(yīng)按照能量傳遞的最大效率應(yīng)按照能量傳遞的最大效率20%計算。設(shè)需消耗第一營養(yǎng)計算。設(shè)需消耗第一營養(yǎng)級的生物量為級的生物量為Xkg，則，則X=1(20%)4=62

13、5kg。20求求“最多最多”則按則按“最高最高”值值2020流動流動求求“最少最少”則按則按“最低最低”值值1010流動流動求求“最多最多”則按則按“最高最高”值值1010流動流動求求“最少最少”則按則按“最低最低”值值2020流動流動（未知）（未知）較高營養(yǎng)級較高營養(yǎng)級（已知）（已知）（已知）（已知）較低營養(yǎng)級較低營養(yǎng)級（未知）（未知）【規(guī)律規(guī)律】21例例3.由于由于“赤潮赤潮”的影響，一條的影響，一條4kg重的雜食性海洋魚死重的雜食性海洋魚死亡，假如該雜食性的食物有亡，假如該雜食性的食物有1/2來自植物，來自植物，1/4來自草食來自草食魚類，魚類，1/4來自以草食魚類為食的小型肉食魚類，按

14、能量來自以草食魚類為食的小型肉食魚類，按能量流動效率流動效率20%計算，該雜食性魚從出生到死亡，共需海計算，該雜食性魚從出生到死亡，共需海洋植物洋植物()A.120kgB.160kgC.60kgD.100kg【解析解析】根據(jù)題干，可繪出食物網(wǎng)如下：根據(jù)題干，可繪出食物網(wǎng)如下：植物植物草食魚類草食魚類雜食性海洋魚雜食性海洋魚小型肉食魚類小型肉食魚類共需海洋植物：共需海洋植物：4 41/21/25 54 41/41/45 55 54 41/41/45 55 55=160kg 5=160kg 22例例4. 下圖食物網(wǎng)中，在能量傳遞效率為下圖食物網(wǎng)中，在能量傳遞效率為10%20%時，假時，假設(shè)每個營養(yǎng)

15、級的生物從前一營養(yǎng)級的不同生物處獲得的能設(shè)每個營養(yǎng)級的生物從前一營養(yǎng)級的不同生物處獲得的能量相等。則人的體重每增加量相等。則人的體重每增加1 kg，至少需要消耗水藻，至少需要消耗水藻 kg?！窘馕鼋馕觥吭谠凇靶◆~小魚大魚大魚人人”的傳遞途徑中，大魚的生物量至的傳遞途徑中，大魚的生物量至少為少為0.520%2.5kg，小魚的生物量至少為，小魚的生物量至少為2.520%12.5kg；在；在“小魚小魚人人”的傳遞途徑中，小魚的生物量至少是的傳遞途徑中，小魚的生物量至少是0.520%2.5kg。因此，小魚的生物量總量至少為。因此，小魚的生物量總量至少為12.5+2.5=15kg。同理：在同理：在“水藻

16、水藻水蚤水蚤蝦蝦小魚小魚”的傳遞過程中，水藻的生的傳遞過程中，水藻的生物量至少是物量至少是15220%20%20%937.5kg；在；在“水藻水藻小魚小魚”的傳遞過程中，水藻的生物量至少是的傳遞過程中，水藻的生物量至少是15220%37.5kg。因此，水藻的生物量總量至少為。因此，水藻的生物量總量至少為937.5+37.5=975kg。答案：答案：975。23例例5.下圖食物網(wǎng)中，若人的體重增加下圖食物網(wǎng)中，若人的體重增加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?！窘馕鼋馕觥勘绢}中，最短食物鏈為水蚤本題中，最短食物鏈為水蚤小魚小魚人，傳遞效率按人，傳遞效率按2

17、0計算。設(shè)最少消耗水藻為計算。設(shè)最少消耗水藻為x，則，則x20201，所以，所以x=25.要求最多消耗就要選擇水藻要求最多消耗就要選擇水藻水蚤水蚤蝦蝦小魚小魚大魚大魚人，人，傳遞率按傳遞率按10計算。設(shè)最多消耗為計算。設(shè)最多消耗為y，則，則y(10%)5=1，y=105kg。24生產(chǎn)者生產(chǎn)者最少消耗最少消耗最多消耗最多消耗選最短食物鏈選最短食物鏈選最大傳遞效率選最大傳遞效率20%選最長食物鏈選最長食物鏈選最小傳遞效率選最小傳遞效率10%消費(fèi)者獲得最多消費(fèi)者獲得最多消費(fèi)者獲得最少消費(fèi)者獲得最少【規(guī)律規(guī)律】25根據(jù)根據(jù)下圖所表示的食物網(wǎng)下圖所表示的食物網(wǎng), , 結(jié)合能量流動的特點(diǎn)結(jié)合能量流動的特點(diǎn)

