生物人教版(2019)选择性必修2 3.2生态系统的能量流动课件(共52张ppt)

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名称 生物人教版(2019)选择性必修2 3.2生态系统的能量流动课件(共52张ppt)
格式 pptx
文件大小 6.6MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2022-11-14 10:04:02

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文档简介

(共53张PPT)
第 二 节
生态系统的能量流动
1. 生态系统的结构包括哪些
生态系统的成分
食物链和食物网
非生物的物质和能量
生产者
消费者
分解者
2. 生态系统的营养结构指什么?
3. 这种营养结构对生态系统有什么作用?
能量流动和物质循环的渠道。
生态系统的功能
能量流动
物质循环
信息传递
汉水丑生侯伟作品
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。
一、生态系统的能量流动概念
二.能量流动的过程
5.各营养级能量的去路有哪些?
请以生产者(第一营养级)为例说明.
⒈生态系统的能量来源是什么?
2.能量流动的起点和渠道是什么?
3.流经生态系统的总能量是什么?
4.各个营养级能量的来源又是什么?
思考并讨论:
1、小草的能量来自哪里
一、能量流动的过程分析
2、照射在草地上的太阳能如何被小草吸收 这些能量都被小草吸收了吗?
3、小草吸收了太阳能后, 这些能量有哪些去向
兔子
老鹰

汉水丑生侯伟作品
太阳光
光合作用
只是一部分
化学能
无机物
有机物
小草通过光合作用将太阳能固定下来
用于小草的生长、发育和繁殖,储存在小草体内
被兔子吃掉,流入兔子体内
自身的呼吸作用以热能形式散失
进入分解者
ADP+Pi
ATP
C3
CO2
H2O
O2
H++e
光能
NADP+
(CH2O)
还原
光反应
暗反应

C5
2
固定
多种酶

类囊体薄膜上
叶绿体基质
NADPH
[ H ]
有机物中稳定的化学能
汉水丑生侯伟作品
能量的传递、转变和散失
能量在第一营养级中的变化
生产者
(植物)
初级消费者
(植食性动物)
呼吸作用
用于生长
发育和繁殖
分 解 者
遗体 残骸
ATP
热能(散失)
生命活动
生产者固定的太阳能
自身呼吸作用以热能散失
用于自身生长、发育、繁殖
遗体、
残枝败叶
被分解者
分解
被下一营养级摄入



一、能量流动的过程分析
2、兔子把草吃进肚子后,草中的能量都被兔子吸收了吗?
3、兔子吸收了能量后, 这些能量有哪些去向
兔子
老鹰

兔子
摄入
兔子
同化
用于生长
发育和繁殖

摄入





遗体
残骸
粪便
呼吸作用
散失
呼吸作用
散失
能量在第二营养级中的变化
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





