资源简介

(共38张PPT)
第2节
生态系统的能量流动
第一课时
问题探讨
第二节
生态系统的能量流动
讨论
假设你像小说中的鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，那里除了有能饮用的水，几乎没有任何食物。你身边尚存的食物只有一只母鸡、15kg玉米。
你认为以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援？
1. 先吃鸡，再吃玉米。
提示：
应该先吃鸡，再吃玉米（即选择1）。
2.先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。
问题探讨
第二节
生态系统的能量流动
策略2：先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，
吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。
策略1：先吃鸡，再吃玉米。
写出以上涉及到的食物链/网
玉米
鸡
人
你愿意分部分食物给鸡吃么？
玉米
鸡
人
应选择1；若选择2，则增加了食物链的长度，能量逐级递减，最后人获得的能量较少。
能量流动的过程及特点(第一课时)
1
生态系统能量流动的过程
目 录
2
生态系统能量流动的特点
研究能量流动的基本思路
科学·方法
如果以个体为单位研究能量流动，有什么问题？
以种群为研究对象，能量流动的渠道为食物链，可能因为食物网的复杂性而影响结果的准确性。
如果将种群作为一个整体来研究能量流动，又会遇到什么问题？
以个体为研究对象，有很大的局限性和偶然性，如个体死亡，数据可能不准确；不同个体间差异过大；等等。
研究能量流动的基本思路
科学·方法
能量输入
种群
能量储存
能量散失
营养级
结合“研究能量流动的基本思路”中的两个图，思考研究能量流动应以什么为单位？
将一个营养级的所有种群作为一个整体来研究能量流动，可以比较精确地测量每一个营养级能量的输人值和输出值。
第二节
生态系统的能量流动
生态系统的能量流动
一切生命活动都伴随着能量变化。没有能量的输入，也就没有生命和生命系统。
生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。
含 义
从生态系统的角度分析
第二节
生态系统的能量流动
生态系统的能量流动
太阳能
输入
转化
传递
散失
化学能
热能
生产者的能量来源:_______;各级消费者的能量来源:____________________
输入：
传递：
流经生态系统的总能量：________________________
主要是生产者所固定的太阳能（还有化能合成）
太阳能
传递形式：___________________
传递渠道：___________________
有机物中的化学能
食物链和食物网
上一营养级同化的能量
第二节
生态系统的能量流动
生态系统的能量流动
太阳能
输入
转化
传递
散失
化学能
热能
散失形式：______
散失途径：____________________________________________
_________________________________
散失：
转化：
热能
太阳能
有机物中的化学能
各营养级的呼吸作用及分解者的分解作用
热能
光合作用
呼吸作用
第二节
生态系统的能量流动
【科学方法】研究能量流动的基本思路
能量流经一个种群的情况可以图示如下：
如果将这个种群作为一个整体来研究，则左图可以概括成下图形式：
能量输入
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
个体1
个体2
个体3
……
能量输入
种群
能量储存
能量散失
如果将一个营养级中的所有种群种群作为一个整体，那么左图将概括为何种形式呢？
从中可以看出分析能量流动的基本思路。
是指同一营养级上的所有种群！
第二节
生态系统的能量流动
一、能量流动的过程
地球上几乎所有的生态系统所需要的能量都来自太阳。
绝大部分都被地球表面的大气层所吸收、散射和反射掉
