生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)完美

第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)當(dāng)前第1頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)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。當(dāng)前第2頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)

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)。生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)當(dāng)前第3頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)草兔子老鷹一、能量流動(dòng)的過程當(dāng)前第4頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)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?當(dāng)前第5頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)草的能量是怎樣得來的光合作用？(太陽能化學(xué)能)當(dāng)前第6頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)呼吸作用以熱能形式散失被分解者利用流下一營養(yǎng)級(jí)能量草的能量的去向？當(dāng)前第7頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)生產(chǎn)者固定的太陽能呼吸作用以熱能形式散失用于生長、發(fā)育、繁殖遺體、殘枝敗葉被分解者利用流向初級(jí)消費(fèi)者的能量能量在第一營養(yǎng)級(jí)中的變化未利用當(dāng)前第8頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)4、兔子把草吃進(jìn)肚子里,草中的能量都被兔子吸收了嗎?5、兔子吸收了能量后,這些能量有哪些去向?不是。當(dāng)前第9頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)兔子的攝入量就是兔子的同化量嗎？(同化量=攝入量—糞便量）攝入量:下一個(gè)營養(yǎng)級(jí)通過捕食的方式從上一個(gè)營養(yǎng)級(jí)獲得的能量.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(chǔ)存能量的過程。當(dāng)前第10頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)初級(jí)消費(fèi)者攝入用于生長發(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…...能量在第二營養(yǎng)級(jí)中的變化當(dāng)前第11頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)3、兔子把草吃進(jìn)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。呼吸作用以熱能形式散失；流向下一營養(yǎng)級(jí)的能量；被分解者利用；未被利用的能量當(dāng)前第12頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)？呼吸消耗鷹(最高營養(yǎng)級(jí))的能量去向如何分解者分解當(dāng)前第13頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)

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)傳遞的過程太陽能當(dāng)前第14頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)過程圖解:生產(chǎn)者(植物)初級(jí)消費(fèi)者(植食動(dòng)物)次級(jí)消費(fèi)者(肉食動(dòng)物)…三級(jí)消費(fèi)者(肉食動(dòng)物)ABCBB請(qǐng)觀察:請(qǐng)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、流向下一營養(yǎng)級(jí)的能量C、被分解者利用的能量太陽能當(dāng)前第15頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)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)者固定的太陽能的總量（即植物光合作用固定的太陽能），是流經(jīng)這個(gè)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(dòng)的過程當(dāng)前第16頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)１、能量流動(dòng)的起點(diǎn)：（能量的最終源頭）從生產(chǎn)者固定太陽能開始（太陽能）

生產(chǎn)者光合作用固定的太陽能總量

3、生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的渠道：總結(jié)食物鏈和食物網(wǎng)2、流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：4|、生態(tài)系統(tǒng)能量的散失：熱能當(dāng)前第17頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)圖解:生產(chǎn)者(植物)呼吸作用植食動(dòng)物呼吸作用肉食動(dòng)物呼吸作用分解者…呼吸作用肉食動(dòng)物呼吸作用

能量沿著食物鏈流動(dòng),在這個(gè)過程中每一個(gè)營養(yǎng)級(jí)都有輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失。當(dāng)前第18頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)思考與討論:１．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？

在生態(tài)系統(tǒng)中，能量的形式不斷轉(zhuǎn)換，如太陽輻射能通過綠色植物的光合作用轉(zhuǎn)變?yōu)閮?chǔ)存于有機(jī)物化學(xué)鍵中的化學(xué)能；動(dòng)物通過消耗自身體內(nèi)儲(chǔ)存的化學(xué)能變成爬、跳、飛、游的機(jī)械能。在這些過程中，能量既不能憑空產(chǎn)生，也不會(huì)消滅，只能由一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式。因此，對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換和傳遞過程，都可以根據(jù)熱力學(xué)第一定律進(jìn)行定量計(jì)算。

輸入某營養(yǎng)級(jí)的總能量＝呼吸作用消耗的能量＋分解者分解的能量＋流入下一營養(yǎng)級(jí)的能量當(dāng)前第19頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)２．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)？

能量在生態(tài)系統(tǒng)中的流動(dòng)，很大部分被各個(gè)營養(yǎng)級(jí)的生物利用，通過呼吸作用以熱能的形式散失。散失到空間的熱能不能再回到生態(tài)系統(tǒng)參與流動(dòng)。因?yàn)橹两裆形窗l(fā)現(xiàn)以熱能作為能源合成有機(jī)物的生物當(dāng)前第20頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)分析”塞達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)圖解”資料分析“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗和未被后一下營養(yǎng)級(jí)和分解者利用的能量當(dāng)前第21頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)62.813.52%12.620.06%1.用表格的形式，將圖中的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理2.計(jì)算“流出”該營養(yǎng)級(jí)的能量占“流入”該營養(yǎng)級(jí)能量的百分比?６２.８１２.６１４.６當(dāng)前第22頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)一部分通過該營養(yǎng)級(jí)的呼吸作用散失了。一部分作為遺體或殘枝敗葉而被分解者所分解。還有一部分進(jìn)入下一營養(yǎng)級(jí)（被捕食）。

