生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(2015年)

1、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動生態(tài)系統(tǒng)的能量流動 假設(shè)你像小說中的魯濱遜一樣，也假設(shè)你像小說中的魯濱遜一樣，也流落到一個荒島上，那里除了有能飲用流落到一個荒島上，那里除了有能飲用的水以外，幾乎沒有任何食物。你隨身的水以外，幾乎沒有任何食物。你隨身尚存的食物只有一只母雞、尚存的食物只有一只母雞、5Kg玉米。玉米。 你認(rèn)為以下哪種生存策略能讓你維你認(rèn)為以下哪種生存策略能讓你維持更長的時間來等待救援：持更長的時間來等待救援：A. 先吃雞，再吃玉米先吃雞，再吃玉米B. 先吃玉米，同時用一部分玉米先吃玉米，同時用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。生態(tài)系統(tǒng)中能量的生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸

2、入、輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程，稱的過程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。 一、生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的過程一、生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的過程 鹿和草鹿和草是什么是什么關(guān)系？關(guān)系？ 一、生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的過程一、生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的過程 草中的能量是怎樣得來的？草中的能量是怎樣得來的？思考思考草中的能量是怎樣得來的？草中的能量是怎樣得來的？思考思考光能全部被草吸收利用了嗎？光能全部被草吸收利用了嗎？思考思考光能全部被草吸收利用了嗎？光能全部被草吸收利用了嗎？思考思考草的能量將何去何從？草的能量將何去何從？思考思考草的能量將何去何從？草的能量將何去何從？呼吸作用呼吸作用思

3、考思考草的能量將何去何從？草的能量將何去何從？呼吸作用呼吸作用分解者分解者思考思考草的能量將何去何從？草的能量將何去何從？呼吸作用呼吸作用分解者分解者未利用未利用思考思考用于生長、用于生長、發(fā)育、繁殖發(fā)育、繁殖初級消費者攝食初級消費者攝食遺體、殘枝敗葉遺體、殘枝敗葉生生產(chǎn)產(chǎn)者者固固定定的的太太陽陽能能呼吸消耗呼吸消耗分解者利用分解者利用鹿吃了草后能把吃進(jìn)的鹿吃了草后能把吃進(jìn)的草全部同化嗎草全部同化嗎?呼吸作用呼吸作用分解者分解者未利用未利用思考思考兔子的攝入量就是兔子的同兔子的攝入量就是兔子的同化量嗎？化量嗎？兔子的攝入量就是兔子的同兔子的攝入量就是兔子的同化量嗎？化量嗎？(同化量同化量=攝入

4、量攝入量糞便量）糞便量）鹿吃了草后能把吃進(jìn)的鹿吃了草后能把吃進(jìn)的草全部同化嗎草全部同化嗎?呼吸作用呼吸作用分解者分解者未利用未利用同化同化糞糞便便思考思考鹿中的能量又到哪里去了？鹿中的能量又到哪里去了？呼吸作用呼吸作用分解者分解者未利用未利用同化同化糞糞便便思考思考鹿中的能量又到哪里去了？鹿中的能量又到哪里去了？呼吸作用呼吸作用分解者分解者未利用未利用同化同化糞糞便便呼吸作用呼吸作用分解者分解者未利用未利用思考思考能能量量流流經(jīng)經(jīng)第第二二營營養(yǎng)養(yǎng)級級示示意意圖圖能能量量流流經(jīng)經(jīng)第第二二營營養(yǎng)養(yǎng)級級示示意意圖圖初級消費者攝入初級消費者攝入能能量量流流經(jīng)經(jīng)第第二二營營養(yǎng)養(yǎng)級級示示意意圖圖糞便糞便分

5、解者分解者利用利用初級消費者攝入初級消費者攝入呼呼吸吸能能量量流流經(jīng)經(jīng)第第二二營營養(yǎng)養(yǎng)級級示示意意圖圖糞便糞便散失散失分解者分解者利用利用初級消費者攝入初級消費者攝入呼呼吸吸能能量量流流經(jīng)經(jīng)第第二二營營養(yǎng)養(yǎng)級級示示意意圖圖糞便糞便散失散失分解者分解者利用利用初級消費者同化初級消費者同化初級消費者攝入初級消費者攝入呼呼吸吸能能量量流流經(jīng)經(jīng)第第二二營營養(yǎng)養(yǎng)級級示示意意圖圖糞便糞便散失散失分解者分解者利用利用初級消費者同化初級消費者同化呼呼吸吸初級消費者攝入初級消費者攝入散失散失呼呼吸吸能能量量流流經(jīng)經(jīng)第第二二營營養(yǎng)養(yǎng)級級示示意意圖圖糞便糞便散失散失分解者分解者利用利用初級消費者同化初級消費者同化呼

