生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)經(jīng)典課件

問題探討

假如你流落到荒島上，只有一只母雞、１５kg玉米……１．先吃雞，再吃玉米？２．先吃玉米，同時(shí)用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋？？增加了食物鏈的長度，能量逐級遞減，最后人獲得的能量較少√

為什么一條食物鏈的營養(yǎng)級一般不超過五個(gè)？為什么一山不能容二虎？

生態(tài)球

歐美國家時(shí)興一種水晶球樣的生態(tài)球作為家庭擺設(shè)。該球密閉，內(nèi)裝有水和兩三條小魚，底部有珊瑚、沙子等，并生長著一些水藻，妙在里面的小魚、水藻常年都是活的。

為什么里面的生物能長時(shí)間存活？要使小生態(tài)球長時(shí)期保持原狀，需要把它放到有適宜陽光的地方學(xué)習(xí)指導(dǎo)1.能量流動(dòng)的起點(diǎn)、途徑和流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量。2.每個(gè)營養(yǎng)級的能量來源和去路。3.能量單向流動(dòng)和逐級遞減的原因。4.“林德曼效率”的含義。5.概述研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義。照射在草地上的太陽能都被小草固定了嗎?

兔子的攝入量就是兔子的同化量嗎？(同化量=攝入量－糞便量）初級消費(fèi)者兔子的能量到哪里去了？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。在草原上，牛以草為食，屎殼郎（蜣螂）以牛糞為食，則被牛同化的能量中約有多少流入屎殼郎？0當(dāng)狼吃掉一只兔時(shí)，就獲得了兔的全部能量對嗎？學(xué)以致用一、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。研究能量在沿著食物鏈從一個(gè)種群流動(dòng)到另一種群時(shí)，需要考慮能量被利用和未被利用等多方面的能量值，以某動(dòng)物種群捕食種群A為例，可用圖5-4表示。生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的一般過程生產(chǎn)者(植物)呼吸呼吸呼吸呼吸初級消費(fèi)者次級消費(fèi)者三級消費(fèi)者(肉食動(dòng)物)分解者(細(xì)菌、真菌等）呼吸(草食動(dòng)物)（肉食動(dòng)物)太陽一、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)概念能量流動(dòng)的概念：指生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失過程?！拜斎搿薄皞鬟f”——“轉(zhuǎn)化”——“散失”——綠色植物的光合作用固定太陽能是能量輸入主要途徑生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)能量沿食物鏈和食物網(wǎng)傳遞以熱能形式散失一、能量流動(dòng)的概念和過程1．概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程2、過程：（1）能量流動(dòng)起點(diǎn)：（2）流入生態(tài)系統(tǒng)的總能量：（3）能量流動(dòng)渠道：（4）能量形式的變化：（5）在食物鏈中流動(dòng)的形式是：（6）能量散失的主要途徑：從生產(chǎn)者(主要是植物)固定太陽能開始。生產(chǎn)者所固定的全部太陽能食物鏈和食物網(wǎng)。太陽能→生物體有機(jī)物中的化學(xué)能→熱能(最終散失)。有機(jī)物中的化學(xué)能。呼吸作用(包括各營養(yǎng)級生物本身的呼吸及分解者的呼吸作用)。3.每個(gè)營養(yǎng)級的能量去向：呼吸作用、下一營養(yǎng)級同化、分解者分解、未被利用例題：在生態(tài)系統(tǒng)中，能量流動(dòng)的起點(diǎn)是

[

]A．從生產(chǎn)者固定太陽能開始

B．陽光照射到綠色動(dòng)植物體上時(shí)

C．生產(chǎn)者被動(dòng)物所食時(shí)

D．分解者分解動(dòng)植物遺體時(shí)A二、每個(gè)營養(yǎng)級的能量來源、去路。輸入光合作用固定的能量(同化量）苜蓿初級消費(fèi)者分解者(細(xì)菌、真菌等）細(xì)胞呼吸散失殘枝敗葉儲存生長、發(fā)育和繁殖傳遞細(xì)胞呼吸散失異化作用是指生物體把自身的一部分組成物質(zhì)加以分解，釋放出其中的能量，并且把分解的終產(chǎn)物排出體外的變化過程。(需氧型和厭氧型)

同化作用是指生物體把外界環(huán)境中獲取的營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成自身物質(zhì)，并且儲存能量的變化過程。（自養(yǎng)和異養(yǎng)）輸入第一營養(yǎng)級的能量轉(zhuǎn)移途徑呼吸散失用于生長、發(fā)育、繁殖遺體、殘枝敗葉分解者初級消費(fèi)者攝食能量流經(jīng)第一營養(yǎng)級示意圖太陽生產(chǎn)者固定的太陽能①②③分析第二營養(yǎng)級能量由輸入到流出的過程，從代謝特點(diǎn)分析，第二營養(yǎng)級能量輸入的方式與第一營養(yǎng)級有何不同？第二營養(yǎng)級同化的能量去路？提出問題：初級消費(fèi)者攝入初級消費(fèi)者同化糞便散失細(xì)胞呼吸次級消費(fèi)者攝入傳遞傳遞細(xì)胞呼吸散失遺體殘骸分解者散失細(xì)胞呼吸初級消費(fèi)者殘枝敗葉細(xì)胞呼吸分解者(細(xì)菌、真菌等）散失生產(chǎn)者固定(同化量）輸入生長、發(fā)育、繁殖能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級示意圖殘枝敗葉等殘骸殘骸

