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1、生态系统的结构与能量流动生态系统的结构与能量流动01生态系统生态系统一个池塘、一片草地、一块农田、一片森林、一条河流等。一个池塘、一片草地、一块农田、一片森林、一条河流等。生态系统生态系统：在一定空间内，由：在一定空间内，由生物群落生物群落与它的与它的无机环境无机环境相互作用相互作用而而形成的统一整体。形成的统一整体。（教材（教材P48）三江源湿地生态系统三江源湿地生态系统池塘生态系统池塘生态系统生态系统的范围可大可小生态系统的范围可大可小02生态系统的结构生态系统的结构组分组分3 3组分组分1 1组分组分2 2输入输出非生物环境消费者消费者生产者生产者分解者分解者输入能能量量输输出出生态系统
2、的组分之间存在着密切的内在联系和相互影响，是一个有机的整体！一般系统的结构模式图生态系统的结构模型生态系统的结构包括组成成分和营养结构。02生态系统的结构生态系统的结构能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物，主要是细菌和真菌。动物，包括植食性动物、肉食性动物、杂食性动物和寄生性动物等。自养生物，主要是绿色植物。光、热、水、空气、无机盐等。非生物的物质和能量生产者(producer)消费者(consumer)分解者(decomposer)生态系统一、生态系统的组成成分1.生产者生产者 光合细菌和绿色植物光合细菌和绿色植物(光合作用光合作用)硝化细菌、硫细菌等硝化细菌、硫细菌等(化能合成作用化能
3、合成作用)CO2+H2O 有机物+O2光能CO2+H2O 有机物化学能思考思考生产者制造生产者制造有机物有机物，是生态系统的，是生态系统的主要成分主要成分，是生态系统，是生态系统的的基石基石。所有的植物都是生产者吗？菟丝子：不含叶绿素，营寄生生活食虫植物捕猎其实是在给自己施肥02生态系统的结构生态系统的结构一、生态系统的组成成分3.分解者分解者作用 将动植物遗体和动物排遗物分解成无机物，供生产者重新利用。类型注意注意腐生是生物获得营养的一种方式。从无生命的有机体(动物尸体、粪便，植物枯枝落叶等)获取有机物维持自身生活的生物叫“腐生生物”。不是所有的微生物都是分解者。腐生性微生物(乳酸菌、酵母菌
4、、霉菌、蘑菇等)腐食性动物(蚯蚓、蜣螂、秃鹫等)积累：有些生物具有双重积累：有些生物具有双重“身份身份”猪笼草猪笼草生产者:进行光合作用大肠杆菌大肠杆菌消费者:捕食昆虫消费者:生活在肠道中分解者:生活在腐烂的有机体中02生态系统的结构生态系统的结构一、生态系统的组成成分生产者遗体、粪便等分解者无机盐等消费者消费者植食性动物肉食性动物1肉食性动物2CO2等CO202生态系统的结构生态系统的结构生态系统中各组成成分之间紧密联系，使生态系统成为一个统一的整体，具有一定的结构和功能一、生态系统的组成成分02生态系统的结构生态系统的结构二、生态系统的营养结构-食物链和食物网生产者所固定的物质与能量，通过
5、一系列生产者所固定的物质与能量，通过一系列取食和被食取食和被食关系，在生态系统中传递，各种关系，在生态系统中传递，各种生物按其食物联系排列的链状顺序（生物按其食物联系排列的链状顺序（单向）。）。鸟类跳蚤死亡动植物残体动植物残体跳虫捕食捕食腐食寄生寄生食物链食物链鼠疫细菌实例-图3-3玉米玉米蝗虫蝗虫青蛙青蛙蛇蛇老鹰老鹰玉米玉米蝗虫蝗虫青蛙青蛙蛇蛇老鹰老鹰第二营养级第二营养级第一营养级第一营养级第三营养级第三营养级第四营养级第四营养级第五营养级第五营养级注意食物链的起点是生产者分解者不进入捕食食物链生产者一定是第一营养级判断：是否是食物链蝉螳螂黄雀生产者初级消费者次级消费者三级消费者四级消费者0
6、2生态系统的结构生态系统的结构二、生态系统的营养结构-食物链和食物网02生态系统的结构生态系统的结构二、生态系统的营养结构-食物链和食物网某陆地生态系统的食物网错错综综复复杂杂的的食食物物网网使使生生态态系系统统保保持持相相对对稳稳定定。一一般般认认为为，食食物物网网越越复复杂杂，生生态态系系统统抵抵抗抗外外界界干干扰扰的的能能力力就就越越强强。如如果果一一条条食食物物链链的的某某种种动动物物减减少少或或消消失失，它它在在食食物物链链上上的的位位置置可可能能会会由由其其他生物来代替。他生物来代替。02生态系统的结构生态系统的结构例1.以下关于生态系统中各种生物成分的叙述，错误的是（）A.动物的
