1、能量流動和物質循環課件制作 杜曉君能量流動和物質循環課件制作 杜曉君 生態系統的能量流動是指生態系統中能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程。一、能量流動的概念 生態系統的能量流動是指生態系統中能量的輸入、傳能量流動的分析個體 儲存在體內的能量呼吸作用散失的能量個體 2儲存在體內的能量呼吸作用散失的能量個體 3儲存在體內的能量呼吸作用散失的能量能量輸入儲存在體內的能量能量輸入種群呼吸作用散失的能量能量流動的分析個體 儲存在體內的能量呼吸作用散失的能量個體能量流經一個種群的情況：能量輸入種群能量儲存能量散失 研究生態系統中能量流動一般在群體水平上。能量流經一個種群的情況：能量輸入種群能量儲存能量散失

2、 研究生1.能量的來源是什么？2.能量流動的起點？ 3.能量是如何輸入生態系統第一營養的？4.生態系統的總能量？5.能量流動的主要渠道是什么？6.太陽能的利用率大約為1%，如何提高利用率？ 7.能量的散失形式？二、能量流動的過程生產者光合作用生產者固定的太陽能的總量太陽能食物鏈和食物網熱能1.能量的來源是什么？二、能量流動的過程生產者光合作用生產者生產者（植物）初級消費者（植食性動物）分 解 者遺體 殘骸1、輸入第一營養級的能量分析呼吸作用 被下一營養級的生物所利用散失散失儲存傳遞輸入生產者初級消費者分 解 者遺體 殘骸1、輸入第一營養初級消費者攝入用于生長發育和繁殖次級消費者攝入呼吸散失遺體

3、殘骸初級消費者同化分解者利用糞便呼吸散失呼吸作用消耗分解者分解利用下一營養級攝食去路：. 攝入量=同化量+糞便量同化量=呼吸消耗量+用于生長、發育和繁殖的能量（下一營養級同化+分解者分解）2、能量流經第二營養級示意圖初級消費者用于生長次級消費者呼吸散失遺體初級消費者分解者利用生產者呼吸初級消費者呼吸次級消費者分 解 者呼吸三級消費者呼吸呼吸生產者固定的太陽能總量為流經這個生態系統的總能量輸入傳遞散失 以有機物的形式沿食物鏈向下一營養級傳遞3、生態系統能量流動的過程示意圖生產者呼吸初級消費者呼吸次級消費者分 解 在草原上，牛以草為食屎殼郎（蜣螂）以牛糞為食0 被牛同化的能量中約有多少流入屎殼郎？

4、生態系統中的能量流動和轉化是否遵循能量守恒定律？為什么？遵循；因為生產者固定的總量等于流動中散失和貯存的之和。在草原上，牛以草為食屎殼郎（蜣螂）以牛糞為食0 被牛同化的能能量流動的過程總結1.能量流動的起點：2. 能量流動的途徑：3. 能量流動中能量形式的變化：4. 能量在食物鏈中流動的形式：9. 能量散失的主要途徑：5. 能量流動的方向(以箭頭表示)：6. 箭頭由粗到細：7. 方塊面積越來越小：8. 藍色箭頭表示：生產者(主要是綠色植物)固定的太陽能食物鏈和食物網太陽光能 有機物化學能 熱能有機物(食物)中的化學能單向流動表示流入下一個營養級的能量逐級遞減營養級別越高，保存在生物體內的就越少

5、該能量是散失到系統外的，不能再利用的能量通過呼吸作用以熱能形式散失能量流動的過程總結1.能量流動的起點：2. 能量流動的途徑：植食性動物 62.862.8賽達伯格湖的能量流動太陽能未固定生產者464.6分解者12.5呼吸作用96.3未利用2932.118.829.312.6肉食性動物 12.6微量7.55.0327.3122.614.6植食性動物62.8賽達伯格湖的能量流動太陽能未生產者分解者1能量傳遞效率植食性動物 62.862.8太陽能未固定生產者464.612.6肉食性動物 12.6傳遞效率=上一營養級的同化量本營養級的同化量100% 從第一營養級到第二營養級的傳遞效率？ 從第二營養級到

