生態(tài)系統(tǒng)的能量流動-(完美版)

第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動備選策略1：先吃雞，再吃玉米；備選策略2：先吃玉米，同時用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。

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。生態(tài)系統(tǒng)的能量流動草兔子老鷹一、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?草的能量是怎樣得來的光合作用？(太陽能化學(xué)能)呼吸作用以熱能形式散失被分解者利用流下一營養(yǎng)級能量草的能量的去向？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消費者的能量能量在第一營養(yǎng)級中的變化未利用4、兔子把草吃進肚子里,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。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:下一個營養(yǎng)級通過捕食的方式從上一個營養(yǎng)級獲得的能量.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)，并且儲存能量的過程。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…...能量在第二營養(yǎng)級中的變化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。呼吸作用以熱能形式散失；流向下一營養(yǎng)級的能量；被分解者利用；未被利用的能量？呼吸消耗鷹(最高營養(yǎng)級)的能量去向如何分解者分解

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、流向下一營養(yǎng)級的能量C、被分解者利用的能量太陽能輸入：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１、能量流動的起點：（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：熱能生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖解:生產(chǎn)者(植物)呼吸作用植食動物呼吸作用肉食動物呼吸作用分解者…呼吸作用肉食動物呼吸作用

能量沿著食物鏈流動,在這個過程中每一個營養(yǎng)級都有輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失。思考與討論:１．生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和轉(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Υ嬗谟袡C物化學(xué)鍵中的化學(xué)能；動物通過消耗自身體內(nèi)儲存的化學(xué)能變成爬、跳、飛、游的機械能。在這些過程中，能量既不能憑空產(chǎn)生，也不會消滅，只能由一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式。因此，對于生態(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)第一定律進行定量計算。

輸入某營養(yǎng)級的總能量＝呼吸作用消耗的能量＋分解者分解的能量＋流入下一營養(yǎng)級的能量２．流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到這個生態(tài)系統(tǒng)？

能量在生態(tài)系統(tǒng)中的流動，很大部分被各個營養(yǎng)級的生物利用，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。因為至今尚未發(fā)現(xiàn)以熱能作為能源合成有機物的生物分析”塞達伯格湖的能量流動圖解”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)級和分解者利用的能量62.813.52%12.620.06%1.用表格的形式，將圖中的數(shù)據(jù)進行整理2.計算“流出”該營養(yǎng)級的能量占“流入”該營養(yǎng)級能量的百分比?營養(yǎng)級流入能量流出能量

（輸入后一個營養(yǎng)級）出入比生產(chǎn)者464.6植食性動物肉食性動物分解者６２.８１２.６１４.６一部分通過該營養(yǎng)級的呼吸作用散失了。一部分作為遺體或殘枝敗葉而被分解者所分解。還有一部分進入下一營養(yǎng)級（被捕食）。

提示：流入某一營養(yǎng)級的能量主要有以下去向：所以，流入某一營養(yǎng)級的能量不可能百分之百地流到下一營養(yǎng)級。2．流入某一營養(yǎng)級的能量，為什么不是百分百地流到下一營養(yǎng)級？

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

在相鄰兩個營養(yǎng)級中的傳遞效率大約是10%—20%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√能量金字塔

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

_____。越多數(shù)量金字塔有沒有例外的情況？想一想：

在一片樹林中，樹、昆蟲和食蟲鳥的個體數(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發(fā)生倒置。

例如，在海洋生態(tài)系統(tǒng)中，由于生產(chǎn)者（浮游植物）的個體小，壽命短，又會不斷地被浮游動物吃掉，所以某一時刻調(diào)查到的浮游植物的量可能低于浮游動物的量。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物的要多。生物量金字塔2.為什么一般的食物鏈上營養(yǎng)級不會多于5個？答：根據(jù)能量傳遞效率為10%~20%計算，流入到下一營養(yǎng)級能量是很少的。所以營養(yǎng)級越高生物種類和數(shù)量就越少。當(dāng)能量流經(jīng)4~5個營養(yǎng)級，所剩的能量就少到不足以再維持下一營養(yǎng)級的生命了。因為能量每流經(jīng)一級都要丟失一大部分，所以食物鏈越長，能量流失就越多。思考：1、從能量流動的特點角度解釋為什么食物鏈一般不超過五個營養(yǎng)級及“一山不容二虎”的原理。

