《3.2 生態(tài)系統的能量流動（第1課時）》參考課件1

生態(tài)系統的能量流動

假設你像小說中魯濱遜那樣，流落到一個荒島上，那里除了能飲用的水以外，幾乎無任何食物。你隨身尚存食物只有一只母雞、15Kg玉米種子。討論：你認為以下哪種生存策略能讓你維持更長的時間來等待救援？策略1先后先一部分策略2一部分

請給魯濱遜一個“先吃雞”的理由！問題探討一、能量流動概念：生態(tài)系統中能量的輸入、傳遞、轉化和散失過程?！拜斎搿薄皞鬟f”—“轉化”—“散失”—綠色植物通過光合作用固定太陽能是能量輸入主要途徑能量沿食物鏈和食物網的營養(yǎng)級逐級傳遞通過細胞呼吸以熱能形式散失【瞻前顧后】有氧呼吸反應式C6H12O6+6O2+6H2O

6CO2+12H2O+能量（2870KJ）酶

熱能

（1709kJ）ATP(1161kJ)

能量流經一個種群的情況表示如下：

以個體為研究對象，有很大的局限性和偶然性，如果個體死亡，數據可能不準確；不同個體間差異過大。二、研究能量流動的基本思路

如果將該種群作為一個整體來研究，則左圖可以概括成下圖形式，從中可以看出分析能量流動的基本思路。若以種群為研究對象，能量流動的渠道為食物鏈，可能因為食物網的復雜性而影響結果的準確性。若將一營養(yǎng)級的所有種群作為一個整體，則左圖將概括為何種形式呢？種群能量輸入能量儲存能量散失可以比較精確地測量每一個營養(yǎng)級能量的輸入值和輸出值。某營養(yǎng)級第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級（生產者）（初級消費者）（次級消費者）食物鏈1：第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級（生產者）（初級消費者）食物鏈2：三、能量流動的過程有多少能量能夠從玉米最終流向魯濱遜？呼吸作用以熱能形式散失用于自身生長發(fā)育繁殖初級消費者（植食性動物）分解者利用光合作用固定(同化)殘枝敗葉第一營養(yǎng)級的同化量生產者（植物）（儲存在有機物中）流經生態(tài)系統的總能量未利用指因時間限制，能利用而暫未被利用的能量如果該營養(yǎng)級的能量去向分為2個、3個、4個應分別如何回答？一來“二去”：一來“三去”：一來“四去”：若為人工生態(tài)系統，流經生態(tài)系統的總能量還有人工補充的能量（例如飼料中有機物中的化學能）散失99%生產者固定的太陽能總量構建第一營養(yǎng)級（玉米）的能量流動模型雞攝入糞便雞同化雞糞中的能量屬于誰的能量？屬于上一營養(yǎng)級的同化量，沒被本營養(yǎng)級同化分解者利用（呼吸作用散失）—=同化量攝入量糞便量呼吸作用散失用于自身生長發(fā)育繁殖遺體殘骸人攝入未利用包括每年積累量、次級消費者的糞便，還包括以化學燃料被儲存起來的能量最

終分解者如果該營養(yǎng)級生物的能量去向分為2個、3個、4個應分別如何回答？構建第二營養(yǎng)級（雞）的能量流動模型最高級消費者攝入用于生長發(fā)育和繁殖遺體殘骸最高級消費者同化分解者利用糞便散失來源：來自上一營養(yǎng)級的同化量呼吸作用散失呼吸作用去路：①呼吸作用中以熱能的形式散失；②以遺體殘骸的形式被分解者利用。（最高營養(yǎng)級沒有流入下一營養(yǎng)級的能量去向）最高營養(yǎng)級同化的能量去向有哪些？某營養(yǎng)級同化量呼吸作用中以熱能形式散失用于自身生長、發(fā)育、繁殖被分解者分解利用流入下一個營養(yǎng)級某營養(yǎng)級同化量呼吸作用中以熱能形式散失用于自身生長、發(fā)育、繁殖被分解者分解利用流入下一個營養(yǎng)級未被利用某營養(yǎng)級的能量最終（定量不定時分析）去向某營養(yǎng)級的能量某段時間內（定量定時分析）的能量去向生產者呼吸初級消費者呼吸次級消費者分解者呼吸三級消費者呼吸呼吸生產者固定的太陽能總量為流經這個生態(tài)系統的總能量輸入傳遞散失以有機物的形式沿食物鏈向下一營養(yǎng)級傳遞單向流動：原因：捕食關系是一定的；散失的熱能不能被生物體再利用逐級遞減：原因：自身呼吸散失；分解者利用；未利用

