生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(完美版)

1、問問題題探探討討備選策略備選策略1 1：先吃雞，再吃玉米；先吃雞，再吃玉米；備選策略備選策略2 2：先吃玉米，同時用一部分玉米先吃玉米，同時用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。 生態(tài)系統(tǒng)中能量的生態(tài)系統(tǒng)中能量的和和的過程，的過程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。生態(tài)系統(tǒng)的能量流動生態(tài)系統(tǒng)的能量流動草的能量是怎樣得來的草的能量是怎樣得來的光合作用光合作用( (太陽能太陽能 化學(xué)能化學(xué)能) )呼吸消耗呼吸消耗分解者分解分解者分解供下一營養(yǎng)級攝入供下一營養(yǎng)級攝入草的能量的去向草的能量的去向生產(chǎn)者固定的太陽能生產(chǎn)者固定的太陽能呼吸消耗呼吸消耗用于生長

2、、用于生長、發(fā)育、繁殖發(fā)育、繁殖遺體、遺體、殘枝敗葉殘枝敗葉分解者利用分解者利用初級消費者攝食初級消費者攝食能量在第一營養(yǎng)級中的變化能量在第一營養(yǎng)級中的變化兔子的攝入量就是兔子的同化量嗎？兔子的攝入量就是兔子的同化量嗎？( (同化量同化量= =攝入量攝入量糞便量）糞便量） 攝入量攝入量: :下一個營養(yǎng)級通過捕食的方下一個營養(yǎng)級通過捕食的方式從上一個營養(yǎng)級獲得的能量式從上一個營養(yǎng)級獲得的能量. .初級消費者初級消費者攝入攝入用于生長用于生長發(fā)育和繁殖發(fā)育和繁殖次級消費者次級消費者攝入攝入呼吸呼吸散散失失遺體遺體殘骸殘骸初級消費者初級消費者同化同化分解者利用分解者利用糞便糞便呼吸呼吸散失散失.能能

3、量量在在第第二二營營養(yǎng)養(yǎng)級級中中的的變變化化呼吸消耗呼吸消耗鷹鷹(最高營養(yǎng)級最高營養(yǎng)級)的能量的能量去向如何去向如何分解者分解分解者分解生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖解生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖解: :生產(chǎn)者生產(chǎn)者(植物植物)呼吸作用呼吸作用植食動物植食動物呼吸作用呼吸作用肉食動物肉食動物呼吸作用呼吸作用分分 解解 者者呼吸呼吸作用作用肉食動物肉食動物呼吸作用呼吸作用 能量沿著食物鏈流動能量沿著食物鏈流動, ,在這個過程中每一在這個過程中每一個營養(yǎng)級都有輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失。個營養(yǎng)級都有輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失。、能量流動的起點：（、能量流動的起點：（ 3、生態(tài)系統(tǒng)能量流動的渠道：、生態(tài)系統(tǒng)能量流動的渠道：

4、總結(jié)總結(jié)2、流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：、流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：4|、生態(tài)系統(tǒng)能量的散失：、生態(tài)系統(tǒng)能量的散失：思考與討論思考與討論: :生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和轉(zhuǎn)化是否生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒定律，為什么？遵循能量守恒定律，為什么？ 在生態(tài)系統(tǒng)中，能量的形式不斷轉(zhuǎn)換，在生態(tài)系統(tǒng)中，能量的形式不斷轉(zhuǎn)換，如太陽輻射能通過綠色植物的光合作用轉(zhuǎn)變?nèi)缣栞椛淠芡ㄟ^綠色植物的光合作用轉(zhuǎn)變?yōu)閮Υ嬗谟袡C物化學(xué)鍵中的化學(xué)能；動物通為儲存于有機物化學(xué)鍵中的化學(xué)能；動物通過消耗自身體內(nèi)儲存的化學(xué)能變成爬、跳、過消耗自身體內(nèi)儲存的化學(xué)能變成爬、跳、飛、游的機械能。在這些過程中，能量既不飛、游的機械能。在這

