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1、第第2 2節(jié)節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)備選策略備選策略1 1:先:先吃雞,再吃玉米。吃雞,再吃玉米。備選策略備選策略2 2:先:先吃玉米,同時(shí)用吃玉米,同時(shí)用一部分玉米喂雞,一部分玉米喂雞,吃雞產(chǎn)下的蛋,吃雞產(chǎn)下的蛋,最后吃雞。最后吃雞。問題探討問題探討概念:包括能量的、和的過程。概念:包括能量的、和的過程。 輸入傳送轉(zhuǎn)化散失輸入傳送轉(zhuǎn)化散失無機(jī)環(huán)境無機(jī)環(huán)境生物群落生物群落生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)熱量熱量熱量熱量熱量熱量散失散失輸入輸入生產(chǎn)者生產(chǎn)者光能光能消費(fèi)者消費(fèi)者分解者分解者傳遞和轉(zhuǎn)化傳遞和轉(zhuǎn)化一、能量流動(dòng)的概念一、能量流動(dòng)的概念 就一個(gè)生物個(gè)體如人而言,能量是如何輸入、儲(chǔ)存和散失的
2、? 能量輸入能量輸入個(gè)體個(gè)體呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量儲(chǔ)存在體內(nèi)的能量儲(chǔ)存在體內(nèi)的能量能量流動(dòng)的分析能量流動(dòng)的分析能量輸入能量輸入個(gè)體個(gè)體1 1呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量儲(chǔ)存在體內(nèi)的能量儲(chǔ)存在體內(nèi)的能量個(gè)體個(gè)體2 2個(gè)體個(gè)體3 3呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量儲(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儲(chǔ)存在體內(nèi)的能量儲(chǔ)存在體內(nèi)的能量能量流動(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: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)的分析問問:生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的分析是生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的分析是 什么層次什么層次? 既
3、不是種群也不是群落,而是食物網(wǎng)中處于既不是種群也不是群落,而是食物網(wǎng)中處于同一營養(yǎng)級(jí)的所有生物同一營養(yǎng)級(jí)的所有生物能量流動(dòng)的過程能量流動(dòng)的過程要點(diǎn)補(bǔ)充要點(diǎn)補(bǔ)充新新陳陳代代謝謝同同化化作作用用異異化化作作用用把外界環(huán)境中獲取的營養(yǎng)把外界環(huán)境中獲取的營養(yǎng)物質(zhì),轉(zhuǎn)變成自身的組成物質(zhì),轉(zhuǎn)變成自身的組成物質(zhì)。物質(zhì)。儲(chǔ)存能量儲(chǔ)存能量釋放能量釋放能量分解自身的一部分組成分解自身的一部分組成物質(zhì),把分解的最終產(chǎn)物物質(zhì),把分解的最終產(chǎn)物排出體外。排出體外。生產(chǎn)者生產(chǎn)者(植物)(植物)能量在第一營養(yǎng)級(jí)中的變化能量在第一營養(yǎng)級(jí)中的變化初級(jí)消費(fèi)者初級(jí)消費(fèi)者(植食性動(dòng)物)(植食性動(dòng)物)呼吸作用呼吸作用用于生長用于生長發(fā)
4、育和繁殖發(fā)育和繁殖分分 解解 者者遺體遺體 殘骸殘骸呼吸作用消耗呼吸作用消耗分解者分解利用分解者分解利用下一營養(yǎng)級(jí)攝入下一營養(yǎng)級(jí)攝入去路:去路:來路:來自太陽能來路:來自太陽能能量在第一營養(yǎng)級(jí)中的變化教材能量在第一營養(yǎng)級(jí)中的變化教材P94 第二第二段)段)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呼吸呼吸散失散失能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級(jí)示意圖能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級(jí)示意圖同化量同化量= =攝入量攝入量- -糞便量糞便量生長、發(fā)育、繁殖的量生長、發(fā)育、繁殖的量= =同化量
