第5章 第2節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)

1第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)2知識(shí)目標(biāo):1.使學(xué)生初步學(xué)會(huì)運(yùn)用生態(tài)學(xué)的基本觀點(diǎn)來(lái)認(rèn)識(shí)生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)對(duì)生物界的重要性。2.使學(xué)生了解生態(tài)系統(tǒng)的主要功能和名詞概念以及能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)。能力目標(biāo):

通過(guò)對(duì)電腦課件和課本插圖（圖解）的觀察，培養(yǎng)提高學(xué)生的識(shí)圖能力、觀察和分析能力。3假設(shè)你像小說(shuō)中的魯賓遜那樣，流落在一個(gè)荒島上，那里除了有能飲用的水之外，幾乎沒(méi)有任何食物。你隨身尚存的食物只有一只母雞，15kg玉米。策略1.先吃雞，再吃玉米。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。生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的概念生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過(guò)程，稱(chēng)為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)怎樣研究生態(tài)系統(tǒng)能流？生態(tài)系統(tǒng)能流分析可以在個(gè)體和群體水平上進(jìn)行※※研究生態(tài)系統(tǒng)能流一般在群體水平，這種將群體視為一個(gè)整體進(jìn)行研究是系統(tǒng)科學(xué)常用的研究方法6能量輸入個(gè)體呼吸作用散失的能量?jī)?chǔ)存在體內(nèi)的能量能量流經(jīng)一個(gè)生物個(gè)體的模型就一個(gè)生物個(gè)體（如人）而言，能量是如何輸入、儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)化和散失的呢？7能量輸入種群能量?jī)?chǔ)存能量散失能量流動(dòng)的分析構(gòu)建模型：能量流經(jīng)一個(gè)種群的情況8一、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)過(guò)程9資料統(tǒng)計(jì)10營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入能量J/(cm2·a)流出能量J/(cm2·a)出入比生產(chǎn)者（第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)）464.662.8植食性動(dòng)物（第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)）62.812.6肉食性動(dòng)物（第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)）12.6

13.52%20.06%為什么流入某營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量不能百分之百地流入下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)?11消耗掉的能量包括：①呼吸散失的熱能；②分解者利用的能量；③“未利用”的能量。思考分析：哪個(gè)途徑消耗的能量最多？12大膽質(zhì)疑：生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)是否違背了能量守恒定律？13思考：流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)？熱能太陽(yáng)能化學(xué)能生產(chǎn)者次級(jí)消費(fèi)者

…

初級(jí)消費(fèi)者14二、能量流動(dòng)的特點(diǎn)逐級(jí)遞減:單向流動(dòng):能量傳遞效率大約為10%～20%不可逆轉(zhuǎn)，不能循環(huán)能量在沿食物鏈流動(dòng)的過(guò)程中是逐級(jí)減少的,是營(yíng)養(yǎng)級(jí)中生物之間的傳遞，而不是個(gè)體或種群之間。15能量金字塔根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)所得到的能量數(shù)值繪制成圖，可形成一個(gè)金字塔圖形。從圖中可以看出，在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越多，在能量流動(dòng)過(guò)程中消耗的能量就越多。思考:金字塔圖形能否表示生物的數(shù)量呢?16聯(lián)系實(shí)際1.為什么肉類(lèi)的價(jià)格要高于糧食的價(jià)格呢？

2.回憶課前的思考問(wèn)題你作出了怎樣的選擇呢？為什么這么選擇呢？17三、研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義1.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。2.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，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟?lèi)最有益的部分。181.人們常用能量金字塔來(lái)描述一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)所得到的能量的數(shù)值，下面的說(shuō)法正確的是（）A．生態(tài)系統(tǒng)中，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越多，在能量流動(dòng)過(guò)程中損失的能量越多B.最多約有20%的能量從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入次級(jí)消費(fèi)者C.生產(chǎn)者呼吸消耗的能量一般沒(méi)有流入初級(jí)消費(fèi)者的能量多D.位于金字塔頂部的消費(fèi)者獲能最多A192.大象是植食性動(dòng)物，有一種蜣螂則專(zhuān)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到蜣螂體內(nèi)的約為（）A.0kJB.106kJC.2×106kJ

D.106～2×106kJA203.(2010·江蘇高考)有人發(fā)起“多吃素食、少吃肉食”的運(yùn)動(dòng)以支援糧食短缺地區(qū)的災(zāi)民。運(yùn)用生態(tài)學(xué)知識(shí)對(duì)此的合理解釋是()A.多吃肉食會(huì)增加心血管病的發(fā)病率B.直接以低營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物為食將消耗生態(tài)系統(tǒng)更多的能量C.多吃肉食比多吃素食消耗的糧食總量多D.節(jié)省的肉食可以幫助災(zāi)民提高營(yíng)養(yǎng)水平21【解析】選C。多吃肉食會(huì)增加心血管病的發(fā)病率，與支援糧食短缺地區(qū)的災(zāi)民無(wú)關(guān)；根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)規(guī)律(單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減)，直接以低營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物為食將消耗生態(tài)系統(tǒng)更少的能量；多吃肉食(高營(yíng)養(yǎng)級(jí))比多吃素食(低營(yíng)養(yǎng)級(jí))消耗的糧食總量多，故少吃肉食可減少糧食消耗；節(jié)省肉食的目的是減少糧食的消耗。224.下面是一水域生態(tài)系統(tǒng)在一年之內(nèi)的能量流動(dòng)情況資料［能量單位：kJ/(m2·a)］。據(jù)圖回答：23(1)流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為_(kāi)________kJ/(m2·a)。(2)該系統(tǒng)的能量傳遞效率在_________之間，能量傳遞效率如此之低，是因?yàn)榇蟛糠帜芰縚________，另有一部分能量流向_________。(3)按圖中的能量傳遞效率，若食肉動(dòng)物增重1kg(有機(jī)物干重)，則需消耗生產(chǎn)者約_______kg(有機(jī)物干重)。(4)人類(lèi)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)進(jìn)行調(diào)查研究，其意義是__________________________。24【解析】生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能是流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量，能量的傳遞效率是相鄰營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量的百分比，但由于各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的呼吸消耗和分解者的分解作用，使能量傳遞效率一般在10%～20%之間，但也可能低于10%。食肉動(dòng)物增重1kg，則需消耗的生產(chǎn)者為1/(11.4%×16.2%)≈54.1kg。人類(lèi)研究能量流動(dòng)的目的是為了更有效地利用能量。25答案：(1)20810(2)5.5%～16.2%被各營(yíng)養(yǎng)級(jí)自身呼吸作用消耗分解者(3)54.1(4)幫助人們合理地調(diào)整能量