生态系统的能量流动-PPT

1、第五章第五章 生态系统及其稳定性生态系统及其稳定性第第2节节 生态系统的能量流动生态系统的能量流动 复习：复习：1.生态系统结构包括生态系统结构包括_和和 _。组成成分组成成分营养结构营养结构2.生态系统结构包括生态系统结构包括_、_、_、_和和 _、_。非生物的物质和能量非生物的物质和能量生产者生产者 消费者消费者 分解者分解者食物链食物链食物网食物网组成成分组成成分营养结构营养结构 某岛屿栖息着狐和野兔，生态系统相对稳定。后来有人登岛牧羊、捕食野兔和狐，狐也捕食羊羔。第五年，岛上狐濒临灭绝，但野兔的数量大大超过人登岛前地数量。第六年，野兔种群暴发了由瘟疫热病毒引起的瘟疫，其数量骤减。回答问

2、题：1.人与狐的种间关系是 _，兔瘟热病毒也野兔的 种间关系是 。2.画出由人、羊、狐、野兔和牧草组成的食物网。3.人登岛后的第五年，与登岛前相比，野兔的种内竞争 度 (增加、减小、不变）4.一般情况下，被捕食者传染病的流行程度将随捕食者种群密度的增加而 （增强、减弱、不变）20112011年全国高考题年全国高考题竞争和捕食竞争和捕食寄生寄生增加增加减弱减弱下图是处于平衡状态的简单淡水生态系统，请回答：下图是处于平衡状态的简单淡水生态系统，请回答：1.1.此生态系统中共有此生态系统中共有 条食物链。条食物链。2.2.生态系统中属第三营养级的动物有生态系统中属第三营养级的动物有 _。3.3.此生

3、态系统中的分解者是此生态系统中的分解者是_。 4.4.若此生态系统中的水绵大量减少，则（若此生态系统中的水绵大量减少，则（ ）A.A.水藻大量减少水藻大量减少 B.B.小鱼数目增多小鱼数目增多C.C.大鱼数目减少大鱼数目减少 D.D.甲壳类数目增多甲壳类数目增多5.5.此生态系统中各种生物的总和，生态学上称此生态系统中各种生物的总和，生态学上称_。3水鸟、小鱼、淡水虾腐生细菌、真菌C C群落群落第第2 2节节 生态系统的能量流动生态系统的能量流动一、能量流动概念一、能量流动概念1.1.概念：概念：生态系统中能量的生态系统中能量的 、传递传递、 和和散失散失过程。过程。(1)(1)源头：太阳能。

4、源头：太阳能。(2)(2)起点：从开始起点：从开始 。(3)(3)流入生态系统总能量：流入生态系统总能量： 。生产者生产者固定固定太阳能太阳能生产者生产者固定固定的太阳能总量的太阳能总量二二. .能量流动的过程能量流动的过程1.1.能量的输入能量的输入 （4）主要方式：主要方式：_。光合作用光合作用 （5）能量转化：能量转化：_。光能光能化学能化学能输入输入转化转化化学能化学能无机物无机物有机物有机物2.2.能量的传递能量的传递(1)(1)传递渠道：传递渠道： 。(2)(2)传递过程传递过程食物链和食物网食物链和食物网植物植物虫虫鹰鹰鸟鸟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

5、养级第四营养级第四营养级生产者生产者一级消费者一级消费者二级消费者二级消费者三级消费者三级消费者（2）传递过程）传递过程1.能量是怎样能量是怎样输入输入生态系统的？生态系统的？2.生产者所固定的能量会不会全部被初级消费者利用？生产者所固定的能量会不会全部被初级消费者利用？（2）传递过程）传递过程1.初级消费者初级消费者粪便粪便中的能量包括在初级消费者中的能量包括在初级消费者同化同化的能量中吗？的能量中吗？2.初级消费者初级消费者同化同化的能量有哪几个去向？的能量有哪几个去向？ 下列有关生态系统能量流动的叙述中，正确的下列有关生态系统能量流动的叙述中，正确的 是是 （ ） A.A.一种蜣螂专以大

6、象粪为食，则该种蜣螂最多一种蜣螂专以大象粪为食，则该种蜣螂最多 能获取大象所同化能量的能获取大象所同化能量的20%20% B. B.当狼捕食兔子并同化为自身的有机物时，能当狼捕食兔子并同化为自身的有机物时，能 量就从第一营养级流入第二营养级量就从第一营养级流入第二营养级 C.C.生产者通过光合作用合成有机物，能量就从生产者通过光合作用合成有机物，能量就从 非生物环境流入生物群落非生物环境流入生物群落 D.D.生态系统的能量是伴随物质而循环利用的生态系统的能量是伴随物质而循环利用的解析解析 蜣螂以大象粪便为食，那么，大象同化的蜣螂以大象粪便为食，那么，大象同化的能量没有被蜣螂获得，因为粪便为食物

