能量流动和物质循环[稻谷书屋]

1、 第三节第三节 能量流动和物质循环能量流动和物质循环 1应用分析 假设你流落在一个荒凉的孤岛上，只有少量的玉米和鸡假设你流落在一个荒凉的孤岛上，只有少量的玉米和鸡 可以食用。那么，使你自己活得最长的办法是（可以食用。那么，使你自己活得最长的办法是（ ） A A、先吃鸡，然后吃玉米、先吃鸡，然后吃玉米 B B、先吃玉米，再吃鸡、先吃玉米，再吃鸡 C C、用玉米喂鸡，然后吃鸡、用玉米喂鸡，然后吃鸡 D D、用玉米喂鸡，先吃鸡蛋，然后再吃鸡、用玉米喂鸡，先吃鸡蛋，然后再吃鸡 2应用分析 v思考：思考： 生态系统中的生态系统中的能量流动能量流动 （1 1）几乎所有的生态系统所需能量都来自哪里？几乎所有

2、的生态系统所需能量都来自哪里？ （3 3）生产者固定的太阳能有哪些去处？生产者固定的太阳能有哪些去处？ （4 4）初级消费者如何获得能量初级消费者如何获得能量? ?获得的能量有哪获得的能量有哪 些去处？些去处？ （2 2）太阳能是如何输入生态系统中的？）太阳能是如何输入生态系统中的？ 3应用分析 照射在草地上的太阳能照射在草地上的太阳能 都被植物固定了吗都被植物固定了吗? ? . 能量流动特点：能量流动特点： 单向流动单向流动 逐级递减逐级递减 4应用分析 自身呼吸作用消耗（热能散失，生命活动）自身呼吸作用消耗（热能散失，生命活动） 食物链和食物网食物链和食物网 散失（呼吸作用）散失（呼吸作用

3、） 散失（分解者）散失（分解者） 传递传递传递传递 输入输入 起点起点: : 始于生产者固定太阳能，始于生产者固定太阳能，即即流经生态系统的总能量。流经生态系统的总能量。 去向去向: : 分解者所利用分解者所利用被下一营养级同化被下一营养级同化 渠道渠道: : 未被利用未被利用 食物链各营养级顺序不可逆；食物链各营养级顺序不可逆； 热能散失后不能再利用热能散失后不能再利用 5应用分析 12.6 62.8 未固定未固定 生产者生产者 464.6 植食性动物植食性动物 62.8 肉食性动物肉食性动物 12.6 请计算请计算能量传递效率能量传递效率（输入后一营养级的能量（输入后一营养级的能量 与输入

4、前一营养级的能量的比）与输入前一营养级的能量的比） 13.5%20% 单位单位（J/cm2 a） 96.3 18.8 7.5 分解者分解者 14.6 14.6 12.5 2.1 微量微量 未利用未利用 327.3 327.3 293 29.3 5.0 赛达伯格湖的能量流动图解赛达伯格湖的能量流动图解 呼吸呼吸 122.6 122.6 P110 6应用分析 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 7应用分析 4.54.5元左右元左右/Kg/Kg 猪肉猪肉1515元左右元左右/Kg/Kg 3.6

5、3.6元左右元左右/Kg/Kg3.03.0元左右元左右/Kg/Kg 鸡肉鸡肉5050元左右元左右/Kg/Kg 3.63.6元左右元左右/Kg/Kg 为什么为什么1Kg1Kg大米大米( (蔬菜蔬菜) )的价格要比的价格要比1Kg1Kg鸡鸡( (猪猪 肉肉) )便宜便宜? ? 8应用分析 问：问： 为什么食物链一般不超过五个营养级为什么食物链一般不超过五个营养级 . . . . . . . 9应用分析 研究能量流动的意义研究能量流动的意义: : 调整能流关系，使能量持续高效地流向对人类调整能流关系，使能量持续高效地流向对人类 有益的部分。有益的部分。 10应用分析 能量流动的能量流动的起点起点：从

6、生产者固定太阳能开始从生产者固定太阳能开始 流经生态系统的总能流经生态系统的总能 能量流动的能量流动的数量：数量： 是生产者所固定的全部太阳能是生产者所固定的全部太阳能 生态系统生态系统 能量流动的能量流动的方向方向：太阳能太阳能第一营养级第一营养级第二第二 能量流动能量流动 营营养级养级第五营养级第五营养级 单向流动单向流动 能量流动的能量流动的特点特点 逐级递减逐级递减,传递效率约为传递效率约为10 设法调整能量流动关系设法调整能量流动关系 使能量流向对人类最有益的部分使能量流向对人类最有益的部分 研究的目的：研究的目的： 小结：小结： 流经生态系统的总能量流经生态系统的总能量是是 生产者