散失（分解者）

散失（呼吸作用）

呼吸作用呼吸作用呼吸作用分解者分解者分解者輸入能量流動(dòng)：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程。傳遞傳遞初級消費(fèi)者生產(chǎn)者次級消費(fèi)者同化量=攝入上一營養(yǎng)級的能量-糞便中的能量同化量=呼吸消耗以熱能形式散失的能量+流向下個(gè)營養(yǎng)級的能量+流向分解者的能量+未被利用的能量.第一、能量流動(dòng)不是循環(huán)的而是單向的：從生產(chǎn)者→初級消費(fèi)者→次級消費(fèi)者→三級消費(fèi)→……。第二、能量流動(dòng)是逐級遞減的：傳遞率為10％～20％三、能量流動(dòng)的特點(diǎn)美國生態(tài)學(xué)家林德曼1942年對賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)進(jìn)行的定量分析資料分析464.662.812.614.662.812.613.52%20.06%1、2：各營養(yǎng)級之間的傳遞效率在多大范圍內(nèi)?=傳遞效率10％－20％能量在相鄰的兩個(gè)營養(yǎng)間的傳遞效率能量傳遞效率：下一營養(yǎng)級的同化量比上一營養(yǎng)級的同化量或下一營養(yǎng)級有機(jī)物含有的能量比上一營養(yǎng)級有機(jī)物含有的能量能量傳遞效率=下一營養(yǎng)級的同化量上一營養(yǎng)級的同化量能量傳遞效率=下一營養(yǎng)級有機(jī)物含有的能量上一營養(yǎng)級有機(jī)物含有的能量(2)逐級遞減①各營養(yǎng)級生物都會因呼吸作用消耗大部分能量。②各營養(yǎng)級的能量總有一部分不能被下一營養(yǎng)級利用。③各營養(yǎng)級的能量總有一部分流入分解者。3.能量流動(dòng)的特點(diǎn)(1)單向流動(dòng)①能量流動(dòng)是沿食物鏈進(jìn)行的，食物鏈中各營養(yǎng)級之間的捕食關(guān)系是長期自然選擇的結(jié)果，是不可逆轉(zhuǎn)的。②各營養(yǎng)級通過呼吸作用所產(chǎn)生的熱能不能被生物群落重復(fù)利用，因此能量流動(dòng)無法循環(huán)。原因原因單向流動(dòng)，逐級遞減（10%---20%）

肉食性動(dòng)物

12.6

植食性動(dòng)物

62.8

生產(chǎn)者

464.6

能量金字塔某個(gè)湖的能量金字塔思考：1、逐級遞減這一特點(diǎn)與能量守恒定律矛盾嗎？2、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五個(gè)營養(yǎng)級。3、如把各個(gè)營養(yǎng)級的生物量（質(zhì)量）和數(shù)量用金字塔的方式表示，是否也成金字塔形？能量金字塔-----根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)各個(gè)營養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值繪制而成。體現(xiàn)能量與營養(yǎng)級的關(guān)系金字塔種類：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②數(shù)量金字塔如把各個(gè)營養(yǎng)級的生物數(shù)量用金字塔的方式表示是否也成金字塔形？一般情況下，也是金字塔形。但有時(shí)會出現(xiàn)倒置的塔形。在一片樹林中，樹、昆蟲和食蟲鳥的個(gè)體數(shù)比例關(guān)系如下圖所示：鳥樹昆蟲昆蟲樹鳥數(shù)量比例圖能量金字塔對一片海域中生態(tài)系統(tǒng)作了統(tǒng)計(jì)：生產(chǎn)者（大葉藻）4800萬噸次級消費(fèi)者（吃小魚蝦的大魚）17萬噸三級消費(fèi)者（吃大魚的魚）3萬噸。初級消費(fèi)者（吃大葉藻的小魚蝦）1200萬噸③生物量金字塔③生物量金字塔浮游動(dòng)物生物量金字塔浮游植物特殊情況：生物量金字塔也有特殊形狀，如海洋生態(tài)系統(tǒng)中，生產(chǎn)者浮游植物個(gè)體小，壽命短，又會被浮游動(dòng)物吃掉，因而某一時(shí)間調(diào)查到的浮游植物生物量可能要低于其捕食者浮游動(dòng)物的生物量。但這并不是說流經(jīng)生產(chǎn)者這一環(huán)節(jié)的能量比流經(jīng)浮游動(dòng)物的要少。（1）能量金字塔、數(shù)量金字塔、生物量金字塔三者都是用來說明食物鏈中能量流動(dòng)的情況，三者統(tǒng)稱為生態(tài)金字塔。四、金字塔種類：五、能量有關(guān)的計(jì)算根據(jù)能量流動(dòng)的“10%定律”1.如D魚體重增加1kg，所需浮游植物最多約________。

