生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)

1、5.2生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)問題探討：問題探討： 假如你像小說中的魯濱假如你像小說中的魯濱遜那樣，流落在一個(gè)荒島上，遜那樣，流落在一個(gè)荒島上，除了飲用水之外沒有任何食除了飲用水之外沒有任何食物。你隨身帶的食物只有一物。你隨身帶的食物只有一只母雞、只母雞、15Kg15Kg玉米。玉米。策略：策略：A.A.先吃雞再吃玉米。先吃雞再吃玉米。B.B.先吃玉米，同時(shí)用一部分先吃玉米，同時(shí)用一部分 玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。最后吃雞。能能量量流流動(dòng)動(dòng)的的概概念念能量流動(dòng)的概念能量流動(dòng)的概念 生態(tài)系統(tǒng)中能量的生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化和和散失散失

2、的過程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的的過程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)。能量流動(dòng)。 v 能量輸入能量輸入儲(chǔ)存在體內(nèi)的能量儲(chǔ)存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量個(gè)體個(gè)體1 1儲(chǔ)存在體內(nèi)的能量儲(chǔ)存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量個(gè)體個(gè)體2 2儲(chǔ)存在體內(nèi)的能量儲(chǔ)存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量個(gè)體個(gè)體3 3能量輸入能量輸入種群種群能量儲(chǔ)存能量儲(chǔ)存能量散失能量散失能量流動(dòng)的分析能量流動(dòng)的分析能量流經(jīng)一個(gè)種群的情況圖示：能量流經(jīng)一個(gè)種群的情況圖示： 如果將這個(gè)如果將這個(gè)種群種群作為一個(gè)作為一個(gè)整體整體來研究，則上圖可以簡來研究，則上圖可以簡化成下圖形式，從中可以看出分析能量

3、流動(dòng)的基本思路?；上聢D形式，從中可以看出分析能量流動(dòng)的基本思路。呼吸消耗呼吸消耗分解者分解分解者分解流入下一營養(yǎng)級(jí)（兔）流入下一營養(yǎng)級(jí)（兔）熱能熱能呼吸作用呼吸作用生長發(fā)生長發(fā)育繁殖育繁殖-有機(jī)物有機(jī)物一、能量流動(dòng)的過程分析一、能量流動(dòng)的過程分析呼吸作用呼吸作用殘枝敗葉等殘枝敗葉等分解者分解者同化量同化量= =攝入量攝入量糞便量糞便量 誰來誰來分析我？分析我？ 同化量同化量 初級(jí)消費(fèi)者初級(jí)消費(fèi)者攝入攝入用于生長用于生長發(fā)育和繁殖發(fā)育和繁殖次級(jí)消費(fèi)者次級(jí)消費(fèi)者攝入攝入呼吸呼吸散失散失遺體遺體殘骸殘骸初級(jí)消費(fèi)者初級(jí)消費(fèi)者同化同化分解者利用分解者利用糞便糞便 （未同化未同化）呼吸呼吸散失散失.能能

4、量量在在第第二二營營養(yǎng)養(yǎng)級(jí)級(jí)中中的的變變化化同化量可以有哪幾種表示方法？以此類推完成以下關(guān)系圖以此類推完成以下關(guān)系圖呼吸以熱能形呼吸以熱能形 式散失式散失 儲(chǔ)存在生物體儲(chǔ)存在生物體 內(nèi)的有機(jī)物中內(nèi)的有機(jī)物中被下一營養(yǎng)級(jí)被下一營養(yǎng)級(jí) 同化同化遺體殘骸遺體殘骸被分解者利用被分解者利用能量輸入能量輸入（即同化量）（即同化量）某個(gè)營養(yǎng)級(jí)某個(gè)營養(yǎng)級(jí)生態(tài)系統(tǒng)中生態(tài)系統(tǒng)中某一營養(yǎng)級(jí)某一營養(yǎng)級(jí)的能量流動(dòng)過程的能量流動(dòng)過程呼吸呼吸呼吸呼吸呼吸呼吸分分 解解 者者呼吸呼吸太太陽陽能能 生產(chǎn)者生產(chǎn)者（植物）（植物） 初級(jí)消費(fèi)者初級(jí)消費(fèi)者（植食動(dòng)物）（植食動(dòng)物） 次級(jí)消費(fèi)者次級(jí)消費(fèi)者（肉食動(dòng)物）（肉食動(dòng)物）呼吸呼吸

