能量流動與物質(zhì)循環(huán)(文科)

1、第六章生態(tài)系統(tǒng)第六章生態(tài)系統(tǒng) 小紅為了減肥，今天的早小紅為了減肥，今天的早餐只吃了一些青菜，請寫出餐只吃了一些青菜，請寫出一條以小紅為終點的食物鏈一條以小紅為終點的食物鏈。青菜青菜 小紅小紅問題問題1. 什么是能量流動？什么是能量流動？問題問題2.能量流動的渠道是什么？能量流動的渠道是什么？問題問題3. 討論青菜所含能量來自何處？總量討論青菜所含能量來自何處？總量有多少？最后去向又是哪里？有多少？最后去向又是哪里？來自太陽?？偭渴枪夂献饔霉潭ǖ奶柲艿目偭?。生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞和散失的過程稱生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。食物鏈和食物網(wǎng)。去向：去向：1 1、自身呼吸消耗；、自身呼吸消耗；2 2、流入

2、分解者；、流入分解者；3 3、被小紅攝入、被小紅攝入歸納青菜中能量的來源和去向歸納青菜中能量的來源和去向青菜青菜熱能熱能呼吸作用呼吸作用自身生長自身生長發(fā)育繁殖發(fā)育繁殖遺體遺體殘枝落葉殘枝落葉光合作用光合作用分解者分解者小紅攝入小紅攝入小紅攝入小紅攝入體內(nèi)的體內(nèi)的流入小紅流入小紅體內(nèi)的體內(nèi)的用于小紅用于小紅自身生長自身生長發(fā)育發(fā)育 假設(shè)不是小紅吃蔬假設(shè)不是小紅吃蔬菜，而是兔子吃蔬菜，菜，而是兔子吃蔬菜，那又有什么異同點呢？那又有什么異同點呢？問題4、小紅的能量來源和去路分別是什么？來源：青菜去路：自身細胞呼吸，部分能量以熱能散失；流向分解者。 兔子攝兔子攝入體內(nèi)入體內(nèi)流入兔流入兔子體內(nèi)子體內(nèi)用

3、于生長用于生長 發(fā)育繁殖發(fā)育繁殖被下一級下被下一級下一級攝入一級攝入 我們能不能從我們能不能從這個特例推廣到這個特例推廣到一般，自己畫出一般，自己畫出生態(tài)系統(tǒng)能量流生態(tài)系統(tǒng)能量流動全過程圖？動全過程圖？兔子的能量去路：自身細胞呼吸，部分能量以熱能散失； 流向分解者。 流向下一營養(yǎng)級；生產(chǎn)者(植物)呼吸呼吸呼吸初級消費者(植食動物)次級消費者(肉食動物)分解者呼吸生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動圖解生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動圖解固定同化同化問題5、能量流動的特點是什么？傳遞效率？太陽能 生產(chǎn)者（植物）呼吸 初級消費者（植食動物）呼吸 次級消費者（肉食動物）呼吸分 解 者呼吸能量流動特點：單向流動，逐級遞減。傳遞效

4、率：一般大約10%。太陽能 生產(chǎn)者（植物）呼吸 初級消費者（植食動物）呼吸 次級消費者（肉食動物）呼吸分 解 者呼吸問題6、能量流動為什么是單向流動？食物鏈中各營養(yǎng)級的順序是不可逆轉(zhuǎn)的，這是長期自然選擇的結(jié)果；各營養(yǎng)級的能量總有一部分以細胞呼吸產(chǎn)生的熱能的形式而散失，這些熱能是生物無法再利用的。圖6-9 賽達伯格湖能量沿營養(yǎng)級流動的定量分析輻射能118872植物固定111.0植食動物 15.0肉食動物 3.0取食捕食同化同化23.070.0單位：cal/(cm2.a)。1cal4.18J3.04.57.01.81.20.5微量分解分解分解呼吸呼吸呼吸未利用未利用未利用問題8、第一營養(yǎng)級到第二營

