第五章第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動

1、溫故而知新1.1.生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括哪兩方面？生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括哪兩方面？2.2.生態(tài)系統(tǒng)的成分有哪些？生態(tài)系統(tǒng)的成分有哪些？3.3.生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)是什么生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)是什么? ?生態(tài)系統(tǒng)的成分生態(tài)系統(tǒng)的成分,食物鏈和食物網(wǎng)食物鏈和食物網(wǎng)生產(chǎn)者、消費者、分解者、非生物的物質(zhì)和能量生產(chǎn)者、消費者、分解者、非生物的物質(zhì)和能量食物鏈和食物網(wǎng)食物鏈和食物網(wǎng)第第2 2節(jié)節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動生態(tài)系統(tǒng)的能量流動照射在草地上的太陽能照射在草地上的太陽能 都被小草固定了嗎都被小草固定了嗎? ? 太陽能被小草固定后太陽能被小草固定后, ,這些這些能量有哪些去向能量有哪些去向? ?呼吸作用呼吸作用生命生命

2、活動活動熱能熱能暫未利用暫未利用分解者分解者殘枝敗葉等殘枝敗葉等兔子吸收了草中的能量后兔子吸收了草中的能量后, ,這些能量有哪些去向這些能量有哪些去向? ?呼吸作用呼吸作用生命生命活動活動熱能熱能 分解者分解者殘骸殘骸兔子把草吃進肚子里兔子把草吃進肚子里, ,草草 中的能量都被兔子吸收了中的能量都被兔子吸收了 嗎嗎? ? 同化同化 暫未利用暫未利用( (同化量同化量=攝入量攝入量糞便量）糞便量） 同化作用同化作用：是指生物體把從外界環(huán)境中獲取的營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成自身的組成物質(zhì)，并且儲存能量的變化過程。 初級消費者初級消費者攝入攝入初級消費者初級消費者同化同化用于生長用于生長發(fā)育和繁殖發(fā)育和繁殖次級

3、消費者次級消費者攝入攝入分分解解者者利利用用遺體遺體殘骸殘骸糞便糞便呼呼吸吸作作用用散失散失呼呼吸吸作作用用散失散失能能量量在在第第二二營營養(yǎng)養(yǎng)級級中中的的變變化化呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用暫未利用暫未利用暫未利用暫未利用暫未利用暫未利用殘枝敗葉等殘枝敗葉等殘骸殘骸殘骸殘骸分解者分解者分解者分解者分解者分解者殘枝敗葉等殘枝敗葉等殘骸殘骸殘骸殘骸 散失（分解者）散失（分解者） 散失（呼吸作用）散失（呼吸作用） 呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用分解者分解者分解者分解者分解者分解者輸入輸入 生態(tài)系統(tǒng)中能量的生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入輸入、傳遞傳遞和和散失散失的過程。的

4、過程。傳遞傳遞傳遞傳遞 散失（呼吸作用）散失（呼吸作用） 散失（分解者）散失（分解者） 傳遞傳遞傳遞傳遞輸入輸入 起點起點:去向去向:渠道渠道:太陽光能太陽光能化學(xué)能化學(xué)能熱能（最終歸宿）熱能（最終歸宿）生態(tài)系統(tǒng)的能量來源：生態(tài)系統(tǒng)的能量來源：太陽光能太陽光能2.2.起點：起點： 渠道渠道: :食物鏈和食物網(wǎng)食物鏈和食物網(wǎng)生產(chǎn)者生產(chǎn)者3.3.流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)總能量：流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)總能量：生產(chǎn)者所固定的太陽生產(chǎn)者所固定的太陽能的總量能的總量( (約占約占1%)1%) 5.5.去路：去路：呼吸作用消耗的能量呼吸作用消耗的能量被下一營養(yǎng)級同化的能量被下一營養(yǎng)級同化的能量分解者釋放的能量分解者釋放的能量能量

