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2 新人教版必修3.ppt

以下哪种生存策略能维持更长时间 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 假设你像小说中的鲁宾逊一样 流落在一个荒岛上 那里除了有能饮用的水以外 几乎没有任何食物 你随身尚存的食物只有一只母鸡 15kg玉米 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 生态系统的主要功能之一 一 生态系统能量流动的定义 p93 用于主动运输 atp 用于各种运动 如肌细胞收缩 用于生物放电 用于细胞内各种吸能反应 用于生物发光 用于大脑思考 呼吸作用 葡萄糖等氧化分解 等释放能量 放能反应 合成 水解 生命活动 需 吸能反应 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 能量流经一个种群的情况 能量输入 种群 能量储存 能量散失 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 是生态系统的主要功能之一 二 能量流动的过程 一 能量流动的定义 草的能量是怎样获得的 草 兔 狐 草的能量的获得 光合作用 生产者固定的太阳能 第一营养级同化量 草的能量有哪些去向 草 兔 狐 呼吸作用散失 分解者分解 草的能量的去向 供下一营养级 呼吸作用散失 用于生长 发育 繁殖 遗体 残枝败叶 分解者 初级消费者摄食 1 流经第一营养级的能量p94 生产者固定的太阳能 同化量 第一营养级同化量 固定太阳能 呼吸作用散失 呼吸作用散失 生长发育繁殖 遗体等 初级消费者摄食 兔子的能量是怎样获得的 草 兔 狐 兔子把草吃进肚里 这些能量都被兔子吸收了吗 草 兔 狐 摄入量 同化量 粪便量 摄入量 同化量 粪便量 摄入量 食物的总量同化量 经消化吸收后储存的能量 2 流经第二营养级的能量 兔子吸收的能量有哪些去向 草 兔 狐 第一营养级同化量 呼吸作用散失 呼吸作用散失 生长发育繁殖 遗体等 初级消费者摄食 第二营养级同化量 呼吸作用散失 呼吸作用散失 生长发育繁殖 遗体等 次级消费者摄食 初级消费者摄入 用于生长发育和繁殖 次级消费者摄入 散失 遗体残骸 初级消费者同化 分解者利用 粪便 散失 示意图p94 第二营养级同化量 摄入量 粪便量 呼吸作用 呼吸作用 呼吸作用散失 呼吸作用散失 生长发育繁殖 遗体等 次级消费者摄食 狐狸能量的来源和去向有哪些 草 兔 狐 第三营养级同化量 摄入量 粪便量 呼吸作用散失 生长发育繁殖 呼吸作用散失 遗体等 三级消费者摄食 初级消费者摄入 用于生长发育和繁殖 次级消费者摄入 散失 遗体残骸 初级消费者同化 分解者利用 粪便 散失 示意图p94 第二营养级同化量 摄入量 粪便量 呼吸作用 呼吸作用 呼吸作用散失 呼吸作用散失 生长发育繁殖 遗体等 次级消费者摄食 来自上一营养级的能量 呼吸散失 遗体 残枝败叶 分解者 初级消费者摄食 生产者固定的太阳能 初级消费者同化 初级消费者粪便 某营养级同化量 呼吸作用散失 遗体等 下营养级摄食 呼吸作用散失 遗体等 下营养级粪便 下营养级同化量 呼吸作用散失 被分解者利用 下一营养级同化量 分解者 遗体残骸 次级消费者摄入 次级消费者粪便 次级消费者同化 呼吸散失 3 生态系统的能量流动p94 生产者 植物 呼吸作用 初级消费者 植食动物 呼吸作用 次级消费者 肉食动物 呼吸作用 分解者 呼吸 三级消费者 肉食动物 呼吸作用 某营养级同化量 呼吸作用散失 遗体等 下营养级摄食 呼吸作用散失 遗体等 下营养级粪便 下营养级同化量 呼吸作用散失 被分解者利用 下一营养级同化量 3 生态系统的能量流动p94 生产者 植物 呼吸作用 初级消费者 植食动物 呼吸作用 次级消费者 肉食动物 呼吸作用 分解者 呼吸 三级消费者 肉食动物 呼吸作用 该营养级遗体等 下一营养级粪便 流经食物链的总能量 营养级同化的能量 呼吸作用散失的热能 生态系统能量流动的过程 完成教材p94 思考与讨论 输入 传递 散失 思考与讨论 课本p94 1 是的 能量在生态系统中流动 转化后 一部分储存在生态系统 生物体有机物 中 而另一部分被利用 散发至无机环境中 两者之和与流入生态系统的能量相等 2 不能 能量流动是单向的 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 归纳一 能量流动的过程 主要以热能的形式 1 下列叙述正确的是 a 当狼吃掉一只兔时 就获得了兔的全部能量b 当狼捕食兔并经同化作用合成自身有机物时 能量就从第一营养级流入了第二营养级c 生产者通过光合作用制造了有机物时 能量就由非生物环境流入了生物群落d 生态系统的能量流动时往复循环的 c 2 某同学绘制了下图所示的能量流动图解 下列叙述正确的是 a 生产者固定的总能量可表示为 a1 b1 c1 a2 b2 c2 d2 b b2表示初级消费者用于生长 发育 繁殖的能量c 流入初级消费者的能量为 a2 b2 c2 d w1 d1 d2 a 3 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 a 64 b 84 c 16 d 52 a 同化量 摄入量 粪便量 4 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 0b 10 mc 10 20 md 不知道 a 三 能量流动的特点 赛达伯格湖的能量流动p95资料分析 327 3 122 6 14 6 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 1和2 20 25 资料分析 p95 3 提示 流入某一营养级的能量主要有以下去向 一部分通过该营养级的呼吸作用散失了 一部分作为排出物 遗体或残枝败叶不能进入下一营养级 而为分解者所利用 还有一部分未能进入 未被捕食 下一营养级 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 4 提示 