第五章第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)

以下哪種生存策略能維持更長(zhǎng)時(shí)間？

A、先吃雞，再吃玉米。

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。

假設(shè)你像小說(shuō)中的魯賓遜一樣，流落在一個(gè)荒島上，那里除了有能飲用的水以外，幾乎沒(méi)有任何食物。你隨身尚存的食物只有一只母雞、15kg玉米。

第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)

生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過(guò)程，稱(chēng)為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)。一、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)概念草的能量是怎樣得來(lái)的?光合作用？(太陽(yáng)能化學(xué)能)二、能量流動(dòng)的分析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?？能量在第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)中的變化生產(chǎn)者（植物）初級(jí)消費(fèi)者（植食性動(dòng)物）呼吸作用分解者遺體殘骸能量流動(dòng)的過(guò)程分析呼吸散失用于生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖,儲(chǔ)存在植物體的有機(jī)物中遺體、殘枝敗葉分解者初級(jí)消費(fèi)者攝食①能量流經(jīng)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)示意圖生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能(約占1%)兔子的攝入量就是兔子的同化量嗎？(同化量=攝入量—糞便量）兔子的能量從哪里來(lái)？又去向哪里？？同化作用：是指生物體把從外界環(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)，并且儲(chǔ)存能量的變化過(guò)程。初級(jí)消費(fèi)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)者同化糞便分解者利用呼吸散失...能量流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)有機(jī)物氧化能量轉(zhuǎn)移到ATP能量轉(zhuǎn)化為熱能糞便量用于生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖遺體殘骸分解者次級(jí)消費(fèi)者攝入②能量流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)示意圖初級(jí)消費(fèi)者者攝入量同化量呼吸散失例一：大象是植食性動(dòng)物，有一種蜣螂則專(zhuān)以象糞為食。設(shè)大象在某段時(shí)間所同化的能量為107KJ，則這部分能量中可流入蜣螂體內(nèi)的約為A、0KJB、2×106KJC、106KJD、106--2×106KJA輸入：傳遞：能量沿著食物鏈（網(wǎng)）逐級(jí)流動(dòng)散失：各級(jí)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(yáng)能的總量生態(tài)系統(tǒng)的總能量：太陽(yáng)能能量的最終源頭：轉(zhuǎn)化：熱能太陽(yáng)光能化學(xué)能光合作用呼吸作用能量流動(dòng)的過(guò)程小總結(jié)能量在食物鏈中的流動(dòng)形式：有機(jī)物中的化學(xué)能呼吸呼吸呼吸生產(chǎn)者(植物)呼吸初級(jí)消費(fèi)者(植食動(dòng)物)次級(jí)消費(fèi)者(肉食動(dòng)物)…分解者呼吸三級(jí)消費(fèi)者(肉食動(dòng)物)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)圖解：若研究一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)呢？圖示有什么特點(diǎn)嗎？三、能量流動(dòng)的特點(diǎn)營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入的能量流出（輸入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)）的能量呼吸作用散失分解者分解未被利用464.662.896.312.529329.32.118.812.662.85.0微量7.5——12.6生產(chǎn)者植食性動(dòng)物肉食性動(dòng)物1、流經(jīng)此生態(tài)系統(tǒng)的總能量為多少？3、植食性動(dòng)物的同化量為多少？2、對(duì)于每一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)來(lái)講，輸入和輸出的能量是否相等？464.6相等62.812.6/62.8=20%4、從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量，占生產(chǎn)者所固定的能量總量的百分比是多少？5、從第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量，占初級(jí)消費(fèi)者所同化的能量總量的百分比是多少？思考？62.8/464.6=13.5%

（1）相鄰營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物吃與被吃關(guān)系不可逆轉(zhuǎn)，能量只能從低營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向高營(yíng)養(yǎng)級(jí)。2、逐級(jí)遞減（10%-20%）1、單向流動(dòng)（2）有少部分能量隨殘枝敗葉、遺體殘骸等直接傳給了分解者（3）每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量總有一部分不能被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)利用（最終被分解者分解）。（1）各營(yíng)養(yǎng)級(jí)呼吸作用散失的熱能無(wú)法被再利用。總結(jié)能量流動(dòng)的特點(diǎn)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%結(jié)論：相鄰營(yíng)養(yǎng)級(jí)的傳遞效率大約是10%-20%。用能量流動(dòng)的原理,解釋諺語(yǔ)“一山不容二虎”隱含的道理。學(xué)以致用參考要點(diǎn):根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)逐級(jí)遞減的特點(diǎn)和規(guī)律，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高，可利用的能量就越少，老虎在生態(tài)系統(tǒng)中幾乎是最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)，通過(guò)食物鏈(網(wǎng))流經(jīng)老虎的能量已減到很小的程度。因此，老虎的數(shù)量將是很少的。故“一山不能容二虎”有一定的生態(tài)學(xué)道理。能量流動(dòng)的計(jì)算規(guī)律1、假如現(xiàn)有草100公斤，最少可使鷹增重

