生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)

1、生態(tài)系統(tǒng),概 念,結(jié) 構(gòu),功 能,生物群落+無機(jī)環(huán)境,組成成分,營養(yǎng)結(jié)構(gòu),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),能量流動(dòng),物質(zhì)循環(huán),生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng),問題探討,備選策略1：先吃雞，再吃玉米； 備選策略2：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。,能量輸入,個(gè)體,呼吸作用散失的能量,儲(chǔ)存在體內(nèi)的能量,若研究某一個(gè)體的相關(guān)能量的問題 我們可以分析哪些內(nèi)容?,若以含有多個(gè)個(gè)體的群體為單位，該如何分析？,能量輸入,個(gè)體1,呼吸作用散失的能量,儲(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,儲(chǔ)存在體內(nèi)的能量,呼吸作用散失的能量,儲(chǔ)存在體內(nèi)的能量,能量流動(dòng)的分

2、析,同 種 個(gè) 體,種 群,能量流經(jīng)一個(gè)種群的情況,能量輸入,種群,能量儲(chǔ)存,能量散失,能量流動(dòng)的分析,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(dòng)。,初級(jí)消費(fèi)者 攝入,分 解 者 利 用,能量在第二營養(yǎng)級(jí)中的變化,能量的傳遞、轉(zhuǎn)變和散失,思考：,1.生產(chǎn)者固定太陽能的去路？ 2.被初級(jí)消費(fèi)者攝入體內(nèi)能量的去路？,生產(chǎn)者固定的太陽能,呼吸作用以熱能的形式散失,生長、發(fā)育、繁殖儲(chǔ)存于體內(nèi),遺體殘枝敗葉,分解者,被初級(jí)消費(fèi)者攝入體內(nèi),小部分存在于糞便中,大部分被同化,呼吸作用以熱能的形式散失,生長、發(fā)育、繁殖 儲(chǔ)存于體內(nèi),被次級(jí)消費(fèi)者攝入體內(nèi),遺體 殘骸,大象是植食性動(dòng)物，

3、有一種螳螂專以象糞為食。設(shè)一大象在某時(shí)間段內(nèi)同化的能量為107KJ，則這部分能量中可流入螳螂體內(nèi)的約為（ ） A、0 KJ B、106 KJ C、3106 KJ D、106-2106 KJ,A,同化量,攝入量,呼吸消耗量,糞便量,生長、發(fā)育、繁殖 儲(chǔ)存于體內(nèi),同化量,生產(chǎn)者固定的太陽能,呼吸作用以熱能的形式散失,生長、發(fā)育、繁殖儲(chǔ)存于體內(nèi),遺體殘枝敗葉,分解者,被初級(jí)消費(fèi)者攝入體內(nèi),小部分存在于糞便中,大部分被同化,呼吸作用以熱能的形式散失,生長、發(fā)育、繁殖 儲(chǔ)存于體內(nèi),被次級(jí)消費(fèi)者攝入體內(nèi),遺體 殘骸,同化量,攝入量,呼吸消耗量,糞便量,生長、發(fā)育、繁殖 儲(chǔ)存于體內(nèi),=,同化量,=,+,在一

4、個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，假如初級(jí)消費(fèi)者攝入的能量為a ，其中存在于糞便中的能量為b，呼吸散失的能量為c，用于生長發(fā)育繁殖的能量為d ，則初級(jí)消者的同化量為（ ） a a-b c+d d A、 B 、 C、 D、 ,C,生產(chǎn)者 （植物）,呼吸作用,初級(jí)消費(fèi)者 （植食動(dòng)物）,呼吸作用,次級(jí)消費(fèi)者 （肉食動(dòng)物）,三級(jí)消費(fèi)者 （肉食動(dòng)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(dòng)示意圖,太陽能,生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)和轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒定律？為什么？ 流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中來？,思考與討論,資料分析,464.6,62.8,13.52%,62.8,12.6,20.06%,1

5、2.6,14.6,資料分析,自身呼吸作用消耗,分解者利用,暫未利用,96.3,18.8,7.5,分解者 14.6,12.5,2.1,微量,未利用 327.3,293,29.3,5.0,呼吸作用 122.6,13.52%,20.06%,逐級(jí)遞減,單向流動(dòng),不可逆向，不可循環(huán),原因：食物鏈中各營養(yǎng)級(jí)的捕食關(guān)系是不可逆轉(zhuǎn)，這是長期自然選擇的結(jié)果,生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的特點(diǎn),逐級(jí)遞減:,單向流動(dòng):,能量傳遞效率大約為10%20%,不可逆轉(zhuǎn)，不能循環(huán),能量在沿食物鏈流動(dòng)的過程中是逐漸減少的,能量傳遞效率=,下一營養(yǎng)級(jí)同化量 上一營養(yǎng)級(jí)同化量,X100%,問題探討,備選策略1：先吃雞，再吃玉米； 備選策略2：

