第五章 第 2 节 生态系统能量流动

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，食物网生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量食物链和食物网第五章生态系统及其稳定性第二节生态系统能量流动

假设你像鲁滨逊那样流落在不毛的荒岛上，只有15Kg玉米和一只母鸡可以食用，那么使自己活的最长的办法是：

A.先吃鸡，然后吃玉米

B.先吃玉米，同时用部分玉米喂鸡，吃鸡生产的蛋，最后再吃鸡先吃鸡，再吃玉米我反对！为什么要先吃我？我们欠“鸡妈妈”一个解释······

生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。一、生态系统的能量流动概念1、能量是怎样输入到第一营养级的？2、第一营养级的能量去向：草兔子老鹰一、能量流动的过程1、小草的能量来自哪里?2、照射在草地上的太阳能如何被小草吸收?这些能量都被小草吸收了吗?3、小草吸收了太阳能后,这些能量有哪些去向?生产者（植物）初级消费者（植食性动物）呼吸作用用于生长发育和繁殖分解者遗体残骸能量流经第一营养级示意图1、小草的能量来自哪里?2、照射在草地上的太阳能如何被小草吸收?这些能量都被小草吸收了吗?3、小草吸收了太阳能后,这些能量有哪些去向?固定的太阳能光合作用，仅仅吸收1%左右。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；未被利用的能量（最终被分解者分解）。3、兔子把草吃进肚子里,草中的能量都被兔子吸收了吗?4、兔子吸收了能量后,这些能量有哪些去向?不是。初级消费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…...能量流经初级消费者示意图摄入量=同化量+粪便摄入量就是同化量吗？(同化量=摄入量—粪便量）兔子的能量从哪里来同化作用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。3、兔子把草吃进肚子里,草中的能量都被兔子吸收了吗?4、兔子吸收了能量后,这些能量有哪些去向?不是。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；未被利用的能量（最终被分解者分解）。

生产者（植物）呼吸作用初级消费者（植食动物）呼吸作用次级消费者（肉食动物）三级消费者（肉食动物）呼吸作用呼吸作用分解者呼吸作用生态系统能量流动传递的过程太阳能生态系统的能量流动过程图解:生产者(植物)初级消费者(植食动物)次级消费者(肉食动物)…三级消费者(肉食动物)ABCBB请观察:请表述:图中的箭头A、B、C各表示什么含义？A、呼吸作用散失的能量B、输入下一营养级的能量C、分解者呼吸作用散失的能量太阳能输入：传递：能量沿着食物链（网）逐级流动散失：各级生物的呼吸作用及分解者的分解作用（呼吸），能量以热能散失

生产者固定的太阳能的总量（即植物光合作用固定的太阳能），是流经这个生态系统的总能量。生态系统的总能量：太阳能能量的最终源头：转化：热能太阳光能化学能光合作用呼吸作用二、能量流动的过程⒈生态系统的能量来源：太阳光能2.起点：渠道:食物链和食物网生产者固定的能量3.流经生态系统总能量：生产者所固定的太阳能的总量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二.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.⒈生态系统的能量来源是什么？2.能量流动的起点和渠道是什么？3.流经生态系统的总能量是什么？4.各个营养级能量的来源又是什么？思考并讨论:12.6

62.8未固定生产者

464.6植食性动物

62.8肉食性动物

12.6请计算能量传递效率（输入后一营养级的能量与输入前一营养级的能量的比）13.5%20%单位（焦/厘米2·年）96.318.87.5

分解者

14.612.52.1微量

未利用

327.329329.35.0赛达伯格湖的能量流动图解

呼吸

122.6

单向流动:自身呼吸作用消耗分解者利用暂未利用12.6

62.8未固定生产者

464.6植食性动物

62.8肉食性动物

12.613.5%20%96.318.87.5

分解者

14.612.52.1微量

未利用

327.329329.35.0

呼吸

122.6

逐级递减:能量流动的特点:能量传递效率10%～20%不可逆向，不可循环营养级流入能量输入下一营养级能量呼吸作用散失分解者利用未利用能量传递效率生产者464.662.896.312.5293植食性动物62.812.618.82.129.3肉食性动物12.67.50.15.0赛达伯格湖的能量流动图解的数据整理13.5％20.1％能量在流动、转化后，流入下一个营养级的能量、呼吸作用散失、分解者分解及未被利用的能量总和是多少？三、生态系统能量流动的特点：

逐级递减:单向流动:生产者次级消费者三级消费者初级消费者不循环，不可逆生态系统中的能量流动遵循能量守恒定律！通过以上的分析，你能总结出什么规律？（原因：一部分被自身呼吸消耗，一部分被分解者分解，还有一部分未被利用），传递效率大约是

10%-20%。能量传递效率的相关“最值”计算能量在流经各个营养级时，上一营养级的能量大约有10%--20%传到下一营养级，营养级越高，能量越少。因此食物链越长，能量损失越多。为了充分利用能量，应尽量缩短食物链。有关能量的“最值”计算方法总结如下：

