生物課件-能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)

1、 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)1. 生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括哪些?生態(tài)系統(tǒng)的成分食物鏈和食物網(wǎng)非生物的物質(zhì)和能量生產(chǎn)者消費(fèi)者分解者2. 生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)指什么？3. 這種營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)有什么作用？能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的渠道。 假設(shè)你像魯濱遜那樣流落在不毛的荒島上，只有15Kg玉米和一只母雞可以食用，那么使自己活的最長(zhǎng)的辦法是 : 1.先吃雞，然后吃玉米 2.先吃玉米，同時(shí)用部分玉米喂雞，吃雞生產(chǎn)的蛋，最后再吃雞。 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng) 生態(tài)系統(tǒng)中能量的 的過(guò)程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)。輸入、傳遞和散失一、能量流動(dòng)的過(guò)程植物蛙昆蟲鳥蛇貓頭鷹（一）能量的輸入生態(tài)系統(tǒng)能量根本來(lái)源？光光合作用起點(diǎn): 從生產(chǎn)者固定太

2、陽(yáng)能開始總能量:生產(chǎn)者固定的全部太陽(yáng)能。生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的起點(diǎn)？流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量相相當(dāng)于哪一部分？無(wú)機(jī)物有機(jī)物太陽(yáng)能化學(xué)能從 輸入到 .無(wú)機(jī)環(huán)境生物群落太陽(yáng)能 輸 入生產(chǎn)者的同化量呼吸 作用熱能（散失）ATP用于生長(zhǎng)、繁殖(積累量)分解者呼吸 熱能（散失）攝 入 初級(jí)消費(fèi)者 糞便（含有機(jī)物）初級(jí)消費(fèi)者的同化量呼吸 作用熱能（散失）ATP用于生長(zhǎng)、繁殖(積累量)遺體殘骸攝 入 次級(jí)消費(fèi)者 殘枝落葉同化量、攝入量和糞便量的關(guān)系？光合作用 （二）能量的傳遞低營(yíng)養(yǎng)級(jí)到高營(yíng)養(yǎng)級(jí)一、能量流動(dòng)的過(guò)程：第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)總能量最終去路有幾個(gè)?（一）能量的輸入無(wú)機(jī)環(huán)境到生物群落 （第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量）吸收同化（第二

3、營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量）次級(jí)消費(fèi)者的同化量（第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量）同 化糞 便能量傳遞是指什么?第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量到分解者體內(nèi)的能量的具體途徑有幾個(gè)?第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量的來(lái)源和去路?（三）能量的散失生物群落到無(wú)機(jī)環(huán)境未利用未利用各種生物通過(guò) 作用以 形式散失.輸入傳遞散失散失能量輸入從 開始。輸入的總能量 。以 的形式沿 傳遞。生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能總量有機(jī)物食物鏈和食物網(wǎng)呼吸 熱 能箭頭的含義?生產(chǎn)者固定太陽(yáng)能 能量流動(dòng)包括能量的輸入、傳遞和散失。二、能量流動(dòng)的特點(diǎn):太陽(yáng)能未固定？生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能（第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量） (464.6) 分解者植食性動(dòng)物同化量（第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量） 肉食性動(dòng)物同化量 呼吸 未利用（生

4、物量） 12.5傳遞62.896.3293傳遞12.62.129.3微量5.07.518.8(14.6)(122.6)(327.3)(1)食物鏈中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的關(guān)系能否逆轉(zhuǎn)?單向流動(dòng)、(2)相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)間能量傳遞效率分別是多少？13.5%20% （1）能量為什么不能百分之百地流向后一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)？逐級(jí)遞減(62.8)(12.6)（1）吃與被吃的關(guān)系是不可逆轉(zhuǎn)的，能量不能倒流。（2）熱能散失后，不能被利用，能量不能循環(huán)使用。（相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)間傳遞效率約10%20%傳遞效率=下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量100%1、大象是植食性動(dòng)物，有一種螳螂則專以象糞為食。設(shè)一大象所同化的能量為107KJ，則這部分

5、能量中可流動(dòng)到螳螂體內(nèi)的為（） A、0 KJ B、106 KJ C、2106 KJ D、106KJ2106 KJ 2、 池塘內(nèi)的食物鏈為浮游植物 蝦 小魚，假設(shè)一大魚只靠吃小魚來(lái)增長(zhǎng)1Kg體重，那么消耗浮游植物至少為 A、100Kg B、125Kg C、625Kg D、1000Kg 體內(nèi)有機(jī)物含能量。是同化量嗎？ 20%課堂練習(xí)攝入量 = 同化量+ 糞便量浮游植物 蝦 小魚 大魚3. A B C D E F如上食物網(wǎng)中， A為1千克1）C最多約為多少？2） C最少約為多少？0.04千克0.0001千克3 ）若C增加1千克，則A最少需要消耗多少千克？最多又為多少？25千克 1000千克4 ）在傳

