生态系统的能量流动物质循环.ppt

《生态系统的能量流动物质循环.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生态系统的能量流动物质循环.ppt（32页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、1、起点：绿色植物的光合作用固定太阳能开始了能量、起点：绿色植物的光合作用固定太阳能开始了能量 的输入。的输入。二、能量流动的过程二、能量流动的过程2、总值：生产者固定的太阳能的总量。、总值：生产者固定的太阳能的总量。3、渠道：以有机物形式沿食物链、食物网向下一营养、渠道：以有机物形式沿食物链、食物网向下一营养级传递。级传递。一、能量流动的概念一、能量流动的概念 指生态系统中能量的输入、传递、指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。转化和散失的过程。呼吸消耗呼吸消耗同化同化生长生长发育和繁殖发育和繁殖析图：析图：A.A.消费者摄入能量（消费者摄入能量（a a）= =消费者同化能量（消费

2、者同化能量（b b）+ +粪便中能粪便中能量（量（c c），即动物粪便中能量不属），即动物粪便中能量不属该营养级同化能量，应为上一个该营养级同化能量，应为上一个营养级固定或同化能量。营养级固定或同化能量。B B. .消费者同化能量（消费者同化能量（b b）= =呼吸消呼吸消耗耗( (d d)+)+生长、发育和繁殖（生长、发育和繁殖（e e）。）。C C. .生长、发育和繁殖（生长、发育和繁殖（e e）= =分解分解者分解利用者分解利用( (f f)+)+下一营养级同化下一营养级同化（i i）+ +未被利用未被利用( (j j) )，即消费者同，即消费者同化能量若为两部分之和是化能量若为两部分之

3、和是b b= =d d+ +e e；若为四部分之和是若为四部分之和是b b= =d d+ +f f+ +i i+ +j j。4、能量流入某一营养级后的去向、能量流入某一营养级后的去向 自身呼吸消耗、转化为其他形式的能量和热能自身呼吸消耗、转化为其他形式的能量和热能 流向下一营养级流向下一营养级 残体、粪便等被分解者分解残体、粪便等被分解者分解 未被利用：包括生物每年的积累量，也包括动未被利用：包括生物每年的积累量，也包括动 植物残体以化学燃料形式被储存起来的能量植物残体以化学燃料形式被储存起来的能量去去路路5、能量的散失、能量的散失形式：形式：热能热能特殊途径：特殊途径：动、植物遗体形成的煤炭

4、、石油的燃烧。动、植物遗体形成的煤炭、石油的燃烧。呼吸作用呼吸作用过程：过程：有机物（化学能）有机物（化学能） 能量能量 ATP热能热能图中箭头的方向表示能量沿食物链单向流动的方向图中箭头的方向表示能量沿食物链单向流动的方向图中箭头由粗到细，表示流入下一营养级的能量逐级递减图中箭头由粗到细，表示流入下一营养级的能量逐级递减图中的方块越来越小，表示随着生物营养级别的增加，贮图中的方块越来越小，表示随着生物营养级别的增加，贮 存在生物体内的能量越来越少。存在生物体内的能量越来越少。2、逐级递减、逐级递减 ： 三、能量流动的特点三、能量流动的特点1、单向流动：单向流动：能量只能沿着食物链由低营养级流

5、向高营养级。能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级。原因：原因：（1）食物链中各营养级的顺序是不可逆转的。）食物链中各营养级的顺序是不可逆转的。（2）每个营养级生物都因呼吸作用而散失部分热能。）每个营养级生物都因呼吸作用而散失部分热能。传递效率传递效率10%20%（3）每个营养级生物总有一部分不能被下一营养级利用）每个营养级生物总有一部分不能被下一营养级利用（1）各营养级生物呼吸消耗；）各营养级生物呼吸消耗；（2）各营养级的遗体、残）各营养级的遗体、残 枝败叶、粪便被分解者利用枝败叶、粪便被分解者利用一般来说，在输入到某一个一般来说，在输入到某一个营养级的能量中，只有营养级的能量中，只有10

6、20的能量能够流动到的能量能够流动到后一个营养级，能量在相邻后一个营养级，能量在相邻的两个营养级间的传递效率的两个营养级间的传递效率大约是大约是1020。为了形。为了形象地说明这个问题，可以将象地说明这个问题，可以将单位时间内各个营养级所得单位时间内各个营养级所得到的能量数值，由低到高绘到的能量数值，由低到高绘制成图，这样就形成一个金制成图，这样就形成一个金字塔图形，叫做字塔图形，叫做能量金字塔能量金字塔。从能量金字塔可以看出，在从能量金字塔可以看出，在一个生态系统中，营养级越一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗多，在能量流动过程中消耗的能量就越多。的能量就越多。能量传递的能量传递