5、三級(jí)消費(fèi)者三級(jí)消費(fèi)者（肉食動(dòng)物）（肉食動(dòng)物）總結(jié)：生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)總結(jié)：生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)-輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化、散失輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化、散失輸入：輸入：輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量：輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量： 生產(chǎn)者固定的太陽能生產(chǎn)者固定的太陽能傳遞：傳遞：能量在生物群落中傳遞的形式：能量在生物群落中傳遞的形式：轉(zhuǎn)化：轉(zhuǎn)化：熱能熱能太陽光能太陽光能化學(xué)能化學(xué)能光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用散失：散失：能量散失的途徑和形式：能量散失的途徑和形式：呼吸作用以熱能形式散失呼吸作用以熱能形式散失有機(jī)物中的化學(xué)能有機(jī)物中的化學(xué)能注意：注意：1.1.能量流入一個(gè)營養(yǎng)級(jí)的能量流入一個(gè)營養(yǎng)級(jí)的標(biāo)志標(biāo)志是是被該營養(yǎng)級(jí)的生物

6、同被該營養(yǎng)級(jí)的生物同 化后?；蟆?.2.攝入量攝入量= =同化量同化量+ +糞便量糞便量大象是一種植食性動(dòng)物，有一種蜣螂則專以象糞為食，大象是一種植食性動(dòng)物，有一種蜣螂則專以象糞為食，設(shè)一大象在某段時(shí)間內(nèi)所同化的能量為設(shè)一大象在某段時(shí)間內(nèi)所同化的能量為10107 7kJkJ ，則這部，則這部分能量中可流入蜣螂體內(nèi)的約為：分能量中可流入蜣螂體內(nèi)的約為： A A：0kJ B 0kJ B ：10107 7kJ kJ C C ：2 210106 6kJ D kJ D ：10106 6 2 210106 6kJkJ3.3.最高營養(yǎng)級(jí)的去路最高營養(yǎng)級(jí)的去路不包括不包括被下一營養(yǎng)級(jí)所攝食被下一營養(yǎng)級(jí)所攝食

7、 未固定未固定生產(chǎn)者生產(chǎn)者 植食性動(dòng)物植食性動(dòng)物 肉食性動(dòng)物肉食性動(dòng)物 單位（焦單位（焦/厘米厘米2 年）年） 分解者分解者 未利用未利用 呼吸呼吸 二、能量流動(dòng)的特點(diǎn)二、能量流動(dòng)的特點(diǎn)1 1、賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)圖解、賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)圖解用表格的形式將數(shù)據(jù)進(jìn)行整理用表格的形式將數(shù)據(jù)進(jìn)行整理, ,并計(jì)算傳遞效率。并計(jì)算傳遞效率。營養(yǎng)級(jí)營養(yǎng)級(jí)輸入能量輸入能量流出能量流出能量( (輸入后一營養(yǎng)級(jí)輸入后一營養(yǎng)級(jí)) )出入比出入比( (傳遞效率傳遞效率) )生產(chǎn)者生產(chǎn)者植食性動(dòng)物植食性動(dòng)物肉食性動(dòng)物肉食性動(dòng)物 464.6464.662.813.5%62.862.812.620.0%12.612.6

8、數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)分析二、能量流動(dòng)的特點(diǎn)方向上：單向流動(dòng) 數(shù)值上：逐級(jí)遞減 組成食物鏈的各營養(yǎng)級(jí)的順序是不可逆的，這是 長期自然選擇的結(jié)果； 各營養(yǎng)級(jí)的能量大部分以呼吸作用產(chǎn)生的熱能形式散失掉，這些能量是生物無法利用的。 單向流動(dòng)單向流動(dòng)原因：原因： 逐級(jí)遞減逐級(jí)遞減原因：原因： 各營養(yǎng)級(jí)的生物都會(huì)因自身呼吸消耗相當(dāng)大的一部 分能量； 各營養(yǎng)級(jí)的生物總有一部分未被下一個(gè)營養(yǎng)級(jí)利用。 肉食性動(dòng)物肉食性動(dòng)物 12.612.6 植食性動(dòng)物植食性動(dòng)物 62.8 62.8 生產(chǎn)者生產(chǎn)者 464.6 464.6 能量金字塔能量金字塔 營養(yǎng)級(jí)越多，能量流動(dòng)過程中消耗的越多。營養(yǎng)級(jí)越多，能量流動(dòng)過程中消耗的越多。如

