生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)-PPT

第五章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性

第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)

復(fù)習(xí)：1.生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括_________和________。組成成分營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)2.組成成分包括__________________、______、_____、_______；營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)包括_______、_______。非生物的物質(zhì)和能量生產(chǎn)者消費(fèi)者分解者食物鏈?zhǔn)澄锞W(wǎng)

某島嶼棲息著狐和野兔，生態(tài)系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定。后來(lái)有人登島牧羊、捕食野兔和狐，狐也捕食羊羔。第五年，島上狐瀕臨滅絕，但野兔的數(shù)量大大超過(guò)人登島前地?cái)?shù)量。第六年，野兔種群暴發(fā)了由瘟疫熱病毒引起的瘟疫，其數(shù)量驟減?；卮饐?wèn)題：1.人與狐的種間關(guān)系是

________，兔瘟熱病毒也野兔的種間關(guān)系是

。2.畫出由人、羊、狐、野兔和牧草組成的食物網(wǎng)。3.人登島后的第五年，與登島前相比，野兔的種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)度

(增加、減小、不變）4.一般情況下，被捕食者傳染病的流行程度將隨捕食者種群密度的增加而＿

（增強(qiáng)、減弱、不變）練習(xí)題競(jìng)爭(zhēng)和捕食寄生增加減弱下圖是處于平衡狀態(tài)的簡(jiǎn)單淡水生態(tài)系統(tǒng)，請(qǐng)回答：1.此生態(tài)系統(tǒng)中共有

條食物鏈。2.生態(tài)系統(tǒng)中屬第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的動(dòng)物有________。3.此生態(tài)系統(tǒng)中的分解者是______________。

4.若此生態(tài)系統(tǒng)中的水綿大量減少，則（）A.水藻大量減少B.小魚數(shù)目增多C.大魚數(shù)目減少D.甲殼類數(shù)目增多5.此生態(tài)系統(tǒng)中各種生物的總和，生態(tài)學(xué)上稱_________。3水鳥、小魚、淡水蝦腐生細(xì)菌、真菌C群落第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)一、能量流動(dòng)概念1.概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的

、傳遞、

和散失過(guò)程。(1)源頭：太陽(yáng)能。(2)起點(diǎn)：從

開始。(3)流入生態(tài)系統(tǒng)總能量：

。生產(chǎn)者固定太陽(yáng)能生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能總量二.能量流動(dòng)的過(guò)程1.能量的輸入基礎(chǔ)要點(diǎn)（4）主要方式：__________。光合作用（5）能量轉(zhuǎn)化：______

_______。光能有機(jī)物中的化學(xué)能輸入轉(zhuǎn)化化學(xué)能無(wú)機(jī)物有機(jī)物2.能量的傳遞(1)傳遞渠道：

。(2)傳遞過(guò)程食物鏈和食物網(wǎng)植物蟲鷹鳥第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)生產(chǎn)者一級(jí)消費(fèi)者二級(jí)消費(fèi)者三級(jí)消費(fèi)者呼吸散失用于生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖遺體、殘枝敗葉分解者初級(jí)消費(fèi)者攝入能量流經(jīng)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)示意圖太陽(yáng)生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能（2）傳遞過(guò)程（儲(chǔ)存在植物體中的有機(jī)物）呼吸散失1.能量是怎樣輸入生態(tài)系統(tǒng)的？2.生產(chǎn)者所固定的能量會(huì)不會(huì)全部被初級(jí)消費(fèi)者利用？糞便初級(jí)消費(fèi)者