6、第三營養級的傳遞效率？13.5%20%結論：相鄰營養級的傳遞效率大約是10%20%。能量傳遞效率植食性動物62.8太陽能未生產者12.6肉食性動單向流動逐級遞減只能沿食物鏈由低營養級流向高營養級每個營養級的生物總有一部分能量不能被下一營養級利用。各個營養級的生物都會因細胞呼吸以熱能形式散失相當大的一部分能量。各營養級中的能量都要有一部分流入分解者。4、能量流動的特點方向：原因：食性不可逆轉單向流動只能沿食物鏈由低營養級流向高營養級每個營養級的生物知高營養級求低營養級知低營養級求高營養級獲能量最多獲能量最少最短食物鏈按20%計算最長食物鏈按 10%計算需最多能量需最少能量最短食物鏈最長食物鏈按2

7、0%計算按 10%計算能量流動“最值”計算知高營養級求低營養級知低營養級求高營養級獲能量最多獲能量最少 例題1、如下圖食物網中，若人的體重增加1kg，最少消耗水藻 kg，最多消耗水藻 kg 105【解析】本題中，最短食物鏈為水蚤小魚人，傳遞效率按20計算。設最少消耗水藻為x，則x20201，所以x=25.要求最多消耗就要選擇水藻水蚤蝦小魚大魚人，傳遞率按10計算。設最多消耗為y，則y(10%)5=1，y=105kg。25 例題1、如下圖食物網中，若人的體重增加1kg，最少消耗水藻 例題2、 右圖食物網中，在能量傳遞效率為10%20%時，假設每個營養級的生物從前一營養級的不同生物處獲得的能量相等

8、。則人的體重每增加1kg，至少需要消耗水藻 kg。975 【解析】由題意知：人從大魚和小魚處獲得的能量是相等的，小魚從蝦和水藻處獲得的能量是相等的，而且，題中“至少”需要多少，應按能量傳遞的最大效率計算。計算方法如下：在“小魚大魚人”的傳遞途徑中，大魚的生物量至少為0.520%2.5kg，小魚的生物量至少為2.520%12.5kg；在“小魚人”的傳遞途徑中，小魚的生物量至少是0.520%2.5kg。因此，小魚的生物量總量至少為12.5+2.5=15kg。同理：在“水藻水蚤蝦小魚”的傳遞過程中，水藻的生物量至少是15220%20%20%937.5kg；在“水藻小魚”的傳遞過程中，水藻的生物量至少

9、是15220%37.5kg。因此，水藻的生物量總量至少為937.5+37.5=975kg。 例題2、 右圖食物網中，在能量傳遞效率為10%20%時10000100010010能量金字塔體現了能量和營養級之間的關系：在一個生態系統中，營養級越多，在能量流動過程中消耗的能量就越多。生態系統中的能量流動一般不超過45個營養級。10000100010010能體現了能量和營養級之間的關系：數量金字塔存在嗎？思考題：如果把各個營養級的生物數量關系，用繪制能量金字塔的方式表達出來，是不是也是金字塔形？如果是，有沒有例外？一般是金正字塔形，有例外。浮游植物浮游動物魚昆蟲鳥樹生物量金字塔存在嗎？數量金字塔存在嗎

10、？思考題：如果把各個營養級的生物數量關系，用研究生態系統能量流動的意義1、幫助人們科學規劃、設計人工生態系統,使能量得到最有效的利用。（對能量進行多級利用，提高能量的利用率。）例如：秸稈的多級利用、桑基魚塘研究生態系統能量流動的意義1、幫助人們科學規劃、設計人工生態2、幫助人們合理地調整生態系統中的能量流動關系，使能量持續高效地流向對人類最有益的部分。（合理調整能量流動方向，使能量流向對人類最有益的部分。）例如，在森林中，最好使能量多儲存在木材中；在草原牧場上，則最好使能量多流向到牛、羊等牲畜體內，獲得更多的毛、肉、皮、奶等畜產品。2、幫助人們合理地調整生態系統中的能量流動關系，使能量持續高三