公斤。2、假如現(xiàn)有草100公斤，最多可使鷹增重

公斤。3、假如要使鷹增加2公斤體重，最少要耗草

公斤。4、假如要使鷹增加2公斤體重，最多要耗草

公斤。設(shè)使鷹增重X1公斤，則：100=X110％10％設(shè)使鷹增重X2公斤，則：100=X220％20％設(shè)最少耗草Y1公斤，則：Y120％20％=2Y210％10％=2設(shè)最多耗草Y2公斤，則：在食物鏈“草免鷹”中，1420050能量傳遞率：10%~20%

在某一食物網(wǎng)中，一個(gè)消費(fèi)者往往同時(shí)占有多條食物鏈，當(dāng)該消費(fèi)者增加了某一值時(shí)，若要計(jì)算最少消耗生產(chǎn)者多少時(shí)，應(yīng)選的食物鏈和最大傳遞效率進(jìn)行計(jì)算，這樣消費(fèi)者獲得的能量最多；若要計(jì)算最多消耗生產(chǎn)者多少時(shí)，應(yīng)選的食物鏈和最小傳遞效率進(jìn)行計(jì)算，這樣消費(fèi)者獲得的能量最少。最短20%最長(zhǎng)10%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(lèi)、蛋類(lèi)為主

B、以淡水養(yǎng)殖的魚(yú)、蝦為主

C、以谷物和植物蛋白為主

D、以豬肉等家畜肉類(lèi)為主鞏固練習(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3、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、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(lèi)型如果一個(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（）

A．10kgB．28kg C．100kg D．280kg【解析】解答本題時(shí)，首先應(yīng)畫(huà)出食物網(wǎng)，然后依據(jù)食物網(wǎng)和題干信息來(lái)解答。D4能力提升：能量沿多條食物鏈傳遞的計(jì)算①通過(guò)“植物→人”消耗植物的量為：

0.5÷10%＝5kg；②通過(guò)“植物→植食動(dòng)物→小型肉食動(dòng)物→人”消耗植物的量為：

0.25÷10%÷10%÷10%＝250kg③通過(guò)“植物→羊→人”消耗植物的量為：

0.25÷10%÷10%＝25kg故要消耗植物的總量為5＋250＋25＝280kg5、由于“赤潮”的影響，一條4kg重的雜食性海洋魚(yú)死亡，假如該雜食性的食物有1/2來(lái)自植物，1/4來(lái)自草食魚(yú)類(lèi)，1/4來(lái)自以草食魚(yú)類(lèi)為食的小型肉食魚(yú)類(lèi)，按能量流動(dòng)效率20%計(jì)算，該雜食性魚(yú)從出生到死亡，共需海洋植物()A.120kgB.160kgC.60kg

D.100kg思考：能不能改變生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的規(guī)律？四、研究能量流動(dòng)的意義

人們雖然不能改變能量流動(dòng)的客觀規(guī)律，即無(wú)法改變能量的傳遞效率，但能提高能量的利用率例如：秸稈的多級(jí)利用、桑基魚(yú)塘就實(shí)現(xiàn)了對(duì)能量的多級(jí)利用，提高了能量的利用率。1、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。

桑基魚(yú)塘2、合理調(diào)整能量流動(dòng)方向，使能量流向?qū)θ祟?lèi)最有益的部分。例如，在森林中，最好使能量多儲(chǔ)存在木材中；在草原牧場(chǎng)上，則最好使能量更多地流向牛、羊等牲畜體內(nèi)，獲得更多的毛、肉、皮、奶等畜產(chǎn)品。過(guò)少：就不能充分利用牧草所能提供的能量。過(guò)多：會(huì)造成草場(chǎng)退化，使畜產(chǎn)品的產(chǎn)量下降。牧民草原如何放牧，才能達(dá)到產(chǎn)畜量高又不會(huì)導(dǎo)致草場(chǎng)退化？合理確定載畜量，滅鼠、滅蟲(chóng)生態(tài)金字塔

（1）能量金字塔、數(shù)量金字塔、生物量金字塔三者都是用來(lái)說(shuō)明食物鏈中能量流動(dòng)的情況，三者統(tǒng)稱(chēng)為生態(tài)金字塔。能量金字塔數(shù)量金字塔生物量金字塔形狀特點(diǎn)呈正金字塔形一般為正金字塔形，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)倒金字塔形一般為正金字塔形能量金字塔數(shù)量金字塔生物量金字塔象征含義能量沿食物鏈流動(dòng)過(guò)程中具有逐級(jí)遞減的特性一般生物個(gè)體數(shù)目在食物鏈中隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)升高而逐級(jí)遞減生物量(現(xiàn)存生物有機(jī)物的總量)沿食物鏈流動(dòng)逐級(jí)遞減

每一階層含義食物鏈中每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物所含能量的多少每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物個(gè)體的數(shù)目

每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物現(xiàn)存有機(jī)物總質(zhì)量數(shù)量金字塔通常在食物鏈的始端個(gè)體數(shù)量多，之后的各環(huán)節(jié)上生物的數(shù)量逐漸減少。個(gè)體數(shù)量金字塔小鳥(niǎo)昆蟲(chóng)樹(shù)多數(shù)目營(yíng)養(yǎng)級(jí)少高低但數(shù)量金字塔在某種情況下也可能出現(xiàn)金字塔倒置的現(xiàn)