《12-01-02高三生物《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質循環(huán)》(課件)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《12-01-02高三生物《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質循環(huán)》(課件)（30頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第第2節(jié)節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動生態(tài)系統(tǒng)的能量流動 地球上幾乎所有的生態(tài)系統(tǒng)所需要的能量都來自地球上幾乎所有的生態(tài)系統(tǒng)所需要的能量都來自太太陽。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)者光合作用吸生產(chǎn)者光合作用吸收的能量收的能量。這些能量。這些能量固定固定到生產(chǎn)者所制造的到生產(chǎn)者所制造的有機物有機物中。中。 進入生態(tài)系統(tǒng)中的太陽能約占太陽向地球輸送能進入生態(tài)系統(tǒng)中的太陽能約占太陽向地球輸送能量的量的1%。 第第2 2節(jié)節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動生態(tài)系統(tǒng)的能量流動生態(tài)系統(tǒng)中能量的生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉化和散失輸入、傳遞、轉化和散失的過程的過程能量的源頭能量的源頭: :

2、流動的起點流動的起點:輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量:渠道渠道: :傳遞形式：傳遞形式：太陽能太陽能從生產(chǎn)者固定太陽能開始從生產(chǎn)者固定太陽能開始食物鏈和食物網(wǎng)食物鏈和食物網(wǎng)生產(chǎn)者固定的太陽能總量生產(chǎn)者固定的太陽能總量有機物中的化學能有機物中的化學能一一.能量流動的過程能量流動的過程 輸入第一營養(yǎng)級的能量轉移方向：輸入第一營養(yǎng)級的能量轉移方向：（1）呼吸作用中熱能散失）呼吸作用中熱能散失（2）生產(chǎn)者自身的生長、發(fā)育和繁殖消耗）生產(chǎn)者自身的生長、發(fā)育和繁殖消耗（3）殘枝敗葉被分解者分解）殘枝敗葉被分解者分解（4）被下一營養(yǎng)級同化）被下一營養(yǎng)級同化能量的轉化：能量的轉化：能量的散失：能量的

3、散失：太陽能太陽能化學能化學能熱能熱能呼吸作用以熱能形式散失呼吸作用以熱能形式散失一一.能量流動的過程能量流動的過程“ “攝入攝入”和和“同化同化”如何理解如何理解攝入量攝入量= =同化量同化量+ +糞便量糞便量 是指生物體把從外界環(huán)境中獲取的營養(yǎng)物質轉變是指生物體把從外界環(huán)境中獲取的營養(yǎng)物質轉變成自身的組成物質，并且儲存能量的變化過程。成自身的組成物質，并且儲存能量的變化過程。 一一.能量流動的過程能量流動的過程糞便量是上一營養(yǎng)級未被利用的成分，通過分解者將糞便量是上一營養(yǎng)級未被利用的成分，通過分解者將其分解。其分解。上一個營養(yǎng)級未散失的能量是否能全部傳遞到上一個營養(yǎng)級未散失的能量是否能全部

4、傳遞到下一個營養(yǎng)級？為什么？下一個營養(yǎng)級？為什么？捕食不徹底：捕食不徹底：當動物體在捕食獵物時，由于相互之間當動物體在捕食獵物時，由于相互之間經(jīng)過長期的自然選擇，捕食者能夠捕食到獵物，但不經(jīng)過長期的自然選擇，捕食者能夠捕食到獵物，但不可能將其種群中的全部個體捕食?？赡軐⑵浞N群中的全部個體捕食。攝食不徹底：攝食不徹底：當動物捕食成功后，在取食對方時，也當動物捕食成功后，在取食對方時，也不可能將對方的所有有機物全部吃下。不可能將對方的所有有機物全部吃下。消化不徹底：消化不徹底：當動物將食物攝取到消化道中之后，也當動物將食物攝取到消化道中之后，也不可能將其中的全部營養(yǎng)都能吸收。不可能將其中的全部營養(yǎng)