5、養(yǎng)級的傳遞效率是多少？15111=13.5%問題7、如何計算能量傳遞效率？下一營養(yǎng)級同化量上一營養(yǎng)級同化量能量傳遞效率 100% 分 解 者圖6-9 賽達伯格湖能量沿營養(yǎng)級流動的定量分析輻射能118872植物固定111.0植食動物 15.0肉食動物 3.0取食捕食同化同化23.070.0單位：cal/(cm2.a)。1cal4.18J3.04.57.01.81.20.5微量分解分解分解呼吸呼吸呼吸未利用未利用未利用問題9、第一營養(yǎng)級的能量中還有86.5%到哪里去了？（1）呼吸消耗；（2）未被利用：既未被呼吸消耗，又未被下一營養(yǎng)級和分解者利用的能量。（3）流入分解者。10、111.0是哪幾個數(shù)據(jù)

6、之和？圖6-9 賽達伯格湖能量沿營養(yǎng)級流動的定量分析輻射能118872植物固定111.0植食動物 15.0肉食動物 3.0取食捕食同化同化23.070.0單位：cal/(cm2.a)。1cal4.18J3.04.57.01.81.20.5微量分解分解分解呼吸呼吸呼吸未利用未利用未利用問題11、能量流動為什么是逐級遞減？各營養(yǎng)級總有一部分生物未被下一級的生物所利用；各營養(yǎng)級的生物都因呼吸作用消耗部分的能量；各營養(yǎng)級的能量都有一部分流入分解者思考：為思考：為什么一條食物鏈的營養(yǎng)級一般不什么一條食物鏈的營養(yǎng)級一般不超過五個？為什么一山難容二虎？超過五個？為什么一山難容二虎？ 思考1、為什么一條食物鏈

7、的營養(yǎng)級一般不超過五個？為什么一山難容二虎？ 因能量傳遞效率約為10%，傳到第五營養(yǎng)級時能量已經(jīng)很少了，再往下傳遞已不足以維持一個營養(yǎng)級的生物生存了。取食捕食思考2、兔子的糞便中是否含有部分能量？這部分能量被兔子同化了嗎？這部分能量屬于兔子所在營養(yǎng)級流向分解者的能量嗎？未被同化。不屬于。屬于第一營養(yǎng)級流向分解者的能量。1、大象是植食動物，有一種蜣螂則專門以象糞為食，設(shè)一頭大象在某段時間所同化的能量為107kJ，則這部分能量中可流入蜣螂體內(nèi)的約為 （ ） A.0KJ B.106KJ C.5106KJ D.1062106KJA練一練問題一：為什么0.5Kg青菜的價格要比0.5Kg雞肉便宜?問題二：

8、用0.5Kg青菜喂雞,能不能使雞長0.5Kg肉?思考3 研究能量流動的實踐意義：合理調(diào)整能量流動關(guān)系，使能量流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?。如農(nóng)田除草。思考4、研究能量流動的實踐意義是什么？小結(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動1、能量流動的起點： 2、能量流動的總量： 3、能量流動的渠道： 4、能量流動的去向：5、能量流動的特點：從生產(chǎn)者固定太陽能開始是生產(chǎn)者所固定的全部太陽能食物鏈和食物網(wǎng)單向流動； 逐級遞減；傳遞率一般約為10。二、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)問題：1、生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)中的“物質(zhì)”的含義是什么？物質(zhì)在什么之間循環(huán)？2、物質(zhì)循環(huán)有什么特點？ “物質(zhì)”指的是生態(tài)系統(tǒng)中的無機物（如水、二氧化碳和無機鹽） 在生物