7、的“十分之一定律十分之一定律”能量金字塔(KJ/m2a)1、能量金字塔、能量金字塔2、生物量金字塔、生物量金字塔3、数量金字塔、数量金字塔：可能为正金字塔，也可能为倒金字塔。：可能为正金字塔，也可能为倒金字塔。生物量金字塔(g/ m2 )数量金字塔(个/m2 )四、生态金字塔四、生态金字塔能量、生物量、数量金字塔能量、生物量、数量金字塔为正金字塔，都遵循为正金字塔，都遵循10%20%传递效率传递效率五、研究意义：五、研究意义：2、调整生态系统中的能量流动关系，使能量、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。持续高效地流向对人类最有益的部分。1、帮助人们科学规划、设

8、计人工生态系统，、帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到有效利用使能量得到有效利用考点考点 能量传递效率及有关计算能量传递效率及有关计算1.1.能量传递效率能量传递效率 一般说来，能量传递的平均效率大约为一般说来，能量传递的平均效率大约为10%10% 20%20%。能量传递效率能量传递效率= =下一营养级的同化量下一营养级的同化量上一营养级的同化量上一营养级的同化量100%100%2.2.能量传递效率的相关能量传递效率的相关“最值最值”计算计算 能量在流经各个营养级时，上一营养级的能量能量在流经各个营养级时，上一营养级的能量 大约有大约有10%10% 20%20%传到下一营养级，营养级

9、越高，传到下一营养级，营养级越高， 能量越少。因此食物链越长，能量损失越多。能量越少。因此食物链越长，能量损失越多。 为了充分利用能量，应尽量缩短食物链。有关为了充分利用能量，应尽量缩短食物链。有关 能量的能量的“最值最值”计算方法总结如下：计算方法总结如下： 选最短食物链选最短食物链 知低营养级知低营养级 按按20%20%计算计算 求高营养级求高营养级 选最长食物链选最长食物链 按按10%10%计算计算获得能量最多获得能量最多获得能量最少获得能量最少 选最长食物链选最长食物链知高营养级知高营养级 按按10%10%计算计算求低营养级求低营养级 选最短食物链选最短食物链 按按20%20%计算计算

10、需最少能量需最少能量需最多能量需最多能量 同一食物链不同环节能量传递效率往往不同一食物链不同环节能量传递效率往往不完全相同，不涉及完全相同，不涉及“最多最多”、“最少最少”，计算时，计算时不能按不能按10%10%或或20%20%，而需按具体数值计算。如在食，而需按具体数值计算。如在食物链物链A AB BC CD D中，能量传递效率分别为中，能量传递效率分别为a a% %、b b% %、c c%,%,若若A A的能量为的能量为M M, ,则则D D的能量为的能量为M Ma a% %b b% %c c% %。提醒提醒构建知识网络构建知识网络二、生态系统的物质循环二、生态系统的物质循环1.1.概念理

11、解概念理解 （1 1）循环的对象：组成生物体的）循环的对象：组成生物体的C C、H H、O O、N N、 P P、S S等等 ，而不是具体，而不是具体 。 （2 2）循环的过程：）循环的过程： 。 （3 3）循环的范围：）循环的范围： 。化学元素化学元素化合物化合物生物群落生物群落无机环境无机环境生物圈生物圈2.2.特点特点： ；反复出现，；反复出现， 。 3.3.实例实例碳循环碳循环 在无机环境和生物群落之间以在无机环境和生物群落之间以 形形 式循环式循环 在群落内部通过在群落内部通过 关系以关系以 形式流动形式流动 （1 1）循环）循环 形式形式全球性全球性循环流动循环流动COCO2 2捕

12、食捕食含碳有含碳有机物机物 碳进生物群落的生理过程：生产者的碳进生物群落的生理过程：生产者的 光合作用和光合作用和 （2 2） 碳出生物群落的生理过程：碳出生物群落的生理过程： 、 消费者、消费者、 的的 产生产生COCO2 2的非生物途径：的非生物途径： （3 3）环境问题：平衡打破会造成）环境问题：平衡打破会造成 。循循环环过过程程化能合成作用化能合成作用生产者生产者分解者分解者呼吸作用呼吸作用化学燃料燃烧化学燃料燃烧温室效应温室效应二、物质循环和能量流动的关系二、物质循环和能量流动的关系 物质循环流动，能量单向流动不循环，所物质循环流动，能量单向流动不循环，所 以不能说能量伴随着物质循环

