2016生态系统的能量流动1

必修三第五章生态系统及其稳定性

生态系统的能量流动

第二节生态系统的能量流动回顾：生态系统组成

生态系统功能：

能量流动物质循环信息传递稳定性考试大纲要求:生态系统中能量流动和物质循环的规律及应用 II教学目标1．分析生态系统能量流动的过程2．分析生态系统能量流动的特点3.概述研究生态系统能量流动的实践意义生态系统的能量流动一、能量流动的过程概念：包括能量的

、

、

和

的过程。

输入传递转化散失无机环境生物群落生态系统热量热量热量散失输入生产者光能消费者分解者传递和转化呼吸散失用于生长、发育、繁殖遗体、残枝败叶分解者初级消费者摄食能量流经第一营养级示意图太阳生产者固定的太阳能生产者第一营养级固定的太阳能呼吸作用热能散失流向初级消费者分解者分解作用释放热能能量的输入能量的传递能量的散失能量的散失生态系统的总能量:生产者所固定的全部太阳能，就是流经生态系统的总能量。第一营养级能量的去路是什么？初级消费者摄入初级消费者同化用于生长发育和繁殖次级消费者摄入分解者利用散失呼吸作用粪便遗体残骸散失呼吸作用

……2.能量流经第二营养级的情况思考：摄入量等于同化量吗？同化量=摄入量-粪便中的能量思考：兔子吃草是否获得了草的全部能量？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...能量流经第二营养级示意图同化量=摄入量-粪便量能量来自上一营养级在草原上，牛以草为食，屎壳郎（蜣螂）以牛粪为食1、在能量流动的分析中牛粪中所含的能量属于哪一部分？生产者固定的太阳能02、被牛同化的能量中约有多少流入屎壳郎？初级消费者摄入初级消费者同化用于生长发育和繁殖次级消费者摄入分解者利用散失呼吸作用呼吸作用能量在第二营养级中的变化粪便残骸散失初级消费者第二营养级同化作用固定的能量流向初级消费者呼吸作用热能散失流向次级消费者分解者分解作用释放热能生产者植物呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用初级消费者草食动物分解者呼吸作用次级消费者肉食动物三级消费者肉食动物1、能量流动的过程：1.生态系统的能量源头：太阳能3.能量流动的起点：2.流经生态系统的总能量：生产者所固定的太阳能的总量能量流动的过程总结6.来源：生产者消费者——太阳光能——前一营养级4.流动的渠道:生产者固定的太阳能开始食物链和食物网5.能量在食物链中的流动形式：有机物中的化学能分解者——生产者、消费者的遗体和排遗物7.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8、能量的转化：太阳能生物体内有机物中的化学能热能9、能量散失的主要途径：细胞呼吸，主要形式是热能1、生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？

2、流经某个生态系统的能量能否再回到这个生态系统当中来？为什么？思考与讨论：不能，因为能量最终以热能的形式散失，无法重新利用赛达伯格湖的能量流动图解二能量流动的特点思考讨论营养级流入能量流出能量

（输入后一个营养级）出入比生产者植食性动物肉食性动物

分解者

12.662.813.52%20.06%1、完成上图的数据？2、为什么出入比会这么小？3、总结能量流动的规律？464.662.812.614.612.6

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1、能量流动是单向的能量流动的特点从生产者→初级消费者→次级消费者→三级消费者→……不可逆转，不能循环。2、能量流动是逐级递减的：传递效率为10％～20％。自身呼吸消耗、未被下一个营养级利用、被分解者分解。二、能量流动的特点第一、单向流动：第二、逐级递减,

传递效率为10％～20％.

原因：1.食物链中的捕食关系不能逆转；

2.散失的热能不能再次被生产者固定。原因：1.自身呼吸消耗

2.被分解者分解

3.未被下一个营养级利用。

流入某个营养级的能量，为什么不能百分之百地流向后一个营养级?

