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1、必修必修3 3 第第5 5章章 生态系统及其稳定性生态系统及其稳定性第第2 2节节 生态系统的能量流动生态系统的能量流动指生态系统中能量的指生态系统中能量的输入输入输入输入、传递传递传递传递、转化转化转化转化和和散失散失散失散失过程。过程。“ “输入输入输入输入” ”“ “传递传递传递传递” ”“ “转化转化转化转化” ”“ “散失散失散失散失” ”绿色植物的绿色植物的光合作用光合作用固定太阳能是能量固定太阳能是能量输入主要途径输入主要途径生态系统内能量沿生态系统内能量沿食物链和食物网食物链和食物网传递传递通过细胞呼吸以通过细胞呼吸以热能热能形式散失形式散失1.生态系统的能量流动概念生态系统的
2、能量流动概念2.能量流经一个种群的情况能量流经一个种群的情况能量能量输入输入种群种群能量储存能量储存能量散失能量散失呼吸散失用于生长、发育、繁殖遗体、残枝败叶分解者初级消费者摄食3. 3.能量流经第一营养级示意图能量流经第一营养级示意图能量流经第一营养级示意图能量流经第一营养级示意图太阳太阳生产者固定生产者固定的太阳能的太阳能初初级级消消费费者者粪便粪便被同化的被同化的能量能量摄入摄入物质物质能量能量呼吸呼吸作用作用流入流入分解者分解者流入流入下一营养级下一营养级4.能量流经第二营养级的过程能量流经第二营养级的过程热能热能储存在储存在有机物有机物中的能量中的能量动物同化的能量动物同化的能量=
3、=摄入量摄入量- -粪便中有机物的能量,即摄入的食物只粪便中有机物的能量,即摄入的食物只有部分被同化,如屎壳郎利用大象的粪便获得能量,不能说屎壳有部分被同化,如屎壳郎利用大象的粪便获得能量,不能说屎壳郎获得了大象的能量,能量属于食物的即上一营养级的郎获得了大象的能量,能量属于食物的即上一营养级的生产者生产者生产者生产者( (植物植物植物植物) )呼吸呼吸呼吸呼吸初级消费者初级消费者初级消费者初级消费者( (植食动物植食动物植食动物植食动物) )呼吸呼吸呼吸呼吸次级消费者次级消费者次级消费者次级消费者( ( ( (肉食动物肉食动物肉食动物肉食动物) ) ) )呼吸呼吸呼吸呼吸分分分分 解解解解
4、者者者者呼吸呼吸呼吸呼吸三级消费者三级消费者三级消费者三级消费者( (肉食动物肉食动物肉食动物肉食动物) )呼吸呼吸呼吸呼吸注意:注意:箭头由粗到细:箭头由粗到细:方框从大到小: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。随营养级的升高,储存在生物体内的能量越来越少。表示流入下一营养级的能量表示流入下一营养级的能量逐级递减。逐级递减。5.5.生态系统的能量流动图解生态系统的能量流动图解1 1 1 1、能量的、能量的、能量的、能量的最终最终最终最终源头:源头:源头:源头:2 2 2 2、流经生态系统的总能量是:、流经生态系统的总能量是:、流经生态系统的总能量是:、流经生态系统的总
5、能量是:3 3 3 3、能量流动的主渠道是:、能量流动的主渠道是:、能量流动的主渠道是:、能量流动的主渠道是:4 4 4 4、能量沿营养级逐级传递,、能量沿营养级逐级传递,、能量沿营养级逐级传递,、能量沿营养级逐级传递, 5 5 5 5、能量流经每一营养级的来源:、能量流经每一营养级的来源:、能量流经每一营养级的来源:、能量流经每一营养级的来源: 去向:去向:去向:去向:【能量流动过程小结能量流动过程小结】6.6.6.6.能量流动的终点:能量流动的终点:能量流动的终点:能量流动的终点: 以呼吸作用产生的热能的形式散失以呼吸作用产生的热能的形式散失太阳能太阳能太阳能太阳能生产者固定的太阳能总量生
