高中生物 生态系统的能量流动

1、5.2生态系统能量流动生态系统能量流动问题探讨问题探讨 假设你像鲁滨逊那样流落在荒岛上，那里出来能假设你像鲁滨逊那样流落在荒岛上，那里出来能饮用水以外，几乎没有任何事物。你随身尚存的食物饮用水以外，几乎没有任何事物。你随身尚存的食物只有只有15Kg玉米和一只母鸡。那么玉米和一只母鸡。那么使自己活的最长使自己活的最长的的办法是办法是 : 1.1.先吃鸡，然后吃玉米先吃鸡，然后吃玉米 2.2.先吃玉米，同时用部分玉米喂鸡，吃鸡生产的蛋，先吃玉米，同时用部分玉米喂鸡，吃鸡生产的蛋，最后再吃鸡最后再吃鸡一、一、能量流动的概念能量流动的概念 生态系统的能量流动是指生态系统中能量的生态系统的能量流动是指生

2、态系统中能量的输入、输入、传递、转化传递、转化和和散失散失的过程。的过程。能量流动的分析：能量流动的分析： 能量流经能量流经一个种群一个种群的情况的情况能量能量输入输入 种群种群能量储存能量储存能量散失能量散失 研究生态系统中能量流动一般在研究生态系统中能量流动一般在群体水平群体水平上上太阳能太阳能起点：起点： 渠道渠道: :食物链和食物网食物链和食物网生产者生产者生产者所固定的太阳能的生产者所固定的太阳能的总量总量( (约占约占1%)1%) 二、能量流动的过程二、能量流动的过程生产者生产者消费者消费者太阳光能太阳光能 前一营养级前一营养级 5.5.各营养级能量的去路有哪些？请各营养级能量的去

3、路有哪些？请以以生产者生产者( (第一营养级第一营养级) )为例为例说明说明. .1.1.生态系统的能量来源是什么？生态系统的能量来源是什么？2.2.能量流动的起点和渠道是什么？能量流动的起点和渠道是什么？3.3.流经生态系统的总能量是什么？流经生态系统的总能量是什么？4.4.各个营养级能量的来源又是什么？各个营养级能量的来源又是什么？请阅读并讨论请阅读并讨论: :呼吸作用消耗呼吸作用消耗 用于生长、发育、繁殖等生命活动用于生长、发育、繁殖等生命活动被分解者所利用被分解者所利用 被下一营养级的生物所利用被下一营养级的生物所利用 能量的传递能量的传递能量传递的形式是什么？能量传递的形式是什么？

4、储存在有机物中的化学能储存在有机物中的化学能生产者能量的变化生产者能量的变化初级消费初级消费者摄入者摄入生产者生产者光光合合作作用用分解者利用分解者利用呼吸作用散失呼吸作用散失自身的生自身的生长发育和长发育和繁殖繁殖太阳太阳初级消费者初级消费者摄入摄入用于生长用于生长发育和繁殖发育和繁殖次级消费者次级消费者摄入摄入呼吸作用呼吸作用散失散失遗体遗体残骸残骸初级消费者初级消费者同化同化分解者利用分解者利用粪便粪便呼吸作用呼吸作用散失散失呼吸作用消耗呼吸作用消耗分解者分解利用分解者分解利用下一营养级摄入下一营养级摄入去路：去路：.摄入量就是同化量吗？摄入量就是同化量吗？同化量同化量=呼吸消耗量呼吸消

5、耗量+用于生长、发育和繁殖的能量用于生长、发育和繁殖的能量 （下一营养级同化（下一营养级同化+分解者分解利用）分解者分解利用）摄入量摄入量= =同化量同化量+ +粪便量粪便量不是不是同化作用同化作用是指生物体把从外界环境中获取的营养物是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身物质，并且储存能量的过程。质转变成自身物质，并且储存能量的过程。（属于分解者利用的能量）（属于分解者利用的能量）下一营养级的摄入量下一营养级的摄入量生态系统的能量流动过程图解生态系统的能量流动过程图解: :生产者生产者(植物植物)初级消费者初级消费者(植食动物植食动物)次级消费者次级消费者(肉食动物肉食动物)三级消费

6、者三级消费者(肉食动物肉食动物)ABCBB请表述请表述: :图中的图中的箭头箭头A A、B B、C C各表示什么含义各表示什么含义? ?请观察请观察: :生态系统的能量流动图解生态系统的能量流动图解: :生产者生产者(植物植物)呼吸作用呼吸作用初级消费者初级消费者(植食动物植食动物)呼吸作用呼吸作用次级消费者次级消费者(肉食动物肉食动物)呼吸作用呼吸作用分分 解解 者者呼吸呼吸三级消费者三级消费者(肉食动物肉食动物)呼吸作用呼吸作用请讨论请讨论: :流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来? ?例例11.下列有关能量流动过程的叙述，正确的是下