根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動逐級遞減的特點和規(guī)律，營養(yǎng)級越高，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，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”?1.為什么肉類食品的價格比小白菜價格高？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)知識應(yīng)用例、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加工廠桑基蔗基有機物質(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的客觀規(guī)律，但可設(shè)法調(diào)整能量流動方向，使能量流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?、對能量進行多級利用，提高能量的利用率。例如：秸稈的多級利用、?；~塘三.研究能量流動的意義?；~塘“?；~塘”的設(shè)計理念是從人類所需出發(fā)，通過能量多級利用，充分利用流經(jīng)各營養(yǎng)級的能量，提高生產(chǎn)效益。2、合理調(diào)整能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?。例如，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。研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的意義思考：從能量流動的角度分析農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中除草、滅蟲的生態(tài)原理。1.根據(jù)能量流動效率直接計算例1某生態(tài)系統(tǒng)中初級消費者和次級消費者的總能量分別是W1和W2，當(dāng)下列哪種情況發(fā)生時，最有可能使生態(tài)平衡遭到破壞（）

A.B.C.D.例2有5個營養(yǎng)級的一條食物鏈，若第五營養(yǎng)級的生物體重增加1kg，理論上至少要消耗第一營養(yǎng)級的生物（）A.25kgB.125kgC.625kgD.3125kg2.根據(jù)隱含的能量流動數(shù)量關(guān)系進行計算例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%3.根據(jù)規(guī)定的能量流動效率計算例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？例5

在如下圖3所示的食物網(wǎng)中，已知各營養(yǎng)級之間的能量轉(zhuǎn)化效率為10%，若一種生物攝食兩種上一營養(yǎng)級的生物時，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？4.根據(jù)變化的能量流動效率計算例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算，需要A生物的總能量（y）與x的函數(shù)關(guān)系式為____________。5.根據(jù)特定的能量流動要求計算例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_____________。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：生產(chǎn)者初級消費者調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(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、逐級遞減：傳遞效率為10%~20%的太陽能的總量。次級消費者概念：過程特點意義：生態(tài)系統(tǒng)的能量流動歸納：反饋練習(xí)：1、在一個處于平衡狀態(tài)的封閉的生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)，要使其中的動物能夠長時間存活，必須提供（）

A．o2B．H2o

C．有機物D．太陽能BD2、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.1/6253、肉食動物不可能是一條食物鏈中的第幾營養(yǎng)級（）

A．第五B．第二C．第三D．第四

4、對水稻→鼠→蛇→鷹這條食物鏈的錯誤描述是（）A.水稻是生產(chǎn)者B.鼠是初級消費者C.蛇是次級消費者D.鷹屬于第三營養(yǎng)級BD5.下面有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流動的表述，不正確的是（）

A.能量流動是單向流動，逐級遞減的

B.食物鏈越短，可供消費者的能量越多

C.初級消費者越多，次級消費者獲得的能量越少

D.營養(yǎng)級越多，散失的能量越多6.假設(shè)一個生態(tài)系統(tǒng)的總能量為１００％，按最高傳遞效率計算，第三營養(yǎng)級和三級消費者所獲得的能量應(yīng)為（）

A.４％和４％B.０.８％和０.８％

C.４％和０.８％D.１０％和４％CC練習(xí)題1.根據(jù)生態(tài)學(xué)原理，使能量在流動過程中損耗最低，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特點的是：ABCDDB4.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.初級消費者C.次級消費者D.分解者3.一般地說，在食物鏈中隨營養(yǎng)級的遞增，生物個體數(shù)量將依次：A.遞增 B.不變C.遞減 D.稍增加CA5、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)者傳遞給消費者的全部能量c6、假設(shè)初級消費者從生產(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→蜘蛛→蜥蜴→蛇→貓頭鷹B、綠色植物→鼠