5.2生态系统的能量流

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1、备选策略备选策略1 1：先先吃鸡，再吃玉米。吃鸡，再吃玉米。备选策略备选策略2 2：先先吃玉米，同时用吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。最后吃鸡。问题探讨问题探讨概念：包括能量的概念：包括能量的、和和的过程。的过程。输入传递转化散失输入传递转化散失无机环境无机环境生物群落生物群落生态系统生态系统热量热量热量热量热量热量散失散失输入输入生产者生产者光能光能消费者消费者分解者分解者传递和转化传递和转化一、能量流动的概念一、能量流动的概念 就一个生物个体（如人）而言，能量是如何输入、储存和散失的？能量输入能量输入个体个体呼吸作用散失呼吸作用散失的能量

2、的能量储存在体内储存在体内的能量的能量能量流动的分析能量流动的分析能量能量输入输入个体个体1 1呼吸作用呼吸作用散失散失的能量的能量储存储存在体内的能量在体内的能量个体个体2 2个体个体3 3呼吸作用呼吸作用散失散失的能量的能量储存储存在体内的能量在体内的能量呼吸作用呼吸作用散失散失的能量的能量储存储存在体内的能量在体内的能量能量流动的分析能量流动的分析能量流经一个种群的情况：能量能量输入输入种群种群能量储存能量储存能量散失能量散失能量流动的分析能量流动的分析问问:生态系统能量流动的分析是生态系统能量流动的分析是 什么什么层次层次?既不是种群也不是群落，而是食物网中处于既不是种群也不是群落，而

3、是食物网中处于同一营养级的所有生物同一营养级的所有生物能量流动的过程能量流动的过程要点补充要点补充新新陈陈代代谢谢同同化化作作用用异异化化作作用用把外界环境中获取的营养把外界环境中获取的营养物质，转变成自身的组成物质，转变成自身的组成物质。物质。储存能量储存能量释放能量释放能量分解自身的一部分组成分解自身的一部分组成物质，把分解的最终产物物质，把分解的最终产物排出体外。排出体外。生产者生产者（植物）（植物）能量在第一营养级中的变化能量在第一营养级中的变化初级消费者初级消费者（植食性动物）（植食性动物）呼吸作用呼吸作用用于生长用于生长发育和繁殖发育和繁殖分分 解解 者者遗体遗体 残骸残骸呼吸作用

4、消耗呼吸作用消耗分解者分解利用分解者分解利用下一营养级摄入下一营养级摄入去路：去路：来路：来自太阳能来路：来自太阳能能量在能量在第一营养级第一营养级中的变化中的变化（教材（教材P94 P94 第二段）第二段）初级消费者初级消费者摄入摄入用于生长用于生长发育和繁殖发育和繁殖次级消费者次级消费者摄入摄入呼吸呼吸散失散失遗体遗体残骸残骸初级消费者初级消费者同化同化分解者利用分解者利用粪便粪便呼吸呼吸散失散失能量流经第二营养级示意图能量流经第二营养级示意图同化量同化量=摄入量摄入量-粪便量粪便量生长、发育、繁殖的量生长、发育、繁殖的量=同化量同化量-呼吸量呼吸量流入下一营养级的量流入下一营养级的量=生

5、长、发育和繁殖的量生长、发育和繁殖的量-分解者分解者的量的量下一级的下一级的同化量同化量本营养级的本营养级的遗体残骸、遗体残骸、下一营养级下一营养级的粪便的粪便生态系统能量流动的过程生态系统能量流动的过程完成教材完成教材P94 P94“思考与讨论思考与讨论”生产者生产者呼吸呼吸初级消初级消费者费者呼吸呼吸次级消次级消费者费者分分 解解 者者呼吸呼吸三级消三级消费者费者呼吸呼吸呼吸呼吸生产者固定的太阳生产者固定的太阳能总量能总量为流经这个为流经这个生态系统的总能量生态系统的总能量输入输入传递传递散失散失 以以有机物有机物的形的形式式沿食物链沿食物链向下向下一营养级传递一营养级传递能量的源头能量的

6、源头:流动的起点流动的起点:输入生态系统的总能量输入生态系统的总能量:主要渠道主要渠道:能量流动中能量形式的变化：能量流动中能量形式的变化：能量在食物链中流动的形式：能量在食物链中流动的形式：能量散失的主要途径：能量散失的主要途径：太阳能太阳能从生产者固定太阳能开始从生产者固定太阳能开始食物链和食物网食物链和食物网生产者固定的太阳能总量生产者固定的太阳能总量二二 能量流动的过程能量流动的过程太阳光能太阳光能生物体有机物中的化学能生物体有机物中的化学能热能热能有机物中的化学能有机物中的化学能呼吸作用呼吸作用能量散失的主要形式：能量散失的主要形式：热能热能能量流动的方向（以箭头表示）：能量流动的方

