生态系统的能量流动完美

第2节生态系统的能量流动当前第1页\共有53页\编于星期四\4点备选策略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。当前第2页\共有53页\编于星期四\4点

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。生态系统的能量流动当前第3页\共有53页\编于星期四\4点草兔子老鹰一、能量流动的过程当前第4页\共有53页\编于星期四\4点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?当前第5页\共有53页\编于星期四\4点草的能量是怎样得来的光合作用？(太阳能化学能)当前第6页\共有53页\编于星期四\4点呼吸作用以热能形式散失被分解者利用流下一营养级能量草的能量的去向？当前第7页\共有53页\编于星期四\4点生产者固定的太阳能呼吸作用以热能形式散失用于生长、发育、繁殖遗体、残枝败叶被分解者利用流向初级消费者的能量能量在第一营养级中的变化未利用当前第8页\共有53页\编于星期四\4点4、兔子把草吃进肚子里,草中的能量都被兔子吸收了吗?5、兔子吸收了能量后,这些能量有哪些去向?不是。当前第9页\共有53页\编于星期四\4点兔子的摄入量就是兔子的同化量吗？(同化量=摄入量—粪便量）摄入量:下一个营养级通过捕食的方式从上一个营养级获得的能量.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。当前第10页\共有53页\编于星期四\4点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…...能量在第二营养级中的变化当前第11页\共有53页\编于星期四\4点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。呼吸作用以热能形式散失；流向下一营养级的能量；被分解者利用；未被利用的能量当前第12页\共有53页\编于星期四\4点？呼吸消耗鹰(最高营养级)的能量去向如何分解者分解当前第13页\共有53页\编于星期四\4点

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当前第14页\共有53页\编于星期四\4点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、流向下一营养级的能量C、被分解者利用的能量太阳能当前第15页\共有53页\编于星期四\4点输入：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、能量流动的过程当前第16页\共有53页\编于星期四\4点１、能量流动的起点：（能量的最终源头）从生产者固定太阳能开始（太阳能）

生产者光合作用固定的太阳能总量

3、生态系统能量流动的渠道：总结食物链和食物网2、流经生态系统的总能量：4|、生态系统能量的散失：热能当前第17页\共有53页\编于星期四\4点生态系统的能量流动图解:生产者(植物)呼吸作用植食动物呼吸作用肉食动物呼吸作用分解者…呼吸作用肉食动物呼吸作用

能量沿着食物链流动,在这个过程中每一个营养级都有输入、传递、转化和散失。当前第18页\共有53页\编于星期四\4点思考与讨论:１．生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律，为什么？

在生态系统中，能量的形式不断转换，如太阳辐射能通过绿色植物的光合作用转变为储存于有机物化学键中的化学能；动物通过消耗自身体内储存的化学能变成爬、跳、飞、游的机械能。在这些过程中，能量既不能凭空产生，也不会消灭，只能由一种形式转变为另一种形式。因此，对于生态系统中的能量转换和传递过程，都可以根据热力学第一定律进行定量计算。

输入某营养级的总能量＝呼吸作用消耗的能量＋分解者分解的能量＋流入下一营养级的能量当前第19页\共有53页\编于星期四\4点２．流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统？

能量在生态系统中的流动，很大部分被各个营养级的生物利用，通过呼吸作用以热能的形式散失。散失到空间的热能不能再回到生态系统参与流动。因为至今尚未发现以热能作为能源合成有机物的生物当前第20页\共有53页\编于星期四\4点分析”塞达伯格湖的能量流动图解”资料分析“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗和未被后一下营养级和分解者利用的能量当前第21页\共有53页\编于星期四\4点62.813.52%12.620.06%1.用表格的形式，将图中的数据进行整理2.计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营养级能量的百分比?６２.８１２.６１４.６当前第22页\共有53页\编于星期四\4点一部分通过该营养级的呼吸作用散失了。一部分作为遗体或残枝败叶而被分解者所分解。还有一部分进入下一营养级（被捕食）。

提示：流入某一营养级的能量主要有以下去向：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。2．流入某一营养级的能量，为什么不是百分百地流到下一营养级？当前第23页\共有53页\编于星期四\4点

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，不可逆能量在沿食物链流动的过程中是逐渐减少的

在相邻两个营养级中的传递效率大约是10%—20%当前第24页\共有53页\编于星期四\4点问题探讨假如你流落到荒岛上，只有一只母鸡、１５kg玉米……１．先吃鸡，再吃玉米？２．先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋？？增加了食物链的长度，能量逐级递减，最后人获得的能量较少√当前第25页\共有53页\编于星期四\4点能量金字塔

如果把各个营养级的生物量（质量）和数量关系，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：从能量流动金字塔可以看出：营养级越多，在能量流动中消耗的能量就