6、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。,生命活動(dòng)離不開能量，生物需要不斷從外界獲取能量才能維持生存；在生物獲得的能量中只有一部分貯存于生物體內(nèi)；由于能量沿食物鏈流動(dòng)過程中逐級(jí)遞減，因而能量相同的食物，動(dòng)物性食物比例越高，意味著消耗的總能量越多。,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,第一營養(yǎng)級(jí),第二營養(yǎng)級(jí),第三營養(yǎng)級(jí),第四營養(yǎng)級(jí),營養(yǎng)級(jí),能量,（1）為什么食物鏈一般不超過五個(gè)營養(yǎng)級(jí)？ （2）為什么“一山不容二虎”？ （3）為什么肉類食品的價(jià)格比小白菜價(jià)格高？,能量金字塔,思考：如把各個(gè)營養(yǎng)級(jí)的數(shù)量和生物量（質(zhì)量）用金字塔的方式表示，是否也

7、成金字塔形？如果是，有沒有例外？,某個(gè)湖的：,數(shù)量金子塔,生物量金字塔,數(shù)量金字塔,人們對一片草地上的所有生物成員作了統(tǒng)計(jì)： 生產(chǎn)者（野草） 5 842 424株； 初級(jí)消費(fèi)者（草原動(dòng)物、昆蟲） 708 624只； 次級(jí)消費(fèi)者（肉食動(dòng)物、吃昆蟲的小鳥） 354 904 只； 三級(jí)消費(fèi)者（肉食動(dòng)物、吃小鳥的鷹） 3只。,能量金字塔,數(shù)量金字塔,例 外,生物富集作用,“桑基魚塘”農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng),蠶,桑,豬,魚,稻,塘泥,糞尿（飼料）,魚粉,糞（飼料）,糞尿,莖葉、糠加工場,糞,糞尿,沼氣池 燃料,沼渣,實(shí)現(xiàn)對能量的多級(jí)利用，大大提高能量的利用率,人們雖然不能改變能量流動(dòng)的客觀規(guī)律，但可設(shè)法調(diào)整能量流

8、動(dòng)方向，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?,研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義,1、使能量得到最有效的利用。,桑基魚塘,“?；~塘”的設(shè)計(jì)理念是從人類所需出發(fā)，通過能量多級(jí)利用，充分利用流經(jīng)各營養(yǎng)級(jí)的能量，提高生產(chǎn)效益。,如果你承包了某一草場，那在該草場上放養(yǎng)多少頭羊經(jīng)濟(jì)效益最好呢？,有人認(rèn)為放養(yǎng)的數(shù)目越多經(jīng)濟(jì)效益就越好。,有人認(rèn)為放養(yǎng)的數(shù)目少經(jīng)濟(jì)效益就好。,載畜量=牧草光合作用固定的太陽能20%,?；~塘,研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義,1、使能量得到最有效的利用。,2、使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧?生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng),三、能量流動(dòng)的意義,能量流動(dòng)的相關(guān)計(jì)算,（1）若一食物網(wǎng)中，已知最高營養(yǎng)級(jí)

9、增重（或獲得能量）為N: 要求最多需要第一營養(yǎng)級(jí)多少時(shí)，按最長食物鏈，最低傳遞效率（10）計(jì)算。 要求至少消耗第一營養(yǎng)級(jí)多少時(shí)，按最短食物鏈，最高傳遞效率（20）計(jì)算。 (2)若一食物網(wǎng)中，已知第一營養(yǎng)級(jí)重量（或能量）為M： 要求最高營養(yǎng)級(jí)最多獲得多少能量時(shí)，按最短食物鏈，最高傳遞效率（20）計(jì)算。 要求最高營養(yǎng)級(jí)最少獲得多少能量時(shí)，按最長食物鏈，最低傳遞效率（10）計(jì)算。,優(yōu)化設(shè)計(jì)P88 反思感悟：,若貓頭鷹要增重1kg，則至少需要牧草 kg？最多需要牧草 kg？,25,1000,01:39:28,2、如下圖的食物網(wǎng)中，從理論推算；生物的 體重每增加1千克，需要消耗生物的量最多和 最少分別是