5、流動的過程能量流動的過程4.4.來源：來源：生產(chǎn)者生產(chǎn)者消費者消費者太陽光能太陽光能 前一營養(yǎng)級前一營養(yǎng)級 5.5.各營養(yǎng)級能量的去路有哪些？各營養(yǎng)級能量的去路有哪些？ 請以請以生產(chǎn)者生產(chǎn)者( (第一營養(yǎng)級第一營養(yǎng)級) )為例說明為例說明. .生態(tài)系統(tǒng)的能量來源是什么？生態(tài)系統(tǒng)的能量來源是什么？2.2.能量流動的起點和渠道是什么？能量流動的起點和渠道是什么？3.3.流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是什么？流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是什么？4.4.各個營養(yǎng)級能量的來源又是什么？各個營養(yǎng)級能量的來源又是什么？總結(jié)總結(jié)12.6 62.8未固定未固定生產(chǎn)者生產(chǎn)者 464.6植食性動物植食性動物 62.8肉食性動物肉食性

6、動物 12.6請計算能量傳遞效率請計算能量傳遞效率（輸入后一營養(yǎng)級的（輸入后一營養(yǎng)級的能量與輸入前一營養(yǎng)級的能量的比）能量與輸入前一營養(yǎng)級的能量的比）單位（焦單位（焦/厘米厘米2 年）年）96.318.87.5 分解者分解者 14.6 14.6 12.52.1微量微量 未利用未利用 327.3 327.3 29329.35.0 呼吸呼吸 122.6 122.6 從第一營養(yǎng)級從第一營養(yǎng)級流入第二營養(yǎng)流入第二營養(yǎng)級的能量，占級的能量，占生產(chǎn)者所固定生產(chǎn)者所固定的能量總量的的能量總量的百分比是百分比是_。從第二營養(yǎng)級流入第三營養(yǎng)級的能量從第二營養(yǎng)級流入第三營養(yǎng)級的能量，占初級消費者所同化的能量總量的

7、，占初級消費者所同化的能量總量的百分比是百分比是_。62.8/464.6=13.5%12.6/62.8=20.1% 單向流動單向流動: :自身呼吸作用消耗自身呼吸作用消耗分解者利用分解者利用暫未利用暫未利用12.6 62.8未固定未固定生產(chǎn)者生產(chǎn)者 464.6植食性動物植食性動物 62.8肉食性動物肉食性動物 12.696.318.87.5 分解者分解者 14.6 14.6 12.52.1微量微量 未利用未利用 327.3 327.3 29329.35.0 呼吸呼吸 122.6 122.6 不可逆向，不可循環(huán)不可逆向，不可循環(huán)在在綠色植物綠色植物鼠鼠貓頭鷹貓頭鷹這條食物鏈中，貓頭鷹增重這條食物

8、鏈中，貓頭鷹增重1Kg，至，至少需要消耗綠色植物少需要消耗綠色植物_Kg。X20%20%=1Kg x=25Kg能量傳遞效率：能量傳遞效率：能量傳遞效率能量傳遞效率=下一營養(yǎng)級同化量下一營養(yǎng)級同化量本營養(yǎng)級同化量本營養(yǎng)級同化量100%有一食物網(wǎng)如圖有一食物網(wǎng)如圖1所示。假如貓頭鷹的食物所示。假如貓頭鷹的食物2/5來來自兔子，自兔子，2/5來自老鼠，其余來自蛇，那么貓頭鷹來自老鼠，其余來自蛇，那么貓頭鷹要增加要增加20g體重，最多消耗植物多少克？體重，最多消耗植物多少克？ 如果一個人食物有1/2來自綠色植物，1/4來自小型肉食動物，1/4來自羊肉，假如傳遞效率為10%，那么該人每增加1千克體重，約

9、消耗植物 （ ） A、10千克 B、280千克 C、100千克 D、28千克B 肉食性動物肉食性動物 12.6 12.6 植食性動物植食性動物 62.8 62.8 生產(chǎn)者生產(chǎn)者 464.6 464.6 能量金字塔能量金字塔 1960年，科學(xué)家在密執(zhí)安荒地對一個由植物、田鼠和鼬三個環(huán)節(jié)組年，科學(xué)家在密執(zhí)安荒地對一個由植物、田鼠和鼬三個環(huán)節(jié)組成的食物鏈進行了能流分析。成的食物鏈進行了能流分析。 荒地接受的太陽輻射量：荒地接受的太陽輻射量：6.31010卡卡/頃頃年；年； 植物固定的能量：植物固定的能量：59.3106卡卡/頃頃年；年； 田鼠吃植物獲得的能量為：田鼠吃植物獲得的能量為：176103卡