6、产者固定的太阳能总量生产者固定的太阳能总量生产者固定的太阳能总量食物链和食物网食物链和食物网食物链和食物网食物链和食物网同化量同化量同化量同化量流向下一营养级;流向分解者;呼吸消耗流向下一营养级;流向分解者;呼吸消耗流向下一营养级;流向分解者;呼吸消耗流向下一营养级;流向分解者;呼吸消耗 单向流动、逐级递减单向流动、逐级递减每级都会每级都会每级都会每级都会散失、遗弃散失、遗弃散失、遗弃散失、遗弃例:例:如图表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图,如图表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图,其中其中ag表示能量值。若图中表示能量值。若图中A表示某食物网中第二营养级所摄表示某食物网中第
7、二营养级所摄入的全部能量,则下列说法不正确的是入的全部能量,则下列说法不正确的是()A A图中图中B B表示同化的能量表示同化的能量B B图中图中C C表示流入下一营养级的能量表示流入下一营养级的能量C C图中图中D D表示通过呼吸作用散失的能量表示通过呼吸作用散失的能量D D图中图中a a值与值与c cd de e的值相同的值相同提示:提示:B B表示该营养级所同化的能量,表示该营养级所同化的能量,C C表示其用于自身生长、表示其用于自身生长、发育和繁殖的能量,发育和繁殖的能量,D D表示呼吸作用散失的能量,表示呼吸作用散失的能量,E E表示分解者利表示分解者利用的能量,用的能量,F F表示
8、流入下一营养级的能量。该营养级的摄入量表示流入下一营养级的能量。该营养级的摄入量(a)(a)该营养级的同化量该营养级的同化量(b)(b)粪便量粪便量(c)(c),其中,其中b bd de e,所以,所以a ac cd de e。B B(1)设食物链设食物链ABCD,分情况讨论:,分情况讨论:现实现实问题问题思路求解思路求解D D营养级营养级净增重净增重M M至少需要至少需要A A营养级多少营养级多少N N(20%)(20%)3 3M M最多需要最多需要A A营养级多少营养级多少N N(10%)(10%)3 3M MA A营养级营养级净增重净增重N ND D营养级最多增重多少营养级最多增重多少N
9、 N(20%)(20%)3 3M MD D营养级至少增重多少营养级至少增重多少N N(10%)(10%)3 3M M(2)在某一食物网中,一个消费者往往同时占有多条食物链,在某一食物网中,一个消费者往往同时占有多条食物链,当该消费者增加了某一值时,若要计算最少消耗生产者多少时,当该消费者增加了某一值时,若要计算最少消耗生产者多少时,应选应选最短的食物链和最大传递效率最短的食物链和最大传递效率20%进行计算进行计算,这样消费者获,这样消费者获得的能量最多;若要计算最多消耗生产者多少时,应选得的能量最多;若要计算最多消耗生产者多少时,应选最长的食最长的食物链和最小传递效率物链和最小传递效率10%进
10、行计算,这样消费者获得的能量最少进行计算,这样消费者获得的能量最少。二、关于能量流动计算规律总结二、关于能量流动计算规律总结(20152015福建卷福建卷.4.4)下图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图(图下图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图(图中数字为能量数值,单位是中数字为能量数值,单位是J.mJ.m-2-2.a.a-1-1)。下列叙述正确的是)。下列叙述正确的是( )( )A.A.该食物网中最高营养级为第六营养级该食物网中最高营养级为第六营养级B.B.该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25%25%C.C.太阳鱼呼吸作用消耗的能量为太
11、阳鱼呼吸作用消耗的能量为1357J.m1357J.m-2-2.a.a-1-1D.D.该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统B类类型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形状形状特点特点象征含象征含义义每一级每一级含义含义三、生三、生态金字塔态金字塔正金字塔形正金字塔形一般为正金字塔形,有一般为正金字塔形,有时会再现倒金字塔形时会再现倒金字塔形一般为正金字一般为正金字塔形塔形能量沿食物链流能量沿食物链流动过程中具有逐动过程中具有逐级递减的特性级递减的特性生物个体数目在食物生物个体数目在食物链中随营养级升高而
