生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)1130

復(fù)習(xí)：1.生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括_________和________。組成成分營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)2.生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括__________________、______、_____、_______和_______、_______。非生物的物質(zhì)和能量生產(chǎn)者消費(fèi)者分解者食物鏈?zhǔn)澄锞W(wǎng)組成成分營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)

某島嶼棲息著狐和野兔，生態(tài)系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定。后來有人登島牧羊、捕食野兔和狐，狐也捕食羊羔。第五年，島上狐瀕臨滅絕，但野兔的數(shù)量大大超過人登島前地?cái)?shù)量。第六年，野兔種群暴發(fā)了由瘟疫熱病毒引起的瘟疫，其數(shù)量驟減?；卮饐栴}：1.人與狐的種間關(guān)系是

________，兔瘟熱病毒與野兔的種間關(guān)系是

。2.畫出由人、羊、狐、野兔和牧草組成的食物網(wǎng)。3.人登島后的第五年，與登島前相比，野兔的種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)度

(增加、減小、不變）4.一般情況下，被捕食者傳染病的流行程度將隨捕食者種群密度的增加而＿

（增強(qiáng)、減弱、不變）2011年全國(guó)高考題競(jìng)爭(zhēng)和捕食寄生增加減弱

假設(shè)你像魯濱遜那樣流落在不毛的荒島上，只有15Kg玉米和一只母雞可以食用，那么使自己活的最長(zhǎng)的辦法是：

A.先吃雞，然后吃玉米

B.先吃玉米，同時(shí)用部分玉米喂雞，吃雞生產(chǎn)的蛋，最后再吃雞先吃雞，再吃玉米我反對(duì)！為什么要先吃我？我們欠“雞媽媽”一個(gè)解釋······第五章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性

第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)

一、能量流動(dòng)的概念

生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是指生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程。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？

能量輸入個(gè)體呼吸作用散失的能量?jī)?chǔ)存在體內(nèi)的能量能量流動(dòng)的分析能量輸入個(gè)體1呼吸作用散失的能量?jī)?chǔ)存在體內(nèi)的能量個(gè)體2個(gè)體3呼吸作用散失的能量?jī)?chǔ)存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能量?jī)?chǔ)存在體內(nèi)的能量…能量流動(dòng)的分析能量流經(jīng)一個(gè)種群的情況：能量輸入種群能量?jī)?chǔ)存能量散失能量流動(dòng)的分析研究生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)一般在群體水平上。

請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材“能量流動(dòng)的過程”一段，完成下面幾個(gè)問題：

1.能量的來源是什么？

2.能量是如何輸入生態(tài)系統(tǒng)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的？

3.能量流動(dòng)的主要渠道是什么？

4.能量的散失形式？能量流動(dòng)的過程呼吸散失用于生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖遺體、殘枝敗葉分解者初級(jí)消費(fèi)者攝入能量流經(jīng)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)示意圖太陽生產(chǎn)者固定的太陽能（2）傳遞過程（儲(chǔ)存在植物體中的有機(jī)物）呼吸散失1.能量是怎樣輸入生態(tài)系統(tǒng)的？2.生產(chǎn)者所固定的能量會(huì)不會(huì)全部被初級(jí)消費(fèi)者利用？糞便初級(jí)消費(fèi)者

同化分解者呼吸散失能量流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)示意圖（2）傳遞過程呼吸散失初級(jí)消費(fèi)者攝入用于生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖遺體、殘骸分解者次級(jí)消費(fèi)者攝入呼吸散失同化量=攝入量-糞便中有機(jī)物量2.初級(jí)消費(fèi)者糞便中的能量包括在初級(jí)消費(fèi)者同化的能量中嗎？1.初級(jí)消費(fèi)者攝入的能量去哪兒了？初級(jí)消費(fèi)者同化的能量有哪幾個(gè)去向？同化量的去向：⑴本營(yíng)養(yǎng)級(jí)個(gè)體自身呼吸消耗(散失)；⑵本營(yíng)養(yǎng)級(jí)個(gè)體自身生長(zhǎng)、發(fā)育繁殖的積累（儲(chǔ)存）。a.遺體殘骸被分解者分解；b.流向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)。c.未被利用部分（石油、煤炭等）生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程生產(chǎn)者呼吸初級(jí)消費(fèi)者呼吸次級(jí)消費(fèi)者分解者…呼吸三級(jí)消費(fèi)者呼吸呼吸生產(chǎn)者固定的太陽能總量為流經(jīng)這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量輸入傳遞散失以有機(jī)物的形式沿食物鏈向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞注意：

