第三节能量流动和物质循环.

1、 小红为了减肥，今天的早小红为了减肥，今天的早餐只吃了一些青菜，请写出餐只吃了一些青菜，请写出一条以小红为终点的食物链一条以小红为终点的食物链。青菜青菜 小红小红青菜中能量的来源和去向青菜中能量的来源和去向青菜青菜光合作用光合作用残枝落叶残枝落叶分解者分解者小红摄入小红摄入热能热能呼吸作用呼吸作用自身生长自身生长发育繁殖发育繁殖小红摄入小红摄入体内的体内的同化到小同化到小红体内的红体内的用于小红用于小红自身生长自身生长发育发育粪便粪便分解者分解者利用利用呼吸呼吸散失散失呼吸呼吸散失散失1 1、什么叫未固定？什么叫未利用？、什么叫未固定？什么叫未利用？2 2、流经该生态系统的总能量是多少？流入植

2、食动物、流经该生态系统的总能量是多少？流入植食动物和肉食动物体内的能量又是多少？和肉食动物体内的能量又是多少？3 3、如何计算能量的传递效率？即流出该营养级的能、如何计算能量的传递效率？即流出该营养级的能量占流入该营养级能量的百分比？量占流入该营养级能量的百分比？流经该生态系统的总能量是多少？流经该生态系统的总能量是多少？流入植食动物和肉食动物体内的能流入植食动物和肉食动物体内的能量又是多少？量又是多少？如何计算能量的传递效率？如何计算能量的传递效率？ 下一营养级的同化量下一营养级的同化量 传递效率传递效率= 上一营养级的同化量上一营养级的同化量能量流动的特点：能量流动的特点：（1 1）单向流

3、动）单向流动 从生产者从生产者初级消费者初级消费者次级消费者次级消费者三级消费者三级消费者 （2 2）逐级递减）逐级递减 传递效率一般只有约传递效率一般只有约10%10%（10%10%20%20%）通过各营养级的能量使逐级递减的通过各营养级的能量使逐级递减的原因：原因：各营养级不可能百分之百地利用前一营养各营养级不可能百分之百地利用前一营养级的生物量，总有一部分会自然死亡和被级的生物量，总有一部分会自然死亡和被分解者所利用。分解者所利用。各营养级的同化率也不是百分之百的，总各营养级的同化率也不是百分之百的，总有一部分变成排泄物而流于环境，为分解有一部分变成排泄物而流于环境，为分解者所利用。者所

4、利用。各营养级要维持自身的生命活动，总要消各营养级要维持自身的生命活动，总要消耗一部分能量，这部分能量变成热能而散耗一部分能量，这部分能量变成热能而散失掉。失掉。鼬类利用部分鼬类利用部分1 1、为什么说、为什么说“一山难容二虎一山难容二虎”? ?2 2、为什么肉类食品的价格比小白菜价格高？、为什么肉类食品的价格比小白菜价格高？3 3、食物链中的营养级能不能无限多、食物链中的营养级能不能无限多? ?4 4、为什么说生态系统必须不断地从外界输入、为什么说生态系统必须不断地从外界输入能量才能维持其正常功能能量才能维持其正常功能? ?第一营养级第一营养级第二营养级第二营养级第三营养级第三营养级第四营养

5、级第四营养级能量金字塔能量金字塔若每个营养级获取的能量全部用于增加体重，能量传递若每个营养级获取的能量全部用于增加体重，能量传递效率按效率按10%10%计算，则如果使计算，则如果使D D鱼体重增加鱼体重增加1kg,1kg,需浮游植物需浮游植物约约 。1000kg1000kg若每个营养级获取的能量全部用于增加体重，能量传递若每个营养级获取的能量全部用于增加体重，能量传递效率按效率按10%-20%10%-20%计算，则如果使计算，则如果使D D鱼体重增加鱼体重增加1kg,1kg,至少所至少所需浮游植物约需浮游植物约 ，最多需，最多需 。1000kg1000kg125kg125kg第一营养级第一营养