5、都能吸收。生產(chǎn)者生產(chǎn)者分解者分解者植食性動物植食性動物 122.6 未利用未利用 12.6太陽能太陽能未未利利用用微量微量96.312.52.129318.829.37.55.0464.662.8肉食性動物肉食性動物呼吸呼吸327.3賽達伯格湖的能量流動圖解(單位：J/cm2.年)14.662.812.6(1)計算賽達伯格湖的生態(tài)系統(tǒng)中，能量從第一營養(yǎng)級流入第二營養(yǎng)級占計算賽達伯格湖的生態(tài)系統(tǒng)中，能量從第一營養(yǎng)級流入第二營養(yǎng)級占生產(chǎn)者所固定能量的百分比是多少生產(chǎn)者所固定能量的百分比是多少?(13.5%)“未利用未利用”是指未被自身呼吸作用消耗和未被后一個營養(yǎng)級和分是指未被自身呼吸作用消耗和未被

6、后一個營養(yǎng)級和分解者利用的能量解者利用的能量二二.能量流動的特點能量流動的特點能量流動傳遞效率計算不是以種群更不是以能量流動傳遞效率計算不是以種群更不是以個體來計算，而是以個體來計算，而是以營養(yǎng)級營養(yǎng)級為單位！為單位！ (1).(1).單向流動（不循環(huán)）單向流動（不循環(huán)）原因是：原因是：第一第一: :食物鏈中各營養(yǎng)級的順序不可逆轉食物鏈中各營養(yǎng)級的順序不可逆轉（自然選擇的結果）（自然選擇的結果）第二第二: :各營養(yǎng)級的生物呼吸作用產(chǎn)生的熱各營養(yǎng)級的生物呼吸作用產(chǎn)生的熱能不能被生物利用能不能被生物利用(2).(2).逐級遞減逐級遞減原因是：原因是：第一第一: :各營養(yǎng)級的生物都因呼吸作用消耗了各

7、營養(yǎng)級的生物都因呼吸作用消耗了大大部分的能量部分的能量第二第二: :各個營養(yǎng)級總有一部分生物（或生物體各個營養(yǎng)級總有一部分生物（或生物體的某一部分）未被下一個營養(yǎng)級的生的某一部分）未被下一個營養(yǎng)級的生物所利用。物所利用。（3 3）、）、能量傳遞效率：能量傳遞效率：10%20%兩個營養(yǎng)級之間同化量兩個營養(yǎng)級之間同化量的比的比根據(jù)單位時間內(nèi)各個營根據(jù)單位時間內(nèi)各個營養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值繪制成圖，可形成一個繪制成圖，可形成一個金字塔圖形金字塔圖形（4 4）能量金字塔）能量金字塔營養(yǎng)級營養(yǎng)級能量能量遷移創(chuàng)新：遷移創(chuàng)新： 1、如、如D魚體重增加魚體重增加1kg，所需浮游至少需要植物約

8、，所需浮游至少需要植物約 125kg能量傳遞效率的含義與計算：能量傳遞效率的含義與計算：在一食物鏈中，若求某營養(yǎng)級在一食物鏈中，若求某營養(yǎng)級獲得最多能量，一般取獲得最多能量，一般取20作作為傳遞效率；反之，取為傳遞效率；反之，取10作作為傳遞效率。為傳遞效率。從能量傳遞的數(shù)量和效率看，能量流經(jīng)各營養(yǎng)級是從能量傳遞的數(shù)量和效率看，能量流經(jīng)各營養(yǎng)級是逐逐級遞減級遞減的，的，單向不循環(huán)單向不循環(huán)的，傳遞效率為的，傳遞效率為10102020。 所以所以, ,食物鏈一般不超過五個營養(yǎng)級，食物鏈一般不超過五個營養(yǎng)級，到第五到第五營養(yǎng)級以后，可利用的能量已減少到不能維持其營養(yǎng)級以后，可利用的能量已減少到不能

9、維持其生存的程度了。生存的程度了。因為能量每流經(jīng)一級都要丟失一因為能量每流經(jīng)一級都要丟失一大部分，所以大部分，所以食物鏈越長，流量流失就越多食物鏈越長，流量流失就越多。2.2.食物鏈一般不超過食物鏈一般不超過5 5個營養(yǎng)級個營養(yǎng)級? ?遷移創(chuàng)新：遷移創(chuàng)新：如果把各個營養(yǎng)級的生物數(shù)量關系，用繪制能量金字如果把各個營養(yǎng)級的生物數(shù)量關系，用繪制能量金字塔的方式表達出來，是不是也是金字塔形？如果是，塔的方式表達出來，是不是也是金字塔形？如果是，有沒有例外？有沒有例外？一般情況下，也是金字塔形。一般情況下，也是金字塔形。但是有時候會出現(xiàn)倒置的塔形。但是有時候會出現(xiàn)倒置的塔形。例如，在海洋生態(tài)系統(tǒng)中，由例

