2016生態(tài)系統(tǒng)的能量流動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

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

生態(tài)系統(tǒng)功能：

能量流動物質循環(huán)信息傳遞穩(wěn)定性考試大綱要求:生態(tài)系統(tǒng)中能量流動和物質循環(huán)的規(guī)律及應用 II教學目標1．分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程2．分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點3.概述研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的實踐意義生態(tài)系統(tǒng)的能量流動一、能量流動的過程概念：包括能量的

、

、

和

的過程。

輸入傳遞轉化散失無機環(huán)境生物群落生態(tài)系統(tǒng)熱量熱量熱量散失輸入生產者光能消費者分解者傳遞和轉化呼吸散失用于生長、發(fā)育、繁殖遺體、殘枝敗葉分解者初級消費者攝食能量流經第一營養(yǎng)級示意圖太陽生產者固定的太陽能生產者第一營養(yǎng)級固定的太陽能呼吸作用熱能散失流向初級消費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:生產者所固定的全部太陽能，就是流經生態(tài)系統(tǒng)的總能量。第一營養(yǎng)級能量的去路是什么？初級消費者攝入初級消費者同化用于生長發(fā)育和繁殖次級消費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.能量流經第二營養(yǎng)級的情況思考：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利用糞便呼吸散失...能量流經第二營養(yǎng)級示意圖同化量=攝入量-糞便量能量來自上一營養(yǎng)級在草原上，牛以草為食，屎殼郎（蜣螂）以牛糞為食1、在能量流動的分析中牛糞中所含的能量屬于哪一部分？生產者固定的太陽能02、被牛同化的能量中約有多少流入屎殼郎？初級消費者攝入初級消費者同化用于生長發(fā)育和繁殖次級消費者攝入分解者利用散失呼吸作用呼吸作用能量在第二營養(yǎng)級中的變化糞便殘骸散失初級消費者第二營養(yǎng)級同化作用固定的能量流向初級消費者呼吸作用熱能散失流向次級消費者分解者分解作用釋放熱能生產者植物呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用初級消費者草食動物分解者呼吸作用次級消費者肉食動物三級消費者肉食動物1、能量流動的過程：1.生態(tài)系統(tǒng)的能量源頭：太陽能3.能量流動的起點：2.流經生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產者所固定的太陽能的總量能量流動的過程總結6.來源：生產者消費者——太陽光能——前一營養(yǎng)級4.流動的渠道:生產者固定的太陽能開始食物鏈和食物網5.能量在食物鏈中的流動形式：有機物中的化學能分解者——生產者、消費者的遺體和排遺物7.去路：呼吸作用消耗被下一營養(yǎng)級的生物所利用被分解者所利用8、能量的轉化：太陽能生物體內有機物中的化學能熱能9、能量散失的主要途徑：細胞呼吸，主要形式是熱能1、生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和轉化是否遵循能量守恒定律？

2、流經某個生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到這個生態(tài)系統(tǒng)當中來？為什么？思考與討論：不能，因為能量最終以熱能的形式散失，無法重新利用賽達伯格湖的能量流動圖解二能量流動的特點思考討論營養(yǎng)級流入能量流出能量

（輸入后一個營養(yǎng)級）出入比生產者植食性動物肉食性動物

分解者

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

62.8未固定生產者

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

14.612.52.1微量

未利用

327.329329.35.0賽達伯格湖的能量流動圖解

呼吸

122.6

單向流動: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

14.612.52.1微量

未利用

327.329329.35.0

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、能量流動是單向的能量流動的特點從生產者→初級消費者→次級消費者→三級消費者→……不可逆轉，不能循環(huán)。2、能量流動是逐級遞減的：傳遞效率為10％～20％。自身呼吸消耗、未被下一個營養(yǎng)級利用、被分解者分解。二、能量流動的特點第一、單向流動：第二、逐級遞減,

傳遞效率為10％～20％.

