生態(tài)系統(tǒng)的能量流動-上課用

第五章第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)能量流動

假設(shè)你像魯濱遜那樣流落在不毛的荒島上，只有15Kg玉米和一只母雞可以食用，那么使自己活的最長的辦法是：

A.先吃雞，然后吃玉米

B.先吃玉米，同時用部分玉米喂雞，吃雞生產(chǎn)的蛋，最后再吃雞先吃雞，再吃玉米我反對！為什么要先吃我？我們欠“雞媽媽”一個解釋······

生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。一、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動概念1、能量是怎樣輸入到第一營養(yǎng)級的？2、第一營養(yǎng)級的能量去向：草兔子老鷹一、能量流動的過程1、小草的能量來自哪里?2、照射在草地上的太陽能如何被小草吸收?這些能量都被小草吸收了嗎?3、小草吸收了太陽能后,這些能量有哪些去向?生產(chǎn)者（植物）初級消費者（植食性動物）呼吸作用用于生長發(fā)育和繁殖分解者遺體殘骸能量流經(jīng)第一營養(yǎng)級示意圖1、小草的能量來自哪里?2、照射在草地上的太陽能如何被小草吸收?這些能量都被小草吸收了嗎?3、小草吸收了太陽能后,這些能量有哪些去向?固定的太陽能光合作用，僅僅吸收1%左右。呼吸作用消耗；被下一營養(yǎng)級的生物所利用；被分解者所利用；未被利用的能量（最終被分解者分解）。3、兔子把草吃進肚子里,草中的能量都被兔子吸收了嗎?4、兔子吸收了能量后,這些能量有哪些去向?不是。初級消費者攝入用于生長發(fā)育和繁殖次級消費者攝入呼吸散失遺體殘骸初級消費者同化分解者利用糞便呼吸散失…...能量流經(jīng)初級消費者示意圖攝入量=同化量+糞便攝入量就是同化量嗎？(同化量=攝入量—糞便量）兔子的能量從哪里來同化作用是指生物體把從外界環(huán)境中獲取的營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成自身物質(zhì)，并且儲存能量的過程。注意：1、只有被同化的部分才算是該營養(yǎng)級的能量，即：上一營養(yǎng)級流入下一營養(yǎng)級的能量應(yīng)該用同化量來表示。2、糞便量屬于上一營養(yǎng)級流入分解者的能量。3、兔子把草吃進肚子里,草中的能量都被兔子吸收了嗎?4、兔子吸收了能量后,這些能量有哪些去向?不是。呼吸作用消耗；被下一營養(yǎng)級的生物所利用；被分解者所利用；未被利用的能量（最終被分解者分解）。某一營養(yǎng)級的同化量=呼吸散失的能量+被下一營養(yǎng)級同化的能量+被分解者利用的能量+未被利用的能量大象是植食性動物,有一種蜣螂則專以象糞為食。若一大象在某段時間同化的能量為107kJ,則這部分能量中可流入蜣螂體內(nèi)的約為(

A

)A.0kJ B.106kJC.2×106kJ D.106kJ～2×106kJ解析:大象攝入的食物中沒有被消化、吸收的部分以糞便形式排出,因此象糞中的能量不屬于大象同化量的一部分,而是屬于生產(chǎn)者。

生產(chǎn)者（植物）呼吸作用初級消費者（植食動物）呼吸作用次級消費者（肉食動物）三級消費者（肉食動物）呼吸作用呼吸作用分解者呼吸作用生態(tài)系統(tǒng)能量流動傳遞的過程太陽能生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程圖解:生產(chǎn)者(植物)初級消費者(植食動物)次級消費者(肉食動物)…三級消費者(肉食動物)ABCBB請觀察:請表述:圖中的箭頭A、B、C各表示什么含義？A、呼吸作用散失的能量B、輸入下一營養(yǎng)級的能量C、分解者呼吸作用散失的能量太陽能歸納一個營養(yǎng)級的能量的來源和去路：1來源（1）生產(chǎn)者的能量主要來自太陽能。（2）其余各營養(yǎng)級的能量來自上一營養(yǎng)及所同化的能量2去路（1）自身呼吸消耗，轉(zhuǎn)化為其他形式的能量和熱能。（2）流向下一營養(yǎng)級（最高營養(yǎng)級除外）。（3）遺體、殘骸、糞便中等能量被分解者利用。（4）未被利用的能量（包括生物每年的積累量，也包括動物遺體、殘骸以化學(xué)燃料形式被儲存起來的能量。）輸入：傳遞：能量沿著食物鏈（網(wǎng)）逐級流動散失：各級生物的呼吸作用及分解者的分解作用（呼吸），能量以熱能散失

