3.5.2-生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)

1、溫故而知新1.生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括哪兩方面？2.生態(tài)系統(tǒng)的成分有哪些？3.生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)是什么?生態(tài)系統(tǒng)的成分,食物鏈和食物網(wǎng)非生物的物質(zhì)和能量、生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者食物鏈和食物網(wǎng) 假設(shè)你像小說(shuō)中的魯濱遜一樣，流落到一個(gè)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15千克玉米和一只母雞。你認(rèn)為哪種生存策略能讓你維持更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)等待救援？（） A.先吃雞，然后吃玉米。 B.先吃玉米，同時(shí)用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。雞人玉米玉米人雞第2節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)一、能量流動(dòng)的概念 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是指生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過(guò)程。 就一個(gè)

2、生物個(gè)體（如人）而言，能量是如何輸入、儲(chǔ)存和散失的？ 能量輸入個(gè)體呼吸作用散失的能量?jī)?chǔ)存在體內(nèi)的能量能量流動(dòng)的分析能量輸入個(gè)體1呼吸作用散失的能量?jī)?chǔ)存在體內(nèi)的能量個(gè)體2個(gè)體3呼吸作用散失的能量?jī)?chǔ)存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能量?jī)?chǔ)存在體內(nèi)的能量能量流動(dòng)的分析能量流經(jīng)一個(gè)種群的情況：能量輸入種群能量?jī)?chǔ)存能量散失能量流動(dòng)的分析 研究生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)一般在群體水平上。 請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材“能量流動(dòng)的過(guò)程”一段，完成下面幾個(gè)問(wèn)題： 1.生態(tài)系統(tǒng)中能量是如何輸入的，又是如何輸出的？為什么起點(diǎn)不可以是動(dòng)物? 2.流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是什么? 3.各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量來(lái)源是什么? 4. 能量傳遞的路徑有哪些？以什

3、么形式傳遞? 5. 能量流動(dòng)過(guò)程中發(fā)生哪些形式的轉(zhuǎn)化能量流動(dòng)的過(guò)程生產(chǎn)者初級(jí)消費(fèi)者次級(jí)消費(fèi)者第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)呼吸消耗分解者分解供下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)攝入草的能量的去向兔子的攝入量就是兔子的同化量嗎？(同化量=攝入量糞便量）兔子的能量到哪里去了要點(diǎn)補(bǔ)充新陳代謝中的同化作用和異化作用新陳代謝同化作用異化作用把外界環(huán)境中獲取的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，轉(zhuǎn)變成自身的組成物質(zhì)。儲(chǔ)存能量釋放能量分解自身的一部分組成物質(zhì)，把分解的最終產(chǎn)物排出體外。物質(zhì)代謝能量代謝能量流動(dòng)的過(guò)程生產(chǎn)者（植物）初級(jí)消費(fèi)者（植食性動(dòng)物）分 解 者遺體 殘骸能量在第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)中的變化（教材P94 第二段）呼吸作用被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物所利用初級(jí)消費(fèi)

4、者攝入用于生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖次級(jí)消費(fèi)者攝入呼吸散失遺體殘骸初級(jí)消費(fèi)者同化分解者利用糞便呼吸散失能量流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)示意圖攝入的能量：糞便中的能量（未被同化的能量）該營(yíng)養(yǎng)級(jí)所固定的能量上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量的一部分屬于本營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量同化量的去向： 本營(yíng)養(yǎng)級(jí)個(gè)體自身呼吸消耗(散失)； 本營(yíng)養(yǎng)級(jí)個(gè)體自身生長(zhǎng)、發(fā)育繁殖的積累（儲(chǔ)存）。a. 遺體殘骸被分解者分解；b. 流向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)。c. 未被利用部分（石油、煤炭等）生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過(guò)程生產(chǎn)者呼吸初級(jí)消費(fèi)者呼吸次級(jí)消費(fèi)者分 解 者呼吸三級(jí)消費(fèi)者呼吸呼吸生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能總量為流經(jīng)這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量輸入傳遞散失：主要以熱能的形式 以有機(jī)物的形式沿食物鏈向下一營(yíng)