13、而循环。以不能说能量伴随着物质循环而循环。提醒提醒有机物有机物COCO2 2单向流动，单向流动，逐级递减逐级递减反复利用反复利用全球性全球性生物圈生物圈同时同时分割分割载体载体动力动力对位训练对位训练（20082008海南高考改编）海南高考改编）甲、乙两个水池中各甲、乙两个水池中各 有一个由有一个由5 5个物种构成的食物网，如下图所示，个物种构成的食物网，如下图所示， 且这两个水池的生态系统在没有人为干扰的情且这两个水池的生态系统在没有人为干扰的情 况下均达到相对稳定平衡状态。请据图回答：况下均达到相对稳定平衡状态。请据图回答：（1 1）每个水池生态系统中有）每个水池生态系统中有 条食物链，流

14、经该条食物链，流经该 生态系统的总能量来自生态系统的总能量来自 所固定的太阳能。所固定的太阳能。（2 2）假如鲫鱼的）假如鲫鱼的1/41/4食物来自绿藻，食物来自绿藻，1/21/2来自轮来自轮 虫，且该系统能量从生产者到消费者的传递效率虫，且该系统能量从生产者到消费者的传递效率 为为10%10%，从消费者到消费者的能量传递效率为，从消费者到消费者的能量传递效率为20%20%。 如果鲫鱼种群增加的能量为如果鲫鱼种群增加的能量为200200 kJ kJ，那么其中来，那么其中来 自绿藻和轮虫的能量分别为自绿藻和轮虫的能量分别为 kJkJ和和 kJkJ。答案答案 （1）5（2）500 500（2）鲫鱼

15、增加能量的）鲫鱼增加能量的1/4为为50kJ，按，按10%计算，需要绿藻计算，需要绿藻500kJ;鲫鱼增鲫鱼增加能量的加能量的1/2为为100kJ，按，按20%计算，需要轮虫的能量为计算，需要轮虫的能量为500kJ。（3 3）若甲池中引入大量浮萍，一段时间后导致绿）若甲池中引入大量浮萍，一段时间后导致绿 藻、水草、轮虫相继死亡，此时池中只剩下藻、水草、轮虫相继死亡，此时池中只剩下2 2条条 食物链。请写出这食物链。请写出这2 2条食物链构成的食物网条食物链构成的食物网 。 解题思路探究解题思路探究易错分析易错分析 不会根据提供的数据构建食物链（网）不会根据提供的数据构建食物链（网） （1 1）

16、曲线图呈现构建食物链）曲线图呈现构建食物链从图示三条曲线与纵坐标的交点可以看出从图示三条曲线与纵坐标的交点可以看出,此生态系统中乙的相对数量此生态系统中乙的相对数量最多最多,能量也最多，应处于第一营养级能量也最多，应处于第一营养级,丙其次丙其次,甲最少甲最少,分别处于第二、分别处于第二、第三营养级第三营养级,则食物链是乙则食物链是乙丙丙甲。甲。 （2 2）柱形图呈现构建食物链（网）柱形图呈现构建食物链（网） 如图如图2 2在一个生态系统中有四种生物构成一在一个生态系统中有四种生物构成一 条食物链。在某一时间分别测得这四种生物（甲、条食物链。在某一时间分别测得这四种生物（甲、 乙、丙、丁）所含有

17、机物的总量。在生态系统中，乙、丙、丁）所含有机物的总量。在生态系统中，营养级越低，所占有的能量越多，反之，则越少。据营养级越低，所占有的能量越多，反之，则越少。据此可以推出此生态系统的食物链是丙此可以推出此生态系统的食物链是丙甲甲乙乙丁。丁。 （3 3）表格数据形式直接呈现（能量值）构建食）表格数据形式直接呈现（能量值）构建食物链（网）物链（网） 下表是对某生态系统营养级和能量流动情况的下表是对某生态系统营养级和能量流动情况的调查结果，表中调查结果，表中A A、B B、C C、D D分别表示不同的营养分别表示不同的营养级，级，PgPg表示生物同化作用固定能量的总量。表示生物同化作用固定能量的总

18、量。 所以根据能量多少和传递效率所以根据能量多少和传递效率10%10% 20%20%可以确可以确定食物链为定食物链为B BD DA AC C。 （4 4）表格数据形式间接呈现（重金属、）表格数据形式间接呈现（重金属、DDT DDT 等浓度）构建食物链（网）等浓度）构建食物链（网） 如某生态系统中生物体内残留有机汞的情况如某生态系统中生物体内残留有机汞的情况如下表：如下表： 有机汞存在生物富集现象，即随着营养级的有机汞存在生物富集现象，即随着营养级的增加，汞浓度增加，两者在数值上呈正相关，所增加，汞浓度增加，两者在数值上呈正相关，所以从表中有机汞浓度的大小可推知该生物营养级以从表中有机汞浓度的大

