生態(tài)系統(tǒng)的能量流動

問題探討備選策略1：先吃雞，再吃玉米；備選策略2：先吃玉米，同時用一部分玉米喂雞，吃雞產下的蛋，最后吃雞?；膷u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15Kg玉米和一只母雞。先吃雞，再吃玉米我反對！為什么要先吃我？生態(tài)系統(tǒng)能量流動

生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。一、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動的概念能量流動的分析能量流經一個種群的情況能量輸入種群能量儲存能量散失生態(tài)系統(tǒng)的能量流動生態(tài)系統(tǒng)能量的源頭是什么?能量是如何輸入生態(tài)系統(tǒng)的?陽光光合作用①能量流動的起點：從生產者固定的全部太陽能開始②生態(tài)系統(tǒng)能量流動的數(shù)量：

流經生態(tài)系統(tǒng)的總能量，是生產者所固定的全部太陽光能。③生態(tài)系統(tǒng)能量流動的途徑：食物鏈和食物網二、能量流動的過程非生物能量生產者消費者分解者太陽能二、生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程（一）能量的輸入能量的起點：生產者通過光合作用所固定的太陽能。太陽生產者固定的太陽能想一想：這些能量到我們體內都有哪些用途呢？呼吸作用熱能形式散失用于生長、發(fā)育、繁殖殘枝敗葉分解者下一營養(yǎng)級攝食生產者固定的太陽能殘枝敗葉用于生長、發(fā)育、繁殖呼吸作用下一營養(yǎng)級攝食1%未被利用的能量光能化學能熱能呼吸作用散失下一營養(yǎng)級攝入遺體殘骸同化攝入1糞便用于生長、發(fā)育、繁殖分解者分解分解者分解未被利用的能量兔子的攝入量就是兔子的同化量嗎？(同化量=攝入量—糞便量）兔子的能量到哪里去了？同化作用：是指生物體把從外界環(huán)境中獲取的營養(yǎng)物質轉變成自身的組成物質，并且儲存能量的變化過程。呼吸作用散失下一營養(yǎng)級攝入遺體殘骸同化攝入1糞便用于生長、發(fā)育、繁殖分解者分解分解者分解未被利用的能量量生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程圖解:生產者(植物)初級消費者(植食動物)次級消費者(肉食動物)…三級消費者(肉食動物)BCDCC請觀察:請表述:圖中的箭頭A、B、C、D各表示什么含義？A、生產者固定的太陽能B、呼吸作用散失的能量C、輸入下一營養(yǎng)級的能量D、分解者呼吸作用散失的能量A生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖解生產者(植物)呼吸初級消費者(植食動物)呼吸次級消費者(肉食動物)呼吸分解者…呼吸三級消費者(肉食動物)呼吸太陽能1.生態(tài)系統(tǒng)的能量源頭：太陽能3.能量流動的起點：2.流經生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產者所固定的太陽能的總量(約占1%)

能量流動的過程總結6.來源：生產者消費者——太陽光能——前一營養(yǎng)級4.流動的渠道:生產者固定的太陽能開始食物鏈和食物網5.能量在食物鏈中的流動形式：分解者——生產者、消費者的遺體和排遺物有機物中的化學能7.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8、能量散失的主要途徑：細胞呼吸，主要形式是熱能思考與討論

流經某生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到這個生態(tài)系統(tǒng)中來?12.6

62.8未固定生產者

464.6植食性動物

62.8肉食性動物

12.6活動：請計算能量傳遞效率（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賽達伯格湖的能量流動圖解

呼吸

122.6

單向流動:自身呼吸作用消耗分解者利用暫未利用12.6

62.8未固定生產者

464.6植食性動物

62.8肉食性動物

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

逐級遞減活動：能量流動的特點能量傳遞效率10%～20%不可逆向，不可循環(huán)原因：1、能量流動是單向的能量流動的特點生產者初級消費者次級消費者三級消費者→……2、能量流動是逐級遞減的：傳遞效率為

10％～20％。逐級遞減的原因：自身呼吸消耗被分解者分解未被下一個營養(yǎng)級利用不可逆轉，不能循環(huán)

說一說能量金字塔可以說明什么問題？

在一個生態(tài)系統(tǒng)中，營養(yǎng)級越高，在能量流動的過程中消耗的能量就越多，能量流動是單向、逐級遞減的。生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動一般不超過4—5個營養(yǎng)級。能量金字塔

