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1、3.2 生态系统的能量流动非生物物质和能量非生物物质和能量生产者生产者消费者消费者分解者分解者捕食关系捕食关系生态系统的结构生态系统的结构生态系统生态系统的成分的成分 食物链（网）食物链（网）（营养结构）（营养结构）ABCDEF 食物链和食物网是生态系统的营养结构。一般认为，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越强。生态系统的物质循环和能量流动就是沿着这种渠道进行的。生产者生产者消费者消费者分解者分解者非生物的物质非生物的物质和能量和能量一、生态系统的能量流动概念一、生态系统的能量流动概念1、概念：生态系统中能量的、概念：生态系统中能量的输入、传递、转化、散失输入、传递、转化、散失的过程
2、称为生态系统的过程称为生态系统的能量流动。的能量流动。能量能量输入输入能量能量散失散失散散失失散散失失能量能量传递传递、转化转化光合作用光合作用 化能合成作用化能合成作用呼吸作用呼吸作用2 2、能量流动分析：、能量流动分析：流经一个种群的情况流经一个种群的情况能量输入能量输入能量输入能量输入个体个体个体个体2 2 2 2个体个体个体个体1 1 1 1个体个体个体个体3 3 3 3.储存在体内的能量储存在体内的能量储存在体内的能量储存在体内的能量呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量储存在体内的能量储存在体内的能量储存在体内的能量储存在体内的能量呼吸作用散失的能
3、量呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量储存在体内的能量储存在体内的能量储存在体内的能量储存在体内的能量呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量种群种群能量储存能量储存能量储存能量储存能量散失能量散失能量散失能量散失生态系统的能量流动是以生态系统的能量流动是以“营养级营养级”为单位进行的为单位进行的兔子兔子老鹰老鹰草草二、生产者的能量流动分析二、生产者的能量流动分析1、小草的能量来自哪里、小草的能量来自哪里?2、照射在草地上的都被小草吸收了吗、照射在草地上的都被小草吸收了吗?光合作用生生产者者初初级消消费者者呼吸作用以呼吸作用以热能能散失散失流向
4、分解者流向分解者流向流向未利用未利用3、小草吸收了太阳能后小草吸收了太阳能后,这些能量有哪些去向这些能量有哪些去向?呼吸散失呼吸散失用于生长、用于生长、发育、繁殖发育、繁殖遗体、遗体、残枝败叶残枝败叶分解者分解者初级消费者摄食初级消费者摄食生产者固定生产者固定生产者固定生产者固定的太阳能的太阳能的太阳能的太阳能未利用未利用太阳太阳太阳太阳二、生产者的能量流动分析二、生产者的能量流动分析兔子兔子老鹰老鹰草草1、兔子把草吃进肚子里、兔子把草吃进肚子里,草中的能量都被兔子吸收了吗草中的能量都被兔子吸收了吗?三、初级消费者能量流动分析三、初级消费者能量流动分析兔子兔子老鹰老鹰草草1、兔子把草吃进肚子里
5、、兔子把草吃进肚子里,草中的能量都被兔子吸收了吗草中的能量都被兔子吸收了吗?三、初级消费者能量流动分析三、初级消费者能量流动分析消化吸收消化吸收-同化量同化量未消化吸收未消化吸收-食物残渣（粪便）食物残渣（粪便）同化量=2、粪便的能量属于兔子吗？、粪便的能量属于兔子吗？不属于兔子，粪便的能量属于上一营养级。不属于兔子，粪便的能量属于上一营养级。摄入量 粪便量初级消费者初级消费者初级消费者初级消费者摄入摄入摄入摄入用于生长用于生长用于生长用于生长发育和繁殖发育和繁殖发育和繁殖发育和繁殖次级消费者次级消费者次级消费者次级消费者摄入摄入摄入摄入呼吸呼吸呼吸呼吸散失散失散失散失遗体遗体遗体遗体残骸残骸
6、残骸残骸初级消费者初级消费者初级消费者初级消费者同化同化同化同化分解者利用分解者利用分解者利用分解者利用粪便粪便粪便粪便呼吸呼吸呼吸呼吸散失散失散失散失.能能量量流流经经第第二二营营养养级级示示意意图图未利用未利用未利用未利用3.兔子同化后的能量有哪些去向？兔子同化后的能量有哪些去向？树如图代表两个营养级之间的能量流动图解，图中字母代表能量，说出每个字母的含义：下一营养级摄入量粪便同化量同化量呼吸消耗用于生用于生长、发育、繁殖育、繁殖的能量的能量流入分解者的能量流入分解者的能量生态系统的能量流动过程图解生态系统的能量流动过程图解:生产者生产者(植物植物)初级消费者初级消费者(植食动物植食动物)
