生态系统的能量流动和物质循环(上课时使用).ppt

问题探讨： 假如你像小说中的鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，除了饮用水之外没有任何食物。你随身带的食物只有一只母鸡、15Kg玉米。 策略： 1、先吃鸡再吃玉米。 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。,本节课的知识目标：,能量流动的概念,能量流动的特点,能量流动的过程,第3节 生态系统的能量流动,能量流动的意义,温故而知新,1.生态系统的结构包括哪两方面？ 2.生态系统的成分有哪些？ 3.生态系统的营养结构是什么?,生态系统的成分,食物链和食物网,生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量,食物链和食物网,一、能量流动的概念,生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。,就一个生物个体（如人）而言，能量是如何输入、储存和散失的？,能量输入,个体,呼吸作用散失的能量,储存在体内的能量,能量流动的分析,能量输入,个体1,呼吸作用散失的能量,储存在体内的能量,个体2,个体3,呼吸作用散失的能量,储存在体内的能量,呼吸作用散失的能量,储存在体内的能量,能量流动的分析,能量流经一个种群的情况：,能量输入,种群,能量储存,能量散失,能量流动的分析,研究生态系统中能量流动一般在群体水平上。,1.能量的来源是什么？ 2.能量流动的主要方式是什么？ 3.能量的散失形式？,看课件时思考,生产者 （植物）,能量在第一营养级中的变化,能量的输入,地球上几乎所有的生态系统所需要的能量都来自 。 进入生态系统中生物体的能量是由生产者光合作用固定的。这些能量固定到 中 。 进入生态系统中的太阳能约占太阳向地球输送能量的 。,太阳能,生产者所制造的有机物,1%,能量的流动和输出,生产者 （植物）,分 解 者,遗体 残骸,能量在第一营养级中的变化,由图理解生产者生物量的增加或减少,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,摄入的能量：,粪便中的能量（未被同化的能量）,该营养级所固定的能量,上一营养级同化量的一部分,属于本营养级的同化量,同化量的去向： 本营养级个体自身呼吸消耗(散失)； 本营养级个体自身生长、发育 繁殖的积累（储存）。 a. 遗体残骸被分解者分解； b. 流向下一营养级。 c. 未被利用部分（石油、煤炭、增加生物量）,生态系统能量流动的过程,输入,传递,散失,能量的源头: 流动的起点: 输入生态系统的总能量: 主要渠道: 散失形式：,太阳能,从生产者固定太阳能开始,食物链和食物网,生产者固定的太阳能总量,能量流动的过程,主要以热能的形式,1、下图表示某生态系统的能量流动，请据图回答：,（1）将A、B、C、D各营养级的成分依次写在图中： A B C D 。 （2）若图中a1代表生产者所固定的太阳能 ，则图中a2代表 。,及时巩固,生产者,初级消费者,次级消费者,三级消费者,被初级消费者同化的能量,从第一营养级流动到第二营养级的能量,二、能量流动的特点,赛达伯格湖的能量流动,327.3,122.6,14.6,Q1：生态系统中的能量最终去了哪里？ Q2：生态系统中能量流动和转化是否遵循能量守恒 定律？ Q3：流经生态系统的能量能否再回到生态系统中来？,2025,思考与讨论：,一部分以热能的形式散失了，一部分贮存在有机物中。,遵循；因为生产者固定的总量等于流动中散失的和贮存的之和。,不能。,能量传递效率,根据“赛达伯格湖的能量流动图解”， 计算相邻两个营养级间能量传递效率。,试计算： 从第一营养级到第二营养级的传递效率？ 从第二营养级到第三营养级的传递效率？,13.5%,20%,结论：相邻营养级的传递效率大约是10%20%。,下表是对某生态系统营养级和能量流动情况的调查结果，表中A、B、C、D分别表示不同的营养级，Pg表示生物同化作用固定能量的总量，该生态系统中能量从第三营养级传递到第四营养级的效率是( ) A.16.2% B.5.7% C.11.3% D.15%,B,(2011西安八校联考)一只羊在一年内吃100 kg的草，排出20 kg的粪，长了10 kg的肉(不考虑其他散失)，下列有关说法不正确的是( ) A该羊一年的同化量是80 kg B第一营养级到第二营养级的能量传递效率 为10% C20 kg的粪属于羊未同化的量 D该羊一年内的呼吸消耗的能量是70 kg,B,【解析】该羊的摄入量为100 kg，粪便量(未同化量)为20 kg，则同化量为(10020) kg80 kg，用于生长发育和繁殖的能量为10 kg，则呼吸消耗的能量为(8010) kg。