10、卡/頃頃年；年； 鼬同化的能量為：鼬同化的能量為：55.6103卡卡/頃頃年。年。 植物植物 59.3106卡卡/頃頃年年 田鼠田鼠 176103卡卡/頃頃年年 鼬鼬 76103卡卡/頃頃年年 根據(jù)單位時間內(nèi)各個根據(jù)單位時間內(nèi)各個營營養(yǎng)級養(yǎng)級所得到的所得到的能量能量數(shù)值數(shù)值繪制成圖，可形成一個繪制成圖，可形成一個金字塔圖形金字塔圖形能量金字塔能量金字塔高高低低能能量量低低高高營營養(yǎng)養(yǎng)級級永遠都是永遠都是金字塔形金字塔形樹樹數(shù)數(shù)昆蟲數(shù)目昆蟲數(shù)目小鳥小鳥數(shù)目數(shù)目鳥樹昆蟲遷移創(chuàng)新：遷移創(chuàng)新：根據(jù)能量流動的根據(jù)能量流動的“十分之一定律十分之一定律” 1. 如如D魚體重增加魚體重增加1kg，所需浮游植物

11、最多約，所需浮游植物最多約_ 。 1000kg 假設(shè)你像小說中的魯濱遜一樣，流落到一個不毛假設(shè)你像小說中的魯濱遜一樣，流落到一個不毛的荒島上，那里除了有能飲用的水之外，幾乎沒有的荒島上，那里除了有能飲用的水之外，幾乎沒有任何食物，你隨身攜帶的食物只有任何食物，你隨身攜帶的食物只有5 5千克玉米和一只千克玉米和一只母雞。你認為哪種生存策略能讓你維持更長的時間母雞。你認為哪種生存策略能讓你維持更長的時間來等待救援？（）來等待救援？（） A.A.先吃雞，然后吃玉米。先吃雞，然后吃玉米。 B.B.先吃玉米，同時用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的先吃玉米，同時用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。蛋，最后

12、吃雞。玉米玉米人人玉米玉米雞雞人人雞雞A研究能量流動的意義研究能量流動的意義: 調(diào)整能流關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愑幸娴恼{(diào)整能流關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愑幸娴牟糠?。部分?假如給你一個池塘，你會怎樣經(jīng)營，從而獲得更假如給你一個池塘，你會怎樣經(jīng)營，從而獲得更大的收益？大的收益？沼氣工程研究能量流動的意義研究能量流動的意義 ?；~塘桑基魚塘 沼氣工程沼氣工程實現(xiàn)對能量的多級實現(xiàn)對能量的多級利用，大大提高能利用，大大提高能量的利用率量的利用率研究能量流動的意義研究能量流動的意義本本節(jié)節(jié)知知識識體體系系能能量量流流動動概念：概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞

13、、轉(zhuǎn)化和散失的過程和散失的過程過過程程能量的源頭：能量的源頭：流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產(chǎn)者固定的生產(chǎn)者固定的太陽能的總量太陽能的總量途徑：食物鏈和食物網(wǎng)途徑：食物鏈和食物網(wǎng)特特點點單向流動單向流動：逐級遞減逐級遞減：沿食物鏈方向由低營沿食物鏈方向由低營養(yǎng)級流向下一營養(yǎng)級養(yǎng)級流向下一營養(yǎng)級能量金字塔能量金字塔能量沿食物鏈流動過程中逐級能量沿食物鏈流動過程中逐級遞減；傳遞效率遞減；傳遞效率10%20%。研究研究意義意義調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效的流向?qū)θ祟愖钣惺鼓芰砍掷m(xù)高效的流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠忠娴牟糠痔柲芴柲苷n堂練習(xí)課堂

14、練習(xí): :1. 1.流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是指流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是指 A. A. 照射到該生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)所有植物體葉面照射到該生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)所有植物體葉面上的全部太陽能上的全部太陽能 B. B. 射進該系統(tǒng)的全部太陽能射進該系統(tǒng)的全部太陽能 C. C. 該系統(tǒng)全部生產(chǎn)者所固定的太陽能的該系統(tǒng)全部生產(chǎn)者所固定的太陽能的總量總量 D. D. 生產(chǎn)者傳遞給消費者的全部能量生產(chǎn)者傳遞給消費者的全部能量c3.下面有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流動的表述，不正下面有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流動的表述，不正確的是（）確的是（） A .能量流動是單向流動，逐級遞減的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食物鏈越

