浙江省临海市白云中学高二生物：第二节《能量流动和物质循环》课件

(共32张PPT)
第二节
能量流动和物质循环
问题探讨
备选策略1：先吃鸡，再吃玉米；
备选策略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。
就一个生物个体（如人）而言，能量是如何输入、储存和散失的？
能量输入
个体
呼吸作用散失的能量
储存在体内的能量
能量流动的分析
能量输入
个体1
呼吸作用散失的能量
储存在体内的能量
个体2
个体3
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
…
能量流动的分析
能量流经一个种群的情况
能量输入
种群
能量储存
能量散失
能量流动的分析
生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
能量流动：
能量的输入
思考题：
⒈生态系统能量主要来源是什么？
2.它是通过什么方式输入生态系统的？
3. 输入的过程能量形式发生什么变化？
4. 太阳能能否全部输入该生态系统？为什么？
5 . 输入该生态系统的总能量是什么？
来源：
方式：
输入总能量：
能量变化：
生态系统的能量流动
能量
输入
能量
传递
能量
散失
太阳能
绿色植物的光合作用
生产者固定的太阳能
光能 →化学能
能量传递的渠道是什么？
能量的传递
食物链和食物网
能量传递的形式是什么？
储存在有机物中的化学能
生产者能量的变化
初级
消费者
生产者
光
合
作
用
分解者
呼吸作用散失
自身的生长发育和繁殖
分解者
呼吸作用散失
初级消费者能量的变化
被摄食的生产者
初级消费者
初级消费者同化
自身的生长发育和繁殖
次级消费者摄入
遗体残骸
实例：以下是某草原生态系统的一条食物链：草→野兔→狼。思考：
野兔获取能量的来源是什么？
野兔摄食的牧草中的能量能否全部被野兔同化利用？为什么？不能的部分流向了哪里？
被野兔同化的能量去路有哪些？
次级消费者能量是如何变化的？
粪便
未同化
能量的传递
即，同化量=摄入量-粪便中的能量
来源：
方式：
输入总能量：
能量转变：
生态系统的能量流动
能量
输入
能量
传递
能量
散失
渠道：
能量形式：
各个生态成分中能量的来源与去路：
有机物中的化学能
食物链和食物网
方式：
能量转变：
呼吸作用散热
化学能→热能
太阳能
绿色植物的光合作用
生产者固定的太阳能
光能 →化学能
来源：
生产者——
消费者——
分解者——
去路：
呼吸作用消耗
被下一营养级的生物所利用
被分解者所利用
各个生态成分中能量的来源与去路
太阳光能
前一营养级
前面各营养级
能量流动的过程
能量形式的转变：
光能
化学能
热能
初
能量流动的特点
想一想：
1.能量在生态系统流动过程中，其方向能不能逆转？为什么？
2.上一营养级的能量能否全部流入下一营养级？为什么？
3.能量传递的效率是多少？
单向流动
逐级递减
赛达伯格湖的能量流动图解
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____
__________
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_____________________。
62.8/464.6=13.5%
12.6/62.8=20.1%
能量传递的效率：
10％～20％
能量流动有关计算
①有食物链：甲→乙→丙→丁，现设甲能量为100%，则乙、丙、丁能量最多或最少有多少？
②有食物链：甲→乙→丙→丁，若丁每增加a千克体重，问至少或最多消耗生产者多少千克？
例如：如图食物网中猫头鹰体重每增加20g，至少消耗植物多少克？
植物
兔
鼠
猫头鹰
20×5×5=500g
能量流动的过程总结
初
1.能量流动的起点：
2. 能量流动的途径：
10.能量传递的效率：
3. 能量流动中能量形式的变化：
4. 能量在食物链中流动的形式：
9. 能量散失的主要途径：
5. 能量流动的方向(以箭头表示)：
6. 箭头由粗到细：
7. 方块面积越来越小：
8. 蓝色箭头表示：
生产者(主要是绿色植物)固定的太阳能
食物链和食物网
太阳光能 内有机物化学能 热能
有机物(食物)中的化学能
单向流动
表示流入下一个营养级的能量逐渐递减
营养级别越高，储存在生物体内的就越少
该能量是散失到系统外的，不能再利用的能量
通过呼吸作用以热能形式散失
10％～20％
思考：根据生态系统能量流动的特点分析
1.为什么一般食物链的营养级不超过5个