6、级第二营养级第二营养级第三营养级第三营养级第四营养级第四营养级能量金字塔能量金字塔如果一个人食物有如果一个人食物有1/21/2来自绿色食物，来自绿色食物，1/41/4来自来自小型肉食动物，小型肉食动物，1/41/4来自羊肉，假如传递效率来自羊肉，假如传递效率为为10%10%。那么该人每增加。那么该人每增加1 1千克体重的，约消耗千克体重的，约消耗植物植物( )( )A A1010千克千克 B B2828千克千克 C C100100千克千克 D D280280千克千克思考题思考题 如何充分利用农田生态系统中的水稻？如何充分利用农田生态系统中的水稻？提供粮食提供粮食提供饲料喂家禽、家畜提供饲料喂家

7、禽、家畜制沼气燃料等制沼气燃料等秸杆做食用菌养料秸杆做食用菌养料农作物农作物家禽家畜家禽家畜沼气池沼气池( (含微生物含微生物) )食用菌食用菌人人粪肥粪肥沼渣沼液作肥料沼渣沼液作肥料粪粪肥肥燃料燃料饲料饲料秸秆秸秆菌渣等菌渣等粪便粪便粪便粪便沼渣沼渣食食物物食食物物食物食物秸秆秸秆农作物农作物家禽、家畜家禽、家畜人人饲料饲料粪肥粪肥食物食物粪肥粪肥食物食物农作物农作物家禽、家畜家禽、家畜人人 沼气池沼气池（含微生物）（含微生物）食用菌食用菌粪便粪便粪便粪便燃料燃料饲料饲料粪便粪便菌渣等菌渣等沼渣沼渣 沼液沼液作肥料作肥料秸秆秸秆试分析哪个生态系统能量利用率高？试分析哪个生态系统能量利用率高？

8、研究能量流动的实践意义研究能量流动的实践意义：1 1、实现能量的多级利用、实现能量的多级利用2 2、使能量持续高效流向对人类最有益、使能量持续高效流向对人类最有益 的部分的部分为什么维持生态系统所需的大量物质，为什么维持生态系统所需的大量物质，没有被生命活动所耗尽？没有被生命活动所耗尽？物质循环物质循环1 1、概念、概念 组成生物体的组成生物体的C C、H H、O O、N N、P P、S S等元素等元素，都不断进行着都不断进行着从无机环境到生物群落从无机环境到生物群落，又，又从从生物群落到无机环境生物群落到无机环境的的循环循环过程。过程。2 2、范围、范围生物圈生物圈3 3、特点、特点往复循环

9、、重复利用、全球性往复循环、重复利用、全球性4 4、类型、类型水循环、水循环、碳循环碳循环、氮循环氮循环COCO2 2、有机物、有机物COCO2 2 形式形式通过捕食关系通过捕食关系主要是呼吸作用主要是呼吸作用大量燃烧化石燃料大量燃烧化石燃料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

10、含量为什么持续增加？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？绿色植物光合作用绿色植物光合作用植被的大量破坏植被的大量破坏（1）碳循环的形式：（2）碳在自然界中的存在形式：（3）碳在生物体内的存在形式：（4）碳进入生物体的途径：（5）碳在生物体之间传递途径：（6）碳进入大气的途径：COCO2 2COCO2 2和碳酸盐和碳酸盐含碳有机物含碳有机物光合作用和化能合成作用光合作用和化能合成作用食物链或食物网食物链或食物网 生物的呼吸作用生物的呼吸作用分解者有分解作用分解者有分解作用化石燃料的燃烧化石燃料的燃烧项目项目能量流动能量流动物质循环物质循环过程过程特点特点范围范围联

11、系联系单向流动、逐级递减单向流动、逐级递减反复利用、循环流动反复利用、循环流动生态系统的生态系统的各营养级各营养级生物圈生物圈能量流动和物质循环二者相互伴随，能量流动和物质循环二者相互伴随，相辅相承，物质为能量流动提供相辅相承，物质为能量流动提供载载体体；能量为物质循环提供能量为物质循环提供动力动力。沿食物链，单向流动沿食物链，单向流动无机环境与生物群落间无机环境与生物群落间循环循环A AB BC CD DE E图中所示为生态系统碳循环示意图。图中图中所示为生态系统碳循环示意图。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