9、群落和無機環(huán)境之間循環(huán)。生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)可表示為：周而復(fù)始，往復(fù)循環(huán)。無機環(huán)境生物群落無機物（如水、CO2和無機鹽）3、碳循環(huán)過程碳在無機環(huán)境中的主要存在形式：碳在生物群落中的主要存在形式：碳在無機環(huán)境與生物群落之間的循環(huán)形式：碳在生物群落之間的流動形式：CO2和碳酸鹽CO2含碳有機物含碳有機物碳在生物體之間傳遞途徑： 食物鏈和食物網(wǎng)碳循環(huán)過程圖分解者3、碳循環(huán)過程碳進入生物群落的主要生理作用:碳進入無機環(huán)境的生理作用:生產(chǎn)者、消費者和分解者的呼吸作用（包括需氧呼吸和厭氧呼吸）光合作用碳循環(huán)過程圖分解者P112圖中有錯誤嗎？碳循環(huán)碳循環(huán)分解作用4、碳循環(huán)平衡失調(diào)與溫室效應(yīng)無機環(huán)境（CO2）生

10、物群落（有機物）光合作用能量流動能量流動物質(zhì)循環(huán)物質(zhì)循環(huán)形式形式以有機物為載體的以有機物為載體的流動流動組成物質(zhì)的基本元素組成物質(zhì)的基本元素在生物群落和無機環(huán)在生物群落和無機環(huán)境之間往復(fù)循環(huán)境之間往復(fù)循環(huán)范圍范圍生態(tài)系統(tǒng)各個營養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)各個營養(yǎng)級級生物圈內(nèi)，具有全球生物圈內(nèi)，具有全球性性特點特點單向流動，逐級遞單向流動，逐級遞減減循環(huán)往復(fù)，周而復(fù)始循環(huán)往復(fù)，周而復(fù)始聯(lián)系聯(lián)系能量流動和物質(zhì)循環(huán)二者相互伴隨，相輔能量流動和物質(zhì)循環(huán)二者相互伴隨，相輔相承，是不可分割的統(tǒng)一整體。相承，是不可分割的統(tǒng)一整體。三、能量流動和物質(zhì)循環(huán)的相互關(guān)系三、能量流動和物質(zhì)循環(huán)的相互關(guān)系分解者3、碳循環(huán)過程碳循環(huán)過程圖

11、二、物質(zhì)循環(huán)二、物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)中的無機物生態(tài)系統(tǒng)中的無機物植物體內(nèi)的有機物植物體內(nèi)的有機物光合作用光合作用細胞代謝細胞代謝分解者體內(nèi)的有機物分解者體內(nèi)的有機物消費者體內(nèi)的有機物消費者體內(nèi)的有機物細胞代謝細胞代謝分解者的分解作用分解者的分解作用 在一個在一個相對封閉相對封閉的循環(huán)圈中的循環(huán)圈中周而復(fù)始周而復(fù)始、往復(fù)循往復(fù)循環(huán)環(huán)的，參與循環(huán)的物質(zhì)的，參與循環(huán)的物質(zhì)數(shù)量恒定數(shù)量恒定，而且可以得到，而且可以得到重復(fù)利用重復(fù)利用。 一個完善的生態(tài)系統(tǒng)（如生物圈或熱帶雨林），一個完善的生態(tài)系統(tǒng)（如生物圈或熱帶雨林），不需要從外界獲得任何物質(zhì)補給，就能長期維持不需要從外界獲得任何物質(zhì)補給，就能長期維持其正

12、常功能。其正常功能。碳循環(huán)碳循環(huán)循環(huán)路線循環(huán)路線 綠色植物的光合作用綠色植物的光合作用 碳進入生物群落碳進入生物群落碳出入生物碳出入生物 把把CO2合成有機物合成有機物 群落的途徑群落的途徑 動植物的呼吸作用動植物的呼吸作用 碳出生物群落碳出生物群落 微生物的分解作用微生物的分解作用 化石燃料的燃燒化石燃料的燃燒特點：特點：（1）碳循環(huán)的形式：）碳循環(huán)的形式：（2）碳在自然界中的存在形式：）碳在自然界中的存在形式：（3）碳在生物體內(nèi)的存在形式：）碳在生物體內(nèi)的存在形式：（4）碳進入生物體的途徑：）碳進入生物體的途徑：（5）碳在生物體之間傳遞途徑：）碳在生物體之間傳遞途徑：（6）碳進入大氣的途徑