5、養(yǎng)級(jí)傳遞2.起點(diǎn)： 1.流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)總能量：生產(chǎn)者所固定的太陽(yáng)能的總量(約占1%) 5.去路：呼吸作用消耗被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物所利用被分解者所利用能量流動(dòng)的過(guò)程4.來(lái)源：生產(chǎn)者消費(fèi)者太陽(yáng)光能 前一營(yíng)養(yǎng)級(jí) 5.各營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的去路有哪些？ 請(qǐng)以生產(chǎn)者(第一營(yíng)養(yǎng)級(jí))為例說(shuō)明.流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是什么？2.能量流動(dòng)的起點(diǎn)，傳遞路徑是什么？以何形式傳遞？3.生態(tài)系統(tǒng)的能量是以什么形式輸入和輸出？4.各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的來(lái)源又是什么？總結(jié)3.生態(tài)系統(tǒng)的能量輸入：生產(chǎn)者所固定的能量是流經(jīng)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量。(光合作用化能合成作用)輸出：所有生物（包括分解者）的呼吸作用6、能量流動(dòng)過(guò)程中發(fā)生哪些形式的轉(zhuǎn)化？6.

6、轉(zhuǎn)化：太陽(yáng)能有機(jī)物的化學(xué)能熱能路徑:食物鏈和食物網(wǎng) 形式：有機(jī)物中的化學(xué)能從生產(chǎn)者固定太陽(yáng)能開始Q1：生態(tài)系統(tǒng)中的能量最終去了哪里？Q2：生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)和轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒 定律？Q3：流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到生態(tài)系統(tǒng)中來(lái)？2025思考與討論：一部分以熱能的形式散失了，一部分貯存在有機(jī)物中。遵循；因?yàn)樯a(chǎn)者固定的總量等于流動(dòng)中散失的和貯存的之和。不能。1、下圖表示某生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，請(qǐng)據(jù)圖回答：（1）將A、B、C、D各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的成分依次寫在圖中： A B C D 。（2）圖中a1代表 ，圖中a2代表 。 及時(shí)鞏固生產(chǎn)者初級(jí)消費(fèi)者次級(jí)消費(fèi)者三級(jí)消費(fèi)者生產(chǎn)者所固定的太陽(yáng)能被初級(jí)消費(fèi)者同化

7、的能量從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流動(dòng)到第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量 2、若鹿的進(jìn)食能量為100%，其糞尿能量為36%，呼吸能量為48%，則鹿的同化量為（ ） A64% B84% C16% D52%A同化量攝入量糞便量3、大象是植食性動(dòng)物，有一種羌螂專以大象糞為食。如果在某段時(shí)間大象所同化的能量為m，則這部分能量中可以流入羌螂體內(nèi)的約為（ ）A. 0 B. 10%m C. 1020%m D. 不知道A植食性動(dòng)物 62.862.8二、能量流動(dòng)的特點(diǎn)賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng) P95資料分析太陽(yáng)能未固定生產(chǎn)者464.6分解者12.5呼吸作用96.3未利用2932.118.829.312.6肉食性動(dòng)物 12.6微量7.55.0327

8、.3122.614.6能量傳遞效率 根據(jù)“賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)圖解”，計(jì)算相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)間能量傳遞效率。植食性動(dòng)物 62.862.8太陽(yáng)能未固定生產(chǎn)者464.612.6肉食性動(dòng)物 12.6傳遞效率=上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量100%試計(jì)算： 從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的傳遞效率？ 從第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的傳遞效率？13.5%20%結(jié)論：相鄰營(yíng)養(yǎng)級(jí)的傳遞效率大約是10%20%。二、能量流動(dòng)的特點(diǎn)單向流動(dòng)逐級(jí)遞減只能沿食物鏈由低營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向高營(yíng)養(yǎng)級(jí)1、各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物會(huì)因呼吸作用而散失部分能量2、各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物總有一部分能量不能被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)利用3、能量傳遞效率：10-20%1、第n營(yíng)養(yǎng)級(jí)第n+1