5、些過程中，能量既不能憑空產(chǎn)生，也不會消滅，只能由一種形式能憑空產(chǎn)生，也不會消滅，只能由一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式。因此，對于生態(tài)系統(tǒng)中轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式。因此，對于生態(tài)系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換和傳遞過程，都可以根據(jù)熱力學(xué)的能量轉(zhuǎn)換和傳遞過程，都可以根據(jù)熱力學(xué)第一定律進行定量計算。第一定律進行定量計算。 輸入某營養(yǎng)級的總能量呼輸入某營養(yǎng)級的總能量呼吸作用消耗的能量分解者分吸作用消耗的能量分解者分解的能量流入下一營養(yǎng)級的解的能量流入下一營養(yǎng)級的能量能量流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的能量能流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到這個生態(tài)系統(tǒng)？否再回到這個生態(tài)系統(tǒng)？ 能量在生態(tài)系統(tǒng)中的流動，很大部分能量在生態(tài)系統(tǒng)中的流動，很大部分被各個

6、營養(yǎng)級的生物利用，通過呼吸作用被各個營養(yǎng)級的生物利用，通過呼吸作用以熱能的形式散失。散失到空間的熱能不以熱能的形式散失。散失到空間的熱能不能再回到生態(tài)系統(tǒng)參與流動。能再回到生態(tài)系統(tǒng)參與流動。因為至今尚因為至今尚未發(fā)現(xiàn)以熱能作為能源合成有機物的生物未發(fā)現(xiàn)以熱能作為能源合成有機物的生物分析分析”塞達伯格湖的能量流動圖解塞達伯格湖的能量流動圖解”“未利用未利用”是指未被自身呼吸作用消耗和未被后一是指未被自身呼吸作用消耗和未被后一下營養(yǎng)級和分解者利用的能量下營養(yǎng)級和分解者利用的能量62.813.52%12.620.06%1.1.用表格的形式，將圖中的數(shù)據(jù)進行整理用表格的形式，將圖中的數(shù)據(jù)進行整理2.2

7、.計算計算“流出流出”該營養(yǎng)級的能量占該營養(yǎng)級的能量占“流入流入”該營養(yǎng)級能量的百分比該營養(yǎng)級能量的百分比? ?營養(yǎng)級營養(yǎng)級流入能量流入能量流出能量流出能量（輸入后一（輸入后一個營養(yǎng)級）個營養(yǎng)級）出入比出入比生產(chǎn)者生產(chǎn)者464.6464.6植食性動物植食性動物肉食性動物肉食性動物分解者分解者. .一部分通過該營養(yǎng)級的一部分通過該營養(yǎng)級的呼吸作用散失呼吸作用散失了。了。一部分作為遺體或殘枝敗葉而被一部分作為遺體或殘枝敗葉而被分解者所分解分解者所分解。還有一部分進入下一營養(yǎng)級還有一部分進入下一營養(yǎng)級（被捕食（被捕食） 。 提示：流入某一營養(yǎng)級的能量主要有以提示：流入某一營養(yǎng)級的能量主要有以下去向：

8、下去向：所以，流入某一營養(yǎng)級的能量不所以，流入某一營養(yǎng)級的能量不可能百分之百地流到下一營養(yǎng)級。可能百分之百地流到下一營養(yǎng)級。2流入某一營養(yǎng)級的能量，為什么不是流入某一營養(yǎng)級的能量，為什么不是百分百地流到下一營養(yǎng)級？百分百地流到下一營養(yǎng)級？ 生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點：生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點： 逐級遞減逐級遞減: :單向流動單向流動: :生產(chǎn)者生產(chǎn)者次級消費者次級消費者三級消費者三級消費者初級消費者初級消費者不循環(huán)，不可逆不循環(huán)，不可逆能量在沿食物鏈流動的能量在沿食物鏈流動的過程中是逐漸減少的過程中是逐漸減少的 在相鄰兩個營養(yǎng)級中的傳遞效率在相鄰兩個營養(yǎng)級中的傳遞效率大約是大約是10%10%20%2