13、：）碳進入大氣的途徑：CO2；CO2和碳酸鹽；和碳酸鹽；含碳有機物；含碳有機物；綠色植物的光合作用；綠色植物的光合作用；食物鏈；食物鏈；生物的呼吸作用生物的呼吸作用分解者有分解作用分解者有分解作用化石燃料的燃燒化石燃料的燃燒食物網(wǎng)；食物網(wǎng)；能量流動能量流動物質(zhì)循環(huán)物質(zhì)循環(huán)形式形式以有機物為載體的以有機物為載體的流動流動組成物質(zhì)的基本元素組成物質(zhì)的基本元素在生物群落和無機環(huán)在生物群落和無機環(huán)境之間往復(fù)循環(huán)境之間往復(fù)循環(huán)范圍范圍生態(tài)系統(tǒng)各個營養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)各個營養(yǎng)級級生物圈內(nèi)，具有全球生物圈內(nèi)，具有全球性性特點特點單向流動，逐級遞單向流動，逐級遞減減循環(huán)往復(fù)，周而復(fù)始循環(huán)往復(fù)，周而復(fù)始聯(lián)系聯(lián)系能量流動

14、和物質(zhì)循環(huán)二者相互伴隨，相輔能量流動和物質(zhì)循環(huán)二者相互伴隨，相輔相承，是不可分割的統(tǒng)一整體。相承，是不可分割的統(tǒng)一整體。三、能量流動和物質(zhì)循環(huán)的相互關(guān)系三、能量流動和物質(zhì)循環(huán)的相互關(guān)系A(chǔ)BCDE圖中所示為生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)示意圖。圖中“”表示碳的流動方向則：A、B、C、D、E分別代表 。1、2、3分別代表 。123生產(chǎn)者、分解者、CO2庫、初級消費者、次級消費者呼吸作用、光合作用、捕食COCO2 2、有機物、有機物COCO2 2 形式形式有機物有機物大量燃燒化石燃料大量燃燒化石燃料碳在大氣圈和生物群落中的存在形式？碳在大氣圈和生物群落中的存在形式？碳以什么形式在無機環(huán)境和生物群落之間循環(huán)？碳以什么

15、形式在無機環(huán)境和生物群落之間循環(huán)？在食物鏈中碳以何種形式進行傳遞？在食物鏈中碳以何種形式進行傳遞？大氣中大氣中CO2的含量為什么持續(xù)增加？的含量為什么持續(xù)增加？哪幾種生理過程對碳循環(huán)起著至關(guān)重要的作用？哪幾種生理過程對碳循環(huán)起著至關(guān)重要的作用？光合作用、呼吸作用、分解作用光合作用、呼吸作用、分解作用植被的大量破壞植被的大量破壞 第四節(jié)第四節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)及其調(diào)節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)及其調(diào)節(jié) 例說生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)例說生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)兔數(shù)量增加兔數(shù)量增加兔數(shù)量減少兔數(shù)量減少植物減少植物減少植物增多植物增多兔吃植物量增加兔吃植物量增加兔吃植物量減少兔吃植物量減少兔食物增加兔食物增加兔因饑餓死亡兔因饑餓

16、死亡負反饋調(diào)節(jié)負反饋調(diào)節(jié)正反饋正反饋湖泊受到了污染湖泊受到了污染魚類死亡大量死亡魚類死亡大量死亡死魚腐爛死魚腐爛（+） 在一個生態(tài)系統(tǒng)中，a、b、c、d四種生物，由于食物關(guān)系形成如下幾種結(jié)構(gòu)，其中最穩(wěn)定的是B B問題：1.BCDE各代表什么？2.各個數(shù)字序號代表什么？3.圖中（12）表示什么？（14）呢？思考：能量流動的特點？為什么？生產(chǎn)者生產(chǎn)者111.015.0植食動物植食動物15.03.0肉食動物肉食動物3.013 .5%20%111.0單方向的；逐級遞減（損失約90%90%）。能量金字塔永遠是正立的。 各營養(yǎng)級自身呼吸消耗了大部分的能量各營養(yǎng)級中的能量都有一部分流入分解者各營養(yǎng)級中的能量