指“營養(yǎng)級”，不是指“個體”之間，也不是指“種群”之間箭頭的含義？構建食物鏈的能量流動過程的模型第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級第四營養(yǎng)級（1）概念：將單位時間內各營養(yǎng)級所得到的能量數值轉換為相應面積（或體積）的圖形，并將圖形按照營養(yǎng)級順序排列，可形成一個金字塔圖形，叫做能量金字塔。（2）意義：直觀的反映出生態(tài)系統各營養(yǎng)級間能量的關系。（3）特點：通常都是上窄下寬的金字塔形。原因：能量在流動中總是逐級遞減的。1、能量金字塔（2）意義：直觀的反映生態(tài)系統各營養(yǎng)級所容納的有機物的總干重的關系。（1）概念：用表示能量金字塔中的方法表示各營養(yǎng)級的生物量（每個營養(yǎng)級所容納的有機物的總干重），即為生物量金字塔。（3）特點：大多也是上窄下寬的正金字塔形。原因：一般來說植物的總干重通常大于植食性動物的總干重，而植食性動物的總干重也大于肉食性動物的總干重。2、生物量金字塔第二營養(yǎng)級第一營養(yǎng)級營養(yǎng)級干重g/m21.51137809第四營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級（1）概念：用表示能量金字塔的方法表示各營養(yǎng)級的生物個體的數目比值關系，即為數量金字塔。（2）意義：直觀的反映生態(tài)系統各營養(yǎng)級的生物個體的數目比值關系。（3）特點：可以是上窄下寬的正金字塔形，也可以是上寬下窄的倒置正金字塔形。營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第一營養(yǎng)級個體數量昆蟲樹營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第一營養(yǎng)級個體數量鼠草鼬第三營養(yǎng)級原因：如果消費者的個體小而生產者的個體大，則會呈現倒置金字塔。3、數量金字塔能量金字塔生物量金字塔數量金字塔形狀每一層含義象征意義生物鏈中各營養(yǎng)級生物所含能量多少各營養(yǎng)級生物個體數目的多少各營養(yǎng)級生物有機物總量的多少能量沿食物鏈流動過程中具有逐級遞減的特點。一般情況下，個體數目在食物鏈中隨營養(yǎng)級升高而逐漸減少。一般情況下，生物量（現存生物有機物總量）沿食物鏈流動逐級遞減。能量金字塔永遠是正金字塔形，而數量和生物量金字塔有時倒置。三種生態(tài)金字塔的比較1.幫助人們將生物在時間、空間上進行合理配置，增大流入生態(tài)系統的總能量。如：間作、套作，蔬菜大棚多層育苗、稻-萍-蛙等立體農業(yè)。間作套種多層育苗稻—萍—蛙四、研究能量流動的實踐意義飼料稻谷人類秸桿糞一級利用牛太陽能二級利用焚燒水稻食用菌二級利用菌渣豬、羊三級利用沼氣池糞三級利用2.幫助人們科學規(guī)劃和設計人工生態(tài)系統，使能量得到最有效的利用。示例：秸稈喂牲畜；糞便制作沼氣；沼渣肥田，實現了對能量的多級利用，從而大大提高能量的利用率。四、研究能量流動的實踐意義例如，秸稈喂牲畜；糞便制作沼氣；沼渣肥田，實現了對能量的多級利用，從而大大提高能量的利用率。（≠能量的傳遞效率）。規(guī)律:食物鏈越短，能量利用率越高根據生態(tài)系統的能量流動規(guī)律，在實際生產生活中借鑒以下措施：（1）盡量縮短食物鏈。（2）充分利用生產者。（3）充分利用分解者，如利用秸稈培育食用菌、利用植物殘體生產沼氣等。能量傳遞效率一般10%～20%2.幫助人們科學規(guī)劃和設計人工生態(tài)系統，使能量得到最有效的利用。下圖是兩個農業(yè)生態(tài)系統的模式圖。圖a中農作物為人類提供的食物、為家禽和家畜提供的飼料，都與圖b相同。（1）分析這兩幅圖，完成這兩個生態(tài)系統的能量流動圖解（2）哪個生態(tài)系統的能量能夠更多地被人類利用？為什么？幫助人們科學規(guī)劃、設計人工生態(tài)系統，使能量得到最有效的利用。圖b所示生態(tài)系統中流向分解者的能量，還有一部分可以以生活能源或食物中化學能的形式被人類再度利用，因此，該生態(tài)系統實現了能量的多級、充分利用，提高了能量的利用率。2.幫助人們科學規(guī)劃和設計人工生態(tài)系統，使能量得到最有效的利用。3.幫助人們合理的調整生態(tài)系統中的能量流動關系，使能量持續(xù)高效地流向對人類有益的部分。思考：種植農作物時，要清除雜草和害蟲，從能量流動角度分析其目的是？捉蟲：為了使農作物中的能量散失減少。除草：可以調整農田生態(tài)系統中能量流動關系，使能量可以持續(xù)高效地流向對人類最有益地部分。四、研究能量流動的實踐意義（1）設計原則：既要符合生態(tài)學原則，又要符合經濟學原則。（2）設計原理：實現生態(tài)系統中能量的多級利用和物質的循環(huán)再生是生態(tài)農業(yè)的一條基本原則。在生態(tài)系統中，能量流動和物質循環(huán)主要是通過食物鏈來完成的。是食物鏈既是一條能量轉換鏈，也是一條物質傳遞鏈，從經濟上看還是一條有價值的增值鏈。因此可以合理設計食物鏈，使生態(tài)系統中的物質和能量被分層多級利用，使生產一種產品的有機廢棄物稱為生產另一種產品的投入，也就是使廢物資源化，以便提高能量利用率，減少環(huán)境污染。生態(tài)農業(yè)3、在市場上，肉為什么一般比蔬菜貴？