选最短食物链知低营养级按×20%计算求高营养级选最长食物链

按×10%计算获得能量最多获得能量最少能量流动的计算规律1、假如现有草100公斤，最少可使鹰增重

公斤。2、假如现有草100公斤，最多可使鹰增重

公斤。3、假如要使鹰增加2公斤体重，最少要耗草

公斤。4、假如要使鹰增加2公斤体重，最多要耗草

公斤。设使鹰增重X1公斤，则：100=X110％10％设使鹰增重X2公斤，则：100=X220％20％设最少耗草Y1公斤，则：Y120％20％=2Y210％10％=2设最多耗草Y2公斤，则：在食物链“草免鹰”中，1420050能量传递率：10%~20%生命在等待中逝去······

请给我们一个“先吃鸡”的理由！七嘴八舌食物链越短，能量到我体内的越多，我活的时间就越长呀！能量金字塔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从能量金字塔可以看出：营养级越多，在能量流动中消耗的能量就

_____。越多湖泊生态系统能量金字塔生产者（第一营养级）初级消费者（第二营养级）次级消费者（第三营养级）三级消费者（第四营养级）三、金字塔种类：①能量金字塔低高低高营养级能量ABCD第一营养级第二营养级第三营养级第四营养级三、金字塔种类：（1）能量金字塔②特点：正金字塔形能量沿食物链流动的过程具有逐级递减的特性④每一阶含义：每一营养级生物所含能量的多少①形状：能量金字塔

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，是不是也是金字塔形？想一想：？数量金字塔有没有例外的情况？想一想：

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：鸟树昆虫昆虫树鸟数量比例图能量金字塔

成千上万只昆虫生活在一株大树上，该数量金字塔的塔形也会发生倒置。

例如，在海洋生态系统中，由于生产者（浮游植物）的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，所以某一时刻调查到的浮游植物的量可能低于浮游动物的量。当然，总的来看，一年中流过浮游植物的总能量还是比流过浮游动物的要多。迁移创新：1、如D鱼体重增加1kg，所需浮游至少需要植物约

125kg能量传递效率的含义与计算：在一食物链中，若求某营养级获得最多能量，一般取20％作为传递效率；反之，取10％作为传递效率。1÷0.2÷0.2÷0.2=125

根据生态系统中能量流动逐级递减的特点和规律，营养级越高，可利用的能量就越少，老虎在生态系统中几乎是最高营养级，通过食物链（网）流经老虎的能量已减到很少的程度。因此，老虎的数量将是很少的。故“一山不容二虎”有一定的生态学道理。2.为什么说“一山不容二虎”?迁移创新：从能量传递的数量和效率看，能量流经各营养级是逐级递减的，单向不循环的，传递效率为10％－20％。

所以,食物链一般不超过五个营养级，到第五营养级以后，可利用的能量已减少到不能维持其生存的程度了。因为能量每流经一级都要丢失一大部分，所以食物链越长，流量流失就越多。3.食物链一般不超过5个营养级?迁移创新：设计生态农业的原理：物质循环再生，能量多级利用五、研究能量流动的实践意义1、实现能量的多级利用和物质的循环利用，提高能量的利用率农田除杂草，灭虫、灭鼠、剪枝2、合理调整能量流动方向，使能量流向对人类最有益的部分小结生态系统的能量流动概念过程特点实践意义单向流动逐级递减传递效率10％～20％指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失过程。1、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。2、使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。

1、若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第三和第四营养级所获得的能量最多是（

）

A.540kJ和81kJB.3600kJ和960kJ

C.240kJ和24kJ

D.960kJ和192kJ

课堂练习D分析：ABCDF24000×0.2×0.2=96024000×0.2×0.2×0.2=1922、下图是以每个营养级生物个体数量绘制的生态金字塔,其中1、2、3分别表示第一、第二、第三营养级。下列哪条食物链与此金字塔相符

A、草——兔——狼

B、草——昆虫——鸟

C、树——昆虫——鸟

D、树——兔——狼321C3、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)（）ABCDC4、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

125分析：设需要A千克AX0.2X0.2X0.2=1

得A=1÷0.2÷0.2÷0.2=1255、有5个营养级的一条食物链，若第五营养级的生物体重增加1kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物（）A.25kgB.125kgC.625kgD.3125kg解析这是最为简单的一种计算题型。所谓至少消耗，即是按照最高的效率（20%）传递。设需消耗第一营养级生物xkg，则有x=1÷0.2÷0.2÷0.2=625，不难选出正确答案为C项。6、肉食动物不可能是一条食物链中的第几营养级（）

A．第五B．第二C．第三D．第四

7、对水稻→鼠→蛇→鹰这条食物链的错误描述是（）A.水稻是生产者B.鼠是初级消费者C.蛇是次级消费者D.鹰属于第三营养级BD8、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9、假设一个生态系统的总能量为１００％，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.４％和４％B.０.８％和０.８％

C.４％和０.８％D.１０％和４％CC分析：ABCDF第三营养级：1×0.2×0.2=0.04×100％=4％三级消费者：1×0.2×0.2×0.2=0.008×100％=0.8％10.识图作答：下图表示生态系统的能量流动，请据图回答：（1）将A、B、C、D各营养级的名称依次写在图中：

A．______B．______C．______D．______生产者初级消费者次级消费者三级消费者11、下图是草原生态系统中的一条食物链及能量流动图解，回答：①图中D表示_________。②能量在逐级递减中，传递率按20％计算，若狐获得的能量是8千