9、把各個(gè)營養(yǎng)級(jí)的數(shù)量用繪制能量金字塔的方式表示，是否也成金字塔形？有沒有例外？數(shù)量金字塔數(shù)量金字塔1 1樹樹1000昆蟲若干若干只鳥只鳥能量金字塔能量金字塔昆蟲鳥鳥樹樹1樹樹問題探討：問題探討： 假如你像小說中的魯濱假如你像小說中的魯濱遜那樣，流落在一個(gè)荒島上，遜那樣，流落在一個(gè)荒島上，除了飲用水之外沒有任何食除了飲用水之外沒有任何食物。你隨身帶的食物只有一物。你隨身帶的食物只有一只母雞、只母雞、15Kg15Kg玉米。玉米。策略：策略：1.1.先吃雞再吃玉米。先吃雞再吃玉米。2.2.先吃玉米，同時(shí)用一部分先吃玉米，同時(shí)用一部分 玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。最后吃雞。

10、A A、先吃雞，、先吃雞，再吃玉米再吃玉米玉米玉米雞雞人人玉米玉米雞雞人人B B、先吃玉米，、先吃玉米，同時(shí)用一部分同時(shí)用一部分玉米喂雞，吃玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。最后吃雞。輸入輸入：傳遞傳遞：能量沿著能量沿著食物鏈（網(wǎng)）食物鏈（網(wǎng)）逐級(jí)流動(dòng)；逐級(jí)流動(dòng)；散失：散失：各級(jí)生物的呼吸作用及分解者的分解各級(jí)生物的呼吸作用及分解者的分解作用（呼吸），能量以作用（呼吸），能量以熱能熱能散失散失 生產(chǎn)者生產(chǎn)者固定固定的太陽能的總量的太陽能的總量生態(tài)系統(tǒng)的總能量：太陽能太陽能能量的最終源頭：轉(zhuǎn)化：轉(zhuǎn)化：熱能熱能太陽光能太陽光能化學(xué)能化學(xué)能光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用總結(jié)延伸拓展延伸

11、拓展: :1.用能量流動(dòng)的原理用能量流動(dòng)的原理, 解釋解釋“一山不容二虎一山不容二虎”隱隱 含的道理。含的道理。2. 市場上市場上,肉類食品的價(jià)格一般要比小白菜的肉類食品的價(jià)格一般要比小白菜的 價(jià)格高價(jià)格高,試從生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的角度分析試從生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的角度分析 原因。原因。請(qǐng)分析討論請(qǐng)分析討論: :用能量流動(dòng)的原理用能量流動(dòng)的原理, 解釋諺語解釋諺語“一山不一山不容二虎容二虎”隱含的道理。隱含的道理。學(xué)以致用學(xué)以致用參考要點(diǎn)參考要點(diǎn): :根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)逐級(jí)遞減的特點(diǎn)和規(guī)律，根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)逐級(jí)遞減的特點(diǎn)和規(guī)律，營養(yǎng)級(jí)越高，可利用的能量就越少，老虎在生態(tài)營養(yǎng)級(jí)越高，可利用的