7、次级消费者次级消费者(肉食动物肉食动物)三级消费者三级消费者(肉食动物肉食动物)ABCBB请表述请表述:图中的图中的箭头箭头A、B、C各表示什么含义各表示什么含义?A三三3.能量流动的特点能量流动特点 注意：（1 1）单向流动）单向流动（2 2）逐级递减）逐级递减（捕食关系不可逆转，呼吸产生的热能不可重复利用）（捕食关系不可逆转，呼吸产生的热能不可重复利用）（呼吸散失、流向分解者、未利用）（呼吸散失、流向分解者、未利用）（1 1）能量金字塔：）能量金字塔：一一二二四正金字塔，不可倒置正金字塔，不可倒置生物量生物量金字塔金字塔(各个营养级的各个营养级的质量质量)藻类 浮游动物植物植物小鱼虾小鱼虾
8、大鱼大鱼4800万吨万吨1200万吨万吨17万吨万吨例外：海洋例外：海洋藻类藻类浮游动物浮游动物4g/m221g/m2海洋生海洋生产者主要是者主要是单细胞藻胞藻类，个体小，含个体小，含纤维少、易消化少、易消化。生物量金字生物量金字塔可塔可倒置倒置生物生物数量数量金字塔（各个营养级的个体数量）金字塔（各个营养级的个体数量）树树昆虫昆虫能量金字塔永远是正金字塔形，能量金字塔永远是正金字塔形，而数量和生物量金字塔有时倒置。而数量和生物量金字塔有时倒置。草草食草动物食草动物肉食动物肉食动物 5842424株株708 624只只354 90 只只例外：松树与松毛虫例外：松树与松毛虫数量金字塔数量金字塔可
9、可倒置倒置3.能量流动的特点能量流动特点 注意：（1 1）单向流动）单向流动（2 2）逐级递减）逐级递减（捕食关系不可逆转，呼吸产生的热能不可重复利用）（捕食关系不可逆转，呼吸产生的热能不可重复利用）（呼吸散失、流向分解者、未利用）（呼吸散失、流向分解者、未利用）（1 1）能量金字塔：）能量金字塔：一一二二三三四正金字塔，不可倒置正金字塔，不可倒置（2 2）能量传递效率）能量传递效率=下一营养级同化量下一营养级同化量/该营养级同化量该营养级同化量100%100%，能量在两个相邻的营养级间的传递效率大约是，能量在两个相邻的营养级间的传递效率大约是10%-20%10%-20%。10%20%10%2
10、0%生产者生产者生产者生产者10%20%10%20%初级初级初级初级消费者消费者消费者消费者次级次级次级次级消费者消费者消费者消费者10%20%10%20%（3 3）生态系统的能量流动一般不超过生态系统的能量流动一般不超过4-54-5个营养级，营养级越多，能量个营养级，营养级越多，能量消耗消耗越多。越多。判断题：判断题：1 1、一只狼捕食一只兔子，这只兔子中约有、一只狼捕食一只兔子，这只兔子中约有10%20%10%20%的能量流入狼体内。的能量流入狼体内。2.2.某一营养级中个体数越多，流入下一营养级的能量越少。某一营养级中个体数越多，流入下一营养级的能量越少。生产者生产者464.6464.6
11、12.512.5分解者分解者62.862.8 植食性动物植食性动物62.862.8呼吸作用呼吸作用 122.6 122.696.396.3未利用未利用 327.3327.3 肉食性动物肉食性动物12.612.612.612.629329318.818.829.329.37.57.52.12.15.05.0微量（微量（0.10.1）太阳能太阳能未未 固固 定定能量数值的能量数值的单位单位j/cm2.a从生产者到植食性动物，能量传递效率是多少？从生产者到植食性动物，能量传递效率是多少？（1 1）摄入量）摄入量=（2 2）动物的同化量）动物的同化量=（3 3）生长、发育和繁殖的能量）生长、发育和繁殖
12、的能量=（4 4）能量流动特点：）能量流动特点：（5 5）生态系统的能量流动一般不超过生态系统的能量流动一般不超过4-54-5个营养级，营养级越多，能量个营养级，营养级越多，能量消耗消耗越多。越多。（6 6）能量金字塔呈）能量金字塔呈 ，倒置。倒置。生物量金字塔和数量金字塔生物量金字塔和数量金字塔摄入量摄入量 A A B BC C D D E E F F G G（1 1）能量流动特点：）能量流动特点：。（2 2）生态系统的能量流动一般不超过生态系统的能量流动一般不超过 个营养级，个营养级，营养级越多，能量营养级越多，能量 越多。越多。（3 3）能量金字塔呈）能量金字塔呈 ，倒置。倒置。生物量金