能量传递效率是指能量在两个营养级之间的传递效率，能量传递效率的计算公式是：下一营养级同化量/这一营养级同化量，根据题干信息，无法求出能量传递效率。,2、若鹿的进食能量为100%，其粪尿能量为36%，呼吸能量为48%，则鹿的同化量为（ ） A64% B84% C16% D52%,A,同化量摄入量粪便量,3、大象是植食性动物，有一种羌螂专以大象粪为食。如果在某段时间大象所同化的能量为m，则这部分能量中可以流入羌螂体内的约为（ ） A. 0 B. 10%m C. 1020%m D. 不知道,A,二、能量流动的特点,单向流动 逐级递减,只能沿食物链由低营养级流向高营养级,1、各营养级生物会因呼吸作用而散失部分能量,2、各营养级生物总有一部分能量不能被下一营养级利用,3、能量传递效率：10-20%,2025,能量流动过程中逐级递减的原因？,捕食不彻底：当动物体在捕食猎物时，由于相互之间经过长期的自然选择，捕食者能够捕食到猎物，但不可能将其种群中的全部个体捕食。 摄食不彻底：当动物捕食成功后，在取食对方时，也不可能将对方的所有有机物全部吃下。 消化不彻底：当动物将食物摄取到消化道中之后，也不可能将其中的全部营养都能吸收。 以上就产生了分解者的营养来源。 另外生物体本身需要维持正常的生命活动，进行繁殖以及生长、发育等，这一切都将以呼吸热的形式最终散失。,营养级越多，在能量流动过程 中消耗的能量就越多，所以生 态系统中的能量流动一般不超 过45个营养级。,将单位时间内各个营养级所得到的能量数值，由低到高绘制成图，可以形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔。塔基是生产者,思考讨论：,食物链中的营养级一般不超过五个，为什么？,任何生态系统都需要不断得到能量补充，以便维持生态系统的正常功能。 如果一个生态系统在一段较长的时间内没有能量输入，这个生态系统就会崩溃。,在“草食草的昆虫蜘蛛蟾蜍蛇猫头鹰”这条食物链，设流经这条食物链 的总能量为100，按最高传递率计算， 蟾蜍和猫头鹰所得能量最多分别为 A、20和2 B、0.8和0.032 C、4和0.8 D、0.4和0.016,及时巩固,三、研究能量流动实践意义 P96,、帮助人们合理的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有益的部分。,、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。,1、根据生态学原理，要使能量流经食物链总消耗量最少，人们应该采用哪种食物结构 A、以离类、蛋类为主 B、以淡水养殖的鱼、虾为主 C、以谷物和植物蛋白为主 D、以猪肉等家畜肉类为主,2、初级消费者体内能量的去路包括(多选) A、用于自身的生长、发育和繁殖 B、被第二营养级的其他生物所获得 C、以热能的形式散失 D、被分解者分解释放到环境中去,3、人们常用能量金字塔来说明生态系统中哪两者之间的关系 A、能量与营养级 B、能量与个体大小 C、能量与个体数量 D、能量与生物代谢类型,4、生态系统中有关食物链与能量流动的叙述，正确的是（多选） A能量沿食物链流动是单向的 B食物链越短，能量的利用率越高 C初级消费者越多，次级消费者获得的 能量就越少 D生物种类越多，生态系统中的 食物链越多,据题意得出如下的解析图示：,人增1kg,合计 280kg,（各级传递效率均为10%）,25,2.5,0.25,250,0.25,0.5,5,2.5,25,D,2.(2009重庆理综5)下图是某森林生态系统物质和能量流向示意图，h、i、j、k表示不同用途的有机物(j是未利用部分)，方框大小表示使用量。下列叙述正确的是（ ）,A.进入该生态系统的CO2量与各h产生的CO2总量相等 B.生产者i的量大于被初级消费者同化的有机物的量 C.流向分解者的k可被生产者直接吸收利用 D.流经该生态系统的物质和能量可循环利用,B,如图所示的一个食物网(能量传递效率按10计算)， 下列叙述中正确的是( )（多选） A、该食物网中初级消费者是昆虫，次级消费者是鸟 B、昆虫属于第一营养级，鸟属于第二营养级 C、若绿色植物固定的太阳能总量为M，昆虫获得的 总能量为M1，鸟获得的总能量为M2，则MM1+ M2 D、在鸟类的食物构成中，若动物性食物和植物性 食物各占一半，则鸟类增加能量A时， 生产者需提供能量为55A。