1.方框從大到?。弘S營(yíng)養(yǎng)級(jí)的升高，儲(chǔ)存在生物體內(nèi)的能量越來越少。

2.箭頭由粗到細(xì)：表示流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量逐級(jí)遞減。轉(zhuǎn)化Q1：生態(tài)系統(tǒng)中的能量最終去了哪里？Q2：生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)和轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒定律？Q3：流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到生態(tài)系統(tǒng)中來？20’－25‘思考與討論：一部分以熱能的形式散失了，一部分貯存在有機(jī)物中。遵循；因?yàn)樯a(chǎn)者固定的總量等于流動(dòng)中散失的和貯存的之和。不能。能量的源頭:流動(dòng)的起點(diǎn):輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量:主要渠道:能量的轉(zhuǎn)化：散失形式：太陽能從生產(chǎn)者固定太陽能開始食物鏈和食物網(wǎng)生產(chǎn)者固定的太陽能總量能量流動(dòng)的過程主要以熱能的形式太陽能化學(xué)能熱能1、下圖表示某生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，請(qǐng)據(jù)圖回答：（1）將A、B、C、D各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的成分依次寫在圖中：

A．

B．

C．

D．

。（2）圖中a1代表

，圖中a2代表

。

及時(shí)鞏固生產(chǎn)者初級(jí)消費(fèi)者次級(jí)消費(fèi)者三級(jí)消費(fèi)者生產(chǎn)者所固定的太陽能被初級(jí)消費(fèi)者同化的能量從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流動(dòng)到第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量2、若鹿的進(jìn)食能量為100%，其糞尿能量為36%，呼吸能量為48%，則鹿的同化量為（）

A．64%

B．84%

C．16%

D．52%及時(shí)鞏固A同化量＝攝入量－糞便量3、大象是植食性動(dòng)物，有一種羌螂專以大象糞為食。如果在某段時(shí)間大象所同化的能量為m，則這部分能量中可以流入羌螂體內(nèi)的約為（）

A.0B.10%mC.10~20%mD.不知道A植食性動(dòng)物

62.862.8二、能量流動(dòng)的特點(diǎn)賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)太陽能未固定生產(chǎn)者464.6分解者12.5呼吸作用96.3未利用2932.118.829.312.6肉食性動(dòng)物

12.6微量7.55.0327.3122.614.6營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入能量流出能量

（輸入后一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)）出入比生產(chǎn)者植食性動(dòng)物肉食性動(dòng)物

分解者

資料分析464.662.812.614.662.812.613.52%20.06%各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的傳遞效率在多大范圍內(nèi)?(10％－20％)能量傳遞效率=下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化能量上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化能量流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量主要有以下去向：一部分通過該營(yíng)養(yǎng)級(jí)的呼吸作用散失了；一部分作為排出物、遺體或殘枝敗葉不能進(jìn)入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，而為分解者所利用；還有一部分未能進(jìn)入（未被捕食）下一營(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營(yíng)養(yǎng)級(jí)。3.流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量，為什么不會(huì)百分之百流到下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)？4.生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)是單向的；能量在流動(dòng)過程中逐級(jí)遞減。單向流動(dòng)，逐級(jí)遞減（10%---20%）二、能量流動(dòng)的特點(diǎn)單向流動(dòng)逐級(jí)遞減只能沿食物鏈由低營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向高營(yíng)養(yǎng)級(jí)1、各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物會(huì)因呼吸作用而散失部分能量2、各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物總有一部分能量不能被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)利用3、能量傳遞效率：10-20%生命在等待中逝去······

請(qǐng)給我們一個(gè)“先吃雞”的理由！七嘴八舌食物鏈越短，能量到我體內(nèi)的越多，我活的時(shí)間就越長(zhǎng)呀！能量金字塔

營(yíng)養(yǎng)級(jí)越多，在能量流動(dòng)過程中消耗的能量就越多，所以生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)一般不超過4—5個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。如果將單位時(shí)間內(nèi)各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)所得到的能量數(shù)值，由低到高繪制成圖，可以形成一個(gè)金字塔圖形，叫做能量金字塔。塔基是生產(chǎn)者，塔形是正錐形。思考討論：食物鏈中的營(yíng)養(yǎng)級(jí)一般不超過五個(gè)，為什么？

任何生態(tài)系統(tǒng)都需要不斷得到能量補(bǔ)充，以便維持生態(tài)系統(tǒng)的正常功能。如果一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)在一段較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)沒有能量輸入，這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)就會(huì)崩潰。

在“草→食草的昆蟲→蜘蛛→蟾蜍→蛇→貓頭鷹”這條食物鏈，設(shè)流經(jīng)這條食物鏈的總能量為100％，按最高傳遞率計(jì)算，蟾蜍和貓頭鷹所得能量最多分別為

