生物學(xué)③必修生態(tài)系統(tǒng)的能量流動

1、溫故而知新 1.1.生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括哪兩方面？生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括哪兩方面？ 2.2.生態(tài)系統(tǒng)的成分有哪些？生態(tài)系統(tǒng)的成分有哪些？ 3.3.生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)是什么生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)是什么? ? 生態(tài)系統(tǒng)的成分生態(tài)系統(tǒng)的成分,生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 生產(chǎn)者、消費者、分解者、非生物的物質(zhì)和能量生產(chǎn)者、消費者、分解者、非生物的物質(zhì)和能量 食物鏈和食物網(wǎng)食物鏈和食物網(wǎng) 就一個生物個體（如人）而言，能量是如何輸就一個生物個體（如人）而言，能量是如何輸 入、儲存和散失的入、儲存和散失的？ 能量輸入能量輸入 個體個體 呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量 儲存在體內(nèi)的能量儲存在體內(nèi)的能量 能量流動的

2、分析能量流動的分析 能量能量輸入輸入 個體個體1 呼吸作用散失的能量 儲存在體內(nèi)的能量 個體個體2 個體個體3 呼吸作用散失的能量 儲存在體內(nèi)的能量 呼吸作用散失的能量 儲存在體內(nèi)的能量 能量流動的分析能量流動的分析 能量流經(jīng)一個種群一個種群的情況 能量能量輸入輸入 種群種群能量儲存能量儲存 能量散失能量散失 能量流動的分析能量流動的分析 v生態(tài)系統(tǒng)的能量流動生態(tài)系統(tǒng)的能量流動-指生態(tài)系統(tǒng)中能量 的、和過程。 v研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動一般在群體水平上。 能量流動的過程能量流動的過程 請同學(xué)們帶著這些問題閱讀教材“能量流 動的過程”一段，閱讀完后，可以討論下 面這幾個問題： v1.能量的來源是什

3、么？ v2.能量是如何輸入生態(tài)系統(tǒng)第一營養(yǎng)級的？ v3.能量流動的渠道是什么？ v4.輸入生態(tài)系統(tǒng)的能量是怎樣流動的？或者 說，生產(chǎn)者固定的太陽能流向什么方向？ 能量流動的過程能量流動的過程 能量的源頭能量的源頭: : 流動的起點流動的起點: 輸入生態(tài)系統(tǒng)輸入生態(tài)系統(tǒng) 的總能量的總能量: 渠道渠道: : 太陽太陽 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 能量流動的過程能量流動的過程 能量在能量在第一營養(yǎng)級第一營養(yǎng)級中的變化中的變化 能能 量量 流流 動動 的的 過過 程程 生產(chǎn)者生產(chǎn)者 （植物）（植物） 初級消費

4、者初級消費者 （植食性動物）（植食性動物） 呼吸作用呼吸作用 分分 解解 者者 遺體遺體 殘骸殘骸 能能 量量 流流 動動 的的 過過 程程 初級消費者初級消費者 攝入攝入 初級消費者初級消費者 同化同化 用于生長用于生長 發(fā)育和繁殖發(fā)育和繁殖 次級消費者次級消費者 攝入攝入 分分 解解 者者 利利 用用 遺體遺體 殘骸殘骸 糞便糞便 呼呼 吸吸 作作 用用 散失散失 呼呼 吸吸 作作 用用 散失散失 能能 量量 在在 第第 二二 營營 養(yǎng)養(yǎng) 級級 中中 的的 變變 化化 可見能量沿著食物鏈流動時，每個營養(yǎng)級都有可見能量沿著食物鏈流動時，每個營養(yǎng)級都有 能量的能量的輸入輸入、傳遞傳遞、轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化

5、和和散失散失過程。過程。 生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動過程生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動過程 初級消費者初級消費者 （植食性動物）（植食性動物） 生產(chǎn)者生產(chǎn)者 （植物）（植物） 次級消費者次級消費者 （肉食性動物）（肉食性動物） 三級消費者三級消費者 （肉食性動物）（肉食性動物） 分解者分解者 呼吸作用呼吸作用 呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用 呼吸作用呼吸作用 太陽太陽 生產(chǎn)者生產(chǎn)者 初級消費者初級消費者 次級消費者次級消費者 熱熱 能能 分分 解解 者者 200 175 875 30 112 58 5.4 能量流動的特點能量流動的特點 資料資料 分析分析 根據(jù)下圖所示數(shù)據(jù)，請同學(xué)們完成以下分

