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1、第第第第15151515讲讲讲讲 生态系统的能量流动生态系统的能量流动生态系统的能量流动生态系统的能量流动一、能量流动的概念一、能量流动的概念是指生态系统中能量的是指生态系统中能量的输入输入、传递传递、转化转化和和散失散失的过程的过程。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
2、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研究生态系统中能量流动一般在研究生态系统中能量流动一般在群体水平群体水平上。上。能量的源头能量的源头: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:能量转化能量转化：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能量流动的过程能量流动的过程太阳能太阳能有机物中的化学能有
3、机物中的化学能-热能热能（最总散失）（最总散失）能能量量流流动动的的过过程程生产者生产者（国定的太阳能）（国定的太阳能）能量在能量在第一营养级第一营养级中的变化中的变化用于生长用于生长发育和繁殖发育和繁殖初级消费者初级消费者（植食性动物）（植食性动物）呼吸作用呼吸作用残枝败叶残枝败叶分解者分解者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呼吸吸作作用用散散失失遗体遗体残骸残骸初级消费者初级消费者同化同化分分解解者者利利用用粪便粪便呼呼吸吸作作用用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生态系统能量流动的过程生态系统能量流动的过程
4、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每一营养级能量的每一营养级能量的来源来源第一营养级（第一营养级（生产者生产者）：）：主要是光合作用固定的太阳能主要是光合作用固定的太阳能其他营养级（其他营养级（消费者消费者）：）：同化上一营养级的能量同化上一营养级的能量分解者分解者：植物的残枝败叶，动物的遗体中的和粪便中的能
5、量植物的残枝败叶，动物的遗体中的和粪便中的能量定量不定时定量不定时（时间足够长）（时间足够长）c.被分解者分解利用被分解者分解利用每一营养级能量的每一营养级能量的最终去路最终去路a.自身呼吸消耗自身呼吸消耗b.流入下一营养级流入下一营养级（最高营养级除外）（最高营养级除外）定量定时定量定时（短时间内）（短时间内）c.被分解者分解利用被分解者分解利用每一营养级能量的每一营养级能量的最终去路最终去路a.自身呼吸消耗自身呼吸消耗b.流入下一营养级流入下一营养级（最高营养级除外）（最高营养级除外）d.“未利用的未利用的”2 2、若鹿的进食能量为、若鹿的进食能量为100%100%，其粪便能量为，其粪便能
6、量为36%36%，呼吸能量为呼吸能量为48%48%，则鹿的同化量为（，则鹿的同化量为（）A A64%64%B B84%84%C C16%16%D D52%52%及时巩固A同化量摄入量粪便量同化量摄入量粪便量3、大象是植食性动物，有一种蜣螂专以大象粪、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为为食。如果在某段时间大象所同化的能量为m，则这部分能量中可以流入蜣螂体内的约，则这部分能量中可以流入蜣螂体内的约为（为（）A.0B.10%mC.1020%mD.不知道不知道A植食性动物植食性动物植食性动物植食性动物 62.862.862.862.862.862.862.86
7、2.8二、能量流动的二、能量流动的特点特点赛达伯格湖的能量流动赛达伯格湖的能量流动太阳能太阳能太阳能太阳能未未未未固固固固定定定定生产者生产者生产者生产者464.6464.6464.6464.6分解者分解者分解者分解者12.512.512.512.5呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用96.396.396.396.3未利用未利用未利用未利用2932932932932.12.12.12.118.818.818.818.829.329.329.329.312.612.612.612.6肉食性动物肉食性动物肉食性动物肉食性动物 12.612.612.612.6微量微量微量微量7.57.57.57.55.
8、05.05.05.0327.3327.3327.3327.3122.6122.6122.6122.614.614.614.614.6能量传递效率能量传递效率根据根据“赛达伯格湖的能量流动图解赛达伯格湖的能量流动图解”，计算相邻两个营养级间能量传递效率。计算相邻两个营养级间能量传递效率。植食性动物植食性动物植食性动物植食性动物 62.862.862.862.862.862.862.862.8太阳能太阳能太阳能太阳能未未未未固固固固定定定定生产者生产者生产者生产者464.6464.6464.6464.612.612.612.612.6肉食性动物肉食性动物肉食性动物肉食性动物 12.612.612.