生產(chǎn)者固定的太陽能的總量（即植物光合作用固定的太陽能），是流經(jīng)這個生態(tài)系統(tǒng)的總能量。生態(tài)系統(tǒng)的總能量：太陽能能量的最終源頭：轉(zhuǎn)化：熱能太陽光能化學(xué)能光合作用呼吸作用二、能量流動的過程⒈生態(tài)系統(tǒng)的能量來源：太陽光能2.起點：渠道:食物鏈和食物網(wǎng)生產(chǎn)者固定的能量3.流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)總能量：生產(chǎn)者所固定的太陽能的總量5.去路：呼吸作用消耗被下一營養(yǎng)級的生物所利用被分解者所利用二.能量流動的過程4.來源：生產(chǎn)者消費者——太陽光能——前一營養(yǎng)級5.各營養(yǎng)級能量的去路有哪些？請以生產(chǎn)者(第一營養(yǎng)級)為例說明.⒈生態(tài)系統(tǒng)的能量來源是什么？2.能量流動的起點和渠道是什么？3.流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是什么？4.各個營養(yǎng)級能量的來源又是什么？思考并討論:賽達伯格湖

未固定生產(chǎn)者

植食性動物肉食性動物單位（焦/厘米2·年）分解者未利用

呼吸

(三)生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點：賽達伯格湖的能量流動圖解用表格的形式將數(shù)據(jù)進行整理,并計算傳遞效率。營養(yǎng)級輸入能量流出能量

(輸入后一營養(yǎng)級)出入比(傳遞效率)生產(chǎn)者植食性動物肉食性動物

464.662.813.52%62.812.620.06%12.6

某一營養(yǎng)級同化的能量=上一營養(yǎng)級同化的能量傳遞效率X100%三、生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點：

逐級遞減:單向流動:生產(chǎn)者次級消費者三級消費者初級消費者不循環(huán)，不可逆能量在沿食物鏈流動的過程中是逐漸減少的，能量傳遞效率大約是10%-20%生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動遵循能量守恒定律！通過以上的分析，你能總結(jié)出什么規(guī)律？這就是為什么食物鏈上一般不超過五個營養(yǎng)級。從第一營養(yǎng)級一直傳遞到第五營養(yǎng)級，能量要減少到第一營養(yǎng)級的萬分之一到1/625，即第五營養(yǎng)級獲得的能量少之又少。能量傳遞效率的相關(guān)“最值”計算能量在流經(jīng)各個營養(yǎng)級時，上一營養(yǎng)級的能量大約有10%~20%傳到下一營養(yǎng)級，營養(yǎng)級越高，能量越少。因此食物鏈越長，能量損失越多。為了充分利用能量，應(yīng)盡量縮短食物鏈。有關(guān)能量的“最值”計算方法總結(jié)如下：

選最短食物鏈知低營養(yǎng)級按×20%計算求高營養(yǎng)級選最長食物鏈

按×10%計算獲得能量最多獲得能量最少例1、ABC

DEF思考：如上食物網(wǎng)中，A為1千克1、C最多約為多少？2、C最少約為多少？0.04千克0.0001千克

選最長食物鏈知高營養(yǎng)級按÷10%計算求低營養(yǎng)級選最短食物鏈按÷20%計算需最少能量需最多能量

同一食物鏈不同環(huán)節(jié)能量傳遞效率往往不完全相同，不涉及“最多”、“最少”，計算時不能按10%或20%，而需按具體數(shù)值計算。如在食物鏈A→B→C→D中，能量傳遞效率分別為a%、b%、c%,若A的能量為M,則D的能量為M×a%×b%×c%。提醒例2、ABC