5、同化量- -呼吸量呼吸量流入下一營養(yǎng)級(jí)的量流入下一營養(yǎng)級(jí)的量= =生長、發(fā)育和繁殖的量生長、發(fā)育和繁殖的量- -分解者分解者的量的量下一級(jí)的下一級(jí)的同化量同化量本營養(yǎng)級(jí)的本營養(yǎng)級(jí)的遺體殘骸、遺體殘骸、下一營養(yǎng)級(jí)下一營養(yǎng)級(jí)的糞便的糞便生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程完成教材完成教材P94 “P94 “思考與討論思考與討論”生產(chǎn)者生產(chǎn)者呼吸呼吸初級(jí)消初級(jí)消費(fèi)者費(fèi)者呼吸呼吸次級(jí)消次級(jí)消費(fèi)者費(fèi)者分分 解解 者者呼吸呼吸三級(jí)消三級(jí)消費(fèi)者費(fèi)者呼吸呼吸呼吸呼吸生產(chǎn)者固定的太陽生產(chǎn)者固定的太陽能總量為流經(jīng)這個(gè)能總量為流經(jīng)這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量生態(tài)系統(tǒng)的總能量輸入輸入傳送傳送散失散失 以有機(jī)物的形以有
6、機(jī)物的形式沿食物鏈向下式沿食物鏈向下一營養(yǎng)級(jí)傳遞一營養(yǎng)級(jí)傳遞能量的源頭能量的源頭: :流動(dòng)的起點(diǎn)流動(dòng)的起點(diǎn): :輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量: :主要渠道主要渠道: :能量流動(dòng)中能量形式的變化:能量流動(dòng)中能量形式的變化: 能量在食物鏈中流動(dòng)的形式:能量在食物鏈中流動(dòng)的形式:能量散失的主要途徑:能量散失的主要途徑: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二二 能量流動(dòng)的過程能量流動(dòng)的過程太陽光能太陽光能生物體有機(jī)物中的化學(xué)能生物體有機(jī)物中的化學(xué)能熱能熱能有機(jī)物中的化學(xué)能有機(jī)物中的化學(xué)能呼吸作用呼吸
7、作用能量散失的主要形式:熱能能量散失的主要形式:熱能能量流動(dòng)的方向以箭頭表示):單向流動(dòng)能量流動(dòng)的方向以箭頭表示):單向流動(dòng)箭頭由粗到細(xì):表示流入下一個(gè)營養(yǎng)級(jí)的能箭頭由粗到細(xì):表示流入下一個(gè)營養(yǎng)級(jí)的能量逐級(jí)遞減量逐級(jí)遞減方塊面積越來越小:表示隨營養(yǎng)級(jí)別的增加,方塊面積越來越?。罕硎倦S營養(yǎng)級(jí)別的增加,貯存在某營養(yǎng)級(jí)生物體內(nèi)的能量越來越少貯存在某營養(yǎng)級(jí)生物體內(nèi)的能量越來越少及時(shí)鞏固A同化量攝入量糞便量同化量攝入量糞便量2、大象是植食性動(dòng)物,有一種蜣螂專以大象、大象是植食性動(dòng)物,有一種蜣螂專以大象糞為食。如果在某段時(shí)間大象所同化的能量糞為食。如果在某段時(shí)間大象所同化的能量為為m,則這部分能量中可以流
8、入蜣螂體內(nèi)的,則這部分能量中可以流入蜣螂體內(nèi)的約為(約為( )A. 0 B. 10%m C. 1020%m D. 不知道不知道A三、能量流動(dòng)的特點(diǎn)三、能量流動(dòng)的特點(diǎn)營養(yǎng)級(jí)營養(yǎng)級(jí)流入能量流入能量流出能量流出能量(輸入后一(輸入后一個(gè)營養(yǎng)級(jí))個(gè)營養(yǎng)級(jí))出入比出入比生產(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)物分解者分解者資料分析464.662.812.614.662.812.613.52%20.06%1、2:能量傳遞效率能量傳遞效率= =下一營養(yǎng)級(jí)的同化能量下一營養(yǎng)級(jí)的同化能量上一營養(yǎng)級(jí)的同化能量上一營養(yǎng)級(jí)的同化能量二、能量流動(dòng)的特點(diǎn)二、能量流動(dòng)的特點(diǎn) 單向流動(dòng) 緣由:各營養(yǎng)級(jí)的順序是不可逆