9、612.6传递效率传递效率传递效率传递效率=上一营养级同化量上一营养级同化量下一营养级同化量 100%100%100%100%试计算：试计算：试计算：试计算：从第一营养级到第二营养级的传递效率？从第一营养级到第二营养级的传递效率？从第一营养级到第二营养级的传递效率？从第一营养级到第二营养级的传递效率？从第二营养级到第三营养级的传递效率？从第二营养级到第三营养级的传递效率？从第二营养级到第三营养级的传递效率？从第二营养级到第三营养级的传递效率？13.5%13.5%20%20%相邻营养级的传递效率大约是相邻营养级的传递效率大约是相邻营养级的传递效率大约是相邻营养级的传递效率大约是10%10%10%
10、10%20%20%20%20%。Q1Q1Q1Q1：生态系统中能量流动和转化是否遵循能量守恒：生态系统中能量流动和转化是否遵循能量守恒：生态系统中能量流动和转化是否遵循能量守恒：生态系统中能量流动和转化是否遵循能量守恒 定律？定律？定律？定律？Q2Q2Q2Q2：流经生态系统的能量能否再回到生态系统中来？：流经生态系统的能量能否再回到生态系统中来？：流经生态系统的能量能否再回到生态系统中来？：流经生态系统的能量能否再回到生态系统中来？2025思考与讨论：思考与讨论：遵循；因为生产者固定的总量等于流动中散失的遵循；因为生产者固定的总量等于流动中散失的遵循；因为生产者固定的总量等于流动中散失的遵循；因
11、为生产者固定的总量等于流动中散失的和贮存的之和。和贮存的之和。和贮存的之和。和贮存的之和。不能。不能。不能。不能。二、能量流动的二、能量流动的特点特点在生态系统中，能量在生态系统中，能量只能只能沿食物链沿食物链由由第一第一营养级营养级流向流向第二第二营养级营养级，在在依次依次流向后面各营养级，流向后面各营养级，不可逆转，不可逆转，也也不能循环流动。不能循环流动。1 1、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2 2、能量传递效率：能量传递效率：10-20%10-20%单向流动单向流动逐级递减逐级递减20202525能量流动过程中逐级递减的原
12、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
13、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。能量金字塔能量金字塔 营养级越多营养级越多营养级越多营养级越多，在能量流动过程，在能量流动过程，在能量流动过程，在能量流动过程中中中中消耗的能量就越多消耗的能量就越多消耗的能量就越多消耗的能量就越多，所以生，所以生，所以生，所以生态系统中的能量流动一般不超态系统中的能量流动一般不超态系统中的能量流动一般不超态系统中的能量流动一般不超过过过过4 4 4
14、 45 5 5 5个个个个营养级。营养级。营养级。营养级。思考讨论思考讨论：食物链中的营养级一般食物链中的营养级一般不超过五个，为什么？不超过五个，为什么？生物的富集作用生物的富集作用1 1、帮助人们科学规划、设计、帮助人们科学规划、设计人工生态系统，人工生态系统，使能量得到最有效的利用。使能量得到最有效的利用。如如:生态农业生态农业(桑基鱼塘桑基鱼塘)三、研究能量流动的三、研究能量流动的实践意义实践意义2、帮助人们合理地调整生态系统中的能量、帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量流动关系，使能量持续高效持续高效地流向地流向对人对人类最有益类最有益的部分。的部分。合理确定草场载畜量
15、，合理确定草场载畜量，才能保持畜产品的持续高产才能保持畜产品的持续高产如如:草场放牧草场放牧四、能量流动的相关计算四、能量流动的相关计算1、能量在食物链中传递的计算、能量在食物链中传递的计算2、能量在食物网中传递的计算、能量在食物网中传递的计算1 1食物链食物链（某一生物所获得的最多（最少）的能量某一生物所获得的最多（最少）的能量）求求“最多最多”则按则按“最高最高”值值2020流动流动求求“最少最少”则按则按“最低最低”值值1010流动流动求求“最多最多”则按则按“最高最高”值值1010流动流动求求“最少最少”则按则按“最低最低”值值2020流动流动（未知）（未知）较高营养级较高营养级（已知