7、所固定的全部太阳能生产者所固定的全部太阳能 设法调整能量流动关系使能量设法调整能量流动关系使能量流向流向对人对人 类类最有益最有益的部分的部分 11应用分析 假设你流落在一个荒凉的孤岛上，只有少量的玉米和鸡假设你流落在一个荒凉的孤岛上，只有少量的玉米和鸡 可以食用。那么，使你自己活得最长的办法是（可以食用。那么，使你自己活得最长的办法是（ ） A A、先吃鸡，然后吃玉米、先吃鸡，然后吃玉米 B B、先吃玉米，再吃鸡、先吃玉米，再吃鸡 C C、用玉米喂鸡，然后吃鸡、用玉米喂鸡，然后吃鸡 D D、用玉米喂鸡，先吃鸡蛋，然后再吃鸡、用玉米喂鸡，先吃鸡蛋，然后再吃鸡 12应用分析 例例1 1：在植物：

8、在植物昆虫昆虫蛙蛙蛇这条食物链中，若蛇蛇这条食物链中，若蛇 增加增加1g1g体重，要消耗植物体重，要消耗植物 A A1000g1000g B B500g 500g C C250g250g D D125g 125g A 巩固：巩固： 例例2 2：大象是植食性动物，有一种蜣螂则专以象粪：大象是植食性动物，有一种蜣螂则专以象粪 为食。设一大象在某段时间所同化的能量为为食。设一大象在某段时间所同化的能量为10107 7kJkJ， 则这部分能量中可流入蜣螂体内的约为则这部分能量中可流入蜣螂体内的约为 A0kJ B106kJ C2106kJ D1062106kJ A 13应用分析 生态系统中的物质循环生态

9、系统中的物质循环 物质循环物质循环的概念的概念 是指组成生物体的是指组成生物体的C C、H H、O O、N N、P P、S S等等 基本元素在基本元素在生态系统生态系统的生物群落与无机环境的生物群落与无机环境 之间反复循环运动之间反复循环运动, ,叫生态系统的叫生态系统的物质循环物质循环。 14应用分析 碳元素约占生物体干重的碳元素约占生物体干重的4949，碳是有，碳是有 机化合物的机化合物的“骨架骨架”，没有碳就没有生命。，没有碳就没有生命。 15应用分析 碳在大气圈和生物群落中的存在形式？碳在大气圈和生物群落中的存在形式？ 碳以什么形式在无机环境和生物群落之间循环？碳以什么形式在无机环境和

10、生物群落之间循环？ 在生物群落中碳如何沿着食物链传给下一个营养级？在生物群落中碳如何沿着食物链传给下一个营养级？ 生物群落中的碳以什么途径回归大气圈？生物群落中的碳以什么途径回归大气圈？ 大气中大气中CO2的含量为什么持续增加？的含量为什么持续增加？ 碳循环碳循环 碳是如何从无机环境进入生物群落的？碳是如何从无机环境进入生物群落的？ 阅读课本阅读课本P112 P112 图图6-126-12，回答以下几个问题：，回答以下几个问题： 16应用分析 生物自身呼吸生物自身呼吸 物质循环物质循环特点特点： 往复循环、重复利用、全球性往复循环、重复利用、全球性 大气中的大气中的CO2 可被消费者和分解者可

11、被消费者和分解者 利用的利用的有机物有机物 光合作用光合作用 生物死亡后被分解生物死亡后被分解 碳循环碳循环 17应用分析 1 1）在生物群落与无机环境之间主要以）在生物群落与无机环境之间主要以 形式循环形式循环 （2 2）碳在自然环境中的存在形式：）碳在自然环境中的存在形式： （3 3）碳在生物体内的存在形式：）碳在生物体内的存在形式： （4 4）碳进入群落的途径：）碳进入群落的途径： （5 5）碳在生物体之间传递途径：）碳在生物体之间传递途径： （6 6）碳进入大气的途径：）碳进入大气的途径： CO2 COCO2 2和碳酸盐和碳酸盐 含碳有机物含碳有机物 绿色植物的光合作用绿色植物的光合作