生态系统中能量流动是单向的 能量在流动过程中逐级递减 20 25 三 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 能量金字塔 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4 5个营养级 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图形 叫做能量金字塔 塔基是生产者 塔形是正锥形 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 数量金字塔存在吗 思考题 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 一般是金字塔形 有例外 小结 能量流动的起点 能量流动的途径 能量的变化情况 生产者的能量来源 分解者的能量来源 各级消费者的能量来源 流入某营养级的能量是 能量流动特点 生产者 食物链和食物网 以有机物的形式 太阳能 化学能 热能 主要来自太阳能 生产者和消费者 上一营养级 该营养级所同化的量 单向流动 不循环 逐级递减 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 巩固练习 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 思考与讨论 p96 提示 桑基鱼塘 的设计理念是从人类所需出发 通过能量多级利用 充分利用流经各营养级的能量 提高生产效益 调查 p97 参考调查点 稻田生态系统组成成分 1 非生物的物质和能量 2 生产者 水稻 杂草 浮游植物等 3 消费者 田螺 泥鳅 黄鳝 鱼 青蛙 浮游动物 昆虫 鸟类等 4 分解者 多种微生物 问题提示 1 生产者主体是水稻 其他生产者有杂草 浮游植物等 农民主要通过喷洒除草剂 或人工除草的方式抑制杂草的生长 2 初级消费者有 田螺 浮游动物 植食性昆虫 植食性鱼 鸟类等 一般而言 植食性昆虫和鸟类等往往对水稻生长构成危害 田螺 植食性鱼数量较多时也会对水稻生长构成危害 农民采取喷洒农药 竖稻草人等措施防止或减少这些动物的危害 3 次级消费者有 泥鳅 黄鳝 肉食性鱼 青蛙等 一般而言 这些消费者对水稻生长利大于害 农民通过禁捕 或适量放养等措施 实现生态农业的目标 5 农民对秸秆的传统处理方式有焚烧或填埋等 现代农业提出了综合利用思想 例如 秸秆可作为多种工业原材料 还可以用来生产沼气 以充分利用其中的能量 6 主要通过合理密植的方法提高作物的光能利用效率 7 通过稻田养鱼等措施 实现立体化生态农业 通过建造沼气池 实现能量的多级利用 技能训练 分析和处理数据 p97 提示 这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是6687 5kg 计算公式是 12 18 12 2675 这些葡萄糖储存的能量是1 07 108kj 计算公式是eg mg 1 6 104 这些玉米呼吸作用消耗的能量是3 272 107kj 计算公式为 e呼 mg 1 6 104 这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是1 3972 108kj 计算公式为e固 eg e呼 呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例是23 4 这块玉米田的太阳能利用效率是1 64 计算公式为 1 3972 108 8 5 109 旁栏思考题 p96 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动物的要多 与此同理 成千上万只昆虫生活在一株大树上 该数量金字塔的塔形也会发生倒置 练习 p98 基础题 1 a 2 d 3 b 拓展题 2 图b所示生态系统中流向分解者的能量 还有一部分可以以生活能源或食物中化学能的形式被人类再度利用 因此 该生态系统实现了能量的多级 充分利用 提高了能量的利用率 2 提示 不能 在一个封闭的系统中 物质总是由有序朝着无序的方向 熵增加 发展 硅藻能利用获取的营养通过自身的新陈代谢作用释放能量 依靠能量完成物质由无序向有序的转化 维持其生命活动 固定的太阳能总量 食物链和食物网 化学能 化学能 热能 2 以第二营养级为例分析能量的分流 消耗量 被捕食者被消耗者 捕食者 取食的部分 摄入量 消耗者摄入体内的能量 同化量 消耗者经过消化和吸收后转化为自身的能量 呼吸量 通过呼吸消耗的体内同化的能量 同化量 摄入量 粪便中有机物量 消耗量 摄入量 同化量 呼吸量 能量的散失 散失的能量是通过生产者 消费者和分解者的呼吸作用分解有机物而产生的 最终以热能形式散失 二 能量流动特点及原因分析 1 单向流动 能量流动是沿食物链进行的 食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果 是不可逆转的 各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用 因此能量流动无法循环 2 逐级递减 各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量 各营养级的能量都会有一部分流入分解者 包括未被下一营养级生物利用的部分 3 能量传递效率 一般说来 能量传递的平均效率大约为10 20 能量的最值计算 计算能量的问题时 如遇到 至少需要 最多利用 等字眼 所选用的传递效率为20 在食物网中应选最短食物链计算 如遇到 最大消耗 最少利用 等字眼 所选用的传递效率为10 在食物网中则应选最长的食物链计算 100 设食物链a b c d 分情况讨论 要点补充 新陈代谢中的同化作用和异化作用 新陈代谢 同化作用 异化作用 把外界环境中获取的营养物质 转变成自身的组成物质 储存能量 释放能量 分解自身的一部分组成物质 把分解的最终产物排出体外 能量单向流动的原因 食物链中各营养级的顺序是不可逆转的 各营养级的能量总是趋于以呼吸作用产生热能而散失掉 而不被生态系统利用 所以能量不能循环 能量流动过程中逐级递减