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呼吸作用散失了；一部分作为排出物、遗体或残枝败叶不能进入下一个营养级，而为分解者利用；还有一部分未能进入（未被捕食）下一个营养级。所以，流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一个营养级。通过以上分析，你能得出什么规律？

肉食性动物

12.6

植食性动物

62.8

生产者

464.6

能量金字塔根据单位时间内各个营养级所得到的能量数值绘制成图，可形成一个金字塔图形

说一说能量金字塔可以说明什么问题？在一个生态系统中，营养级越高，在能量流动的过程中消耗的能量就越多，能量流动是单向、逐级递减的。人们对一片草地上的所有生物成员作了统计：生产者（野草）5842424株初级消费者（草原动物、昆虫）

708624只次级消费者（肉食动物、吃昆虫的小鸟）

354904只三级消费者（肉食动物、吃小鸟的鹰）

36821只数量金字塔人们对一片海域中生态系统作了统计：生产者（大叶藻）4800万吨；初级消费者（吃大叶藻的小鱼虾）

1200万吨；次级消费者（吃小鱼虾的大鱼)17万吨；三级消费者（吃大鱼的鱼）

3万吨。

树数昆虫数目小鸟数目例外昆虫树鸟数量金字塔鸟树昆虫能量金字塔特殊情况：对一片海域中生态系统作了统计：生产者（大叶藻）4800万吨次级消费者（吃小鱼虾的大鱼）17万吨三级消费者（吃大鱼的鱼）3万吨。初级消费者（吃大叶藻的小鱼虾）1200万吨生物量金字塔迁移创新1、如D鱼体重增加1kg，至少需要浮游植物约

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。俗话说：“一山不能容二虎”，有无道理？

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.食物链为什么一般不超过5个营养级?迁移创新：研究意义问题探讨备选策略1：先吃鸡，再吃玉米；备选策略2：先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。A、先吃鸡，再吃玉米玉米鸡人玉米鸡人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。研究生态系统能量流动的意义1、对能量进行多级利用，提高能量的利用率。例如：秸秆的多级利用、桑基鱼塘小试身手：设计农业生态系统农作物家禽、家畜饲料粪肥食用菌

沼气池（含微生物）沼渣人菌渣等粪便粪便燃料秸秆沼渣、沼液组肥料研究能量流动的意义---生态农业佛山地区的桑基鱼塘牧民草原如何放牧，才能达到产畜量高又不会导致草场退化？合理确定载畜量，灭鼠、灭虫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。例如，在森林中，最好使能量多储存在木材中；在草原牧场上，则最好使能量多流向到牛、羊等牲畜体内，获得更多的毛、肉、皮、奶等畜产品。研究生态系统能量流动的意义富集现象本节知识体系能量流动概念：生态系统中能量的输入、传递和散失的过程过程能量的源头：流经生态系统的总能量：生产者固定的太阳能的总量途径：食物链或食物网特点单向流动：逐级递减：沿食物链方向由低营养级流向下一营养级能量金字塔能量沿食物链流动过程中逐级递减；传递效率10%~20%。研究意义调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类最有益的部分太阳能构建知识网络小结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。13.5％,20％10％～20％a.下一个营养级不能利用的能量。如：草根b.调查时间有限，下一个营养级能利用而未利用的能量。如：羊不能吃完所有的草(2)第二营养级获得第一营养级(生产者)所同化能量的百分比是多少?第三营养级获得第二营养级百分比呢?(3)能量在相邻的营养级之间的传递效率在多大范围内?(4)上图中“未利用的能量”是指哪些能量呢？62.812.6×100％=20.06％62.8464.6×100％=13.52％

生态系统中的能量流动是单向的

能量在流动过程中逐级递减。不循环，不可逆传递效率大约为10%——20%营养级

流入能量

流出能量（输入后一营养级）

呼吸作

用散失

分解者利用

未利用

流出/流入

生产者

植食性动物

肉食性动物

分解者

464.662.896.312.529313.52％12.618.82.129.320.06％12.67.5微量5.014.662.8通过以上分析,你能总结出什么规律?三、能量流动的特点第一、单向流动：

食物链各个营养级的顺序是不可逆的，而各个营养级的能量总是以呼吸散失热能。即必须源源不断地输入，又不断地散失。第二、逐级递减,

传递效率为10％～20％.