7、食性越复杂其种群数量波动幅度越大B.分解者通过细胞呼吸来分解生态系统中的有机物C.生产者制造有机物时，所利用的能量类型可能不同D.各种消费者的存在促进了物质循环并使生态系统更加稳定例2.下图为某湖泊生态系统的食物网简图。下列叙述错误的是（）A.浮游藻类属于生产者B.该食物网有5条食物链C.该食物网中，水生昆虫属于第二营养级D.浮游动物与水生昆虫之间通过负反馈调节维持各自数量的相对稳定AC03生态系统的能量流动生态系统的能量流动储存在体内的能量储存在体内的能量呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量储存在体内的能量储存在体内的能量呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量储存在体内的能量储存在体内的能量呼
8、吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量玉米玉米蝗虫蝗虫青蛙青蛙蛇蛇老鹰老鹰太阳太阳能量生态系统中能量的生态系统中能量的输入、传递、转化和散失输入、传递、转化和散失的过程，称为的过程，称为生态系统的能量流动。生态系统的能量流动。（教材（教材P53）科学方法科学方法研究能量流动的基本思路研究能量流动的基本思路能量能量输入输入个体个体1个体个体2个体个体3能量输入能量输入种群种群能量存储能量存储能量散失能量散失03生态系统的能量流动生态系统的能量流动能量输入能量输入生产者生产者能量存储能量存储能量散失能量散失残枝败叶被分解者分解残枝败叶被分解者分解初级消费者摄入初级消费者摄入摄入量摄入量=同化量同化量+
9、粪便量粪便量初级消费初级消费者摄入者摄入初级消费初级消费者同化者同化用于生长、用于生长、发育和繁殖发育和繁殖次级消费者次级消费者摄入摄入分解者利用分解者利用呼吸作用呼吸作用热能散失热能散失粪便粪便呼吸作用呼吸作用散失散失遗体残骸遗体残骸太阳能 有机物中化学能 热能转化形式：热能过程：有机物中化学能 热能呼吸作用03生态系统的能量流动生态系统的能量流动初级消费初级消费者摄入者摄入初级消费初级消费者同化者同化用于生长、用于生长、发育和繁殖发育和繁殖次级消费者次级消费者摄入摄入分解者利用分解者利用呼吸作用呼吸作用热能散失热能散失粪便粪便呼吸作用呼吸作用散失散失摄入量=同化量+粪便量输入某营养级的总能
10、量是指该营养级同化的能量，粪便中的能量不属于该营养级同化的能量，粪便量是上一营养级同化的能量。初级消费者同化的能量=呼吸消耗的能量+用于生长、发育和繁殖的能量生长、发育和繁殖的能量=分解者利用的能量+下一营养级同化的能量。遗体残骸遗体残骸03生态系统的能量流动生态系统的能量流动图 中 数 字 为 能 量 数 值，单 位 是J/(cm2.a)(焦每平方厘米年）。图中“未固定”是指未被固定的太阳能，“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一个营养级和分解者利用的能量。为研究方便起见，这里将肉食性动物作为一个整体看待。能量分析能量分析生产者生产者植食性动植食性动物物肉食性动肉食性动物物分解者分解
11、者输入能量流出能量出入比赛达伯格湖的能量流动数据分析赛达伯格湖的能量流动数据分析464.662.813.52%62.812.612.620.06%14.6能量传递效率能量传递效率=下一营养级下一营养级同化量同化量上一营养级上一营养级同化量同化量 各营养级的能量都有：一部分通过呼吸作用散失；一部分未被下一营养级利用；一部分被分解者分解。03生态系统的能量流动生态系统的能量流动图 中 数 字 为 能 量 数 值，单 位 是J/(cm2.a)(焦每平方厘米年）。图中“未固定”是指未被固定的太阳能，“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一个营养级和分解者利用的能量。为研究方便起见，这里将肉食性动
12、物作为一个整体看待。1.单向流动单向流动2.逐级递减逐级递减各个营养级的顺序是不可逆的；且各个营养级的能量总是以呼吸散失热能。各个营养级的顺序是不可逆的；且各个营养级的能量总是以呼吸散失热能。传递效率为传递效率为1020两个营养级之间逐级递减的原因：逐级递减的原因：自身呼吸消耗、被分解者分解、暂时未被利用。自身呼吸消耗、被分解者分解、暂时未被利用。任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。能量流动的特点能量流动的特点03生态系统的能量流动生态系统的能量流动积累拓展积累拓展-能量传递效率
13、的计算能量传递效率的计算讨论3：若有草100kg，最少让鱼增重_kg。讨论3：若有草100kg，最多让鱼增重_kg。讨论1：若鱼增加1kg，最多消耗_kg草。讨论2：若鱼增加1kg，最少消耗_kg草。1002541草草鱼鱼虾米虾米(1kg/10%)/10%=100kg1kg/20%=5kg100 x20%=20kg100kg x10%x10%=1kg10%20%例1.某食物链如图：03生态系统的能量流动生态系统的能量流动10%*10%积累拓展积累拓展-能量传递效率的计算能量传递效率的计算例2：如图，如果青蛙从蚱蜢和蛐蛐处同化的能量为1000kJ，蛇从青蛙处同化的能量100kJ，则该食物网中，第