12、能量就越少，老虎在生態(tài)系統(tǒng)中幾乎是最高營養(yǎng)級(jí)，通過食物鏈系統(tǒng)中幾乎是最高營養(yǎng)級(jí)，通過食物鏈(網(wǎng)網(wǎng))流經(jīng)流經(jīng)老虎的能量已減到很小的程度老虎的能量已減到很小的程度。在獲得在獲得有限的有限的食物空間里，虎的食物空間里，虎的數(shù)量越少數(shù)量越少，就越容易獲得，就越容易獲得食物來食物來維持生存維持生存，其數(shù)量，其數(shù)量多多時(shí)，就時(shí)，就不能不能維持其生存。為了維持其生存。為了生存就會(huì)出現(xiàn)生存就會(huì)出現(xiàn)你死我活你死我活的斗爭，這樣一山就容不得二虎的斗爭，這樣一山就容不得二虎。 在市場上，肉一般比蔬菜貴，試從生態(tài)系統(tǒng)能在市場上，肉一般比蔬菜貴，試從生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的角度分析原因？量流動(dòng)的角度分析原因？ 蔬菜一般屬于生

13、產(chǎn)者范疇，而肉屬于消費(fèi)者范疇，蔬菜一般屬于生產(chǎn)者范疇，而肉屬于消費(fèi)者范疇，由于能量傳遞的效率只有由于能量傳遞的效率只有10%20%，也就是說要得，也就是說要得到到1千克的肉至少要消耗千克的肉至少要消耗5千克的植物；所以相同重量千克的植物；所以相同重量的肉比蔬菜貴的肉比蔬菜貴。v 1 1、研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，可以幫助人們、研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，可以幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。最有效的利用。沼氣池思考與討論我國古代就已發(fā)展出”桑基魚塘“生產(chǎn)方式：利用桑葉喂蠶，蠶沙養(yǎng)魚，魚塘泥肥桑，在桑、蠶、魚之間形成良性循環(huán)。古人在設(shè)計(jì)這

14、種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式時(shí)，不一定清楚其中的科學(xué)道理，請(qǐng)從生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)特點(diǎn)出發(fā)，分析這種設(shè)計(jì)的合理性。 從從人類所需出發(fā)人類所需出發(fā)，通過，通過能量多能量多級(jí)利用級(jí)利用，充分利用流經(jīng)各營養(yǎng)級(jí)的，充分利用流經(jīng)各營養(yǎng)級(jí)的能量，能量，提高生產(chǎn)效益。提高生產(chǎn)效益。v v質(zhì)疑：質(zhì)疑：能不能改變生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的規(guī)律？能不能改變生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的規(guī)律？ v思考：思考：農(nóng)民在進(jìn)行田間管理的時(shí)候，要進(jìn)行農(nóng)民在進(jìn)行田間管理的時(shí)候，要進(jìn)行滅蟲除草滅蟲除草，目的是什么，目的是什么? ? 除草為了使太陽能更多地流向農(nóng)作物。除草為了使太陽能更多地流向農(nóng)作物。捉蟲為了使農(nóng)作物中的能量散失減少。捉蟲為了使農(nóng)作物中的能量散失減少。

15、2 2、研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，還可以幫助人、研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，還可以幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?。能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧＞}演練1.“一山不容二虎”這一諺語，用生態(tài)學(xué)的觀點(diǎn)可以理解為A.虎所需要的生活空間很大B.身體強(qiáng)壯的虎以身體弱小的虎為食C.虎性情孤獨(dú)，不群居D.營養(yǎng)級(jí)越高的生物，能得到的能量越少，個(gè)體數(shù)量也 就越少D2.肉類和雞蛋的價(jià)格比糧食和蔬菜高，從生態(tài)學(xué)的觀點(diǎn)看，這是由于A.動(dòng)物飼養(yǎng)麻煩，花工多，投資大B.動(dòng)物性食品營養(yǎng)價(jià)值高C.食物鏈延長，能量流失多，動(dòng)物性食品成

16、本高D.植物栽培比較容易C右圖是能量流動(dòng)的圖解，對(duì)此圖解的理解不正確的是A圖中方框的大小可表示該營養(yǎng)級(jí)生物所具 有的能量多少B該圖中C所具有的能量為B的10%20%C該圖中的A表示流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量D圖中A具有的能量是B、C、D的能量之和D下圖表示某草原生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)圖解， 表示相關(guān)過程能量流動(dòng)量。下列有關(guān)敘述正確的是A是流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量B分解者分解動(dòng)植物遺體釋放出來的能量，可供綠色 植物再利用C. 圖中/的比值代表“草兔”的能量傳遞效率D和分別屬于草和兔同化量的一部分 D在圖中海鳥獲得能量最多的食物鏈?zhǔn)窃趫D中海鳥獲得能量最多的食物鏈?zhǔn)莀。海。海鳥每增加鳥每增加1千克，需消耗生產(chǎn)