11、、物質循環生態系統所指： 物質所指：循環所指： 在生態系統中，組成生物體的C、H、O、N、P、S等化學元素，不斷進行著從無機環境到生物群落，又從生物群落回到無機環境的循環過程。生物圈C、H、O、N、P、S等化學元素生物群落無機環境1、概念三、物質循環生態系統所指： 在生態系統中，組成生物化石燃燒2、碳循環化石燃燒2、碳循環任務一：建立一個碳循環簡圖 任務二：思考如何緩解溫室效應？大氣中的CO 2消費者生產者分解者減少CO2排放量：減少化石燃料燃燒，選用替代能源等增加CO2吸收量：保護森林、草原生態系統等任務一：建立一個碳循環簡圖 任務二：思考如何緩解溫室效應？大1、能量流動和物質循環是生態系統

12、的主要功能2、能量流動和物質循環是同時進行，彼此相互依賴、不可分割。能量的固定、儲存、轉移和釋放，離不開物質的合成和分解等過程。3、物質作為能量的載體，使能量沿著食物鏈（網）流動；能量作為動力，使物質能夠不斷地在生物群落和無機環境之間循環往復。四、能量流動和物質循環的關系1、能量流動和物質循環是生態系統的主要功能四、能量流動和物質本節知識體系能量流動概念：生態系統中能量的輸入、傳遞和散失的過程過程能量的源頭：流經生態系統的總能量：生產者固定的太陽能的總量途徑：食物鏈或食物網特點單向流動：逐級遞減：沿食物鏈方向由低營養級流向下一營養級能量金字塔能量沿食物鏈流動過程中逐級遞減；傳遞效率10%20%

13、。研究意義調整生態系統中的能量流動關系，使能量持續高效的流向對人類最有益的部分太陽能本節知識體系能量流動概念：生態系統中能量的輸入、傳遞和散失的概念：組成生物體的化學元素，特點：具有全球性，往復循環。實例：碳循環與能量流動的關系：物質是能量流動的載體能量是物質循環的動力生產者消費者分解者泥炭、煤、石油大氣中的CO2庫物質循環概念：組成生物體的化學元素，特點：具有全球性，往復循環。再見再見1.假設一個生態系統的總能量為，按最高傳遞效率計算，第三營養級和三級消費者所獲得的能量應為（ ）A.和B.和.C.和. D.和C1.假設一個生態系統的總能量為，按最高傳遞效率計算，圖中D表示_。能量在逐級遞減中

14、，若狐獲得的能量是 8 千焦，傳遞給狼的能量最多應為_千焦，狼獲得的能量中，草應供給這條食物鏈的能量至少為_千焦。圖中各營養級通過A_作用被消耗，通過B_利用，而B又通過C_被消耗。太陽能 1.6 200 呼吸 分解者 呼吸作用2、右圖是草原生態系統中的一條食物鏈及能量流動圖解，回答問題。圖中D表示_。太陽能 1.6 200 呼3.有一食物網如圖1所示。假如貓頭鷹的食物2/5來自兔子，2/5來自老鼠，其余來自蛇，那么貓頭鷹要增加20g體重，最多消耗植物多少克？5600g3.有一食物網如圖1所示。假如貓頭鷹的食物2/5來自兔子，24.如果一個人食物有1/2來自綠色植物，1/4來自小型肉食動物，1

15、/4來自羊肉，假如傳遞效率為10%，那么該人每增加1千克體重，約消耗植物 （ ） A、10千克 B、280千克 C、100千克 D、28千克B4.如果一個人食物有1/2來自綠色植物，1/4來自小型肉食動溫故而知新1.生態系統的結構包括哪兩方面？2.生態系統的成分有哪些？3.生態系統的營養結構是什么?生態系統的成分,食物鏈和食物網生產者、消費者、分解者、非生物的物質和能量食物鏈和食物網溫故而知新1.生態系統的結構包括哪兩方面？生態系統的成分,食 1、在“草食草的昆蟲蜘蛛蟾蜍蛇貓頭鷹”這條食物鏈，設流經這條食物鏈 的總能量為100，按最高傳遞率計算， 蟾蜍和貓頭鷹所得能量最多分別為A、20和2 B

