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【高中生物】生態系統的能量流動課件+高二上學期生物人教版(2019)選擇性必修2

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  • 賣家[上傳人]:xftxx****9158
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    • 1、第3章 生態系統及其穩定性第2節 生態系統的能量流動假設你像小說中魯濱遜那樣,流落在一個荒島上,那里除了有能飲用的水以外,幾乎沒有任何食物。你隨身尚存的食物只有一只母雞、15Kg玉米。如果要維持更長的時間等待救援,你會如何做?策略1:先吃雞,再吃玉米。策略2:先吃玉米,同時用一部分玉米喂雞,吃雞產下的蛋,最后吃雞。問題探討假設你像小說中的魯濱遜那樣,流落在一個荒島上,那里除了有能飲用的水,幾乎沒有任何食物。你身邊尚存的食物只有一只母雞、15kg玉米。策略2:先吃玉米,同時用一部分玉米喂雞,吃雞產下的蛋,最后吃雞。策略1:先吃雞,再吃玉米。寫出以上涉及到的食物鏈/網玉米雞人你愿意分部分食物給雞吃 么?問題探討玉米雞人應選擇1;若選擇2,則增加了食物鏈的長度,能量逐級遞減,最后人獲得的能量較少。溫故知新食物鏈中箭頭的方向代表能量流動的方向。生態系統的物質循環和能量流動的渠道。食物鏈意義:一、能量流動的概念生態系統中能量的 、的過程。1.能量流動的概念:輸入傳遞轉化散失主要通過光合作用(其次還有化能合成作用)(1)輸入:形式:太陽能(主要)途徑:一、能量流動的概念食物鏈和食物網(2)傳遞:形

      2、式:有機物中的化學能途徑:生態系統中能量的 、的過程。1.能量流動的概念:輸入傳遞轉化散失一、能量流動的概念(3)轉化:熱能有機物中的化學能太陽能光合作用呼吸作用生態系統中能量的 、的過程。1.能量流動的概念:輸入傳遞轉化散失一、能量流動的概念呼吸作用(4)散失:形式:熱能途徑:生態系統中能量的 、的過程。1.能量流動的概念:輸入傳遞轉化散失一、能量流動的概念能量輸入種群能量儲存能量散失能量輸入某營養級能量儲存能量散失科學方法:研究能量流動的基本思路 能量流經一個種群的情況可以圖示如下:能量輸入個體1個體2個體3儲存在體內的能量呼吸作用散失的能量儲存在體內的能量呼吸作用散失的能量儲存在體內的能量呼吸作用散失的能量以個體為研究對象,有很大的局限性和偶然性,如果個體死亡,數據可能不準確;不同個體間差異過大。如果將這個種群作為一個整體來研究,則左圖可以概括成下圖形式,從中可以看出分析能量流動的基本思路。如果以種群為研究對象,能量流動的渠道為食物鏈,可能因為食物網的復雜性而影響結果的準確性。如果將一個營養級的所有種群作為一個整體,那么左圖將概括為何種形式呢?可以比較精確地測量每一個營養級能量的

      3、輸入值和輸出值。二、能量流動的過程生產者初級消費者次級消費者第一營養級第二營養級第三營養級二、能量流動的過程(1)植物的能量來源于哪里?(2)照射在植物上的太陽能都被吸收了嗎?如何被吸收?(3)植物吸收太陽能后,以何種形式儲存?(4)植物中的能量有哪些去向?1.第一營養級的能量流動情況太陽能1%1%光合作用 有機物中化學能二、能量流動的過程呼吸消耗分解者分解流入下一營養級草固定能量的去向熱能熱能呼吸作用用于自身生長、發育、繁殖二、能量流動的過程呼吸作用以熱能形式散失生產者所固定的太陽能太陽能用于生長、發育、繁殖流入初級消費者殘枝敗葉等被分解者利用未利用二、能量流動的過程1.第一營養級的能量流動情況總光合作用=呼吸作用+凈光合作用攝入思考1:兔子所吃的草(攝入量),其中全部能量都流入到兔子身上了么?問題3:這些能量之間有何關系?糞便中的能量同化量 攝入量 同化量+糞便量問題4:糞便量屬于誰的能量?屬上一營養級的能量。二、能量流動的過程沒有問題1:哪些能量轉化成了兔子自己的能量?問題2:哪些沒有被兔子吸收的?光合作用太陽能 有機物化學能第一營養級同化量=生產者固定的太陽能同化作用是指生物體