,CD,(2010山东理综，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,答案 C 解析 本题考查了动物所摄取食物利用的过程及特点。恒温动物维持体温，需要消耗较多的有机物，因而/值一般低于变温动物；10%20%是营养级的能量传递效率，而不是同化量和获取量之间的比值；圈养动物产量的提高依赖于同化量的增加，即/的比值提高，该选项是正确的；植物性食物中含有许多哺乳动物不能利用的物质，多于动物性食物，因而食肉动物的/值高于食草性哺乳动物。,A,y草,虫,鸟x,在下图食物网中a表示鸟的动物性食物所占比例，若要使鸟体重增加x，至少需要生产者量为y，那么x与y的关系可表示为 （ ） Ay=90ax+10x By=25ax+5x Cy=20ax+5x Dy=100ax+10x,C,现有食物链：,、分别代表三个不同的种群；设每一种群个体数量依次为n1、n2、n3， 每个个体所含平均能量依次为a1、a2、a3，下列说法正确的是（ ） An1n2+n3 Ba1a2+a3 Cn1a1n2a2n3a3 Dn1a1=n2a2+n3a3,C,下面A图中表示某些生态系统的能量锥体图，P为生产者，Q1为初级消费者，Q2为次级消费者。B图是将A图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析。图中a、a1、a2表示上一年留下来的能量(假设它不被下一营养级利用)，e、e1、e2表示呼吸消耗量。,(2)每年流入这个生态系统的总能量是_(用B图中的英文字母表示)。 (3)B图中Q1的b1和dl表示_。 (4)若P和Q1同化固定能量的总量分别为480J/(cm2a)和72J/(cm2a)，生物体内贮存的能量分别为200J/(cm2a)和24J/(cm2a)。那么，能从P传递到Q1的效率为_。,(2010全国大联考)右图是某一湖泊的能量金字塔，相关描述不正确的是( ) A.a、b、c、d分别表示不同的营养级,B.a、b、c、d之间可以形成一条a到d的捕食食物链 C.a、b、c、d的大小分别表示不同的营养级所得到的能量 D.a、b、c、d的大小变化体现了能量流动的特点是逐级递减的,B,概念：物质循环是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等基本元素在生态系统的生物群落和无机环境之间形成的反复循环运动。 又叫生物地球化学循环。,生态系统的物质循环,1这里的物质指什么? 2循环过程是怎样的? 3循环的范围有多大?,农田 南极的企鹅,DDT杀虫剂,碳循环,模型建构,燃 烧,光 合 作 用,呼 吸 作 用,捕食,分 解 作 用,呼 吸 作 用,动植物的遗体和排出物,总结：,1、碳进入生物群落的途径： 2、碳进入大气的途径： 3、碳在无机环境和生物群落之间循环的形式： 4、碳在生物体间的传递途径： 传递形式是：,光合作用和化能合成作用,生产者和消费者的呼吸作用 分解者的分解作用 化学燃料的燃烧,CO2,食物链和食物网,含碳有机物,生态农业：桑基鱼塘,桑基鱼塘的设计的理念：从人类所需的出发，通过能量的多级利用，充分利用流经各营养级的能量，提高生产效益。,图1,图2,循环经济,图 3,循环经济,沼渣,菌渣,优势： 1、实现了物质和能量的多级利用，提高利用率,2、使能量持续、高效的流向对人类有益的部分,能力流动与物质循环的关系,二者同时进行，彼此相互依存，不可分割。 能量的固定、转移、储存、释放离不开物质的合成和分解。 物质是能量沿食物链（网）流动的载体，能量是物质在生态系统中反复循环的动力。,联系,反复出现，循环流动，全球性,单向流动，逐级递减,特点,生物圈,生态系统各营养级,范围,组成生物体的基本元素,有机物,形式,物质循环,能量流动,项目,巩固练习,生态系统的物质循环的特点不包括下列的： （ ） 带有全球性 物质是指组成生物体的基本元素 在群落的各营养级之间循环往复 在群落与无机环境之间循环往复,C,巩固练习,与自然界的碳循环关系密切的两种细胞器是： （ ） 线粒体和染色体 叶绿体和线粒体 叶绿体和核糖体 线粒体和内质网,B,A微生物也能利用农作物 通过光合作用储存的能量 B沼气池中的微生物也是 该生态系统的分解者 C沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用 D多途径利用农作物可 提高该系统的能量利用效率,C,2.珠江三角洲的农民充分利用自然资源，建立 了该