6、呼吸吸用于生長用于生長發(fā)育和繁殖發(fā)育和繁殖初級消費者攝入初級消費者攝入散失散失呼呼吸吸能能量量流流經(jīng)經(jīng)第第二二營營養(yǎng)養(yǎng)級級示示意意圖圖糞便糞便散失散失分解者分解者利用利用初級消費者同化初級消費者同化呼呼吸吸用于生長用于生長發(fā)育和繁殖發(fā)育和繁殖初級消費者攝入初級消費者攝入遺體遺體殘骸殘骸散失散失呼呼吸吸能能量量流流經(jīng)經(jīng)第第二二營營養(yǎng)養(yǎng)級級示示意意圖圖糞便糞便散失散失分解者分解者利用利用初級消費者同化初級消費者同化呼呼吸吸用于生長用于生長發(fā)育和繁殖發(fā)育和繁殖初級消費者攝入初級消費者攝入次級消費者次級消費者攝入攝入遺體遺體殘骸殘骸散失散失呼吸作用呼吸作用未利用未利用呼吸作用呼吸作用分解者分解者未利用

7、未利用分解者分解者呼吸作用呼吸作用未利用未利用呼吸作用呼吸作用分解者分解者未利用未利用呼吸作用呼吸作用分解者分解者未利用未利用分解者分解者呼呼 吸吸 作作 用用分分 解解 者者初級消費者初級消費者（植食動物）（植食動物）次級消費者次級消費者（肉食動物）（肉食動物）生產(chǎn)者生產(chǎn)者（植物）（植物）呼呼 吸吸 作作 用用分分 解解 者者初級消費者初級消費者（植食動物）（植食動物）次級消費者次級消費者（肉食動物）（肉食動物）(1)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動是從什么地方生態(tài)系統(tǒng)中能量流動是從什么地方開始的？開始的？生產(chǎn)者生產(chǎn)者（植物）（植物）思考思考呼呼 吸吸 作作 用用分分 解解 者者初級消費者初級消費者（植食

8、動物）（植食動物）次級消費者次級消費者（肉食動物）（肉食動物）(1)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動是從什么地方生態(tài)系統(tǒng)中能量流動是從什么地方開始的？開始的？植物光合作用固定太陽能植物光合作用固定太陽能生產(chǎn)者生產(chǎn)者（植物）（植物）思考思考呼呼 吸吸 作作 用用分分 解解 者者初級消費者初級消費者（植食動物）（植食動物）次級消費者次級消費者（肉食動物）（肉食動物）(2) 流經(jīng)一個生態(tài)系統(tǒng)的總能量是流經(jīng)一個生態(tài)系統(tǒng)的總能量是_生產(chǎn)者生產(chǎn)者（植物）（植物）思考思考呼呼 吸吸 作作 用用分分 解解 者者初級消費者初級消費者（植食動物）（植食動物）次級消費者次級消費者（肉食動物）（肉食動物）(2) 流經(jīng)一個生態(tài)系統(tǒng)的

9、總能量是流經(jīng)一個生態(tài)系統(tǒng)的總能量是_生產(chǎn)者固定的太陽能總量生產(chǎn)者固定的太陽能總量生產(chǎn)者生產(chǎn)者（植物）（植物）思考思考呼呼 吸吸 作作 用用分分 解解 者者初級消費者初級消費者（植食動物）（植食動物）次級消費者次級消費者（肉食動物）（肉食動物）(3)能量的去向有哪些？能量的去向有哪些？生產(chǎn)者生產(chǎn)者（植物）（植物）思考思考呼呼 吸吸 作作 用用分分 解解 者者初級消費者初級消費者（植食動物）（植食動物）次級消費者次級消費者（肉食動物）（肉食動物）(4)能量流動的渠道是什么？能量流動的渠道是什么？生產(chǎn)者生產(chǎn)者（植物）（植物）思考思考呼呼 吸吸 作作 用用分分 解解 者者初級消費者初級消費者（植食動物