由單位時間內各營養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值由低到高繪制的圖形叫做能量金字塔。如果把各個營養(yǎng)級的生物數(shù)量關系，用繪制能量金字塔的方式表達出來，是不是也是金字塔形？如果是，有沒有例外？思考生物數(shù)量金字塔：食物鏈不同環(huán)節(jié)上生物個體的數(shù)量存在巨大的差異。人們對一片草地上草牧鏈的所有生物成員作了統(tǒng)計：生產者（野草）5842424株；消費者Ⅰ（草原動物、昆蟲）708624只消費者Ⅱ(肉食動物、吃昆蟲的小鳥)354904只；消費者Ⅲ（肉食動物、吃小鳥的鷹）3只。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)象，如一棵樹上生活著許多昆蟲。生物量金字塔：以生物組織的干重表示每一個營養(yǎng)級中的總重量(現(xiàn)存生物有機物的總質量)。人們對一片草原中生態(tài)系統(tǒng)作了統(tǒng)計：生產者4800萬噸；消費者Ⅰ1200萬噸；消費者Ⅱ17萬噸；消費者Ⅲ3萬噸。

一般來說，綠色植物的生物量大于它們所養(yǎng)活的植食性動物的生物量，而植食性動物的生物量大于以它們?yōu)槭车娜馐承詣游锏纳锪?。但在湖泊和開闊的海洋這樣的水域生態(tài)系統(tǒng)中，微小的單細胞藻類是主要的生產者，這些生物世代經歷期短，繁殖迅速，只能積累很少的有機物，并且浮游生物對它們的取食強度大，因而現(xiàn)存的生物量很小，這樣就會出現(xiàn)金字塔的倒置。思考：能不能改變生態(tài)系統(tǒng)能量流動的規(guī)律？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?；~塘例如：秸稈的多級利用、?；~塘就實現(xiàn)了對能量的多級利用，提高了能量的利用率。1、幫助人們科學規(guī)劃、設計人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。

2、合理調整能量流動方向，使能量流向對人類最有益的部分。例如，在森林中，最好使能量多儲存在木材中；在草原牧場上，則最好使能量更多地流向牛、羊等牲畜體內，獲得更多的毛、肉、皮、奶等畜產品。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，使畜產品的產量下降。牧民草原如何放牧，才能達到產畜量高又不會導致草場退化？合理確定載畜量，滅鼠、滅蟲大象是植食性動物，有一種蜣螂則專以象糞為食。設大象在某段時間所同化的能量為107KJ，則這部分能量中可流入蜣螂體內的約為A、0KJB、2×106KJC、106KJD、106--2×106KJA1、這是一類關于能量計算的含有“最多”或“至少”等字眼的問題。2．常見題型（1）已知前面營養(yǎng)級的值，求后面營養(yǎng)級獲得的至多或至少值。（2）已知后面營養(yǎng)級的增值，求至多或至少需要前面營養(yǎng)級的值。一、能量傳遞中的極值計算

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)的第四營養(yǎng)級生物最多能獲得的能量是（

）

A.24kJ

B.192kJ

C.96kJ

D.960kJ

據(jù)題意，生態(tài)系統(tǒng)固定的總能量是生態(tài)系統(tǒng)中生產者（第一營養(yǎng)級）所固定的能量，即24000kJ，當能量的傳遞效率為20%時，每一個營養(yǎng)級從前一個營養(yǎng)級獲得的能量是最多的。因而第四營養(yǎng)級所獲得能量的最大值為：24000×20%×20%×20%=192kJ

答案：B。B

例2.在一條有5個營養(yǎng)級的食物鏈中，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)級的生物量為（

）

A.25kg

B.125kg

C.625kg

D.3125kg【解析】據(jù)題意，要計算至少消耗的第一營養(yǎng)級的生物量，應按照能量傳遞的最大效率20%計算。設需消耗第一營養(yǎng)級的生物量為Xkg，則X=1÷(20%)4=625kg。答案：C。C4.圖中食物網中的鷹體重每增加20g，至少需要消耗植物()A．200gB．250gC．500gD．1000gC植物兔鼠蛇鷹選最短食物鏈1．假設一個生態(tài)系統(tǒng)的總能量為l00％，按最高傳遞效率計算，第三和第四營養(yǎng)級的消費者所獲得能量分別為（

）

A．0．8％和0．8％

B．4％和0．8％

C．4％和4％

D．20％和4％B2．在植物→昆蟲→蛙→蛇這條食物鏈中，若蛇增加1g生物量，至少要消耗植物的生物量是（

）

A．1000g

B．500g

C．250g

D．125gD

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，首先應畫出食物網，然后依據(jù)食物網和題干信息來解答。D三、能量沿多條食物鏈傳遞的計算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＝280kg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%計算，該雜食性魚從出生到死亡，共需海洋植物()A.120kgB.160kgC.60kg