A、20％和2％B、0.8％和0.032％

C、4％和0.8％D、0.4％和0.016％及時(shí)鞏固數(shù)量金字塔存在嗎？思考題：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，是不是也是金字塔形？如果是，有沒有例外？一般是金字塔形；有例外。浮游植物浮游動(dòng)物魚昆蟲鳥樹小結(jié)能量流動(dòng)的起點(diǎn)：能量流動(dòng)的途徑：能量的變化情況：生產(chǎn)者的能量來源：分解者的能量來源：各級(jí)消費(fèi)者的能量來源：流入某營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量是：能量流動(dòng)特點(diǎn)：從生產(chǎn)者固定的太陽能開始食物鏈和食物網(wǎng)，以有機(jī)物的形式太陽能→化學(xué)能→熱能（主要）來自太陽能生產(chǎn)者和消費(fèi)者上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)該營(yíng)養(yǎng)級(jí)所同化的量單向流動(dòng)（不循環(huán)），逐級(jí)遞減三、研究能量流動(dòng)實(shí)踐意義２、幫助人們合理的調(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祟愑幸娴牟糠?。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。能不能改變生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的規(guī)律？鋤去農(nóng)田中的雜草，目的是什么?思考：下列哪種生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系需要調(diào)整A草原牧場(chǎng)上能量流向牛羊B森林中能量流向木材C農(nóng)田中能量流向田鼠

D魚塘中能量流向魚類C植物->牛->人植物->人我們應(yīng)采用以谷物和植物蛋白為主的食物結(jié)構(gòu)如何調(diào)整飲食結(jié)構(gòu)？Nothingisimpossibleforawillingheart.

（心之所愿，無所不成）

1、根據(jù)生態(tài)學(xué)原理，要使能量流經(jīng)食物鏈總消耗量最少，人們應(yīng)該采用哪種食物結(jié)構(gòu)

A、以離類、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鞏固練習(xí)2、初級(jí)消費(fèi)者體內(nèi)能量的去路包括(多選) A、用于自身的生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖

B、被第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的其他生物所獲得

C、以熱能的形式散失

D、被分解者分解釋放到環(huán)境中去3、人們常用能量金字塔來說明生態(tài)系統(tǒng)中哪兩者之間的關(guān)系

A、能量與營(yíng)養(yǎng)級(jí)B、能量與個(gè)體大小

C、能量與個(gè)體數(shù)量

D、能量與生物代謝類型4、生態(tài)系統(tǒng)中有關(guān)食物鏈與能量流動(dòng)的敘述，正確的是（多選）

A．能量沿食物鏈流動(dòng)是單向的

B．食物鏈越短，能量的利用率越高

C．初級(jí)消費(fèi)者越多，次級(jí)消費(fèi)者獲得的能量就越少

D．生物種類越多，生態(tài)系統(tǒng)中的

食物鏈越多5、“一山不能存二虎”這一諺語，用生態(tài)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(yíng)養(yǎng)級(jí)越高的生物，能得到的能量越小，個(gè)體數(shù)量也就減少要點(diǎn)補(bǔ)充新陳代謝中的同化作用和異化作用新陳代謝同化作用異化作用把外界環(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)。儲(chǔ)存能量釋放能量分解自身的一部分組成物質(zhì)，把分解的最終產(chǎn)物排出體外。物質(zhì)代謝能量代謝能量單向流動(dòng)的原因？食物鏈中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的順序是不可逆轉(zhuǎn)的；各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量總是趨于以呼吸作用產(chǎn)生熱能而散失掉，而不被生態(tài)系統(tǒng)利用，所以能量不能循環(huán)。20’－25‘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)，由于相互之間經(jīng)過長(zhǎng)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。攝食不徹底：當(dāng)動(dòng)物捕食成功后，在取食對(duì)方時(shí)，也不可能將對(duì)方的所有有機(jī)物全部吃下。消化不徹底：當(dāng)動(dòng)物將食物攝取到消化道中之后，也不可能將其中的全部營(yíng)養(yǎng)都能吸收。以上就產(chǎn)生了分解者的營(yíng)養(yǎng)來源。另外生物體本身需要維持正常的生命活動(dòng)，進(jìn)行繁殖以及生長(zhǎng)、發(fā)育等，這一切都將以呼吸熱的形式最終散失。四、能量流動(dòng)的相關(guān)計(jì)算1、能量在食物鏈中傳遞的計(jì)算2、能量在食物網(wǎng)中傳遞的計(jì)算食物鏈（計(jì)算能量傳遞效率）例1.下表是對(duì)某水生生態(tài)系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)級(jí)和能量流動(dòng)情況的調(diào)查結(jié)果,表中A、B、C、D分別表示不同的營(yíng)養(yǎng)級(jí)，E為分解者。Pg表示生物同化作用固定能量的總量，Pn表示生物體貯存的能量（Pn=Pg-R），R表示生物呼吸消耗的能量。單位：102千焦/m2/年P(guān)gPnRA15.92.813.1B870.7369.4501.3C0.90.30.6D14161.979.1E211.520.1191.4（1）能量流動(dòng)是從A、B、C、D中的哪個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)開始的