      4、把從外界環境中獲取的營養物質轉變成自身的組成物質,并且儲存能量的變化過程。二、能量流動的過程兔同化了小草的能量后,這些能量有哪些去向?二、能量流動的過程生長、發育和繁殖流入下一營養級呼吸作用散失遺體殘骸被分解者利用呼吸作用以熱能形式散失初級消費者同化初級消費者攝入用于生長、發育、繁殖次級消費者攝入分解者利用未利用二、能量流動的過程2.第二營養級的能量流動情況遺體殘骸糞便散失呼吸作用能量在第三、四營養級的過程與第二營養級的情況大致相同。生產者(綠色植物)初級消費者(植食性動物)次級消費者(肉食性動物)二、能量流動的過程3.能量流動的示意圖呼吸作用分解者太陽能三級消費者(肉食性動物)呼吸作用二、能量流動的過程4.能量流動過程分析(1)生產者的能量主要來自固定的太陽能;消費者的能量來自上一個營養級;分解者的能量來自生產者和消費者。分解者(2)流經生態系統的總能量:生產者固定的太陽能總量。4.能量流動過程分析(3)能量關系同化量=呼吸作用散失的能量+用于生長發育和繁殖的能量攝入量 同化量+糞便量用于生長發育和繁殖的能量=初級消費者同化量呼吸作用中以熱能形式散失用于自身生長、發育、繁殖被分解者分

      5、解利用流入下一個營養級未被利用的能量初級消費者攝入量分解者糞便量分解者利用+流入下一個營養級+未被利用的能量二、能量流動的過程4.能量流動過程分析(4)第一營養級同化量=生產者固定的太陽能。初級消費者攝入初級消費者同化糞便分解者利用用于生長發育和繁殖次級消費者攝入遺體殘骸呼吸作用散失呼吸作用散失未利用(5)最高營養級的能量去路沒有流入下一個營養級這條途徑。(6)糞便中的能量不屬于該營養級同化的能量,為上一個營養級同化的能量流向分解者的部分。注意:若為人工生態系統,流經生態系統的總能量除生產者固定的太陽能總量,還有人工補充的能量(例如飼料中有機物中的化學能)。4.能量流動過程分析討論1:生態系統中的能量流動和轉化是否遵循能量守恒定律?遵循能量守恒定律。能量在生態系統中流動、轉化后,一部分儲存在生態系統(生物體的有機物)中,另一部分在呼吸作用中以熱能的形式散失,兩者之和與流入生態系統的能量相等。思考 討論 生態系統中能量流動輸入量 輸出量太陽能討論2:流經生態系統的能量能否再回到這個生態系統中來?為什么?不能,能量流動是單向的。思考 討論 生態系統中能量流動討論3:流向分解者的能量,能否流

      6、向生產者?消費者呢?流向分解者的能量,可流向消費者(食用菌),不能流向生產者。思考 討論 生態系統中能量流動【練習】在生態系統中,能量流動大致可以概括為下圖:1.初級消費者糞便中的能量是哪個箭頭?2.哪些或哪個箭頭代表初級消費者的同化量?3.哪些箭頭代表初級消費者用于生長、發育和繁殖的能量?由生產者流向分解者的箭頭?;蚧蛉?、能量流動的特點呼吸作用23未利用70植食性動物生產者太陽能分解者30.549肉食性動物0.052.15.10.25有機物輸入52輸出三、能量流動的特點Raymond Lindeman林德曼對賽達伯格湖能量流動做了定量分析 思考 討論 分析賽達伯格湖的能量流動賽達伯格湖位于美國明尼蘇達州的賽達伯格沼澤自然保護區,是一個高原湖泊,深1米,面積為14480平方米,湖岸線長500米。湖底深度一致、性質均一,沒有大的波浪。優點:小、簡單、穩定12.662.8植食性動物植食性動物62.862.8生產者生產者464.6464.6肉食性動物肉食性動物12.612.696.318.87.5 分解者 14.6 12.52.1微量未利用 327.3 29329.35.0 未未固固定定 呼

      7、吸 122.6 三、能量流動的特點思考 討論 分析賽達伯格湖的能量流動圖中數字為能量值,單位是J/(cm2a)(焦每平方厘米年)。未利用的能量未利用是指:在統計能量流動的時間段內,某一營養級生物的同化量中未被呼吸作用消耗,也未被下一營養級捕食或分解者利用的能量,有時還包括以化石燃料形式儲存于地下未被人類開采的能量,還包括多年生植物上一年自身生長發育的凈積累量。如草原中一批羊,羊吃草可以長大,在統計期間,有被狼捕食的,有死亡的,還有未死亡的(未利用)。植食性動物植食性動物62.862.862.862.8太陽能太陽能未未固固定定生產者生產者464.6464.6分解者分解者12.512.5呼吸作用呼吸作用96.396.3未利用未利用2932932.12.118.818.829.329.312.612.6肉食性動物肉食性動物12.612.60.10.17.57.55.05.0327.3327.3122.6122.614.614.6三、能量流動的特點思考 討論 分析賽達伯格湖的能量流動討論1:用表格的形式,將圖中的數據進行整理。例如,可以將每一營養級上的能量“流入”和“流出”整理成為一份清單(“