遗体
残骸
粪便
呼吸作用
散失
呼吸作用
散失
能量在第二营养级中的变化
粪便量(未同化)
用于生长、
发育、繁殖等
遗体残骸
分解者
次级消费者摄入
能量流经第二营养级示意图
初级消费者者摄入量
同化量
呼吸散失
1、生态系统的能量源头:
太阳能
3、能量流动的起点:
生产者固定的太阳能总量(约占1%)
能量流动的过程
4、能量流动的渠道:
以生产者固定的太阳能开始
食物链和食物网
5、能量在生物群落中的流动形式:
有机物中的化学能
2、输入生态系统的总能量:
6、能量流动的终点:
以呼吸作用产生热能的形式散失
下图是能量流动的图解,对此图解的理解错误的是
A.图中方框的大小可表示该营养级生物所同化的能量的多少
B.该图中的捕食食物链为A→B→C→D
C.该图中的A固定的能量表示流经该生态系统的总能量
D.图中A固定的能量是B、C、D固定的能量之和
D
汉水丑生侯伟作品
能量流动的特点
1、单向流动
(1)含义:生态系统的能量只能从第一营养级流向第二营养级,再流向第三营养级,再依次流向后面的各个营养级,不可逆转,也不能循环流动。
(2)原因:
①食物链中各营养级的顺序是不可逆转的,生物之间的捕食关系是一定的,能量只能由被捕食者流向捕食者,这是长期自然选择的结果。
②各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用,因此能量流动无法循环。
营养级 流入的能量 流出(输入下一营养级)的能量 呼吸作用散失 分解者分解(呼吸作用) 未被利用
流入/流出(%)
生产者 464.6 62.8 96.3 12.5 293
初级消费者 62.8 12.6 18.8 2.1 29.3
次级消费者 12.6 —— 7.5 微量 5.0
13.5
20.1
1、从第一营养级流入第二营养级的能量,占生产者所固定的
能量 总量的百分比是多少?从第二营养级流入第三营养级的能量,占初级消费者所同化的能量总量的百分比是多少?
2、能量在流动、转化后,流入下一个营养级的能量、呼吸作用散失、分解者分解及未被利用的能量总和是多少?
13.5%
20.1%
能量传递效率
1、计算公式
能量传递效率=
2、林德曼的研究表明,能量在相邻两个营养级之间的传递效率大约是10%-20%。即输入某一营养级的能量中,只有10%—20%的能量流入到下一个营养级(最高营养级除外)。
某一营养级同化量
上一营养级同化量
×100%
能量流动的特点
2、逐级递减
(1)含义:能量在沿食物链流动的过程中,每一个营养级的生物在代谢(如呼吸、排泄)中都会消耗很多的能量(这些能量最终以热能的形式散失),结果流向下一营养级的能量逐级减少。
(2)原因:
①各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。
②各营养级的能量都会有一部分被分解者分解利用。
③各营养级都有一部分能量未被下一个营养级生物利用。
练习:一个生态系统中有甲、乙、丙、丁四个种群所含的能量统计如下表
种群 甲 乙 丙 丁
能量/kJ 2.8×109 1.3×108 9.1×107 2.9×106
下面符合这4个种群所构成的营养结构的是( )
A 甲→ 乙→ 丙→ 丁 B 甲→ 丙→ 乙→ 丁
乙 乙
C 甲 丙 D甲 丁
丁 丙
D
2、 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( )
A.4%和4%      B.0.8%和0.8%
C .4%和0.8%     D.10%和4%
练习:1、在一条食物链中,第二营养级能量最多有多少流入到第五营养级( )
1/125
C
3、 A B C
D E F
如上食物网中, A为1千克
1)C最多约为多少?
2) C最少约为多少?
0.04千克
0.0001千克
3)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?
25千克
1000千克
4、根据下图所表示的食物网, 结合能量流动的特点进行计算:
牧草


猫头鹰
如果牧草固定了1000焦耳的能量, 则猫头鹰最少能获得______焦耳能量, 最多能获得______焦耳能量.
1
40
5、大象是植食性动物,有一种螳螂则专以象粪为食。设一大象所同化的能量为107KJ,则这部分能量中可流动到螳螂体内的为(  )
A、0 KJ    B、106 KJ
C、2×106 KJ D、106KJ~2×106 KJ
6、 池塘内的食物链为浮游植物 虾 小鱼,假设一大鱼只靠吃小鱼来增长1Kg体重,那么消耗浮游植物至少为( )
A、100Kg B、125Kg
C、625Kg D、1000Kg
浮游植物 → 虾 → 小鱼 →大鱼
A
B
7、在一个生态系统中,某草食动物同化的能量等于( )
A.生产者固定的太阳能总量
B.生产者固定的太阳能总量减去生产者的呼吸量
C.被草食动物吃了的植物中所含的能量减去粪便中所含的能量
D.用于草食动物的生长、发育、繁殖等生命活动所需的能量
C
8、下图是某湖泊生态系统能量流动的定量分析(图中所示数值的单位是J/(cm2·a)),G为植物,H为植食性动物,C为肉食性动物。以下相关叙述不正确的是( )
A.与该生态系统稳定性密切相关的是图中G、H和C所形成的营养结构
B.由G到H的能量传递效率为13.51%
C.从生态学的观点来看,G、H和C所包含的所有生物构成生物群落
D.H包括多种动物,它们之间的需求相似构成竞争关系
C
9、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J·m-2·a-1)。下列叙述正确的是( )
A.该食物网中最高营养级为第六营养级
B.该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25%
C.太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1 357 J·m-2·a-1
D.该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统
B
(2008 山东卷)
为缓解人口增长带来的世界性粮食紧张状况,人类可以适当改变膳食结构。若将(草食)动物性与植物性食物的比例由1︰1调整为1︰4,地球可供养的人口数量是原来的______倍。(能量传递效率按l0%计算,结果精确到小数点后两位数字)
1.96
汉水丑生侯伟作品
A
知低求高
图是某个生态系统中的食物网简图,据图回答:若E生物种群总能量为7.1×109kJ,B生物种群总能量为2.3×108 kJ,从理论上计算A贮存的总能量最少为_________ kJ。
4.8×107
7.1×109
2.3×108
10%
4.8×109
10%
10%
10%
10%
知高求低
下图表示某生态系统的食物网,请回答:若该生态系统的能量流动效率平均为10%,同一营养级的每种生物获得的能量是均等的,那么第一营养级的同化能量为2×107KJ,则鹰最终获得的能量是_______。要使鹰的数量最多它应处于第_____营养级。
3
6.05×104
6、下图是某生态系统中食物网简图,图中甲—庚代表各种不同的的生物,请据图回答







