52[1].3生态系统的能量流动与物质循环

1、第第2、3节生态系统的能量流动节生态系统的能量流动 与物质循环与物质循环 一、一、能量流动的过程能量流动的过程 （一）概念（一）概念: : 生态系统的能量流动是指生态生态系统的能量流动是指生态 系统中能量的系统中能量的输入输入、传递传递、转化转化和和 散失散失的的过程。过程。 生产者生产者 （植物）（植物） 呼吸作用呼吸作用 初级消费者初级消费者 （植食动物（植食动物） 呼吸作用呼吸作用 次级消费者次级消费者 （肉食动物（肉食动物） 三级消费者三级消费者 （肉食动物（肉食动物） 呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用 分分 解解 者者 呼吸作用呼吸作用 （二）过程（二）过程 太阳能太阳能 2能量的传

2、递、转化、散失能量的传递、转化、散失 (1)传递途径：食物链和食物网。传递途径：食物链和食物网。 (2)传递形式：有机物中的化学能。传递形式：有机物中的化学能。 有机物中的化学能有机物中的化学能即光能即光能 光合作用光合作用 绿色植物绿色植物 (3)传递过程传递过程 流入一个营养级的能量是指被这个营养级的生流入一个营养级的能量是指被这个营养级的生 物所同化的全部能量。物所同化的全部能量。 (4)能量的散失：能量的散失： 以热能形式散失，是能量流动的最后形式。以热能形式散失，是能量流动的最后形式。 2、被牛同化的能量中约、被牛同化的能量中约 有多少流入屎壳郎？有多少流入屎壳郎？ 在草原上，牛以草

3、为食，屎壳郎以牛粪为食在草原上，牛以草为食，屎壳郎以牛粪为食 1、在能量流动的分析中牛粪中所含的能量属于、在能量流动的分析中牛粪中所含的能量属于 哪一部分？哪一部分？生产者固定的太阳能生产者固定的太阳能 0 1.生生态系统的能量源头：态系统的能量源头：太阳能 太阳能 3.能量流动的能量流动的起点：起点： 2.流经生态系统的总能量：流经生态系统的总能量： 生产者所固定的太生产者所固定的太 阳能的总量阳能的总量( (约占约占1%)1%) 能能量流动的量流动的过程总结过程总结 太阳光能太阳光能 前一营养级前一营养级 4.流流动的渠道动的渠道: 生产者固定的太阳能开始生产者固定的太阳能开始 食物链和食

4、物网食物链和食物网 5.能能量在食物链中的流动量在食物链中的流动形式：形式： 6.来源：来源： 生产者生产者 消费者消费者 分解者分解者 生产者、消费者生产者、消费者的遗体的遗体 和排遗和排遗物物 有机物中的化学能有机物中的化学能 7.7.去路：去路： 呼吸作用消耗呼吸作用消耗 被下一营养级的生物所利用被下一营养级的生物所利用 被分解者所利用被分解者所利用 8 8、能量的能量的转化：转化： 9 9、能量散失的主要途径：能量散失的主要途径： 细胞呼吸，主要形细胞呼吸，主要形 式是热能式是热能 生物体生物体 内有机内有机 物中的物中的 化学能化学能 热能热能太阳能太阳能 从生产者从生产者初级消费者

5、初级消费者次级消费者次级消费者三级消三级消 费者费者 （原因：自身呼吸消耗、被分解者分解、（原因：自身呼吸消耗、被分解者分解、 未被下一个营养级利用未被下一个营养级利用 。）。） 二、能量流动的特点二、能量流动的特点 （原因：呼吸作用产生的热量不能被群落重复（原因：呼吸作用产生的热量不能被群落重复 利用）利用） 生态金字塔生态金字塔能量流动模型能量流动模型 类型类型 项目项目 能量金字塔能量金字塔 数量金字塔数量金字塔 生物量金字生物量金字 塔塔 形状形状 特点特点正金字塔形正金字塔形 一般为正金一般为正金 字塔形，有字塔形，有 时会出现倒时会出现倒 金字塔形金字塔形 正金字塔形正金字塔形 类