_____。越多当前第26页\共有53页\编于星期四\4点数量金字塔有没有例外的情况？想一想：当前第27页\共有53页\编于星期四\4点

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。当前第28页\共有53页\编于星期四\4点

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。生物量金字塔当前第29页\共有53页\编于星期四\4点2.为什么一般的食物链上营养级不会多于5个？答：根据能量传递效率为10%~20%计算，流入到下一营养级能量是很少的。所以营养级越高生物种类和数量就越少。当能量流经4~5个营养级，所剩的能量就少到不足以再维持下一营养级的生命了。因为能量每流经一级都要丢失一大部分，所以食物链越长，能量流失就越多。思考：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及“一山不容二虎”的原理。当前第30页\共有53页\编于星期四\4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。1.为什么说“一山不容二虎”?当前第31页\共有53页\编于星期四\4点1.为什么肉类食品的价格比小白菜价格高？2.为什么几平方公里才能有一只虎,而几平方米却有百万昆虫?3.人增加一千克，要消耗多少克的植物？(从不同食物链考虑)知识应用当前第32页\共有53页\编于星期四\4点例、在草原上，牛以草为食，屎壳郎以牛粪为食思考：a、在能量流动的分析中牛粪中所含的能量属于哪一部分？b、被牛同化的能量中约有多少流入屎壳郎？

生产者固定的太阳能0当前第33页\共有53页\编于星期四\4点加工厂桑基蔗基有机物质甘蔗蔗叶塘泥蚕茧蚕粪塘泥鱼鱼塘

人们虽然不能改变能量流动的客观规律，但可设法调整能量流动方向，使能量流向对人类最有益的部分当前第34页\共有53页\编于星期四\4点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、桑基鱼塘三.研究能量流动的意义当前第35页\共有53页\编于星期四\4点桑基鱼塘“桑基鱼塘”的设计理念是从人类所需出发，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。当前第36页\共有53页\编于星期四\4点2、合理调整能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。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思考：从能量流动的角度分析农业生产中除草、灭虫的生态原理。当前第37页\共有53页\编于星期四\4点1.根据能量流动效率直接计算例1某生态系统中初级消费者和次级消费者的总能量分别是W1和W2，当下列哪种情况发生时，最有可能使生态平衡遭到破坏（）

A.B.C.D.例2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当前第38页\共有53页\编于星期四\4点2.根据隐含的能量流动数量关系进行计算例3

在某生态系统中，已知1只2kg的鹰要吃10kg的小鸟，0.25kg的小鸟要吃2kg的昆虫，而100kg的昆虫要吃1000kg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百分比应为（）

A.0.05%B.0.5%C.0.25%D.0.025%当前第39页\共有53页\编于星期四\4点3.根据规定的能量流动效率计算例4

有一食物网如图1所示。假如猫头鹰的食物2/5来自兔子，2/5来自老鼠，其余来自蛇，那么猫头鹰要增加20g体重，最多消耗植物多少克？当前第40页\共有53页\编于星期四\4点例5

在如下图3所示的食物网中，已知各营养级之间的能量转化效率为10%，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10千克生物量，需消耗生产者多少千克？当前第41页\共有53页\编于星期四\4点4.根据变化的能量流动效率计算例6

已知在如下图4所示的食物网中，C生物同化的总能量为a，其中A生物直接供给C生物的比例为x，则按最低的能量传递效率计算，需要A生物的总能量（y）与x的函数关系式为____________。当前第42页\共有53页\编于星期四\4点5.根据特定的能量流动要求计算例7有一食物网如下图5所示，设E种群干物质量为5.8×109kJ，B种群干物质量为1.3×108kJ，则A种群干物质量的值至少是_____________。当前第43页\共有53页\编于星期四\4点生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。1、单向流动：生产者初级消费者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。1、能量的源头：太阳能2、流经生态系统的总能量：生产者固定3、总渠道：食物链或食物网2、逐级递减：传递效率为10%~20%的太阳能的总量。次级消费者概念：过程特点意义：生态系统的能量流动归纳：当前第44页\共有53页\编于星期四\4点反馈练习：1、在一个处于平衡状态的封闭的生态系统内，要使其中的动物能够长时间存活，必须提供（）

A．o2B．H2o

C．有机物D．太阳能BD2、在一条食物链中，第二营养级能量最多有多少流入到第五营养级（）A.1/5B.1/125

C.1/25

D.1/625当前第45页\共有53页\编于星期四\4点3、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

4、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BD当前第46页\共有53页\编于星期四\4点5.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6.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当前第47页\共有53页\编于星期四\4点练习题1.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A.以淡水养殖的鱼类为主B.以谷物与植物蛋白为主C.以海洋鱼类为主 D.以禽肉与蛋为主2.下图是某一生态系统的能量锥体，能正确反映能量流动特点的是：ABCDDB当前第48页\共有53页\编于星期四\4点4.在生态系统的能量金字塔中，贮存能量最多的成分是：A.生产者B.初级消费者C.次级消费者D.分解者3.一般地说，在食物链中随营养级的递增，生物个体数量将依次：A.递增 B.不变C.递减 D.稍增加CA当前第49页\共有53页\编于星期四\4点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