第五章 第 2 節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)

溫故而知新1.生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括哪兩方面？2.生態(tài)系統(tǒng)的成分有哪些？3.生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)是什么?生態(tài)系統(tǒng)的成分,食物鏈，食物網(wǎng)生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者、非生物的物質(zhì)和能量食物鏈和食物網(wǎng)第五章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)

假設(shè)你像魯濱遜那樣流落在不毛的荒島上，只有15Kg玉米和一只母雞可以食用，那么使自己活的最長的辦法是：

A.先吃雞，然后吃玉米

B.先吃玉米，同時(shí)用部分玉米喂雞，吃雞生產(chǎn)的蛋，最后再吃雞先吃雞，再吃玉米我反對！為什么要先吃我？我們欠“雞媽媽”一個(gè)解釋······

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)。一、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)概念1、能量是怎樣輸入到第一營養(yǎng)級的？2、第一營養(yǎng)級的能量去向：草兔子老鷹一、能量流動(dòng)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?生產(chǎn)者（植物）初級消費(fèi)者（植食性動(dòng)物）呼吸作用用于生長發(fā)育和繁殖分解者遺體殘骸能量流經(jīng)第一營養(yǎng)級示意圖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?固定的太陽能光合作用，僅僅吸收1%左右。呼吸作用消耗；被下一營養(yǎng)級的生物所利用；被分解者所利用；未被利用的能量（最終被分解者分解）。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。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)者同化分解者利用糞便呼吸散失…...能量流經(jīng)初級消費(fèi)者示意圖攝入量=同化量+糞便攝入量就是同化量嗎？(同化量=攝入量—糞便量）兔子的能量從哪里來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。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。呼吸作用消耗；被下一營養(yǎng)級的生物所利用；被分解者所利用；未被利用的能量（最終被分解者分解）。

生產(chǎn)者（植物）呼吸作用初級消費(fèi)者（植食動(dòng)物）呼吸作用次級消費(fèi)者（肉食動(dòng)物）三級消費(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)傳遞的過程太陽能生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)過程圖解:生產(chǎn)者(植物)初級消費(fèi)者(植食動(dòng)物)次級消費(fèi)者(肉食動(dòng)物)…三級消費(fèi)者(肉食動(dòng)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、輸入下一營養(yǎng)級的能量C、分解者呼吸作用散失的能量太陽能輸入：傳遞：能量沿著食物鏈（網(wǎng)）逐級流動(dòng)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(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⒈生態(tài)系統(tǒng)的能量來源：太陽光能2.起點(diǎn)：渠道:食物鏈和食物網(wǎng)生產(chǎn)者固定的能量3.流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)總能量：生產(chǎn)者所固定的太陽能的總量5.去路：呼吸作用消耗被下一營養(yǎng)級的生物所利用被分解者所利用二.能量流動(dòng)的過程4.來源：生產(chǎn)者消費(fèi)者——太陽光能——前一營養(yǎng)級5.各營養(yǎng)級能量的去路有哪些？請以生產(chǎn)者(第一營養(yǎng)級)為例說明.⒈生態(tài)系統(tǒng)的能量來源是什么？2.能量流動(dòng)的起點(diǎn)和渠道是什么？3.流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是什么？4.各個(gè)營養(yǎng)級能量的來源又是什么？思考并討論:12.6

62.8未固定生產(chǎn)者

464.6植食性動(dòng)物

62.8肉食性動(dòng)物

12.6請計(jì)算能量傳遞效率（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）13.5%20%單位（焦/厘米2·年）96.318.87.5

