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2013年最新高中生物精品教学课件:5.2 生态系统的能量流动(1)(人教版必修3)


温故而知新
1.生态系统的结构包括哪两方面? 生态系统的成分,食物链和食物网 2.生态系统的成分有哪些? 生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量 3.生态系统的营养结构是什么?

食物链和食物网

假如你流落到荒岛上,只有 一只母鸡、15kg玉米……
1.先吃鸡,再吃玉米? √ 2.先吃玉米,同时用一部分玉 米喂鸡

,吃鸡产下的蛋?? 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

A.先吃鸡,然后吃玉米。 B.先吃玉米,同时用一部分玉米喂鸡, 吃鸡产下的蛋,最后吃鸡。 鸡 玉米 人 玉米 鸡 人

生态系统能量流动

照射在草地上的太阳能 都被小草固定了吗?

呼吸作用 生命 活动

太阳能被小草固定后,这些 热能 能量有哪些去向?

暂未利用

分解者 残枝败叶等

初级消费者兔子的能量到哪里去了?
兔子的摄入量就是兔 子的同化量吗? (同化量=摄入量-粪便量)

呼吸作用 兔子把草吃进肚子里,草 热能 中的能量都被兔子吸收了 生命 兔子吸收了草中的能量后, 吗? 活动 这些能量有哪些去向?

(同化量=摄入量—粪便量)
同化
暂未利用

残骸 分解者

能 量 在 第 二 营 养 级 中 的 变 化

粪便

初级消费者 摄入

分 解 者 利 用 呼 吸 作 用
散失

初级消费者 同化
遗体
残骸

用于生长 发育和繁殖

呼 吸 作 用

散失

次级消费者 摄入

呼吸作用

呼吸作用

呼吸作用

暂未利用

产者
残枝败叶等 分解者



暂未利用

暂未利用

消费者
残骸

初级

消费者
残骸 分解者

次级

分解者

能量流动:
生态系统中能量的输入、传递和散失的过程。
呼吸作用

散失(呼吸作用) 呼吸作用

呼吸作用

产者
残枝败叶等 分解者



传递

消费者
残骸

初级

传递

消费者
残骸 分解者

次级

分解者 散失(分解者)

能量流动的过程
散失(呼吸作用) 去向: 自身呼吸作用消耗(热能散失,生命活动);
分解者所利用;被下一营养级同化

起点: 始于生产者固定太阳能,即流经生态系统的总能量。

传递 渠道: 食物链和食物网

产者



消费者

初级

传递

消费者

次级

散失(分解者)

请计算能量传递效率(输入后一营养级的
能量与输入前一营养级的能量的比)
赛达伯格湖的能量流动图解
96.3 18.8

呼吸 122.6
7.5

生产者 464.6

62.8

植食性动物 62.8
2.1

12.6 29.3

肉食性动物 12.6
微量 5.0

293 12.5

未 分解者 单位(焦/厘米2 · 年) 固 14.6 定

未利用 327.3

算一算
数 据 分 析 与 处 理
营养级

(能量单位:J∕(cm2.a))

输入能量

流出能量
(输入后一个营 养级的能量)

流出/输入 (传递效率%)

第一营养级
第二营养级 第三营养级

464.6 62.8 12.6

62.8 12.6

13.52

20.06

讨论: (1)输入到该生态系统的总能量是多少? (2)每一营养级的能量流动与转化遵循能量守恒定律吗? (3)流入每一营养级的能量为什么不能百分之百的流向下 一营养级?

请计算能量传递效率(输入后一营养级的
能量与输入前一营养级的能量的比)
赛达伯格湖的能量流动图解
96.3 18.8

呼吸 122.6
7.5

生产者 464.6

13.5%
62.8

植食性动物 62.8
2.1

20%
12.6 29.3

肉食性动物 12.6
微量 5.0

293 12.5

未 分解者 单位(焦/厘米2 · 年) 固 14.6 定

未利用 327.3

能量流动的特点:
逐级递减:
?自身呼吸作用消耗 呼吸 ?分解者利用 122.6
96.3

生产者 464.6

7.5 ?暂未利用 18.8 能量传递效率10%~20% 13.5% 20%
62.8

植食性动物 62.8
2.1

12.6 29.3

肉食性动物 12.6
5.0

微量

293 12.5

未 固

单向流动: 不可逆向,不可循环
分解者 14.6

未利用 327.3

能量金字塔

生产者 464.6

植食性动物 62.8

肉食性动物 12.6

1960年,科学家在密执安荒地对一个由植物、田鼠和鼬三个环节组 成的食物链进行了能流分析。 荒地接受的太阳辐射量:6.3×1010卡/顷· 年; 植物固定的能量:59.3×106卡/顷· 年; 田鼠吃植物获得的能量为:176×103卡/顷· 年; 鼬同化的能量为:55.6×103卡/顷· 年。



76×103卡/顷· 年

田鼠

176×103卡/顷· 年

植物

59.3×106卡/顷· 年

能量金字塔
根据单位时间内各个营 养级所得到的能量数值 绘制成图,可形成一个 金字塔图形

从中可以看出,一个生 态系统中,营养级越多, 在能量流动过程中,消 耗的能量就越多。生态 系统中能量流动一般不 超过4—5个营养级。

如把各个营养级的生物数 量用金字塔的方式表示,是否 也成金字塔形?
一般情况下,也是金字 塔形。但有时会出现倒 置的塔形。

迁移创新:
1. 如D鱼体重增加1kg,所需浮游植物最多约
1000kg ________ 。

根据能量流动的“十分之一定律”

假设你像小说中的鲁滨逊一样,流落到一个不毛 的荒岛上,那里除了有能饮用的水之外,几乎没有 任何食物,你随身携带的食物只有5千克玉米和一只 母鸡。你认为哪种生存策略能让你维持更长的时间 来等待救援?( A ) A.先吃鸡,然后吃玉米。 B.先吃玉米,同时用一部分玉米喂鸡,吃鸡产下的 蛋,最后吃鸡。

玉米



玉米







研究能量流动的意义: 调整能流关系,使能量持续高效地流向对人类有益的 部分。

农田生态系统中人类的劳作对能量流 动有什么影响?

