高中生物 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng) 課件

1、第三章 生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性 第二節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)深圳第二外國語學(xué)校 周書耘學(xué)習(xí)目標(biāo)分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)（生命觀念、科學(xué)思維） 01 02概述研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義（科學(xué)思維、社會(huì)責(zé)任）嘗試調(diào)查農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)情況（科學(xué)探究） 03問題探討假設(shè)你像小說中的魯濱遜那樣，流落在一個(gè)荒島上，那里除了有能飲用的水，幾乎沒有任何食物。你身邊尚存的食物只有一只母雞、15kg玉米。方案1方案2你認(rèn)為以上哪種生存策略能讓你維持更長時(shí)間來等待救援？深入內(nèi)部考察個(gè)體生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的研究一般在群體水平上進(jìn)行。將群體視為一個(gè)整體進(jìn)行研究是系統(tǒng)科學(xué)常用的研究方法。整合局部環(huán)節(jié)規(guī)律探索系統(tǒng)動(dòng)態(tài)規(guī)

2、律研究能量流動(dòng)的基本思路能量輸入個(gè)體儲(chǔ)存在體內(nèi)有機(jī)物中的能量呼吸作用散失的熱能能量輸入能量儲(chǔ)存能量散失種群構(gòu)成消化吸收合成自身物質(zhì)，儲(chǔ)存能量能量流經(jīng)生物個(gè)體的過程呼吸作用散失（熱能） 糞便（未進(jìn)入內(nèi)環(huán)境）呼吸作用散失（熱能）分解者利用遺體殘骸攝入用于生長發(fā)育繁殖攝入量 = 同化量 + 糞便量捕食者攝入同化同化量= 呼吸作用散失自身生長發(fā)育同化量= 呼吸作用散失捕食者攝入分解者利用生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)在營養(yǎng)級(jí)層次研究鷹草生產(chǎn)者等兔等初級(jí)消費(fèi)者等次級(jí)消費(fèi)者第一營養(yǎng)級(jí)第二營養(yǎng)級(jí)第三營養(yǎng)級(jí)呼吸作用以熱能形式散失草的能量如何得來？光能全部被草吸收了嗎？草固定的能量將何去？1%生長發(fā)育和繁殖儲(chǔ)存起來呼吸作用散

3、失生長發(fā)育繁殖遺體殘枝敗葉分解者流入下一營養(yǎng)級(jí)生產(chǎn)者固定的太陽能殘枝敗葉被分解者分解能量流動(dòng)的過程糞便兔吃草后能將攝入的草全部同化嗎？同化流入呼吸作用分解者攝入生長發(fā)育和繁殖儲(chǔ)存起來同化量=攝入量糞便量呼吸作用分解者生長發(fā)育和繁殖儲(chǔ)存起來兔同化了小草的能量后，這些能量有哪些去向？呼吸散失生長發(fā)育繁殖遺體殘骸分解者流入下一營養(yǎng)級(jí)兔同化的能量鷹同化了兔的能量后，這些能量有哪些去向？呼吸散失生長發(fā)育繁殖遺體殘骸分解者鷹同化的能量呼吸作用分解者生長發(fā)育和繁殖儲(chǔ)存起來生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)在營養(yǎng)級(jí)層次研究分 解 者呼 吸 作 用生產(chǎn)者初級(jí)消費(fèi)者(綠色植物)次級(jí)消費(fèi)者(植食性動(dòng)物)(肉食性動(dòng)物)轉(zhuǎn)化 太陽能 有

4、機(jī)物中化學(xué)能 熱能生物群落環(huán)境輸入輸出散失：通過各營養(yǎng)級(jí)及分解者的呼吸作用以熱能形式散失總量:生產(chǎn)者通過光合作用固定的太陽能傳遞輸入形式：有機(jī)物中化學(xué)能途徑：食物鏈和食物網(wǎng)概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的 、 、 和 的過程。輸入傳遞轉(zhuǎn)化散失1、生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)和轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒定律？2、流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中來？為什么？遵循。能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動(dòng)、轉(zhuǎn)化后，一部分儲(chǔ)存在生態(tài)系統(tǒng)（生物體的有機(jī)物）中，另一部分在呼吸作用中以熱能的形式散失，兩者之和與流入生態(tài)系統(tǒng)的能量相等。不能，能量流動(dòng)是單向的。分析賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)Raymond Lindeman對(duì)能量流動(dòng)做了定量分析 生

