生態(tài)系統(tǒng)能量流動20120401上課用

1、第2節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動 同化作用(合成代謝) 異化作用(分解代謝) 新陳代謝是指生物體把從外界環(huán)境中獲取的營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成自身的組成物質(zhì)，并且儲存能量的過程。 是指生物體把自身的一部分組成物質(zhì)加以分解，釋放出其中的能量，供給生命活動的過程。能量流動相關(guān)概念 光合作用6CO26H2OC6H12O66O2光能葉綠體 呼吸作用6CO26H2OC6H12O66O2線粒體能量ATP熱能散失能量流動相關(guān)概念照射在草地上的太陽能 都被小草固定了嗎? 太陽能被小草固定后,這些能量有哪些去向?呼吸作用生命活動熱能暫未利用分解者殘枝敗葉等能量在第一營養(yǎng)級中的變化生產(chǎn)者（植物）初級消費者（植食性動物）呼吸作用用于

2、生長發(fā)育和繁殖分 解 者遺體 殘骸兔子吸收了草中的能量后,這些能量有哪些去向?呼吸作用生命活動熱能 分解者殘骸兔子把草吃進肚子里,草 中的能量都被兔子吸收了 嗎? 同化 暫未利用初級消費者攝入用于生長發(fā)育和繁殖次級消費者攝入呼吸散失遺體殘骸初級消費者同化糞便分解者利用呼吸散失.能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級若研究一個生態(tài)系統(tǒng)呢？能量流動的過程生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖解生產(chǎn)者(植物)呼吸初級消費者(植食動物)呼吸次級消費者(肉食動物)呼吸分 解 者呼吸三級消費者(肉食動物)呼吸殘枝敗葉等殘骸殘骸 散失（分解者） 散失（呼吸作用） 呼吸作用呼吸作用呼吸作用分解者分解者分解者輸入 能量流動： 生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、

3、傳遞和散失的過程。傳遞傳遞初級消費者生產(chǎn)者次級消費者自身呼吸作用消耗（熱能散失，生命活動）；食物鏈和食物網(wǎng) 散失（呼吸作用） 散失（分解者） 傳遞傳遞能量流動的過程輸入 起點:始于生產(chǎn)者固定太陽能，即流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量。去向:分解者所利用；被下一營養(yǎng)級同化渠道:初級消費者生產(chǎn)者次級消費者12.662.8未固定生產(chǎn)者 464.6植食性動物 62.8肉食性動物 12.6請計算能量傳遞效率（輸入后一營養(yǎng)級的能量與輸入前一營養(yǎng)級的能量的比）13.5%20%單位（焦/厘米2 年）96.318.87.5 分解者 14.6 12.52.1微量 未利用 327.3 29329.35.0賽達伯格湖的能量流動圖

4、解 呼吸 122.6 單向流動:自身呼吸作用消耗分解者利用暫未利用12.662.8未固定生產(chǎn)者 464.6植食性動物 62.8肉食性動物 12.613.5%20%96.318.87.5 分解者 14.6 12.52.1微量 未利用 327.3 29329.35.0 呼吸 122.6 逐級遞減:能量流動的特點:能量傳遞效率10%20%不可逆向，不可循環(huán)（1）相鄰營養(yǎng)級生物吃與被吃關(guān)系不可逆 轉(zhuǎn)，能量只能從低營養(yǎng)級流向高營養(yǎng)級。2、逐級遞減（10-20%）三、能量流動的特點1、單向流動（2）有少部分能量隨殘枝敗葉直接傳給了分解者 （3）每個營養(yǎng)級的能量總有一部分不能被 下一營養(yǎng)級利用（最終被分解者

5、分解）。（1）各營養(yǎng)級呼吸作用散失的熱能無法被 再利用。 肉食性動物 12.6 植食性動物 62.8 生產(chǎn)者 464.6 能量金字塔 1960年，科學家在密執(zhí)安荒地對一個由植物、田鼠和鼬三個環(huán)節(jié)組成的食物鏈進行了能流分析。 荒地接受的太陽輻射量：6.31010卡/頃年； 植物固定的能量：59.3106卡/頃年； 田鼠吃植物獲得的能量為：176103卡/頃年； 鼬同化的能量為：55.6103卡/頃年。 植物 59.3106卡/頃年 田鼠 176103卡/頃年 鼬 76103卡/頃年 p1C2C3C4Cp1C2C3C4Cp1C2Cp1C2C3C3C數(shù)量能量落葉林草地落葉林及草地數(shù)量和能量金字塔能量