      8、流出”的能量不包括呼吸作用散失的能量)。討論2:計算“流出”該營養級的能量占“流入”該營養級能量的百分比。營養級流入能量流出能量(輸入下一營養級能量)呼吸作用散失分解者利用未利用傳遞效率生產者植食性動物肉食性動物464.662.896.312.529362.812.618.82.129.312.67.50.1513.5%20.1%思考 討論 分析賽達伯格湖的能量流動數據整理,填寫表格,計算百分比能量傳遞效率=某一營養級同化量上一營養級同化量100%植食性動物62.8生產者464.6肉食性動物12.613.52%20.06%思考 討論 分析賽達伯格湖的能量流動三、能量流動的特點請同學們寫出能量傳遞效率公式能量在相鄰兩個營養級間的傳遞效率大約是為10%-20%討論3:流入某一營養級的能量,為什么不會百分之百地流到下一個營養級?討論4:通過以上分析,你能總結出什么規律?流入某一營養級的能量主要有以下去向:一部分通過該營養級的呼吸作用散失了;一部分以遺體殘骸的形式被分解者利用;還有一部分未被利用(未被捕食);其他的才是流入下一營養級的能量。所以,流入某一營養級的能量不可能百分之百地流到下一營養

      9、級。思考 討論 分析賽達伯格湖的能量流動三、能量流動的特點(1)單向流動:不可逆轉,不可循環流動三、能量流動的特點原因:生物之間食物關系是不可逆轉的(能量沿食物鏈單向流動);呼吸作用散失的熱能不能被生物體再利用。1.能量流動的特點及原因(2)逐級遞減:能量是沿食物鏈(網)流動過程中是逐級減少的原因:呼吸作用散失、被分解者利用;未利用(上一營養級生物不能全部被下一營養級捕食)能量傳遞效率針對的是相鄰兩個營養級之間的同化量之比,且能量傳遞效率不能提高。=某一營養級同化量上一營養級同化量公式:能量傳遞效率100%2.能量傳遞效率的計算(1)能量在相鄰兩個營養級間的傳遞效率為10%20%。營養級越多,在能量流動中消耗的能量越多,一般不超過5個營養級。營養級越高,得到的能量越少。能量流經各營養級是逐級遞減的,傳遞效率為1020。食物鏈一般不超過5個營養級,到第五營養級以后,可利用的能量已減少到不能維持其生存的程度了。能量每流經一級都要丟失一大部分,所以食物鏈越長,流量流失就越多。思考:為什么食物鏈一般不超過5個營養級?第一 營養級A15A125A1125A1625A13125A0.00032 A

      10、第六 營養級第五 營養級第四 營養級第三 營養級第二 營養級.最少可使鷹增重_kg。.最多要消耗草_kg。.最少要消耗草 kg。14 已知低營養級同化量,求高營養級同化量:在食物鏈“草兔鷹”中,假如現有草100kg,則:.最多可使鷹增重_kg。能量傳遞效率按 來算。能量傳遞效率按 來算。20%10%20050 已知高營養級同化量,求低營養級同化量:在食物鏈“草兔鷹”中,要使鷹增加2kg體重,則:能量傳遞效率按 來算。能量傳遞效率按 來算。10%20%(2)能量在食物鏈中傳遞的“最值計算”.獲得能量最少:選最 食物鏈;按 計算.獲得能量最多:選最 食物鏈;按 計算短長10%20%如果草有10000kg,鷹最多增加 kg,最少增加 kg。400 1(3)能量在食物網中傳遞的“最值計算”已知低營養級同化量,求高營養級同化量草鷹兔蛇青蛙食草昆蟲.需最多能量:選最 食物鏈;按 計算.需最少能量:選最 食物鏈;按 計算若鷹的體重增加1kg,最少需消耗草_kg,最多消耗草_kg。2510000短長10%20%(3)能量在食物網中傳遞的“最值計算”已知高營養級同化量,求低營養級同化量 草鷹兔蛇青蛙食草

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