江苏省淮安市高中生物 第五章 生态系统及其稳定性 5.2 生态系统的能量流动课件 新人教版必修3.ppt

作为生物与环境组成的统一整体 生态系统不仅具有一定的结构 而且具有一定的功能 生态系统的主要功能一是生态系统的能量流动 二是生态系统的物质循环 首先学习讨论生态系统的能量流动 引言 生态系统的能量流动 问题探讨 假如你流落到荒岛上 只有一只母鸡 kg玉米 先吃鸡 再吃玉米 先吃玉米 同时用一部分玉米喂鸡 吃鸡产下的蛋 增加了食物链的长度 能量逐级递减 最后人获得的能量较少 生态系统的能量流动 生态系统中能量的输入 传递 转化和散失的过程 称为生态系统的能量流动 能量流动的过程 生产者 是生产者所固定的全部太阳光能 生态系统能量流动的途径 食物链和食物网 生态系统的能量来源 能量流动的起点 太阳能 输入生态系统的总能量 能量输入 呼吸作用消耗 分解者分解利用 初级消费者摄食 生产者 第一营养级 固定的太阳能 能量的散失和传递 第一营养级固定的太阳能的去向 植物光合作用固定的能量减去呼吸作用消耗的能量 才是能够为下一营养级消费的能量 所以 从能量的角度来看 植物的多少决定了生物种类和数量 在气候温暖 降雨充沛的地方 植物格外繁茂 各种生物就会非常繁荣 热带雨林就是这样的情况 在气候寒冷 降雨很少的地方 植物很难生长 各种生物的数量都很少 显得荒凉而冷寂 分解者利用 初级消费者摄入 粪便 能量的散失和传递 能量流经第二营养级示意图 能量在第三第四营养级的变化与第二营养的变化情况大致相同 生态系统的能量流动图解 生产者 植物 呼吸作用 植食动物 呼吸作用 肉食动物 呼吸作用 分解者 呼吸作用 肉食动物 呼吸作用 能量沿着食物链流动 在这个过程中每一个营养级都有输入 传递 转化和散失 思考与讨论 生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律 为什么 在生态系统中 能量的形式不断转换 如太阳辐射能通过绿色植物的光合作用转变为储存于有机物化学键中的化学能 动物通过消耗自身体内储存的化学能变成爬 跳 飞 游的机械能 在这些过程中 能量既不能凭空产生 也不会消灭 只能由一种形式转变为另一种形式 因此 对于生态系统中的能量转换和传递过程 都可以根据热力学第一定律进行定量计算 输入某营养级的总能量 呼吸作用消耗的能量 分解者分解的能量 流入下一营养级的能量 流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统 能量在生态系统中的流动 很大部分被各个营养级的生物利用 通过呼吸作用以热的形式散失 散失到空间的热能不能再回到生态系统参与流动 因为至今尚未发现以热能作为能源合成有机物的生物 生态系统能量流动的特点 分析 塞达伯格湖的能量流动图解 资料分析 62 8 13 52 12 6 20 06 1 用表格的形式 将图中的数据进行整理2 计算 流出 该营养级的能量占 流入 该营养级能量的百分比 资料分析 一部分通过该营养级的呼吸作用散失了 一部分作为遗体或残枝败叶而被分解者所分解 还有一部分进入下一营养级 被捕食 提示 流入某一营养级的能量主要有以下去向 所以 流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一营养级 流入某一营养级的能量 为什么不是百分百地流到下一营养级 生态系统能量流动的特点 第一 能量流动是单向的 从生产者 初级消费者 次级消费者 三级消费者 小结 第二 能量流动是逐级递减的 传递效率为10 20 如果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形 叫做能量金字塔 能量金字塔 d第四营养级c第三营养级b第二营养级a第一营养级 生态系统中的能量流动一般不超过4 5个营养级 如果把各个营养级的生物数量关系 用绘制能量金字塔的方式表达出来 是不是也是金字塔形 如果是 有没有例外 一般情况下 也是金字塔形 但是有时候会出现倒置的塔形 例如 在海洋生态系统中 由于生产者 浮游植物 的个体小 寿命短 又会不断地被浮游动物吃掉 所以某一时刻调查到的浮游植物的量可能低于浮游动物的量 当然 总的来看 一年中流过浮游植物的总能量还是比流过浮游艺机动物的总能量要多 与此同理 成千上万只昆虫生活在一株大树上 该数量金字塔形也会发生倒置 与社会的联系 5 研究生态系统能量流动的目的 问 能不能改变生态系统能量流动的规律 不能 人们虽然不能改变能量流动的客观规律 但可设法调整能量流动方向 使能量尽量多地流向对人类最有益的部分 例如 在森林中 最好使能量多储存在木材中 在草原牧场上 则最好使能量多流向到牛 羊等牲畜体内 获得更多的毛 肉 皮 奶等畜产品 思维训练 1 为什么肉类食品的价格比小白菜价格高 根据林德曼能量流动的 十分之一定律 如d鱼体重增加1kg 所需浮游植物等 1000kg 2 下图是草原生态系统中的一条食物链及能量流动图解 回答问题 图中d表示 