生物生態(tài)系統(tǒng)的能量流動人教必修

1、復(fù)復(fù) 習(xí)習(xí) 引引 入入大氣中大氣中的的CO2甲甲乙乙丙丙生產(chǎn)者生產(chǎn)者消費者消費者分解者分解者能量流動的分析能量流動的分析能量流動的分析能量流動的分析能量流動的過程能量流動的過程 地球上幾乎所有的生態(tài)系統(tǒng)所需要的能量都地球上幾乎所有的生態(tài)系統(tǒng)所需要的能量都來自來自太陽太陽。 進入生態(tài)系統(tǒng)中生物體的能量是進入生態(tài)系統(tǒng)中生物體的能量是生產(chǎn)者光合生產(chǎn)者光合作用作用吸收的能量。這些能量固定到生產(chǎn)者所制造吸收的能量。這些能量固定到生產(chǎn)者所制造的有機物中。的有機物中。 進入生態(tài)系統(tǒng)中的太陽能約占太陽向地球輸進入生態(tài)系統(tǒng)中的太陽能約占太陽向地球輸送能量的送能量的1%。 能量流動的過程能量流動的過程 輸入第一營

2、養(yǎng)級的能量轉(zhuǎn)移方向：輸入第一營養(yǎng)級的能量轉(zhuǎn)移方向：（1）呼吸呼吸作用中熱能散失作用中熱能散失（2）生產(chǎn)者）生產(chǎn)者自身的生長、發(fā)育和繁殖消耗自身的生長、發(fā)育和繁殖消耗（3）殘枝敗葉殘枝敗葉帶走的能量帶走的能量（4）儲存儲存于植物體中的有機物的能量。于植物體中的有機物的能量。能量流動能量流動的過程的過程能量流動的過程能量流動的過程能量流動的特點能量流動的特點“未利用未利用”是指未被自身呼吸作用消耗和未被后一下營養(yǎng)級和分解者利用的能量是指未被自身呼吸作用消耗和未被后一下營養(yǎng)級和分解者利用的能量能量流動的特點能量流動的特點營養(yǎng)級營養(yǎng)級流入能量流入能量流出能量流出能量（輸入后一（輸入后一個營養(yǎng)級）個營養(yǎng)

3、級）出入比出入比生產(chǎn)者生產(chǎn)者植食性動物植食性動物肉食性動物肉食性動物 分解者分解者 464.662.813.52%62.812.620.06%12.614.6能量流動的特點能量流動的特點l第一、能量流動不是循環(huán)的而是單向的第一、能量流動不是循環(huán)的而是單向的：從生產(chǎn)者從生產(chǎn)者初初級消費者級消費者次級消費者次級消費者三級消費者三級消費者。食物鏈各個營養(yǎng)級的順序。食物鏈各個營養(yǎng)級的順序是不可逆的，而各個營養(yǎng)級的能量總是以呼吸散失熱能。即必須源源不是不可逆的，而各個營養(yǎng)級的能量總是以呼吸散失熱能。即必須源源不斷地輸入，又不斷地散失。斷地輸入，又不斷地散失。l第二、能量流動是逐級遞減的第二、能量流動是逐

4、級遞減的,傳遞率為傳遞率為1020，一條食物鏈的營養(yǎng)級一般不會超過五個營養(yǎng)級，因營養(yǎng)級上升一一條食物鏈的營養(yǎng)級一般不會超過五個營養(yǎng)級，因營養(yǎng)級上升一級，可利用的能量相應(yīng)要減少級，可利用的能量相應(yīng)要減少8090，能量到了第五個營養(yǎng)級時，能量到了第五個營養(yǎng)級時，可利用的能量往往少到不能維持其生存的程度了。由于生態(tài)系統(tǒng)能量流可利用的能量往往少到不能維持其生存的程度了。由于生態(tài)系統(tǒng)能量流量逐級遞減，其傳遞率為量逐級遞減，其傳遞率為1020，即構(gòu)成了能量金字塔。所以，生，即構(gòu)成了能量金字塔。所以，生產(chǎn)者固定的全部太陽能流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)過程中逐級遞減，單向不循環(huán)，最產(chǎn)者固定的全部太陽能流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)過程中逐級遞