7、列有关能量流动过程的叙述，正确的是 （ ） A.当狼吃掉一只兔子时，就获得了兔子的全部当狼吃掉一只兔子时，就获得了兔子的全部能量能量 B.当狼捕食兔子并经同化作用合成了自身的有机当狼捕食兔子并经同化作用合成了自身的有机物时，能量就从第一营养级流入了第二营养级物时，能量就从第一营养级流入了第二营养级 C.生产者通过光合作用制造有机物时，能量就由生产者通过光合作用制造有机物时，能量就由无机环境流入了生物群落无机环境流入了生物群落 D.生态系统的能量流动是从消费者捕食开始的生态系统的能量流动是从消费者捕食开始的C2.初级消费者体内的能量，其去路不包括初级消费者体内的能量，其去路不包括 （ ） A.被

8、次级消费者获得被次级消费者获得 B.被第二营养级的其他生物获得被第二营养级的其他生物获得 C.被自身呼吸作用消耗被自身呼吸作用消耗 D.被分解者通过呼吸作用散失到环境中被分解者通过呼吸作用散失到环境中B赛达伯格湖能量流动图解赛达伯格湖能量流动图解三、能量流动的特点三、能量流动的特点营养级营养级流入能量流入能量流出能量流出能量（输入后一（输入后一个营养级）个营养级）出入比出入比生产者生产者植食性动物植食性动物肉食性动物肉食性动物 分解者分解者 464.6464.662.862.812.612.614.614.662.862.812.612.613.52%13.52%20.06%20.06%1.1

9、.根据赛达伯格湖能量流动图解完成下列表格根据赛达伯格湖能量流动图解完成下列表格2.2.根据根据“赛达伯格湖的能量流动图解赛达伯格湖的能量流动图解”，计算相邻两，计算相邻两个营养级间能量传递效率。个营养级间能量传递效率。各营养级之间的传递效率各营养级之间的传递效率在多大范围内在多大范围内? ?传递效率传递效率= =上一营养级的同化量上一营养级的同化量本营养级的同化量本营养级的同化量100%100%从第一营养级到第二营养级的传递效率从第一营养级到第二营养级的传递效率从第二营养级到第三营养级的传递效率从第二营养级到第三营养级的传递效率13.5%13.5%20%20%结论：结论：相邻营养级的传递效率大

10、约是相邻营养级的传递效率大约是10%20%10%20%。 流入某一营养级的能量主要有以下去向：一部分流入某一营养级的能量主要有以下去向：一部分通过该营养级的通过该营养级的呼吸作用散失了呼吸作用散失了；一部分作为排出；一部分作为排出物、遗体或残枝败叶物、遗体或残枝败叶不能进入下一营养级，而为分不能进入下一营养级，而为分解者所利用解者所利用；还有一部分；还有一部分未能进入（未被捕食）未能进入（未被捕食）下下一营养级。所以，流入某一营养级的能量不可能百一营养级。所以，流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一营养级。分之百地流到下一营养级。 3.3.流入某一营养级的能量，为什么不会百分之百流到流入

11、某一营养级的能量，为什么不会百分之百流到下一个营养级？下一个营养级？三、能量流动的特点三、能量流动的特点第二、逐级递减：第二、逐级递减： 逐级递减的原因：逐级递减的原因：自身呼吸消耗、被分解者分解、自身呼吸消耗、被分解者分解、未被下一个营养级利用。未被下一个营养级利用。传递效率为传递效率为1020.第一、单向流动：第一、单向流动：只能沿食物链由低营养级流向高营养级只能沿食物链由低营养级流向高营养级以以热能热能形式散失的能量无法再被利用形式散失的能量无法再被利用能量金字塔能量金字塔 由单位时间内各营养级所得到的能量数值由单位时间内各营养级所得到的能量数值由低到高绘制的图形叫做由低到高绘制的图形叫

12、做能量金字塔能量金字塔. . 说一说说一说能量金字塔可以说明能量金字塔可以说明什么问题？什么问题？在一个生态系统中，营养级在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动的过程中越多，在能量流动的过程中消耗的能量就越多，能量流消耗的能量就越多，能量流动是单向、逐级递减的。动是单向、逐级递减的。在一片树林中，树、昆虫和食虫鸟的个体数在一片树林中，树、昆虫和食虫鸟的个体数比例关系如下图所示：比例关系如下图所示：昆虫昆虫树树鸟鸟数量比例图数量比例图鸟鸟树树昆虫昆虫能量金字塔能量金字塔生物数目一定也是金字塔吗生物数目一定也是金字塔吗? ?学以致用学以致用 假设你像鲁滨逊那样流落在荒岛上，那里出来能假设你像鲁滨