能量在逐级递减中 传递率按20 计算 若狐获得的能量是8千焦 传递给狼的能量为 千焦 狼获得的能量中 草应供给这条食物链的能量为 千焦 图中各营养级通过a 作用被消耗 通过b 利用 而b又通过c 被消耗 太阳能 1 6 200 呼吸 分解者 呼吸作用 总结 从能量传递过程看 流经生态系统的能量就是绿色植物所固定的全部太阳能 这些能量沿着食物链和食物网的各个营养级传递 可见生产者是消费者和分解者获得能量的源泉 是生态系统存在和发展的基础 从能量传递的数量和效率看 能量流经各营养级是逐级递减的 单向不循环的 传递率为10 20 因为大部分能量用于各营养级自身的新陈代谢等生命活动 另一部分随遗体等被分解者所利用 真正流入下一个营养级的能量只有10 20 所以 食物链一般不超过五个营养级 到第五营养级时 可利用的能量已减少到不能维持其生存的程度了 因为能量每流经一级都要丢失一大部分 所以食物链越长 流量流失就越多 缩短食物链 如以吃生产者为主 就可使有限的土地供养较多人口 能量流动的起点 从生产者固定太阳能开始流经生态系统的总能能量流动的数量是生产者所固定的全部太阳能生态系统的能量流动的途径 太阳能 第一营养级 第二营能量流动养级 第五营养级单向流动不循环能量流动的特点逐级递减传递率为10 20 设法调整能量流动关系研究的目的使能量流向对人类最有益的部分 三 研究能量流动的意义 合理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最有益的部分 例 生态农业的发展1 桑基鱼塘 2 笼养蝇蛆等 桑基鱼塘 农业生态系统 蚕 桑 猪 鱼 稻 塘泥 粪尿 饲料 鱼粉 粪尿 粪 饲料 粪尿 茎叶 糠加工场 粪 笼养蝇蛆 人工生态系统 蝇蛆鸡蛋人 鸡粪猪肉 粪农作物 蝎 药材 课堂练习 1 肉食动物不可能是一条食物链中的第几营养级 a 第五b 第二c 第三d 第四2 对水稻 鼠 蛇 鹰这条食物链的错误描述是 a 水稻是生产者b 鼠是初级消费者c 蛇是次级消费者d 鹰属于第三营养级 b d 识图作答 下图表示生态系统的能量流动 请据图回答 1 将a b c d各营养级的名称依次写在图中 a b c d 生产者 初级消费者 次级消费者 三级消费者 2 图中a1代表 3 图中a2代表 4 a3 a2的原因是 5 从生态系统能量传递效率上看 一个营养级的能量 流到下一个营养级只有 因此 一个食物链一般不能超过 生产者所固定的太阳能 从第一营养级流动到第二营养级的能量 初级消费者呼吸作用消耗了大部分的能量 只有10 20 的能量传递给次级消费者 所以a3 a2 10 20 五个营养级 生态农业 生态农业是指利用人 生物与环境之间的能量流动规律和生态系统物质循环规律 结合本地资源结构 建立一个或多个 一业为主 综合发展 多级转换 良性循环 的高效无废料的综合农业生产体系 北京大兴区留民村生态农场 留民营是联合国授予的全球环保500佳之一 是著名的中国生态农业第一村 开展旅游观光已有20年的历史 吸引了世界138个国家和地区的游客 留民营已形成了以沼气为中心 串联各业良性循环的生态体系 一种 二养 三加工 产 供 销一体化的生产模式 取得了良好的经济效益 社会效益和经济效益 工农业总产值达1 42亿元 人均收入98000元 是京郊乃至全国的涉外窗口 北京大兴区留民村生态农场 十万只规模的蛋鸡场 绿色食品生产基地 留民营大型生态沼气站 技能训练 分析和处理数据 1926年 美国一位生态学家研究了一块玉米田的能量流动情况 得到如下数据 1 这块玉米田共收割玉米约10000株 质量为6000kg 通过对玉米植株的化学成分进行分析 计算出其中共含碳 kg 据他估算 这些玉米在整个生长过程中通过呼吸消耗的葡萄糖共 kg kg葡萄糖储存 能量 在整个生长季节里 入射到这块玉米田的太阳能总量为 请据以上数据计算 这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是多少 这些葡萄糖储存的能量是多少 答案 这些玉米含碳量折全成葡萄糖是 x30 12 g 这些葡萄糖储存的能量是 这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少 答案 这些玉米呼吸作用消耗的能量是 这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是多少 呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能总量的比例是多少 答案 这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是 0 3272x1011 1 3972x1011 23 5 这块玉米田的太阳能利用效率是多少 答案 这块玉米田的能量利用效率是 练习 调查得知某河生态系统的营养结构共有 个营养级 以a b c d表示 经测定 一年中流过 个营养级的能量分别为 那么该