5-2生態(tài)系統(tǒng)的能量流動

1、食物鏈和食物網(wǎng)食物鏈和食物網(wǎng)是生態(tài)系統(tǒng)是生態(tài)系統(tǒng)能量流動能量流動和和物質(zhì)循環(huán)物質(zhì)循環(huán)的渠道的渠道組成成分組成成分營養(yǎng)結(jié)構(gòu)：營養(yǎng)結(jié)構(gòu)：非生物的物質(zhì)和非生物的物質(zhì)和能量能量生產(chǎn)者生產(chǎn)者消費者消費者分解者分解者食物鏈和食物網(wǎng)食物鏈和食物網(wǎng)復習復習第第2 2節(jié)節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動生態(tài)系統(tǒng)的能量流動問題探討問題探討 假設(shè)你像小說中的魯濱遜一樣，流落到一個假設(shè)你像小說中的魯濱遜一樣，流落到一個不毛的荒島上，那里除了有能飲用的水之外，不毛的荒島上，那里除了有能飲用的水之外，幾乎沒有任何食物，你隨身攜帶的食物只有幾乎沒有任何食物，你隨身攜帶的食物只有5 5千克玉米千克玉米和和一只母雞一只母雞。你認為哪種生存

2、策略能。你認為哪種生存策略能讓你維持更長的時間來等待救援？（）讓你維持更長的時間來等待救援？（） A.A.先吃雞，然后吃玉米。先吃雞，然后吃玉米。 B.B.先吃玉米，同時用一部分玉米喂雞，吃雞先吃玉米，同時用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。生態(tài)系統(tǒng)的能量流動生態(tài)系統(tǒng)的能量流動 生態(tài)系統(tǒng)中能量的生態(tài)系統(tǒng)中能量的的過程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流的過程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。動。 探究一：能量流動的過程探究一：能量流動的過程 閱讀教材并思考以下問題閱讀教材并思考以下問題 1生產(chǎn)者的能量從那里來的？生產(chǎn)者的能量從那里來的？ 答：答：太陽的光能太陽的光能 光合作用固定的太陽能是

3、流經(jīng)整個生態(tài)系統(tǒng)的總能量光合作用固定的太陽能是流經(jīng)整個生態(tài)系統(tǒng)的總能量 2初級消費者如何從生產(chǎn)者那里獲得能量？初級消費者排初級消費者如何從生產(chǎn)者那里獲得能量？初級消費者排出的糞便中的能量屬于誰出的糞便中的能量屬于誰 ？ 答：攝食答：攝食 消化吸收消化吸收 生產(chǎn)者生產(chǎn)者 3初級消費者同化的能量用于那些方面什么？初級消費者同化的能量用于那些方面什么？ 用于呼吸，生長發(fā)育繁殖等而儲存在體內(nèi)的有機物中，構(gòu)用于呼吸，生長發(fā)育繁殖等而儲存在體內(nèi)的有機物中，構(gòu)成機體的有機物一部分被分解者利用，一部分被次級消費成機體的有機物一部分被分解者利用，一部分被次級消費者攝入體內(nèi)。所以：者攝入體內(nèi)。所以： 一個營養(yǎng)級同

4、化能量一個營養(yǎng)級同化能量=呼吸散失的能量呼吸散失的能量+ 下一營養(yǎng)級攝入下一營養(yǎng)級攝入 + 分解者利用分解者利用生產(chǎn)者生產(chǎn)者初級消費者初級消費者次級消費者次級消費者第一營養(yǎng)級第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級能量流動的過程是怎樣的呢？能量流動的過程是怎樣的呢？草的能量是怎樣得來的草的能量是怎樣得來的光合作用光合作用(太陽能太陽能 化學能化學能)呼吸消耗呼吸消耗分解者分解分解者分解供下一營養(yǎng)級攝入供下一營養(yǎng)級攝入草的能量的去草的能量的去向向一、能量流動的過程一、能量流動的過程1. 1. 能量流經(jīng)能量流經(jīng)的情況的情況 是指生物體把從外界環(huán)境中獲取的營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成自身的組成物質(zhì)，并且