2.为什么一般市场上肉类食品的价格要高于蔬菜类食品？鲶鱼的价格要高于鲤鱼？
3.草原如何放牧，才能达到产畜量高又不会导致草场退化？
研究意义：遵循能量流动的规律，合理调整能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类有益的部分。
4.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
生物在不停的呼吸过程中，每
天都要消耗大量的氧，为什么
我们并未感到大气中的氧不断
减少呢？
物
质
物质循环
物质循环
是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等基本元素在生态系统的生物群落与无机环境之间反复循环运动叫生态系统的物质循环。
生态系统的物质循环
生物圈
化学元素
碳循环
大气中的CO2库
光
合
作
用
呼
吸
作
用
呼
吸
作
用
微
生
物
的
分
解
作
用
动物
摄食
碳在无机自然界和生物群落中的存在形式
无机自然界：碳酸盐形式（岩石圈、化石燃料）、HCO3-（水圈）、CO2气态形式。
生物群落：含碳有机物
碳出入生物
群落的途径
碳进入生物群落
碳出生物群落
动植物的呼吸作用
微生物的分解作用
化石燃料的燃烧
绿色植物的光合作用
把CO2合成有机物
特点：
（1）碳循环的形式：
（2）碳在自然界中的存在形式：
（3）碳在生物体内的存在形式：
（4）碳进入生物体的途径：
（5）碳在生物体之间传递途径：
（6）碳进入大气的途径：
（7）碳循环平衡被破坏——
CO2；
CO2和碳酸盐；
含碳有机物；
绿色植物的光合作用；
食物链(网)；
①生物的呼吸作用
②分解者有分解作用
③化石燃料的燃烧
温室效应；
在农田中大量使用DDT杀虫剂为什么会殃及南极的企鹅
生物圈是地球上的最大的生态系统,生态系统中的物质循环带有全球性。
物质循环的主要特点：
物质循环是带有全球性的，生物群落
和无机环境之间的物质可以反复出现反复
利用，周而复始进行循环，不会消失。
大
气
中
的
CO2
太阳能
生产者
初级消费者
次级消费者
分解者
大气中的CO2
大气中的CO2
能量
能量
能量
含碳有机物
能量
含碳有机物
呼吸
呼吸
残
枝
落
叶
遗
体
遗
体
呼吸
呼吸
光合
作用
能量流动和物质循环的关系示意图：
结论：
1.能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解过程。
2.物质作为能量的载体
3.能量作为动力
4.生态系统中的各种组成成分，正是通过能量流动和物质循环，才能够紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。
能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，而这是同时进行的，彼此相互依存，不可分割。
练一练
1.“一山不容二虎”这一俗语，用生态学的观点可以理解为 A.虎所需要的活动空间很大 B.身体强壮的虎以身体弱小的虎为食 C.虎性情孤独，不群居 D.营养级越高的生物，能得到的能量越少，个体数量也越少
2.下列有关生态系统中能量流动的叙述，错误的是 A.生态系统中的能量是系统内生产者所接收的太阳辐射的能量B.生态系统中的能量最终都以热量的形式散失到大气中 C.生态系统中的能量流动是逐级递减和单向流动的 D.生态系统离开外界环境的能量供应就无法维持
D
A
3.如右图所示的食物网，a表示动物性食物所占的比例。若要使鸟的体重增加x，通常需要生产者的量为y，则x与y的关系可表示为（能量传递效率为10%） A. y=90ax+10x B. y=25ax+5x C. y=20ax+5x D. y=100ax+10x
4.右图表示自然界中碳循环的简图，图中甲乙丙代表A.生产者、消费者、分解者 B.消费者、生产者、分解者 C.分解者、消费者、生产者 D.生产者、分解者、消费者
A
草
虫
鸟
a
丙
甲
乙
CO2
A
5.右图是生态系统中碳循环的示意图，图中“→”表示碳元素的流动方向，请据图回答：
①写出图中含有三个营养级的食物链
②生态系统的能量流动从 固定的太阳能开始
③该生态系统中生产者是 ,消费者是 , 分解者是
④图中⑤表示
⑤在一个由草→兔→狼组成的食物链中，如果将狼杀绝，那么兔群的数量将会
A
B
D
C
E
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑨
⑧
A→D→E
分解者
A
D E
B
分解者的分解作用
先增后减