6、析：根據(jù)下圖所示數(shù)據(jù)，請同學(xué)們完成以下分析： 1.請設(shè)計請設(shè)計表格表格將圖中數(shù)據(jù)加以整理。將圖中數(shù)據(jù)加以整理。 2.計算計算“流出流出”該營養(yǎng)級的能量占該營養(yǎng)級的能量占“流入流入”該營該營 養(yǎng)級能量的養(yǎng)級能量的百分比百分比。 生產(chǎn)者生產(chǎn)者 植食性動植食性動 物物 肉食性動肉食性動 物物 營養(yǎng)級營養(yǎng)級 1250200 200 30 30 5.4 16% 15% 18% 第一營養(yǎng)級第一營養(yǎng)級 第二營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級 第三營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級 流入能量流入能量 流到下一營流到下一營 養(yǎng)級的能量養(yǎng)級的能量 出入比出入比 KJ KJ KJ 能量流動的特點能量流動的特點 數(shù)據(jù)分數(shù)據(jù)分 析與處析與處 理理 能量流

7、動的特點能量流動的特點 營養(yǎng)級營養(yǎng)級流入能量流入能量 流出能量流出能量 （輸入后（輸入后 一個營養(yǎng)一個營養(yǎng) 級）級） 出入比出入比 生產(chǎn)者生產(chǎn)者 植食性動物植食性動物 肉食性動物肉食性動物 分解者分解者 464.662.813.52% 62.812.620.06% 12.6 14.6 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 分分 析析 與與 處處 理理 3.流入某個營養(yǎng)級的能量，為什么流入某個營養(yǎng)級的能量，為什么不能不能百分之百分之 百百地流向后一個營養(yǎng)級地流向后一個營養(yǎng)級? 流入某一營養(yǎng)級的能量主要有以下去向：流入某一營養(yǎng)級的能量主要有以下去向：一部分一部分通通 過營養(yǎng)級的呼吸作用散失了；過營養(yǎng)級的呼吸作用散失了；一部

8、分一部分作為排出物、作為排出物、 遺體或殘枝敗葉不能進入下一個營養(yǎng)級，而為分解遺體或殘枝敗葉不能進入下一個營養(yǎng)級，而為分解 者利用；者利用；還有一部分還有一部分未能進入（未被捕食）下一個未能進入（未被捕食）下一個 營養(yǎng)級。所以，流入某一營養(yǎng)級的能量不可能百分營養(yǎng)級。所以，流入某一營養(yǎng)級的能量不可能百分 之百地流到下一個營養(yǎng)級。之百地流到下一個營養(yǎng)級。 4.4.通過以上分析，你能得出什么規(guī)律通過以上分析，你能得出什么規(guī)律？ 能量流動的特點能量流動的特點 逐級遞減逐級遞減: : 單向流動單向流動: : 能量傳遞效率大約為能量傳遞效率大約為10%20%10%20% 不可逆轉(zhuǎn)，不能循環(huán)不可逆轉(zhuǎn)，不能循

9、環(huán) 能量在能量在沿食物鏈沿食物鏈流動的流動的 過程中是逐漸減少的過程中是逐漸減少的 能量流動的特點能量流動的特點 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 能量金字塔能量金字塔 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，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

10、，取10作作 為傳遞效率。為傳遞效率。 根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動逐級遞減的特點和規(guī)律，根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動逐級遞減的特點和規(guī)律， 營養(yǎng)級越高，可利用的能量就越少，老虎在生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)級越高，可利用的能量就越少，老虎在生態(tài)系統(tǒng) 中幾乎是最高營養(yǎng)級，通過食物鏈（網(wǎng)）流經(jīng)老虎的中幾乎是最高營養(yǎng)級，通過食物鏈（網(wǎng)）流經(jīng)老虎的 能量已減到很少的程度。因此，老虎的數(shù)量將是很少能量已減到很少的程度。因此，老虎的數(shù)量將是很少 的。故的。故“一山不容二虎一山不容二虎”有一定的生態(tài)學(xué)道理。有一定的生態(tài)學(xué)道理。 2.2.為什么說為什么說“一山不容二虎一山不容二虎”? ? 遷移創(chuàng)新：遷移創(chuàng)新： 從能量傳遞的數(shù)量和效率看