12、用 食物链（食物网）食物链（食物网） 生物的呼吸作用生物的呼吸作用 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 18应用分析 减排角度：减排角度： 增加吸收量角度：增加吸收量角度： 根据温室效应的成因，请思考减少温室效根据温室效应的成因，请思考减少温室效 应的措施：应的措施： 19应用分析 能量流动与物质循环的关系能量流动与物质循环的关系 1 1、能量能量的固定、转移和释放的固定、转移和释放离不开物质离不开物质的合成和分解；的合成和分解； 2 2、物质是载体，物质是载体，使能量沿着食物链（食物网）流动；使能量沿着食物链（食物网）流动； 能量是动力，能量是动力，使物质能够不断

13、地在生物群落和无机环使物质能够不断地在生物群落和无机环 境之间循环往返。境之间循环往返。 20应用分析 相同：相同： 能量流动和物质循环都是通过能量流动和物质循环都是通过食物链和食物网食物链和食物网的的 渠道实现的。渠道实现的。 区别：区别： 能量能量流经生态系统各个营养级时是流经生态系统各个营养级时是逐级递减逐级递减，而且，而且 运动是运动是单向单向的、不循环的，最终以热能形式丧失。的、不循环的，最终以热能形式丧失。 物质循环物质循环是带有是带有全球性全球性的，在生物群落与无机环境的，在生物群落与无机环境 间物质可以反复出现，反复利用，间物质可以反复出现，反复利用，循环循环运动，不会消运动，

14、不会消 失。失。 物质循环与能量流动的关系物质循环与能量流动的关系 21应用分析 A AB B C C D D E E 下图为生态系统下图为生态系统碳循环碳循环示意图。示意图。A A、B B、C C、D D、E E为生态系为生态系 统的各成分，统的各成分，图中图中“”表示碳的流动方向则：表示碳的流动方向则： A A、B B、C C、D D、E E分别代表分别代表 。 1 1、2 2、3 3分别代表分别代表 。 1 2 3 生产者、分解者、无机环境、初级消费者、次级消费者生产者、分解者、无机环境、初级消费者、次级消费者 呼吸作用、光合作用、捕食呼吸作用、光合作用、捕食 练一下练一下 22应用分析

15、 少量砍伐少量砍伐森林中的树木，森林中的树木， 森林的结构功能不会被破坏。森林的结构功能不会被破坏。 23应用分析 草原上草原上适量放养适量放养牲畜，牲畜， 草原不至于被破坏。草原不至于被破坏。 24应用分析 适度捕捉适度捕捉生态系统中的动物，也不生态系统中的动物，也不 会导致种群严重减小，更不会灭绝。会导致种群严重减小，更不会灭绝。 25应用分析 生态系统在不断地发展变化着。但对于一个生态系统在不断地发展变化着。但对于一个 相对成熟的生态系统来说，系统中的各种变化相对成熟的生态系统来说，系统中的各种变化只只 要不超出一定限度要不超出一定限度，生态系统的结构与功能就不，生态系统的结构与功能就不

16、 会发生大的改变会发生大的改变, , 这就是这就是生态系统的稳态生态系统的稳态 1.1.生态系统的稳态生态系统的稳态 第四节第四节 生态系统的稳态及其调节生态系统的稳态及其调节 生态系统内部所有成分彼此相互协调，保生态系统内部所有成分彼此相互协调，保 持稳定，通过持稳定，通过自我调节自我调节形成。形成。 26应用分析 兔数量增加兔数量增加 兔数量减少兔数量减少 植物减少植物减少 植物增多植物增多 兔吃植物量增加兔吃植物量增加 兔吃植物量减少兔吃植物量减少 兔食物增加兔食物增加 兔因饥饿死亡兔因饥饿死亡 负反馈调节负反馈调节: : 27应用分析 正反馈调节正反馈调节: : 湖泊受到了污染湖泊受到

17、了污染 鱼类大量死亡鱼类大量死亡 死鱼腐烂死鱼腐烂 （+） P116-117 28应用分析 当生态系统达到最稳定状态时，它当生态系统达到最稳定状态时，它 能再很大程度上克服和消除外来干扰，能再很大程度上克服和消除外来干扰， 保持自身的稳定性。保持自身的稳定性。 但是。但是。 29应用分析 提高生态系统的稳定性，我们可以提高生态系统的稳定性，我们可以 做些什么呢？做些什么呢？ 1.1.控制对生态系统干扰的程度控制对生态系统干扰的程度, ,对生态系统的对生态系统的 利用应该适度利用应该适度, ,不应超过生态系统的自我调不应超过生态系统的自我调 节能力。节能力。 2.2.对人类利用强度较大的生态系统