9、營(yíng)養(yǎng)級(jí) de 能量傳遞效率，是指第n1營(yíng)養(yǎng)級(jí)所有成員的同化量之和占第n營(yíng)級(jí)同化量的比例 。能量流動(dòng)的相關(guān)最值計(jì)算：2、已知低營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量，求高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量 ：1)“至多”：用最短的食物鏈，最大傳遞效率20% 2)“至少”：用最長(zhǎng)的食物鏈，最小傳遞效率10% 已知高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量，求低營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量 ：1)“至多”：用最長(zhǎng)的食物鏈，最小傳遞效率10% 2)“至少”：用最短的食物鏈，最大傳遞效率20%例1、A B C D E F思考：如上食物網(wǎng)中， A為1千克a、C最多約為多少？b、 C最少約為多少？0.04千克0.0001千克c 、若C增加1千克，則A最少需要消耗多少千克？最多又為多少？例2：如果一

10、個(gè)人食物有1/2來(lái)自綠色植物，1/4來(lái)自小型肉食動(dòng)物，1/4來(lái)自羊肉。假如傳遞效率為10%，那么該人每增加1Kg體重，約消耗植物_Kg。280考查生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的傳遞。因?yàn)槟芰苛鲃?dòng)的傳遞率為10，所以人每增加1千克體重，需要10千克食物。由題干可知，10千克食物中有5千克為綠色植物，2.5千克肉食動(dòng)物的肉和2.5千克草食動(dòng)物的肉；2.5千克肉食動(dòng)物的肉需250千克的綠色植物，2.5千克草食動(dòng)物的肉需25千克綠色植物，故共消耗植物280千克。例3.在圖中海鳥獲得能量最多的食物鏈?zhǔn)莀。海鳥每增加1千克，需消耗生產(chǎn)者生產(chǎn)的有機(jī)物至少是_千克。甲殼類水綿海鳥水蚤大魚小魚淡水蝦水棉水蚤甲殼類海鳥 1

11、25 在“草食草的昆蟲蜘蛛蟾蜍蛇貓頭鷹”這條食物鏈，設(shè)流經(jīng)這條食物鏈 的總能量為100，按最高傳遞率計(jì)算， 蟾蜍和貓頭鷹所得能量最多分別為A、20和2 B、0.8和0.032C、4和0.8 D、0.4和0.016B及時(shí)鞏固能量金字塔 如果將單位時(shí)間內(nèi)各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)所得到的能量數(shù)值，由低到高繪制成圖，可以形成一個(gè)金字塔圖形，叫做能量金字塔。塔基是生產(chǎn)者，塔形是正錐形。 任何生態(tài)系統(tǒng)都需要不斷得到能量補(bǔ)充，以便維持生態(tài)系統(tǒng)的正常功能。 如果一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)在一段較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)沒有能量輸入，這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)就會(huì)崩潰。 數(shù)量金字塔存在嗎？思考題：如果把各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物數(shù)量關(guān)系，用繪制能量金字塔的方式表達(dá)出來(lái)，是不是

12、也是金字塔形？如果是，有沒有例外？一般是金字塔形；有例外。浮游植物浮游動(dòng)物魚昆蟲鳥樹一般正立，偶爾例外生物量金字塔一般正立，偶爾例外生物量有機(jī)物的質(zhì)量生態(tài)金字塔能量金字塔(一定正立)生物量金字塔(一般正立)數(shù)量金字塔(一般正立)P300-9？“逐級(jí)遞減” 與“能量守恒定律”矛盾嗎？小 結(jié)能量流動(dòng)的起點(diǎn)：能量流動(dòng)的途徑：能量的變化情況：生產(chǎn)者的能量來(lái)源：分解者的能量來(lái)源：各級(jí)消費(fèi)者的能量來(lái)源：流入某營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量是：能量流動(dòng)特點(diǎn)：從生產(chǎn)者固定太陽(yáng)能開始食物鏈和食物網(wǎng)，以有機(jī)物的形式太陽(yáng)能有機(jī)物中化學(xué)能熱能主要來(lái)自太陽(yáng)能生產(chǎn)者和消費(fèi)者上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)該營(yíng)養(yǎng)級(jí)所同化的量單向流動(dòng)（不循環(huán)），逐級(jí)遞減三、研究能