10、如，在海洋生態(tài)系統(tǒng)中，由于生產(chǎn)者（浮游植物）的個體于生產(chǎn)者（浮游植物）的個體小，壽命短，又會不斷地被浮小，壽命短，又會不斷地被浮游動物吃掉，所以某一時刻調游動物吃掉，所以某一時刻調查到的浮游植物的量可能低于查到的浮游植物的量可能低于浮游動物的量。當然，總的來浮游動物的量。當然，總的來看，一年中流過浮游植物的總看，一年中流過浮游植物的總能量還是比流過浮游動物的總能量還是比流過浮游動物的總能量要多。與此同理，成千上能量要多。與此同理，成千上萬只昆蟲生活在一株大樹上，萬只昆蟲生活在一株大樹上，該數(shù)量金字塔形也會發(fā)生倒置。該數(shù)量金字塔形也會發(fā)生倒置。數(shù)量金字塔數(shù)量金字塔昆蟲樹鳥數(shù)量金字塔鳥樹昆蟲能量金

11、字塔特殊情況：人們雖然不能改變能量流動的客觀規(guī)律，人們雖然不能改變能量流動的客觀規(guī)律，但可設法但可設法調整調整能量流動方向，使能量持續(xù)能量流動方向，使能量持續(xù)高效地流向對人類最有益的部分高效地流向對人類最有益的部分.例如例如：1.在森林中，怎樣才能使能量更多多儲存在木材中？在森林中，怎樣才能使能量更多多儲存在木材中？2.在草原牧場上，單位面積內(nèi)養(yǎng)多少頭羊最合適？在草原牧場上，單位面積內(nèi)養(yǎng)多少頭羊最合適？ 研究能量流動的意義研究能量流動的意義除去雜草、修去樹木的側枝等除去雜草、修去樹木的側枝等 ?；~塘?；~塘 沼氣工程沼氣工程實現(xiàn)對能量的多級利實現(xiàn)對能量的多級利用，大大提高能量的用，大大提高能

12、量的利用率利用率研究能量流動的意義研究能量流動的意義 能量流動的起點：從生產(chǎn)者固定太陽能開始能量流動的起點：從生產(chǎn)者固定太陽能開始 流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能 能量流動的數(shù)量能量流動的數(shù)量 是生產(chǎn)者所固定的全部太陽能是生產(chǎn)者所固定的全部太陽能生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)系統(tǒng)的 能量流動的途徑：太陽能能量流動的途徑：太陽能第一營養(yǎng)級第一營養(yǎng)級第二營第二營能量流動能量流動 養(yǎng)級養(yǎng)級第五營養(yǎng)級第五營養(yǎng)級 單向流動不循環(huán)單向流動不循環(huán) 能量流動的特點能量流動的特點 逐級遞減傳遞率為逐級遞減傳遞率為1020 設法調整能量流動關系設法調整能量流動關系 研究的目的研究的目的 使能量流向對人類最有益的部分使能量流

13、向對人類最有益的部分 第三節(jié)第三節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)第第5章章 生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性 一、生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)一、生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)1、概念：、概念：（1）物質：）物質：（2）循環(huán)：）循環(huán)： （3）范圍：）范圍： 。 2、特點：、特點：組成生物體的組成生物體的C、H、O、N、P等元素等元素無機環(huán)境無機環(huán)境生物群落生物群落生物圈生物圈具有全球性，又稱生物地球化學循環(huán)具有全球性，又稱生物地球化學循環(huán)循環(huán)流動，反復利用循環(huán)流動，反復利用生物生物 群落群落組成生物體的組成生物體的C、H、O、N等元素等元素無機無機 環(huán)境環(huán)境全球性、全球性、反復循環(huán)反復循環(huán)碳的循環(huán)過程碳