11、，能量流經(jīng)各營養(yǎng)級是逐從能量傳遞的數(shù)量和效率看，能量流經(jīng)各營養(yǎng)級是逐 級遞減的，單向不循環(huán)的，傳遞效率為級遞減的，單向不循環(huán)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，到第五營食物鏈一般不超過五個營養(yǎng)級，到第五營 養(yǎng)級以后，可利用的能量已減少到不能維持其生養(yǎng)級以后，可利用的能量已減少到不能維持其生 存的程度了。因為能量每流經(jīng)一級都要丟失一大存的程度了。因為能量每流經(jīng)一級都要丟失一大 部分，所以食物鏈越長，流量流失就越多。部分，所以食物鏈越長，流量流失就越多。 3.3.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： 能不能改變生

12、態(tài)系統(tǒng)能量流動能不能改變生態(tài)系統(tǒng)能量流動 的規(guī)律？的規(guī)律？ v質(zhì)疑：質(zhì)疑： 研究能量流動的意義研究能量流動的意義 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(shè)法但可設(shè)法調(diào)整調(diào)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?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠指咝У亓飨驅(qū)θ祟愖钣幸娴牟糠? 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(cè)枝等除去雜草、修去樹木

13、的側(cè)枝等 v?；~塘桑基魚塘 v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 桑 基 魚 塘 “?；；?魚塘魚塘” 農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè) 生態(tài)生態(tài) 系統(tǒng)系統(tǒng) 蠶蠶 桑桑 豬豬魚魚 稻稻 塘泥塘泥 糞尿（飼料）糞尿（飼料） 魚粉魚粉 糞尿糞尿 糞（飼料）糞（飼料） 糞尿糞尿莖葉、糠加莖葉、糠加 工場工場 糞糞 研究能量流動的意義研究能量流動的意義 沼 氣 工 程 “籠養(yǎng)蠅蛆籠養(yǎng)蠅蛆”人工生態(tài)系統(tǒng)人工生態(tài)系統(tǒng) 蠅蛆蠅蛆 雞雞 蛋蛋 人人 雞糞雞糞 豬豬 肉肉 糞糞 農(nóng)作物農(nóng)作物 蝎（藥材）蝎（藥材） 問問 題

14、題 探探 討討 備選策略備選策略1 1：先吃雞，再吃玉米；先吃雞，再吃玉米； 備選策略備選策略2 2：先吃玉米，同時用一部分玉米喂雞，先吃玉米，同時用一部分玉米喂雞， 吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。 本本 節(jié)節(jié) 知知 識識 體體 系系 能能 量量 流流 動動 概念：概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞和散失的生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞和散失的 過程過程 過過 程程 能量的源頭：能量的源頭： 流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量： 生產(chǎn)者固定的生產(chǎn)者固定的 太陽能的總量太陽能的總量 途徑：途徑：食物鏈或食物網(wǎng)食物鏈或食物網(wǎng) 特特 點點 單向流動：單向流動： 逐級遞減：逐級遞減

15、： 沿食物鏈方向由低營沿食物鏈方向由低營 養(yǎng)級流向下一營養(yǎng)級養(yǎng)級流向下一營養(yǎng)級 能量金字塔能量金字塔 能量沿食物鏈流動過程中逐級能量沿食物鏈流動過程中逐級 遞減；傳遞效率遞減；傳遞效率10%20%。 研究研究 意義意義 調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系， 使能量持續(xù)高效的流向?qū)θ祟愖钣惺鼓芰砍掷m(xù)高效的流向?qū)θ祟愖钣?益的部分益的部分 太陽能太陽能 1.1.人們常用金字塔來說明生態(tài)系統(tǒng)人們常用金字塔來說明生態(tài)系統(tǒng) 中哪兩者之間的關(guān)系中哪兩者之間的關(guān)系 （ ）A A.A.能量和營養(yǎng)級能量和營養(yǎng)級 B.B.個體大小與營養(yǎng)級個體大小與營養(yǎng)級 C.C.個體大小與個體數(shù)量個體大小

16、與個體數(shù)量 D.D.個體數(shù)量與生物類型個體數(shù)量與生物類型 課堂基礎(chǔ)知識反饋課堂基礎(chǔ)知識反饋 v2在生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔中，貯存能量在生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔中，貯存能量 最多的成分是（最多的成分是（ ） A.生產(chǎn)者生產(chǎn)者 B.初級消費者初級消費者 C.次級消費者次級消費者 D.分解者分解者 A 課堂基礎(chǔ)知識反饋課堂基礎(chǔ)知識反饋 v3根據(jù)生態(tài)學(xué)原理，要使能量流經(jīng)食物鏈的根據(jù)生態(tài)學(xué)原理，要使能量流經(jīng)食物鏈的 總消耗量降到最低，人們應(yīng)采取下列哪一種總消耗量降到最低，人們應(yīng)采取下列哪一種 食物結(jié)構(gòu)食物結(jié)構(gòu) A以淡水養(yǎng)殖的魚類為主以淡水養(yǎng)殖的魚類為主 B以家畜的肉類為主以家畜的肉類為主 C以谷類和植物蛋白為

