2016生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)1

必修三第五章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性

生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)

第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)回顧：生態(tài)系統(tǒng)組成

生態(tài)系統(tǒng)功能：

能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)信息傳遞穩(wěn)定性考試大綱要求:生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的規(guī)律及應(yīng)用 II教學(xué)目標(biāo)1．分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程2．分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的特點(diǎn)3.概述研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的實(shí)踐意義生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)一、能量流動(dòng)的過程概念：包括能量的

、

、

和

的過程。

輸入傳遞轉(zhuǎn)化散失無(wú)機(jī)環(huán)境生物群落生態(tài)系統(tǒng)熱量熱量熱量散失輸入生產(chǎn)者光能消費(fèi)者分解者傳遞和轉(zhuǎn)化呼吸散失用于生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖遺體、殘枝敗葉分解者初級(jí)消費(fèi)者攝食能量流經(jīng)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)示意圖太陽(yáng)生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能生產(chǎn)者第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)固定的太陽(yáng)能呼吸作用熱能散失流向初級(jí)消費(fèi)者分解者分解作用釋放熱能能量的輸入能量的傳遞能量的散失能量的散失生態(tài)系統(tǒng)的總能量:生產(chǎn)者所固定的全部太陽(yáng)能，就是流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量。第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的去路是什么？初級(jí)消費(fèi)者攝入初級(jí)消費(fèi)者同化用于生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖次級(jí)消費(fèi)者攝入分解者利用散失呼吸作用糞便遺體殘骸散失呼吸作用

……2.能量流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的情況思考：攝入量等于同化量嗎？同化量=攝入量-糞便中的能量思考：兔子吃草是否獲得了草的全部能量？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)者同化分解者利用糞便呼吸散失...能量流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)示意圖同化量=攝入量-糞便量能量來(lái)自上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)在草原上，牛以草為食，屎殼郎（蜣螂）以牛糞為食1、在能量流動(dòng)的分析中牛糞中所含的能量屬于哪一部分？生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能02、被牛同化的能量中約有多少流入屎殼郎？初級(jí)消費(fèi)者攝入初級(jí)消費(fèi)者同化用于生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖次級(jí)消費(fèi)者攝入分解者利用散失呼吸作用呼吸作用能量在第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)中的變化糞便殘骸散失初級(jí)消費(fèi)者第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化作用固定的能量流向初級(jí)消費(fèi)者呼吸作用熱能散失流向次級(jí)消費(fèi)者分解者分解作用釋放熱能生產(chǎn)者植物呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用初級(jí)消費(fèi)者草食動(dòng)物分解者呼吸作用次級(jí)消費(fèi)者肉食動(dòng)物三級(jí)消費(fèi)者肉食動(dòng)物1、能量流動(dòng)的過程：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)能的總量能量流動(dòng)的過程總結(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：有機(jī)物中的化學(xué)能分解者——生產(chǎn)者、消費(fèi)者的遺體和排遺物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、能量的轉(zhuǎn)化：太陽(yáng)能生物體內(nèi)有機(jī)物中的化學(xué)能熱能9、能量散失的主要途徑：細(xì)胞呼吸，主要形式是熱能1、生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)和轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒定律？

2、流經(jīng)某個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)中來(lái)？為什么？思考與討論：不能，因?yàn)槟芰孔罱K以熱能的形式散失，無(wú)法重新利用賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)圖解二能量流動(dòng)的特點(diǎn)思考討論營(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

12.662.813.52%20.06%1、完成上圖的數(shù)據(jù)？2、為什么出入比會(huì)這么?。?、總結(jié)能量流動(dòng)的規(guī)律？464.662.812.614.612.6

62.8未固定生產(chǎn)者

464.6植食性動(dòng)物

62.8肉食性動(dòng)物

12.6請(qǐng)計(jì)算能量傳遞效率（輸入后一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量與輸入前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量的比）13.5%20%單位（焦/厘米2·年）96.318.87.5

分解者

14.612.52.1微量

未利用

327.329329.35.0賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)圖解

呼吸

122.6

單向流動(dòng):自身呼吸作用消耗分解者利用未利用12.6

62.8未固定生產(chǎn)者

464.6植食性動(dòng)物

62.8肉食性動(dòng)物

12.613.5%20%96.318.87.5

分解者

14.612.52.1微量

未利用

327.329329.35.0

呼吸

122.6

逐級(jí)遞減:能量流動(dòng)的特點(diǎn):能量傳遞效率10%～20%不可逆向，不可循環(huán)1、能量流動(dòng)是單向的能量流動(dòng)的特點(diǎn)從生產(chǎn)者→初級(jí)消費(fèi)者→次級(jí)消費(fèi)者→三級(jí)消費(fèi)者→……不可逆轉(zhuǎn)，不能循環(huán)。2、能量流動(dòng)是逐級(jí)遞減的：傳遞效率為10％～20％。自身呼吸消耗、未被下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)利用、被分解者分解。二、能量流動(dòng)的特點(diǎn)第一、單向流動(dòng)：第二、逐級(jí)遞減,

傳遞效率為10％～20％.