原因：1.食物鏈中的捕食關系不能逆轉；

2.散失的熱能不能再次被生產者固定。原因：1.自身呼吸消耗

2.被分解者分解

3.未被下一個營養(yǎng)級利用。

流入某個營養(yǎng)級的能量，為什么不能百分之百地流向后一個營養(yǎng)級?

流入某一營養(yǎng)級的能量主要有以下去向：一部分通過該營養(yǎng)級的呼吸作用散失了；一部分作為排出物、遺體或殘枝敗葉不能進入下一個營養(yǎng)級，而為分解者利用；還有一部分未能進入（未被捕食）下一個營養(yǎng)級。所以，流入某一營養(yǎng)級的能量不可能百分之百地流到下一個營養(yǎng)級。通過以上分析，你能得出什么規(guī)律？

肉食性動物

12.6

植食性動物

62.8

生產者

464.6

能量金字塔根據(jù)單位時間內各個營養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值繪制成圖，可形成一個金字塔圖形

說一說能量金字塔可以說明什么問題？在一個生態(tài)系統(tǒng)中，營養(yǎng)級越高，在能量流動的過程中消耗的能量就越多，能量流動是單向、逐級遞減的。人們對一片草地上的所有生物成員作了統(tǒng)計：生產者（野草）5842424株初級消費者（草原動物、昆蟲）

708624只次級消費者（肉食動物、吃昆蟲的小鳥）

354904只三級消費者（肉食動物、吃小鳥的鷹）

36821只數(shù)量金字塔人們對一片海域中生態(tài)系統(tǒng)作了統(tǒng)計：生產者（大葉藻）4800萬噸；初級消費者（吃大葉藻的小魚蝦）

1200萬噸；次級消費者（吃小魚蝦的大魚)17萬噸；三級消費者（吃大魚的魚）

3萬噸。

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：對一片海域中生態(tài)系統(tǒng)作了統(tǒng)計：生產者（大葉藻）4800萬噸次級消費者（吃小魚蝦的大魚）17萬噸三級消費者（吃大魚的魚）3萬噸。初級消費者（吃大葉藻的小魚蝦）1200萬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算：在一食物鏈中，若求某營養(yǎng)級獲得最多能量，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”，有無道理？

根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動逐級遞減的特點和規(guī)律，營養(yǎng)級越高，可利用的能量就越少，老虎在生態(tài)系統(tǒng)中幾乎是最高營養(yǎng)級，通過食物鏈（網）流經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，能量流經各營養(yǎng)級是逐級遞減的，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營養(yǎng)級，到第五營養(yǎng)級以后，可利用的能量已減少到不能維持其生存的程度了。因為能量每流經一級都要丟失一大部分，所以食物鏈越長，流量流失就越多。3.食物鏈為什么一般不超過5個營養(yǎng)級?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，同時用一部分玉米喂雞，吃雞產下的蛋，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，同時用一部分玉米喂雞，吃雞產下的蛋，最后吃雞。研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的意義1、對能量進行多級利用，提高能量的利用率。例如：秸稈的多級利用、?；~塘小試身手：設計農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)農作物家禽、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的意義---生態(tài)農業(yè)佛山地區(qū)的?；~塘牧民草原如何放牧，才能達到產畜量高又不會導致草場退化？合理確定載畜量，滅鼠、滅蟲2、合理調整能量流動方向，使能量流向對人類最有益的部分。例如，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，獲得更多的毛、肉、皮、奶等畜產品。研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的意義富集現(xiàn)象本節(jié)知識體系能量流動概念：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：流經生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產者固定的太陽能的總量途徑：食物鏈或食物網特點單向流動：逐級遞減：沿食物鏈方向由低營養(yǎng)級流向下一營養(yǎng)級能量金字塔能量沿食物鏈流動過程中逐級遞減；傳遞效率10%~20%。研究意義調整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關系，使能量持續(xù)高效的流向對人類最有益的部分太陽能構建知識網絡小結小結生態(tài)系統(tǒng)的能量流動概念過程特點實踐意義單向流動逐級遞減傳遞效率10％～20％指生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉化和散失過程。1、幫助人們科學規(guī)劃、設計人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。2、使能量持續(xù)高效地流向對人類最有益的部分。13.5％,20％10％～20％a.下一個營養(yǎng)級不能利用的能量。如：草根b.調查時間有限，下一個營養(yǎng)級能利用而未利用的能量。如：羊不能吃完所有的草(2)第二營養(yǎng)級獲得第一營養(yǎng)級(生產者)所同化能量的百分比是多少?第三營養(yǎng)級獲得第二營養(yǎng)級百分比呢?(3)能量在相鄰的營養(yǎng)級之間的傳遞效率在多大范圍內?(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)中的能量流動是單向的