17、主以谷類和植物蛋白為主 D以禽類的肉和蛋為主以禽類的肉和蛋為主 課堂基礎(chǔ)知識反饋課堂基礎(chǔ)知識反饋 C v 4.假定某生態(tài)系統(tǒng)中有綠色植物，蛙、蛇、鷹、假定某生態(tài)系統(tǒng)中有綠色植物，蛙、蛇、鷹、 昆蟲和食蟲鳥等生物，此生態(tài)系統(tǒng)的總能量為昆蟲和食蟲鳥等生物，此生態(tài)系統(tǒng)的總能量為 24000千焦，如營養(yǎng)級之間能量轉(zhuǎn)化效率為千焦，如營養(yǎng)級之間能量轉(zhuǎn)化效率為15%， 第三營養(yǎng)級和第四營養(yǎng)級所利用的能量分別是（第三營養(yǎng)級和第四營養(yǎng)級所利用的能量分別是（ ） v 解析：第三營養(yǎng)級所利用的能量= 24000千焦 （15%）3-1= 540千焦 ；第四營養(yǎng)級所利用的能 量= 24000千焦 （15%）4-1=81

18、千焦。 課堂基礎(chǔ)知識反饋課堂基礎(chǔ)知識反饋 v5肉類和雞蛋的價格比糧食和蔬菜高，從肉類和雞蛋的價格比糧食和蔬菜高，從 生態(tài)學(xué)的觀點看，這是由于（生態(tài)學(xué)的觀點看，這是由于（ ） A.動物飼養(yǎng)麻煩，花時間多，投資大動物飼養(yǎng)麻煩，花時間多，投資大 B.動物性食品營養(yǎng)價值高動物性食品營養(yǎng)價值高 C.食物鏈延長，能量流失多，動物性食食物鏈延長，能量流失多，動物性食 品成本高品成本高 D.植物栽培比較容易植物栽培比較容易 課堂基礎(chǔ)知識反饋課堂基礎(chǔ)知識反饋 C v6. 如果把各個營養(yǎng)級的如果把各個營養(yǎng)級的生物數(shù)量生物數(shù)量關(guān)系，用繪關(guān)系，用繪 制能量金字塔的方式表達出來，是不是也是制能量金字塔的方式表達出來，是

19、不是也是 金字塔形？如果是，有沒有例外？金字塔形？如果是，有沒有例外？ 樹樹 昆蟲昆蟲 鳥鳥 課堂基礎(chǔ)知識反饋課堂基礎(chǔ)知識反饋 1.調(diào)查農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的能量流動情況；調(diào)查農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的能量流動情況； 2.閱讀教材閱讀教材P99頁課外讀物頁課外讀物“生態(tài)農(nóng)業(yè)生態(tài)農(nóng)業(yè)”。 第二課堂第二課堂 v生態(tài)系統(tǒng)的能量流動生態(tài)系統(tǒng)的能量流動-指生態(tài)系統(tǒng)中能量 的、和過程。 v研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動一般在群體水平上。 能量流動的過程能量流動的過程 生產(chǎn)者生產(chǎn)者 植食性動植食性動 物物 肉食性動肉食性動 物物 營養(yǎng)級營養(yǎng)級 1250200 200 30 30 5.4 16% 15% 18% 第一營養(yǎng)級第一營養(yǎng)級 第二營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級 第三營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級 流入能量流入能量 流到下一營流到下一營 養(yǎng)級的能量養(yǎng)級的能量 出入比出入比 KJ KJ KJ 能量流動的特點能量流動的特點 數(shù)據(jù)分數(shù)據(jù)分 析與處析與處 理理 3.流入某個營養(yǎng)級的能量，為什么流入某個營養(yǎng)級的能量，為什么不能不能百分之百分之 百百地流向后一個營養(yǎng)級地流向后一個營養(yǎng)級? 流入某一營養(yǎng)級的能量主要有以下去向：流入某一營養(yǎng)級的能量主