19、小可推知该生物营养级的高低，从而判断各生物能量值的大小。表中的高低，从而判断各生物能量值的大小。表中A A有有机汞浓度最低，属第一营养级，含能量也最多，机汞浓度最低，属第一营养级，含能量也最多，C C和和E E的有机汞浓度差不多，表明两者属同一营养级，的有机汞浓度差不多，表明两者属同一营养级，D D有机汞浓度最高，属最高营养级有机汞浓度最高，属最高营养级, ,含能量也最少含能量也最少, ,那么那么, ,最可能的食物链如右图。最可能的食物链如右图。 （5 5）根据提供的捕食方面的信息构建食物链）根据提供的捕食方面的信息构建食物链（网）（网） 古树上有红蜘蛛、蚜虫、草蛉、七星瓢虫、古树上有红蜘蛛、

20、蚜虫、草蛉、七星瓢虫、麻雀、花喜鹊等麻雀、花喜鹊等6 6种动物，它们之间的关系是：草种动物，它们之间的关系是：草蛉、七星瓢虫捕食红蜘蛛、蚜虫；红蜘蛛、蚜虫蛉、七星瓢虫捕食红蜘蛛、蚜虫；红蜘蛛、蚜虫以植物的各器官为食物；麻雀、花喜鹊以红蜘蛛、以植物的各器官为食物；麻雀、花喜鹊以红蜘蛛、蚜虫、草蛉为食。蚜虫、草蛉为食。 根据上述材料根据上述材料, ,画出该生态系统的食物网简图，画出该生态系统的食物网简图，以表示各生物之间的关系，图示如下：以表示各生物之间的关系，图示如下：1. 1. 流经一个生态系统的总能量是（流经一个生态系统的总能量是（ ）A A生产者用于生长、发育和繁殖的总能量生产者用于生长、

21、发育和繁殖的总能量 B B流经各个营养级的能量总和流经各个营养级的能量总和C C各个营养级生物同化的能量总和各个营养级生物同化的能量总和 D D生产者固定的太阳能的总量生产者固定的太阳能的总量2. 2. 在一定的时间内，某生态系统中的全部生产在一定的时间内，某生态系统中的全部生产者固定的太阳能为者固定的太阳能为a a，全部消费者所同化的能，全部消费者所同化的能量为量为b b，全部分解者获得的能量为，全部分解者获得的能量为c c，则，则A A、B B、c c之间的关系是（之间的关系是（ ） A Aa=b+ca=b+c B Bab+cab+c C Cab+cab=cab=c3. 3. 大象是植食性

22、动物，有一种蜣螂则专以象粪为大象是植食性动物，有一种蜣螂则专以象粪为食。设一大象在某段时间所同化的能量为食。设一大象在某段时间所同化的能量为107107千焦，千焦，则这部分能量中可流入蜣螂体内的约为（则这部分能量中可流入蜣螂体内的约为（ ） A A0 0千焦千焦 B B106106千焦千焦 C C2 2* *106106千焦千焦 D D1061062 2* *106106千焦千焦4. 4. 一片树林中，树、昆虫和食虫鸟类的个体数比一片树林中，树、昆虫和食虫鸟类的个体数比例关系如下图所示。下列选项能正确表示树、昆例关系如下图所示。下列选项能正确表示树、昆虫、食虫鸟之间的能量流动关系的是虫、食虫鸟

23、之间的能量流动关系的是( (选项方框面选项方框面积表示能量的大小积表示能量的大小) )（ ）A B C DA B C D 5、下图为某生态系统中，能量与物质流动关系示意图、下图为某生态系统中，能量与物质流动关系示意图(图中图中为有毒物质浓度百万分之一，即为有毒物质浓度百万分之一，即10-6，能量单位：，能量单位：kJcm2/年年)：(1)从完成生态系统功能的角度，简要说明生产者的重要作用从完成生态系统功能的角度，简要说明生产者的重要作用是是 。 (2)该生态系统的总能量是该生态系统的总能量是 kJcm2/年；年；(3)图中数值计算能量从图中数值计算能量从A到到B的传递效率是的传递效率是 ，其余的，其余的能量最终通过生物的能量最终通过生物的 散失，由于生物在代谢中不能再利散失，由于生物在代谢中不能再利用用 ，因此能量流动具有，因此能量流动具有 特点。特点。（1）能量流动、物质循环的）能量流动、物质循环的基础基础 （2）466 （3）135 呼吸作用呼吸作用 热能热能 递减单向递减单向