6、遞率不變的情況下，若B消失，則C的數(shù)量將怎樣？最大傳遞效率 最短食物鏈消耗低營(yíng)養(yǎng)級(jí) 最少消耗低營(yíng)養(yǎng)級(jí)最多選最短食物鏈選最大傳遞效率20%選最長(zhǎng)食物鏈選最小傳遞效率10%高營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得最多高營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得最少解 題 規(guī) 律4、下圖所示為某湖泊生態(tài)系統(tǒng)數(shù)量流動(dòng)的定量分析圖解。圖中A、B、C代表三個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，數(shù)字均為實(shí)際測(cè)得的能量數(shù)，單位為：106 kJ。已知該生態(tài)系統(tǒng)受到的太陽(yáng)輻射為118872106 kJ。但其中118761106 kJ的能量未被利用。請(qǐng)回答。（1）請(qǐng)將流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量數(shù)填寫在圖中的方框內(nèi)，這部分能量是_所固定的太陽(yáng)能。生產(chǎn)者 111（2）能量從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的轉(zhuǎn)化效率為_

7、%，從第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的轉(zhuǎn)化效率為_%。（3）次級(jí)消費(fèi)者通過(guò)異化作用消耗的能量占其同化作用所獲得的能量的百分比是_。1111.83.0=60% 15111=13.5315=20生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)能量的根本來(lái)源：太陽(yáng)光流動(dòng)過(guò)程輸入：從生產(chǎn)者固定太陽(yáng)能開始，是流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量。傳遞：低營(yíng)養(yǎng)級(jí)到高營(yíng)養(yǎng)級(jí)逐級(jí)流動(dòng) 流動(dòng)特點(diǎn)單向流動(dòng)。逐級(jí)遞減。散失：群落中有機(jī)物的化學(xué)能到無(wú)機(jī)環(huán)境熱量（1）吃與被吃的關(guān)系是不可逆轉(zhuǎn)的，能量不能倒流。（2）熱能散失后，不能被利用，能量不能循環(huán)使用。各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物都會(huì)通過(guò)呼吸散失熱量。各營(yíng)養(yǎng)級(jí)總有一部分能量未被下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)利用各營(yíng)養(yǎng)級(jí)總有一部分能量未被分解者利用。從

8、各級(jí)初級(jí)消費(fèi)者捕食開始，沿著食物網(wǎng)流動(dòng)。從各種生物呼吸開始，到無(wú)機(jī)環(huán)境。無(wú)機(jī)環(huán)境光能到生物群落中的化學(xué)能為了形象地說(shuō)明能量流動(dòng)的特點(diǎn)：?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)、逐級(jí)遞減?？梢詫挝粫r(shí)間內(nèi)各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)所得到的能量數(shù)值，由低到高繪制成能量金字塔。能量金字塔某一個(gè)湖的能量金字塔第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量 營(yíng)養(yǎng)級(jí)“能量金字塔”表示的是 與 的關(guān)系。在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越多，在能量流動(dòng)過(guò)程中消耗的能量越多。一條食物鏈中的營(yíng)養(yǎng)級(jí)一般不會(huì)超過(guò)5個(gè)，為什么？ 傳遞效率是10%20%（營(yíng)養(yǎng)級(jí)上升一級(jí)，可利用的能量相應(yīng)要減少80%90%），能量到了第五個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)時(shí)，可利用的能量往往少到不能維持其生存的程度了。學(xué)

9、以致用用能量流動(dòng)的原理, 解釋諺語(yǔ)“一山不容二虎”隱含的道理。營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高，可利用的能量就越少;老虎一般在最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)，流經(jīng)老虎的能量已減到很小的程度。數(shù)量金字塔（一般營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高，數(shù)量越少）從能量流動(dòng)特點(diǎn)回答：一斤豬肉為什么比一斤菠菜貴？不能從相同重量肉和米所含的能量和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值比較回答。學(xué)以致用第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)數(shù)量金字塔能量金字塔（三）研究能量流動(dòng)的意義草場(chǎng)上放養(yǎng)牲畜過(guò)少不能充分利用牧草提供的能量放養(yǎng)牲畜過(guò)多草場(chǎng)退化，畜產(chǎn)品產(chǎn)量下降合理確定載畜量，保持畜產(chǎn)品持續(xù)高產(chǎn)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)作物秸稈燒掉不能充分利用秸稈中的能量秸稈做飼料喂牲畜牲畜糞便進(jìn)入沼氣池沼氣做燃料沼渣做肥料 2.實(shí)現(xiàn)能量的多

