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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1能量的输入能量的输入生生态态系系统统的能量来自太
2、阳能。的能量来自太阳能。2能量的传递、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遗体残骸遗体残骸分泌物等分泌物等下一营养下一营养级摄入量级摄入量某一营养某一营养级同化级同化量量用于生长、用于生长、发育、繁殖发育、繁殖呼吸作用呼吸作用散失散失粪便粪便下一营养下一营养级同化量级同化量分解者分解者(3)传递过传递过程程某一营养级同化量某一营养级同化量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
3、个营养级的生物所同化的全部能量。物所同化的全部能量。下一营养级同化量下一营养级同化量呼吸作用呼吸作用生长、发育、繁殖生长、发育、繁殖分解者分解者下一营养级摄入量下一营养级摄入量粪便粪便某一营养级同化量某一营养级同化量(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
4、者固定的太阳能01.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
5、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1、单向单向流动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三级消费者费者2、逐级递减逐级递减传递效率为传递效率为 1020。（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、
6、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）生生态态金字塔金字塔能量流能量流动动模型模型类类型型项项目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一般为为正金正金字塔形，有字塔形，有时时会出会出现现倒倒金字塔形金字塔形正金字塔形正金字塔形类类型型项项目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含义义能量沿食物能量沿食物链链流流动过动过程程中具有逐中具有逐级级递递减减的特性的特性生物个体数生物个体数目在食物目在食物链链中
7、随中随营营养养级级升高而逐升高而逐级级递递减减生物量生物量(现现存存生物有机物生物有机物的的总质总质量量)沿沿食物食物链链流流动动逐逐级级递递减减每一每一阶阶含含义义食物食物链链中每中每一一营营养养级级生生物所含能量物所含能量的多少的多少每一每一营营养养级级生生物个体的数目物个体的数目每一每一营营养养级级生生物的物的总总生物量生物量 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
8、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
9、落落2P182 例例1秸秆的多级利用、桑基鱼塘就秸秆的多级利用、桑基鱼塘就实现了实现了对能量的对能量的多级利用，提高多级利用，提高了了能量的能量的利用率利用率。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的部分。类最有益的部分。例如例如例如例如，森林，森林，森林，森林 草原牧场草原牧场草原牧场草原牧场 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、
10、S S等基本元素在等基本元素在生态系统生态系统的生物群落的生物群落与无机环境之间反复循环运动叫生态系与无机环境之间反复循环运动叫生态系统的统的物质循环物质循环。 生物圈生物圈生物地化循环生物地化循环生物生物 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1.1.概念概念四、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分解解作作用用分解作用分解作用摄摄食食作作用用光光合合作作用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燃烧烧作作用用呼呼吸吸作作用用呼呼吸吸
11、作作用用呼呼吸吸作作用用2 2、碳的循环过程、碳的循环过程碳循环过程碳循环过程（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网食物链和食物网生物的呼吸作用（生物的
12、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CO2CO2P182 落落3P182 例例2P183 活学活学 尝试尝试 (1)首先判断双箭首先判断双箭头头的两端是生的两端是生产产者和大气中的者和大气中的CO2库库，除双箭，除双箭头头外生外生产产者者(A)只有出只有出发发箭箭头头，大气大气(B)只有接受箭只有接受箭头头。(2)消消费费者者(C)接受一个箭接受一个箭头头而出而出发发两个，分解两个，分解者者(D)则则接受两个出接受两个出发发一个，两者之一个，两者之间间物物质质流流动动方向是从消方
13、向是从消费费者者(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
14、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AA1BA2B1B2（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
15、生物对落叶分解作用微生物对落叶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
16、级的能量传递效率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, ,结合能量流动的特点结合能量流动的特点进行计算进行计算: : 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140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的总量太阳能的总量途径：途径： 特特点点单向流动：单向流动：逐级递减逐级递减研究研究意义意义太阳能太阳能食物链和食物网食物链和食物网呼吸作用产生的热量呼吸作用产生的热量不能被群落重复利用不能被群落重复利用使使能量持续高效的流向对人类最有益的部分能量持续高效的流向对人类最有益的部分使能量得到最有效的利用使能量得到最有效的利用传递传递效率效率10%20%。自身呼吸消耗、未被下一个自身呼吸消耗、未被下一个营养级利用、被分解者分解营养级利用、被分解者分解