蔬菜屬生產者，而肉屬消費者，由于能量傳遞效率只有10%~20%，也就是說要得到1千克的肉至少要消耗5千克的植物；所以相同重量的肉比蔬菜貴。1、食物鏈為什么一般不超過5個營養(yǎng)級？2、“一山不容二虎”的原因？能量流經各營養(yǎng)級是逐級遞減的，傳遞效率為10％－20％。能量每流經一級都要丟失一大部分，所以食物鏈越長，流量流失就越多。因此，食物鏈到第五營養(yǎng)級以后，可利用的能量已減少到不能維持其生存的程度了。當營養(yǎng)級級別達到四、五級時，都必須依靠多條食物鏈才能滿足生命對能量的需求。否則這些生物將無法獲得足以維持生命的能量而被淘汰，同時，隨營養(yǎng)級別的升高，能量的遞減必將造成生物的個體數量逐級減少。4.有人認為某種生物只能在能量金字塔某一層當中，這種觀點對嗎？為什么？不對。能量金字塔中每一層代表的是不同營養(yǎng)級生物所含有的總能量,在食物網中某種生物可能占據多個營養(yǎng)級?！究茖W思維】實例分析

（1）源頭：太陽能。（2）起點：從生產者固定太陽能開始。（3）流入生態(tài)系統總量：生產者固定的太陽能總量。

（4）主要方式：光合作用。（5）能量轉化：光能→化學能。能量流動概念：生態(tài)系統中能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程過程輸入（1）傳遞渠道：食物鏈和食物網。（2）傳遞過程：生產者→初級消費者→次級消費者……傳遞轉化太陽能化學能熱能ATP中活躍的化學能散失大部分熱能形式散失，需要分解者的分解作用和每一級生物的呼吸作用小結并不是所有生態(tài)系統的能量輸入都只有生產者。人工魚塘等生態(tài)系統的輸入能量還包括飼料中有機物中的能量。能量流動并不是只在食物鏈（網）中傳遞。生產者、消費者的遺體中的能量會流入分解者。生產者同化的能量就是其通過光合作用制造的有機物中的能量，即總光合作用量。初級消費者同化量中流入分解者的能量=初級消費者遺體殘骸+次級消費者糞便中所含的能量。注意某市在落實“禁燒秸稈”工作的過程中，化“堵”為“疏”，引導農民設計建立了如下生態(tài)系統模式圖，閱讀教材思考如下問題：相比農作物秸稈直接燃燒，上述生態(tài)系統實現了農作物中能量的_________，提高了___________。這說明：研究能量流動可幫助人們__________、設計人工生態(tài)系統，使能量得到__________的利用。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牛、羊等牲畜體內獲得更多的毛、肉、皮、奶等畜產品。多級利用能量利用率科學規(guī)劃最有效現學現用一、概念檢測1.生態(tài)系統中所有生物的生命活動都需要能量，而不同營養(yǎng)級的生物獲取能量的途徑是有差別的。據此判斷下列表述是否正確。（1）太陽能只有通過生產者才能輸入到生態(tài)系統中。

（）（2）生態(tài)系統中初級消費者越多，次級消費者獲得的能量越少。（）（3）能量沿食物鏈流動是單向的。（）√×√練習與應用