5.2生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)課件資料

1、溫故而知新1.生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括哪兩方面？2.生態(tài)系統(tǒng)的成分有哪些？3.生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)是什么?生態(tài)系統(tǒng)的成分,食物鏈和食物網(wǎng)生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者、非生物的物質(zhì)和能量食物鏈和食物網(wǎng)第二節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)問(wèn)題探討備選策略1：先吃雞，再吃玉米；備選策略2：先吃玉米，同時(shí)用一部分玉米 喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。荒島上，那里除了有能飲用的水之外，幾乎沒(méi)有任何食物，你隨身攜帶的食物只有15Kg玉米和一只母雞。 生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過(guò)程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)。一、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)的概念呼吸散失用于生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖,儲(chǔ)存在植物體的有機(jī)物中遺體、殘枝敗葉分解者初級(jí)消費(fèi)者攝食

2、能量流經(jīng)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)示意圖生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能(約占1%)兔子的攝入量就是兔子的同化量嗎？(同化量 = 攝入量糞便量）兔子的能量到哪里去了？同化作用：是指生物體把從外界環(huán)境中獲取的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成自身的組成物質(zhì)，并且儲(chǔ)存能量的變化過(guò)程。 初級(jí)消費(fèi)者攝入用于生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖次級(jí)消費(fèi)者攝入呼吸散失遺體殘骸初級(jí)消費(fèi)者同化糞便呼吸散失.能量流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)示意圖分解者利用糞便量用于生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖遺體殘骸分解者次級(jí)消費(fèi)者攝入能量流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)示意圖初級(jí)消費(fèi)者者攝入量同化量呼吸散失 大象是植食性動(dòng)物，有一種蜣螂則專以象糞為食。設(shè)大象在某段時(shí)間所同化的能量為107KJ，則這部分能量中可流入蜣螂體內(nèi)的約為A、 0 K

3、J B、2106 KJC、106 KJ D、106-2106 KJA？呼吸消耗鷹的能量去向如何用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖-分解者分解生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)圖解生產(chǎn)者(植物)呼吸初級(jí)消費(fèi)者(植食動(dòng)物)呼吸次級(jí)消費(fèi)者(肉食動(dòng)物)呼吸分 解 者呼吸三級(jí)消費(fèi)者(肉食動(dòng)物)呼吸太陽(yáng)光能化學(xué)能熱能（最終歸宿）1.生態(tài)系統(tǒng)的能量源頭：太陽(yáng)能3.能量流動(dòng)的起點(diǎn)：2.流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產(chǎn)者所固定的太陽(yáng)能的總量(約占1%) 能量流動(dòng)的過(guò)程總結(jié)6.來(lái)源：生產(chǎn)者消費(fèi)者太陽(yáng)光能 前一營(yíng)養(yǎng)級(jí) 4.流動(dòng)的渠道:生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能開始食物鏈和食物網(wǎng)5.能量在食物鏈中的流動(dòng)形式：分解者生產(chǎn)者、消費(fèi)者 的遺體和排遺物有機(jī)物中的化學(xué)能

4、7.去路：呼吸作用消耗被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物所利用被分解者所利用8、能量散失的主要途徑：細(xì)胞呼吸，主要形式是熱能賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)圖解 三、能量流動(dòng)的特點(diǎn)51.從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量，占生產(chǎn)者所固定的能量總量的百分比是62.8/464.6=13.5%12.6/62.8=20.1%2.從第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量，占初級(jí)消費(fèi)者所同化的能量總量的百分比是下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量能量傳遞效率 100%能量傳遞效率10%20%3、流入某個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量，為什么不能百分之百地流向后一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)? 流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量主要有以下去向：一部分通過(guò)該營(yíng)養(yǎng)級(jí)的呼吸作用散失了；一部分作為排出物、遺

