第2节 生态系统的能量流动

1、 假设你像小说中的鲁滨逊一样，流落到一个假设你像小说中的鲁滨逊一样，流落到一个不毛的荒岛上，那里除了有能饮用的水之外，不毛的荒岛上，那里除了有能饮用的水之外，几乎没有任何食物，你随身携带的食物只有几乎没有任何食物，你随身携带的食物只有5 5千克玉米千克玉米和和一只母鸡一只母鸡。你认为哪种生存策略能。你认为哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援？（）让你维持更长的时间来等待救援？（） A.A.先吃鸡，然后吃玉米。先吃鸡，然后吃玉米。 B.B.先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。产下的蛋，最后吃鸡。鸡鸡人人玉米玉米玉米玉米人人鸡鸡A第第2

2、 2节节 生态系统的能量流动生态系统的能量流动三、研究能量流动的实践意义三、研究能量流动的实践意义二、能量流动的特点二、能量流动的特点一、能量流动的过程一、能量流动的过程生态系统能量流动的过程和特点。生态系统能量流动的过程和特点。 生态系统能量流动的过程和特点、能量生态系统能量流动的过程和特点、能量金字塔的概念。金字塔的概念。温故而知新温故而知新1.1.生态系统的结构包括哪两方面？生态系统的结构包括哪两方面？2.2.生态系统的成分有哪些？生态系统的成分有哪些？3.3.生态系统的营养结构是什么生态系统的营养结构是什么? ?生态系统的成分生态系统的成分,食物链和食物网食物链和食物网生产者、消费者、

3、分解者、非生物的生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量物质和能量食物链和食物网食物链和食物网能能量量流流进进一一个个种种群群的的分分析析个体个体 储存在体内的能量储存在体内的能量呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量个体个体 2 2储存在体内的能量储存在体内的能量呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量个体个体 3 3储存在体内的能量储存在体内的能量呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量能量能量输入输入储存在体内的能量储存在体内的能量能量能量输入输入种群种群呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量能量流动的分析：能量流动的分析：种群种群能量输入能量输入能量散失能量散失能量储存能量储存能量流动能量流动：

4、指生态系统中能量的指生态系统中能量的输入、传递、转输入、传递、转化、散失化、散失过程。过程。阅读阅读p94p94页第一段生态系统的能量来源：页第一段生态系统的能量来源：2.2.起点：起点：3.3.渠道（途径）渠道（途径）: :1.来源来源生产者固定生产者固定的太阳能的太阳能生产者生产者食物链和食物网食物链和食物网4.总能量总能量 一、能量流动的过程一、能量流动的过程分分解解者者散散失失呼吸作用呼吸作用残枝残枝败叶败叶热热能能散散失失呼吸作用呼吸作用1. 1. 能量流经能量流经的情况的情况阅读阅读P94页第页第2段文字，然后用关键词、方框、段文字，然后用关键词、方框、线段和箭头等，构建相应的图式

5、模型。线段和箭头等，构建相应的图式模型。分分解解者者利利用用散散失失呼吸作用呼吸作用粪便粪便遗体遗体残骸残骸散散失失呼吸呼吸作用作用 2. 2. 能量流经能量流经的情况的情况思考：摄入量思考：摄入量=同化量？同化量？+粪便中的能量生态系统的能量流动总图解生态系统的能量流动总图解生产者生产者(植物植物)呼吸呼吸初级消费者初级消费者(植食动物植食动物)呼吸呼吸次级消费者次级消费者(肉食动物肉食动物)呼吸呼吸分分 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)呼吸呼吸可见可见能量能量沿着沿着食物链流动食物链流动时，每个营养级都有时，每个营养级都有能量的能量的输入、传递、转化输入、传递、转

6、化和和散失散失过程。过程。 每个营养级每个营养级获得能量方式获得能量方式和和传递传递能量的形式能量的形式相同吗？相同吗？1、均以同化作用获得能量，2、传递形式相同（有机物中的化学能），3、最高营养级只有呼吸消耗和分解者分解。复习复习1 1、生态系统的能量、生态系统的能量1 1来源（来源（ ） 2起点（起点（ ） 3 3渠道（渠道（ ） 4.总能量（总能量（ ）2、每一个营养级摄入量、每一个营养级摄入量=粪便中的能量3、呼吸作用消耗的能量是、呼吸作用消耗的能量是摄入量还是摄入量还是同化量同化量+呼吸作用消耗的能量呼吸作用消耗的能量5 5、传递能量的、传递能量的形式形式有机物中的化学能 20世纪世