9、0%假如你流落到荒島上，只假如你流落到荒島上，只有一只母雞、有一只母雞、kgkg玉米玉米先吃雞，再吃玉米？先吃雞，再吃玉米？先吃玉米，同時用一部分玉米先吃玉米，同時用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋？喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋？增加了食物鏈的長度，增加了食物鏈的長度，能量逐級遞減，最后人能量逐級遞減，最后人獲得的能量較少獲得的能量較少能量金字塔能量金字塔 如果把各個營養(yǎng)級的如果把各個營養(yǎng)級的生物量（質(zhì)量）和數(shù)量關(guān)生物量（質(zhì)量）和數(shù)量關(guān)系，用繪制能量金字塔的系，用繪制能量金字塔的方式表達出來，是不是也方式表達出來，是不是也是金字塔形？是金字塔形？想一想：想一想：數(shù)量金字塔數(shù)量金字塔有沒有例外的有沒有例外的情

10、況？情況？想一想：想一想： 在一片樹林中，樹、昆蟲和食在一片樹林中，樹、昆蟲和食蟲鳥的個體數(shù)比例關(guān)系如下圖所示：蟲鳥的個體數(shù)比例關(guān)系如下圖所示：鳥鳥樹樹昆蟲昆蟲昆蟲昆蟲樹樹鳥鳥數(shù)量比例圖數(shù)量比例圖能量金字塔能量金字塔 成千上萬只昆蟲生活在一株大樹上，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。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，由于生例如，在海洋生態(tài)系統(tǒng)中，由于生產(chǎn)者（浮游植物）的個體小，壽命短，產(chǎn)者（浮游植物）的個體小，壽命短，又會不斷地被浮游動物吃掉，所以某又會不斷地被浮游動物吃掉，所以某一時刻調(diào)查到的浮游植物的量可能低一時刻調(diào)查到的浮游植物的量可

11、能低于浮游動物的量。當然，總的來看，于浮游動物的量。當然，總的來看，一年中流過浮游植物的總能量還是比一年中流過浮游植物的總能量還是比流過浮游動物的要多。流過浮游動物的要多。生物量金字塔生物量金字塔 根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動逐級遞減的根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動逐級遞減的特點和規(guī)律，營養(yǎng)級越高，可利用的能量特點和規(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)量將已減到很少的程度。因此，老虎的數(shù)量將是很少的。故是很少的。故“一山不容二虎一山不容二虎

12、”有一定的有一定的生態(tài)學(xué)道理。生態(tài)學(xué)道理。1.1.為什么說為什么說“一山不容二虎一山不容二虎”? ?1.為什么肉類食品的價格比小白菜價格高？為什么肉類食品的價格比小白菜價格高？2.為什么幾平方公里才能有一只虎為什么幾平方公里才能有一只虎,而幾平方而幾平方米卻有百萬昆蟲米卻有百萬昆蟲?3.人增加一千克，要消耗多少克的植物？人增加一千克，要消耗多少克的植物？(從從不同食物鏈考慮不同食物鏈考慮)例、例、在草原上，牛以草為食，屎殼在草原上，牛以草為食，屎殼郎以牛糞為食郎以牛糞為食思考：思考：a、在能量流動的分析中牛糞、在能量流動的分析中牛糞中所含的能量屬于哪一部分？中所含的能量屬于哪一部分？b、被牛同

13、化的能量中約有多少流入、被牛同化的能量中約有多少流入屎殼郎？屎殼郎？ 生產(chǎn)者固定的太陽能生產(chǎn)者固定的太陽能0加工廠加工廠?；；峄峄杏袡C機物物質(zhì)質(zhì)甘蔗甘蔗蔗葉蔗葉塘泥塘泥蠶繭蠶繭蠶糞蠶糞塘泥塘泥魚魚魚塘魚塘 人們雖然不能改變能量流動的客觀規(guī)律，人們雖然不能改變能量流動的客觀規(guī)律，但可設(shè)法調(diào)整能量流動方向，使能量流向但可設(shè)法調(diào)整能量流動方向，使能量流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠謱θ祟愖钣幸娴牟糠秩? .研究能量流動的意義研究能量流動的意義?；；~塘魚塘 “?；~塘桑基魚塘”的設(shè)計理念是從人類的設(shè)計理念是從人類所需出發(fā)，通過所需出發(fā)，通過能量多級利用能量多級利用，充，充分利用流經(jīng)各營養(yǎng)級的能量，