提示：流入某一營養(yǎng)級(jí)的能量主要有以下去向：所以，流入某一營養(yǎng)級(jí)的能量不可能百分之百地流到下一營養(yǎng)級(jí)。2．流入某一營養(yǎng)級(jí)的能量，為什么不是百分百地流到下一營養(yǎng)級(jí)？當(dāng)前第23頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)

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):生產(chǎn)者次級(jí)消費(fèi)者三級(jí)消費(fèi)者初級(jí)消費(fèi)者不循環(huán)，不可逆能量在沿食物鏈流動(dòng)的過程中是逐漸減少的

在相鄰兩個(gè)營養(yǎng)級(jí)中的傳遞效率大約是10%—20%當(dāng)前第24頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)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(jí)遞減，最后人獲得的能量較少√當(dāng)前第25頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)能量金字塔

如果把各個(gè)營養(yǎng)級(jí)的生物量（質(zhì)量）和數(shù)量關(guān)系，用繪制能量金字塔的方式表達(dá)出來，是不是也是金字塔形？想一想：從能量流動(dòng)金字塔可以看出：營養(yǎng)級(jí)越多，在能量流動(dòng)中消耗的能量就

_____。越多當(dāng)前第26頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)數(shù)量金字塔有沒有例外的情況？想一想：當(dāng)前第27頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)

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

成千上萬只昆蟲生活在一株大樹上，該數(shù)量金字塔的塔形也會(huì)發(fā)生倒置。當(dāng)前第28頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)

例如，在海洋生態(tài)系統(tǒng)中，由于生產(chǎn)者（浮游植物）的個(gè)體小，壽命短，又會(huì)不斷地被浮游動(dòng)物吃掉，所以某一時(shí)刻調(diào)查到的浮游植物的量可能低于浮游動(dòng)物的量。當(dāng)然，總的來看，一年中流過浮游植物的總能量還是比流過浮游動(dòng)物的要多。生物量金字塔當(dāng)前第29頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)2.為什么一般的食物鏈上營養(yǎng)級(jí)不會(huì)多于5個(gè)？答：根據(jù)能量傳遞效率為10%~20%計(jì)算，流入到下一營養(yǎng)級(jí)能量是很少的。所以營養(yǎng)級(jí)越高生物種類和數(shù)量就越少。當(dāng)能量流經(jīng)4~5個(gè)營養(yǎng)級(jí)，所剩的能量就少到不足以再維持下一營養(yǎng)級(jí)的生命了。因?yàn)槟芰棵苛鹘?jīng)一級(jí)都要丟失一大部分，所以食物鏈越長，能量流失就越多。思考：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五個(gè)營養(yǎng)級(jí)及“一山不容二虎”的原理。當(dāng)前第30頁\共有53頁\編于星期四\4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)中幾乎是最高營養(yǎng)級(jí)，通過食物鏈（網(wǎng)）流經(jīng)老虎的能量已減到很少的程度。因此，老虎的數(shù)量將是很少的。故“一山不容二虎”有一定的生態(tài)學(xué)道理。1.為什么說“一山不容二虎”?當(dāng)前第31頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)1.為什么肉類食品的價(jià)格比小白菜價(jià)格高？2.為什么幾平方公里才能有一只虎,而幾平方米卻有百萬昆蟲?3.人增加一千克，要消耗多少克的植物？(從不同食物鏈考慮)知識(shí)應(yīng)用當(dāng)前第32頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)例、在草原上，牛以草為食，屎殼郎以牛糞為食思考：a、在能量流動(dòng)的分析中牛糞中所含的能量屬于哪一部分？b、被牛同化的能量中約有多少流入屎殼郎？

生產(chǎn)者固定的太陽能0當(dāng)前第33頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)加工廠?；峄袡C(jī)物質(zhì)甘蔗蔗葉塘泥蠶繭蠶糞塘泥魚魚塘

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)整能量流動(dòng)方向，使能量流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠之?dāng)前第34頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)1、對(duì)能量進(jìn)行多級(jí)利用，提高能量的利用率。例如：秸稈的多級(jí)利用、?；~塘三.研究能量流動(dòng)的意義當(dāng)前第35頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)?；~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。當(dāng)前第36頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)2、合理調(diào)整能量流動(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧＠?，在森林中，最好使能量多?chǔ)存在木材中；在草原牧場(chǎng)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。研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的意義思考：從能量流動(dòng)的角度分析農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中除草、滅蟲的生態(tài)原理。當(dāng)前第37頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)1.根據(jù)能量流動(dòng)效率直接計(jì)算例1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（）

A.B.C.D.例2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.25kgB.125kgC.625kgD.3125kg當(dāng)前第38頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)2.根據(jù)隱含的能量流動(dòng)數(shù)量關(guān)系進(jìn)行計(jì)算例3