7、纪30年代末，美国生态学家林德曼在美国年代末，美国生态学家林德曼在美国赛赛达伯格湖达伯格湖生态系统进行了开拓性的研究工作。他对湖生态系统进行了开拓性的研究工作。他对湖泊生态系统中各类生物有机体的生物量，各类生物有泊生态系统中各类生物有机体的生物量，各类生物有机体之间的机体之间的营养关系营养关系以及与环境之间的能量关系进行以及与环境之间的能量关系进行了深入调查和研究，取得了从一个营养级到另一个营了深入调查和研究，取得了从一个营养级到另一个营养级物质与能量移动的本质了解，创立了营养动态观养级物质与能量移动的本质了解，创立了营养动态观点。他发现点。他发现能量沿营养级移动时能量沿营养级移动时，逐级递减

8、逐级递减，后一营，后一营养级只能是养级只能是前一营养级能量前一营养级能量的的1/10左右，从而提出生左右，从而提出生态系统中能量传递的态系统中能量传递的“十分之一定律十分之一定律”。 林德曼的研究简介林德曼的研究简介生产者生产者464.6太阳能太阳能未固定未固定微量微量7.55.0肉食性动肉食性动物物12.629.312.62.118.8塞达伯格湖塞达伯格湖的能量流动图解的能量流动图解二、能量流动的特点二、能量流动的特点293分解者分解者14.6植食性动物植食性动物 62.8 呼吸作用呼吸作用 122.6 未利用未利用 327.396.312.562.8（1）第二营养级同化能量是第一营养级）第

9、二营养级同化能量是第一营养级(生生产者所同化能量产者所同化能量)的百分比是多少的百分比是多少?（2）第三营养级获得第二营养级百分比呢）第三营养级获得第二营养级百分比呢?13.520 （3）该数字说明什么）该数字说明什么能量在相邻两个能量在相邻两个营养级营养级间的间的传递效率传递效率大约是大约是10%20% 表示生态系统中的能量流动只能是单向流动，而不能逆向流动。 1 1、 能量流动的箭头，表示什么意思？能量流动的箭头，表示什么意思？能量传递效率的含义是什么？能量传递效率的含义是什么？2 2、生态系统能量流动是单向的原因及特点、生态系统能量流动是单向的原因及特点（1）能量以光的状态进入生态系统后

10、，就不能再以）能量以光的状态进入生态系统后，就不能再以光的形式存在，而是以光的形式存在，而是以化学能化学能或或热能热能的的形式存在形式存在。（2）、）、 生物代谢过程产生的生物代谢过程产生的热能热能也也不能再转化不能再转化为为生物的生物的化学能化学能。特点：单向流动、逐级递减（为什么）特点：单向流动、逐级递减（为什么）（3）、各营养级的顺序是不能逆转的）、各营养级的顺序是不能逆转的呼吸散失、部分未被下一个营养级利用、部分流向分解者呼吸散失、部分未被下一个营养级利用、部分流向分解者高高低低能能量量低低高高营营养养级级永远都是永远都是金字塔形金字塔形树树数数昆虫数目昆虫数目小鸟小鸟数目数目鸟树昆虫

11、数量金字塔数量金字塔能量金字塔能量金字塔p每一个每一个营养级营养级生物所含生物所含总能量总能量的多少的多少1 12 23 34 4p p1 12 23 3P P每一个每一个营养级营养级生物个体的生物个体的数目数目1 12 23 34 4 生态金字塔包括三种类型：生态金字塔包括三种类型：数量数量金字塔、金字塔、能量能量金字塔、和金字塔、和生物量生物量金字塔。金字塔。1000100010010010101 1生物量金字塔生物量金字塔每一个营养级每一个营养级总生物量总生物量第一营养级第一营养级第二营养级第二营养级第三营养级第三营养级第四营养级第四营养级一个湖的能量金字塔一个湖的能量金字塔水生植物水生

12、植物草食鱼类草食鱼类肉食鱼类肉食鱼类肉食鱼类肉食鱼类能量金字塔可以说明什么问题？能量金字塔可以说明什么问题？在一个生态系统中，营养级在一个生态系统中，营养级( )，在能量流动的过，在能量流动的过程中程中( ) 的能量就越多，能量流动是的能量就越多，能量流动是( )的。的。越多越多消耗消耗逐级递减逐级递减因为能量每流经一级都要丢失一大部分，食物链越因为能量每流经一级都要丢失一大部分，食物链越长，流量流失就越多。传递的效率长，流量流失就越多。传递的效率=10%-20%1、为什么食物链一般不超过五个营养级？、为什么食物链一般不超过五个营养级？4.生态系统中的能量流动违背能量守恒定律吗生态系统中的能量

