生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)

溫故而知新1.生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括哪兩方面？2.生態(tài)系統(tǒng)的組成成分有哪些？3.生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)是什么?4.生態(tài)系統(tǒng)的主要功能有哪些？生態(tài)系統(tǒng)的組成成分,食物鏈和食物網(wǎng)生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者、非生物的物質(zhì)和能量食物鏈和食物網(wǎng)能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)、信息傳遞目前一頁(yè)\總數(shù)四十頁(yè)\編于十七點(diǎn)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。問(wèn)題探討目前二頁(yè)\總數(shù)四十頁(yè)\編于十七點(diǎn)不管你作出了何種選擇，我們暫且不做評(píng)價(jià)，在我們學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)后，你就會(huì)評(píng)判自己是否作了最聰明的選擇，如果你沒(méi)有，而這又是真實(shí)且殘酷的現(xiàn)實(shí)，也許你就掛了！目前三頁(yè)\總數(shù)四十頁(yè)\編于十七點(diǎn)第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)第五章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性目前四頁(yè)\總數(shù)四十頁(yè)\編于十七點(diǎn)生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失過(guò)程。能量是如何輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的呢？一、能量流動(dòng)的概念目前五頁(yè)\總數(shù)四十頁(yè)\編于十七點(diǎn)草兔鷹能量流動(dòng)的渠道是什么？食物鏈和食物網(wǎng)目前六頁(yè)\總數(shù)四十頁(yè)\編于十七點(diǎn)1、小草的能量來(lái)自哪里?2、照射在草地上的太陽(yáng)能如何被小草吸收?這些能量都被小草吸收了嗎?3、小草吸收了太陽(yáng)能后,這些能量有哪些去向?目前七頁(yè)\總數(shù)四十頁(yè)\編于十七點(diǎn)１％輸入光合作用生產(chǎn)者所固定的太陽(yáng)能（植物）二、能量流動(dòng)的過(guò)程呼吸作用（以熱能的形式散失）第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)：用于生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖（儲(chǔ)存在植物體中的有機(jī)物）初級(jí)消費(fèi)者（兔）遺體殘骸分解者同化量呼吸量?jī)?chǔ)存量目前八頁(yè)\總數(shù)四十頁(yè)\編于十七點(diǎn)1.能量的來(lái)源是什么？2.非生物的能量是如何輸入生物群落的？3.生產(chǎn)者的能量的去路有哪些？3.能量流動(dòng)的渠道是什么？4.能量流動(dòng)的起點(diǎn)是什么？5.流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是什么？太陽(yáng)能光合作用從生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能開(kāi)始生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能總量二、能量流動(dòng)的過(guò)程食物鏈和食物網(wǎng)呼吸作用消耗生長(zhǎng)發(fā)育繁殖下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)攝入分解者分解目前九頁(yè)\總數(shù)四十頁(yè)\編于十七點(diǎn)兔子把草吃進(jìn)肚子里,草中的能量都能被兔子吸收嗎?目前十頁(yè)\總數(shù)四十頁(yè)\編于十七點(diǎn)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)者攝入分解者利用遺體殘骸糞便呼吸作用散失呼吸作用散失第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)二、能量流動(dòng)的過(guò)程攝入量同化量?jī)?chǔ)存量∧∧攝入量同化量呼吸量?jī)?chǔ)存量攝入量=同化量+糞便量同化量=呼吸量+儲(chǔ)存量目前十一頁(yè)\總數(shù)四十頁(yè)\編于十七點(diǎn)在草原上，牛以草為食，屎殼郎以牛糞為食。思考：a、在能量流動(dòng)的分析中牛糞中所含的能量屬于哪一部分？b、被牛同化的能量中約有多少流入屎殼郎？

草固定的太陽(yáng)能0思維訓(xùn)練某營(yíng)養(yǎng)級(jí)中糞便的能量不屬于該營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量，而是屬于上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量目前十二頁(yè)\總數(shù)四十頁(yè)\編于十七點(diǎn)１.能量的轉(zhuǎn)化？總結(jié)1.各個(gè)環(huán)節(jié)的能量的來(lái)源和去路如何？2.能量傳遞的形式是什么？3.能量的轉(zhuǎn)化？4.能量散失的形式和途徑是什么？第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)：太陽(yáng)能后面各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)：上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)所同化的能量來(lái)源去路呼吸作用消耗下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化分解者釋放有機(jī)物中的化學(xué)能太陽(yáng)能化學(xué)能熱能形式：熱能途徑：呼吸作用（各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)自身和分解者）(最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物除外)

目前十三頁(yè)\總數(shù)四十頁(yè)\編于十七點(diǎn)初級(jí)消費(fèi)者（植食性動(dòng)物）生產(chǎn)者（植物）次級(jí)消費(fèi)者（肉食性動(dòng)物）三級(jí)消費(fèi)者（肉食性動(dòng)物）分解者呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)圖解注意：方框從大到小：隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)的升高，儲(chǔ)存在生物體內(nèi)的能量越來(lái)越少。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。目前十四頁(yè)\總數(shù)四十頁(yè)\編于十七點(diǎn)１.