12、 2、3 3分别代表分别代表 。123生产者、分解者、生产者、分解者、COCO2 2、初级消费者、次级消费者、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、捕食生物量生物量 某一时刻的生物量就是以往生态系统所累某一时刻的生物量就是以往生态系统所累积下来的活有机物质总量。积下来的活有机物质总量。 生物量通常用平均每平方米生物体的生物量通常用平均每平方米生物体的干重干重（g/m2）或能值（）或能值（J/m2）来表示。）来表示。次级生产量次级生产量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

13、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负反馈调节负反馈调节正反馈正反馈正反馈正反馈湖泊受到了污染湖泊受到了污染 鱼类死亡鱼类死亡死鱼腐烂死鱼腐烂（+）第七章第七章 人类与环境人类与环境第一节第一节 生物圈生物圈整个地球表面分布着三个圈层：整个地球表面分布着三个圈层： 大气圈、水圈、岩石圈大气圈、水圈、岩石圈一、生物圈一、生物圈1 1、定义、定义: :指地球指地球有生物存在的部分有生物存在的部分，包括，包括所所有生物及其生存环境有生物及其生存环境，它是地球表面，它是地球表面不连不连续的一个薄层续的一个薄层，是最大的生态系统。，是最大的生态系统。2、范围：、范围：大气圈的底部大

14、气圈的底部 水圈的全部水圈的全部 岩石圈的上部岩石圈的上部离地面离地面10000m10000m处或更高处或更高深海深海10000m10000m处或更深处或更深3、厚度、厚度最高：最高：最低：最低：副生物圈带副生物圈带深海热裂口深海热裂口主要生命形式：主要生命形式：细菌和真菌孢子细菌和真菌孢子主要生命形式：主要生命形式： 瓣鳃类、多毛类和甲壳类瓣鳃类、多毛类和甲壳类深深海海热热裂裂口口化能合成微生物化能合成微生物 深海热裂口的生态系统与地球表面其他生深海热裂口的生态系统与地球表面其他生态系统相比有什么不同？研究这一生态系统有态系统相比有什么不同？研究这一生态系统有什么意义？什么意义？自然环境：自

15、然环境：能量来源：能量来源：代谢途径：代谢途径：完全黑暗、温度极高、压力极大完全黑暗、温度极高、压力极大地热和硫化氢的氧化地热和硫化氢的氧化生产者利用化能合成作用合成有机物生产者利用化能合成作用合成有机物a.a.丰富人们对生物适应性、多样性的认识；丰富人们对生物适应性、多样性的认识；b.b.对研究生物抗高温、抗高压的机理有重要价值对研究生物抗高温、抗高压的机理有重要价值c.c.对研究生命的起源和生物的进化有一定的意义。对研究生命的起源和生物的进化有一定的意义。（有光、常温、常压）（有光、常温、常压）（太阳光能）（太阳光能）（生产者利用光合作用合成有机物）（生产者利用光合作用合成有机物）生物圈为

16、生物的生存提供基本条件：生物圈为生物的生存提供基本条件： 制造氧气，生产食物，处理废物和维持所有制造氧气，生产食物，处理废物和维持所有生物的生存。生物的生存。生命维持系统生命维持系统4、生物圈对于生物的重要意义：、生物圈对于生物的重要意义：5、特点：、特点：（1）从其功能看：）从其功能看： 是一个是一个无限复杂的生物化学系统，无限复杂的生物化学系统，借助生借助生物多样性，吸收、转化、加工和贮存太阳能。物多样性，吸收、转化、加工和贮存太阳能。（2 2）从其生物成分看：）从其生物成分看： 构成生物圈的各种生物的构成生物圈的各种生物的DNADNA、RNARNA、蛋白、蛋白质、脂质和糖类的结构均相似。

17、质、脂质和糖类的结构均相似。复杂性复杂性统一性统一性一、全球人口现状及前景一、全球人口现状及前景1987年年7月月11日日50亿亿1999年年10月月12日日60亿亿2050年预计年预计世界人口将达世界人口将达92亿亿2006年年2月月26日日 65亿亿1974年年40亿亿1960年年30亿亿 目前，全球平均每秒钟便有目前，全球平均每秒钟便有4.44.4个婴儿个婴儿降生，不仅出生率令人震惊，而且分布也降生，不仅出生率令人震惊，而且分布也相当不平衡，相当不平衡，约约57%57%的新生人口集中在亚洲的新生人口集中在亚洲，26%26%在非洲，在非洲，9%9%在南美，在南美，5%5%在欧洲，在欧洲，3

