生态系统结构与功能

生态系统结构与能量流动1、组成层次:个体种群群落群落+环境生态系统2、概念：3、生态系统有大小，地球上最大的生态系统是生物圈。生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体，叫做生态系统。同种个体所有不同种群在一定自然区域内生态系统的概念：非生物物质和能量生产者消费者分解者总结生态系统组成成分营养结构--食物链（网）生态系统的结构捕食关系决定生态系统的功能物质循环能量流动信息传递包括渠道生产者消费者分解者营养方式异养异养生物类型地位作用(1)、无机环境：即非生物的(2)、生物群落：物质和能量自养光合自养生物：化能合成生物：绿色植物和蓝藻等硝化细菌等大多是动物，寄生植物（如菟丝子）腐生细菌和真菌腐生生活的动物，如蚯蚓、蜣螂等生态系统的基石生态系统最活跃的成分生态系统的关键成分②为消费者提供食物和栖息场所①制造有机物，储存能量②帮助植物传粉和种子的传播①加快物质循环将有机物分解为无机物，供生产者重新利用一、生态系统的组成成分：1.细菌都是分解者？错：硝化细菌是自养型生物，属于生产者；寄生细菌属于特殊的消费者。2.动物都是消费者？错：秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动、植物残体为食的腐生动物属于分解者。3.生产者都是绿色植物？错：蓝藻、硝化细菌等自养原核生物也是生产者，应该说生产者包含绿色植物4.植物都是生产者？错：菟丝子营寄生生活，属于消费者辨析以下说法是否正确：非生物的物质和能量生产者（基石）消费者（加快物质循环）分解者（不可缺少）光合作用或化能合成作用动物摄食细胞呼吸各成分间的联系：细胞呼吸分解作用（1）图示：（2）图析：①先据双向箭头“”确定“非生物的物质和能量”和“生产者”，再根据两者中有“3”个指出箭头的D为“生产者”，有“3”个指入箭头的C为“非生物的物质和能量”，最后根据D→A→B，确定A为消费者、B为分解者。②若问D、A、B具体是什么生物，则D主要为绿色植物，A为动物，B为腐生生活的细菌和真菌。四种成分的判断：二、营养结构——食物链和食物网：生产者初级消费者次级消费者三级消费者第一营养级第二营养级第三营养级第四营养级四级消费者第五营养级生物之间由于食物关系而形成的一种链状联系。(1)概念：食物链上的每一个环节。(2)营养级：注意：（1）一条完整的食物链从生产者开始，至最高消费者为止（2）食物链中箭头代表能量流动的方向（3）一条食物链的营养级一般不超过五个食物网思考与讨论：1.该生态系统中有多少条食物链？2.鼠→蛇→鹰是不是一条食物链？植物→鼠→蛇是不是一条食物链？植物狐鼠兔鹰蛇3.鹰占几个营养级？分别是？5条不是不是2个，分别是第三和第四营养级4.蛇和鹰之间的关系是什么？捕食和竞争许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养结构。(1)概念：一般来说，营养结构越复杂，生态系统越稳定消费者猪笼草菟丝子分解者蜣螂蚯蚓秃鹫假设你像鲁滨逊那样流落在不毛的荒岛上，只有15Kg玉米和一只母鸡可以食用，那么使自己活的最长的办法是：A.先吃鸡，然后吃玉米B.先吃玉米，同时用部分玉米喂鸡，吃鸡生产的蛋，最后再吃鸡先吃鸡，再吃玉米我反对！为什么要先吃我？1、小草的能量来自哪里？2、照射在草地上的太阳能都能被小草吸收吗？小草吸收了光能，光能发生了什么变化？3、小草固定的太阳能有哪些去向？三、能量流动的过程:1.能量的最终来源：2.能量的输入：3.能量流动的起点：4.流经生态系统的总能量：5.能量流动的渠道：6.能量在食物链中的流动形式：7.每个营养级的能量去路：光合作用生产者固定的太阳能食物链、食物网有机物中的化学能太阳生态系统中能量流动:从生产者固定的太阳能开始（1）呼吸作用散失（2）流入下一个营养级（3）流入分解者8.能量流动中能量形式的变化：太阳能有机物中的化学能热能（散失）最末营养级？小草种群固定的太阳能呼吸生长、发育和繁殖热能散失遗体残骸分解者分解未被利用太阳能光合作用摄食初级消费者去路：呼吸作用消耗被下一营养级所同化（除最高营养级）被分解者所利用未被利用：初级消费者摄入用于生长发育和繁殖次级消费者摄入散失遗体残骸初级消费者同化分解者利用粪便呼吸散失...同化量=摄入量-粪便量能量来自上一营养级能量流经第二营养级示意图呼吸未被利用分解者呼吸作用呼吸呼吸呼吸初级消费者次级消费者生产者固定未固定绘出生态系统的能量流动示意图1.能量流动的起点：2.能量流动的途径：3.能量流动中能量形式的变化：4.能量在食物链中流动的形式：5.