，為什么

。（2）該生態(tài)系統(tǒng)能量從第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞到第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)效是

。

BB營(yíng)養(yǎng)級(jí)含能量最多,B為生產(chǎn)者5.7%【解析】首先根據(jù)表格、題干分析，B營(yíng)養(yǎng)級(jí)固定的能量最多，故B為生產(chǎn)者，又因?yàn)镋為分解者，所以食物鏈為B→D→A→C，再根據(jù)公式②計(jì)算從第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞到第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)的效率是0.9/15.9=5.7%。輸入的總能量即為生產(chǎn)者固定的總能量Pg(生產(chǎn)者)＝870.7，輸出的總能量＝所有生物呼吸消耗能量之和＝13.1+501.3+0.6+79.1+191.4=785.5；因?yàn)?70.7＞785.5。所以生態(tài)系統(tǒng)輸入的總能量大于所有生物消耗能量之和?！疽?guī)律】①生態(tài)系統(tǒng)的總能量=生產(chǎn)者固定的全部太陽能

=第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)得同化量某一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)得同化量下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)得同化量②能量傳遞效率=例2.在某生態(tài)系統(tǒng)中，1只2kg的鷹要吃10kg的小鳥，0.25kg的小鳥要吃2kg的昆蟲，而100kg的昆蟲要吃1000kg的綠色植物。若各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物所攝入的食物全轉(zhuǎn)化成能量的話，那么，綠色植物到鷹的能量傳遞效率為（

）A.0.05%

B.0.5%

C.0.25%

D.0.025%【規(guī)律】如設(shè)A→B→C→D食物鏈中，傳遞效率分別為a％、b％、c％，若現(xiàn)有A營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物重為M，則能使D營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物增重的量=M·a％·b％·c％。C食物鏈（某一生物所獲得的最多（最少）的能量）例3.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.24kJ

B.192kJ

C.96kJ

D.960kJ

【解析】第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲能量最大值：

24000×20%×20%×20%=192kJ例4.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1kg，理論上至少要消耗第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物量為（

）A.25kg

B.125kg

C.625kg

D.3125kg【解析】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Xkg，則X=1÷(20%)4=625kg。食物鏈（某一生物所獲得的最多（最少）的能量）①求“最多”則按“最高”值20％流動(dòng)②求“最少”則按“最低”值10％流動(dòng)①求“最多”則按“最低”值10％流動(dòng)②求“最少”則按“最高”值20％流動(dòng)（未知）較高營(yíng)養(yǎng)級(jí)（已知）（已知）較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)（未知）【規(guī)律】1.正推類型：ABCD解題思路：至少按最小效率（10%）計(jì)算最多按最大效率（20%）計(jì)算若A總重1000KG體重，至少（或最多）能使D增重多少千克？解題思路：至少按最大效率（20%）計(jì)算最多按最小效率（10%）計(jì)算若D增重1KG體重，至少（或最多）消耗A多少千克？2.逆推類型：ABCD食物網(wǎng)（能量分配比例已知且能量傳遞效率也已知時(shí)的能量計(jì)算）例5.由于“赤潮”的影響，一條4kg重的雜食性海洋魚死亡，假如該雜食性的食物有1/2來自植物，1/4來自草食魚類，1/4來自以草食魚類為食的小型肉食魚類，按能量流動(dòng)效率20%計(jì)算，該雜食性魚從出生到死亡，共需海洋植物()A.120kgB.160kgC.60kgD.100kg【解析】根據(jù)題干，可繪出食物網(wǎng)如下：植物草食魚類雜食性海洋魚小型肉食魚類共需海洋植物：4×1/2×5＋4×1/4×5×5＋4×1/4×5×5×5=160kg課時(shí)練31食物網(wǎng)（能量分配比例已知但能量傳遞效率未知時(shí)的能量計(jì)算

）例6.

下圖食物網(wǎng)中，在能量傳遞效率為10%～20%時(shí)，假設(shè)每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物從前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的不同生物處獲得的能量相等。則人的體重每增加1kg，至少需要消耗水藻

kg?！窘馕觥咳藦拇篝~和小魚處獲得的能量是相等的，小魚從蝦和水藻處獲得的能量是相等的，而且，題中“至少”需要多少，應(yīng)按能量傳遞的最大效率計(jì)算。創(chuàng)新例21食物網(wǎng)（能量分配比例已知但能量傳遞效率未知時(shí)的能量計(jì)算

）【解析】在“