18、%3%在在北美，不到北美，不到1%1%在大洋洲。在大洋洲。 目前世界人口增长速度是每天增加大约目前世界人口增长速度是每天增加大约20万万人，相当于一个有一定规模的城市的人，相当于一个有一定规模的城市的人口。人口。 目前世界上人口最多的目前世界上人口最多的5个国家依次为：个国家依次为： 中国（中国（1313亿）亿） 印度（印度（1111亿）亿） 美国（美国（2.972.97亿）亿） 印尼（印尼（2.232.23亿）亿） 巴西（巴西（1.811.81亿）亿） 预计到预计到20502050年，印度将拥有年，印度将拥有1616亿人口，亿人口，超过中国成为世界第一人口大国，而中国以超过中国成为世界第一人

19、口大国，而中国以1414亿人口居第二位。亿人口居第二位。我国人口近几百年来为什么会持续增多？我国人口近几百年来为什么会持续增多？ （1 1）出生率较高和逐渐下降的死亡率，形成了巨大的）出生率较高和逐渐下降的死亡率，形成了巨大的“落差落差”，从而使人口增长加快。，从而使人口增长加快。（2 2）人口基数过大。）人口基数过大。思考：人口的持续增多，给我们带来了哪些影响？四、人口增长对生态环境的影响四、人口增长对生态环境的影响人有多人有多种需求种需求水水粮食粮食森林、草原、燃料和矿森林、草原、燃料和矿物质等多种物质等多种自然资源自然资源以以及一定的及一定的生存空间。生存空间。精神精神需求需求人口增长人

20、口增长燃料需求增加燃料需求增加人均耕地减少人均耕地减少植被破坏植被破坏耕地退化耕地退化自然灾害频繁自然灾害频繁农作物产量下降农作物产量下降开垦土地开垦土地需要更多劳动力需要更多劳动力人口继续增加人口继续增加 人口增长过快，不仅会造成人口增长过快，不仅会造成交通堵塞、交通堵塞、居住条件差、就业困难、饥饿贫困居住条件差、就业困难、饥饿贫困等问题，等问题，还会造成还会造成环境污染加剧环境污染加剧，生态环境恶化，生态环境恶化，森林、草原、耕地等各类土地资源以及水森林、草原、耕地等各类土地资源以及水资源、矿产资源等资源、矿产资源等自然资源数量的减少自然资源数量的减少（特别是人均拥有量锐减）等一系列问题。

21、（特别是人均拥有量锐减）等一系列问题。 计划生育政策是我国的基本国策！计划生育政策是我国的基本国策！ 20 20世纪世纪7070年代以来，我国全面推进了计划生育工作年代以来，我国全面推进了计划生育工作； 19821982年，我国将计划生育确定为一项基本国策；年，我国将计划生育确定为一项基本国策； 20012001年，我国颁布了年，我国颁布了人口与计划生育法人口与计划生育法从而把计划从而把计划生育的方针政策和制度措施等用法律形式确定下来。生育的方针政策和制度措施等用法律形式确定下来。 通过通过降低人口出生率降低人口出生率，做到自我控，做到自我控制，从而计划地控制人口，使人口制，从而计划地控制人口

22、，使人口在低在低出生率和低死亡率的基础上保持平衡出生率和低死亡率的基础上保持平衡。四、协调人口增长与环境的关系，促进四、协调人口增长与环境的关系，促进人与自然人与自然和谐发展和谐发展1 1、控制人口增长、控制人口增长2 2、加大保护环境和资源的力度、加大保护环境和资源的力度 如如: :植树种草，退耕还林、退耕还草、退耕植树种草，退耕还林、退耕还草、退耕还湖，防止沙漠化；还湖，防止沙漠化； 监控、治理江河湖泊及海域的污染；监控、治理江河湖泊及海域的污染； 加强生物多样性的保护和自然保护区建设，加强生物多样性的保护和自然保护区建设，以及推进生态农业等。以及推进生态农业等。第三节第三节 人类对全球环