16、）（已知）（已知）（已知）较低营养级较低营养级（未知）（未知）【规律规律】1.正推类型：正推类型：A B C D解题思路：至少按最小效率（解题思路：至少按最小效率（10%）计算）计算最多按最大效率（最多按最大效率（20%）计算）计算若若A总重总重1000KG体重，至少（或最多）能使体重，至少（或最多）能使D增重多少千克？增重多少千克？2.逆推类型：逆推类型：A B C D解题思路：至少按最大效率（解题思路：至少按最大效率（20%）计算）计算最多按最小效率（最多按最小效率（10%）计算）计算1 1食物链食物链（某一生物所获得的最多（最少）的能量某一生物所获得的最多（最少）的能量）例例1.若某生态
17、系统固定的总能量为若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第，则该生态系统的第四营养级生物最多能获得的能量是（四营养级生物最多能获得的能量是（）A.24kJB.192kJC.96kJD.960kJ【解析解析】第四营养级获能量最大值：第四营养级获能量最大值：2400020%20%20%=192kJ例例2.在一条有在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体重重增加增加1kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物量为（，理论上至少要消耗第一营养级的生物量为（）A.25kgB.125kgC.625kgD.3125kg【解析解析】应按照能量传递
18、的最大效率应按照能量传递的最大效率20%计算。设需消耗第一营养计算。设需消耗第一营养级的生物量为级的生物量为Xkg，则，则X=1(20%)4=625kg。2 2食物网食物网（能量分配比例未知计算某一生物获得的最多或最少能量能量分配比例未知计算某一生物获得的最多或最少能量）生产者生产者最少消耗最少消耗最多消耗最多消耗选最短食物链选最短食物链选最大传递效率选最大传递效率20%选最长食物链选最长食物链选最小传递效率选最小传递效率10%消费者获得最多消费者获得最多消费者获得最少消费者获得最少【规律规律】2 2食物网食物网（能量分配比例未知计算某一生物获得的最多或最少能量能量分配比例未知计算某一生物获得
19、的最多或最少能量）例例3.下图食物网中，若人的体重增加下图食物网中，若人的体重增加1kg，最少消耗水藻，最少消耗水藻_kg，最多消耗水藻最多消耗水藻_kg。【解析解析】本题中，最短食物链为水蚤本题中，最短食物链为水蚤小鱼小鱼人，传递效率人，传递效率按按20计算。设最少消耗水藻为计算。设最少消耗水藻为x，则，则x20201，所，所以以x=25.要求最多消耗就要选择水藻要求最多消耗就要选择水藻水蚤水蚤虾虾小鱼小鱼大鱼大鱼人，传递率按人，传递率按10计算。设最多消耗为计算。设最多消耗为y，则，则y(10%)5=1，y=105kg。1 1食物网食物网（能量分配比例已知且能量传递效率也已知时的能量计算）
20、能量分配比例已知且能量传递效率也已知时的能量计算）例例4.由于由于“赤潮赤潮”的影响，一条的影响，一条4kg重的杂食性海洋鱼死亡，重的杂食性海洋鱼死亡，假如该杂食性的食物有假如该杂食性的食物有1/2来自植物，来自植物，1/4来自草食鱼类，来自草食鱼类，1/4来来自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，按能量流动效率自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，按能量流动效率20%计算，计算，该杂食性鱼从出生到死亡，共需海洋植物该杂食性鱼从出生到死亡，共需海洋植物()A.120kgB.160kgC.60kgD.100kg【解析解析】根据题干，可绘出食物网如下：根据题干，可绘出食物网如下：植物植物草食鱼类草食鱼类杂食性海洋鱼杂食性海洋鱼小型肉食鱼类小型肉食鱼类共需海洋植物：共需海洋植物：4 41/21/25 54 41/41/45 55 54 41/41/45 55 55=160kg 5=160kg