6、流動的過程： 生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞和散失的過程。 散失（分解者） 散失（呼吸作用） 次級 消費者 初級 消費者生產(chǎn)者輸入 傳遞傳遞能量流動的特點： 單向流動、逐級遞減。研究能量流動的意義: 調(diào)整能流關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愑幸娴牟糠?。能不能改變生態(tài)系統(tǒng)能量流動的規(guī)律？ 質(zhì)疑：思考：農(nóng)民在進行田間管理的時候，要進行滅蟲除草，目的是什么? 研究能量流動的意義 不能，人們雖然不能改變能量流動的客觀規(guī)律，但可設(shè)法調(diào)整能量流動方向，使能量流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧＠?，在森林中，最好使能量多儲存在木材中；在草原牧場上，則最好使能量多流向到牛、羊等牲畜體內(nèi)，獲得更多的毛、肉、皮、奶等畜產(chǎn)品。除

7、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。 農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中人類的勞作對能量流動有什么影響?研究能量流動的意義: 調(diào)整能流關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愑幸娴牟糠帧?假如給你一個池塘，你會怎樣經(jīng)營，從而獲得更大的收益？?；~塘在草原上，牛以草為食，屎殼郎（蜣螂）以牛糞為食0 被牛同化的能量中約有多少流入屎殼郎？學以致用1.流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是指（ ） A. 照射到該生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)所有植物體葉面上的全部太陽能 B. 射進該系統(tǒng)的全部太陽能 C. 該系統(tǒng)全部生產(chǎn)者所固定的太陽能的總量 D. 生產(chǎn)者傳遞給消費者的全部能量C2 假設(shè)一個生態(tài)系統(tǒng)的總能量為，按最高傳遞效率計算，第三

8、營養(yǎng)級和三級消費者所獲得的能量應(yīng)為 A.和B.和. C .和. D.和C3.根據(jù)生態(tài)學原理，要使能量流經(jīng)食物鏈總消耗 最少，人們應(yīng)采用哪種食物結(jié)構(gòu)（ ） A以禽類、蛋類為主 B以淡水養(yǎng)殖的魚、蝦為主 C以谷物和植物蛋白為主 D以豬肉等家畜肉類為主4、一個生態(tài)系統(tǒng)中有甲、乙、丙、丁四個種群所含的能量統(tǒng)計如下表種群甲乙丙丁能量/kJ2.81091.31089.11072.9106下面符合這4個種群所構(gòu)成的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的是（ ）A 甲 乙 丙 丁 B 甲 丙 乙 丁 乙 乙C 甲 丙 D 甲 丁 丁 丙D5、根據(jù)下圖所表示的食物網(wǎng), 結(jié)合能量流動的特點進行計算:牧草鼠蛇貓頭鷹 如果牧草固定了1000焦耳

9、的能量, 則貓頭鷹最少能獲得_焦耳能量, 最多能獲得_焦耳能量.1406、下圖是某生態(tài)系統(tǒng)中食物網(wǎng)簡圖，圖中甲庚代表各種不同的的生物，請據(jù)圖回答戊丙丁庚己甲乙（1）此生態(tài)系統(tǒng)中作為生產(chǎn)者的生物是 ，作為次級消費者的生物是 （2）、若該生態(tài)系統(tǒng)受到重金屬污染，那么在體內(nèi)積存重金屬污染物最多的生物是 。戊丙甲、乙、?。?）該生態(tài)系統(tǒng)只表示部分成分，圖中未表示的成分為分解者非生物的物質(zhì)和能量有多少條食物鏈？5條戊丙丁庚己甲乙（5）已知各營養(yǎng)級之間能量的轉(zhuǎn)化效率為10%，若一種生物攝食多種生物時，各種生物被攝食的生物量相等則丁每增加10千克，需要消耗生產(chǎn)者 千克 3250解：根據(jù)題意，丁從庚和甲攝取的

10、生物量相等，則設(shè)從戊-庚丁需消耗戊的量為x千克，設(shè)從戊甲丁需消耗戊的量為Y千克設(shè)從戊己甲丁需消耗戊的量為z千克x.10%10%=1012=500y.10%10%=101212=250z10%10%10%=101212=2500 500+250+2500=3250克(2009年高考全國卷)某種植玉米的農(nóng)場，其收獲的玉米子粒既作為雞的飼料，也作為人的糧食，玉米的秸稈則加工成飼料喂牛，生產(chǎn)的牛和雞供人食用。人、牛、雞的糞便經(jīng)過沼氣池發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣作為能源，沼渣、沼液作為種植玉米的肥料。據(jù)此回答(不考慮空間因素)： (1)請繪制由雞、牛、玉米和人組成的食物網(wǎng)。 (2)牛與雞之間_(有、無)競爭關(guān)系，理