7、向（以箭头表示）：单向流动单向流动箭头由粗到细：箭头由粗到细：表示流入下一个营养级的能表示流入下一个营养级的能量逐级递减量逐级递减方块面积越来越小：方块面积越来越小：表示随营养级别的增加，表示随营养级别的增加，贮存在某营养级生物体内的能量越来越少贮存在某营养级生物体内的能量越来越少及时巩固A同化量摄入量粪便量同化量摄入量粪便量2、大象是植食性动物，有一种蜣螂专以大象、大象是植食性动物，有一种蜣螂专以大象粪为食。如果在某段时间大象所同化的能量粪为食。如果在某段时间大象所同化的能量为为m，则这部分能量中可以流入蜣螂体内的，则这部分能量中可以流入蜣螂体内的约为（约为（）A.0 B.10%m C.10

8、20%m D.不知道不知道A三、能量流动的三、能量流动的特点特点营养级营养级流入能量流入能量流出能量流出能量（输入后一（输入后一个营养级）个营养级）出入比出入比生产者生产者植食性动物植食性动物肉食性动物肉食性动物分解者分解者资料分析464.662.812.614.662.812.613.52%20.06%1、2：能量传递效率能量传递效率=下一营养级的同化能量下一营养级的同化能量上一营养级的同化能量上一营养级的同化能量二、能量流动的二、能量流动的特点特点 单向流动 原因：各营养级的顺序是不可逆转的。各营养级的能量总是趋向于以呼吸作用产生热能的形式散失，由于热能不能作为绿色植物光合作用的能量，所以

9、整个生态系统的能量必须由太阳能不断予以补充。只能只能沿食物链沿食物链由由低营养级低营养级流向流向高营养级高营养级 逐级递减1 1、各营养级生物会因、各营养级生物会因呼吸作用呼吸作用而而散失部分能量散失部分能量2 2、各营养级生物总有一部分能量、各营养级生物总有一部分能量不能被下一营养级利用不能被下一营养级利用3 3、生产者的残枝败叶、消费者的遗、生产者的残枝败叶、消费者的遗体、排泄物等中的能量被分解者分体、排泄物等中的能量被分解者分解而释放出来解而释放出来能量在相邻两个营养级间的传能量在相邻两个营养级间的传递效率大约是递效率大约是10102020能量金字塔能量金字塔 如果将单位时间内各个营如果

10、将单位时间内各个营养级所得到的能量数值，由养级所得到的能量数值，由低到高绘制成图，可以形成低到高绘制成图，可以形成一个金字塔图形，一个金字塔图形，叫做能量叫做能量金字塔金字塔。塔基是生产者，塔。塔基是生产者，塔形是正锥形。形是正锥形。思考讨论思考讨论：能量金字塔能量金字塔如果把各个营养如果把各个营养级的级的生物数量生物数量关关系，用绘制能量系，用绘制能量金字塔的方式表金字塔的方式表达出来，是不是达出来，是不是也是金字塔形？也是金字塔形？在一片树林中，树、昆虫和食虫鸟的个体数比例关系如下图所示：鸟树昆虫昆虫树鸟数量金字塔能量金字塔对一片海域中生态系统作了统计：生产者（大叶藻）4 800万吨次级消

11、费者（吃小鱼虾的大鱼）17万吨三级消费者（吃大鱼的鱼）3万吨。初级消费者（吃大叶藻的小鱼虾）1200万吨生物量金字塔有没有例外的有没有例外的情况？情况？一般情况下，也是金一般情况下，也是金字塔形。但是有时候会字塔形。但是有时候会出现倒置的塔形。出现倒置的塔形。在海洋生态系统中，在海洋生态系统中，由于生产者（浮游植物）由于生产者（浮游植物）的个体小，寿命短，又的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃会不断地被浮游动物吃掉，所以某一时刻调查掉，所以某一时刻调查到的浮游植物的到的浮游植物的重量重量可可能低于浮游动物的能低于浮游动物的重量重量。当然，总的来看，一年当然，总的来看，一年中流过浮游植物的总