5、儲存能量的變化過程。 同化作用同化作用:分分解解者者利利用用散散失失呼吸作用呼吸作用糞便糞便遺體，排遺物遺體，排遺物殘骸殘骸散散失失呼吸呼吸作用作用 2. 2. 能量流經(jīng)能量流經(jīng)的情況的情況生態(tài)系統(tǒng)的能量流動總圖解生態(tài)系統(tǒng)的能量流動總圖解生產(chǎn)者生產(chǎn)者(植物植物)呼吸呼吸初級消費者初級消費者(植食動物植食動物)呼吸呼吸次級消費者次級消費者(肉食動物肉食動物)呼吸呼吸分分 解解 者者呼吸呼吸三級消費者三級消費者(肉食動物肉食動物)呼吸呼吸 可見能量沿著食物鏈流動時，每個營養(yǎng)級都可見能量沿著食物鏈流動時，每個營養(yǎng)級都有能量的有能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和和散失散失過程。過程。 一個營養(yǎng)級

6、同化能量一個營養(yǎng)級同化能量= =呼吸散失的能量呼吸散失的能量+ +被分解者被分解者利用的能量利用的能量+ +被下一個營養(yǎng)級攝入的能量被下一個營養(yǎng)級攝入的能量探究二，能量流動的特點探究二，能量流動的特點 1從第一營養(yǎng)級流入第二營養(yǎng)級的能量，占生產(chǎn)者所固定的從第一營養(yǎng)級流入第二營養(yǎng)級的能量，占生產(chǎn)者所固定的能量總量的百分比是能量總量的百分比是 62.8/464.6=13.5% 2從第二營養(yǎng)級流入第三營養(yǎng)級的能量，占初級消費者所同從第二營養(yǎng)級流入第三營養(yǎng)級的能量，占初級消費者所同化的能量總量的百分比是化的能量總量的百分比是 12.6/62.8=20.1% 3為什么流入某營養(yǎng)級的能量不能百分之百地流人

7、后一個營為什么流入某營養(yǎng)級的能量不能百分之百地流人后一個營養(yǎng)級養(yǎng)級? 答：呼吸散失，分解者利用，未被利用答：呼吸散失，分解者利用，未被利用 4為什么一般的食物鏈上營養(yǎng)級不會多于為什么一般的食物鏈上營養(yǎng)級不會多于5個？個？ 答：答：能量傳遞效率為能量傳遞效率為10%20% 5流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到這個生態(tài)系統(tǒng)？流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到這個生態(tài)系統(tǒng)？ 答：答： 不能，呼吸散失的能量不能被再次利用不能，呼吸散失的能量不能被再次利用 6能量流動的特點是：能量流動的特點是： 單向流動逐級遞減單向流動逐級遞減 原因是：食物鏈不可逆轉(zhuǎn)，呼吸散失的能量不能被再次利原因是：食物鏈不可逆轉(zhuǎn)，呼吸散失

8、的能量不能被再次利 7魯濱遜應該魯濱遜應該 先吃雞還是先吃玉米？先吃雞還是先吃玉米？1 1從第一營養(yǎng)級從第一營養(yǎng)級流入第二營養(yǎng)流入第二營養(yǎng)級的能量，占級的能量，占生產(chǎn)者所固定生產(chǎn)者所固定的能量總量的的能量總量的百分比是百分比是_2 2從第二營養(yǎng)級流入第三營養(yǎng)級的能量，占從第二營養(yǎng)級流入第三營養(yǎng)級的能量，占初級消費者所同化的能量總量的百分比是初級消費者所同化的能量總量的百分比是_62.8/464.6=13.5%12.6/62.8=20.1%資料分析資料分析資料分析資料分析3 3、為什么、為什么流入某營養(yǎng)級的能量不能百分之百地流入某營養(yǎng)級的能量不能百分之百地流人后一個營養(yǎng)級流人后一個營養(yǎng)級? ?