能量散失的主要途径：生产者(主要是绿色植物)固定的太阳能食物链和食物网光能有机物化学能热能有机物(食物)中的化学能通过呼吸作用以热能形式散失营养级输入能量输出能量（输入下一营养级）传递效率生产者植食性动物肉食性动物464.662.812.662.812.6——13.5％20.1％该营养级流入能量该营养级流出能量本营养级的同化量下一营养级的同化量传递效率植食性动物B32生产者464.6植食性动物A30.8肉食性动物12.6下一营养级的同化量上一营养级的同化量×100%一般说来，能量传递的效率大约为10%~20%。计算能量传递的效率:单位：J·cm-2·a-1第一营养级到第二营养级能量传递效率=固定4599630.8+32464.6×100%能量传递效率=1.：能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级，不可，也不可。2.：能量在沿食物链流动的过程中传递效率大约为。单向流动逐级递减循环流动逆转10~20%3.能量金字塔：将单位时间内各个营养级所得到的数值绘成图，可形成一个金字塔图形。能量由低到高能量流动的特点根据单位时间内各个营养级所得到的能量数值绘制成图，可形成一个金字塔图形能量金字塔如把各个营养级的数量用绘制能量金字塔的方式表示，是否也能成金字塔形？有无例外？数量金字塔2.帮助人们合理地调整生态系统中的关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。能量流动人工生态系统研究能量流动的意义1.帮助人们科学规划、设计，使能量得到最有效的利用。例如：在森林中，怎样才能使能量更多多储存在木材中？在草原牧场上，怎样才能使能量更多的流向牛羊？在农田里，怎样才能使能量更多的流向农作物？秸秆牲畜粪便沼气池沼渣肥田肉食燃料（实现对能量的多级利用，从而大大提高了能量的利用率）关于能量流动计算规律总结：1.正推类型：ABCD解题思路：至少按最小效率（10%）计算最多按最大效率（20%）计算若A总重1000KG体重，至少（或最多）能使D增重多少千克？2.逆推类型：ABCD解题思路：至少按最大效率（20%）计算最多按最小效率（10%）计算若D增重10KG，至少（或最多）消耗A多少千克？在食物链中：在食物网中：知低营养级,求高营养级获能量最多选最短食物链按×20%计算获能量最少选最长食物链按×10%计算知高营养级,求低营养级需最多能量选最长食物链按÷10%计算需最少能量选最短食物链按÷20%计算1.在能量分配比例未知时的计算：水稻食草昆虫食虫鸟蛙蛇鼠能量传递效率的“极值”计算：1.已知低营养级求高营养级获能量最多：获能量至少：选最短食物链，按×20%计算选最长食物链，按×10%计算2.已知高营养级求低营养级需能量最多：需能量至少：选最长食物链，按÷10%计算选最短食物链，按÷20%计算蛇最多获能：100kj×20%×20%100kJ例、如图所示，该食物网中，若人的体重增加1kg，最少消耗水藻kg，最多消耗水藻kg。求最少消耗水藻的量时：选择最短的食物链;传递效率按20%计算水藻→小鱼→人：设最少消耗为x，则x×20%×20%=1kg，x=25kg解析：求最多消耗时：选择最长的食物链；传递效率最小10%计算水藻→水蚤→虾→小鱼→大鱼→人：设最多消耗为y，则y×10%×10%×10%×10%×10%=1kg，所以y=100000kg。25100000①先根据题意写出相应的食物链②根据各营养级间的传递效率，按照从不同食物链获得的比例分别计算③将各条食物链中的值相加即可。2.在能量分配比例和能量传递效率已知时的能量计算：如果一个人的食物有1/2来自绿色植物，1/4来自小型肉食动物，1/4来自羊肉，假如传递效率为10%，那么该人每增加1千克体重，约消耗植物(）解析：根据题意，可以写出三条食物链：①、植物→人，在此食物链中，人要增重0.5kg，消耗植物为0.5÷10%＝5kg；②、植物→羊→人，在此食物链中，人要增重0.25kg，消耗的植物为0.25÷10%÷10%＝25kg；③、植物→植食动物→小型肉食动物→人，在此食物链中，人要增重0.25kg，消耗的植物为0.25÷10%÷10%÷10%＝250kg。280kg所以人要增重1kg，共消耗植物280kg。例、有一食物网如图1所示。假如猫头鹰的食物2/5来自兔子，2/5来自老鼠，其余来自蛇，那么猫头鹰要增加20g体重，最多消耗植物多少克？鹰20g最多要消耗下一营养级200g兔占80g鼠占80g蛇占40g最多要消耗植物800g最多要消耗植物800g最多要消耗植物4000g最多要消耗下一营养级400g消耗最多按最低效率计算总共最多消耗植物5600g例、大象是植食性动物，有一种螳螂专以象粪为食。设一大象在某时间段内同化的能量为107KJ，则这部分能量中可流入螳螂体内的约为（）A、0KJB、106KJC、3×106KJD、106---2×106KJA1.同化作用是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身的组成物质，并且储存能量的过程。2.营养级所同化的能量即本营养级的能量。排除的粪便中能量不属于同化的能量。注意：