10、）（植食動物）次級消費者次級消費者（肉食動物）（肉食動物）(4)能量流動的渠道是什么？能量流動的渠道是什么？食物鏈和食物網(wǎng)食物鏈和食物網(wǎng)生產(chǎn)者生產(chǎn)者（植物）（植物）思考思考呼呼 吸吸 作作 用用分分 解解 者者初級消費者初級消費者（植食動物）（植食動物）次級消費者次級消費者（肉食動物）（肉食動物）(5)能量散失的形式是能量散失的形式是_生產(chǎn)者生產(chǎn)者（植物）（植物）思考思考熱能熱能賽達(dá)伯格湖的能量流動圖解賽達(dá)伯格湖的能量流動圖解( (單位：單位：J/cmJ/cm2 2. .年年) )太太陽陽能能未未利利用用生產(chǎn)者生產(chǎn)者植食性動物植食性動物肉食性動物肉食性動物分解者分解者 未利用未利用呼吸呼吸46

11、4.662.812.614.6122.6327.312.5微量微量2.196.329318.829.37.55.062.812.6(1)計算賽達(dá)伯格湖的生態(tài)系統(tǒng)計算賽達(dá)伯格湖的生態(tài)系統(tǒng)中，能量從第一營養(yǎng)級流入第二營中，能量從第一營養(yǎng)級流入第二營養(yǎng)級占生產(chǎn)者所固定能量的百分比養(yǎng)級占生產(chǎn)者所固定能量的百分比是多少是多少?(2) 第二營養(yǎng)級流人第三營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級流人第三營養(yǎng)級的能量，占初級消費者所同化的能的能量，占初級消費者所同化的能量總量的百分比是多少量總量的百分比是多少?(1)計算賽達(dá)伯格湖的生態(tài)系統(tǒng)計算賽達(dá)伯格湖的生態(tài)系統(tǒng)中，能量從第一營養(yǎng)級流入第二營中，能量從第一營養(yǎng)級流入第二營養(yǎng)級占生產(chǎn)

12、者所固定能量的百分比養(yǎng)級占生產(chǎn)者所固定能量的百分比是多少是多少?(13.5%)(2) 第二營養(yǎng)級流人第三營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級流人第三營養(yǎng)級的能量，占初級消費者所同化的能的能量，占初級消費者所同化的能量總量的百分比是多少量總量的百分比是多少?(1)計算賽達(dá)伯格湖的生態(tài)系統(tǒng)計算賽達(dá)伯格湖的生態(tài)系統(tǒng)中，能量從第一營養(yǎng)級流入第二營中，能量從第一營養(yǎng)級流入第二營養(yǎng)級占生產(chǎn)者所固定能量的百分比養(yǎng)級占生產(chǎn)者所固定能量的百分比是多少是多少?(13.5%)(2) 第二營養(yǎng)級流人第三營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級流人第三營養(yǎng)級的能量，占初級消費者所同化的能的能量，占初級消費者所同化的能量總量的百分比是多少量總量的百分比是多少?(2

13、0%)(3)流入某個營養(yǎng)級的能量，為流入某個營養(yǎng)級的能量，為什么不能百分之百地流向后一個營什么不能百分之百地流向后一個營養(yǎng)級養(yǎng)級?二、能量流動的特點二、能量流動的特點n單向流動單向流動n逐級遞減逐級遞減1.逐級遞減這一逐級遞減這一特點與能量守恒定律特點與能量守恒定律矛盾嗎？矛盾嗎？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)級某個湖的能量金字塔某個湖的能量金字塔思考思考2.俗話說俗話說“一一山不容二虎山不容二虎”，有，有沒有道理？沒有道理？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)級某個湖的能量金字塔某個湖的能量金字塔思考思