在某生態(tài)系統(tǒng)中，已知1只2kg的鷹要吃10kg的小鳥，0.25kg的小鳥要吃2kg的昆蟲，而100kg的昆蟲要吃1000kg的綠色植物。若各營養(yǎng)級(jí)生物所攝入的食物全轉(zhuǎn)化成能量的話，那么，這只鷹轉(zhuǎn)化綠色植物的百分比應(yīng)為（）

A.0.05%B.0.5%C.0.25%D.0.025%當(dāng)前第39頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)3.根據(jù)規(guī)定的能量流動(dòng)效率計(jì)算例4

有一食物網(wǎng)如圖1所示。假如貓頭鷹的食物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？當(dāng)前第40頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)例5

在如下圖3所示的食物網(wǎng)中，已知各營養(yǎng)級(jí)之間的能量轉(zhuǎn)化效率為10%，若一種生物攝食兩種上一營養(yǎng)級(jí)的生物時(shí)，兩種被攝食的生物量相等，則丁每增加10千克生物量，需消耗生產(chǎn)者多少千克？當(dāng)前第41頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)4.根據(jù)變化的能量流動(dòng)效率計(jì)算例6

已知在如下圖4所示的食物網(wǎng)中，C生物同化的總能量為a，其中A生物直接供給C生物的比例為x，則按最低的能量傳遞效率計(jì)算，需要A生物的總能量（y）與x的函數(shù)關(guān)系式為____________。當(dāng)前第42頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)5.根據(jù)特定的能量流動(dòng)要求計(jì)算例7有一食物網(wǎng)如下圖5所示，設(shè)E種群干物質(zhì)量為5.8×109kJ，B種群干物質(zhì)量為1.3×108kJ，則A種群干物質(zhì)量的值至少是_____________。當(dāng)前第43頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程。1、單向流動(dòng)：生產(chǎn)者初級(jí)消費(fèi)者調(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祟愖钣幸娴牟糠帧?、能量的源頭：太陽能2、流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產(chǎn)者固定3、總渠道：食物鏈或食物網(wǎng)2、逐級(jí)遞減：傳遞效率為10%~20%的太陽能的總量。次級(jí)消費(fèi)者概念：過程特點(diǎn)意義：生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)歸納：當(dāng)前第44頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)反饋練習(xí)：1、在一個(gè)處于平衡狀態(tài)的封閉的生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)，要使其中的動(dòng)物能夠長時(shí)間存活，必須提供（）

A．o2B．H2o

C．有機(jī)物D．太陽能BD2、在一條食物鏈中，第二營養(yǎng)級(jí)能量最多有多少流入到第五營養(yǎng)級(jí)（）A.1/5B.1/125

C.1/25

D.1/625當(dāng)前第45頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)3、肉食動(dòng)物不可能是一條食物鏈中的第幾營養(yǎng)級(jí)（）

A．第五B．第二C．第三D．第四

4、對(duì)水稻→鼠→蛇→鷹這條食物鏈的錯(cuò)誤描述是（）A.水稻是生產(chǎn)者B.鼠是初級(jí)消費(fèi)者C.蛇是次級(jí)消費(fèi)者D.鷹屬于第三營養(yǎng)級(jí)BD當(dāng)前第46頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)5.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.營養(yǎng)級(jí)越多，散失的能量越多6.假設(shè)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量為１００％，按最高傳遞效率計(jì)算，第三營養(yǎng)級(jí)和三級(jí)消費(fèi)者所獲得的能量應(yīng)為（）

A.４％和４％B.０.８％和０.８％

C.４％和０.８％D.１０％和４％CC當(dāng)前第47頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)練習(xí)題1.根據(jù)生態(tài)學(xué)原理，使能量在流動(dòng)過程中損耗最低，應(yīng)采用的一組食物結(jié)構(gòu)A.以淡水養(yǎng)殖的魚類為主B.以谷物與植物蛋白為主C.以海洋魚類為主 D.以禽肉與蛋為主2.下圖是某一生態(tài)系統(tǒng)的能量錐體，能正確反映能量流動(dòng)特點(diǎn)的是：ABCDDB當(dāng)前第48頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)4.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3.一般地說，在食物鏈中隨營養(yǎng)級(jí)的遞增，生物個(gè)體數(shù)量將依次：A.遞增 B.不變C.遞減 D.稍增加CA當(dāng)前第49頁\共有53頁\編于星期四\4點(diǎn)5、流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是指(

)A.照射到該生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)所有植物體葉面上的全部太陽能B.射進(jìn)該系統(tǒng)的全部太陽能C.該系統(tǒng)全部生產(chǎn)者所固定的太陽能的總量D.生產(chǎn)者傳遞給消費(fèi)者的全部能量c6、假設(shè)初級(jí)消費(fèi)者從生產(chǎn)者那里獲得的能量數(shù)值相等，則貓頭鷹獲得能量最多的食物鏈（）A、綠色植物→蝗蟲