13、字塔和数量金字塔生物量金字塔和数量金字塔 。能量传递效率能量传递效率=植物植物浮游动物浮游动物鱼鱼人人（1 1）计算人增加）计算人增加1kg1kg，至少至少消耗植物的量为？消耗植物的量为？A A20%20%20%20%20%=1kg20%=1kg植物植物浮游动物浮游动物鱼鱼人人A=A=1 120%20%20%20%20%20%（2 2）计算人增加）计算人增加1kg1kg，最多最多消耗植物的量为？消耗植物的量为？A A10%10%10%10%10%=1kg10%=1kg植物植物浮游动物浮游动物鱼鱼人人A=A=1 110%10%10%10%10%10%传递效率越高消耗的效率越高消耗的植物越少植物越
14、少传递效率越低消耗的效率越低消耗的植物越少植物越少“最最值”的的计算算 如图，如图，如图，如图，B B B B鱼体重增加鱼体重增加鱼体重增加鱼体重增加1kg1kg1kg1kg，最多最多需要浮游植物多少千克需要浮游植物多少千克需要浮游植物多少千克需要浮游植物多少千克 浮游植物浮游动物A鱼B鱼1000kg1000kg1000kg1000kg10%10%10%10%10%10%10%10%10%10%10%10%至少至少至少至少20%20%20%20%20%20%20%20%25kg25kg25kg25kg1kg1kg1kg1kg食物网中，知高营养级求低营养级：食物网中，知高营养级求低营养级：生产者
15、最多需要量生产者最多需要量:生产者至少需要量生产者至少需要量:按最长食物链、按最长食物链、10%10%算算按最短食物链、按最短食物链、20%20%算算“最最值”的的计算算“定值定值”的计算的计算“能量来源或分配比例的改能量来源或分配比例的改变”的的计算算将丙的食物比例由将丙的食物比例由甲：乙甲：乙=1:1=1:1，调整为，调整为2:12:1，能量传递效率按能量传递效率按10%10%计算，则现在丙的数量是计算，则现在丙的数量是原理的几倍？原理的几倍？生产者生产者464.6464.612.512.5分解者分解者62.862.8 植食性动物植食性动物62.862.8呼吸作用呼吸作用 122.6 12
16、2.696.396.3未利用未利用 327.3327.3 肉食性动物肉食性动物12.612.612.612.629329318.818.829.329.37.57.52.12.15.05.0微量（微量（0.10.1）太阳能太阳能未未 固固 定定能量数值的单位能量数值的单位j/cm2.a美国生美国生态学家：学家：赛达伯格湖的能量流达伯格湖的能量流动图解解00.1能量传递效率能量传递效率=下一营养级的同化量下一营养级的同化量该营养级的同化量该营养级的同化量62.8464.6100%100%100%=约等于约等于13.5%100%同化量同化量人工人工鱼塘塘P67 P67 第第1212题题求求第二第二
17、营养养级到到第三第三营养养级的能量的能量传递效率？效率？2.516100%=研究生态系统能量流动的意义研究生态系统能量流动的意义1 1、对、对能量能量进行进行多级利用，提高能量的利用率。多级利用，提高能量的利用率。2 2、帮助人们合理的、帮助人们合理的调整生态系统中能量流动关系调整生态系统中能量流动关系，使，使能量能量高效持续流向对人类最有益的部分高效持续流向对人类最有益的部分。例如：沼气工程（秸秆的多级利用）、桑基鱼塘例如：沼气工程（秸秆的多级利用）、桑基鱼塘研究生态系统能量流动的意义研究生态系统能量流动的意义1 1、对、对能量能量进行进行多级利用，提高多级利用，提高能量的能量的利用率。利用
18、率。桑基桑基鱼塘塘研究生态系统能量流动的意义研究生态系统能量流动的意义1 1、对、对能量能量进行进行多级利用，提高多级利用，提高能量的能量的利用率。利用率。以下说法正确的是：1.秸秆作为燃料燃烧利用，提高能量利用率2.秸秆作为饲料喂养牲畜，牲畜粪便发酵产生沼气，提高能量利用率。3.提高能量利用率，从而提高能量传递效率。燃燃烧：很大一部分：很大一部分能量以能量以热能散失能散失可提高可提高对于相于相对稳定的生定的生态系系统而言：而言：呼吸消耗、流向分解者、未利用呼吸消耗、流向分解者、未利用的能量是不的能量是不变的。的。能量能量传递效率不可提高效率不可提高2 2、帮助人们合理地、帮助人们合理地、帮助
19、人们合理地、帮助人们合理地_，使能，使能，使能，使能量持续高效地流向对量持续高效地流向对量持续高效地流向对量持续高效地流向对_的部分。的部分。的部分。的部分。调整能量流动关系调整能量流动关系人类最有益人类最有益 例：根据生态系统的结构和功能，下列叙述中正确的是例：根据生态系统的结构和功能，下列叙述中正确的是（双选）（双选）（）A“桑基鱼塘桑基鱼塘”是自然建立的良性生态系统是自然建立的良性生态系统B水产养殖业，为充分利用生产者所固定的能量，应以水产养殖业，为充分利用生产者所固定的能量，应以食物链长的鱼类为养殖对象食物链长的鱼类为养殖对象C在我国西部大开发中应采用在我国西部大开发中应采用“退耕还林