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)？不能思考與討論２.

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？遵循目前十五頁(yè)\總數(shù)四十頁(yè)\編于十七點(diǎn)根據(jù)上圖所提供數(shù)據(jù)，完成95頁(yè)資料分析的問(wèn)題三、能量流動(dòng)的特點(diǎn)“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗和未被后一下?tīng)I(yíng)養(yǎng)級(jí)和分解者利用的能量（現(xiàn)存的）目前十六頁(yè)\總數(shù)四十頁(yè)\編于十七點(diǎn)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%1、2：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)的同化能量目前十七頁(yè)\總數(shù)四十頁(yè)\編于十七點(diǎn)３.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：①呼吸作用散失了；②排出物、遺體為分解者利用；③“未被利用”的能量（未能進(jìn)入（未被捕食）下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)）。④流入下一個(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)。目前十八頁(yè)\總數(shù)四十頁(yè)\編于十七點(diǎn)１.單向流動(dòng)：原因：

①能量流動(dòng)是沿食物鏈進(jìn)行的，食物鏈中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的捕食關(guān)系是長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果，是不可逆轉(zhuǎn)的。

②各營(yíng)養(yǎng)級(jí)通過(guò)呼吸作用所產(chǎn)生的熱能不能被生物群落重復(fù)利用，因此能量流動(dòng)無(wú)法循環(huán)。２.逐級(jí)遞減：原因：自身呼吸消耗、被分解者分解、未被利用。傳遞效率為10％～20％.三、能量流動(dòng)的特點(diǎn)不可逆轉(zhuǎn)，不能循環(huán)目前十九頁(yè)\總數(shù)四十頁(yè)\編于十七點(diǎn)例1.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】應(yīng)按照能量傳遞的最大效率20%計(jì)算。最大值：24000×20%×20%×20%=192kJ例2.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。目前二十頁(yè)\總數(shù)四十頁(yè)\編于十七點(diǎn)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“最高”值10％流動(dòng)②求“最少”則按“最低”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】目前二十一頁(yè)\總數(shù)四十頁(yè)\編于十七點(diǎn)例3.由于“赤潮”的影響，一條4kg重的雜食性海洋魚(yú)死亡，假如該雜食性的食物有1/2來(lái)自植物，1/4來(lái)自草食魚(yú)類，1/4來(lái)自以草食魚(yú)類為食的小型肉食魚(yú)類，按能量流動(dòng)效率20%計(jì)算，該雜食性魚(yú)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(yú)類雜食性海洋魚(yú)小型肉食魚(yú)類共需海洋植物：4×1/2×5＋4×1/4×5×5＋4×1/4×5×5×5=160kg目前二十二頁(yè)\總數(shù)四十頁(yè)\編于十七點(diǎn)例4.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。【解析】在“小魚(yú)→大魚(yú)→人”的傳遞途徑中，大魚(yú)的生物量至少為0.5÷20%＝2.5kg，小魚(yú)的生物量至少為2.5÷20%＝12.5kg；在“小魚(yú)→人”的傳遞途徑中，小魚(yú)的生物量至少是0.5÷20%＝2.5kg。因此，小魚(yú)的生物量總量至少為12.5+2.5=15kg。同理：在“水藻→水蚤→蝦→小魚(yú)”的傳遞過(guò)程中，水藻的生物量至少是15÷2÷20%÷20%÷20%＝937.5kg；在“水藻→小魚(yú)”的傳遞過(guò)程中，水藻的生物量至少是15÷2÷20%＝37.5kg。因此，水藻的生物量總量至少為937.5+37.5=975kg。答案：975。目前二十三頁(yè)\總數(shù)四十頁(yè)\編于十七點(diǎn)例5.下圖食物網(wǎng)中，若人的體重增加1kg，最少消耗水藻____kg，最多消耗水藻_______kg?！窘馕觥勘绢}中，最短食物鏈為水蚤→小魚(yú)→人，傳遞效率按20％計(jì)算。設(shè)最少消耗水藻為x，則x×20％×20％＝1，所以x=25.要求最多消耗就要選擇水藻→水蚤→蝦→小魚(yú)→大魚(yú)→人，傳遞率按10％計(jì)算。設(shè)最多消耗為y，則y×(10%)5=1，y=105kg。目前二十四頁(yè)\總數(shù)四十頁(yè)\編于十七點(diǎn)生產(chǎn)者最少消耗最多消耗選最短食物鏈選最大傳遞效率20%選最長(zhǎng)食物鏈選最小傳遞效率10%消費(fèi)者獲得最多消費(fèi)者獲得最少【規(guī)律】目前二十五頁(yè)\總數(shù)四十頁(yè)\編于十七點(diǎn)根據(jù)下圖所表示的食物網(wǎng),結(jié)合能量流動(dòng)的特點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算:牧草鼠蛇貓頭鷹