原因：1.食物鏈中的捕食關(guān)系不能逆轉(zhuǎn)；

2.散失的熱能不能再次被生產(chǎn)者固定。原因：1.自身呼吸消耗

2.被分解者分解

3.未被下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)利用。

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)。通過以上分析，你能得出什么規(guī)律？

肉食性動(dòng)物

12.6

植食性動(dòng)物

62.8

生產(chǎn)者

464.6

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

說一說能量金字塔可以說明什么問題？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)的過程中消耗的能量就越多，能量流動(dòng)是單向、逐級(jí)遞減的。人們對(duì)一片草地上的所有生物成員作了統(tǒng)計(jì)：生產(chǎn)者（野草）5842424株初級(jí)消費(fèi)者（草原動(dòng)物、昆蟲）

708624只次級(jí)消費(fèi)者（肉食動(dòng)物、吃昆蟲的小鳥）

354904只三級(jí)消費(fèi)者（肉食動(dòng)物、吃小鳥的鷹）

36821只數(shù)量金字塔人們對(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）4800萬(wàn)噸；初級(jí)消費(fèi)者（吃大葉藻的小魚蝦）

1200萬(wàn)噸；次級(jí)消費(fèi)者（吃小魚蝦的大魚)17萬(wàn)噸；三級(jí)消費(fèi)者（吃大魚的魚）

3萬(wàn)噸。

樹數(shù)昆蟲數(shù)目小鳥數(shù)目例外昆蟲樹鳥數(shù)量金字塔鳥樹昆蟲能量金字塔特殊情況：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）4800萬(wàn)噸次級(jí)消費(fèi)者（吃小魚蝦的大魚）17萬(wàn)噸三級(jí)消費(fèi)者（吃大魚的魚）3萬(wàn)噸。初級(jí)消費(fèi)者（吃大葉藻的小魚蝦）1200萬(wàn)噸生物量金字塔遷移創(chuàng)新1、如D魚體重增加1kg，至少需要浮游植物約

125kg能量傳遞效率的含義與計(jì)算：在一食物鏈中，若求某營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得最多能量，一般取20％作為傳遞效率；反之，取10％作為傳遞效率。俗話說：“一山不能容二虎”，有無(wú)道理？

根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)逐級(jí)遞減的特點(diǎn)和規(guī)律，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高，可利用的能量就越少，老虎在生態(tài)系統(tǒng)中幾乎是最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)，通過食物鏈（網(wǎng)）流經(jīng)老虎的能量已減到很少的程度。因此，老虎的數(shù)量將是很少的。故“一山不容二虎”有一定的生態(tài)學(xué)道理。2.為什么說“一山不容二虎”?遷移創(chuàng)新：從能量傳遞的數(shù)量和效率看，能量流經(jīng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)是逐級(jí)遞減的，單向不循環(huán)的，傳遞效率為10％－20％。

所以,食物鏈一般不超過五個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，到第五營(yíng)養(yǎng)級(jí)以后，可利用的能量已減少到不能維持其生存的程度了。因?yàn)槟芰棵苛鹘?jīng)一級(jí)都要丟失一大部分，所以食物鏈越長(zhǎng)，流量流失就越多。3.食物鏈為什么一般不超過5個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)?遷移創(chuàng)新：研究意義問題探討備選策略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。A、先吃雞，再吃玉米玉米雞人玉米雞人B、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。研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的意義1、對(duì)能量進(jìn)行多級(jí)利用，提高能量的利用率。例如：秸稈的多級(jí)利用、?；~塘小試身手：設(shè)計(jì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)農(nóng)作物家禽、家畜飼料糞肥食用菌

沼氣池（含微生物）沼渣人菌渣等糞便糞便燃料秸稈沼渣、沼液組肥料研究能量流動(dòng)的意義---生態(tài)農(nóng)業(yè)佛山地區(qū)的?；~塘牧民草原如何放牧，才能達(dá)到產(chǎn)畜量高又不會(huì)導(dǎo)致草場(chǎng)退化？合理確定載畜量，滅鼠、滅蟲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?。例如，在森林中，最好使能量多?chǔ)存在木材中；在草原牧場(chǎng)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。研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的意義富集現(xiàn)象本節(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、傳遞和散失的過程過程能量的源頭：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)能構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)小結(jié)小結(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)概念過程特點(diǎn)實(shí)踐意義單向流動(dòng)逐級(jí)遞減傳遞效率10％～20％指生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失過程。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。2、使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧?3.5％,20％10％～20％a.下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)不能利用的能量。如：草根b.調(diào)查時(shí)間有限，下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)能利用而未利用的能量。如：羊不能吃完所有的草(2)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)(生產(chǎn)者)所同化能量的百分比是多少?第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)百分比呢?(3)能量在相鄰的營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的傳遞效率在多大范圍內(nèi)?(4)上圖中“未利用的能量”是指哪些能量呢？62.812.6×100％=20.06％62.8464.6×100％=13.52％