13、流动违背能量守恒定律吗2、每个营养级同化能量每个营养级同化能量=3、为什么肉类食品的价格比小白菜价格高、为什么肉类食品的价格比小白菜价格高下一个营养级同化能量下一个营养级同化能量+呼吸消耗能量呼吸消耗能量+分解分解者释放能量者释放能量+未被利用能量未被利用能量能量传递效率：能量传递效率：能量传递效率能量传递效率=下一营养级同化量下一营养级同化量100%本营养级同化量本营养级同化量三、研究能量流动的意义三、研究能量流动的意义1、可以使能量得到、可以使能量得到最有效的利用、最有效的利用、2、合理、合理调整能量流动方向调整能量流动方向，使能量持续高效，使能量持续高效流向对人类流向对人类最有益部分。最

14、有益部分。1、能不能改变生态系统能量流动的规律？、能不能改变生态系统能量流动的规律？ 利用桑叶喂蚕，蚕沙（蚕粪）养鱼，鱼塘利用桑叶喂蚕，蚕沙（蚕粪）养鱼，鱼塘泥肥桑，在桑、蚕、鱼之间形成了良性循泥肥桑，在桑、蚕、鱼之间形成了良性循环。环。通过能量多级利用，充分利用流经各通过能量多级利用，充分利用流经各营养级的能量，提高生产效益。营养级的能量，提高生产效益。 不能，不能，合理确定草场的载畜量合理确定草场的载畜量（1）缩短食物链，如以吃生产者为主，）缩短食物链，如以吃生产者为主，就可使有限的土地供养较多人口。就可使有限的土地供养较多人口。练习题练习题1. 根据生态学原理，使能量在流动过程中损耗最低

15、，根据生态学原理，使能量在流动过程中损耗最低，应采用的一组食物结构应采用的一组食物结构A.以淡水养殖的鱼类为主以淡水养殖的鱼类为主 B.以谷物与植物蛋白为主以谷物与植物蛋白为主C.以海洋鱼类为主以海洋鱼类为主 D.以禽肉与蛋为主以禽肉与蛋为主2.下图是某一生态系统的能量锥体，能正确下图是某一生态系统的能量锥体，能正确反映能量流动特点的是：反映能量流动特点的是：ABCDDB3、一个池塘有生产者、初级消费、一个池塘有生产者、初级消费者、次级消费者、分解者。其中生产者、次级消费者、分解者。其中生产者固定的全部能量为者固定的全部能量为a，流入初级消，流入初级消费者、次级消费者、分解者的能量依费者、次级

16、消费者、分解者的能量依次为次为b、c、d，下列表述正确的是，下列表述正确的是（ ）Aa=b+d Bab+d Cab+d Dac+dB6.在生态系统的能量金字塔中，贮存能量最多的在生态系统的能量金字塔中，贮存能量最多的成分是：成分是：A.生产者生产者 B.初级消费者初级消费者 C.次级消费者次级消费者 D.分解者分解者5.一般地说，在食物链中随营养级的递增，生一般地说，在食物链中随营养级的递增，生物个体数量将依次：物个体数量将依次：A.递增递增B.不变不变 C.递减递减 D.稍增加稍增加CA4、在浮游植物、在浮游植物小鱼小鱼海豹海豹虎鲸这条食物虎鲸这条食物链中，若虎鲸增加链中，若虎鲸增加1kg体

17、重，至少消耗浮游植体重，至少消耗浮游植物的量为（物的量为（ ）A、1kg B、10kg C、125kg D、1000kgC7、表示某生态系统的食物网，请回答：若该生态、表示某生态系统的食物网，请回答：若该生态系统的能量流动效率平均为系统的能量流动效率平均为10%，同一营养级的每同一营养级的每种生物获得的能量是均等的种生物获得的能量是均等的，那么第一营养级的同，那么第一营养级的同化能量为化能量为2107KJ，则鹰最终获得的能量是，则鹰最终获得的能量是 _。要使鹰的数量最多它应处于第。要使鹰的数量最多它应处于第_营养级。营养级。60500 60500 KjKj 3 3鹰鹰鸟鸟蛇蛇蛙蛙鼠鼠昆虫昆虫植

18、物植物11061106510451045103510251045103510451032107KJ 8、在食物网中，在食物网中，C C既以既以B B为食，也以为食，也以A A为食，为食，B B是初级是初级消费者。若消费者。若C C同化的总能量为同化的总能量为a a，其中由，其中由A A经过经过A-CA-C食物食物链过程的供能比例为链过程的供能比例为x x，则按最低传递效率计算，需，则按最低传递效率计算，需要要A A的总能量的总能量y y与与x x的函数关系式为的函数关系式为_. _. 简化为简化为y=100a-90axy=100a-90ax本题中，本题中，C获得能量的途径有二条：从获得能量的途

19、径有二条：从A直接获直接获得和从得和从A经经B传递间接获得，已知传递间接获得，已知C从从A直接获得直接获得的比例为的比例为x，则直接获得的能量为，则直接获得的能量为ax，需要消耗，需要消耗A的能量为的能量为10ax，间接获得的比例为（，间接获得的比例为（1x），则），则间接获得的能量为（间接获得的能量为（1x）a，需要消耗，需要消耗A的能量的能量为为100（1x）a，那么消耗，那么消耗A的总能量为的总能量为10ax100（1x）a100a90ax，亦即，亦即y与与x的函数的函数关系式为：关系式为：y100a90ax。A B C9 9在图所示的食物网中，已知各营养级之间的能量转在图所示的食物网中

20、，已知各营养级之间的能量转化效率为化效率为10%10%，若一种生物摄食两种上一营养级的生物时，若一种生物摄食两种上一营养级的生物时，两种被摄食的生物量相等，则丁每增加，两种被摄食的生物量相等，则丁每增加1010千克生物量千克生物量，需消耗生产者多少千克？（），需消耗生产者多少千克？（）. . . . . . 解析解析 与丁食物来源相关的食物链有三条：戊与丁食物来源相关的食物链有三条：戊庚庚丁丁，戊，戊甲甲丁，戊丁，戊己己甲甲丁。丁以甲和庚为食，丁。丁以甲和庚为食，则按能量传递效率则按能量传递效率10%计算：各需甲、庚计算：各需甲、庚10kg10%250kg。甲要增长。甲要增长50kg需摄食己和

21、戊需摄食己和戊共共50kg10%500kg，则己、戊各，则己、戊各250kg，己要增，己要增长长250kg则需摄食戊则需摄食戊250kg10%2500kg，庚要增，庚要增长长50kg则需戊则需戊50kg10%500kg。共需戊：。共需戊：50025002503250kg。1010某生态系统中初级消费者和次级消费者的总某生态系统中初级消费者和次级消费者的总能量分别是能量分别是W W1 1和和W W2 2，当下列哪种情况发生时，最有，当下列哪种情况发生时，最有可能使生态平衡遭到破坏（）可能使生态平衡遭到破坏（）A. WA. W1 110W10W2 2 B. B. W W1 15W5W2 2 C.W

22、 C.W1 110W10W2 2 D. D. W W1 15WN2M2 BN1M1N2M2 BN1M1=N2M2 N1M1=N2M2 C CN1M1N2M2 DN1M1N2M2 DN1M1N2M2N1M1N2M2A 拓展题拓展题 1.（2）图图b所示生态系统中流向分解者的能量，所示生态系统中流向分解者的能量，还有一部分可以以生活能源或食物中化学能的形式还有一部分可以以生活能源或食物中化学能的形式被人类再度利用，因此，该生态系统实现了能量的被人类再度利用，因此，该生态系统实现了能量的多级、充分利用，提高了能量的利用率。多级、充分利用，提高了能量的利用率。 基础题基础题 1.A。2.D。3.B。例

23、例3 在某生态系统中，已知在某生态系统中，已知1只只2kg的鹰要吃的鹰要吃10kg的的小鸟，小鸟，0.25kg的小鸟要吃的小鸟要吃2kg的昆虫，而的昆虫，而100kg的昆虫的昆虫要吃要吃1000kg的绿色植物。若各营养级生物所摄入的食的绿色植物。若各营养级生物所摄入的食物全转化成能量的话，那么，这只鹰转化绿色植物的物全转化成能量的话，那么，这只鹰转化绿色植物的百分比应为（）百分比应为（）A. 0.05% B. 0.5% C. 0.25% D. 0.025%解析解析 该题中能量流动效率不仅用重量表示，而且其该题中能量流动效率不仅用重量表示，而且其数值在各营养级之间都不一样，但以植物为基准，在数值在各营养级之间都不一样，但以植物为基准，在食物链的基础上可推出它们间的数量转化关系：食物链的基础上可推出它们间的数量转化关系：植物植物