同化分解者呼吸散失能量流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)示意圖（2）傳遞過(guò)程呼吸散失初級(jí)消費(fèi)者攝入用于生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖遺體、殘骸分解者次級(jí)消費(fèi)者攝入呼吸散失同化量=攝入量-糞便中有機(jī)物量1.初級(jí)消費(fèi)者糞便中的能量包括在初級(jí)消費(fèi)者同化的能量中嗎？2.初級(jí)消費(fèi)者同化的能量有哪幾個(gè)去向？生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)圖解生產(chǎn)者(植物)呼吸初級(jí)消費(fèi)者(植食動(dòng)物)呼吸次級(jí)消費(fèi)者(肉食動(dòng)物)呼吸分解者…呼吸三級(jí)消費(fèi)者(肉食動(dòng)物)呼吸（2）傳遞過(guò)程注意：箭頭由粗到細(xì)：表示流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量逐級(jí)遞減。方框從大到小：隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)的升高，儲(chǔ)存在生物體內(nèi)的能量越來(lái)越少。3.能量的轉(zhuǎn)化太陽(yáng)能有機(jī)物中的化學(xué)能熱能ATP4.能量的散失（1）形式：大部分熱能散失（2）特殊形式：動(dòng)植物遺體殘骸形成煤炭、石油Q1：生態(tài)系統(tǒng)中的能量最終去了哪里？Q2：生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)和轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒定律？Q3：流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到生態(tài)系統(tǒng)中來(lái)？20’－25‘思考與討論：一部分以熱能的形式散失了，一部分貯存在有機(jī)物中。遵循；因?yàn)樯a(chǎn)者固定的總量等于流動(dòng)中散失的和貯存的之和。不能。植食性動(dòng)物62.862.8二、能量流動(dòng)的特點(diǎn)賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)P95資料分析太陽(yáng)能未固定生產(chǎn)者464.6分解者12.5呼吸作用96.3未利用2932.118.829.312.6肉食性動(dòng)物12.6微量7.55.0327.3122.614.6資料分析464.662.812.614.662.812.613.52%20.06%1、2：各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的傳遞效率在多大范圍內(nèi)?(10％－20％)能量傳遞效率=下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化能量上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化能量流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量主要有以下去向：一部分通過(guò)該營(yíng)養(yǎng)級(jí)的呼吸作用散失了；一部分作為排出物、遺體或殘枝敗葉不能進(jìn)入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，而為分解者所利用；還有一部分未能進(jìn)入（未被捕食）下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)。所以，流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量不可能百分之百地流到下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)。3.流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量，為什么不會(huì)百分之百流到下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)？單向流動(dòng)，逐級(jí)遞減（10%---20%）1.單向流動(dòng)（不循環(huán)）第一:食物鏈中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的順序不可逆轉(zhuǎn)（自然選擇的結(jié)果）第二:各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物呼吸作用產(chǎn)生的熱能不能被生物利用2.逐級(jí)遞減第一:各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物都因呼吸作用消耗了大部分的能量第二:各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)總有一部分生物（或生物體的某一部分)未被下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物所利用第三:各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物中的能量都要有一部分流入分解者例.在某生態(tài)系統(tǒng)中，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(yíng)養(yǎng)級(jí)生物所攝入的食物全轉(zhuǎn)化成能量的話，那么，綠色植物到鷹的能量傳遞效率為（

）A.0.05%

B.0.5%

C.0.25%

D.0.025%【解析】根據(jù)題意，可根據(jù)食物鏈及能量傳遞效率的概念計(jì)算出各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的能量傳遞效率，即從綠色植物→昆蟲→小鳥→鷹這一食物鏈中小鳥→鷹的傳遞效率為2/10=0.2，昆蟲→小鳥的傳遞效率為2/0.25=0.125，綠色植物→昆蟲的傳遞效率為100/1000=0.1，因此綠色植物到鷹的能量傳遞效率為0.1×0.125×0.2=0.0025，即0.25%

?！疽?guī)律】如設(shè)A→B→C→D食物鏈中，傳遞效率分別為a％、b％、c％，若現(xiàn)有A營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物重為M，則能使D營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物增重的量=M·a％·b％·c％。三.能量金字塔

單位時(shí)間內(nèi)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)所得到的能量數(shù)值，由低到高繪制的圖形

從能量流動(dòng)金字塔可以看出：營(yíng)養(yǎng)級(jí)越多，在能量流動(dòng)中消耗的能量就_____。越多能量金字塔（正金字塔）生產(chǎn)者（第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)）初級(jí)消費(fèi)者（第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)）次級(jí)消費(fèi)者（第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)）三級(jí)消費(fèi)者（第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)）

營(yíng)養(yǎng)級(jí)越多，在能量流動(dòng)過(guò)程中消耗的能量就越多，所以生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)一般不超過(guò)4—5個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。思考討論：

食物鏈中的營(yíng)養(yǎng)級(jí)一般不超過(guò)五個(gè)，為什么？

任何生態(tài)系統(tǒng)都需要不斷得到能量補(bǔ)充，以便維持生態(tài)系統(tǒng)的正常功能。如果一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)在一段較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有能量輸入，這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)就會(huì)崩潰。