6、型类型 项目项目 能量金字塔能量金字塔数量金字塔数量金字塔生物量金字塔生物量金字塔 象征象征 含义含义 能量沿食物能量沿食物 链流动过程链流动过程 中具有逐级中具有逐级 递减递减的特性的特性 生物个体数生物个体数 目在食物链目在食物链 中随营养级中随营养级 升高而逐级升高而逐级 递减递减 生物量生物量(现存现存 生物有机物生物有机物 的总质量的总质量)沿沿 食物链流动食物链流动 逐级逐级递减递减 每一阶每一阶 含义含义 食物链中每食物链中每 一营养级生一营养级生 物所含能量物所含能量 的多少的多少 每一营养级生每一营养级生 物个体的数目物个体的数目 每一营养级生每一营养级生 物的总生物量物的总

7、生物量 肉食性动物肉食性动物 12.6 12.6 植食性动物植食性动物 62.8 62.8 生产者生产者 464.6 464.6 能量金字塔能量金字塔 根据单位时间内各个营根据单位时间内各个营 养级所得到的能量数值养级所得到的能量数值 绘制成图，可形成一个绘制成图，可形成一个 金字塔图形金字塔图形 在一个生态系统中在一个生态系统中，营，营 养级越高养级越高，在能量流动，在能量流动 的过程中的过程中消耗的能量就消耗的能量就 越多越多，能量流动是，能量流动是单向单向、 逐级递减逐级递减的。的。 能量金字塔能量金字塔 数量金字塔数量金字塔 迁移创新迁移创新 1、如、如d鱼体重增加鱼体重增加1kg，至

8、少需要浮游植物约，至少需要浮游植物约 125kg 能量传递效率的含义与计算：能量传递效率的含义与计算： 在一食物链中，若求在一食物链中，若求某营养某营养 级级获得最多能量，一般取获得最多能量，一般取20 作为作为传递效率；反之，取传递效率；反之，取10 作为作为传递效率。传递效率。 p181 落落1 落落2 p182 例例1 1 1、帮助人们科学规划、设计人工生态系统，、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。使能量得到最有效的利用。 三、研三、研究能量流动的意义究能量流动的意义 2 2、合理调整能量流动方向，使能量流向对人、合理调整能量流动方向，使能量流向对人 类最有益

9、的部分。类最有益的部分。 生物圈生物圈 生物生物 群落群落 组成生物体的组成生物体的chonps等等元素元素无机无机 环境环境 反复循环反复循环 四、生态系统的物质循环四、生态系统的物质循环 化石燃料化石燃料 大气环境大气环境 生产者生产者 分解者分解者消费者消费者 分解作用分解作用 分解作用分解作用 摄摄 食食 作作 用用 光合作用光合作用 形成形成 石油石油 天然天然 气等气等 形成石油、形成石油、 天然气等天然气等 燃烧作用燃烧作用 呼吸作用呼吸作用 呼吸作用呼吸作用 呼吸作用呼吸作用 （1 1）碳循环的形式：）碳循环的形式： （2 2）碳在自然界中的主要存在形式：）碳在自然界中的主要存

10、在形式： （3 3）碳在生物）碳在生物群落群落的存在形式：的存在形式： （4 4）碳进入生物）碳进入生物群落群落的途径：的途径： （5 5）碳在生物群落中传递途径：）碳在生物群落中传递途径： （6 6）碳从生物群落进入）碳从生物群落进入 无机环境的途径：无机环境的途径： (7) (7)碳循环的特点：碳循环的特点： co2 和碳酸盐和碳酸盐 有机物有机物 主要是光合作用主要是光合作用 食物链和食物食物链和食物 网网 生物的呼吸作用（生物的呼吸作用（主要主要） 分解者的分解作用分解者的分解作用 化石燃料的燃烧化石燃料的燃烧 全球性全球性 反复循环反复循环 co2 生物群落生物群落 无机环境无机环境