(1)此生态系统中作为生产者的生物是 ,作为次级消费者的生物是
(2)若该生态系统受到重金属污染,那么在体内积存重金属污染物最多的生物是 。


甲、乙、丁
(3)该生态系统只表示部分成分,图中未表示的成分为
分解者
非生物的物质和能量
有多少条食物链?
5条
生物富集:食物链营养级越高的生物,体内积累的DDT等农药或重金属的浓度越高。
根据不同信息构建食物链(网)
某陆地生态系统中,除分解者外,仅有甲、乙、丙、丁、戊5个种群,调查得知,该生态系统有4个营养级,营养级之间的能量传递效率,10%~20%,且每个种群只处于一个营养级,一年内输入各种群的能量数值如下表所示,表中能量数值的单位相同。
回答下列问题:
(1)请画出该生态系统中的食物网。
(2)甲和乙的种间关系是 ;种群丁是该生态系统生物组分中的 。
捕食
消费者
肉食性动物
12.6
植食性动物
62.8
生产者
464.6
能量金字塔
将单位时间内各个营养级所得到的能量数值,由低
到高绘制成图,可以形成一个金字塔图形,即能量金字塔。





某一个湖的能量金字塔
第一
营养级
第二
营养级
第三
营养级
第四
营养级
能量 营养级
“能量金字塔”表示的是
与 的关系。
象征意义:能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特点。
一条食物链中的营养级一般不会超过5个,为什么?
传递效率是10%~20%(营养级上升一级,
可利用的能量相应要减少80%~90%),能量
到了第五个营养级时,可利用的能量往往少到
不能维持其生存的程度了。
学以致用
学以致用
用能量流动的原理, 解释谚语“一山不容二虎”隐含的道理。
营养级越高,可利用的能量就越少;老虎一般在最高营养级,流经老虎的能量已减到很小的程度。在获得有限的食物空间里,虎的数量越少,就越容易获得食物来维持生存,其数量多时,就不能维持其生存。为了生存就会出现你死我活的斗争,这样一山就不能容二虎。
数量金字塔(一般营养级越高,数量越少)
从能量流动特点回答:一斤猪肉为什么比一斤菠菜贵?
不能从相同重量肉和米所含的能量和营养价值比较回答。
学以致用
如把各个营养级的数量用绘制能量金字塔的方式表示,是否也成金字塔形?有没有例外?
数量金字塔
人们对一片草地上的所有生物成员作了统计:
生产者(野草) 5 842 424株;
初级消费者(草原动物、昆虫)
708 624只;
次级消费者(肉食动物、吃昆虫的小鸟)
354 904 只;
三级消费者(肉食动物、吃小鸟的鹰)
3只。
每个营养级生物个体的数量
一般呈正金字塔形
象征意义:一般生物个体数目在食物链中随营养级的升高而递减。
昆虫