14、考某個湖的能量金字塔某個湖的能量金字塔 3.如把各個營養(yǎng)級如把各個營養(yǎng)級的生物數(shù)量用金字塔的生物數(shù)量用金字塔的方式表示，是否也的方式表示，是否也呈金字塔形？呈金字塔形？思考思考第一營養(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)級鳥鳥樹樹昆蟲昆蟲數(shù)量金字塔數(shù)量金字塔能量金字塔與數(shù)量金字塔能量金字塔與數(shù)量金字塔鳥鳥昆蟲昆蟲數(shù)量金字塔數(shù)量金字塔鳥鳥昆蟲昆蟲樹樹能量金字塔能量金字塔能量金字塔與數(shù)量金字塔能量金字塔與數(shù)量金字塔樹樹 假設(shè)你像小說中的魯濱遜一樣，也假設(shè)你像小說中的魯濱遜一樣，也流落到一個荒島上，那里除了有能飲用流落到一個荒島上，那里除了有能飲用的水以外，幾乎沒有

15、任何食物。你隨身的水以外，幾乎沒有任何食物。你隨身尚存的食物只有一只母雞、尚存的食物只有一只母雞、5Kg玉米。玉米。 你認(rèn)為以下哪種生存策略能讓你維你認(rèn)為以下哪種生存策略能讓你維持更長的時間來等待救援：持更長的時間來等待救援：A.先吃雞，再吃玉米先吃雞，再吃玉米B.先吃玉米，同時用一部分玉米喂先吃玉米，同時用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。A.先吃雞，先吃雞， 再吃玉米再吃玉米A.先吃雞，先吃雞， 再吃玉米再吃玉米玉米玉米雞雞人人A.先吃雞，先吃雞， 再吃玉米再吃玉米玉米玉米雞雞人人B.先吃玉米，先吃玉米， 同時用一部分同時用一部分 玉米喂雞，吃玉米喂雞，吃

16、 雞產(chǎn)下的蛋，雞產(chǎn)下的蛋， 最后吃雞。最后吃雞。A.先吃雞，先吃雞， 再吃玉米再吃玉米玉米玉米雞雞人人B.先吃玉米，先吃玉米， 同時用一部分同時用一部分 玉米喂雞，吃玉米喂雞，吃 雞產(chǎn)下的蛋，雞產(chǎn)下的蛋， 最后吃雞。最后吃雞。玉米玉米人人雞雞A.先吃雞，先吃雞， 再吃玉米再吃玉米玉米玉米雞雞人人B.先吃玉米，先吃玉米， 同時用一部分同時用一部分 玉米喂雞，吃玉米喂雞，吃 雞產(chǎn)下的蛋，雞產(chǎn)下的蛋， 最后吃雞。最后吃雞。玉米玉米人人雞雞三、研究能量流動的意義三、研究能量流動的意義 合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效地量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣?/p>

17、益的部分。流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?。三、研究能量流動的意義三、研究能量流動的意義合理確定草場的載畜量合理確定草場的載畜量合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖铌P(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?。有益的部分?科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計人工生態(tài)系統(tǒng)，科學(xué)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。使能量得到最有效的利用。三、研究能量流動的意義三、研究能量流動的意義請利用水稻、玉米等農(nóng)作物，請利用水稻、玉米等農(nóng)作物，牛、羊等牲畜，食用菌，蚯蚓，牛、羊等牲畜，食用菌，蚯蚓，沼氣池等，設(shè)計一個能量高效利沼氣池等，設(shè)計一個能量高效利用的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)

18、。用的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。設(shè)計生態(tài)農(nóng)業(yè)設(shè)計生態(tài)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品輸出產(chǎn)品輸出沼渣沼液沼渣沼液蚯蚓蚯蚓太陽能太陽能沼氣池沼氣池雜屑雜屑作物作物籽實籽實秸桿秸桿家畜家畜菌床雜屑菌床雜屑產(chǎn)品輸出產(chǎn)品輸出食用菌食用菌設(shè)計生態(tài)農(nóng)業(yè)設(shè)計生態(tài)農(nóng)業(yè)糞便糞便產(chǎn)品輸出產(chǎn)品輸出雜屑雜屑技能訓(xùn)練技能訓(xùn)練分析和處理數(shù)據(jù)分析和處理數(shù)據(jù) 1926年，美國一位生態(tài)學(xué)家研年，美國一位生態(tài)學(xué)家研究了一塊玉米田的能量流動情況，究了一塊玉米田的能量流動情況，得到如下數(shù)據(jù)。得到如下數(shù)據(jù)。 1. 這塊玉米田共收割玉米約這塊玉米田共收割玉米約10000株株, 質(zhì)質(zhì)量為量為6000kg。通過對玉米植株的化學(xué)成分。通過對玉米植株的化學(xué)成分進(jìn)行分析，計算出其中