14、三营养级到第四营养级的能量传递率_(，)10%；如果鹰的食物来源及比例：青蛙蛇由11变成41，则鹰同化1kJ能量，可以少消耗草_kJ能量(能量传递效率按20%计算)。150例3：假如一个人的代谢过程中，其全部同化量的1/2来自植物、1/2来自牛肉，且能量传递效率为10%，则Gkg植物通过食物链被人利用，能使人体重增重多少？=GX=G/55 1/2 X10%+1/2 X03生态系统的能量流动生态系统的能量流动积累拓展积累拓展-能量传递效率的计算能量传递效率的计算例2：如图，如果青蛙从蚱蜢和蛐蛐处同化的能量为1000kJ，蛇从青蛙处同化的能量100kJ，则该食物网中，第三营养级到第四营养级的能量传
15、递率_(，)10%；如果鹰的食物来源及比例：青蛙蛇由11变成41，则鹰同化1kJ能量，可以少消耗草_kJ能量(能量传递效率按20%计算)。150营养级种群个体在食物网中，能量传递效率不是以个体或种群为单位的，而是以营养级为单位的，如对于食物网 ，由第一营养级到第二营养级的能量传递效率是指(BC)同化的总能量占A同化的总能量的10%20%04生态金字塔生态金字塔如果将单位时间内各个营养级所得到的能量数值转换成相应面积(或体积)的图形，并将图形按照营养级的次序排列，可形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔。生态金字塔包括能量金字塔、数量金字生态金字塔包括能量金字塔、数量金字塔和生物量金字塔塔和生物量金
16、字塔稳定的生态系统中,能量金字塔都是上窄下宽的金字塔形生物量：每个营养级所容纳的有机物的总干重（教材P57）数量金字塔和生物量金字塔会出现倒置数量金字塔和生物量金字塔会出现倒置的情况的情况。04生态金字塔生态金字塔数量金字塔和生物量金字塔出现倒置的原因数量金字塔和生物量金字塔出现倒置的原因当生产者个体数量比消费者个体大得多时，数量金字塔经常是倒置的。当当生产者个体数量比消费者个体大得多时，数量金字塔经常是倒置的。当生产者个体小，寿命短，生物量金字塔也有可能倒置。生产者个体小，寿命短，生物量金字塔也有可能倒置。例如，在海洋生态系统中，浮游植物的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，所以某一时
17、刻调查到的浮游植物的生物量可能低于浮游动物的生物量。05研究能量流动的实践意义研究能量流动的实践意义帮助人们科学规划、设计人工生态系统，帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的使能量得到最有效的利用。利用。（教材（教材P58第二段）第二段）帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高能量持续高效地流向对人类最有益的部分效地流向对人类最有益的部分。（教材（教材P58最后一段）最后一段）06随堂练习随堂练习例1.如图表示在某生态系统中，能量流经第二营养级的示意图。下列对该图分析不合理的是（）A.能量流动是伴随着物质利用进行的B
18、.图中甲为初级消费者同化的能量C.该图不够完善，缺少甲中因呼吸作用以热能形式散失的能量D.乙比甲的能量少的原因是甲的遗体残骸中的能量被分解者利用而未传递下去例2.下列关于生态金字塔的叙述，正确的是（）A.生态金字塔显示了各营养级之间的数量关系B.生态金字塔中每个营养级的生物均属于同一食物链C.生态金字塔中的营养级均按其所占的数值大小依次排列D.生态金字塔可分别以个体数量、生产量和能量为指标绘制DA06随堂练习随堂练习例3.某同学绘制了如图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能)，下列叙述中不正确的是（）A.生产者固定的总能量可表示为(A1B1C1A2B2C2D2)B.由第一营养级到第
19、二营养级的能量传递效率为D1/W1C.流入初级消费者体内的能量可表示为(A2B2C2)D.图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减例4.如图是某草原生态系统中部分营养结构，若蛇取食鼠的比例由1/4调整到3/4，假设能量传递效率按20%计算，从理论上分析，改变取食比例后蛇体重增加1 kg，人能比原来多增重（）A.2 kg B.2.5 kgC.4 kg D.4.5 kgCA06随堂练习随堂练习例3.某生态系统部分营养成分之间的关系，以及部分营养级的部分能量值(单位：Jm2a1)如图。下列判断正确的是（）A.草草食性动物肉食性动物肉食性动物是一条食物链B.在能量流动和物质循环中X分别代表热能和CO2C.肉食性动物属于初级消费者，由草食性动物到肉食性动物的能量传递效率是3%D.肉食性动物同化的能量中只有约3.11%用于其生长、发育和繁殖D