DEF思考：如上食物網(wǎng)中，A為1千克若C增加1千克，則A最少需要消耗多少千克？最多又為多少？25千克10000千克生命在等待中逝去······

請給我們一個“先吃雞”的理由！七嘴八舌食物鏈越短，能量到我體內(nèi)的越多，我活的時間就越長呀！能量金字塔單位時間內(nèi)各營養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值，由低到高繪制的圖形從能量金字塔可以看出：營養(yǎng)級越多，在能量流動中消耗的能量就

_____。越多湖泊生態(tài)系統(tǒng)能量金字塔生產(chǎn)者（第一營養(yǎng)級）初級消費者（第二營養(yǎng)級）次級消費者（第三營養(yǎng)級）三級消費者（第四營養(yǎng)級）四、金字塔種類：①能量金字塔低高低高營養(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？能量金字塔如果把各個營養(yǎng)級的生物數(shù)量關(guān)系，用繪制能量金字塔的方式表達出來，是不是也是金字塔形？如果是，有沒有例外？把各個營養(yǎng)級的生物數(shù)量關(guān)系，用繪制能量金字塔的方式表達出來，一般是金字塔形。但也有特殊情況：

數(shù)量金字塔小鳥昆蟲樹數(shù)量金字塔③生物量金字塔浮游動物生物量金字塔浮游植物特殊情況：

例1若某生態(tài)系統(tǒng)固定的總能量為24000kJ，則該生態(tài)系統(tǒng)的第三和第四營養(yǎng)級所獲得的能量最多是（

）

A.540kJ和81kJB.3600kJ和960kJ

C.240kJ和24kJ

D.960kJ和192kJ

D例2在圖中海鳥獲得能量最多的食物鏈是_________________________。海鳥每增加1千克，需消耗生產(chǎn)者生產(chǎn)的有機物至少是___________千克。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

1251、下圖是草原生態(tài)系統(tǒng)中的一條食物鏈及能量流動圖解，回答：①圖中D表示_________。②能量在逐級遞減中，傳遞率按20％計算，若狐獲得的能量是8千焦，傳遞給狼的能量為_____千焦，狼獲得的能量中，草應(yīng)供給這條食物鏈的能量為______千焦。③圖中各營養(yǎng)級通過A___

__作用被消耗，通過B________利用，而B又通過C____

_____被消耗。太陽能

1.6

200

呼吸

分解者

呼吸作用2、下圖是以每個營養(yǎng)級生物個體數(shù)量繪制的生態(tài)金字塔,其中1、2、3分別表示第一、第二、第三營養(yǎng)級。下列哪條食物鏈與此金字塔相符

A、草——兔——狼

B、草——昆蟲——鳥

C、樹——昆蟲——鳥

D、樹——兔——狼321C3、一片樹林中，樹、昆蟲和食蟲鳥類的個體數(shù)比例關(guān)系如下圖所示。下列選項能正確表示樹、昆蟲、食蟲鳥之間的能量流動關(guān)系的是(選項方框面積表示能量的大小)（）ABCDC

例3.某人捕得一條重2kg的雜食海魚，若此魚的食物有1/2來自植物，1/4來自草食魚類，1/4來自以草食魚類為食的小型肉食魚類，則該魚至少需要海洋植物多少kg？最多需要多少kg?

【解析】由題意可知，這條魚的食物來源于三條食物鏈，即：植物→雜食魚；植物→草食魚類→雜食魚；植物→草食魚類→小型肉食魚類→雜食魚，由較高營養(yǎng)級的生物量求其對較低營養(yǎng)級的需要量時，應(yīng)按能量傳遞