10、多少千克？,1、有5個(gè)營養(yǎng)級(jí)的一條食物鏈，若第五營養(yǎng)級(jí)的 生物體重增加1kg，理論上至少要消耗第一營養(yǎng) 級(jí)的生物（ ） A. 25kg B. 125kg C. 625kg D. 3125kg,練 習(xí),3、有一食物網(wǎng)如圖所示。假如鷹的食物2/5來自兔子，2/5來自老鼠，其余來自蛇，那么貓頭鷹要增加20g體重，最多消耗植物多少克？,5600克,成比例的計(jì)算,解析: 1、鷹所增加的20克體重，8克來自兔子，8克來自鼠，4克來自蛇。那么各除以10%，即需要80克兔子，80克鼠和40克蛇。 2、兔子增加80克體重，需要800克植物（還是除以10%），鼠增加80克體重，也需要800克植物。（鷹作為次級(jí)消費(fèi)

11、者） 3、蛇增加40克體重，需要400克鼠，鼠增加400克體重，需要4000克植物。（鷹作為三級(jí)消費(fèi)者） 那么，鷹增加20克體重，所需植物的總量是4000+800+800=5600克植物。 最少需要多少呢?,900克,4、假如一個(gè)人在代謝過程中的增重1/2來自植物，1/4 來自牛肉和牛奶，1/4來自小型肉食動(dòng)物，并且能量在 各營養(yǎng)級(jí)之間的傳遞效率均為10%，現(xiàn)共有植物G克， 如果不計(jì)人呼吸作用所消耗的能量，此人體重最多能 增重多少克？,1.人們常用金字塔來說明生態(tài)系統(tǒng)中哪兩者之間的關(guān)系 （ ）,A,A.能量和營養(yǎng)級(jí),B.個(gè)體大小與營養(yǎng)級(jí),C.個(gè)體大小與個(gè)體數(shù)量,D.個(gè)體數(shù)量與生物類型,課堂基礎(chǔ)

12、知識(shí)反饋,2在生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔中，貯存能量最多的成分是（ ）,A.生產(chǎn)者 B.初級(jí)消費(fèi)者 C.次級(jí)消費(fèi)者 D.分解者,A,3.調(diào)查得知某河流生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)共有4個(gè)營養(yǎng)級(jí)（以A、B、C、D表示）。經(jīng)測定，一年中流經(jīng)這4個(gè)營養(yǎng)級(jí)的能量分別為：,該生態(tài)系統(tǒng)中初級(jí)消費(fèi)者是：,A,4肉類和雞蛋的價(jià)格比糧食和蔬菜高，從生態(tài)學(xué)的觀點(diǎn)看，這是由于（ ） A.動(dòng)物飼養(yǎng)麻煩，花時(shí)間多，投資大 B.動(dòng)物食品營養(yǎng)價(jià)值高 C.食物鏈延長，能量流失多，動(dòng)物性食品成本高 D.植物栽培比較容易,C,5.（09江蘇卷）下列4種現(xiàn)象中，不適宜用生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)規(guī)律進(jìn)行合理分析的是 A虎等大型肉食動(dòng)物容易成為瀕危物種 B

13、藍(lán)藻易在富營養(yǎng)化水體中爆發(fā) C飼養(yǎng)牛、羊等動(dòng)物，成本低、產(chǎn)量高 D巨大的藍(lán)鯨以微小的浮游動(dòng)物為食,B,6.（09廣東理基）圖11為某一生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔，其中、11、分別代表不同的營養(yǎng)級(jí)，E1、E2代表能量的形式。下列敘述正確的是 A是初級(jí)消費(fèi)者 B為分解者 CE1為太陽能，E2為熱能 D能量可在食物鏈中循環(huán)利用,C,7.在1957年，美國的生態(tài)學(xué)家對佛羅里達(dá)州的銀泉進(jìn)行了生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)級(jí)和能量流動(dòng)情況的調(diào)查，下表是調(diào)查結(jié)果。表中的、分別表示不同的營養(yǎng)級(jí)，為分解者。表中NP=GPR。下列敘述中不正確的是,A生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的渠道可能是 B同化作用所固定的能量中，未被利用的能量有一部分殘留在其糞

14、便中 C若本生態(tài)系統(tǒng)維持現(xiàn)在的能量輸入、輸出水平，則有機(jī)物的總量會(huì)增加 D能量在第三營養(yǎng)級(jí)和第四營養(yǎng)級(jí)間的傳遞效率約為5.5,B,8.某生態(tài)系統(tǒng)中初級(jí)消費(fèi)者和次級(jí)消費(fèi)者的總能量分別是W1和W2，當(dāng)下列哪種情況發(fā)生時(shí)，最有可能使生態(tài)平衡遭到破壞？（） AW110W2BW15W2 CW110W2DW15W2,D,9.下圖是草原生態(tài)系統(tǒng)中的一條食物鏈及能量流動(dòng)圖解，回答問題。,圖中D表示_。 能量在逐級(jí)遞減中，傳遞率按20計(jì)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。 圖中各營養(yǎng)級(jí)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,10.識(shí)圖作答