9、轉(zhuǎn)的。 各營養(yǎng)級(jí)的能量總是趨向于以呼吸作用產(chǎn)生熱能的形式散失,由于熱能不能作為綠色植物光合作用的能量,所以整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的能量必須由太陽能不斷予以補(bǔ)充。只能沿食物鏈由低營養(yǎng)級(jí)流向高營養(yǎng)級(jí)只能沿食物鏈由低營養(yǎng)級(jí)流向高營養(yǎng)級(jí) 逐級(jí)遞減1 1、各營養(yǎng)級(jí)生物會(huì)因呼吸作用而、各營養(yǎng)級(jí)生物會(huì)因呼吸作用而散失部分能量散失部分能量2 2、各營養(yǎng)級(jí)生物總有一部分能量、各營養(yǎng)級(jí)生物總有一部分能量不能被下一營養(yǎng)級(jí)利用不能被下一營養(yǎng)級(jí)利用3 3、生產(chǎn)者的殘枝敗葉、消費(fèi)者的遺、生產(chǎn)者的殘枝敗葉、消費(fèi)者的遺體、排泄物等中的能量被分解者分體、排泄物等中的能量被分解者分解而釋放出來解而釋放出來能量在相鄰兩個(gè)營養(yǎng)級(jí)間的傳能量在相
10、鄰兩個(gè)營養(yǎng)級(jí)間的傳遞效率大約是遞效率大約是10102020能量金字塔能量金字塔 如果將單位時(shí)間內(nèi)各個(gè)營如果將單位時(shí)間內(nèi)各個(gè)營養(yǎng)級(jí)所得到的能量數(shù)值,由養(yǎng)級(jí)所得到的能量數(shù)值,由低到高繪制成圖,可以形成低到高繪制成圖,可以形成一個(gè)金字塔圖形,叫做能量一個(gè)金字塔圖形,叫做能量金字塔。塔基是生產(chǎn)者,塔金字塔。塔基是生產(chǎn)者,塔形是正錐形。形是正錐形。思考討論:思考討論:如果一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)如果一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)在一段較長的時(shí)間內(nèi)沒在一段較長的時(shí)間內(nèi)沒有能量輸入,這個(gè)生態(tài)有能量輸入,這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)就會(huì)崩潰。系統(tǒng)就會(huì)崩潰。能量金字塔能量金字塔如果把各個(gè)營養(yǎng)如果把各個(gè)營養(yǎng)級(jí)的生物數(shù)量關(guān)級(jí)的生物數(shù)量關(guān)系,用繪制能量系,用繪制
11、能量金字塔的方式表金字塔的方式表達(dá)出來,是不是達(dá)出來,是不是也是金字塔形?也是金字塔形?在一片樹林中,樹、昆蟲和食蟲鳥的個(gè)體數(shù)比例關(guān)系如下圖所示:鳥樹昆蟲昆蟲樹鳥數(shù)量金字塔能量金字塔對(duì)一片海域中生態(tài)系統(tǒng)作了統(tǒng)計(jì):生產(chǎn)者大葉藻4 800萬噸次級(jí)消費(fèi)者吃小魚蝦的大魚17萬噸三級(jí)消費(fèi)者吃大魚的魚3萬噸。初級(jí)消費(fèi)者吃大葉藻的小魚蝦1200萬噸生物量金字塔有沒有例外的有沒有例外的情況?情況?一般情況下,也是金一般情況下,也是金字塔形。但是有時(shí)候會(huì)字塔形。但是有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)倒置的塔形。出現(xiàn)倒置的塔形。在海洋生態(tài)系統(tǒng)中,在海洋生態(tài)系統(tǒng)中,由于生產(chǎn)者浮游植物由于生產(chǎn)者浮游植物的個(gè)體小,壽命短,又的個(gè)體小,壽命短
12、,又會(huì)不斷地被浮游動(dòng)物吃會(huì)不斷地被浮游動(dòng)物吃掉,所以某一時(shí)刻調(diào)查掉,所以某一時(shí)刻調(diào)查到的浮游植物的重量可到的浮游植物的重量可能低于浮游動(dòng)物的重量。能低于浮游動(dòng)物的重量。當(dāng)然,總的來看,一年當(dāng)然,總的來看,一年中流過浮游植物的總能中流過浮游植物的總能量還是比流過浮游動(dòng)物量還是比流過浮游動(dòng)物的要多。(生物量金字的要多。(生物量金字塔)塔)1.為什么肉類食品的價(jià)格比小白菜價(jià)格高?為什么肉類食品的價(jià)格比小白菜價(jià)格高?根據(jù)林德曼能量流動(dòng)的根據(jù)林德曼能量流動(dòng)的“十分之一定律十分之一定律” 如如D魚體重增加魚體重增加1kg,所需,所需浮游植物約浮游植物約 。 1000kg. .為什么說為什么說“一山一山不容
