第五章第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動

以下哪種生存策略能維持更長時(shí)間？

A、先吃雞，再吃玉米。

B、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。

假設(shè)你像小說中的魯賓遜一樣，流落在一個荒島上，那里除了有能飲用的水以外，幾乎沒有任何食物。你隨身尚存的食物只有一只母雞、15kg玉米。

第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動

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。一、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動概念草的能量是怎樣得來的?光合作用？(太陽能化學(xué)能)二、能量流動的分析呼吸消耗分解者分解供下一營養(yǎng)級攝入草的能量的去向?？能量在第一營養(yǎng)級中的變化生產(chǎn)者（植物）初級消費(fèi)者（植食性動物）呼吸作用分解者遺體殘骸能量流動的過程分析呼吸散失用于生長、發(fā)育、繁殖,儲存在植物體的有機(jī)物中遺體、殘枝敗葉分解者初級消費(fèi)者攝食①能量流經(jīng)第一營養(yǎng)級示意圖生產(chǎn)者固定的太陽能(約占1%)兔子的攝入量就是兔子的同化量嗎？(同化量=攝入量—糞便量）兔子的能量從哪里來？又去向哪里？？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(fèi)者攝入用于生長發(fā)育和繁殖次級消費(fèi)者攝入呼吸散失遺體殘骸初級消費(fèi)者同化糞便分解者利用呼吸散失...能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級有機(jī)物氧化能量轉(zhuǎn)移到ATP能量轉(zhuǎn)化為熱能糞便量用于生長、發(fā)育、繁殖遺體殘骸分解者次級消費(fèi)者攝入②能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級示意圖初級消費(fèi)者者攝入量同化量呼吸散失例一：大象是植食性動物，有一種蜣螂則專以象糞為食。設(shè)大象在某段時(shí)間所同化的能量為107KJ，則這部分能量中可流入蜣螂體內(nèi)的約為A、0KJB、2×106KJC、106KJD、106--2×106KJA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能量流動的過程小總結(jié)能量在食物鏈中的流動形式：有機(jī)物中的化學(xué)能呼吸呼吸呼吸生產(chǎn)者(植物)呼吸初級消費(fèi)者(植食動物)次級消費(fèi)者(肉食動物)…分解者呼吸三級消費(fèi)者(肉食動物)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖解：若研究一個生態(tài)系統(tǒng)呢？圖示有什么特點(diǎn)嗎？三、能量流動的特點(diǎn)營養(yǎng)級流入的能量流出（輸入下一營養(yǎng)級）的能量呼吸作用散失分解者分解未被利用464.662.896.312.529329.32.118.812.662.85.0微量7.5——12.6生產(chǎn)者植食性動物肉食性動物1、流經(jīng)此生態(tài)系統(tǒng)的總能量為多少？3、植食性動物的同化量為多少？2、對于每一個營養(yǎng)級來講，輸入和輸出的能量是否相等？464.6相等62.812.6/62.8=20%4、從第一營養(yǎng)級流入第二營養(yǎng)級的能量，占生產(chǎn)者所固定的能量總量的百分比是多少？5、從第二營養(yǎng)級流入第三營養(yǎng)級的能量，占初級消費(fèi)者所同化的能量總量的百分比是多少？思考？62.8/464.6=13.5%

（1）相鄰營養(yǎng)級生物吃與被吃關(guān)系不可逆轉(zhuǎn)，能量只能從低營養(yǎng)級流向高營養(yǎng)級。2、逐級遞減（10%-20%）1、單向流動（2）有少部分能量隨殘枝敗葉、遺體殘骸等直接傳給了分解者（3）每個營養(yǎng)級的能量總有一部分不能被下一營養(yǎng)級利用（最終被分解者分解）。（1）各營養(yǎng)級呼吸作用散失的熱能無法被再利用?？偨Y(jié)能量流動的特點(diǎn)能量傳遞效率根據(jù)“賽達(dá)伯格湖的能量流動圖解”，計(jì)算相鄰兩個營養(yǎng)級間能量傳遞效率。植食性動物

62.862.8太陽能未固定生產(chǎn)者464.612.6肉食性動物

12.6傳遞效率=上一營養(yǎng)級的同化量下一營養(yǎng)級的同化量×100%結(jié)論：相鄰營養(yǎng)級的傳遞效率大約是10%-20%。用能量流動的原理,解釋諺語“一山不容二虎”隱含的道理。學(xué)以致用參考要點(diǎn):根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動逐級遞減的特點(diǎn)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小的程度。因此，老虎的數(shù)量將是很少的。故“一山不能容二虎”有一定的生態(tài)學(xué)道理。能量流動的計(jì)算規(guī)律1、假如現(xiàn)有草100公斤，最少可使鷹增重

公斤。2、假如現(xiàn)有草100公斤，最多可使鷹增重

公斤。3、假如要使鷹增加2公斤體重，最少要耗草

公斤。4、假如要使鷹增加2公斤體重，最多要耗草

公斤。設(shè)使鷹增重X1公斤，則：100=X110％10％設(shè)使鷹增重X2公斤，則：100=X220％20％設(shè)最少耗草Y1公斤，則：Y120％20％=2Y210％10％=2設(shè)最多耗草Y2公斤，則：在食物鏈“草免鷹”中，1420050能量傳遞率：10%~20%

