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

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和15kg玉米 a 先吃鸡再吃玉米 c 先吃玉米同时用一部分玉米喂鸡 吃鸡产下的蛋 最后吃鸡 b 先吃玉米再吃鸡 一切生命活动都伴随着能量的变化 没有能量的输入 也就没有生命和生态系统 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 能量输入 能量储存 能量散失 能量必须不断地从无机环境输入到生物群落 并沿着食物链 网 传递 才能维持生态系统中各种生物生命活动的正常进行 种群 种群1 种群2 种群3 能量流动是生态系统的基本功能之一 1 能量的输入必须通过生产者的光合作用 把光能转化为化学能 固定在有机物中 2 能量的传递一般沿着食物链和食物网进行 3 能量的转化是把光能转化为化学能和热能 4 能量的散失是所有能量最终以热能的形式散失到外界环境中 不能被再度利用 一 能量流动的过程 3 小草固定的太阳能 有哪些去向 2 太阳光照射在草地上都被小草吸收了吗 小草吸收了光能 光能发生了什么变化 1 小草的能量来自哪里 草 兔子 鹰 光合作用的全过程 供氢 供能 还原 多种酶参加催化 ch2o 2c3 c5 固定 co2 光反应过程 暗反应过程 类囊体薄膜上 叶绿体基质中 光能 atp中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能 同化作用 异化作用 新陈代谢的基本类型 新陈代谢 把外界环境中获取的营养物质 转变成自身的组成物质 分解自身的一部分组成物质 把分解的最终产物排出体外 储存能量 释放能量 物质代谢 能量代谢 种群a 小草 种群b 兔子 被捕食 被食入 被同化 被捕食 资源 碎屑 粪便 资源 热能 热能 被分解者分解 初级消费者 生产者 未被捕食 未被食入 未被同化 未被捕食 细胞呼吸 细胞呼吸 呼吸作用以热能的形式散失 用于生长 发育 繁殖 遗体 残枝败叶 分解者 初级消费者利用 能量流经第一营养级示意图 生产者固定的太阳能 能量流经第二营养级示意图 初级消费者摄入 初级消费者同化 用于生长 发育和繁殖 次级消费者摄入 分解者利用 遗体残骸 呼吸作用 散失 粪便 呼吸作用 散失 生态系统的能量流动图解 生产者 植物 分解者 呼吸作用 三级消费者 肉食动物 次级消费者 肉食动物 初级消费者 植食动物 呼吸作用 呼吸作用 呼吸作用 呼吸作用 能量流动的过程分析 1 起点 从生产者固定太阳能开始 2 总量 流经生态系统的总能量 是生产者所固定的全部太阳能 3 渠道 沿食物链和食物网 逐级流动 4 散失 一部分以热能形式散失 另一部分用于生物体的各项生命活动 能量流动的状况分析 三个来源 三个去向 生产者的能量来自于太阳能 分解者的能量来自于生产者和消费者 各级消费者的能量一般来自上一个营养级 同化量 摄入量 粪便中所含能量 流入下一个营养级 被下一个营养级同化 最高营养级除外 被分解者分解 遗体 粪便 残枝败叶中的能量 自身呼吸消耗 以热能的形式散失 1 各个营养级的能量来源 2 各个营养级的能量去路 二 能量流动的特点 为了研究能量流经生态系统的食物链时 每一级的能量变化和能量转移效率 美国生态学家林德曼 r l lindeman 1915 1942 对一个结构相对简单的天然湖泊 赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析 得出 327 3 122 6 14 6 图中的数字为能量数值 单位是焦每平方厘米年 未固定 是指未被固定的太阳能 未利用 是指未被自身呼吸作用消耗 也未被后一个营养级和分解者利用的能量 464 6 62 8 12 6 13 5 20 0 62 8 12 6 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 结论 相邻营养级的传递效率大约是10 20 根据下图所表示的食物网 结合刚得出的能量流动的特点的结论进行计算 这条食物链中 猫头鹰增重1kg 至少需要消耗绿色植物 kg 如果牧草固定了1千焦耳的能量 则猫头鹰最少能获得 焦耳能量 最多能获得 焦耳能量 25 1 40 食物链中能量传递的 最大值 或 最小值 的计算 低营养级 高营养级 求 最多 则选择最短的食物链 按 最大 传递效率20 计算 求 最少 则选择最长的食物链 按 最小 传递效率10 计算 求 最多 则选择最长的食物链 按 最小 传递效率10 计算 求 最少 则选择最短的食物链 按 最大 传递效率20 计算 已知 未知 已知 未知 1 生态系统中的能量流动是单向的 含义 原因 a 食物链中各个营养级的捕食关系是不可逆转的 这是长期自然选择的结果 b 各营养级的能量总是趋向于以呼吸作用产生热能而散失掉 这些能量是无法再利用的 生态系统的能量流动只能从第一营养级流向第二营养级 再依次流向后面的各个营养级 不可逆转 也不能循环流动 2 能量在流动过程中逐级递减 含义 原因 a 各营养级的生物都会因呼吸作用消耗相当大的一部分能量 b 各营养级总有一部分能量未被下一营养级的生物利用 c 各营养级都有一部分能量被分解者分解利用 输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流入下一个营养级 能量在沿食物链流动的过程中是逐级递减的 能量金字塔示意图 能量金字塔 从能量流动金字塔可以看出 营养级越多 在能量流动中消耗的能量就 越多 湖泊生态系统能量金字塔 单位时间内各个营养级所得到的能量数值 由低到高绘成图 可以形成一个金字塔图形 生产者 第一营养级 初级消费者 第二营养级 次级消费者 第三营养级 三级消费者 第四营养级 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 是否也成金字塔形 如果是 有没有例外 思考 狼 兔子 小草 树 小鸟 昆虫 狼 兔 草 鸟 虫 树 三 研究能量流动的实践意义 1 研究生态系统的能量流动 可以帮助人们科学规划 设计人工生态系统 实现能量的多级利用 提高能量的利用效率 例如 秸秆的多级利用 桑基鱼塘等 桑基鱼塘 2 研究生态系统的能量流动 还可以帮助人们合理地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 三 研究能量流动的实践意义 例如 在森林中 最好使能量多储存在木材中 在草原牧场上 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 在农田中 进行锄草除虫 使能量尽可能多地流向农作物等等 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和15kg玉米 a 先吃鸡再吃玉米 c 先吃玉米同时用一部分玉米喂鸡 吃鸡产下的蛋 最后吃鸡 b 先吃玉米再吃鸡 生态系统的能量流动 概念 过程 特点 实践意义 生态系统中能量的输入 传递 转化和散失过程 能量源头 太阳能 流经生态系统的总能量 生产者所固定的全部太阳能 渠道 食物链和食物网 逐级流动 散失 热能和生物体的各项生命活动 调整生态系统中的能量流动关系 使能量持续高效的流向对人类最有益的部分 生态系统中能量流动是单向的 传递效