7、残渣，是能量没有被蜣螂获得，因为粪便为食物残渣，是未被吸收同化的成分；狼捕食兔子则是能量从第未被吸收同化的成分；狼捕食兔子则是能量从第二营养级流入到了第三营养级；光合作用合成有二营养级流入到了第三营养级；光合作用合成有机物的同时把非生物环境中的光能转变为化学能机物的同时把非生物环境中的光能转变为化学能而进入了生物群落；生态系统的能量流动伴随着而进入了生物群落；生态系统的能量流动伴随着物质循环，但不能循环利用。物质循环，但不能循环利用。答案答案 C（2）传递过程）传递过程注意：注意：箭头由粗到细：表示流入下一营养级的能量逐级递减。箭头由粗到细：表示流入下一营养级的能量逐级递减。方框从大到小：随营

8、养级的升高，储存在生物体内的方框从大到小：随营养级的升高，储存在生物体内的能量越来越少。能量越来越少。3.3.能量的转化能量的转化太阳能太阳能化学能化学能热能热能ATPATP4.4.能量的散失能量的散失（1 1）形式：大部分热能散失）形式：大部分热能散失（2 2）特殊形式：动植物遗体残骸形成煤炭、石油）特殊形式：动植物遗体残骸形成煤炭、石油赛达伯格湖 赛达伯格湖是一个天然的赛达伯格湖是一个天然的高原湖泊，气候较为寒冷。高原湖泊，气候较为寒冷。这里人口较少，保留了原这里人口较少，保留了原始的景观。始的景观。 赛达伯格湖大约赛达伯格湖大约50公顷左公顷左右，是一个较小且封闭的右，是一个较小且封闭的

9、湖泊。湖泊。赛达伯格湖的能量流动图解赛达伯格湖的能量流动图解同化量同化量同化量同化量营养级营养级流入能流入能量量流出能量流出能量（输入后一（输入后一个营养级）个营养级）出入比出入比生产者生产者植食性动物植食性动物肉食性动物肉食性动物 分解者分解者 资料分析资料分析464.662.812.614.662.812.613.52%20.06%1 1、2 2：各营养级之间的传递效率在多大范围内各营养级之间的传递效率在多大范围内? ?(1020)能量传递效率能量传递效率= =下一营养级的同化能量下一营养级的同化能量上一营养级的同化能量上一营养级的同化能量流入某一营养级的能量主要有以下去向：一部分流入某一

10、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。不可能百分之百地流到下一营养级。 3.3.流入某一营养级的能量，为什么不会百分之流入某一营养级的能量，为什么不会百分之百流到下一个营养级？百流到下一个营养级？4.4.生态系统中能量流动是单向的；能量

11、在流动过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。程中逐级递减。 单向流动，逐级递减单向流动，逐级递减（10%-20%10%-20%）第一、能量流动不是循环的而是单向的第一、能量流动不是循环的而是单向的：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三三级消费级消费。 第二、能量流动是逐级递减的第二、能量流动是逐级递减的： 传递率为传递率为10102020 三、能量流动的特点三、能量流动的特点人工生态系统中能量可人为补充，可能会能量金字塔呈现倒置状况。人工生态系统中能量可人为补充，可能会能量金字塔呈现倒置状况。 为什么肉类食品的价格比小白菜价格高？ 为什么几平方公里才能有

12、一只虎,而几平方米却有百万昆虫? 人增加一千克，要消耗多少克的植物？(从不同食物链考虑) 生物富集作用?能能量量流流动动概念：概念：生态系统中能量的生态系统中能量的输入、传递、转化和散失输入、传递、转化和散失的过程的过程过程过程能量的源头：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的总量太阳能的总量途径：食物链或食物网途径：食物链或食物网特点特点单向流动：单向流动：逐级递减：逐级递减：沿食物链方向由低营养沿食物链方向由低营养级流向下一营养级级流向下一营养级传递效率为传递效率为10%10%20%20%。太阳能太阳能四、能量流动的相关计算四、能量流动的相