13、二虎不容二虎”?”?. .為什么食物鏈一為什么食物鏈一般不超過五個(gè)營養(yǎng)級(jí)般不超過五個(gè)營養(yǎng)級(jí)? ? 獲能量最多:選最短食物鏈,按獲能量最多:選最短食物鏈,按2020計(jì)算計(jì)算知低營養(yǎng)級(jí)知低營養(yǎng)級(jí)求高營養(yǎng)級(jí)求高營養(yǎng)級(jí) 獲能量最少:選最長食物鏈,按獲能量最少:選最長食物鏈,按1010計(jì)算計(jì)算 需最多能量:選最長食物鏈,按需最多能量:選最長食物鏈,按1010計(jì)算計(jì)算知高營養(yǎng)級(jí)知高營養(yǎng)級(jí)求低營養(yǎng)級(jí)求低營養(yǎng)級(jí) 需最少能量:選最短食物鏈,按需最少能量:選最短食物鏈,按2020計(jì)算計(jì)算 一、食物鏈中的能量傳遞計(jì)算一、食物鏈中的能量傳遞計(jì)算在一條食物鏈中,第二營養(yǎng)級(jí)能量最多有多少流入在一條食物鏈中,第二營養(yǎng)級(jí)能量
14、最多有多少流入到第五營養(yǎng)級(jí)(到第五營養(yǎng)級(jí)( )1/5 B.1/125 C.1/25 D.1/625在植物在植物昆蟲昆蟲蛙蛙蛇這條食物鏈中,若蛇增加蛇這條食物鏈中,若蛇增加1g體重,至少要消耗植物體重,至少要消耗植物 A1000gB500g C250g D125g BD二、食物網(wǎng)中能量傳遞的計(jì)算二、食物網(wǎng)中能量傳遞的計(jì)算 方法:對(duì)于食物網(wǎng)中能量流動(dòng)的計(jì)算,先方法:對(duì)于食物網(wǎng)中能量流動(dòng)的計(jì)算,先應(yīng)根據(jù)題意寫出相應(yīng)的食物鏈,并確定各應(yīng)根據(jù)題意寫出相應(yīng)的食物鏈,并確定各營養(yǎng)級(jí)之間的傳遞效率,按照從不同食物營養(yǎng)級(jí)之間的傳遞效率,按照從不同食物鏈獲得的比例分別進(jìn)行計(jì)算,再將各條食鏈獲得的比例分別進(jìn)行計(jì)算,
15、再將各條食物鏈中的值相加即可。物鏈中的值相加即可。 高考真題:(高考真題:(0404年上海如果一個(gè)人食物有年上海如果一個(gè)人食物有1/21/2來自綠來自綠色食物,色食物,1/41/4來自小型肉食動(dòng)物,來自小型肉食動(dòng)物,1/41/4來自羊肉,假如傳來自羊肉,假如傳遞效率為遞效率為10%10%。那么該人每增加。那么該人每增加1 1千克體重的,約消耗植千克體重的,約消耗植物物 A A1010千克千克 B B2828千克千克 C C100100千克千克 D D280280千克千克 例例2 2、有一食物網(wǎng)如右圖所示。假如貓頭鷹的食、有一食物網(wǎng)如右圖所示。假如貓頭鷹的食物物2/52/5來自兔子,來自兔子,2
16、/52/5來自老鼠,其余來自蛇,那來自老鼠,其余來自蛇,那么貓頭鷹要增加么貓頭鷹要增加20g20g體重,最多消耗植物克體重,最多消耗植物克。 5600四、研究能量流動(dòng)實(shí)踐意義P96 例如:?;~塘例如:?;~塘(取泥覆四周為基,中凹下為塘,基種桑,塘(取泥覆四周為基,中凹下為塘,基種桑,塘畜魚,桑葉飼蠶,蠶砂飼魚)畜魚,桑葉飼蠶,蠶砂飼魚)水稻水稻家禽家禽, ,家畜家畜沼氣池沼氣池( (含微生物含微生物) )食用菌食用菌人人飼料飼料糞肥糞肥菌渣等菌渣等糞便糞便糞便糞便沼渣沼渣沼渣沼液作肥料沼渣沼液作肥料秸稈秸稈燃料燃料20202525能量流動(dòng)過程中逐級(jí)遞減的原因?能量流動(dòng)過程中逐級(jí)遞減的原因? 捕食不徹底:當(dāng)動(dòng)物體在捕食獵物時(shí),由于相互之捕食不徹底:當(dāng)動(dòng)物體在捕食獵物時(shí),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,間經(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(gè)體捕食。但不可能將其種群中的全部個(gè)體捕食。 攝食不徹底:當(dāng)動(dòng)物捕食成功后,在取食對(duì)方時(shí),攝食不徹底:當(dāng)
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