17、者生產(chǎn)的有機(jī)物至少是千克，需消耗生產(chǎn)者生產(chǎn)的有機(jī)物至少是_千克。千克。甲殼類甲殼類水綿水綿海鳥海鳥水蚤水蚤大魚大魚小魚小魚淡水蝦淡水蝦水棉水棉水蚤水蚤甲殼類甲殼類海鳥海鳥 1251252、A B C D E F思考：如上食物網(wǎng)中，思考：如上食物網(wǎng)中， A為為1千克千克1、C最多約為多少？最多約為多少？2 2、 C最少約為多少？最少約為多少？0.04千克千克0.0001千克千克 3 、若、若C增加增加1千克，則千克，則A最少需要最少需要消耗多少千克？最多又為多少？消耗多少千克？最多又為多少？在植物在植物昆蟲昆蟲蛙蛙蛇這條食物鏈中，蛇這條食物鏈中，若蛇增加若蛇增加1g1g生物量，至少要消耗植物的生

18、物量，至少要消耗植物的生物量是（生物量是（ ）A A1000g1000g B B500g500g C C250g250g D D125g125gD 根據(jù)下圖所表示的食物網(wǎng)根據(jù)下圖所表示的食物網(wǎng), 結(jié)合能量流動(dòng)的特點(diǎn)進(jìn)結(jié)合能量流動(dòng)的特點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算行計(jì)算:蛇蛇牧草牧草鼠鼠貓頭鷹貓頭鷹(1) 如果牧草固定了如果牧草固定了1000焦耳的能量焦耳的能量, 則貓頭鷹最少能獲得則貓頭鷹最少能獲得_焦耳能量焦耳能量, 最多能獲得最多能獲得_焦耳能量焦耳能量.(2)若貓頭鷹要獲得若貓頭鷹要獲得1千焦能量千焦能量, 則至少消耗掉牧草所固定的則至少消耗掉牧草所固定的_千焦能量千焦能量, 最多消耗牧草固定的最多消耗牧草

19、固定的_千焦能量千焦能量.140251000最少消耗最少消耗( (獲得最多獲得最多) )選最短的食物鏈選最短的食物鏈選最大的傳遞效選最大的傳遞效率率20%最大消耗最大消耗( (獲得最少獲得最少) )選最長的食物鏈選最長的食物鏈選最小的傳遞效選最小的傳遞效率率10%4.4.如果一個(gè)人食物有如果一個(gè)人食物有1/21/2來自綠色植物，來自綠色植物，1/41/4來來自小型肉食動(dòng)物。自小型肉食動(dòng)物。1/41/4來自羊肉，假如傳遞來自羊肉，假如傳遞效率為效率為10%10%，那么該人每增加，那么該人每增加1 1千克體重，約千克體重，約消耗植物（消耗植物（ ）A A1010千克千克 B. 28B. 28千克千克 C. 100C. 100千克千克 D. 280D. 280千克千克D 下圖表示某生態(tài)系統(tǒng)中，四種生物所同化的有機(jī)物的量占該生態(tài)系統(tǒng)有機(jī)物總量的比例，則這四種生物之間的食物關(guān)系最可能的是一片樹林中，樹、昆蟲和食蟲鳥類的個(gè)體數(shù)比例關(guān)系如下一片樹林中，樹、昆蟲和食蟲鳥類的個(gè)體數(shù)比例關(guān)系如下圖所示。下列選項(xiàng)能正確表示樹、昆蟲、食蟲鳥之間的能圖所示。下列選項(xiàng)能正確表示樹、昆蟲、食蟲鳥之間的能量流動(dòng)關(guān)系的是量流動(dòng)關(guān)系的是(選項(xiàng)方框面積表示能量的大小選項(xiàng)方框面積表示能量的大小)（ ）A B C DC C下列敘述正確的是（下列敘述正確的是（ ）A、當(dāng)狼吃掉一只兔時(shí)，就獲得了兔的全部能量、當(dāng)狼