13、关计算1、能量在食物链中传递的计算、能量在食物链中传递的计算2、能量在食物网中传递的计算、能量在食物网中传递的计算1 1食物链（计算能量传递效率）食物链（计算能量传递效率）例例1.下表是对某水生生态系统营养级和能量流动情况的调查结果下表是对某水生生态系统营养级和能量流动情况的调查结果, ,表表中中A A、B B、C C、D D分别表示不同的营养级，分别表示不同的营养级，E E为分解者。为分解者。PgPg表示生物同表示生物同化作用固定能量的总量，化作用固定能量的总量，PnPn表示生物体贮存的能量（表示生物体贮存的能量（Pn=Pg-RPn=Pg-R），），R R表示生物呼吸消耗的能量。表示生物呼吸

14、消耗的能量。 单位：单位：10102 2千焦千焦/m/m2 2/ /年年PgPgPnPnR RA A15.915.92.82.813.113.1B B870.7870.7369.4369.4501.3501.3C C0.90.90.30.30.60.6D D14114161.961.979.179.1E E211.5211.520.120.1191.4191.4（1）能量流动是从）能量流动是从A、B、C、D中的哪个营养级开始的中的哪个营养级开始的 ， 为什么为什么 。（2）该生态系统能量从第三营养级传递到第四营养级效是）该生态系统能量从第三营养级传递到第四营养级效是 。（3）从能量输入和输出角

15、度看，该生态系统的总能量是否增加？）从能量输入和输出角度看，该生态系统的总能量是否增加？ 为什么为什么 _。 B B营养级含能量最多营养级含能量最多,B为生产者为生产者 5.7% 增加。该生态系统输入总能量大于所有生物消耗能量之和增加。该生态系统输入总能量大于所有生物消耗能量之和【解析】【解析】首先根据表格、题干分析，首先根据表格、题干分析，B营养级固定的能量最多，营养级固定的能量最多，故故B为生产者，又因为为生产者，又因为E为分解者，所以食物链为为分解者，所以食物链为BDAC，再根据公式，再根据公式计算从第三营养级传递到第四计算从第三营养级传递到第四营养级的效率是营养级的效率是0.9/15.

16、9=5.7%。输入的总能量即为生产者固。输入的总能量即为生产者固定的总能量定的总能量Pg(生产者生产者)870.7，输出的总能量所有生物呼，输出的总能量所有生物呼吸消耗能量之和吸消耗能量之和13.1+501.3+0.6+79.1+191.4=785.5；因为；因为870.7785.5。所以生态系统输入的总能量大于所有生物消。所以生态系统输入的总能量大于所有生物消耗能量之和。耗能量之和。 【规律】【规律】 生态系统的总能量生态系统的总能量= =生产者固定的全部太阳能生产者固定的全部太阳能 = =第一营养级得同化量第一营养级得同化量某一个营养级得同化量某一个营养级得同化量下一个营养级得同化量下一个

17、营养级得同化量能量传递效率能量传递效率=例例2.在某生态系统中，在某生态系统中，1只只2 kg的鹰要吃的鹰要吃10 kg的小鸟，的小鸟，0.25 kg的小鸟要吃的小鸟要吃2 kg的昆虫，而的昆虫，而100 kg的昆虫要吃的昆虫要吃1000 kg的绿的绿色植物。若各营养级生物所摄入的食物全转化成能量的话，那色植物。若各营养级生物所摄入的食物全转化成能量的话，那么，绿色植物到鹰的能量传递效率为（么，绿色植物到鹰的能量传递效率为（ ）A. 0.05% B. 0.5% C. 0.25% D. 0.025%【解析】解析】根据题意，可根据食物链及能量传递效率的概念计算根据题意，可根据食物链及能量传递效率的

18、概念计算出各营养级之间的能量传递效率，即从绿色植物出各营养级之间的能量传递效率，即从绿色植物昆虫昆虫小小鸟鸟鹰这一食物链中小鸟鹰这一食物链中小鸟鹰的传递效率为鹰的传递效率为2/10=0.2，昆虫，昆虫小鸟的传递效率为小鸟的传递效率为2/0.25=0.125，绿色植物，绿色植物昆虫的传递昆虫的传递效率为效率为100/1000=0.1，因此绿色植物到鹰的能量传递效率为，因此绿色植物到鹰的能量传递效率为0.10.1250.2=0.0025，即，即0.25% 。 【规律】【规律】如设如设ABCD食物链中，传递效率分别为食物链中，传递效率分别为a、b 、c，若现有，若现有A营养级生物重为营养级生物重为M