14、的循環(huán)過程大氣中的大氣中的CO2植物植物動物動物動植物的遺體和排出物動植物的遺體和排出物泥炭、煤、石油泥炭、煤、石油微微生生物物的的呼呼吸吸作作用用呼呼吸吸作作用用呼呼吸吸作作用用光光合合作作用用攝食攝食燃燃燒燒碳碳循循環(huán)環(huán) 思考：思考：1.碳在無機環(huán)境中的存在形式是什么？碳在無機環(huán)境中的存在形式是什么？ 在生物群落中的存在形式是什么？在生物群落中的存在形式是什么？2.碳進入生物群落的方式有哪些？碳進入生物群落的方式有哪些？3.碳從生物群落返回無機環(huán)境的方式有哪些？碳從生物群落返回無機環(huán)境的方式有哪些？4.碳在生物群落與無機環(huán)境間的循環(huán)形是什么？碳在生物群落與無機環(huán)境間的循環(huán)形是什么？ 在群落

15、內(nèi)部的流動形式是什么？在群落內(nèi)部的流動形式是什么？5.生物圈是一個自給自足的生態(tài)系統(tǒng)嗎？生物圈是一個自給自足的生態(tài)系統(tǒng)嗎？CO2、碳酸鹽、碳酸鹽含碳有機物含碳有機物光合作用、化能合成作用光合作用、化能合成作用動植物的呼吸作用、動植物的呼吸作用、微生物的分解作用、微生物的分解作用、化石燃料燃燒化石燃料燃燒CO2含碳有機物含碳有機物從物質上看，生物圈內(nèi)的物質循環(huán)從物質上看，生物圈內(nèi)的物質循環(huán)利用，可自給自足；能量方面需要利用，可自給自足；能量方面需要太陽能不斷輸入。太陽能不斷輸入。大氣中的大氣中的CO2燃燃燒燒光光合合作作用用呼呼吸吸作作用用植物植物動物動物攝食攝食微微生生物物的的呼呼吸吸作作用用

16、呼呼吸吸作作用用動植物的遺體和排出物動植物的遺體和排出物泥炭、煤、石油泥炭、煤、石油（1 1）碳循環(huán)的形式：）碳循環(huán)的形式：（2 2）碳在自然界中的主要存在形式：）碳在自然界中的主要存在形式：（3 3）碳在生物體內(nèi)的存在形式：）碳在生物體內(nèi)的存在形式：（4 4）碳進入生物體的途徑：）碳進入生物體的途徑：（5 5）碳在生物體之間傳遞途徑：）碳在生物體之間傳遞途徑：（6 6）碳進入大氣的活動：）碳進入大氣的活動： (7)(7)碳循環(huán)的特點：碳循環(huán)的特點：CO2CO2有機物有機物光合作用和化能合成作用光合作用和化能合成作用食物鏈和食物網(wǎng)食物鏈和食物網(wǎng)生物的呼吸作用生物的呼吸作用分解者有分解作用分解者

17、有分解作用化石燃料的燃燒化石燃料的燃燒全球性、循環(huán)往復全球性、循環(huán)往復（3 3）圖中）圖中D CD C過程是通過過程是通過 作用實現(xiàn)的，作用實現(xiàn)的，C DC D過過程是通過程是通過 作用實現(xiàn)的，作用實現(xiàn)的，B DB D過程是通過過程是通過_ 作用實現(xiàn)的。碳循環(huán)始終與作用實現(xiàn)的。碳循環(huán)始終與 結合在一起。結合在一起。 （4 4）生物群落中有一部分碳以）生物群落中有一部分碳以_形式儲藏在地形式儲藏在地層中。碳在無機環(huán)境中以層中。碳在無機環(huán)境中以 形式存在。形式存在。CDBA（1 1）此生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是從）此生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是從 _ _ 固定太陽能開始的。固定太陽能開始的。 （2 2）碳元素在

18、大氣中與）碳元素在大氣中與A A、B B、C C之間的傳遞之間的傳遞是以是以 _形式進行的，在生態(tài)系統(tǒng)各形式進行的，在生態(tài)系統(tǒng)各成分中成分中A A為為 ，B B為為 。例、右圖示生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)示意圖，例、右圖示生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)示意圖，A A、B B、C C、D D是生態(tài)系統(tǒng)的成分，請據(jù)圖回答：是生態(tài)系統(tǒng)的成分，請據(jù)圖回答：C生產(chǎn)者生產(chǎn)者消費者消費者分解者分解者光合光合呼吸呼吸分解分解能量流動能量流動石油、煤炭等石油、煤炭等CO2CO2三、碳循環(huán)平衡的破壞三、碳循環(huán)平衡的破壞溫室效應溫室效應思考：思考：1大氣中大氣中CO2的來源和去路有哪些？的來源和去路有哪些？2大氣中大氣中CO2含量持續(xù)增加的原