数量金字塔


昆虫
能量金字塔
特殊情况:
数量金字塔在某种情况下也可能出现金字塔倒置的现象。
一棵树上生活着许多昆虫、鸟等
生物量金字塔:每一个营养级的生物所含有机物的总质量。
人们对一片草原中生态系统作了统计:
生产者 4 800万吨;
消费者Ⅰ 1200万吨;
消费者Ⅱ 17万吨;
消费者Ⅲ 3万吨。
一般呈正金字塔形
生物量金字塔:每一营养级生物的总生物量。
一般来说,绿色植物的生物量大于它们所养活的植食性动物的生物量,而植食性动物的生物量大于以它们为食肉食性动物的生物量。
但在湖泊和开阔的海洋这样的水域生态系统中,微小的单细胞藻类是主要的生产者,这些生物世代经历期短,繁殖迅速,只能积累很少的有机物,并且浮游生物对它们的取食强度大,因而现存的生物量很小,这样就会出现金字塔的倒置。
生物量金字塔
浮游动物
生物量金字塔
浮游
植物
特殊情况:
浮游植物个体小,寿命短,又不断被浮游动物吃掉,所以某一段时间内浮游植物的生物量(用质量表示)可能低于浮游动物的生物量。
生物量金字塔在某种情况下也可能出现金字塔倒置的现象。
(三)研究能量流动的意义
草场上
放养牲畜过少
不能充分利用
牧草提供的能量
放养牲畜过多
草场退化,畜产
品产量下降
合理确定载畜
量,保持畜产
品持续高产
农田生态系统
作物秸秆烧掉
不能充分利用秸秆中的能量
秸秆做饲料喂牲畜
牲畜粪便进入沼气池
沼气做燃料
沼渣做肥料
2.实现能量的多级利用(提高能量利用率)
和物质的循环利用。如建立:生态农业
1.合理调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效的流向对人类最有益的部分。
能不能改变生态系统能量流动的规律?
人们虽然不能改变能量流动的客观规律,但可设法调整能量流动方向,使能量流向对人类最有益的部分。例如,在森林中,最好使能量多储存在木材中;在草原牧场上,则最好使能量多流向到牛、羊等牲畜体内,获得更多的毛、肉、皮、奶等畜产品。
除草为了使太阳能更多地流向农作物。捉虫为了使农作物中的能量散失减少。
2、研究生态系统的能量流动,还可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
汉水丑生侯伟作品
能量多级利用:是指使生态系统中的物质和能量分层次多级利用,使生产一种产品产生的有机废物,成为另一种产品的投入,使废物资源化,从而提高能量的转化效率。根据生态系统的能量流动规律,要提高能量的利用率,可以在实际生活中借鉴下面的一些措施:(1)尽量缩短食物链;(2)充分利用生产者;(3)充分利用分解者,如利用秸秆培育食用菌、利用植物残体生产沼气等。
建立生态农业:
水稻
家禽,家畜
沼气池
(含微生物)
食用菌

饲料
粪肥
菌渣等
粪便
粪便
沼渣
沼渣沼液作肥料
秸秆
燃料
优点:实现对能量的多级利用和物质的循环利用。
我国古代就已发展出”桑基鱼塘“生产方式:利用桑叶喂蚕,蚕沙养鱼,鱼塘泥肥桑,在桑、蚕、鱼之间形成良性循环。人在设计这种农业生产方式时,不一定清楚其中的科学道理,
桑基鱼塘就实现了对能量的多级利用,提高了能量的利用率。
问题探讨:假如你像小说中的鲁滨逊那样,流落在一个荒岛上,除了饮用水之外没有任何食物。你随身带的食物只有一只母鸡、15Kg玉米。
策略: A.先吃鸡再吃玉米。 B.先吃玉米再吃鸡。 C.先吃玉米,同时用一部分玉米喂鸡,吃鸡产下的蛋,最后吃鸡。
汉水丑生侯伟作品