18、進(jìn)行計算進(jìn)行計算: :牧草牧草鼠鼠蛇蛇貓頭鷹貓頭鷹(1)(1) 如果牧草固定了如果牧草固定了10001000焦耳的能量焦耳的能量, , 則貓頭鷹最少能則貓頭鷹最少能獲得獲得_焦耳能量焦耳能量, , 最多能獲得最多能獲得_焦耳能量焦耳能量. .(2)(2)若貓頭鷹要獲得若貓頭鷹要獲得1 1千焦能量千焦能量, , 則至少消耗掉牧草所固則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思維訓(xùn)練思維訓(xùn)練26將單位將單位時間內(nèi)各個營養(yǎng)級所得到時間內(nèi)各個營養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值由低到高的能量數(shù)值由低到高繪制繪制成圖成圖，可，可

19、形成一個形成一個金字塔金字塔圖形圖形，叫做，叫做能量金字塔能量金字塔。能量金字塔能量金字塔營養(yǎng)級能量低高低高27從能量傳遞的數(shù)量和效率看，能量流經(jīng)各營養(yǎng)級是逐從能量傳遞的數(shù)量和效率看，能量流經(jīng)各營養(yǎng)級是逐級遞減的，單向不循環(huán)的，傳遞效率為級遞減的，單向不循環(huán)的，傳遞效率為10102020。所以所以, ,食物鏈一般不超過五個營養(yǎng)級，到第五營養(yǎng)級食物鏈一般不超過五個營養(yǎng)級，到第五營養(yǎng)級以后，可利用的能量已減少到不能維持其生存的程以后，可利用的能量已減少到不能維持其生存的程度了度了。為什么食物鏈為什么食物鏈一般不超過一般不超過5 5個營養(yǎng)級個營養(yǎng)級? ?舉一反三舉一反三28 根據(jù)根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中能量流

20、動逐級遞減的特點(diǎn)和規(guī)律，生態(tài)系統(tǒng)中能量流動逐級遞減的特點(diǎn)和規(guī)律，營養(yǎng)級越高，可利用的能量就越少，老虎在生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)級越高，可利用的能量就越少，老虎在生態(tài)系統(tǒng)中幾乎是最高營養(yǎng)級，通過食物鏈（網(wǎng)）流經(jīng)老虎的中幾乎是最高營養(yǎng)級，通過食物鏈（網(wǎng)）流經(jīng)老虎的能量已減到很少的程度。因此，老虎的數(shù)量將是很少能量已減到很少的程度。因此，老虎的數(shù)量將是很少的。故的。故“一山不容二虎一山不容二虎”有一定的生態(tài)學(xué)道理。有一定的生態(tài)學(xué)道理。為什么為什么說說“一山不容二虎一山不容二虎”? ?學(xué)以致用學(xué)以致用29備選策略備選策略1 1：先先吃雞，再吃吃雞，再吃玉米。玉米。備選策略備選策略2 2：先先吃玉米，同時用吃玉米，

21、同時用一部分玉米喂雞一部分玉米喂雞，吃吃雞產(chǎn)下的蛋，雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞最后吃雞。融會貫通融會貫通問題探討問題探討30植物植物 - - 牛牛 - - 人人植物植物 - - 人人人們應(yīng)采用以人們應(yīng)采用以谷物和植物蛋白谷物和植物蛋白為主的食物結(jié)構(gòu)為主的食物結(jié)構(gòu)如何調(diào)整飲食結(jié)構(gòu)？如何調(diào)整飲食結(jié)構(gòu)？31能量金字塔能量金字塔數(shù)量金字塔數(shù)量金字塔生物量金字塔生物量金字塔形形狀狀特特點(diǎn)點(diǎn)呈正金字塔形呈正金字塔形一般為正金字塔形，有一般為正金字塔形，有時會出現(xiàn)倒金字塔形時會出現(xiàn)倒金字塔形一般為一般為正金字塔形正金字塔形生態(tài)金字塔生態(tài)金字塔含含義義每一營養(yǎng)級生每一營養(yǎng)級生物所含能量的物所含能量的多少多少每一營養(yǎng)級生物每一營養(yǎng)級生物個體的個體的數(shù)目數(shù)目每一營養(yǎng)級生物每一營養(yǎng)級生物現(xiàn)存生物的總質(zhì)現(xiàn)存生物的總質(zhì)量量32(1)數(shù)量數(shù)量金字塔特殊實例金字塔特殊實例:鳥樹昆蟲數(shù)量比例圖鳥樹昆蟲能量金字塔(2)生物量金字塔生物量金字塔特殊特殊實例及實例及分析分析如如海洋生態(tài)系統(tǒng)中，生產(chǎn)者浮游植物個體小，壽海洋生態(tài)系統(tǒng)中，生產(chǎn)者浮游植物個體小，壽命短，又會不斷被浮游動物吃掉，因而某一時間調(diào)查命短，又會不斷被浮游動物吃掉，因而某一時間調(diào)查到的浮游植物生物量可能要低于其捕食者浮游動物的到的浮游植物生物量可能要低于其捕食者浮游動物的生物量生物量。如成千上萬只昆蟲生活在一顆大樹上時。如成千上萬只昆蟲生活在一