分解者

14.612.52.1微量

未利用

327.329329.35.0賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)圖解

呼吸

122.6

單向流動(dòng):自身呼吸作用消耗分解者利用暫未利用12.6

62.8未固定生產(chǎn)者

464.6植食性動(dòng)物

62.8肉食性動(dòng)物

12.613.5%20%96.318.87.5

分解者

14.612.52.1微量

未利用

327.329329.35.0

呼吸

122.6

逐級遞減:能量流動(dòng)的特點(diǎn):能量傳遞效率10%～20%不可逆向，不可循環(huán)營養(yǎng)級流入能量輸入下一營養(yǎng)級能量呼吸作用散失分解者利用未利用能量傳遞效率生產(chǎn)者464.662.896.312.5293植食性動(dòng)物62.812.618.82.129.3肉食性動(dòng)物12.67.50.15.0賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)圖解的數(shù)據(jù)整理13.5％20.1％能量在流動(dòng)、轉(zhuǎn)化后，流入下一個(gè)營養(yǎng)級的能量、呼吸作用散失、分解者分解及未被利用的能量總和是多少？三、生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的特點(diǎn)：

逐級遞減:單向流動(dòng):生產(chǎn)者次級消費(fèi)者三級消費(fèi)者初級消費(fèi)者不循環(huán)，不可逆生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)遵循能量守恒定律！通過以上的分析，你能總結(jié)出什么規(guī)律？（原因：一部分被自身呼吸消耗，一部分被分解者分解，還有一部分未被利用），傳遞效率大約是

10%-20%。能量傳遞效率的相關(guān)“最值”計(jì)算能量在流經(jīng)各個(gè)營養(yǎng)級時(shí)，上一營養(yǎng)級的能量大約有10%--20%傳到下一營養(yǎng)級，營養(yǎng)級越高，能量越少。因此食物鏈越長，能量損失越多。為了充分利用能量，應(yīng)盡量縮短食物鏈。有關(guān)能量的“最值”計(jì)算方法總結(jié)如下：

選最短食物鏈知低營養(yǎng)級按×20%計(jì)算求高營養(yǎng)級選最長食物鏈

按×10%計(jì)算獲得能量最多獲得能量最少能量流動(dòng)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%生命在等待中逝去······

請給我們一個(gè)“先吃雞”的理由！七嘴八舌食物鏈越短，能量到我體內(nèi)的越多，我活的時(shí)間就越長呀！能量金字塔單位時(shí)間內(nèi)各營養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值，由低到高繪制的圖形從能量金字塔可以看出：營養(yǎng)級越多，在能量流動(dòng)中消耗的能量就

_____。越多湖泊生態(tài)系統(tǒng)能量金字塔生產(chǎn)者（第一營養(yǎng)級）初級消費(fèi)者（第二營養(yǎng)級）次級消費(fèi)者（第三營養(yǎng)級）三級消費(fèi)者（第四營養(yǎng)級）三、金字塔種類：①能量金字塔低高低高營養(yǎng)級能量ABCD第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級第四營養(yǎng)級三、金字塔種類：（1）能量金字塔②特點(diǎn)：正金字塔形能量沿食物鏈流動(dòng)的過程具有逐級遞減的特性④每一階含義：每一營養(yǎng)級生物所含能量的多少①形狀：能量金字塔

如果把各個(gè)營養(yǎng)級的生物數(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：？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(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(gè)體小，壽命短，又會不斷地被浮游動(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。遷移創(chuàng)新：1、如D魚體重增加1kg，所需浮游至少需要植物約

125kg能量傳遞效率的含義與計(jì)算：在一食物鏈中，若求某營養(yǎng)級獲得最多能量，一般取20％作為傳遞效率；反之，取10％作為傳遞效率。1÷0.2÷0.2÷0.2=125

根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)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。2.為什么說“一山不容二虎”?遷移創(chuàng)新：從能量傳遞的數(shù)量和效率看，能量流經(jīng)各營養(yǎng)級是逐級遞減的，單向不循環(huán)的，傳遞效率為10％－20％。