1000kg一、食物鏈“最多”或“至多”遷移創(chuàng)新：

2、如D魚體重增加1kg，所需浮游植物至少約

125kg能量傳遞效率的含義與計(jì)算：在一食物鏈中，若求某營養(yǎng)級獲得最多能量，一般取20％作為傳遞效率；反之，取10％作為傳遞效率。一、食物鏈根據(jù)能量流動(dòng)的“20%定律”“最少”或“至少”二、食物網(wǎng)中acdbe總結(jié)1.正推類型：ABCD至少按最小效率（10%）計(jì)算最多按最大效率（20%）計(jì)算若A總重1000KG體重，至少（或最多）能使D增重多少千克？2.逆推類型：ABCD至少按最大效率（20%）計(jì)算最多按最小效率（10%）計(jì)算若D增重10KG，至少（或最多）消耗A多少千克？知低求高知高求低3.上述能量傳遞效率是指各營養(yǎng)級之間的比例，一般為10%—20%，若題目中給出具體值，則按具體值計(jì)算。若在食物網(wǎng)中有：AB

C在計(jì)算時(shí)，應(yīng)將B、C看做同一營養(yǎng)級來對待，流向B、C的總量占A的10%—20%1、在一條食物鏈中，第二營養(yǎng)級能量最多有多少流入到第五營養(yǎng)級（）A.1/5B.1/125

C.1/25

D.1/625思維訓(xùn)練2、假如一個(gè)人在代謝過程中，其全部同化量的?來自植物，另1/2來自牛肉，并且能量在各營養(yǎng)級之間的傳遞效率均為10%，現(xiàn)有G千克植物通過食物鏈被攝入人體，問最多能使人體體重增加多少（不計(jì)人體呼吸作用所消耗的部分能量）（）A.G/10B.2G/11C.G/55D.G/2803.在“浮游植物浮游動(dòng)物魚”這條食物鏈中，如果魚要增加1000kg體重，那，至少需要浮游動(dòng)物和浮游植物的重量分別為：A.10000kg和50000kgB.5000kg和25000kgC.50000kg和50000kgD.10000kg和10000kg

在解決有關(guān)能量傳遞的計(jì)算題，首先要確定相關(guān)的食物鏈，理清生物與生物在營養(yǎng)級上的差值，能量傳遞效率為10%-20%，一般選用10%的傳遞效率進(jìn)行解題，注意題目中是否有“最多”“最少”“至少”等特殊的字眼，從而確定使用10%或20%來解題。解題規(guī)律

假如給你一個(gè)池塘，你會怎樣經(jīng)營，從而獲得更大的收益？六、研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的意義1、對能量進(jìn)行多級利用，提高能量的利用率。例如：秸稈的多級利用、桑基魚塘2.合理調(diào)整能量流動(dòng)方向，使能量流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧＠?，在森林中，最好使能量多儲存在木材中；在草原牧場上，則最好使能量多流向到牛、羊等牲畜體內(nèi)，獲得更多的毛、肉、皮、奶等畜產(chǎn)品。五、研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的意義設(shè)計(jì)生態(tài)農(nóng)業(yè)的原理：物質(zhì)循環(huán)再生，能量多級利用五、研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義1、實(shí)現(xiàn)能量的多級利用和物質(zhì)的循環(huán)利用，提高能量的利用率。農(nóng)田除雜草，滅蟲、滅鼠、剪枝2、合理調(diào)整能量流動(dòng)方向，使能量流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧?/p>

農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中人類的勞作對能量流動(dòng)有什么影響?調(diào)整能流關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愑幸娴牟糠帧?/p>

能量流動(dòng)的起點(diǎn)：從生產(chǎn)者固定太陽能開始流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能能量流動(dòng)的數(shù)量是生產(chǎn)者所固定的全部太陽能生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)的途徑：太陽能→第一營養(yǎng)級→第二營能量流動(dòng)養(yǎng)級→‥‥‥第五營養(yǎng)級單向流動(dòng)不循環(huán)能量流動(dòng)的特點(diǎn)逐級遞減傳遞率為10％～20％

設(shè)法調(diào)整能量流動(dòng)關(guān)系研究的目的

使能量流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠中〗Y(jié)1.假設(shè)在一定的時(shí)間內(nèi)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的全部生產(chǎn)者固定的太陽能總量為a，全部消費(fèi)者所利用的能量總值為b,全部分解者所利用的能量總值為c,則a,b,c三者的關(guān)系是（）Aa>b=cBa=b+cCa>b+cDa<b+cC①圖中D表示__________。②能量在逐級遞減中，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。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_