13、量流動(dòng)實(shí)踐意義 P96、幫助人們合理的調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愑幸娴牟糠?。、幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。學(xué)以致用1、從能量流動(dòng)的特點(diǎn)角度解釋為什么食物鏈一般不超過(guò)五個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。2、為什么“一山不容二虎”,而幾平方米卻有百萬(wàn)昆蟲?3、為什么肉類食品的價(jià)格比小白菜價(jià)格高？1、根據(jù)生態(tài)學(xué)原理，要使能量流經(jīng)食物鏈總消耗量最少，人們應(yīng)該采用哪種食物結(jié)構(gòu)A、以離類、蛋類為主B、以淡水養(yǎng)殖的魚、蝦為主 C、以谷物和植物蛋白為主D、以豬肉等家畜肉類為主C鞏固練習(xí)2、初級(jí)消費(fèi)者體內(nèi)能量的去路包括(多選)A、用于自身的生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖B、被第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的

14、其他生物所獲得 C、以熱能的形式散失D、被分解者分解釋放到環(huán)境中去ACD3、人們常用能量金字塔來(lái)說(shuō)明生態(tài)系統(tǒng)中哪兩者之間的關(guān)系A(chǔ)、能量與營(yíng)養(yǎng)級(jí) B、能量與個(gè)體大小C、能量與個(gè)體數(shù)量 D、能量與生物代謝類型A4、生態(tài)系統(tǒng)中有關(guān)食物鏈與能量流動(dòng)的敘述，正確的是（多選）A能量沿食物鏈流動(dòng)是單向的 B食物鏈越短，能量的利用率越高C初級(jí)消費(fèi)者越多，次級(jí)消費(fèi)者獲得的 能量就越少D生物種類越多，生態(tài)系統(tǒng)中的 食物鏈越多ABD5一片樹林中，樹、昆蟲和食蟲鳥類的個(gè)體數(shù)比例關(guān)系如下圖所示。下列選項(xiàng)能正確表示樹、昆蟲、食蟲鳥之間的能量流動(dòng)關(guān)系的是(選項(xiàng)方框面積表示能量的大小)（ ）A B C DC6、下列敘述正確的

15、是（ ）A、當(dāng)狼吃掉一只兔時(shí)，就獲得了兔的全部能量B、當(dāng)狼捕食兔并經(jīng)同化作用合成自身有機(jī)物時(shí)，能量就從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入了第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)C、生產(chǎn)者通過(guò)光合作用制造了有機(jī)物時(shí)，能量就由非生物環(huán)境流入了生物群落D、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)時(shí)往復(fù)循環(huán)的C7.下面有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的表述，不正確的是（） A .能量流動(dòng)是單向流動(dòng)，逐級(jí)遞減的 B.食物鏈越短，可供消費(fèi)者的能量越多 C .初級(jí)消費(fèi)者越多，次級(jí)消費(fèi)者獲得的能量越少 D .營(yíng)養(yǎng)級(jí)越多，散失的能量越多8.假設(shè)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量為，按最高傳遞效率計(jì)算，第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)和三級(jí)消費(fèi)者所獲得的能量應(yīng)為（ ） A.和B.和. C .和. D.和CC圖中D表示_。能量在逐級(jí)遞減中，若狐獲得的能量是 8 千焦，傳遞給狼的能量最多應(yīng)為_千焦，狼獲得的能量中，草應(yīng)供給這條食物鏈的能量至少為_千焦。圖中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)通過(guò)A_作用被消耗，通過(guò)B_利用，而B又通過(guò)C_被消耗。太陽(yáng)能 1.6 200 呼吸 分解者 呼吸作用9、右圖是草原生態(tài)系統(tǒng)中的一條食物鏈及能量流動(dòng)圖解，回答問(wèn)題。能量單向流動(dòng)的原因？食物鏈中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的順序是不可逆轉(zhuǎn)的；各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量總是趨于以呼吸作用產(chǎn)生熱能而散失掉，而不被生態(tài)系統(tǒng)利用，所以能量不能循環(huán)。2025能量流動(dòng)過(guò)程中逐級(jí)遞減的原因？捕食不徹底：當(dāng)動(dòng)物體在捕食獵物時(shí)，由于相互之間經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的