19、共含碳進(jìn)行分析，計算出其中共含碳2675kg。 2. 據(jù)他估算，這些玉米在整個生長過程據(jù)他估算，這些玉米在整個生長過程中通過呼吸消耗的葡萄糖共中通過呼吸消耗的葡萄糖共2045kg。 3. 1Kg葡萄糖儲存葡萄糖儲存1.6104k能量。能量。 4. 在整個生長季節(jié)里，入射到這塊玉米在整個生長季節(jié)里，入射到這塊玉米田的太陽能總量為田的太陽能總量為8.51012k。請據(jù)以上數(shù)據(jù)計算：請據(jù)以上數(shù)據(jù)計算： 這些玉米的含碳量折合成葡萄糖是這些玉米的含碳量折合成葡萄糖是多少？這些葡萄糖儲存的能量是多少？多少？這些葡萄糖儲存的能量是多少？ 這些玉米的含碳量折合成葡萄糖是這些玉米的含碳量折合成葡萄糖是多少？這些

20、葡萄糖儲存的能量是多少？多少？這些葡萄糖儲存的能量是多少？ 答案：這些玉米含碳量折全成葡萄答案：這些玉米含碳量折全成葡萄糖是：糖是：26753012668.5（kg),這些葡萄糖儲存的能量是：這些葡萄糖儲存的能量是：6687.5.61041.07108（k）這些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？這些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？這些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？這些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？ 答案答案: 這些玉米呼吸作用消耗的能量這些玉米呼吸作用消耗的能量是：是：20451.61043.272107（kJ） 這些玉米在整個生長季節(jié)所固定的這些玉米在整個生長季節(jié)所固定的太陽能總量是多少？呼吸作用

21、消耗的能太陽能總量是多少？呼吸作用消耗的能量占所固定太陽能總量的比例是多少？量占所固定太陽能總量的比例是多少？ 這些玉米在整個生長季節(jié)所固定的這些玉米在整個生長季節(jié)所固定的太陽能總量是多少？呼吸作用消耗的能太陽能總量是多少？呼吸作用消耗的能量占所固定太陽能總量的比例是多少？量占所固定太陽能總量的比例是多少？ 答案：這些玉米在整個生長季節(jié)所答案：這些玉米在整個生長季節(jié)所固定的太陽能總量是：固定的太陽能總量是：1.07108+0.3272108=1.3972108(kJ) 這些玉米在整個生長季節(jié)所固定的這些玉米在整個生長季節(jié)所固定的太陽能總量是多少？呼吸作用消耗的能太陽能總量是多少？呼吸作用消耗的

22、能量占所固定太陽能總量的比例是多少？量占所固定太陽能總量的比例是多少？0.3272108/1.3972108=23.4% 答案：這些玉米在整個生長季節(jié)所答案：這些玉米在整個生長季節(jié)所固定的太陽能總量是：固定的太陽能總量是：1.07108+0.3272108=1.3972108(kJ)這塊玉米田的太陽能利用效率是多少？這塊玉米田的太陽能利用效率是多少？這塊玉米田的太陽能利用效率是多少？這塊玉米田的太陽能利用效率是多少？ 答案：答案： 這塊玉米田的能量利用效率是：這塊玉米田的能量利用效率是：1.39721088.51091.64 營養(yǎng)營養(yǎng)級級能量能量(J.m2)A141.10 105B15.91 105C0.88 105D871.27105那么該生態(tài)系統(tǒng)中初級消費者是（）那么該生態(tài)系統(tǒng)中初級消費者是（）練習(xí)練習(xí) 1. 調(diào)查得知某河調(diào)查得知某河生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)共有構(gòu)共有4個營養(yǎng)級個營養(yǎng)級（以（以A、B、C、D表示）。經(jīng)測定，表示）。經(jīng)測定，一年中流過一年中流過4個營個營養(yǎng)級的能量分別為養(yǎng)級的能量分別為