如果牧草固定了1000焦耳的能量,則貓頭鷹最少能獲得______焦耳能量,最多能獲得______焦耳能量.若貓頭鷹要獲得1千焦能量,則至少消耗掉牧草所固定的______千焦能量,最多消耗牧草固定的______千焦能量.140251000思維訓(xùn)練目前二十六頁(yè)\總數(shù)四十頁(yè)\編于十七點(diǎn)從中可以看出，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。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，可形成一個(gè)金字塔圖形，叫做能量金字塔。能量金字塔第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量低高低高目前二十七頁(yè)\總數(shù)四十頁(yè)\編于十七點(diǎn)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(guò)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。為什么食物鏈一般不超過(guò)5個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)?舉一反三10%~20%生產(chǎn)者10%~20%初級(jí)消費(fèi)者次級(jí)消費(fèi)者10%~20%……目前二十八頁(yè)\總數(shù)四十頁(yè)\編于十七點(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(guò)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。為什么說(shuō)“一山不容二虎”?學(xué)以致用目前二十九頁(yè)\總數(shù)四十頁(yè)\編于十七點(diǎn)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。融會(huì)貫通問(wèn)題探討目前三十頁(yè)\總數(shù)四十頁(yè)\編于十七點(diǎn)植物->牛->人植物->人人們應(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)？目前三十一頁(yè)\總數(shù)四十頁(yè)\編于十七點(diǎn)能量金字塔數(shù)量金字塔生物量金字塔形狀特點(diǎn)呈正金字塔形一般為正金字塔形，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)倒金字塔形一般為正金字塔形生態(tài)金字塔含義每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物所含能量的多少每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物個(gè)體的數(shù)目

每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物現(xiàn)存生物的總質(zhì)量目前三十二頁(yè)\總數(shù)四十頁(yè)\編于十七點(diǎn)(1)數(shù)量金字塔特殊實(shí)例:鳥(niǎo)樹(shù)昆蟲(chóng)數(shù)量比例圖鳥(niǎo)樹(shù)昆蟲(chóng)能量金字塔(2)生物量金字塔特殊實(shí)例及分析

如海洋生態(tài)系統(tǒng)中，生產(chǎn)者浮游植物個(gè)體小，壽命短，又會(huì)不斷被浮游動(dòng)物吃掉，因而某一時(shí)間調(diào)查到的浮游植物生物量可能要低于其捕食者浮游動(dòng)物的生物量。如成千上萬(wàn)只昆蟲(chóng)生活在一顆大樹(shù)上時(shí)。目前三十三頁(yè)\總數(shù)四十頁(yè)\編于十七點(diǎn)能量金字塔(2)生物量金字塔特殊實(shí)例及分析

如海洋生態(tài)系統(tǒng)中，生產(chǎn)者浮游植物個(gè)體小，壽命短，又會(huì)不斷被浮游動(dòng)物吃掉，因而某一時(shí)間調(diào)查到的浮游植物生物量可能要低于其捕食者浮游動(dòng)物的生物量。浮游動(dòng)物生物量金字塔浮游植物特殊情況：浮游動(dòng)物浮游植物目前三十四頁(yè)\總數(shù)四十頁(yè)\編于十七點(diǎn)人類能不能改變生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的規(guī)律？目前三十五頁(yè)\總數(shù)四十頁(yè)\編于十七點(diǎn)?；~(yú)塘目前三十六頁(yè)\總數(shù)四十頁(yè)\編于十七點(diǎn)研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義１.使廢物資源化，實(shí)現(xiàn)能量的多級(jí)利用，提高能量的利用率。秸稈的多級(jí)利用桑蠶蠶糞塘泥魚(yú)塘?；~(yú)塘目前三十七頁(yè)\總數(shù)四十頁(yè)\編于十七點(diǎn)鋤去農(nóng)田中的雜草，修去樹(shù)木的側(cè)枝，目的是什么?思考：2.使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟?/p>