所以,食物鏈一般不超過五個(gè)營養(yǎng)級，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。因?yàn)槟芰棵苛鹘?jīng)一級都要丟失一大部分，所以食物鏈越長，流量流失就越多。3.食物鏈一般不超過5個(gè)營養(yǎng)級?遷移創(chuàng)新：設(shè)計(jì)生態(tài)農(nóng)業(yè)的原理：物質(zhì)循環(huán)再生，能量多級利用五、研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義1、實(shí)現(xiàn)能量的多級利用和物質(zhì)的循環(huán)利用，提高能量的利用率農(nóng)田除雜草，滅蟲、滅鼠、剪枝2、合理調(diào)整能量流動(dòng)方向，使能量流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠中〗Y(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)概念過程特點(diǎn)實(shí)踐意義單向流動(dòng)逐級遞減傳遞效率10％～20％指生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失過程。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。2、使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧?/p>

1、若某生態(tài)系統(tǒng)固定的總能量為24000kJ，則該生態(tài)系統(tǒng)的第三和第四營養(yǎng)級所獲得的能量最多是（

）

A.540kJ和81kJB.3600kJ和960kJ

C.240kJ和24kJ

D.960kJ和192kJ

課堂練習(xí)D分析：ABCDF24000×0.2×0.2=96024000×0.2×0.2×0.2=1922、下圖是以每個(gè)營養(yǎng)級生物個(gè)體數(shù)量繪制的生態(tài)金字塔,其中1、2、3分別表示第一、第二、第三營養(yǎng)級。下列哪條食物鏈與此金字塔相符

A、草——兔——狼

B、草——昆蟲——鳥

C、樹——昆蟲——鳥

D、樹——兔——狼321C3、一片樹林中，樹、昆蟲和食蟲鳥類的個(gè)體數(shù)比例關(guān)系如下圖所示。下列選項(xiàng)能正確表示樹、昆蟲、食蟲鳥之間的能量流動(dòng)關(guān)系的是(選項(xiàng)方框面積表示能量的大小)（）ABCDC4、在圖中海鳥獲得能量最多的食物鏈?zhǔn)莀________________________。海鳥每增加1千克，需消耗生產(chǎn)者生產(chǎn)的有機(jī)物至少是___________千克。甲殼類水綿海鳥水蚤大魚小魚淡水蝦水棉→水蚤→甲殼類→海鳥

125分析：設(shè)需要A千克AX0.2X0.2X0.2=1

得A=1÷0.2÷0.2÷0.2=1255、有5個(gè)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.3125kg解析這是最為簡單的一種計(jì)算題型。所謂至少消耗，即是按照最高的效率（20%）傳遞。設(shè)需消耗第一營養(yǎng)級生物xkg，則有x=1÷0.2÷0.2÷0.2=625，不難選出正確答案為C項(xiàng)。6、肉食動(dòng)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

7、對水稻→鼠→蛇→鷹這條食物鏈的錯(cuò)誤描述是（）A.水稻是生產(chǎn)者B.鼠是初級消費(fèi)者C.蛇是次級消費(fèi)者D.鷹屬于第三營養(yǎng)級BD8、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)，逐級遞減的

B.食物鏈越短，可供消費(fèi)者的能量越多

C.初級消費(fèi)者越多，次級消費(fèi)者獲得的能量越少

D.營養(yǎng)級越多，散失的能量越多9、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)級和三級消費(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分析：ABCDF第三營養(yǎng)級：1×0.2×0.2=0.04×100％=4％三級消費(fèi)者：1×0.2×0.2×0.2=0.008×100％=0.8％10.識圖作答：下圖表示生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，請據(jù)圖回答：（1）將A、B、C、D各營養(yǎng)級的名稱依次寫在圖中：

A．______B．______C．______D．______生產(chǎn)者初級消費(fèi)者次級消費(fèi)者三級消費(fèi)者11、下圖是草原生態(tài)系統(tǒng)中的一條食物鏈及能量流動(dòng)圖解，回答：①圖中D表示_________。②能量在逐級遞減中，傳遞率按20％計(jì)算，若狐獲得的能量是8千