5、減，單向不循環(huán)，最終在環(huán)境中消失。終在環(huán)境中消失。能量流動能量流動的特點的特點ABCDp1C2C3C4Cp1C2C3C4Cp1C2Cp1C2C3C3C數(shù)量能量落葉林草地落葉林及草地數(shù)量和能量金落葉林及草地數(shù)量和能量金字塔字塔能量流動的特點能量流動的特點引申引申l為什么肉類食品的價格比小白菜價格高？為什么肉類食品的價格比小白菜價格高？l為什么幾平方公里才能有一只虎為什么幾平方公里才能有一只虎,而幾平方米卻而幾平方米卻有百萬昆蟲有百萬昆蟲?l人增加一千克，要消耗多少克的植物？人增加一千克，要消耗多少克的植物？(從不同食物鏈考慮從不同食物鏈考慮)l生物富集作用生物富集作用?生物富集作用生物富集作用2

6、、下圖是草原生態(tài)系統(tǒng)中的一條食物鏈、下圖是草原生態(tài)系統(tǒng)中的一條食物鏈 及能量流動圖解，回答問題。及能量流動圖解，回答問題。圖中圖中D表示表示_。能量在逐級遞減中，傳遞率按能量在逐級遞減中，傳遞率按20計算，計算， 若狐獲得的能量是若狐獲得的能量是8千焦，傳遞給狼的能千焦，傳遞給狼的能 量為量為_千焦，狼獲得的能量中，草應(yīng)千焦，狼獲得的能量中，草應(yīng) 供給這條食物鏈的能量為供給這條食物鏈的能量為_千焦。千焦。圖中各營養(yǎng)級通過圖中各營養(yǎng)級通過A_作用被消耗，作用被消耗， 通過通過B_利用，而利用，而B又通過又通過C_ 被消耗。被消耗。太陽能太陽能 1.6 200 呼吸呼吸 分解者分解者 呼吸作用呼吸

7、作用 假定某生態(tài)系統(tǒng)中有綠色植物，蛙、蛇、假定某生態(tài)系統(tǒng)中有綠色植物，蛙、蛇、鷹、昆蟲和食蟲鳥等生物，此生態(tài)系統(tǒng)的總能鷹、昆蟲和食蟲鳥等生物，此生態(tài)系統(tǒng)的總能量為量為24000千焦，如營養(yǎng)級之間能量轉(zhuǎn)化效率千焦，如營養(yǎng)級之間能量轉(zhuǎn)化效率為為15%，第三營養(yǎng)級和第四營養(yǎng)級所利用的能，第三營養(yǎng)級和第四營養(yǎng)級所利用的能量分別是（量分別是（ ） 解析：第三營養(yǎng)級所利用的能量= 24000千焦 （15%）3-1= 540千焦 ；第四營養(yǎng)級所利用的能量= 24000千焦 （15%）4-1=81千焦。有關(guān)計算有關(guān)計算在圖中海鳥獲得能量最多的食物鏈?zhǔn)窃趫D中海鳥獲得能量最多的食物鏈?zhǔn)莀 。海鳥每增加海鳥每增加1

8、千克，需消耗生產(chǎn)者生產(chǎn)的有機物至少千克，需消耗生產(chǎn)者生產(chǎn)的有機物至少是是_千克。千克。有關(guān)計算有關(guān)計算甲殼類甲殼類水綿水綿海鳥海鳥水蚤水蚤大魚大魚小魚小魚淡水蝦淡水蝦水藻水藻甲殼類甲殼類海鳥海鳥 2525表示某生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)，請回答：若該生態(tài)系統(tǒng)表示某生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)，請回答：若該生態(tài)系統(tǒng)的能量流動效率平均為的能量流動效率平均為10%，同一營養(yǎng)級的每種生物，同一營養(yǎng)級的每種生物獲得的能量是均等的，那么第一營養(yǎng)級的同化能量為獲得的能量是均等的，那么第一營養(yǎng)級的同化能量為2 1 0 7 K J ， 則 鷹 最 終 獲 得 的 能 量 是， 則 鷹 最 終 獲 得 的 能 量 是_。要使鷹的數(shù)量最