20、还草退耕还林还草”的措施的措施D营养级越高的生物种群体所获得的能量越少营养级越高的生物种群体所获得的能量越少 CD 例如：除草、治虫、合理确定载畜量、捞捕量例如：除草、治虫、合理确定载畜量、捞捕量人工建立人工建立 短短 生物的富集作用生物的富集作用生物富集作用：生物富集作用：是是指化学杀虫剂（如指化学杀虫剂（如DDT等）和有害等）和有害物质（甲基汞等）物质（甲基汞等）通过食物链逐级积通过食物链逐级积累和浓缩的过程累和浓缩的过程.营养级越高营养级越高,积累积累的有害物质越多的有害物质越多.C例：据图判断，下列叙述例：据图判断，下列叙述不符合不符合生态学原理的是生态学原理的是A.物质经过多级利用，
21、实现了良性循环物质经过多级利用，实现了良性循环B.每一级生产环节都获得产品，提高了生态经济效益每一级生产环节都获得产品，提高了生态经济效益C.由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用效率降低效率降低D.由于各级产物都可以利用，减少了废物和污染由于各级产物都可以利用，减少了废物和污染例：下图是某生态系统中食物网简图，图中甲例：下图是某生态系统中食物网简图，图中甲庚代庚代表各种不同的的生物，请据图回答表各种不同的的生物，请据图回答（1）此生态系统中作为生产者的生物是）此生态系统中作为生产者的生物是 ，作为次，作为次级消费者的生物是级消费者的生物是 。
22、（2）若该生态系统受到）若该生态系统受到重金属污染重金属污染，那么在体内积存，那么在体内积存重金属污染物最多的生物是重金属污染物最多的生物是 。（3）该生态系统只表示部分成分，图中未表示的成分）该生态系统只表示部分成分，图中未表示的成分为为 。非生物的物质和能量非生物的物质和能量有有多少条多少条食物链？食物链？5 5条条（5 5）已知各营养级之间能量的转化效率为）已知各营养级之间能量的转化效率为10%10%，若一种生物摄食多种生物时，各种生物，若一种生物摄食多种生物时，各种生物被摄食的生物量相等，则丁每增加被摄食的生物量相等，则丁每增加1010千克，千克，需要消耗生产者需要消耗生产者 千克千克
23、 本本节节知知识识体体系系能能量量流流动动概念：概念：生态系统中能量的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过过程程能量的源头：能量的源头：流经生态系统的总能量：流经生态系统的总能量：生产者固定的生产者固定的太阳能的总量太阳能的总量途径：途径：特特点点单向流动：单向流动：逐级递减：逐级递减：沿食物链方向由低营沿食物链方向由低营养级流向下一营养级养级流向下一营养级能量金字塔：能量金字塔：能量沿食物链流动过程中逐级能量沿食物链流动过程中逐级递减；递减；传递效率为传递效率为10%20%10%20%。研究研究意义意义调整生态系统中的能量流动关系，使能量调整生态系统中的能量
24、流动关系，使能量持续高效的流向对人类最有益的部分持续高效的流向对人类最有益的部分太阳能太阳能食物链和食物网食物链和食物网课后练习答案课后练习答案 P97 P97 技能训练：分析和处理数据技能训练：分析和处理数据1.1.这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是6687.5 kg6687.5 kg，计算公式是计算公式是180/180/（126126）2 6752 675，这些葡萄糖储存的能量，这些葡萄糖储存的能量是是1.07101.07108 8 kJ kJ（计算公式是（计算公式是EG=MG1.610EG=MG1.6104 4）；）；2.2.这些玉米呼吸作用消耗的能量是这些玉米
25、呼吸作用消耗的能量是3.272103.272107 7 kJ kJ（计算公式（计算公式为为EE呼呼=MG1.610=MG1.6104 4）；）；3.3.这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是1.397 1.397 2102108 8 kJ kJ（计算公式为（计算公式为E E固固=EG+E=EG+E呼），呼吸作用消耗呼），呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例是的能量占所固定太阳能的比例是23.4%23.4%；4.4.这块玉米田的太阳能利用效率是这块玉米田的太阳能利用效率是1.64%1.64%（计算公式为（计算公式为=1.397=1.397 2102108 8/8.510/8.5109 9）。）。