9、耗散掉的能量包括：耗散掉的能量包括：呼吸散失呼吸散失的熱能；的熱能；為為分解者利用的分解者利用的能量；能量； “未利用未利用”的能量的能量逐級遞減逐級遞減4為什么一般的食物鏈上營養(yǎng)級不會多于為什么一般的食物鏈上營養(yǎng)級不會多于5個？個？答：根據(jù)答：根據(jù)能量傳遞效率為能量傳遞效率為10%20%10%20%計算，流入到下一計算，流入到下一營養(yǎng)級能量是很少的。所以營養(yǎng)級越高生物種類和數(shù)營養(yǎng)級能量是很少的。所以營養(yǎng)級越高生物種類和數(shù)量就越少。當能量流經(jīng)量就越少。當能量流經(jīng)4545個營養(yǎng)級，所剩的能量就個營養(yǎng)級，所剩的能量就少到不足以再維持下一營養(yǎng)級的生命了。少到不足以再維持下一營養(yǎng)級的生命了。在在綠色植

10、物綠色植物鼠鼠貓頭鷹貓頭鷹 這條食物鏈中，貓頭鷹增重這條食物鏈中，貓頭鷹增重1Kg，至少需，至少需要消耗綠色植物要消耗綠色植物_Kg。X20%20%=1Kg x=25Kg能量傳遞效率：能量傳遞效率：能量傳遞效率能量傳遞效率=下一營養(yǎng)級同化量下一營養(yǎng)級同化量本營養(yǎng)級同化量本營養(yǎng)級同化量100%5.5.流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到這個生態(tài)系統(tǒng)？流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到這個生態(tài)系統(tǒng)？熱能熱能太陽能太陽能 化學能化學能生產(chǎn)者生產(chǎn)者次級消費者次級消費者 初級消費者初級消費者食物鏈各營養(yǎng)級順序不可逆轉(zhuǎn)食物鏈各營養(yǎng)級順序不可逆轉(zhuǎn)呼吸散呼吸散失的熱失的熱能不能能不能重吸收重吸收利用利用6生態(tài)系統(tǒng)能量流

11、動的特點生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點逐級遞減逐級遞減: :單向流動單向流動: :能量傳遞效率大約為能量傳遞效率大約為10%20%10%20%不可逆轉(zhuǎn)，不能循環(huán)不可逆轉(zhuǎn)，不能循環(huán)能量在能量在沿食物鏈沿食物鏈流動的流動的過程中是逐漸減少的過程中是逐漸減少的7魯濱遜應該魯濱遜應該 先吃雞還是先吃玉米？先吃雞還是先吃玉米？ 玉米 雞 人 雞 人 玉米 人先吃雞然后吃玉米先吃雞然后吃玉米1、在市場上，肉一般比蔬菜貴，試從生態(tài)系、在市場上，肉一般比蔬菜貴，試從生態(tài)系統(tǒng)能量流動的角度分析原因？統(tǒng)能量流動的角度分析原因？2、“一山不容二虎一山不容二虎”的原因？的原因？2.在生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔中，貯存能量最多的在生

12、態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔中，貯存能量最多的成分是：成分是：A.生產(chǎn)者生產(chǎn)者 B.初級消費者初級消費者 C.次級消費者次級消費者 D.分解者分解者1.一般地說，在食物鏈中隨營養(yǎng)級的遞增，生一般地說，在食物鏈中隨營養(yǎng)級的遞增，生物個體數(shù)量將依次：物個體數(shù)量將依次：A.遞增遞增B.不變不變 C.遞減遞減 D.稍增加稍增加CA3 3、流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是指、流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是指( ( ) )A. A. 照射到該生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)所有植物體葉面上的全照射到該生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)所有植物體葉面上的全 部太陽能部太陽能B. B. 射進該系統(tǒng)的全部太陽能射進該系統(tǒng)的全部太陽能C. C. 該系統(tǒng)全部生產(chǎn)者所固定的太陽能的總量該系

13、統(tǒng)全部生產(chǎn)者所固定的太陽能的總量D. D. 生產(chǎn)者傳遞給消費者的全部能量生產(chǎn)者傳遞給消費者的全部能量c c4 4、假設(shè)初級消費者從生產(chǎn)者那里獲得的能量數(shù)值、假設(shè)初級消費者從生產(chǎn)者那里獲得的能量數(shù)值相等，則貓頭鷹獲得能量最多的食物鏈（相等，則貓頭鷹獲得能量最多的食物鏈（ ）A A、綠色植物、綠色植物蝗蟲蝗蟲蜘蛛蜘蛛蜥蜴蜥蜴蛇蛇貓頭鷹貓頭鷹B B、綠色植物、綠色植物鼠鼠貓頭鷹貓頭鷹C C、綠色植物、綠色植物蝗蟲蝗蟲青蛙青蛙蛇蛇貓頭鷹貓頭鷹D D、綠色植物、綠色植物鼠鼠蛇蛇貓頭鷹貓頭鷹B B5.5.假設(shè)一個生態(tài)系統(tǒng)的總能量為假設(shè)一個生態(tài)系統(tǒng)的總能量為，按最高傳遞效率計算，第三營，按最高傳遞效率計算，