18、，对人类利用强度较大的生态系统，应实施应实施 相应的物质、能量投入，保证生态系统内部相应的物质、能量投入，保证生态系统内部 结构与功能的协调。结构与功能的协调。 30应用分析 1.在一个生态系统中，在一个生态系统中，a a、b b、c c、d d四种生物，由于食四种生物，由于食 物关系形成如下几种结构，其中最稳定的是物关系形成如下几种结构，其中最稳定的是 B B 2.2.自然林区的马尾松一般不会发生大面积虫害，但有些人自然林区的马尾松一般不会发生大面积虫害，但有些人 工马尾松林常会发生严重的松毛虫危害，其原因是工马尾松林常会发生严重的松毛虫危害，其原因是 A A松毛虫繁殖能力强松毛虫繁殖能力强

19、 B B马尾松抗害虫能力差马尾松抗害虫能力差 C C营养结构简单营养结构简单 D D气候适宜松毛虫生长气候适宜松毛虫生长 C C 31应用分析 32应用分析 憧憬憧憬 33应用分析 憧憬憧憬 34应用分析 35应用分析 第七章第七章 人类与环境人类与环境 36应用分析 生物圈生物圈概念概念： 是指地球有是指地球有生物存在生物存在的部分，包括的部分，包括所有生物所有生物及其及其生生 存环境存环境，它是地球表面不连续的一个，它是地球表面不连续的一个薄层薄层，是最大的生，是最大的生 态系统。态系统。 分布分布 范围范围 高：高：副生物圈带副生物圈带，离地面，离地面10000m10000m处或更高，处

20、或更高， 包括细菌和真菌孢子。包括细菌和真菌孢子。 低：低：深海热裂口深海热裂口（热气和热水喷涌，生活着（热气和热水喷涌，生活着 独特适应性的瓣鳃类，多毛类和甲壳类）。独特适应性的瓣鳃类，多毛类和甲壳类）。 37应用分析 人类对全球环境的影响人类对全球环境的影响主要表现主要表现： 一）温室效应与全球变暖一）温室效应与全球变暖 二）臭氧减少危及地球所有生物二）臭氧减少危及地球所有生物 三）全球各地普降酸雨三）全球各地普降酸雨 四）水体污染四）水体污染 五）物种灭绝与五）物种灭绝与生物多样性生物多样性下降下降 P130 38应用分析 工业废水、生活污水、农田排水工业废水、生活污水、农田排水 汇汇

21、集集 池塘、湖泊、海湾（水中池塘、湖泊、海湾（水中N N、P P等矿质元素增多）等矿质元素增多） 导导 致致 藻类植物、浮游生物大量繁殖藻类植物、浮游生物大量繁殖 死死 亡亡 藻类植物、浮游生物遗体由需氧微生物进行分解藻类植物、浮游生物遗体由需氧微生物进行分解 厌氧厌氧 微生物微生物 硫化氢、甲烷等有毒物质硫化氢、甲烷等有毒物质 水中溶解氧减少水中溶解氧减少 鱼类、其他水生生物死亡鱼类、其他水生生物死亡 水华或赤潮水华或赤潮 大量耗氧大量耗氧 水体的水体的富营养化富营养化污染污染 39应用分析 生物圈生物圈2 2号号 1991年，年，8个人被送进个人被送进“生物圈二生物圈二 号号”，本来预期他

22、们与世隔绝两年，可以本来预期他们与世隔绝两年，可以 靠吃自己生产的粮食，呼吸植物释放的氧靠吃自己生产的粮食，呼吸植物释放的氧 气，饮用生态系统自然净化的水生存。气，饮用生态系统自然净化的水生存。但但 18个月之后，个月之后，“生物圈二号生物圈二号”系统严重失系统严重失 去平衡：氧气浓度从去平衡：氧气浓度从21%降至降至14%，不足，不足 以维持研究者的生命，输入氧气加以补救以维持研究者的生命，输入氧气加以补救 也无济于事；原有的也无济于事；原有的25种小动物，种小动物，19种灭种灭 绝；为植物传播花粉的昆虫全部死亡，植绝；为植物传播花粉的昆虫全部死亡，植 物也无法繁殖。事后的研究发现：细菌在物也无法繁殖。事后的研究发现：细菌在 分解土