16、、0.8和0.032C、4和0.8 D、0.4和0.016及時鞏固 1、在“草食草的昆蟲蜘蛛蟾蜍蛇貓頭鷹能量流動和物質循環的關系能量流動和物質循環的關系 生物群落中物質和能量最終來自無機環境。 連接生物群落和無機環境的兩大成分生產者和分解者；圖示中未標出生產者還可以利用化學能進行化能合成作用。 二者均開始于生產者，通過光合作用合成有機物、固定太陽能，然后沿共同的渠道食物鏈（網）一起進行。 能量的固定、儲存、轉移和釋放，離不開物質的合成與分解等過程。 物質作為能量的載體，使能量沿著食物鏈（網）流動。 能量作為動力，使物質在生物群落和無機環境之間不斷地循環往返。 上述關系，總體上體現了二者相互依存

17、、不可分割，并且同時進行。 生物群落中物質和能量最終來自無機環境。 能量的固定1、根據生態學原理，要使能量流經食物鏈總消耗量最少，人們應該采用哪種食物結構A、以離類、蛋類為主B、以淡水養殖的魚、蝦為主 C、以谷物和植物蛋白為主D、以豬肉等家畜肉類為主鞏固練習1、根據生態學原理，要使能量流經食物鏈總消耗量最少，人們應該2、初級消費者體內能量的去路包括(多選)A、用于自身的生長、發育和繁殖B、被第二營養級的其他生物所獲得 C、以熱能的形式散失D、被分解者分解釋放到環境中去3、人們常用能量金字塔來說明生態系統中哪兩者之間的關系A、能量與營養級 B、能量與個體大小C、能量與個體數量 D、能量與生物代謝

18、類型2、初級消費者體內能量的去路包括(多選)3、人們常用能4、生態系統中有關食物鏈與能量流動的敘述，正確的是（多選）A能量沿食物鏈流動是單向的 B食物鏈越短，能量的利用率越高C初級消費者越多，次級消費者獲得的 能量就越少D生物種類越多，生態系統中的 食物鏈越多4、生態系統中有關食物鏈與能量流動的敘述，正確的是（多選）5、“一山不能存二虎”這一諺語，用生態觀點 可以理解為A、虎所需要的生活空間很大B、身體強壯的虎以身體弱小的虎為食C、虎性情孤獨，不群居D、營養級越高的生物，能得到的能量越小， 個體數量也就減少5、“一山不能存二虎”這一諺語，用生態觀點6、在草食草的昆蟲蜘蛛蟾蜍蛇貓頭鷹這條食物鏈，

19、設流經這條食物鏈的總能量為100，按最高傳遞率計算，蟾蜍和貓頭鷹所得能量最多分別為（ ）。A、20和2B、0.8和0.032C、4和0.8 D、0.4和0.016B6、在草食草的昆蟲蜘蛛蟾蜍蛇貓頭鷹這條食物鏈，設流7、A B C D E F思考：如上食物網中， A為1千克a、C最多約為多少？b、 C最少約為多少？0.04千克0.0001千克c 、若C增加1千克，則A最少需要消耗多少千克？最多又為多少？7、A B C0.04千克0.00能量單向流動的原因？食物鏈中各營養級的順序是不可逆轉的；各營養級的能量總是趨于以呼吸作用產生熱能而散失掉，而不被生態系統利用，所以能量不能循環。能量單向流動的原因

20、？食物鏈中各營養級的順序是不可逆轉的；2025能量流動過程中逐級遞減的原因？捕食不徹底：當動物體在捕食獵物時，由于相互之間經過長期的自然選擇，捕食者能夠捕食到獵物，但不可能將其種群中的全部個體捕食。攝食不徹底：當動物捕食成功后，在取食對方時，也不可能將對方的所有有機物全部吃下。消化不徹底：當動物將食物攝取到消化道中之后，也不可能將其中的全部營養都能吸收。以上就產生了分解者的營養來源。另外生物體本身需要維持正常的生命活動，進行繁殖以及生長、發育等，這一切都將以呼吸熱的形式最終散失。2025能量流動過程中逐級遞減的原因？捕食不徹底：當動初級消費者攝入用于生長發育和繁殖次級消費者攝入呼吸散失遺體殘骸初級消費者同化分解者利用糞便呼吸散失攝入的能量：糞便中的能量（未被同化的能量）該營養級所固定的能量上一營養級同化