14、提高分利用流經(jīng)各營養(yǎng)級的能量，提高生產(chǎn)效益。生產(chǎn)效益。1. 1. 根據(jù)能量流動效率直接計算根據(jù)能量流動效率直接計算例例1 1 某生態(tài)系統(tǒng)中初級消費者和次級消費者的總某生態(tài)系統(tǒng)中初級消費者和次級消費者的總能量分別是能量分別是W1W1和和W2W2，當下列哪種情況發(fā)生時，最，當下列哪種情況發(fā)生時，最有可能使生態(tài)平衡遭到破壞（有可能使生態(tài)平衡遭到破壞（ ） A. B. C. D. 2110WW 215WW 215WW 2110WW 215WW 例例2 2 有有5 5個營養(yǎng)級的一條食物鏈，若第五營養(yǎng)級個營養(yǎng)級的一條食物鏈，若第五營養(yǎng)級的生物體重增加的生物體重增加1kg1kg，理論上至少要消耗第一營，理論

15、上至少要消耗第一營養(yǎng)級的生物（養(yǎng)級的生物（ ） A. 25kg B. 125kg C. 625kg D.3125kgA. 25kg B. 125kg C. 625kg D.3125kg 2. 2. 根據(jù)隱含的能量流動數(shù)量關(guān)系進根據(jù)隱含的能量流動數(shù)量關(guān)系進行計算行計算 例例3 3 在某生態(tài)系統(tǒng)中，已知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。若各營養(yǎng)級生物所攝入的食物全轉(zhuǎn)化成能量的話，那么，這只鷹轉(zhuǎn)化綠色植物的百分比應(yīng)為（ ） A. 0.05% B. 0.5% C. 0.25% D. 0.025% 3. 根據(jù)規(guī)定的能量流動

16、效率計算根據(jù)規(guī)定的能量流動效率計算例例4 4 有一食物網(wǎng)如圖1所示。假如貓頭鷹的食物2/5來自兔子，2/5來自老鼠，其余來自蛇，那么貓頭鷹要增加20g體重，最多消耗植物多少克？ 例例5 5 在如下圖3所示的食物網(wǎng)中，已知各營養(yǎng)級之間的能量轉(zhuǎn)化效率為10%，若一種生物攝食兩種上一營養(yǎng)級的生物時，兩種被攝食的生物量相等，則丁每增加10千克生物量，需消耗生產(chǎn)者多少千克？ 4. 根據(jù)變化的能量流動效率計算根據(jù)變化的能量流動效率計算例例6 6 已知在如下圖4所示的食物網(wǎng)中，C生物同化的總能量為a，其中A生物直接供給C生物的比例為x，則按最低的能量傳遞效率計算，需要A生物的總能量（y）與x的函數(shù)關(guān)系式為_

17、。 5. 根據(jù)特定的能量流動要求計算根據(jù)特定的能量流動要求計算例7 有一食物網(wǎng)如下圖5所示，設(shè)E種群干物質(zhì)量為5.8109kJ，B種群干物質(zhì)量為1.3108kJ，則A種群干物質(zhì)量的值至少是_。生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程。和散失的過程。1、單向流動：生產(chǎn)者、單向流動：生產(chǎn)者 初級消費者初級消費者調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，使能量調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧３掷m(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧?、能量的源頭：太陽能、能量的源頭：太陽能2、流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產(chǎn)者固定、流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產(chǎn)者固定3、

18、總渠道：食物鏈或食物網(wǎng)、總渠道：食物鏈或食物網(wǎng)2、逐級遞減：傳遞效率為、逐級遞減：傳遞效率為10% 20%的太陽能的總量。的太陽能的總量。次級消費者次級消費者概念：概念：過程過程特點特點意義：意義：生態(tài)系統(tǒng)的能量流動生態(tài)系統(tǒng)的能量流動反饋練習(xí)：反饋練習(xí)：1、在一個處于平衡狀態(tài)的封閉的生態(tài)系、在一個處于平衡狀態(tài)的封閉的生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)，要使其中的動物能夠長時間存活，統(tǒng)內(nèi)，要使其中的動物能夠長時間存活，必須提供（必須提供（ ）Ao2 BH2oC有機物有機物 D太陽能太陽能BD2、在一條食物鏈中，第二營養(yǎng)級能量最、在一條食物鏈中，第二營養(yǎng)級能量最多有多少流入到第五營養(yǎng)級（多有多少流入到第五營養(yǎng)級（ ）A.