17、總有一部分暫時未被利用。例例1、 （2010年寧波市十校聯(lián)考）下圖表示某生態(tài)系統(tǒng)的能量錐年寧波市十校聯(lián)考）下圖表示某生態(tài)系統(tǒng)的能量錐體圖，體圖，P為生產(chǎn)者，為生產(chǎn)者，Q1為一級消費者，為一級消費者，Q2為二級消費者。對圖中為二級消費者。對圖中的各營養(yǎng)級所含有的能量進行分類剖析。其中分析不正確的是：的各營養(yǎng)級所含有的能量進行分類剖析。其中分析不正確的是：（注：圖中（注：圖中a、a1、a2表示上一年留下來的能量，表示上一年留下來的能量，e、e1、e2表示表示呼吸消耗量）呼吸消耗量）Ab+c+d+e為本年度流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為本年度流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量Bc1表示一級消費者中被二級消費者所同化的

18、量表示一級消費者中被二級消費者所同化的量C一級消費者產(chǎn)生的糞便中所含的能量是包含在一級消費者產(chǎn)生的糞便中所含的能量是包含在c中的中的Db和和d之一，可代表生產(chǎn)者傳遞給分解者的能量之一，可代表生產(chǎn)者傳遞給分解者的能量C練一練練一練不正確不正確同化量攝入量糞便量同化量攝入量糞便量 例例2、下表是對某水生生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)級和能量流動情況的調(diào)查結(jié)果，、下表是對某水生生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)級和能量流動情況的調(diào)查結(jié)果，表中表中ABCD分別表示不同的營養(yǎng)級，分別表示不同的營養(yǎng)級，E為分解者。為分解者。Pg表示生物表示生物同化作用固定能量的總量，同化作用固定能量的總量，Pn表示生物體貯存的能量（表示生物體貯存的能量（Pn=

19、Pg-R），），R表示生物呼吸消耗的能量。（單位：表示生物呼吸消耗的能量。（單位：102千焦千焦/年）年）PgPnRA15.92.813.1B870.7369.4501.3C0.90.30.6D141.061.979.1E211.520.1191.4第一營養(yǎng)級第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級第四營養(yǎng)級第四營養(yǎng)級分解者分解者（1）請計算第三營養(yǎng)級到第四營養(yǎng)級的能量傳遞效率。）請計算第三營養(yǎng)級到第四營養(yǎng)級的能量傳遞效率。（2）請比較此生態(tài)系統(tǒng)輸入的總能量和輸出的總能量。）請比較此生態(tài)系統(tǒng)輸入的總能量和輸出的總能量。0.915.95.7% 輸入輸入: 870.7 輸出輸出: 13.

20、1+501.3+0.6+79.1+191.4=785.5 練一練練一練例例3.有這樣一個食物網(wǎng)，如下圖：加入鷹的食物中有有這樣一個食物網(wǎng)，如下圖：加入鷹的食物中有2/5來自于兔子，來自于兔子，2/5來自于鼠，來自于鼠，1/5來自于蛇。那么，來自于蛇。那么，鷹若要增加鷹若要增加20g體重，體重，最多最多需要消耗植物多少克？最需要消耗植物多少克？最少呢？少呢？植物植物 兔兔 鷹鷹鼠鼠蛇蛇變一變變一變20g8g8g4g80g80g40g+400g800g+800g+4000g聯(lián)系生活，解決問題聯(lián)系生活，解決問題1、用能量流動的知識，解釋諺語、用能量流動的知識，解釋諺語“一山不容二虎一山不容二虎”隱隱含的道理。含的道理。2、為什么肉、蛋、奶的價格比糧食、蔬菜貴，毛料衣為什么肉、蛋、奶的價格比糧食、蔬菜貴，毛料衣服比棉料衣服貴？試從能量流動的角度加以解釋。服比棉料衣服貴？試從能量流動的角度加以解釋。 3、假設(shè)你被流落到一個荒島上