9、多它應(yīng)處于。要使鷹的數(shù)量最多它應(yīng)處于_營養(yǎng)級。營養(yǎng)級。有關(guān)計算有關(guān)計算5 510104 4+10+104 4+5+510102 2=60500KJ =60500KJ 3 3鷹鷹鳥鳥蛇蛇蛙蛙鼠鼠昆蟲昆蟲植物植物60500KJ 圖是某個生態(tài)系統(tǒng)中的食物網(wǎng)簡圖，據(jù)圖回答：若圖是某個生態(tài)系統(tǒng)中的食物網(wǎng)簡圖，據(jù)圖回答：若E生物種群總能量為生物種群總能量為7.1109kJ，B生物種群總能量生物種群總能量為為2.3108 kJ，從理論上計算，從理論上計算A貯存的總能量最少為貯存的總能量最少為_ kJ。 有關(guān)計算有關(guān)計算4.8107 ACEDB研究能量流動的意義研究能量流動的意義l人們雖然不能改變能量流動的客

10、觀規(guī)人們雖然不能改變能量流動的客觀規(guī)律，但可設(shè)法調(diào)整能量流動方向，使律，但可設(shè)法調(diào)整能量流動方向，使能量流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?。能量流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧生態(tài)村生態(tài)村研究能量流動的意義研究能量流動的意義l例如，在草原牧場上，應(yīng)該養(yǎng)多少頭羊才合適例如，在草原牧場上，應(yīng)該養(yǎng)多少頭羊才合適?l又如森林應(yīng)在什么時候開采利用是最合算的又如森林應(yīng)在什么時候開采利用是最合算的?最大總光合量/%總初級生產(chǎn)量凈初級生產(chǎn)量葉面指數(shù)研究能量流動的意義研究能量流動的意義l谷粒作物栽培時應(yīng)考慮如何更有效地利用谷粒作物栽培時應(yīng)考慮如何更有效地利用農(nóng)田面積的問題農(nóng)田面積的問題l纖維素是地球上十分豐富的有機物之一，纖維素

11、是地球上十分豐富的有機物之一，然而人類不能消化纖維素，如何利用纖維然而人類不能消化纖維素，如何利用纖維素呢素呢?l海洋、湖泊和河流中有大量的浮游植物和海洋、湖泊和河流中有大量的浮游植物和動物，人類目前還無法直接獲取或利用，動物，人類目前還無法直接獲取或利用，那該如何辦呢？那該如何辦呢？研究能量流動的意義研究能量流動的意義-生態(tài)農(nóng)業(yè)生態(tài)農(nóng)業(yè)l生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)是生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)是1 1個自然個自然- -經(jīng)濟經(jīng)濟- -社會復(fù)合系統(tǒng)，包括人類在內(nèi)社會復(fù)合系統(tǒng)，包括人類在內(nèi)的系統(tǒng)中生物成員與環(huán)境具有內(nèi)在的和諧性，生態(tài)農(nóng)業(yè)著眼的系統(tǒng)中生物成員與環(huán)境具有內(nèi)在的和諧性，生態(tài)農(nóng)業(yè)著眼于系統(tǒng)各組分的互相協(xié)調(diào)和系統(tǒng)水平的最

12、適化，著眼于系統(tǒng)于系統(tǒng)各組分的互相協(xié)調(diào)和系統(tǒng)水平的最適化，著眼于系統(tǒng)具有最大的穩(wěn)定性和以最少的投入取得最大的經(jīng)濟、生態(tài)與具有最大的穩(wěn)定性和以最少的投入取得最大的經(jīng)濟、生態(tài)與社會效益，而這一特定的目標(biāo)和指導(dǎo)思想是以生態(tài)學(xué)、生態(tài)社會效益，而這一特定的目標(biāo)和指導(dǎo)思想是以生態(tài)學(xué)、生態(tài)經(jīng)濟學(xué)原理為其理論基礎(chǔ)建立起來的。生態(tài)農(nóng)業(yè)實踐的理論經(jīng)濟學(xué)原理為其理論基礎(chǔ)建立起來的。生態(tài)農(nóng)業(yè)實踐的理論指導(dǎo)依據(jù)主要包括：生物與環(huán)境的協(xié)同進化原理，生態(tài)系統(tǒng)指導(dǎo)依據(jù)主要包括：生物與環(huán)境的協(xié)同進化原理，生態(tài)系統(tǒng)中生物與環(huán)境之間存在著復(fù)雜的物質(zhì)、中生物與環(huán)境之間存在著復(fù)雜的物質(zhì)、，環(huán)境，環(huán)境影響生物，生物也影響環(huán)境，兩者互相作