19、 1/5 B.1/125 C.1/25 D.1/6253、肉食動物不可能是一條食物鏈中的第幾、肉食動物不可能是一條食物鏈中的第幾 營養(yǎng)級（營養(yǎng)級（ ）A第五第五 B第二第二C第三第三 D第四第四4、對水稻、對水稻鼠鼠蛇蛇鷹這條食物鏈的錯誤鷹這條食物鏈的錯誤 描述是（描述是（ ）A.水稻是生產(chǎn)者水稻是生產(chǎn)者 B.鼠是初級消費者鼠是初級消費者 C.蛇是次級消費者蛇是次級消費者 D.鷹屬于第三營養(yǎng)級鷹屬于第三營養(yǎng)級BD5.下面有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流動的表述，不正確的是（）下面有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流動的表述，不正確的是（） A .能量流動是單向流動，逐級遞減的能量流動是單向流動，逐級遞減的 B.食物鏈越短，可

20、供消費者的能量越多食物鏈越短，可供消費者的能量越多 C .初級消費者越多，次級消費者獲得的能量越少初級消費者越多，次級消費者獲得的能量越少 D .營養(yǎng)級越多，散失的能量越多營養(yǎng)級越多，散失的能量越多6.假設(shè)一個生態(tài)系統(tǒng)的總能量為，按最高傳遞假設(shè)一個生態(tài)系統(tǒng)的總能量為，按最高傳遞效率計算，第三營養(yǎng)級和三級消費者所獲得的能量應(yīng)為效率計算，第三營養(yǎng)級和三級消費者所獲得的能量應(yīng)為（ ） A.和和B.和和. C .和和. D.和和CC練習(xí)題練習(xí)題1. 根據(jù)生態(tài)學(xué)原理，使能量在流動過程中損耗最低，根據(jù)生態(tài)學(xué)原理，使能量在流動過程中損耗最低，應(yīng)采用的一組食物結(jié)構(gòu)應(yīng)采用的一組食物結(jié)構(gòu)A.以淡水養(yǎng)殖的魚類為主以

21、淡水養(yǎng)殖的魚類為主 B.以谷物與植物蛋白為主以谷物與植物蛋白為主C.以海洋魚類為主以海洋魚類為主 D.以禽肉與蛋為主以禽肉與蛋為主2.下圖是某一生態(tài)系統(tǒng)的能量錐體，能正確下圖是某一生態(tài)系統(tǒng)的能量錐體，能正確反映能量流動特點的是：反映能量流動特點的是：ABCDDB4.在生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔中，貯存能量最多的在生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔中，貯存能量最多的成分是：成分是：A.生產(chǎn)者生產(chǎn)者 B.初級消費者初級消費者 C.次級消費者次級消費者 D.分解者分解者3.一般地說，在食物鏈中隨營養(yǎng)級的遞增，生一般地說，在食物鏈中隨營養(yǎng)級的遞增，生物個體數(shù)量將依次：物個體數(shù)量將依次：A.遞增遞增B.不變不變 C.遞減遞減 D.稍增加稍增加CA5 5、流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是指、流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是指( ( ) )A. A. 照射到該生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)所有植物體葉面上的全照射到該生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)所有植物體葉面上的全 部太陽能部太陽能B. B. 射進該系統(tǒng)的全部太陽能射進該系統(tǒng)的全部太陽能C. C. 該系統(tǒng)全部生產(chǎn)者所固定的太陽能的總量該系統(tǒng)全部生產(chǎn)者所固定的太陽能的總量D. D. 生產(chǎn)者傳遞給消費者的全部能量生產(chǎn)者傳遞給消費者的全部能量c c6 6、假設(shè)初級消費者從生產(chǎn)者那里獲得的能量數(shù)值、假設(shè)初級消費者從生產(chǎn)者那里