5、體或殘枝敗葉不能進(jìn)入下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，而為分解者利用；還有一部分未能進(jìn)入（未被捕食）下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。所以，流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量不可能百分之百地流到下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。4、通過(guò)以上分析，你能得出什么規(guī)律？1、能量流動(dòng)是單向的能量流動(dòng)的特點(diǎn)生產(chǎn)者 初級(jí)消費(fèi)者 次級(jí)消費(fèi)者 三級(jí)消費(fèi)者 2、能量流動(dòng)是逐級(jí)遞減的： 傳遞效率為 1020。逐級(jí)遞減的原因：自身呼吸消耗 被分解者分解 未被下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)利用不可逆轉(zhuǎn)，不能循環(huán)專題 食物網(wǎng)中能量的相關(guān)計(jì)算一、傳遞率的計(jì)算二、能量傳遞中的極值計(jì)算三、能量沿多條食物鏈傳遞的計(jì)算一、傳遞率的計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)的總能量 = 生產(chǎn)者固定的全部太陽(yáng)能 = 第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量

6、上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化能量 = 下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化能量 + 呼吸消耗能 量 + 分解者釋放能量 +未被利用能量X100%能量傳遞效率=1、 這是一類關(guān)于能量計(jì)算的含有“最多”或“至少”等字眼的問(wèn)題。2常見(jiàn)題型（1）已知前面營(yíng)養(yǎng)級(jí)的值，求后面營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得的至多或至少值。（2）已知后面營(yíng)養(yǎng)級(jí)的增值，求至多或至少需要前面營(yíng)養(yǎng)級(jí)的值。二、能量傳遞中的極值計(jì)算 例1、若某生態(tài)系統(tǒng)固定的總能量為24000kJ，則該生態(tài)系統(tǒng)的第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物最多能獲得的能量是（ ）A. 24kJB. 192kJC.96kJ D. 960kJ據(jù)題意，生態(tài)系統(tǒng)固定的總能量是生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者（第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)）所固定的能量，即24

7、000kJ，當(dāng)能量的傳遞效率為20%時(shí)，每一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)從前一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得的能量是最多的。因而第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)所獲得能量的最大值為：2400020%20%20%=192kJ 答案：B。B 綠色植物鼠貓頭鷹 這條食物鏈中，貓頭鷹增重1Kg，至少 需要消耗綠色植物_Kg。X20%20%=1Kg x=25Kg如果一個(gè)人食物有1/2來(lái)自綠色植物，1/4來(lái)自小型肉食動(dòng)物，1/4來(lái)自羊肉，假如傳遞效率為10%，那么該人每增加1kg體重，約消耗植物（） A10kg B28kg C100kg D280kg【解析】解答本題時(shí)，首先應(yīng)畫出食物網(wǎng)，然后依據(jù)食物網(wǎng)和題干信息來(lái)解答。D三、能量沿多條食物鏈傳遞的計(jì)算通過(guò)“植物人”

8、消耗植物的量為： 0.510%5kg；通過(guò)“植物植食動(dòng)物小型肉食動(dòng)物人”消耗植物的量為： 0.2510%10%10%250kg通過(guò)“植物羊人”消耗植物的量為： 0.2510%10%25kg故要消耗植物的總量為525025280kg 在能量分配比例未知時(shí)計(jì)算某一生物獲得的最多（或最少）的能量。例.如下圖食物網(wǎng)中，若人的體重增加1kg，最少消耗水藻 kg，最多消耗水藻 kg 本題中，最短食物鏈為水藻小魚人，傳遞效率按20計(jì)算。設(shè)最少消耗水藻為x，則x20201，所以x=25kg要求最多消耗就要選擇水藻水蚤蝦小魚大魚人，傳遞率按10計(jì)算。設(shè)最多消耗為y，則y(10%)5=1，y=105kg 說(shuō)一說(shuō)能

9、量金字塔可以說(shuō)明什么問(wèn)題？ 在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高，在能量流動(dòng)的過(guò)程中消耗的能量就越多，能量流動(dòng)是單向、逐級(jí)遞減的。生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)一般不超過(guò)45個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。能量金字塔 由單位時(shí)間內(nèi)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)所得到的能量數(shù)值由低到高繪制的圖形叫做能量金字塔。 如果把各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物數(shù)量關(guān)系，用繪制能量金字塔的方式表達(dá)出來(lái)，是不是也是金字塔形？ 如果是，有沒(méi)有例外？思 考生物數(shù)量金字塔：食物鏈不同環(huán)節(jié)上生物個(gè)體的數(shù)量存在巨大的差異。 人們對(duì)一片草地上草牧鏈的所有生物成員作了統(tǒng)計(jì)：生產(chǎn)者（野草） 5842424株；消費(fèi)者（草原動(dòng)物、昆蟲） 708624只消費(fèi)者(肉食動(dòng)物、吃昆蟲的小鳥)354904只；消費(fèi)者