1%被生产者通过光合作用转化成化学能固定在有机物中
能量来源
第二节
生态系统的能量流动
一、能量流动的过程
99%散失
分解者利用
残枝 败叶
呼吸作用
散失
未利用
生产者所
固定的太阳能
用于生长
发育和繁殖
初级消费者
（植食性动物）
1%同化
第二节
生态系统的能量流动
一、能量流动的过程
初级消费者
同化
散失
用于生长、发育和繁殖
次级消费者摄入
分解者利用
遗体
残骸
消费者
能量来源：初级消费者摄入的能量
随粪便流向分解者(上一营养级能量)
被初级消费者同化(流入初级消费者体内的能量)
能量去路：
通过呼吸作用以热能形式散失。
用于生长、发育和繁殖等生命活动(储存在有机物中)。
以遗体残骸的形式被分解者利用。
被次级消费者捕食，流入第三营养级。
呼吸作用
初级消费者
摄入
散失
粪便
呼吸作用
第二节
生态系统的能量流动
一、能量流动的过程
三级消费者
同化
散失
用于生长、发育和繁殖
四级消费者摄入
分解者利用
遗体
残骸
呼吸作用
三级消费者
摄入
散失
粪便
能量在第三、四营养级的变化，与第二营养级的情况大致相同。
次级消费者
同化
呼吸作用
散失
用于生长、发育和繁殖
三级消费者摄入
分解者利用
遗体
残骸
呼吸作用
次级消费者
摄入
散失
粪便
思考：
能量在最高营养级的变化呢？
呼吸作用
第二节
生态系统的能量流动
一、能量流动的过程
初级消费者摄入
初级消费者同化
用于生长、发育和繁殖
次级消费者摄入
……
分解者利用
热能散失
粪便
呼吸作用
散失
遗体残骸
①摄入量=同化量+粪便量
②输入某营养级的总能量是指该营养级同化的能量，粪便中的能量不属于该营养级同化的能量，粪便量是上一营养级同化的能量。
③初级消费者同化的能量=呼吸消耗的能量+用于生长、发育和繁殖的能量
④生长、发育和繁殖的能量=分解者利用的能量+下一营养级同化的能量。
第二节
生态系统的能量流动
一、能量流动的过程
生态系统能量流动示意图
生产者
（绿色植物）
初级消费者
（植食性动物）
次级消费者
（肉食性动物）
三级消费者
（肉食性动物）
……
分 解 者
呼吸作用
呼吸作用
呼吸作用
呼吸作用
呼吸作用
太阳能
第二节
生态系统的能量流动
一、能量流动的过程
第二节
生态系统的能量流动
一、能量流动的过程
未被利用
生产者固定的能量=呼吸量+分解者+下一营养级+未被利用
第二节
生态系统的能量流动
一、能量流动的过程
摄入量=
粪便量
+
同化量
呼吸量
+
生长发育繁殖量
分解者利用
+
流向下一营养级
+
未被利用
第二节
生态系统的能量流动
一、能量流动的过程
第二节
生态系统的能量流动
一、能量流动的过程
第二节
生态系统的能量流动
一、能量流动的过程
第二节
生态系统的能量流动
一、能量流动的过程
在草→羊→狼的食物链中，羊同化的能量等于( )
A. 草固定的太阳能总量减去草的呼吸量
B. 被羊吃的草所含的全部能量
C. 被羊吃了的草所含的能量减去羊粪便内的能量
D. 用于羊的生长发育繁殖所需的能量
C
（多选）某生态系统中有a、b、c、d四种生物，食物链草a→羊b→狼c，上图是该生态系统中能量流入b处发生的一系列变化示意图，下列说法正确的是（ ）
A. b的粪便的能量属于生产者的同化量
B. 甲表示b同化的能量，这部分能量是用于生长发育繁殖
C. 丙表示的是呼吸散失的热能。
D. 乙的有机物一部分形成遗体，一部分被c完全利用
第二节
生态系统的能量流动
一、能量流动的过程
AC
如图是生态系统的能量流动图解,对此的理解正确的是( )
A.该图中的A表示照射到植物上的太阳能
B.该图中D是次级消费者
C.图中A具有的能量是B、C、D的能量之和
D.图中方框的大小可表示该营养级生物所具有的能量多少
D
第二节
生态系统的能量流动
一、能量流动的过程
第二节
生态系统的能量流动
【思考.讨论】生态系统中的能量流动
讨论
1. 生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？为什么？
提示：
遵循能量守恒定律。
能量在生态系统中流动、转化后，一部分储存在生态系统（生物体的有机物）中，另一部分在呼吸作用中以热能的形式散失，两者之和与流入生态系统的能量相等。