假如给你一个池塘,你会怎样经营,从而获得更 大的收益?

研究能量流动的意义
沼 气 工 程

研究能量流动的意义
? 桑基鱼塘 ? 沼气工程 实现对能量的多级 利用,大大提高能 量的利用率

能量流动的过程:
生态系统中能量的输入、传递和散失的过程。
散失(呼吸作用)

产者



传递

初级

消费者 传递

消费者

次级

散失(分解者)

能量流动的特点: 单向流动、逐级递减。

生态系统中能量的输入、传递、转化 概念: 和散失的过程

本 节 知 识 体 系

能量的源头: 太阳能
生产者固定的 过 流经生态系统的总能量: 太阳能的总量 能 程 途径:食物链和食物网 量 沿食物链方向由低营 流 特 单向流动: 养级流向下一营养级 动 点

逐级递减: 能量沿食物链流动过程中逐级
递减;传递效率10%~20%。

能量金字塔 研究 调整生态系统中的能量流动关系, 意义 使能量持续高效的流向对人类最有 益的部分

课堂练习: 1.流经生态系统的总能量是指 c A. 照射到该生态系统内所有植物体叶面 上的全部太阳能 B. 射进该系统的全部太阳能 C. 该系统全部生产者所固定的太阳能的 总量 D. 生产者传递给消费者的全部能量

3.下面有关生态系统能量流动的表述,不正 确的是( C ) A .能量流动是单向流动,逐级递减的 B.食物链越短,可供消费者的能量越多 C .初级消费者越多,次级消费者获得的能 量越少 D .营养级越多,散失的能量越多 4.假设一个生态系统的总能量为100%,按最 高传递效率计算,第三营养级和三级消费者所获得 的能量应为( C ) A.4%和4% B.0.8%和0.8 % C .4%和0.8% D.10%和

4、右图是草原生态系统 中的一条食物链及能量流 动图解,回答问题。 太阳能 ①图中D表示__________。 ②能量在逐级递减中,若狐获得的能量是 8 千焦,传 递给狼的能量最多应为______千焦,狼获得的能量中, 1.6 200 草应供给这条食物链的能量至少为______千焦。

呼吸 ③图中各营养级通过A______作用被消耗,通过 呼吸作用 分解者 B________利用,而B又通过C_________被消耗。

例、在草原上,牛以草为食,蜣螂以牛粪为食,
假设牛同化的能量为105kJ思考:被牛同化的 能量中约有多少流入蜣螂?

A

A.0kJ C.21kJ 之间

B.10.5 kJ D.介于10.5kJ和21kJ

例、A

B

C

D

E

F

思考:如上食物网中, A为1千克

a、C最多约为多少?

0.04千克

b、 C最少约为多少? 0.0001千克 c 、若C增加1千克,则A最少需要 消耗多少千克?最多又为多少?

?。

[例]:(2004.上海)如果一个人食物 有1/2来自绿色植物,1/4来自小型肉食 动物,1/4来自羊肉。假如传递效率为 10%,那么该人每增加1Kg体重, 约消耗植物________Kg。

280

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, 表中A.B.C.D分别表示不同的营养级,E为分解者。Pg表示生 物同化作用固定能量的总量,Pn表示生物体贮存的能量(Pn=Pg-R), R表示生物呼吸消耗的能量。(单位:102千焦/㎡/年)
第三营养级 第一营养级 第四营养级 第二营养级 分解者

A B C D E

Pg 15.9 870.7 0.9 141.0 211.5

Pn 2.8 369.4 0.3 61.9 20.1

R 13.1 501.3 0.6 79.1 191.4

A、B、C、D分别代表哪个营养级? 请计算第三营养级到第四营养级的能量传递效率? 0.9÷15.9=5.7% 请比较此生态系统输入的总能量和输出的总能量 输入: 870.7 输出: 785.5

? 生态系统中因某种生物的减少对其他生物的影 响: ? 1、第一营养级减少,其他营养级的生物都将 减少。 ? 2、“天敌”减少,被食者先增后减,最后稳 定。 ? 3、“中间”营养级减少,应视情况而定,如 蜥蜴 蛇 :
蚱蜢 绿色植物


鹰 食草籽的鸟

下列哪组生物可和无机环境组成一个
生态系统(

C



A.水藻、鸟
B.小鱼、大鱼 C.小草、昆虫、细菌 D.水藻、虾

肉食动物不可能是一条食物链 中的第几营养级( A ) A.第二 C.第四 B.第三 D.第五

观察南极食物网,回答下列问题
(1)在此食物网中有

5 条食物链。
(2)虎鲸、企鹅、海豹 属于三级消费者。
(3)占有两个营养级的 生物是 海豹、虎鲸 。 (4)大鱼和须鲸的关系 竞争 。 是 (5)食物链中营养级最 高的生物是 虎鲸 。
磷虾 须鲸

虎鲸

企鹅

海豹

大鱼

浮游动物

小鱼

浮游植物


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