19、，则能使，则能使D营养级生物增营养级生物增重的量重的量=Mabc。1 1食物链食物链（某一生物所获得的最多（最少）的能量某一生物所获得的最多（最少）的能量）例例3.若某生态系统固定的总能量为若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第，则该生态系统的第四营养级生物最多能获得的能量是（四营养级生物最多能获得的能量是（ ） A. 24kJ B. 192kJ C.96kJ D. 960kJ 【解析】【解析】第四营养级获能量最大值：第四营养级获能量最大值： 2400020%20%20%=192kJ 例例4.在一条有在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体个营养级的食物链中，若第

20、五营养级的生物体重重 增加增加1 kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物量为（，理论上至少要消耗第一营养级的生物量为（ ）A. 25 kg B. 125 kg C. 625 kg D. 3125 kg【解析】【解析】应按照能量传递的最大效率应按照能量传递的最大效率20%计算。设需消耗第一营养计算。设需消耗第一营养 级的生物量为级的生物量为X kg，则，则X=1(20%)4=625 kg。 1 1食物链食物链（某一生物所获得的最多（最少）的能量某一生物所获得的最多（最少）的能量）求求“最多最多”则按则按“最高最高”值值2020流动流动求求“最少最少”则按则按“最低最低”值值1010流动流动求求“

21、最多最多”则按则按“最高最高”值值1010流动流动求求“最少最少”则按则按“最低最低”值值2020流动流动（未知）（未知）较高营养级较高营养级（已知）（已知）（已知）（已知）较低营养级较低营养级（未知）（未知）【规律】【规律】1.正推类型：正推类型：A B C D解题思路：至少按最小效率（解题思路：至少按最小效率（10%）计算）计算 最多按最大效率（最多按最大效率（20%）计算）计算若若A总重总重1000KG体重，至少（或最多）能使体重，至少（或最多）能使D增重多少千克？增重多少千克？2.逆推类型：逆推类型：A B C D解题思路：至少按最大效率（解题思路：至少按最大效率（20%）计算）计算

22、最多按最小效率（最多按最小效率（10%）计算）计算1 1食物网食物网（能量分配比例已知且能量传递效率也已知时的能量计算）能量分配比例已知且能量传递效率也已知时的能量计算）例例5.由于由于“赤潮赤潮”的影响，一条的影响，一条4kg重的杂食性海洋鱼死亡，重的杂食性海洋鱼死亡，假如该杂食性的食物有假如该杂食性的食物有1/2来自植物，来自植物，1/4来自草食鱼类，来自草食鱼类，1/4来来自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，按能量流动效率自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，按能量流动效率20%计算，计算，该杂食性鱼从出生到死亡，共需海洋植物该杂食性鱼从出生到死亡，共需海洋植物 ( ) A.120kg B.160

23、kg C.60kg D.100kg【解析】【解析】根据题干，可绘出食物网如下：根据题干，可绘出食物网如下：植物植物草食鱼类草食鱼类杂食性海洋鱼杂食性海洋鱼小型肉食鱼类小型肉食鱼类共需海洋植物：共需海洋植物：4 41/21/25 54 41/41/45 55 54 41/41/45 55 55=160kg 5=160kg 1 1食物网食物网（能量分配比例已知但能量传递效率未知时的能量计算（能量分配比例已知但能量传递效率未知时的能量计算 ）例例6. 下图食物网中，在能量传递效率为下图食物网中，在能量传递效率为10%20%时，假设每个营时，假设每个营养级的生物从前一营养级的不同生物处获得的能量相等。

24、则人的体养级的生物从前一营养级的不同生物处获得的能量相等。则人的体重每增加重每增加1 kg，至少需要消耗水藻，至少需要消耗水藻 kg。【解析】【解析】人从大鱼和小鱼处获得的能量是相等的，小鱼从虾和水藻人从大鱼和小鱼处获得的能量是相等的，小鱼从虾和水藻处获得的能量是相等的，而且，题中处获得的能量是相等的，而且，题中“至少至少”需要多少，应按能量需要多少，应按能量传递的最大效率计算。传递的最大效率计算。 1 1食物网食物网（能量分配比例已知但能量传递效率未知时的能量计算（能量分配比例已知但能量传递效率未知时的能量计算 ）【解析】【解析】在在“小鱼小鱼大鱼大鱼人人”的传递途径中，大鱼的生物的传递途径中，大鱼的生物量至少为量至少为0.520%2.5kg，小鱼的生物量至少为，小鱼的生物量至少为2.520%12.5kg；在；在“小鱼小鱼人人”的传递途径中，小鱼的传递途径中，小鱼的生物量至少是的生物量至少是0.520%2.5kg。因此