23、境的影响人类对全球环境的影响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）物种灭绝与生物多样性下降五）物种灭绝与生物多样性下降一一、温室效应温室效应形成原因形成原因化石燃料的大量燃烧，导致化石燃料的大量燃烧，导致大气中大气中CO2的含量增多。的含量增多。一一、温室效应温室效应 危危 害害全球气候变暖；海平面上升。全球气候变暖；海平面上升。一一、温室效应温室效应防治措施防治措施减少化石燃料的燃烧；开发新减少化石燃

24、料的燃烧；开发新能源；大量植树造林。能源；大量植树造林。二二、臭氧层破环臭氧层破环形成原因形成原因空气中的氟利昂等物质空气中的氟利昂等物质大量排放。大量排放。危危 害害导致人患皮肤癌，白内障导致人患皮肤癌，白内障等疾病；植物的光合作用等疾病；植物的光合作用受到抑制，农作物减产。受到抑制，农作物减产。措措 施施减少氮氧化物和氯氟烃的排减少氮氧化物和氯氟烃的排放。放。三三、酸雨酸雨形成原因：形成原因：硫的氧化物，煤，石油等化石燃硫的氧化物，煤，石油等化石燃料的大量燃烧导致大气中料的大量燃烧导致大气中SO2氮氮的氧化物含量增多。的氧化物含量增多。燃烧煤、石油和天然气燃烧煤、石油和天然气 S和和N的氧

25、化的氧化物物 + 大气中的水气大气中的水气 硫酸和硝酸硫酸和硝酸 酸雨酸雨危害：危害：水体酸化，影响动物的生长发育，水体酸化，影响动物的生长发育，伤害植物的叶和芽，腐蚀建筑物和伤害植物的叶和芽，腐蚀建筑物和金属材料。金属材料。防治措施：防治措施：减少化石燃料的燃烧；使用脱减少化石燃料的燃烧；使用脱硫煤；开发新能源；植物造林硫煤；开发新能源；植物造林四、水体污染水体污染形成原因：形成原因：生活污水，工业废水进入海洋生活污水，工业废水进入海洋水体，海洋运输时石油泄漏和水体，海洋运输时石油泄漏和倾倒污染物等。倾倒污染物等。危害危害：水体富营养化，若表现在海洋中称为水体富营养化，若表现在海洋中称为赤潮

26、；若表现在湖泊等淡水流域称为赤潮；若表现在湖泊等淡水流域称为水华水华工业废水、生活污水、农田排水工业废水、生活污水、农田排水汇汇 集集池塘、湖泊、海湾（水中池塘、湖泊、海湾（水中N、P等矿质元素增多）等矿质元素增多）导导 致致藻类等浮游生物大量繁殖藻类等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、其他水生生物死亡浮游动物等大量浮游动物等大量耗氧耗氧原理及过程原理及过程防治措施：防治措施：减少生活污水，工业废水

27、和污染减少生活污水，工业废水和污染物等进入水体。物等进入水体。五、保护生物多样性1、生物多样性是指所有自然世界的资源，包括植物、动物、微生物，它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统。2、生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。层次层次内容内容性质性质遗传多样性遗传多样性基因、基因型基因、基因型种内不同种群种内不同种群种群内的遗传变异种群内的遗传变异物种多样性物种多样性生物种类的丰富度生物种类的丰富度不同物种不同物种生态多样性生态多样性生态群落、栖息环境生态群落、栖息环境不同生态系统不同生态系统3. 生物多样性的价值生物多样性的价值(1)直接使用价值直接使用价值青蒿素，海螵蛸，蝉蜕，鹿茸，犀牛角等具有药用价值药用价值人参人参五灵脂五灵脂无抗性普通高产水稻无抗性普通高产水稻有抗性野生低产水稻有抗性野生低产水稻培育对培育对水稻草丛矮缩病水稻草丛矮缩病有抗性的水稻：有抗性的水稻：进行杂交育种或基因移植进行杂交育种或基因移植有抗性普通高产水稻有抗性普通高产水稻 生物体的各种器官及其生理功能，可以给科学技术上的发明创造以重要的启示。例如，苍蝇能够垂直起落和急速转变方向，这是一般的飞机都做不到的。原来，苍蝇的后翅演变成了一对哑铃形的平衡棒，