12、能中流过浮游植物的总能量还是比流过浮游动物量还是比流过浮游动物的要多。的要多。（生物量金字（生物量金字塔）塔）1.为什么肉类食品的价格比小白菜价格高？为什么肉类食品的价格比小白菜价格高？根据林德曼能量流动的根据林德曼能量流动的“十分之一定律十分之一定律”如如D鱼体重增加鱼体重增加1kg，所需，所需浮游植物约浮游植物约 。1000kg.为什么说为什么说“一山一山不容二虎不容二虎”?.为什么食物链一为什么食物链一般不超过五个营养级般不超过五个营养级?获能量最多：选最短食物链，按获能量最多：选最短食物链，按2020计算计算知低营养级知低营养级求高营养级求高营养级 获能量最少：选最长食物链，按获能量最

13、少：选最长食物链，按1010计算计算 需最多能量：选最长食物链，按需最多能量：选最长食物链，按1010计算计算知高营养级知高营养级求低营养级求低营养级 需最少能量：选最短食物链，按需最少能量：选最短食物链，按2020计算计算 一、食物链中的能量传递计算一、食物链中的能量传递计算在一条食物链中，第二营养级能量最多有多少流入在一条食物链中，第二营养级能量最多有多少流入到第五营养级（到第五营养级（）A.1/5 B.1/125 C.1/25 D.1/625在植物在植物昆虫昆虫蛙蛙蛇这条食物链中，若蛇增加蛇这条食物链中，若蛇增加1g1g体重，至少要消耗植物体重，至少要消耗植物 A A1000g1000g

14、B B500g 500g C C250g250g D D125g 125g BD二、食物网中能量传递的计算二、食物网中能量传递的计算 方法方法：对于食物网中能量流动的计算，先：对于食物网中能量流动的计算，先应根据题意应根据题意写出相应的食物链，并确定各写出相应的食物链，并确定各营养级之间的传递效率，营养级之间的传递效率，按照从不同食物按照从不同食物链获得的比例分别进行计算，再将各条食链获得的比例分别进行计算，再将各条食物链中的值相加即可。物链中的值相加即可。高考真题：（高考真题：（0404年上海）如果一个人食物有年上海）如果一个人食物有1/21/2来自绿来自绿色食物，色食物，1/41/4来自小

15、型肉食动物，来自小型肉食动物，1/41/4来自羊肉，假如传来自羊肉，假如传递效率为递效率为10%10%。那么该人每增加。那么该人每增加1 1千克体重的，约消耗植千克体重的，约消耗植物物 A10千克千克 B28千克千克 C100千克千克 D280千克千克 例例2 2、有一食物网如右图所示。假如猫头鹰的食、有一食物网如右图所示。假如猫头鹰的食物物2/52/5来自兔子，来自兔子，2/52/5来自老鼠，其余来自蛇，那来自老鼠，其余来自蛇，那么猫头鹰要增加么猫头鹰要增加20g20g体重，最多消耗植物克体重，最多消耗植物克。5600四、研究能量流动实践意义P96 例如：桑基鱼塘例如：桑基鱼塘（取泥覆四周为

16、基，中凹下为塘，（取泥覆四周为基，中凹下为塘，基种桑，塘畜鱼，桑叶饲蚕，蚕砂基种桑，塘畜鱼，桑叶饲蚕，蚕砂饲鱼）饲鱼）水稻水稻家禽家禽,家畜家畜沼气池沼气池(含微生物含微生物)食用菌食用菌人人饲料饲料粪肥粪肥菌渣等菌渣等粪便粪便粪便粪便沼渣沼渣沼渣沼液作肥料沼渣沼液作肥料秸秆秸秆燃料燃料20202525能量流动过程中逐级递减的原因？能量流动过程中逐级递减的原因？捕食不彻底：捕食不彻底：当动物体在捕食猎物时，由于相互之当动物体在捕食猎物时，由于相互之间经过长期的自然选择，捕食者能够捕食到猎物，间经过长期的自然选择，捕食者能够捕食到猎物，但不可能将其种群中的全部个体捕食。但不可能将其种群中的全部个体捕食。摄食不彻底：摄食不彻底：当动物捕食成功后，在取食对方时，当动物捕食成功后，在取食对方时，也不可能将对方的所有有机物全部吃下。也不可能将对方的所有有机物全部吃下。消化不彻底：消化不彻底：当动物将食物摄取到消化道中之后，当动物将食物摄取到消化道中之后，也不可能将其中的全部营养都能吸收。也不可能将其中的全部营养都能吸收。以上就产生了分解者的营养来源。以上就产生了分解者的营养来源。另外另外生物体本身需要维持正常的生命活动生物体本身需要维持正常的生命活动，进行繁，进行繁殖以及生长、发育等，这一切都将殖以及生长、发育等，这一切都将以呼吸热的形式以呼吸热的形式最终散失最终散失。