14、第三營養(yǎng)級和三級消費者所獲得的能量應為養(yǎng)級和三級消費者所獲得的能量應為（ ）A.A.和和B.B. .和和. .C.C.和和. . D.D.和和C圖中圖中DD表示表示_。能量在逐級遞減中，若狐獲得的能量是能量在逐級遞減中，若狐獲得的能量是 8 8 千焦，傳千焦，傳遞給狼的能量最多應為遞給狼的能量最多應為_千焦，狼獲得的能量中，千焦，狼獲得的能量中，草應供給這條食物鏈的能量至少為草應供給這條食物鏈的能量至少為_千焦。千焦。圖中各營養(yǎng)級通過圖中各營養(yǎng)級通過A_A_作用被消耗，通過作用被消耗，通過B_B_利用，而利用，而B B又通過又通過C_C_被消耗。被消耗。太陽能太陽能 1.6 1.6 200 2

15、00 呼吸呼吸 分解者分解者 呼吸作用呼吸作用6 6、右圖是草原生態(tài)系統(tǒng)、右圖是草原生態(tài)系統(tǒng)中的一條食物鏈及能量流中的一條食物鏈及能量流動圖解，回答問題。動圖解，回答問題。 7.在食物網(wǎng)中，在食物網(wǎng)中，C C既以既以B B為食，也以為食，也以A A為食，為食，B B是初是初級消費者。級消費者。 若若C C同化的總能量為同化的總能量為a a，其中由，其中由A A經(jīng)過經(jīng)過A-CA-C食物鏈食物鏈過程的供能比例為過程的供能比例為x x，則按最低傳遞效率計算，則按最低傳遞效率計算，需要，需要A A的總能量的總能量y y與與x x的函數(shù)關(guān)系式為的函數(shù)關(guān)系式為_. _. a*x*10+a*(1-x)*10

16、*10=y簡化為y=100a-90ax有關(guān)計算有關(guān)計算280280 如果一個人的食物中有如果一個人的食物中有1/2 1/2 來自綠色來自綠色植物，植物，1/4 1/4 來自小型肉食動物，來自小型肉食動物，1/4 1/4 來自來自羊。試分析該人增加羊。試分析該人增加1 kg1 kg體重最多約消耗體重最多約消耗植物多少植物多少 kgkg？ 在圖中海鳥獲得能量最多的食物鏈是在圖中海鳥獲得能量最多的食物鏈是_。海。海鳥每增加鳥每增加1千克，需消耗生產(chǎn)者生產(chǎn)的有機物至少是千克，需消耗生產(chǎn)者生產(chǎn)的有機物至少是_千克。千克。有關(guān)計算有關(guān)計算甲殼類甲殼類水綿水綿海鳥海鳥水蚤水蚤大魚大魚小魚小魚淡水蝦淡水蝦25

17、25表示某生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)，請回答：若該生態(tài)系統(tǒng)的能量表示某生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)，請回答：若該生態(tài)系統(tǒng)的能量流動效率平均為流動效率平均為10%，同一營養(yǎng)級的每種生物獲得的能量是同一營養(yǎng)級的每種生物獲得的能量是均等的均等的，那么第一營養(yǎng)級的同化能量為，那么第一營養(yǎng)級的同化能量為2107KJ，則鷹最終，則鷹最終獲得的能量是獲得的能量是 _。要使鷹的數(shù)量最多它應。要使鷹的數(shù)量最多它應處于第處于第_營養(yǎng)級。營養(yǎng)級。有關(guān)計算有關(guān)計算60500 60500 KjKj 3 3鷹鷹鳥鳥蛇蛇蛙蛙鼠鼠昆蟲昆蟲植物植物11061106510451045103510251045103510451032107KJ圖是某個生