13、用，協(xié)同進化。影響生物，生物也影響環(huán)境，兩者互相作用，協(xié)同進化。l時空結(jié)構(gòu)型含山體生態(tài)梯度開發(fā)型、林果立體間套型、農(nóng)田時空結(jié)構(gòu)型含山體生態(tài)梯度開發(fā)型、林果立體間套型、農(nóng)田立體間套型、水域立體種養(yǎng)型和庭院立體種養(yǎng)型立體間套型、水域立體種養(yǎng)型和庭院立體種養(yǎng)型 研究能量流動的意義研究能量流動的意義-生態(tài)農(nóng)業(yè)生態(tài)農(nóng)業(yè)佛山地區(qū)的?；~塘研究能量流動的意義研究能量流動的意義-生態(tài)農(nóng)業(yè)生態(tài)農(nóng)業(yè)研究能量流動的意義研究能量流動的意義-生態(tài)農(nóng)業(yè)生態(tài)農(nóng)業(yè) 19871987年聯(lián)年聯(lián)合國環(huán)境合國環(huán)境規(guī)劃署命規(guī)劃署命名留民營名留民營村為村為 世世界生態(tài)農(nóng)界生態(tài)農(nóng)業(yè)新村業(yè)新村 ，并被評為并被評為全球環(huán)境全球環(huán)境保護保護50

14、0500佳佳調(diào)查調(diào)查參考調(diào)查點：稻田生態(tài)系統(tǒng)參考調(diào)查點：稻田生態(tài)系統(tǒng)組成成分：組成成分： l（1） 非生物的物質(zhì)和能量；非生物的物質(zhì)和能量； l（2） 生產(chǎn)者：生產(chǎn)者： 水稻、雜草、浮游植物等；水稻、雜草、浮游植物等；l（3）消費者：田螺、泥鰍、黃鱔、魚、）消費者：田螺、泥鰍、黃鱔、魚、青蛙、浮游動物、昆蟲、鳥類等；青蛙、浮游動物、昆蟲、鳥類等；l（4）分解者：多種微生物。）分解者：多種微生物。l1.生產(chǎn)者主體是水稻，其他生產(chǎn)者有雜草、浮生產(chǎn)者主體是水稻，其他生產(chǎn)者有雜草、浮游植物等。農(nóng)民主要通過噴灑除草劑，或人工游植物等。農(nóng)民主要通過噴灑除草劑，或人工除草的方式抑制雜草的生長。除草的方式抑制

15、雜草的生長。l2.初級消費者有：田螺、浮游動物、植食性昆初級消費者有：田螺、浮游動物、植食性昆蟲、植食性魚、鳥類等。一般而言，植食性昆蟲、植食性魚、鳥類等。一般而言，植食性昆蟲和鳥類等往往對水稻生長構(gòu)成危害，田螺、蟲和鳥類等往往對水稻生長構(gòu)成危害，田螺、植食性魚數(shù)量較多時也會對水稻生長構(gòu)成危害。植食性魚數(shù)量較多時也會對水稻生長構(gòu)成危害。農(nóng)民采取噴灑農(nóng)藥、豎稻草人等措施防止或減農(nóng)民采取噴灑農(nóng)藥、豎稻草人等措施防止或減少這些動物的危害。少這些動物的危害。l3.次級消費者有：泥鰍、黃鱔、肉食性魚、青次級消費者有：泥鰍、黃鱔、肉食性魚、青蛙等。一般而言，這些消費者對水稻生長利大蛙等。一般而言，這些消費