13、逊那样流落在荒岛上，那里出来能饮用水以外，几乎没有任何事物。你随身尚存的食物饮用水以外，几乎没有任何事物。你随身尚存的食物只有只有15Kg玉米和一只母鸡。那么玉米和一只母鸡。那么使自己活的最长使自己活的最长的的办法是办法是 : 1.1.先吃鸡，然后吃玉米先吃鸡，然后吃玉米 2.2.先吃玉米，同时用部分玉米喂鸡，吃鸡生产的蛋，先吃玉米，同时用部分玉米喂鸡，吃鸡生产的蛋，最后再吃鸡最后再吃鸡玉米玉米鸡鸡人人1.玉米玉米鸡鸡人人2.假设：能量的传递效率为假设：能量的传递效率为10%，母鸡重量为，母鸡重量为2Kg，计算第一种的情况，人所得的能量是？计算第一种的情况，人所得的能量是？第二种情况中，第二种

14、情况中，1/3的玉米给鸡吃，剩下的全给人吃。的玉米给鸡吃，剩下的全给人吃。那么人所得的能量是多少？那么人所得的能量是多少？玉米玉米鸡鸡人人玉米玉米鸡鸡人人四、研究能量流动的实践意义四、研究能量流动的实践意义2 2、帮助人们合理地调整生态系统中的能量、帮助人们合理地调整生态系统中的能量 流动关系，流动关系，使能量持续高效地流向对人使能量持续高效地流向对人 类最有益的部分。类最有益的部分。 如如: :草场放牧草场放牧1 1、帮助人们科学规划、设计人工生态系统，、帮助人们科学规划、设计人工生态系统， 使使能量得到最有效的利用。能量得到最有效的利用。 如如: :生态农业生态农业 桑基鱼塘桑基鱼塘沼气池

15、小结小结小结小结生态系统的能量流动生态系统的能量流动概念概念过程过程特点特点实践实践意义意义单向流动单向流动逐级递减逐级递减传递效率传递效率指生态系统中能量的指生态系统中能量的输入输入、传递传递、转化转化和和散失散失过程。过程。1 1、帮助人们科学规划、设计人工生态、帮助人们科学规划、设计人工生态 系统，使能量得到系统，使能量得到最有效最有效的利用。的利用。2 2、使能量、使能量持续高效持续高效地流向对人类最地流向对人类最 有益的部分。有益的部分。跟踪反馈跟踪反馈: :1.1.流经生态系统的总能量是流经生态系统的总能量是( )( ) A. A. 照射到该生态系统内所有植物体叶面上的太阳能照射到

16、该生态系统内所有植物体叶面上的太阳能 B. B. 射进该系统的全部太阳能射进该系统的全部太阳能 C. C. 该系统全部生产者所固定的太阳能的总量该系统全部生产者所固定的太阳能的总量 D. D. 生产者传递给消费者的全部能量生产者传递给消费者的全部能量C B B 2.2.生态系统的能量金字塔中，构成塔基的生态系统的能量金字塔中，构成塔基的 一般是一般是( )( ) A A初级消费者初级消费者 B B生产者生产者 C C次级消费者次级消费者 D D分解者分解者 3.3.初级消费者体内能量的去路不包括初级消费者体内能量的去路不包括( )( ) A A用于自身的生长、发育和繁殖用于自身的生长、发育和繁

17、殖 B B被第一营养级的其他生物所获得被第一营养级的其他生物所获得 C C以热能的形式散失以热能的形式散失 D D被分解者分解释放到环境中去被分解者分解释放到环境中去B B C C4.4.根据生态学原理，要使能量流经食物链总消耗根据生态学原理，要使能量流经食物链总消耗 最少，人们应采用哪种食物结构（最少，人们应采用哪种食物结构（ ） A A以禽类、蛋类为主以禽类、蛋类为主 B B以淡水养殖的鱼、虾为主以淡水养殖的鱼、虾为主 C C以谷物和植物蛋白为主以谷物和植物蛋白为主 D D以猪肉等家畜肉类为主以猪肉等家畜肉类为主A A营养级营养级能量（能量（Jm-2Jm-2）a a141.10141.10

18、10105 5b b15.9115.9110105 5c c0.880.8810105 5d d871.27871.2710105 55 5、调查得知某河流生态系统的营养结构共有、调查得知某河流生态系统的营养结构共有4 4个个营养级（以营养级（以a a、b b、c c、d d表示）。经测定一年中流表示）。经测定一年中流经这经这4 4个营养级的能量分别为：个营养级的能量分别为：该生态系统中初级消费者是该生态系统中初级消费者是( )( )A A、 a Ba B、b b C C、 c Dc D、d d6.根据下图所表示的食物网根据下图所表示的食物网, 结合能量流动的特点进结合能量流动的特点进行计算行计算:牧草牧草鼠鼠蛇蛇猫头鹰猫头鹰 如果牧草固定了如果牧草固定了1000焦耳的能量焦耳的能量, 则猫头鹰则猫头鹰最少能获