10、級(jí)利用（提高能量利用率）和物質(zhì)的循環(huán)利用。如建立:生態(tài)農(nóng)業(yè) 1.合理調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效的流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧?能不能改變生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的規(guī)律？ 建立生態(tài)農(nóng)業(yè)：水稻家禽,家畜沼氣池(含微生物)食用菌人飼料糞肥菌渣等糞便糞便沼渣沼渣沼液作肥料秸稈燃料優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)對(duì)能量的多級(jí)利用和物質(zhì)的循環(huán)利用。四 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)生物圈生物地球化學(xué)循環(huán)（一）物質(zhì)循環(huán)的概念無(wú)機(jī)環(huán)境生物群落以無(wú)機(jī)物的形式具有全球性和循環(huán)性大氣中的CO2化能合成作用 光 合 作 用分 解 作 用動(dòng)植物的遺體和糞尿呼吸作用呼吸作用泥炭、煤、石油燃 燒生產(chǎn)者消費(fèi)者分解者有機(jī)物只有分解者能夠?qū)⑺赖挠袡C(jī)物無(wú)機(jī)物

11、，保證了物質(zhì)的再利用，分解者是物質(zhì)循環(huán)的關(guān)鍵。只有生產(chǎn)者能夠?qū)o(wú)機(jī)物有機(jī)物，生產(chǎn)者是物質(zhì)循環(huán)的基礎(chǔ)。（二）碳循環(huán)2、碳在生物群落內(nèi)的存在形式：有機(jī)物3、碳在生物群落內(nèi)部流動(dòng)形式：CO 24、有機(jī)物碳在無(wú)機(jī)環(huán)境與生物群落之間的循環(huán)形式：1、碳在無(wú)機(jī)環(huán)境中的存在形式：CO 2 、碳酸鹽5、無(wú)機(jī)環(huán)境 生物群落光合作用化能合成作用動(dòng)植物的呼吸作用微生物分解作用燃燒（三）物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)具有循環(huán)性、全球性在碳循環(huán)中生態(tài)系統(tǒng)各成分之間的關(guān)系:生產(chǎn)者無(wú)機(jī)環(huán)境分解者消費(fèi)者碳循環(huán)與溫室效應(yīng)碳循環(huán)受阻，二氧化碳含量增加大量燃燒煤和石油等燃料二氧化碳含量增加森林被砍伐溫室效應(yīng)1. 溫室效應(yīng)的危害2.碳循環(huán)與溫室效應(yīng)的

12、原因3. 解決溫室效應(yīng)辦法地球上的病蟲害增加；加大人的疾病危險(xiǎn)和死亡率 2) 南北極地冰山將大幅度融化,海平面上升； 3) 氣候反常，海洋風(fēng)暴增多； 4) 土地干旱，沙漠化面積增大。 1.保護(hù)好森林和海洋（一次性筷、節(jié)約紙張、不踐踏草坪、不砍伐樹木）2.節(jié)約能源，開發(fā)新能源（節(jié)約用電、少開汽車、風(fēng)能、太陽(yáng)能 ）。 低 碳?。ㄋ模┠芰苛鲃?dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系能量流動(dòng)：物質(zhì)循環(huán)：2、聯(lián)系：二者同時(shí)進(jìn)行，相互依存。1、區(qū)別：?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)，逐級(jí)遞減反復(fù)出現(xiàn)，循環(huán)運(yùn)動(dòng)物質(zhì)是能量的載體，能量是物質(zhì)循環(huán)的動(dòng)力。物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的比較能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)形式特點(diǎn)范圍聯(lián)系物質(zhì)作為能量的載體，使能量沿食物鏈流動(dòng)。能量作為動(dòng)

