生態(tài)系統(tǒng)的能量流動 (完美版)

1、第2節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動,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(chǎn)下的蛋，最后吃雞。,生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。,生態(tài)系統(tǒng)的能量流動,草的能量是怎樣得來的,光合作用,？,呼吸消耗,分解者分解,供下一營養(yǎng)級攝入,草的能量的去向,？,生產(chǎn)者固定的太陽能,呼吸消耗,用于生長、發(fā)育、繁殖,遺體、 殘枝敗葉,分解者利用,初級消費者攝食,能量在第一營養(yǎng)級中的變化,兔子的攝入量就是兔子的同化量嗎？,(同化量=攝入量糞便量）,攝入量:下一個營養(yǎng)級通過捕食的方式從上一個營養(yǎng)級獲得的能量.,初級消費者 攝入,用于生長

2、 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,.,能量在第二營養(yǎng)級中的變化,？,呼吸消耗,鷹(最高營養(yǎng)級)的能量去向如何,分解者分解,生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖解:,生產(chǎn)者(植物),呼吸作用,植食動物,呼吸作用,肉食動物,呼吸作用,分 解 者,呼吸作用,肉食動物,呼吸作用,能量沿著食物鏈流動,在這個過程中每一個營養(yǎng)級都有輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失。,、能量流動的起點：（能量的最終源頭）,從生產(chǎn)者固定太陽能開始（太陽能）,生產(chǎn)者光合作用固定的太陽能總量,3、生態(tài)系統(tǒng)能量流動的渠道：,總結(jié),食物鏈和食物網(wǎng),2、流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：,4|、生態(tài)系統(tǒng)能

3、量的散失：,熱能,思考與討論:,生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒定律，為什么？,在生態(tài)系統(tǒng)中，能量的形式不斷轉(zhuǎn)換，如太陽輻射能通過綠色植物的光合作用轉(zhuǎn)變?yōu)閮Υ嬗谟袡C物化學鍵中的化學能；動物通過消耗自身體內(nèi)儲存的化學能變成爬、跳、飛、游的機械能。在這些過程中，能量既不能憑空產(chǎn)生，也不會消滅，只能由一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式。因此，對于生態(tài)系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換和傳遞過程，都可以根據(jù)熱力學第一定律進行定量計算。,輸入某營養(yǎng)級的總能量呼吸作用消耗的能量分解者分解的能量流入下一營養(yǎng)級的能量,流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到這個生態(tài)系統(tǒng)？,能量在生態(tài)系統(tǒng)中的流動，很大部分被各個營養(yǎng)級的生物利用，通過呼吸

4、作用以熱能的形式散失。散失到空間的熱能不能再回到生態(tài)系統(tǒng)參與流動。因為至今尚未發(fā)現(xiàn)以熱能作為能源合成有機物的生物,分析”塞達伯格湖的能量流動圖解”,資料分析,“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗和未被后一下營養(yǎng)級和分解者利用的能量,62.8,13.52%,12.6,20.06%,1.用表格的形式，將圖中的數(shù)據(jù)進行整理 2.計算“流出”該營養(yǎng)級的能量占“流入”該營養(yǎng)級能量的百分比?,.,.,.,一部分通過該營養(yǎng)級的呼吸作用散失了。 一部分作為遺體或殘枝敗葉而被分解者所分解。 還有一部分進入下一營養(yǎng)級（被捕食） 。,提示：流入某一營養(yǎng)級的能量主要有以下去向：,所以，流入某一營養(yǎng)級的能量不可能百分之百

5、地流到下一營養(yǎng)級。,2流入某一營養(yǎng)級的能量，為什么不是百分百地流到下一營養(yǎng)級？,生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點：,逐級遞減:,單向流動:,生產(chǎn)者,次級消費者,三級消費者,初級消費者,不循環(huán)，不可逆,能量在沿食物鏈流動的過程中是逐漸減少的,在相鄰兩個營養(yǎng)級中的傳遞效率大約是10%20%,問題探討,假如你流落到荒島上，只有一只母雞、kg玉米,先吃雞，再吃玉米？ 先吃玉米，同時用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋？,增加了食物鏈的長度，能量逐級遞減，最后人獲得的能量較少,能量金字塔,如果把各個營養(yǎng)級的生物量（質(zhì)量）和數(shù)量關系，用繪制能量金字塔的方式表達出來，是不是也是金字塔形？,想一想：,從能量流動金字塔可以看出