16、者對水稻生長利大于害。農(nóng)民通過禁捕，或適量放養(yǎng)等措施，實于害。農(nóng)民通過禁捕，或適量放養(yǎng)等措施，實現(xiàn)生態(tài)農(nóng)業(yè)的目標(biāo)?，F(xiàn)生態(tài)農(nóng)業(yè)的目標(biāo)。l5.農(nóng)民對秸稈的傳統(tǒng)處理方式有焚燒或填埋等；農(nóng)民對秸稈的傳統(tǒng)處理方式有焚燒或填埋等；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)提出了綜合利用思想，例如，秸稈可現(xiàn)代農(nóng)業(yè)提出了綜合利用思想，例如，秸稈可作為多種工業(yè)原材料，還可以用來生產(chǎn)沼氣，作為多種工業(yè)原材料，還可以用來生產(chǎn)沼氣，以充分利用其中的能量。以充分利用其中的能量。l6.主要通過合理密植的方法提高作物的光能利主要通過合理密植的方法提高作物的光能利用效率。用效率。l7.通過稻田養(yǎng)魚等措施，實現(xiàn)立體化生態(tài)農(nóng)業(yè)；通過稻田養(yǎng)魚等措施，實現(xiàn)立體化生態(tài)

17、農(nóng)業(yè)；通過建造沼氣池，實現(xiàn)能量的多級利用。通過建造沼氣池，實現(xiàn)能量的多級利用。技能訓(xùn)練：分析和處理數(shù)據(jù)技能訓(xùn)練：分析和處理數(shù)據(jù) l這些玉米的含碳量折合成葡萄糖是這些玉米的含碳量折合成葡萄糖是6 687.5 kg，計，計算公式是算公式是(12+18)/122 675，這些葡萄糖儲存的，這些葡萄糖儲存的能量是能量是1.071011 kJ（計算公式是（計算公式是EG=MG1.6107）；）；l這些玉米呼吸作用消耗的能量是這些玉米呼吸作用消耗的能量是3.2721010 kJ（計算公式為（計算公式為E呼呼=MG1.6107）；）；l這些玉米在整個生長季節(jié)所固定的太陽能總量是這些玉米在整個生長季節(jié)所固定的

18、太陽能總量是1.397 21011kJ（計算公式為（計算公式為E固固=EG+E呼），呼），呼吸作用消耗的能量占所固定太陽能的比例是呼吸作用消耗的能量占所固定太陽能的比例是23.4%；l這塊玉米田的太陽能利用效率是這塊玉米田的太陽能利用效率是1.64%（計算公式（計算公式為為=1.397 21011/8.51012）。）。練習(xí)練習(xí)l基礎(chǔ)題基礎(chǔ)題 1.A。2.D。3.B。l拓展題拓展題 （2）圖）圖b所示生態(tài)系統(tǒng)中流向分解者的能量，還有所示生態(tài)系統(tǒng)中流向分解者的能量，還有一部分可以以生活能源或食物中化學(xué)能的形式被人一部分可以以生活能源或食物中化學(xué)能的形式被人類再度利用，因此，該生態(tài)系統(tǒng)類再度利用，

19、因此，該生態(tài)系統(tǒng)實現(xiàn)了能量的多級、實現(xiàn)了能量的多級、充分利用，提高了能量的利用率。充分利用，提高了能量的利用率。 2.不能。在一個封閉的系統(tǒng)中，物質(zhì)總是由有序朝不能。在一個封閉的系統(tǒng)中，物質(zhì)總是由有序朝著無序的方向（熵增加）發(fā)展。著無序的方向（熵增加）發(fā)展。硅藻能利用獲取的硅藻能利用獲取的營養(yǎng)通過自身的新陳代謝作用釋放能量，依靠能量營養(yǎng)通過自身的新陳代謝作用釋放能量，依靠能量完成物質(zhì)由無序向有序的轉(zhuǎn)化，維持其生命活動。完成物質(zhì)由無序向有序的轉(zhuǎn)化，維持其生命活動。復(fù)復(fù) 習(xí)習(xí) 引引 入入大氣中大氣中的的CO2甲甲乙乙丙丙生產(chǎn)者生產(chǎn)者消費者消費者分解者分解者能量流動的分析能量流動的分析生物富集作用生物富集作用 假定某生態(tài)系統(tǒng)中有綠色植物，蛙、蛇、假定某生態(tài)系統(tǒng)中有綠色植物，蛙、蛇、鷹、