逐级递减的原因：自身呼吸消耗、被分解者分解、未被下一个营养级利用。什么是能量金字塔?能量金字塔

由单位时间内各营养级所得到的能量数值由低到高绘制的图形叫做能量金字塔.

说一说能量金字塔可以说明什么问题？在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动的过程中消耗的能量就越多，能量流动是单向、逐级递减的。

注：在一个生态系统中，各营养级的数量不一定呈金字塔5-9学以致用：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:

1.先吃鸡，然后吃玉米？

2.先吃玉米，同时用部分玉米喂鸡，吃鸡生产的蛋，最后再吃鸡？请分析讨论:用能量流动的原理,解释谚语“一山不容二虎”隐含的道理。参考要点: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小的程度。因此，老虎的数量将是很少的。故“一山不能容二虎”有一定的生态学道理。四、研究能量流动的实践意义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。

如:生态农业研究能量流动有什么实践意义?2、帮助人们合理地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最有益的部分。

如:草场放牧在市场上，肉一般比蔬菜贵，试从生态系统能量流动的角度分析原因？

蔬菜一般属于生产者范畴，而肉属于消费者范畴，由于能量传递的效率只有10%~20%，也就是说要得到1千克的肉至少要消耗5千克的植物；所以相同重量的肉比蔬菜贵。课后思考：关于能量流动计算规律总结1.正推类型：ABCD解题思路：至少按最小效率（10%）计算最多按最大效率（20%）计算若A总重1000KG体重，至少（或最多）能使D增重多少千克？2.逆推类型：ABCD解题思路：至少按最大效率（20%）计算最多按最小效率（10%）计算若D增重10KG，至少（或最多）消耗A多少千克？5、流经生态系统的总能量是指(

)A.照射到该生态系统内所有植物体叶面上的全部太阳能B.射进该系统的全部太阳能C.该系统全部生产者所固定的太阳能的总量D.生产者传递给消费者的全部能量c6、假设初级消费者从生产者那里获得的能量数值相等，则猫头鹰获得能量最多的食物链（）A、绿色植物→蝗虫→蜘蛛→蜥蜴→蛇→猫头鹰B、绿色植物→鼠→猫头鹰C、绿色植物→蝗虫→青蛙→蛇→猫头鹰D、绿色植物→鼠→蛇→猫头鹰B二、能量流动的特点(4)通过以上分析,你能总结出什么规律?13.5％,20％10％～20％a.下一个营养级不能利用的能量。如：草根b.下一个营养级能利用而未利用的能量。如：羊不能吃完所有的草(1)第二营养级获得第一营养级(生产者)所同化能量的百分比是多少?第三营养级获得第二营养级百分比呢?(2)能量在相邻的营养级之间的传递效率在多大范围内?(3)上图中“未利用的能量”是指哪些能量呢？62.812.6×100％=20.06％62.8464.6×100％=13.52％（2010山东高考理综）6．以下表示动物利用食物的过程。正确的分析是

A．恒温动物的④/③值一般高于变温动物

B．哺乳动物的③/①值一般为10%-20%

C．提高圈养动物生长量一般需提高③/②值

D．食肉哺乳动物的③/②值一般低于食草哺乳动物C跟踪反馈:3、下图为生态系统中能量流动图解部分示意图，各代表一定的能量值，下列各项中，不正确的是（）

A．生物与生物之间吃与被吃的关系不可逆转，所以能量流动具单向性B．①表示流经生态系统内部的总能量C．一般情况下，②为①的10％～20％D．从能量关系看：②>③＋④B跟踪反馈:三、研究能量流动的实践意义2、帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效