在某一食物網(wǎng)中，一個消費(fèi)者往往同時(shí)占有多條食物鏈，當(dāng)該消費(fèi)者增加了某一值時(shí)，若要計(jì)算最少消耗生產(chǎn)者多少時(shí)，應(yīng)選的食物鏈和最大傳遞效率進(jìn)行計(jì)算，這樣消費(fèi)者獲得的能量最多；若要計(jì)算最多消耗生產(chǎn)者多少時(shí)，應(yīng)選的食物鏈和最小傳遞效率進(jìn)行計(jì)算，這樣消費(fèi)者獲得的能量最少。最短20%最長10%1、根據(jù)生態(tài)學(xué)原理，要使能量流經(jīng)食物鏈總消耗量最少，人們應(yīng)該采用哪種食物結(jié)構(gòu)

A、以離類、蛋類為主

B、以淡水養(yǎng)殖的魚、蝦為主

C、以谷物和植物蛋白為主

D、以豬肉等家畜肉類為主鞏固練習(xí)2、初級消費(fèi)者體內(nèi)能量的去路包括(多選) A、用于自身的生長、發(fā)育和繁殖

B、被第二營養(yǎng)級的其他生物所獲得

C、以熱能的形式散失

D、被分解者分解釋放到環(huán)境中去3、人們常用能量金字塔來說明生態(tài)系統(tǒng)中哪兩者之間的關(guān)系

A、能量與營養(yǎng)級B、能量與個體大小

C、能量與個體數(shù)量D、能量與生物代謝類型如果一個人食物有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1kg體重，約消耗植物（）

A．10kgB．28kg C．100kg D．280kg【解析】解答本題時(shí)，首先應(yīng)畫出食物網(wǎng)，然后依據(jù)食物網(wǎng)和題干信息來解答。D4能力提升：能量沿多條食物鏈傳遞的計(jì)算①通過“植物→人”消耗植物的量為：

0.5÷10%＝5kg；②通過“植物→植食動物→小型肉食動物→人”消耗植物的量為：

0.25÷10%÷10%÷10%＝250kg③通過“植物→羊→人”消耗植物的量為：

0.25÷10%÷10%＝25kg故要消耗植物的總量為5＋250＋25＝280kg5、由于“赤潮”的影響，一條4kg重的雜食性海洋魚死亡，假如該雜食性的食物有1/2來自植物，1/4來自草食魚類，1/4來自以草食魚類為食的小型肉食魚類，按能量流動效率20%計(jì)算，該雜食性魚從出生到死亡，共需海洋植物()A.120kgB.160kgC.60kg

D.100kg思考：能不能改變生態(tài)系統(tǒng)能量流動的規(guī)律？四、研究能量流動的意義

人們雖然不能改變能量流動的客觀規(guī)律，即無法改變能量的傳遞效率，但能提高能量的利用率例如：秸稈的多級利用、?；~塘就實(shí)現(xiàn)了對能量的多級利用，提高了能量的利用率。1、幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。

?；~塘2、合理調(diào)整能量流動方向，使能量流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧＠?，在森林中，最好使能量多儲存在木材中；在草原牧場上，則最好使能量更多地流向牛、羊等牲畜體內(nèi)，獲得更多的毛、肉、皮、奶等畜產(chǎn)品。過少：就不能充分利用牧草所能提供的能量。過多：會造成草場退化，使畜產(chǎn)品的產(chǎn)量下降。牧民草原如何放牧，才能達(dá)到產(chǎn)畜量高又不會導(dǎo)致草場退化？合理確定載畜量，滅鼠、滅蟲生態(tài)金字塔

（1）能量金字塔、數(shù)量金字塔、生物量金字塔三者都是用來說明食物鏈中能量流動的情況，三者統(tǒng)稱為生態(tài)金字塔。能量金字塔數(shù)量金字塔生物量金字塔形狀特點(diǎn)呈正金字塔形一般為正金字塔形，有時(shí)會出現(xiàn)倒金字塔形一般為正金字塔形能量金字塔數(shù)量金字塔生物量金字塔象征含義能量沿食物鏈流動過程中具有逐級遞減的特性一般生物個體數(shù)目在食物鏈中隨營養(yǎng)級升高而逐級遞減生物量(現(xiàn)存生物有機(jī)物的總量)沿食物鏈流動逐級遞減

每一階層含義食物鏈中每一營養(yǎng)級生物所含能量的多少每一營養(yǎng)級生物個體的數(shù)目

每一營養(yǎng)級生物現(xiàn)存有機(jī)物總質(zhì)量數(shù)量金字塔通常在食物鏈的始端個體數(shù)量多，之后的各環(huán)節(jié)上生物的數(shù)量逐漸減少。個體數(shù)量金字塔小鳥昆蟲樹多數(shù)目營養(yǎng)級少高低但數(shù)量金字塔在某種情況下也可能出現(xiàn)金字塔倒置的現(xiàn)