數(shù)量金字塔存在嗎？思考題：如果把各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)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(lái)，是不是也是金字塔形？如果是，有沒(méi)有例外？一般是金字塔形；有例外。浮游植物浮游動(dòng)物魚昆蟲鳥樹四、研究能量流動(dòng)實(shí)踐意義P96２、幫助人們合理的調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愑幸娴牟糠帧＃?、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。能量流動(dòng)概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過(guò)程過(guò)程能量的源頭：流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能的總量途徑：食物鏈或食物網(wǎng)特點(diǎn)單向流動(dòng)：逐級(jí)遞減：沿食物鏈方向由低營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞效率為10%～20%。太陽(yáng)能為什么肉類食品的價(jià)格比小白菜價(jià)格高？為什么幾平方公里才能有一只虎,而幾平方米卻有百萬(wàn)昆蟲?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(shí)應(yīng)用五、能量流動(dòng)的相關(guān)計(jì)算1、能量在食物鏈中傳遞的計(jì)算2、能量在食物網(wǎng)中傳遞的計(jì)算1、假如現(xiàn)有草100公斤，至少可使鷹增重

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：變式1：在食物鏈“草兔鷹”中，14200501食物鏈（某一生物所獲得的最多（最少）的能量）1食物鏈（某一生物所獲得的最多（最少）的能量）例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)的第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物最多能獲得的能量是（

）

A.24kJ

B.192kJ

C.96kJ

D.960kJ

【解析】第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲能量最大值：24000×20%×20%×20%=192kJ例2.在一條有5個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的食物鏈中，若第五營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物體重增加1kg，理論上至少要消耗第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物量為（

）A.25kg

B.125kg

C.625kg

D.3125kg【解析】應(yīng)按照能量傳遞的最大效率20%計(jì)算。設(shè)需消耗第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物量為Xkg，則X=1÷(20%)4=625kg。1食物網(wǎng)（能量分配比例已知且能量傳遞效率也已知時(shí)的能量計(jì)算）例3.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(lái)自植物，1/4來(lái)自草食魚類，1/4來(lái)自以草食魚類為食的小型肉食魚類，按能量流動(dòng)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.60kgD.100kg【解析】根據(jù)題干，可繪出食物網(wǎng)如下：植物草食魚類雜食性海洋魚小型肉食魚類共需海洋植物：4×1/2×5＋4×1/4×5×5＋4×1/4×5×5×5=160kg1食物網(wǎng)（能量分配比例未知計(jì)算某一生物獲得的最多或最少能量）例4.下圖食物網(wǎng)中，若人的體重增加1kg，最少消耗水藻____kg，最多消耗水藻_______kg?！窘馕觥勘绢}中，最短食物鏈為水蚤→小魚→人，傳遞效率按20％計(jì)算。設(shè)最少消耗水藻為x，則x×20％×20％＝1，所以x=25.要求最多消耗就要選擇水藻→水蚤→蝦→小魚→大魚→人，傳遞率按10％計(jì)算。設(shè)最多消耗為y，則y×(10%)5=1，y=105kg。1食物網(wǎng)（能量分配比例已知但能量傳遞效率未知時(shí)的能量計(jì)算

）例5.下圖食物網(wǎng)中，在能量傳遞效率為10%～20%時(shí)，假設(shè)每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物從前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的不同生物處獲得的能量相等。則人的體重每增加1kg，至少需要消耗水藻

kg?！窘馕觥咳藦拇篝~和小魚處獲得的能量是相等的，小魚從蝦和水藻處獲得的能量是相等的，而且，題中“至少”需要多少，應(yīng)按能量傳遞的最大效率計(jì)算。1食物網(wǎng)（能量分配比例已知但能量傳遞效率未知時(shí)的能量計(jì)算

）【解析】在“小魚→大魚→人”的傳遞途徑中，大魚的生物量至少為0.5÷20%＝2.5kg，小魚的生物量至少為2.5÷20%＝12.5kg；在“小魚→人”的傳遞途徑中，小魚的生物量至少是0.5÷20%＝2.5kg。因此，小魚的生物量總量至少為12.5+2.5=15kg。同理：在“水藻→水蚤→蝦→小魚”的傳遞過(guò)程中，水藻的生物量至少是15÷2÷20%÷20%÷20%＝937.5kg；在“水藻→小魚”的傳遞過(guò)程中，水藻的生物量至少是15÷2÷20%＝37.5kg。因此，水藻的生物量總量至少為937.5+37.5=975kg。答案：975。1食物網(wǎng)（能量分配比例未知計(jì)算某一生物獲得的最多或最少能量）生產(chǎn)者最少消