12、链中随营养级升高而逐级递减逐级递减生物量生物量(现存生物有现存生物有机物的总质量机物的总质量)沿食沿食物链流动逐渐递减物链流动逐渐递减每一营养级生物每一营养级生物所含能量的多少所含能量的多少每一营养级生物个每一营养级生物个体的数目体的数目每一营养级生物每一营养级生物的有机物总量的有机物总量(2014海南卷)海南卷)用个营养级生物的能量、数量构建的金字塔用个营养级生物的能量、数量构建的金字塔分别称为能量金字塔、数量金字塔。在某一栎林中,第一营分别称为能量金字塔、数量金字塔。在某一栎林中,第一营养级生物为栎树,第二营养级生物为昆虫,第三营养级生物养级生物为栎树,第二营养级生物为昆虫,第三营养级生物
13、为蛙、蜥蜴和鸟,第四营养级生物为蛇。该栎林数量金字塔为蛙、蜥蜴和鸟,第四营养级生物为蛇。该栎林数量金字塔的示意图是(的示意图是( )提示:提示:在数量金字塔中昆虫的数量远远大于栎树的数在数量金字塔中昆虫的数量远远大于栎树的数量,第三营养级生物数量小于昆虫的数量,第四营养量,第三营养级生物数量小于昆虫的数量,第四营养级生物的数量小于第三营养级生物的数量级生物的数量小于第三营养级生物的数量。B B设计生态农业的原理:物质循环再生,能量多级设计生态农业的原理:物质循环再生,能量多级利用利用四、研究四、研究能量流动的实践意义能量流动的实践意义1、实现能量的多级利用和物质的循环利用,提高能量的、实现能量
14、的多级利用和物质的循环利用,提高能量的利用率利用率农田除杂草,灭虫、灭鼠、剪枝农田除杂草,灭虫、灭鼠、剪枝农田除杂草,灭虫、灭鼠、剪枝农田除杂草,灭虫、灭鼠、剪枝2 2、合理调整能量流动方向,、合理调整能量流动方向,、合理调整能量流动方向,、合理调整能量流动方向,使能量流向对人类最有益的使能量流向对人类最有益的使能量流向对人类最有益的使能量流向对人类最有益的部分部分部分部分概念:概念:运用生态学原理,保证环境与经济协调发展,应用运用生态学原理,保证环境与经济协调发展,应用现代科技建立起来的多层次、多功能的综合农业生现代科技建立起来的多层次、多功能的综合农业生产体系产体系 特点:特点:原料原料产
15、品产品原料原料产品(无废料生产)产品(无废料生产) 原理:原理:能量的多级利用和物质循环再生能量的多级利用和物质循环再生3.3.生态农业生态农业例:例:根据生态系统的结构和功能,下列叙述错误的是根据生态系统的结构和功能,下列叙述错误的是( () )A A桑基鱼塘生态系统与普通水稻生态系统相比实现了能量桑基鱼塘生态系统与普通水稻生态系统相比实现了能量的多级利用的多级利用B B人工鱼塘生态系统中消费者同化的能量往往大于生产者人工鱼塘生态系统中消费者同化的能量往往大于生产者所固定的太阳能所固定的太阳能C C水产养殖业为充分利用生产者所固定的能量,应以食物水产养殖业为充分利用生产者所固定的能量,应以食
16、物链长的鱼类为养殖对象链长的鱼类为养殖对象D D营养级越高的生物种群体内积累的有毒物质越多,所获营养级越高的生物种群体内积累的有毒物质越多,所获得的能量越少得的能量越少提示:水产养殖业应以食物链短的鱼类为养殖对象,以减少提示:水产养殖业应以食物链短的鱼类为养殖对象,以减少能量的散失能量的散失C生态系生态系统的能统的能量流动量流动 起点:起点:来源:太阳能来源:太阳能 从生产者(光合作用)固定的太从生产者(光合作用)固定的太 阳能开始阳能开始途径:沿食物链和食物网途径:沿食物链和食物网的各个营养的各个营养 级传递级传递特点:单向流动不循环,逐级递减特点:单向流动不循环,逐级递减 (递减传递率为(递减传递率为10102020 )研究的目的:设法调整能量流动关系研究的目的:设法调整能量流动关系 (意义)(意义) 使能量流向对人类最有使能量流向对人类最有 益的部分益的部分【课堂小结课堂小结】