2. 流经生态系统中的能量能否再回到这个生态系统中来？为什么？
提示：
不能。
能量流动是单向的。
第二节
生态系统的能量流动
二、能量流动的特点
研究目的
研究能量流经生态系统的食物链时，每一级的能量变化和能量转移效率。
科学家
美国
生态学家
林德曼
(R.L.Lindeman)
研究对象
结构相对简单的天然湖泊
——赛达伯格湖
研究内容
对该湖的能量流动进行了定量分析
第二节
生态系统的能量流动
1.以表格形式，将图中数据进行整理。例如，可以将每一营养级的能量“流入”和“流出”整理为一份清单（“流出”的能量不包括呼吸作用散失的能量）
营养级 流入能量 流出能量 （输入下一营养级能量） 呼吸作用散失 分解者利用 未利用 传递效率
生产者
植食性动物
肉食性动物
464.6
62.8
96.3
12.5
293
62.8
12.6
18.8
2.1
29.3
12.6
7.5
0.1
5
13.5%
20.1%
第二节
生态系统的能量流动
2.计算“流出”该营养级(即输入下一营养级)的能量占“流入”该营养级能量的百分比。
能量传递效率 =
某一营养级同化量
上一营养级同化量
×100%
能量在相邻两个营养级间的传递效率大约是为10% - 20%
第二节
生态系统的能量流动
【思考.讨论】分析赛达伯格胡的能量流动
3.从方向上看，能量流动是否会逆转，能不能循环流动？为什么？
①生态系统各营养级间取食和被食的关系是不可逆的。
②各营养级通过呼吸作用散失的热能不能再被生物利用。
不会逆转，不能循环流动。因为：
4. 流入某一营养级的能量，为什么不会百分之百地流到下一个营养级？
流入某一营养级的能量除了流入下一营养级之外，还有：
①一部分通过该营养级的呼吸作用散失；
②一部分作为排遗物、遗体或残枝败叶被分解者利用；
③一部分未被利用
第二节
生态系统的能量流动
二、能量流动的特点
单向流动
在生态系统中，能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级，不可逆转，也不能循环流动。
逐级递减
输入到一个营养级的能量不能百分之百的流入下一营养级，能量沿着食物链流动过程中逐级减少。
一般来说，能量在相邻两个营养级之间的传递效率是10%~20%。
营养级越多，能量流动过程中消耗的能量就越多。因此，生态系统中能量流动一般不超过5个营养级。
原因:
1.生物间的捕食关系是一定的
2.散失的热能不能被生物体再利用
自身呼吸散失
原因:
分解者利用
未利用
第二节
生态系统的能量流动
二、能量流动的特点
任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以维持生态系统的正常运行。
说明
崩溃
第二节
生态系统的能量流动
二、能量流动的特点
如图为某生态系统能量流动示意图〔单位：J/（cm2·a）〕以下分析正确的是( )
A.甲的数值是1200 J/（cm2·a）
B.乙到丙的传递效率为16.6%
C.每一营养级的能量大部分流向分解者
D.狼捕食野兔，获得的能量为野兔有机物能量的10%～20%
C
第二节
生态系统的能量流动
二、能量流动的特点
能量流动最值计算
第二节
生态系统的能量流动
二、能量流动的特点
1. 戊现有2000kg，至多可使丙增重多少kg？
2. 戊现有2000kg，至少可使丙增重多少kg？
3. 丙每增加1千克，至多要消耗掉戊多少kg？
4. 丙每增加1千克，至少要消耗掉戊多少kg？
80
0.2
10000
25
第二节
生态系统的能量流动
二、能量流动的特点
有一食物网如图所示。假如猫头鹰的食物2/5来自兔子，2/5来自老鼠，其余来自蛇，那么鹰要增加20g体重，最少消耗植物多少克？
900g
最多消耗植物多少克？
5600g
生态系统的能量流动
生产者固定的能量
食物链和食物网
太阳能→化学能→热能
单向流动、逐级递减，
能量传递效率为10%~20%
输入
传递
途径
转化
散失
热能形式
过程
特点
本节小结
生态系统的能量流动
谢谢指导

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