6、：營養(yǎng)級越多，在能量流動中消耗的能量就 _。,越多,數(shù)量金字塔,有沒有例外的情況？,想一想：,在一片樹林中，樹、昆蟲和食蟲鳥的個體數(shù)比例關系如下圖所示：,鳥,樹,昆蟲,昆蟲,樹,鳥,數(shù)量比例圖,能量金字塔,成千上萬只昆蟲生活在一株大樹上，該數(shù)量金字塔的塔形也會發(fā)生倒置。,例如，在海洋生態(tài)系統(tǒng)中，由于生產(chǎn)者（浮游植物）的個體小，壽命短，又會不斷地被浮游動物吃掉，所以某一時刻調(diào)查到的浮游植物的量可能低于浮游動物的量。當然，總的來看，一年中流過浮游植物的總能量還是比流過浮游動物的要多。,生物量金字塔,2.為什么一般的食物鏈上營養(yǎng)級不會多于5個？,答：根據(jù)能量傳遞效率為10%20%計算，流入到下一營養(yǎng)

7、級能量是很少的。所以營養(yǎng)級越高生物種類和數(shù)量就越少。當能量流經(jīng)45個營養(yǎng)級，所剩的能量就少到不足以再維持下一營養(yǎng)級的生命了。因為能量每流經(jīng)一級都要丟失一大部分，所以食物鏈越長，能量流失就越多。,思考： 1、從能量流動的特點角度解釋為什么食物鏈一般不超過五個營養(yǎng)級及“一山不容二虎”的原理。,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(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)學道理。,1.為什么說“一山不容二虎”?,1.為什么肉類食品的價格比小白菜價格高？ 2.為什么

8、幾平方公里才能有一只虎,而幾平方米卻有百萬昆蟲? 3.人增加一千克，要消耗多少克的植物？(從不同食物鏈考慮),知識應用,例、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？,生產(chǎn)者固定的太陽能,0,人們雖然不能改變能量流動的客觀規(guī)律，但可設法調(diào)整能量流動方向，使能量流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?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,三.研究能量流動的意義,桑基魚塘,“?；~塘”的設計理念是從人類所需出發(fā)，通過能量多級利用，充分利用流經(jīng)各營養(yǎng)級的能量，提高生產(chǎn)效益。,2、合

9、理調(diào)整能量流動關系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧?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(nèi)，獲得更多的毛、肉、皮、奶等畜產(chǎn)品。,研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的意義,思考：從能量流動的角度分析農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中除草、滅蟲的生態(tài)原理。,1. 根據(jù)能量流動效率直接計算,例1 某生態(tài)系統(tǒng)中初級消費者和次級消費者的總能量分別是W1和W2，當下列哪種情況發(fā)生時，最有可能使生態(tài)平衡遭到破壞（ ） A. B. C. D.,例2 有5個營養(yǎng)級的一條食物鏈，若第五營養(yǎng)級的生物體重增加1kg，理論上至少要消耗第一營養(yǎng)級的生物（ ） A. 25kg B. 125kg C

10、. 625kg D.3125kg,2. 根據(jù)隱含的能量流動數(shù)量關系進行計算,例3 在某生態(tài)系統(tǒng)中，已知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。若各營養(yǎng)級生物所攝入的食物全轉(zhuǎn)化成能量的話，那么，這只鷹轉(zhuǎn)化綠色植物的百分比應為（ ） A. 0.05% B. 0.5% C. 0.25% D. 0.025%,3. 根據(jù)規(guī)定的能量流動效率計算,例4 有一食物網(wǎng)如圖1所示。假如貓頭鷹的食物2/5來自兔子，2/5來自老鼠，其余來自蛇，那么貓頭鷹要增加20g體重，最多消耗植物多少克？,例5 在如下圖3所示的食物網(wǎng)中，已知各營養(yǎng)級之間的