11、 co2 co2 p182 落落3 p182 例例2 p183 活学活学 尝试尝试 (1)首先判断双箭头的两端是生产者和大气中首先判断双箭头的两端是生产者和大气中 的的co2库，除双箭头外生产者库，除双箭头外生产者(a)只有出发箭只有出发箭 头，大气头，大气(b)只有接受箭头。只有接受箭头。 (2)消费者消费者(c)接受一个箭头而出发两个，分解接受一个箭头而出发两个，分解 者者(d)则接受两个出发一个，两者之间物质流则接受两个出发一个，两者之间物质流 动方向是从消费者动方向是从消费者(c)到分解者到分解者(d)。 碳循环示意图中生态系统成分的判断碳循环示意图中生态系统成分的判断 联系联系 范围

12、范围 特点特点 物质物质 形式形式 物质循环物质循环能量流动能量流动 项目项目 以有机物有机物形式流动 以无机物无机物形式循环 单向传递、逐级递减单向传递、逐级递减 全球性、反复循环全球性、反复循环 生态系统生态系统生物圈生物圈 （1 1）能量的固定、储存、转移和释放，）能量的固定、储存、转移和释放， 都离不开物质的合成和分解等过程都离不开物质的合成和分解等过程 （2 2）物质是能量流动的）物质是能量流动的载体载体 （3 3）能量是物质反复循环的）能量是物质反复循环的动力动力 五、能量流动与物质循环的关系五、能量流动与物质循环的关系 探究探究“土壤微生物分解作用土壤微生物分解作用” 实例实例1

13、 实例实例2 实验假设实验假设 微生物能分解落叶微生物能分解落叶 使之腐烂使之腐烂 微生物能分解淀粉 实验设计 实验组实验组 对照组对照组 自变量自变量 实验现象 结论分析 对土壤对土壤高温高温处理处理 对土壤不做任何处理对土壤不做任何处理 土壤中是否含微生物土壤中是否含微生物 a杯中加入30ml土壤浸出液 b杯中加入30ml蒸馏水 溶液是否加入土壤浸出液 在相同时间内实验 组落叶腐烂程度小 于对照组 a a1 b a2 b1 b2 （加碘液）（加碘液）不变蓝不变蓝 （加碘液）（加碘液）变蓝变蓝 （加斐林试剂）产 生砖红色沉淀 （加斐林试剂）不 产生砖红色沉淀 微生物对落叶分解作用微生物对落叶

14、分解作用 土壤浸出液中的微生物土壤浸出液中的微生物 能分解淀粉能分解淀粉 p183 尝试尝试 判断下列说法是否正确：判断下列说法是否正确： 1.直接以低营养级的生物为食将消耗生态系统更直接以低营养级的生物为食将消耗生态系统更 多的能量多的能量() 2.生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者 得到的得到的( ) 3.碳循环在生物群落和无机环境之间主要碳循环在生物群落和无机环境之间主要 以有机以有机 物形式循环物形式循环( ) 4.化石燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原化石燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原 因因( ) 5.相邻两个营养级的能量传递效率

15、不会小于相邻两个营养级的能量传递效率不会小于10%， 也不会大于也不会大于20%( ) 6.研究能量流动，可合理设计人工生态系统，高研究能量流动，可合理设计人工生态系统，高 效利用能量效利用能量( ) 根据下图所表示的食物网根据下图所表示的食物网, ,结合能量流动的特结合能量流动的特 点进行计算点进行计算: : 如果牧草固定了如果牧草固定了10001000焦耳的能量焦耳的能量, , 则则 猫头鹰最少能获得猫头鹰最少能获得_焦耳能量焦耳能量, , 最多能最多能 获得获得_焦耳能量焦耳能量. . 牧草牧草 鼠鼠蛇蛇 猫头鹰猫头鹰 1 40 能能 量量 流流 动动 概念：概念： 输入、传递、转化和散失输入、传递、转化和散失 过过 程程 能量的源头：能量的源头： 流经生态系统的总能量：流经生态系统的总能量： 生产者固定的生产者固定的 太阳能