10、（肉食動(dòng)物、吃小鳥的鷹） 3只。 數(shù)量金字塔 通常在食物鏈的始端個(gè)體數(shù)量多，之后的各環(huán)節(jié)上生物的數(shù)量逐漸減少。個(gè)體數(shù)量金字塔小鳥昆蟲樹多數(shù)目營(yíng)養(yǎng)級(jí)少高低 但數(shù)量金字塔在某種情況下也可能出現(xiàn)金字塔倒置的現(xiàn)象，如一棵樹上生活著許多昆蟲。生物量金字塔：以生物組織的干重表示每一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)中的總重量(現(xiàn)存生物有機(jī)物的總質(zhì)量)。人們對(duì)一片草原中生態(tài)系統(tǒng)作了統(tǒng)計(jì)：生產(chǎn)者 4 800萬(wàn)噸；消費(fèi)者 1200萬(wàn)噸；消費(fèi)者 17萬(wàn)噸；消費(fèi)者 3萬(wàn)噸。 一般來(lái)說(shuō)，綠色植物的生物量大于它們所養(yǎng)活的植食性動(dòng)物的生物量，而植食性動(dòng)物的生物量大于以它們?yōu)槭橙馐承詣?dòng)物的生物量。 但在湖泊和開闊的海洋這樣的水域生態(tài)系統(tǒng)中，微小的單

11、細(xì)胞藻類是主要的生產(chǎn)者，這些生物世代經(jīng)歷期短，繁殖迅速，只能積累很少的有機(jī)物，并且浮游生物對(duì)它們的取食強(qiáng)度大，因而現(xiàn)存的生物量很小，這樣就會(huì)出現(xiàn)金字塔的倒置。 思考：能不能改變生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的規(guī)律？ 研究能量流動(dòng)的意義 人們雖然不能改變能量流動(dòng)的客觀規(guī)律，即無(wú)法改變能量的傳遞效率，但能提高能量的利用率例如：秸稈的多級(jí)利用、?；~塘就實(shí)現(xiàn)了對(duì)能量的多級(jí)利用，提高了能量的利用率。1、幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)， 使能量得到最有效的利用。 桑基魚塘2、合理調(diào)整能量流動(dòng)方向，使能量流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧?例如，在森林中，最好使能量多儲(chǔ)存在木材中；在草原牧場(chǎng)上，則最好使能量更多地流向牛、羊等

12、牲畜體內(nèi)，獲得更多的毛、肉、皮、奶等畜產(chǎn)品。本節(jié)知識(shí)體系能量流動(dòng)概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞和散失的過(guò)程過(guò)程能量的源頭：流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能的總量途徑：食物鏈或食物網(wǎng)特點(diǎn)單向流動(dòng)：逐級(jí)遞減：沿食物鏈方向由低營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量金字塔能量沿食物鏈流動(dòng)過(guò)程中逐級(jí)遞減；傳遞效率10%20%。研究意義調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效的流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠痔?yáng)能例2.在一條有5個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的食物鏈中，若第五營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物體重增加1 kg，理論上至少要消耗第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物量為（ ）A. 25 kg B. 125 kg C. 625 kg D. 3125 kg【解析】據(jù)題

13、意，要計(jì)算至少消耗的第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物量，應(yīng)按照能量傳遞的最大效率20%計(jì)算。設(shè)需消耗第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物量為X kg，則X=1(20%)4=625 kg。答案：C。C 1假設(shè)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量為l00，按最高傳遞效率計(jì)算，第三和第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)的消費(fèi)者所獲得能量分別為（ ） A08和 08 B4和 08 C4和 4 D20和 4 B 2在植物昆蟲蛙蛇這條食物鏈中，若蛇增加1g生物量，至少要消耗植物的生物量是（ ） A1000g B500g C250g D125gD 有一食物網(wǎng)如圖1所示。假如貓頭鷹的食物2/5來(lái)自兔子，2/5來(lái)自老鼠，其余來(lái)自蛇，那么貓頭鷹要增加20g體重，最多消耗植物多少克？5600g為什么肉類食品的價(jià)格比小白菜價(jià)格高