11、能量轉(zhuǎn)化效率為10%，若一種生物攝食兩種上一營養(yǎng)級的生物時，兩種被攝食的生物量相等，則丁每增加10千克生物量，需消耗生產(chǎn)者多少千克？,4. 根據(jù)變化的能量流動效率計算,例6 已知在如下圖4所示的食物網(wǎng)中，C生物同化的總能量為a，其中A生物直接供給C生物的比例為x，則按最低的能量傳遞效率計算，需要A生物的總能量（y）與x的函數(shù)關系式為_。,5. 根據(jù)特定的能量流動要求計算,例7 有一食物網(wǎng)如下圖5所示，設E種群干物質(zhì)量為5.8109kJ，B種群干物質(zhì)量為1.3108kJ，則A種群干物質(zhì)量的值至少是_。,生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程。,1、單向流動：生產(chǎn)者 初級消費者,調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)

12、中的能量流動關系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧?1、能量的源頭：太陽能,2、流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產(chǎn)者固定,3、總渠道：食物鏈或食物網(wǎng),2、逐級遞減：傳遞效率為10% 20%,的太陽能的總量。,次級消費者,概念：,過程,特點,意義：,生態(tài)系統(tǒng)的能量流動,歸納：,反饋練習：,1、在一個處于平衡狀態(tài)的封閉的生態(tài)系 統(tǒng)內(nèi)，要使其中的動物能夠長時間存活，必須提供（ ）Ao2 BH2oC有機物 D太陽能,B,D,2、在一條食物鏈中，第二營養(yǎng)級能量最 多有多少流入到第五營養(yǎng)級（ ） A. 1/5 B.1/125 C.1/25 D.1/625,3、肉食動物不可能是一條食物鏈中的第幾 營養(yǎng)級（

13、）A第五 B第二C第三 D第四4、對水稻鼠蛇鷹這條食物鏈的錯誤 描述是（ ） A.水稻是生產(chǎn)者 B.鼠是初級消費者 C.蛇是次級消費者 D.鷹屬于第三營養(yǎng)級,B,D,5.下面有關生態(tài)系統(tǒng)能量流動的表述，不正確的是（） A .能量流動是單向流動，逐級遞減的 B.食物鏈越短，可供消費者的能量越多 C .初級消費者越多，次級消費者獲得的能量越少 D .營養(yǎng)級越多，散失的能量越多,6.假設一個生態(tài)系統(tǒng)的總能量為，按最高傳遞效率計算，第三營養(yǎng)級和三級消費者所獲得的能量應為（ ） A.和B.和. C .和. D.和,C,C,練習題,1. 根據(jù)生態(tài)學原理，使能量在流動過程中損耗最低，應采用的一組食物結(jié)構(gòu) A

14、.以淡水養(yǎng)殖的魚類為主 B.以谷物與植物蛋白為主 C.以海洋魚類為主 D.以禽肉與蛋為主,2.下圖是某一生態(tài)系統(tǒng)的能量錐體，能正確反映能量流動特點的是：,A,B,C,D,D,B,4.在生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔中，貯存能量最多的成分是： A.生產(chǎn)者 B.初級消費者 C.次級消費者 D.分解者,3.一般地說，在食物鏈中隨營養(yǎng)級的遞增，生物個體數(shù)量將依次： A.遞增B.不變 C.遞減 D.稍增加,C,A,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 部太陽能 B. 射進該系統(tǒng)的全部太陽能 C. 該系統(tǒng)全部生產(chǎn)者所固定的太陽能的總量 D. 生產(chǎn)者傳遞給消費者的全部能量,c,6、假設初級消費者從生產(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,7.假設一個生態(tài)系統(tǒng)的總能量為，按最高傳遞效率計算，第三營養(yǎng)級和三級消費者所獲得的能量應為（ ） A.和B.和.C.和. D.和,C,7.識圖作答：下圖表示生態(tài)系統(tǒng)的能量 流動，請據(jù)圖回答：,（1）將A、B