15、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初級消費者越多，次級消費者獲得的能量越少量越少 D .營養(yǎng)級越多，散失的能量越多營養(yǎng)級越多，散失的能量越多.假設(shè)一個生態(tài)系統(tǒng)的總能量為，按最假設(shè)一個生態(tài)系統(tǒng)的總能量為，按最高傳遞效率計算，第三營養(yǎng)級和三級消費者所獲得高傳遞效率計算，第三營養(yǎng)級和三級消費者所獲得的能量應(yīng)為（的能量應(yīng)為（ ） A.和和B.和和. C .和和. D.和和CC圖中圖中DD表示表示_。能量在逐級遞減中，若狐獲得的能量是能量在逐級遞減中，若狐獲得的能量是 8 8 千焦，傳千焦，傳遞給狼的能量最多應(yīng)為遞給狼的能量最多應(yīng)為_千焦，狼獲得的能量中，千焦，狼獲得的能

16、量中，草應(yīng)供給這條食物鏈的能量至少為草應(yīng)供給這條食物鏈的能量至少為_千焦。千焦。圖中各營養(yǎng)級通過圖中各營養(yǎng)級通過A_A_作用被消耗，通過作用被消耗，通過B_B_利用，而利用，而B B又通過又通過C_C_被消耗。被消耗。太陽能太陽能 1.6 1.6 200 200 呼吸呼吸 分解者分解者 呼吸作用呼吸作用4 4、右圖是草原生態(tài)系統(tǒng)、右圖是草原生態(tài)系統(tǒng)中的一條食物鏈及能量流中的一條食物鏈及能量流動圖解，回答問題。動圖解，回答問題。例、例、在草原上，牛以草為食，蜣螂以牛糞為食在草原上，牛以草為食，蜣螂以牛糞為食,假設(shè)牛同化的能量為假設(shè)牛同化的能量為105kJ思考：思考：被牛同化的被牛同化的能量中約有

17、多少流入蜣螂？能量中約有多少流入蜣螂？ A0kJ B10.5 kJ C21kJ D介于介于10.5kJ和和21kJ之間之間A例例、A B C D E F思考：如上食物網(wǎng)中，思考：如上食物網(wǎng)中， A為為1千克千克a、C最多約為多少？最多約為多少？b b、 C最少約為多少？最少約為多少？0.04千克千克0.0001千克千克c 、若、若C增加增加1千克，則千克，則A最少需要最少需要消耗多少千克？最多又為多少？消耗多少千克？最多又為多少？ 。 例例 ：（：（2004.2004.上海）如果一個人食物上海）如果一個人食物有有1/21/2來自綠色植物，來自綠色植物，1/41/4來自小型肉食來自小型肉食動物，

18、動物，1/41/4來自羊肉。假如傳遞效率為來自羊肉。假如傳遞效率為10%10%，那么該人每增加，那么該人每增加1Kg1Kg體重，體重，約消耗植物約消耗植物_Kg_Kg。280 下表是對某水生生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)級和能量流動情況的調(diào)查結(jié)果，下表是對某水生生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)級和能量流動情況的調(diào)查結(jié)果，表中表中A AB BC CD D分別表示不同的營養(yǎng)級，分別表示不同的營養(yǎng)級，E E為分解者。為分解者。PgPg表示生表示生物同化作用固定能量的總量物同化作用固定能量的總量,Pn,Pn表示生物體貯存的能量表示生物體貯存的能量(Pn=Pg-R),(Pn=Pg-R),R R表示生物呼吸消耗的能量。（單位：表示生物呼吸消耗的能量。（單位：10102 2千焦千焦/ / /年）年）PgPgPnPnRA15.92.813.1B870.7369.4501.3C0.90.30.6D141.061.979.1E211.520.1191.4A、B、C、D分別代表哪個營養(yǎng)級分別代表哪個營養(yǎng)級?第第一一營養(yǎng)級營養(yǎng)級第第二二營養(yǎng)級營養(yǎng)級第第三三營養(yǎng)級營養(yǎng)級第第四四營養(yǎng)級營養(yǎng)級分解者分解者請計算第三營養(yǎng)級到第四營養(yǎng)級的能量傳遞效率請計算第三營養(yǎng)級到第四營養(yǎng)級的能量傳遞效率?請比較此生態(tài)系統(tǒng)輸入的總能量和輸出的總能量請比較此生態(tài)系統(tǒng)輸入的總能量和輸出的總能量0.915.95.7% 輸入輸入: 870.7 輸出輸出: