3.5.2-生态系统的能量流动

1、温故而知新1.生态系统的结构包括哪两方面？2.生态系统的成分有哪些？3.生态系统的营养结构是什么?生态系统的成分,食物链和食物网非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者食物链和食物网 假设你像小说中的鲁滨逊一样，流落到一个荒岛上，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15千克玉米和一只母鸡。你认为哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援？（） A.先吃鸡，然后吃玉米。 B.先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。鸡人玉米玉米人鸡第2节 生态系统的能量流动一、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输入、传递、转化和散失的过程。 就一个

2、生物个体（如人）而言，能量是如何输入、储存和散失的？ 能量输入个体呼吸作用散失的能量储存在体内的能量能量流动的分析能量输入个体1呼吸作用散失的能量储存在体内的能量个体2个体3呼吸作用散失的能量储存在体内的能量呼吸作用散失的能量储存在体内的能量能量流动的分析能量流经一个种群的情况：能量输入种群能量储存能量散失能量流动的分析 研究生态系统中能量流动一般在群体水平上。 请同学们阅读教材“能量流动的过程”一段，完成下面几个问题： 1.生态系统中能量是如何输入的，又是如何输出的？为什么起点不可以是动物? 2.流经生态系统的总能量是什么? 3.各个营养级的能量来源是什么? 4. 能量传递的路径有哪些？以什

3、么形式传递? 5. 能量流动过程中发生哪些形式的转化能量流动的过程生产者初级消费者次级消费者第一营养级第二营养级第三营养级呼吸消耗分解者分解供下一营养级摄入草的能量的去向兔子的摄入量就是兔子的同化量吗？(同化量=摄入量粪便量）兔子的能量到哪里去了要点补充新陈代谢中的同化作用和异化作用新陈代谢同化作用异化作用把外界环境中获取的营养物质，转变成自身的组成物质。储存能量释放能量分解自身的一部分组成物质，把分解的最终产物排出体外。物质代谢能量代谢能量流动的过程生产者（植物）初级消费者（植食性动物）分 解 者遗体 残骸能量在第一营养级中的变化（教材P94 第二段）呼吸作用被下一营养级的生物所利用初级消费

4、者摄入用于生长发育和繁殖次级消费者摄入呼吸散失遗体残骸初级消费者同化分解者利用粪便呼吸散失能量流经第二营养级示意图摄入的能量：粪便中的能量（未被同化的能量）该营养级所固定的能量上一营养级同化量的一部分属于本营养级的同化量同化量的去向： 本营养级个体自身呼吸消耗(散失)； 本营养级个体自身生长、发育繁殖的积累（储存）。a. 遗体残骸被分解者分解；b. 流向下一营养级。c. 未被利用部分（石油、煤炭等）生态系统能量流动的过程生产者呼吸初级消费者呼吸次级消费者分 解 者呼吸三级消费者呼吸呼吸生产者固定的太阳能总量为流经这个生态系统的总能量输入传递散失：主要以热能的形式 以有机物的形式沿食物链向下一营

5、养级传递2.起点： 1.流经生态系统总能量：生产者所固定的太阳能的总量(约占1%) 5.去路：呼吸作用消耗被下一营养级的生物所利用被分解者所利用能量流动的过程4.来源：生产者消费者太阳光能 前一营养级 5.各营养级能量的去路有哪些？ 请以生产者(第一营养级)为例说明.流经生态系统的总能量是什么？2.能量流动的起点，传递路径是什么？以何形式传递？3.生态系统的能量是以什么形式输入和输出？4.各个营养级能量的来源又是什么？总结3.生态系统的能量输入：生产者所固定的能量是流经整个生态系统的总能量。(光合作用化能合成作用)输出：所有生物（包括分解者）的呼吸作用6、能量流动过程中发生哪些形式的转化？6.

6、转化：太阳能有机物的化学能热能路径:食物链和食物网 形式：有机物中的化学能从生产者固定太阳能开始Q1：生态系统中的能量最终去了哪里？Q2：生态系统中能量流动和转化是否遵循能量守恒 定律？Q3：流经生态系统的能量能否再回到生态系统中来？2025思考与讨论：一部分以热能的形式散失了，一部分贮存在有机物中。遵循；因为生产者固定的总量等于流动中散失的和贮存的之和。不能。1、下图表示某生态系统的能量流动，请据图回答：（1）将A、B、C、D各营养级的成分依次写在图中： A B C D 。（2）图中a1代表 ，图中a2代表 。 及时巩固生产者初级消费者次级消费者三级消费者生产者所固定的太阳能被初级消费者同化

7、的能量从第一营养级流动到第二营养级的能量 2、若鹿的进食能量为100%，其粪尿能量为36%，呼吸能量为48%，则鹿的同化量为（ ） A64% B84% C16% D52%A同化量摄入量粪便量3、大象是植食性动物，有一种羌螂专以大象粪为食。如果在某段时间大象所同化的能量为m，则这部分能量中可以流入羌螂体内的约为（ ）A. 0 B. 10%m C. 1020%m D. 不知道A植食性动物 62.862.8二、能量流动的特点赛达伯格湖的能量流动 P95资料分析太阳能未固定生产者464.6分解者12.5呼吸作用96.3未利用2932.118.829.312.6肉食性动物 12.6微量7.55.0327

8、.3122.614.6能量传递效率 根据“赛达伯格湖的能量流动图解”，计算相邻两个营养级间能量传递效率。植食性动物 62.862.8太阳能未固定生产者464.612.6肉食性动物 12.6传递效率=上一营养级的同化量下一营养级的同化量100%试计算： 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？13.5%20%结论：相邻营养级的传递效率大约是10%20%。二、能量流动的特点单向流动逐级递减只能沿食物链由低营养级流向高营养级1、各营养级生物会因呼吸作用而散失部分能量2、各营养级生物总有一部分能量不能被下一营养级利用3、能量传递效率：10-20%1、第n营养级第n+1

9、营养级 de 能量传递效率，是指第n1营养级所有成员的同化量之和占第n营级同化量的比例 。能量流动的相关最值计算：2、已知低营养级的能量，求高营养级的能量 ：1)“至多”：用最短的食物链，最大传递效率20% 2)“至少”：用最长的食物链，最小传递效率10% 已知高营养级的能量，求低营养级的能量 ：1)“至多”：用最长的食物链，最小传递效率10% 2)“至少”：用最短的食物链，最大传递效率20%例1、A B C D E F思考：如上食物网中， A为1千克a、C最多约为多少？b、 C最少约为多少？0.04千克0.0001千克c 、若C增加1千克，则A最少需要消耗多少千克？最多又为多少？例2：如果一

10、个人食物有1/2来自绿色植物，1/4来自小型肉食动物，1/4来自羊肉。假如传递效率为10%，那么该人每增加1Kg体重，约消耗植物_Kg。280考查生态系统中能量流动的传递。因为能量流动的传递率为10，所以人每增加1千克体重，需要10千克食物。由题干可知，10千克食物中有5千克为绿色植物，2.5千克肉食动物的肉和2.5千克草食动物的肉；2.5千克肉食动物的肉需250千克的绿色植物，2.5千克草食动物的肉需25千克绿色植物，故共消耗植物280千克。例3.在图中海鸟获得能量最多的食物链是_。海鸟每增加1千克，需消耗生产者生产的有机物至少是_千克。甲壳类水绵海鸟水蚤大鱼小鱼淡水虾水棉水蚤甲壳类海鸟 1

11、25 在“草食草的昆虫蜘蛛蟾蜍蛇猫头鹰”这条食物链，设流经这条食物链 的总能量为100，按最高传递率计算， 蟾蜍和猫头鹰所得能量最多分别为A、20和2 B、0.8和0.032C、4和0.8 D、0.4和0.016B及时巩固能量金字塔 如果将单位时间内各个营养级所得到的能量数值，由低到高绘制成图，可以形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔。塔基是生产者，塔形是正锥形。 任何生态系统都需要不断得到能量补充，以便维持生态系统的正常功能。 如果一个生态系统在一段较长的时间内没有能量输入，这个生态系统就会崩溃。 数量金字塔存在吗？思考题：如果把各个营养级的生物数量关系，用绘制能量金字塔的方式表达出来，是不是

12、也是金字塔形？如果是，有没有例外？一般是金字塔形；有例外。浮游植物浮游动物鱼昆虫鸟树一般正立，偶尔例外生物量金字塔一般正立，偶尔例外生物量有机物的质量生态金字塔能量金字塔(一定正立)生物量金字塔(一般正立)数量金字塔(一般正立)P300-9？“逐级递减” 与“能量守恒定律”矛盾吗？小 结能量流动的起点：能量流动的途径：能量的变化情况：生产者的能量来源：分解者的能量来源：各级消费者的能量来源：流入某营养级的能量是：能量流动特点：从生产者固定太阳能开始食物链和食物网，以有机物的形式太阳能有机物中化学能热能主要来自太阳能生产者和消费者上一营养级该营养级所同化的量单向流动（不循环），逐级递减三、研究能

13、量流动实践意义 P96、帮助人们合理的调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类有益的部分。、帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。学以致用1、从能量流动的特点角度解释为什么食物链一般不超过五个营养级。2、为什么“一山不容二虎”,而几平方米却有百万昆虫?3、为什么肉类食品的价格比小白菜价格高？1、根据生态学原理，要使能量流经食物链总消耗量最少，人们应该采用哪种食物结构A、以离类、蛋类为主B、以淡水养殖的鱼、虾为主 C、以谷物和植物蛋白为主D、以猪肉等家畜肉类为主C巩固练习2、初级消费者体内能量的去路包括(多选)A、用于自身的生长、发育和繁殖B、被第二营养级的

14、其他生物所获得 C、以热能的形式散失D、被分解者分解释放到环境中去ACD3、人们常用能量金字塔来说明生态系统中哪两者之间的关系A、能量与营养级 B、能量与个体大小C、能量与个体数量 D、能量与生物代谢类型A4、生态系统中有关食物链与能量流动的叙述，正确的是（多选）A能量沿食物链流动是单向的 B食物链越短，能量的利用率越高C初级消费者越多，次级消费者获得的 能量就越少D生物种类越多，生态系统中的 食物链越多ABD5一片树林中，树、昆虫和食虫鸟类的个体数比例关系如下图所示。下列选项能正确表示树、昆虫、食虫鸟之间的能量流动关系的是(选项方框面积表示能量的大小)（ ）A B C DC6、下列叙述正确的

15、是（ ）A、当狼吃掉一只兔时，就获得了兔的全部能量B、当狼捕食兔并经同化作用合成自身有机物时，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了有机物时，能量就由非生物环境流入了生物群落D、生态系统的能量流动时往复循环的C7.下面有关生态系统能量流动的表述，不正确的是（） A .能量流动是单向流动，逐级递减的 B.食物链越短，可供消费者的能量越多 C .初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少 D .营养级越多，散失的能量越多8.假设一个生态系统的总能量为，按最高传递效率计算，第三营养级和三级消费者所获得的能量应为（ ） A.和B.和. C .和. D.和CC图中D表示_。能量在逐级递减中，若狐获得的能量是 8 千焦，传递给狼的能量最多应为_千焦，狼获得的能量中，草应供给这条食物链的能量至少为_千焦。图中各营养级通过A_作用被消耗，通过B_利用，而B又通过C_被消耗。太阳能 1.6 200 呼吸 分解者 呼吸作用9、右图是草原生态系统中的一条食物链及能量流动图解，回答问题。能量单向流动的原因？食物链中各营养级的顺序是不可逆转的；各营养级的能量总是趋于以呼吸作用产生热能而散失掉，而不被生态系统利用，所以能量不能循环。2025能量流动过程中逐级递减的原因？捕食不彻底：当动物体在捕食猎物时，由于相互之间经过长期的