19、因？含量持續(xù)增加的原因？3溫室效應的危害？溫室效應的危害？4防治或減緩溫室效應的主要措施？防治或減緩溫室效應的主要措施？大氣中的大氣中的CO2生物群落生物群落光合作用光合作用化能合成化能合成呼吸作用呼吸作用分解作用分解作用化石燃料燃燒化石燃料燃燒化石燃料的燃燒；植被的破壞化石燃料的燃燒；植被的破壞加快極地和高山冰川的融化，導致海平面上升，進而對加快極地和高山冰川的融化，導致海平面上升，進而對人類和其他許多事物的生存構成威脅人類和其他許多事物的生存構成威脅減少化石燃料的燃燒，改善能源結構減少化石燃料的燃燒，改善能源結構大力植樹造林大力植樹造林能量流動與物質循環(huán)的關系能量流動與物質循環(huán)的關系（仔細

20、閱讀P103完成下列問題）1.生態(tài)系統(tǒng)的主要功能： ， ，2.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動與物質循環(huán)是兩個相互獨立的過程嗎？3.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動與物質循環(huán)的關系？4.生態(tài)系統(tǒng)的 四種成分，通過 才能夠緊密地聯(lián)系在一起，形成一個統(tǒng)一的整體。能量流動能量流動 物質循環(huán)物質循環(huán) 信息傳遞信息傳遞非生物的物質和能量、生產(chǎn)者、消費者、分解者非生物的物質和能量、生產(chǎn)者、消費者、分解者能量流動、物質循環(huán)、信息傳遞能量流動、物質循環(huán)、信息傳遞 聯(lián)系聯(lián)系范圍范圍特點特點物質物質形式形式物質循環(huán)物質循環(huán)能量流動能量流動項目項目以有機物形式流動以有機物形式流動以無機物形式循環(huán)以無機物形式循環(huán)單向傳遞、逐級遞減單向傳遞、逐級

21、遞減往復循環(huán)、全球性往復循環(huán)、全球性生物群落各營養(yǎng)級之間生物群落各營養(yǎng)級之間生物圈內(nèi)，據(jù)全球性生物圈內(nèi)，據(jù)全球性兩者同時進行、相互依存，不可分割兩者同時進行、相互依存，不可分割（1 1）能量的固定、儲存、轉移和釋放，都離不開物質的合）能量的固定、儲存、轉移和釋放，都離不開物質的合成和分解等過程成和分解等過程（2 2）物質作為能量的載體，使能量沿著食物鏈（網(wǎng)）流動）物質作為能量的載體，使能量沿著食物鏈（網(wǎng)）流動（3 3）能量作為動力，使物質能夠不斷地在生物群落和無機）能量作為動力，使物質能夠不斷地在生物群落和無機環(huán)境間循環(huán)往返環(huán)境間循環(huán)往返四、能量流動與物質循環(huán)的關系四、能量流動與物質循環(huán)的關系

22、五、生物富集作用五、生物富集作用概念：概念：生物富集作用，又叫生物濃縮，生物富集作用，又叫生物濃縮， 是指生物體通過對環(huán)境中某些元素或難以分解的化合是指生物體通過對環(huán)境中某些元素或難以分解的化合物的積累，使這些物質在生物體內(nèi)的濃度超過環(huán)境中濃物的積累，使這些物質在生物體內(nèi)的濃度超過環(huán)境中濃度的現(xiàn)象。度的現(xiàn)象。 下表是下表是、四個種群在一個達到生態(tài)平衡的環(huán)境中所含有的總四個種群在一個達到生態(tài)平衡的環(huán)境中所含有的總能量和殘留農(nóng)藥能量和殘留農(nóng)藥DDT的平均濃度。試寫出這四個種群的最簡單的能量流動渠道的平均濃度。試寫出這四個種群的最簡單的能量流動渠道是是 能量（KJ）2.81091.31089.11072.9107DDT濃度（mg/Kg） 0.04 0.35 0.39 3.4