生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)是單向的

能量在流動(dòng)過程中逐級(jí)遞減。不循環(huán)，不可逆?zhèn)鬟f效率大約為10%——20%營(yíng)養(yǎng)級(jí)

流入能量

流出能量（輸入后一營(yíng)養(yǎng)級(jí)）

呼吸作

用散失

分解者利用

未利用

流出/流入

生產(chǎn)者

植食性動(dòng)物

肉食性動(dòng)物

分解者

464.662.896.312.529313.52％12.618.82.129.320.06％12.67.5微量5.014.662.8通過以上分析,你能總結(jié)出什么規(guī)律?三、能量流動(dòng)的特點(diǎn)第一、單向流動(dòng)：

食物鏈各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的順序是不可逆的，而各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量總是以呼吸散失熱能。即必須源源不斷地輸入，又不斷地散失。第二、逐級(jí)遞減,

傳遞效率為10％～20％.

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。什么是能量金字塔?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.

說一說能量金字塔可以說明什么問題？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)的過程中消耗的能量就越多，能量流動(dòng)是單向、逐級(jí)遞減的。

注：在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的數(shù)量不一定呈金字塔5-9學(xué)以致用：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:

1.先吃雞，然后吃玉米？

2.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？請(qǐng)分析討論:用能量流動(dòng)的原理,解釋諺語(yǔ)“一山不容二虎”隱含的道理。參考要點(diǎn):根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)逐級(jí)遞減的特點(diǎn)和規(guī)律，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高，可利用的能量就越少，老虎在生態(tài)系統(tǒng)中幾乎是最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)，通過食物鏈(網(wǎng))流經(jīng)老虎的能量已減到很小的程度。因此，老虎的數(shù)量將是很少的。故“一山不能容二虎”有一定的生態(tài)學(xué)道理。四、研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義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。

如:生態(tài)農(nóng)業(yè)研究能量流動(dòng)有什么實(shí)踐意義?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祟愖钣幸娴牟糠帧?/p>

如:草場(chǎng)放牧在市場(chǎng)上，肉一般比蔬菜貴，試從生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的角度分析原因？

蔬菜一般屬于生產(chǎn)者范疇，而肉屬于消費(fèi)者范疇，由于能量傳遞的效率只有10%~20%，也就是說要得到1千克的肉至少要消耗5千克的植物；所以相同重量的肉比蔬菜貴。課后思考：關(guān)于能量流動(dòng)計(jì)算規(guī)律總結(jié)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？2.逆推類型：ABCD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10KG，至少（或最多）消耗A多少千克？5、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(yáng)能B.射進(jìn)該系統(tǒng)的全部太陽(yáng)能C.該系統(tǒng)全部生產(chǎn)者所固定的太陽(yáng)能的總量D.生產(chǎn)者傳遞給消費(fèi)者的全部能量c6、假設(shè)初級(jí)消費(fèi)者從生產(chǎn)者那里獲得的能量數(shù)值相等，則貓頭鷹獲得能量最多的食物鏈（）A、綠色植物→蝗蟲→蜘蛛→蜥蜴→蛇→貓頭鷹B、綠色植物→鼠→貓頭鷹C、綠色植物→蝗蟲→青蛙→蛇→貓頭鷹D、綠色植物→鼠→蛇→貓頭鷹B二、能量流動(dòng)的特點(diǎn)(4)通過以上分析,你能總結(jié)出什么規(guī)律?13.5％,20％10％～20％a.下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)不能利用的能量。如：草根b.下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)能利用而未利用的能量。如：羊不能吃完所有的草(1)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)(生產(chǎn)者)所同化能量的百分比是多少?第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)百分比呢?(2)能量在相鄰的營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的傳遞效率在多大范圍內(nèi)?(3)上圖中“未利用的能量”是指哪些能量呢？62.812.6×100％=20.06％62.8464.6×100％=13.52％（2010山東高考理綜）6．以下表示動(dòng)物利用食物的過程。正確的分析是

A．恒溫動(dòng)物的④/③值一般高于變溫動(dòng)物

B．哺乳動(dòng)物的③/①值一般為10%-20%

C．提高圈養(yǎng)動(dòng)物生長(zhǎng)量一般需提高③/②值

D．食肉哺乳動(dòng)物的③/②值一般低于食草哺乳動(dòng)物C跟蹤反饋:3、下圖為生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)圖解部分示意圖，各代表一定的能量值，下列各項(xiàng)中，不正確的是（）

A．生物與生物之間吃與被吃的關(guān)系不可逆轉(zhuǎn)，所以能量流動(dòng)具單向性B．①表示流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的總能量C．一般情況下，②為①的10％～20％D．從能量關(guān)系看：②>③＋④B跟蹤反饋:三、研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義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