11、由是_。人與雞的種間關(guān)系是_，人與牛的種間關(guān)系是_。無它們所需食物資源不同(牛食玉米秸稈，雞吃玉米子粒)捕食與競爭捕食 (3)流經(jīng)該農(nóng)場生態(tài)系統(tǒng)的總能量來自_所固定的_，無機環(huán)境中的碳以_形式進入該人工群落。 (4)假設(shè)該農(nóng)場將生產(chǎn)玉米的1/3作為飼料養(yǎng)雞，2/3供人食用，生產(chǎn)出的雞供人食用?，F(xiàn)調(diào)整為2/3的玉米養(yǎng)雞，1/3供人食用，生產(chǎn)出的雞仍供人食用。理論上，該農(nóng)場供養(yǎng)的人數(shù)將會_(增多、不變、減少)，理由是_。減少玉米太陽能CO2改變用途的1/3玉米被雞食用后，在雞這一環(huán)節(jié)散失了一部分能量，導(dǎo)致人獲得的總能量減少【解析】(1)據(jù)題干所述，將雞、牛、玉米和人之間的食物關(guān)系畫出即可得，圖解如

12、圖。(2)因為牛食玉米秸稈，雞吃玉米子粒，所以牛與雞之間無競爭關(guān)系；人吃雞，為捕食關(guān)系，人與雞又共食玉米子粒，兩者之間又存在競爭關(guān)系；人吃牛，為捕食關(guān)系。(3)流經(jīng)一個生態(tài)系統(tǒng)的總能量是該生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者所固定的太陽能的總量，所以流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是玉米固定的太陽能的總量；無機環(huán)境中的碳是以二氧化碳的形式被生產(chǎn)者利用而進入生物群落的。(4)能量沿食物鏈傳遞的過程中是逐級遞減的，所以改變用途的1/3玉米被雞食用后，在雞這一環(huán)節(jié)散失了一部分能量，導(dǎo)致人獲得的總能量減少，使農(nóng)場供養(yǎng)的人數(shù)減少。【歸納提升】有關(guān)能量流動的極值計算在解決有關(guān)能量傳遞的計算問題時，首先要確定食物鏈。(1)設(shè)食物鏈ABC

13、D，分情況討論：現(xiàn)實問題思路求解D營養(yǎng)級凈增重M至少需要A營養(yǎng)級多少N(20%)3M最多需要A營養(yǎng)級多少N(10%)3MA營養(yǎng)級凈增重ND營養(yǎng)級最多增重多少N(20%)3MD營養(yǎng)級至少增重多少N(10%)3M(2)在某一食物網(wǎng)中，一個消費者往往同時占有多條食物鏈，當該消費者增加了某一值時，若要計算最少消耗生產(chǎn)者多少時，應(yīng)選最短的食物鏈和最大傳遞效率20%進行計算，這樣消費者獲得的能量最多；若要計算最多消耗生產(chǎn)者多少時，應(yīng)選最長的食物鏈和最小傳遞效率10%進行計算，這樣消費者獲得的能量最少。攝入量就是同化量嗎？(同化量=攝入量糞便量）同化作用是指生物體把從外界環(huán)境中獲取的營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成自身物質(zhì)，

14、并且儲存能量的過程。初級消費者攝入用于生長發(fā)育和繁殖次級消費者攝入呼吸散失遺體殘骸初級消費者同化分解者分解糞便呼吸散失.能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級示意圖假設(shè)你像小說中的魯濱遜一樣，流落到一個不毛的荒島上，那里除了有能飲用的水之外，幾乎沒有任何食物，你隨身攜帶的食物只有15千克玉米和一只母雞。你認為如何利用食物才能讓你維持更長的時間來等待救援？ 1、先吃雞，再吃玉米。 2、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。7.下圖是某中學研究性學習小組的同學在學習了生態(tài)系統(tǒng)的知識后，設(shè)計的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)圖解。請結(jié)合課本知識回答有關(guān)問題（1）農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的主要功能是物質(zhì)循環(huán)和_，是該村建造此生態(tài)系統(tǒng)所依據(jù)的主要生態(tài)學原理。該生態(tài)系統(tǒng)的最大優(yōu)點是 能量流動實現(xiàn)能量的多級利用和物質(zhì)循環(huán)利用，提高能量利用率2）農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是一種人工生態(tài)系統(tǒng)，下列有關(guān)人工生態(tài)系統(tǒng)的說法，正確的是（）A使廢物資源化B減少了化肥等工業(yè)產(chǎn)品的投入，有利于保護環(huán)境C抵抗力穩(wěn)定性低于自然生態(tài)系統(tǒng) D人占主導(dǎo)地位，是其它生物生存的基礎(chǔ)（3）“三農(nóng)問題”是關(guān)系國計民生的大事。農(nóng)業(yè)上使用化肥可以大大提高農(nóng)作物產(chǎn)量，但持續(xù)大量使用化肥存在許多負面影響?！吧锕痰币逊Q為一項重要的研究性課題。下列說法正確的是 （）A長期使用化肥導(dǎo)致土壤板結(jié)，使土壤不