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

流入能量

流出能量（輸入后一營養(yǎng)級）

呼吸作

用散失

分解者利用

未利用

流出/流入

生產者

植食性動物

肉食性動物

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,你能總結出什么規(guī)律?三、能量流動的特點第一、單向流動：

食物鏈各個營養(yǎng)級的順序是不可逆的，而各個營養(yǎng)級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、逐級遞減,

傳遞效率為10％～20％.

逐級遞減的原因：自身呼吸消耗、被分解者分解、未被下一個營養(yǎng)級利用。什么是能量金字塔?能量金字塔

由單位時間內各營養(yǎng)級所得到的能量數(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？在一個生態(tài)系統(tǒng)中，營養(yǎng)級越多，在能量流動的過程中消耗的能量就越多，能量流動是單向、逐級遞減的。

注：在一個生態(tài)系統(tǒng)中，各營養(yǎng)級的數(shù)量不一定呈金字塔5-9學以致用：假設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的辦法是:

1.先吃雞，然后吃玉米？

2.先吃玉米，同時用部分玉米喂雞，吃雞生產的蛋，最后再吃雞？請分析討論:用能量流動的原理,解釋諺語“一山不容二虎”隱含的道理。參考要點:根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動逐級遞減的特點和規(guī)律，營養(yǎng)級越高，可利用的能量就越少，老虎在生態(tài)系統(tǒng)中幾乎是最高營養(yǎng)級，通過食物鏈(網)流經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)學道理。四、研究能量流動的實踐意義1、幫助人們科學規(guī)劃、設計人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。

如:生態(tài)農業(yè)研究能量流動有什么實踐意義?2、幫助人們合理地調整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關系，使能量持續(xù)高效地流向對人類最有益的部分。

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

蔬菜一般屬于生產者范疇，而肉屬于消費者范疇，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：關于能量流動計算規(guī)律總結1.正推類型：ABCD解題思路：至少按最小效率（10%）計算最多按最大效率（20%）計算若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%）計算最多按最小效率（10%）計算若D增重10KG，至少（或最多）消耗A多少千克？5、流經生態(tài)系統(tǒng)的總能量是指(

)A.照射到該生態(tài)系統(tǒng)內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)全部生產者所固定的太陽能的總量D.生產者傳遞給消費者的全部能量c6、假設初級消費者從生產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、能量流動的特點(4)通過以上分析,你能總結出什么規(guī)律?13.5％,20％10％～20％a.下一個營養(yǎng)級不能利用的能量。如：草根b.下一個營養(yǎng)級能利用而未利用的能量。如：羊不能吃完所有的草(1)第二營養(yǎng)級獲得第一營養(yǎng)級(生產者)所同化能量的百分比是多少?第三營養(yǎng)級獲得第二營養(yǎng)級百分比呢?(2)能量在相鄰的營養(yǎng)級之間的傳遞效率在多大范圍內?(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．以下表示動物利用食物的過程。正確的分析是

A．恒溫動物的④/③值一般高于變溫動物

B．哺乳動物的③/①值一般為10%-20%

C．提高圈養(yǎng)動物生長量一般需提高③/②值

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

A．生物與生物之間吃與被吃的關系不可逆轉，所以能量流動具單向性B．①表示流經生態(tài)系統(tǒng)內部的總能量C．一般情況下，②為①的10％～20％D．從能量關系看：②>③＋④B跟蹤反饋:三、研究能量流動的實踐意義2、幫助人們合理地調整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關系，使能量持續(xù)高效