5、態(tài)學(xué)的營養(yǎng)動(dòng)態(tài)概說 林德曼（1915-1942）賽達(dá)伯格湖深1米，面積為14480平方米，湖岸線長500米 。湖底深度一致、性質(zhì)均一，沒有大的波浪。優(yōu)點(diǎn)：小、簡單、穩(wěn)定植食性動(dòng)物 62.862.8賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng) P56資料分析太陽能未固定生產(chǎn)者464.6分解者12.5呼吸作用96.3未利用2932.118.829.312.6肉食性動(dòng)物 12.6微量7.55.0327.3122.614.6數(shù)字為能量數(shù)值。“未固定”是指未被固定的太陽能，“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一個(gè)營養(yǎng)級(jí)和分解者利用的能量。輸入能量（同化量）流入下一營養(yǎng)級(jí)呼吸散失分解者利用未利用出入比生產(chǎn)者 植食性動(dòng)物

6、肉食性動(dòng)物 464.662.8 12.613.5%20%62.8 96.312.529312.618.82.129.37.5微量5.0/能量傳遞效率輸出（去路）逐級(jí)遞減單位（焦/厘米2 年）未利用：指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一個(gè)營養(yǎng)級(jí)和分解者利用的能量。（定時(shí)定量分析）能量傳遞效率=某一營養(yǎng)級(jí)的同化量上一營養(yǎng)級(jí)的同化量100%賽達(dá)伯格湖能量流動(dòng)圖解(1)從方向上看：單向流動(dòng) 在生態(tài)系統(tǒng)中，能量流動(dòng)只能從第一營養(yǎng)級(jí)流向第二營養(yǎng)級(jí)，再依次流向后面的各個(gè)營養(yǎng)級(jí)，不可_，也不能_；生物之間的捕食關(guān)系是長期自然選擇的結(jié)果，一般不可逆轉(zhuǎn)； 各營養(yǎng)級(jí)呼吸作用散失的熱能無法再利用。逆轉(zhuǎn)循環(huán)流動(dòng)原因：能量

7、流動(dòng)的特點(diǎn)賽達(dá)伯格湖能量流動(dòng)圖解(2)從數(shù)值上看：逐級(jí)遞減自身呼吸作用消耗；被分解者分解；暫時(shí)未被利用。原因：（能量傳遞效率為10%20%）能量流動(dòng)的特點(diǎn)1.單向流動(dòng):不可逆，不循環(huán)原因: 生物間的捕食關(guān)系是一定的 散失的熱能不能被生物體再利用 2.逐級(jí)遞減:能量是沿食物鏈（網(wǎng)）流動(dòng)的在流動(dòng)過程中是逐級(jí)減少的 自身呼吸散失 原因: 分解者利用 未利用 【總結(jié)歸納】能量流動(dòng)的特點(diǎn)規(guī)律: 食物鏈越短，能量利用率越高。 能量傳遞效率與能量利用效率的比較 傳遞效率=上一營養(yǎng)級(jí)的同化量下一營養(yǎng)級(jí)的同化量100%能量利用率=生產(chǎn)者能量流入最高營養(yǎng)級(jí)的能量100%【思維拓展】 請(qǐng)同學(xué)們將賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)

8、數(shù)據(jù)，用相應(yīng)面積或體積的圖形表示，并按營養(yǎng)級(jí)由低到高排列。生態(tài)金字塔1.能量金字塔生態(tài)金字塔每一級(jí)體積代表所得到的能量值直觀反應(yīng)能量單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減 第四營養(yǎng)級(jí) 第三營養(yǎng)級(jí)第二營養(yǎng)級(jí)第一營養(yǎng)級(jí)2.數(shù)量金字塔生態(tài)金字塔昆蟲樹倒置情況每一級(jí)體積代表個(gè)體數(shù)3.生物量金字塔營養(yǎng)級(jí)第四營養(yǎng)級(jí)第三營養(yǎng)級(jí)第二營養(yǎng)級(jí)第一營養(yǎng)級(jí)干重g/m21.51137809營養(yǎng)級(jí)第四營養(yǎng)級(jí)第三營養(yǎng)級(jí)低高每一級(jí)體積代表生物量值（所容納有機(jī)物的總干重）低高生態(tài)金字塔研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義1. 研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，可以幫助人們將生物在 、 、 上進(jìn)行 ， 流入某個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量。 例如: 間作套種、多層育苗、稻-萍-蛙等立體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。間作套種多層育苗稻萍蛙時(shí)間空間合理配置增大2.研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，可以幫助人們科學(xué)地規(guī)劃和設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用；*沼氣池實(shí)現(xiàn)了對(duì)能量的多級(jí)利用，大大提高了能量的利用率；*能量的利用率能量的傳遞效率用秸稈作飼料糞便制作沼氣