13、力，使物質(zhì)不斷地循環(huán)。有機(jī)物無(wú)機(jī)物或無(wú)機(jī)物單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減全球性和循環(huán)性無(wú)機(jī)環(huán)境生物群落無(wú)機(jī)環(huán)境（光） （化） （熱）整個(gè)生物圈 下圖是生態(tài)系統(tǒng)中氮循環(huán)示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題： （1）寫出圖的作用名稱： _； _； _； _。如果地球上沒(méi)有反硝化細(xì)菌這類生物，你預(yù)測(cè)會(huì)出現(xiàn)什么情況？_。固氮作用 氨化作用 硝化作用 反硝化作用 空氣中氮?dú)庠絹?lái)越少大氣中的SO2土壤或水體中的SO42-降水生產(chǎn)者消費(fèi)者動(dòng)植物遺體碎屑、排出物葉 吸收同化分解者根 吸收火山爆發(fā)石油等化石燃料燃燒硫循環(huán)C、無(wú)機(jī) 環(huán)境光合作用化能合成作用動(dòng)植微的呼吸作用燃燒S、根吸收（ ）微生物分解作用燃燒N、無(wú)機(jī) 環(huán)境 根吸收固氮

14、作用氨化作用、反硝化燃燒生物 群落生物 群落生物 群落無(wú)機(jī)環(huán)境 SO2SO42-葉吸收（ ）生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)與氮、硫循環(huán)的比較比較項(xiàng)目碳循環(huán)氮循環(huán)硫循環(huán)進(jìn)入生物群落的途徑進(jìn)入生物群落的形式返回?zé)o機(jī)環(huán)境的形式返回大氣的途徑植物光合作用硝化細(xì)菌化能合成作用CO2CO2呼吸作用、燃燒植物對(duì)礦質(zhì)元素的吸收、生物固氮反硝化作用植物對(duì)礦質(zhì)元素的吸收分解者分解、燃燒N2、NH4、NO3+-NH3、NO2、NO3、N2-SO2、SO42-SO2、SO42-1、下圖表示某生態(tài)系統(tǒng)中四種成分之間的相互關(guān)系，以下相關(guān)敘述正確的是（ ）A甲和丙所包含的所有種群構(gòu)成生物群落B丁的CO2含量減少，將導(dǎo)致臭氧層破壞C乙不一定

15、是原核生物D丙1同化量越大，丙2的同化量越小C課堂練習(xí)抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性的關(guān)系對(duì)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性往往存在相反關(guān)系。抵抗力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性穩(wěn)定性 生態(tài)系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度1、下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的敘述，錯(cuò)誤的是( )A、在一塊牧草地上播種雜草形成雜草地后，其抵抗力穩(wěn)定性提高B、在一塊牧草地上通過(guò)管理提高某種牧草的產(chǎn)量后，其抵抗力穩(wěn)定性提高C、在一塊牧草地上栽種喬木形成樹林后，其恢復(fù)力穩(wěn)定性提高D、一塊棄耕后的牧草地上形成灌木林后，其抵抗力穩(wěn)定性提高2、有一山區(qū)由于開采露天小鐵礦燈活動(dòng)，自然生態(tài)系統(tǒng)完全被破壞，成為一片廢墟，為盡快使該山區(qū)恢復(fù)到原有自然生態(tài)系

16、統(tǒng)，應(yīng)采取的最好措施是在這片廢墟上（ ）A、回填土壤，引進(jìn)多種外來(lái)物種，重建新的生態(tài)系統(tǒng)B、撤出人類活動(dòng)，實(shí)行全面封閉，等待自然恢復(fù)C、回填土壤，栽培當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)農(nóng)作物，發(fā)展農(nóng)業(yè)D、回填土壤，栽種多種當(dāng)?shù)卦械闹参?，?shí)行封山育林DB、下圖表示生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)，請(qǐng)回答：草C昆蟲D鳥EBFA（1）.該生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是從 固定 開始的，能量流動(dòng)的特點(diǎn)是（2）BCO2進(jìn)入C所進(jìn)行的生化反應(yīng)的反應(yīng)式是 。3.E是消費(fèi)者，它用于飛翔、捕食等生命活動(dòng)的能量的最終來(lái)源是圖中的。4.圖中的A進(jìn)入C，首先形成 內(nèi)不穩(wěn)定的化學(xué)能，然后又轉(zhuǎn)移到 中，成為穩(wěn)定的化學(xué)能。C 草A 太陽(yáng)能單向流動(dòng)，逐級(jí)遞減6CO2+12H2O C6H12O6+6O2+6H2O次級(jí)A太陽(yáng)光能ATP糖類等有機(jī)物光能葉綠體碳循環(huán)生物群落中：含碳有機(jī)物無(wú)機(jī)環(huán)境中：CO2，碳酸鹽形式工業(yè)固氮高能固氮生物固氮有機(jī)氮合成氨化作用硝化作用反硝化作用O2不足硝化細(xì)菌反硝化細(xì)菌亞硝酸鹽氮循環(huán) 小