18、態(tài)系統(tǒng)中的食物網(wǎng)簡圖，據(jù)圖回答：若圖是某個生態(tài)系統(tǒng)中的食物網(wǎng)簡圖，據(jù)圖回答：若E生物種群總能量為生物種群總能量為7.1109kJ，B生物種群總能量生物種群總能量為為2.3108 kJ，從理論上計算，從理論上計算A貯存的總能量最少為貯存的總能量最少為_ kJ。 有關(guān)計算有關(guān)計算4.8107 ACEDB有關(guān)計算有關(guān)計算2.06108 下圖所示的食物網(wǎng)中，設(shè)下圖所示的食物網(wǎng)中，設(shè)E E種群干物質(zhì)中的種群干物質(zhì)中的能量為能量為5.85.810109 9kJkJ，B B種群干物質(zhì)中的能量為種群干物質(zhì)中的能量為1.31.310108 8kJkJ，則，則A A種群干物質(zhì)中的能量最多有種群干物質(zhì)中的能量最多有

19、？ 圖51、在市場上，肉一般比蔬菜貴，試從生態(tài)系、在市場上，肉一般比蔬菜貴，試從生態(tài)系統(tǒng)能量流動的角度分析原因？統(tǒng)能量流動的角度分析原因？2、“一山不容二虎一山不容二虎”的原因？的原因？根據(jù)單位時間內(nèi)各個營根據(jù)單位時間內(nèi)各個營養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值繪制成圖，可形成一個繪制成圖，可形成一個金字塔圖形金字塔圖形能量金字塔能量金字塔第一營養(yǎng)級第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級第四營養(yǎng)級第四營養(yǎng)級金字塔種類：金字塔種類：能量金字塔能量金字塔低低高高低低高高營養(yǎng)級能量ABCD第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級第四營養(yǎng)級能量金字塔能量金字塔2 2、如把各個營養(yǎng)級的生、如把各個

20、營養(yǎng)級的生物數(shù)量用金字塔的方式物數(shù)量用金字塔的方式表示，是否也成金字塔表示，是否也成金字塔形？形？數(shù)量金字塔數(shù)量金字塔人們對一片草地上的所有生物成員作了統(tǒng)計：人們對一片草地上的所有生物成員作了統(tǒng)計：生產(chǎn)者（野草）生產(chǎn)者（野草） 5 842 4245 842 424株；株；初級消費者（草原動物、昆蟲）初級消費者（草原動物、昆蟲） 708 624708 624只；只；次級消費者（肉食動物、吃昆蟲的小鳥）次級消費者（肉食動物、吃昆蟲的小鳥） 354 904 354 904 只；只；三級消費者（肉食動物、吃小鳥的鷹）三級消費者（肉食動物、吃小鳥的鷹） 3 3只。只。 高高低低能能量量低低高高營營養(yǎng)養(yǎng)級

21、級永遠都是永遠都是金字塔形金字塔形樹樹數(shù)數(shù)昆蟲數(shù)目昆蟲數(shù)目小鳥小鳥數(shù)目數(shù)目鳥樹昆蟲、能量流動的起點：、能量流動的起點： 3、生態(tài)系統(tǒng)能量流動的渠道：、生態(tài)系統(tǒng)能量流動的渠道： 2、流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：、流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：4|、生態(tài)系統(tǒng)能量的散失：、生態(tài)系統(tǒng)能量的散失：三、研究能量流動的目的三、研究能量流動的目的思考：能不能改變生態(tài)系統(tǒng)思考：能不能改變生態(tài)系統(tǒng) 能量流動的規(guī)律？能量流動的規(guī)律？ 合理調(diào)整能量的流動方向，使合理調(diào)整能量的流動方向，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钅芰砍掷m(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠钟幸娴牟糠植牧弦?、我國古代就已發(fā)展出“?；~塘”生產(chǎn)方式：利用桑葉喂蠶，蠶沙（蠶糞）養(yǎng)魚，魚塘泥肥桑，在桑、蠶、魚之間形成了良性循環(huán)。意義一：意義一： 研究能量流動，可以幫助人們科學的規(guī)劃、研究能量流動，可以幫助人們科學的規(guī)劃、設(shè)計人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。設(shè)計人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。 使生產(chǎn)一種產(chǎn)品時產(chǎn)生的有機使生產(chǎn)一種產(chǎn)品時產(chǎn)生的有機“廢棄物廢棄物”，成為生產(chǎn)，成為生產(chǎn)另一種產(chǎn)品的投入，也就是使另一種產(chǎn)品的投入，也就是使廢物資源化，廢物資源化，從而，