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1、第第第第 2 2 2 2 节节节节 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生态系统的结构生态系统的结构生生态态系系统统的结构的结构组成成分组成成分非生物的物质和能量非生物的物质和能量生产者、消费者、分解者生产者、消费者、分解者食物链和食物网食物链和食物网问问题题探探讨讨备选策略备选策略1 1：先吃鸡，再吃玉米；先吃鸡，再吃玉米；备选策略备选策略2 2：先吃玉米，同时用一部分玉米先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。蛋，最后吃鸡。一、生一、生态系系统的能量流的能量流动的概念的概念生态系统中能量的生态系统中能量的输入、传递、转化和
2、输入、传递、转化和散失散失的的过程。程。生态系统的能量来源：生态系统的能量来源：太阳光能太阳光能2.2.起点：起点：渠道渠道:食物链和食物网食物链和食物网生产者生产者3.3.流经生态系统总能量：流经生态系统总能量：生产者所固定的太阳生产者所固定的太阳能的总量能的总量(约占约占1%)1%)二二.能量流动的过程能量流动的过程4.4.来源：来源：生产者生产者消费者消费者太阳光能太阳光能 前一营养级前一营养级 5.5.各营养级能量的去路有哪些？各营养级能量的去路有哪些？生态系统的能量来源是什么？生态系统的能量来源是什么？2.2.能量流动的起点和渠道是什么？能量流动的起点和渠道是什么？3.3.流经生态系
3、统的总能量是什么？流经生态系统的总能量是什么？4.4.各个营养级能量的来源又是什么？各个营养级能量的来源又是什么？请阅读并讨论请阅读并讨论:生生产产者者固固定定的的太太阳阳能能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呼呼呼吸吸吸吸散散散散失失失失遗体遗体遗体遗体残骸残骸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
4、同化分分分分解解解解者者者者利利利利用用用用粪便粪便粪便粪便呼呼呼呼吸吸吸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思考：思考：（1 1）兔子摄入的）兔子摄入的草中的能量有哪两草中的能量有哪两个去向？个去向？_（2 2）兔子同化的）兔子同化的草中的能量有哪些草中的能量有哪些个去向？个去向？_（3 3）兔子粪便中）兔子粪便中的能量属于哪个营的能量属于哪个营养级？养级？_摄入量摄入量上一上一营养营养级级呼吸散失呼吸散失生长发生长发育繁殖育繁殖分解者分解者同化量同化量粪便量粪便量下一营下一营养级养级分解者分解者能量流经第二营养级时的关系：能量流经第二营养级时的关系：摄入量摄
5、入量=同化量同化量+粪便量粪便量生产者生产者(植物植物)呼吸呼吸初级消费者初级消费者(植食动物植食动物)呼吸呼吸次级消费者次级消费者(肉食动物肉食动物)呼吸呼吸分分 解解 者者呼吸呼吸三级消费者三级消费者(肉食动物肉食动物)呼吸呼吸能量在生态系统中流动的过程：在一个生态系统中，某草食动物同化的能量等于在一个生态系统中，某草食动物同化的能量等于A A生产者固定的太阳能总量减去生产者的呼吸量生产者固定的太阳能总量减去生产者的呼吸量 B B被草食动物吃的植物所含的全部能量被草食动物吃的植物所含的全部能量C C被被草草食食动动物物吃吃了了的的植植物物所所含含的的能能量量减减去去粪粪便便等等内内的能量的
6、能量D D用用于于草草食食动动物物的的生生长长、发发育育、繁繁殖殖等等生生命命活活动动所所需的能量需的能量 例例1大象吃草，蜣螂吃大象的粪便，大象吃草，蜣螂吃大象的粪便，问大象流向蜣螂的能量传递效率应问大象流向蜣螂的能量传递效率应为（为（）A10-20%B20%C10%D0%D赛达伯格湖的能量流动图解赛达伯格湖的能量流动图解三三能能量量流流动动的的特特点点阅读教材并分析阅读教材并分析P95图图5-8，思考以下问题：，思考以下问题：1、生产者固定的能量有几个去向、生产者固定的能量有几个去向?将去向的数字相加将去向的数字相加,你会发现什么你会发现什么?2、流经该生态系统的总能量是多少、流经该生态系
7、统的总能量是多少?3、植食性动物、肉食性动物同化的能量分别、植食性动物、肉食性动物同化的能量分别是多少是多少?4、从生产者到植食性动物的传递效率是多少、从生产者到植食性动物的传递效率是多少?从植食性动物到肉食性动物呢从植食性动物到肉食性动物呢?传递效率的范围传递效率的范围大约是多少大约是多少?5、能量流动的特点是什么、能量流动的特点是什么?X 100%营养级营养级 输入量输入量KJ流到下一营养流到下一营养级的能量级的能量 KJ传递传递效率效率生产者生产者植食性植食性动物动物肉食性肉食性动物动物比较各营养级的能量流动比较各营养级的能量流动464.662.812.612.662.813.5%20%
8、三、能量流动的特点三、能量流动的特点第一、单向流动、不可逆、不循环第一、单向流动、不可逆、不循环第一、单向流动、不可逆、不循环第一、单向流动、不可逆、不循环：食物链各个营养级的顺序是不可逆的，而各个营食物链各个营养级的顺序是不可逆的，而各个营养级的能量总是以养级的能量总是以呼吸散失热能呼吸散失热能。即必须源源不断。即必须源源不断地输入，又不断地散失。地输入，又不断地散失。第二、逐级递减，传递效率为第二、逐级递减，传递效率为第二、逐级递减，传递效率为第二、逐级递减，传递效率为10102020.逐级递减的原因：逐级递减的原因：自身呼吸消耗、被分解者分解、自身呼吸消耗、被分解者分解、未被下一个营养级
9、利用。未被下一个营养级利用。能量金字塔能量金字塔由单位时间内各营养级所得到的能量数值由单位时间内各营养级所得到的能量数值由低到高由低到高绘制的图形叫做绘制的图形叫做能量金字塔能量金字塔.在一个生态系统中，营养级在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动的过程中越多，在能量流动的过程中消耗的能量就越多。消耗的能量就越多。问问题题探探讨讨备选策略备选策略1 1：先吃鸡，再吃玉米；先吃鸡，再吃玉米；备选策略备选策略2 2：先吃玉米，同时用一部分玉米先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。蛋，最后吃鸡。桑基鱼塘桑基鱼塘沼气工程沼气工程四、研究能量流动的意义四、研究能量流动
10、的意义1 1、帮助人们科学规划、设、帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。到最有效的利用。除草、治虫除草、治虫合理确定载畜合理确定载畜量、捞捕量量、捞捕量2 2、帮助人们合理地调整生、帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。类最有益的部分。本本节节知知识识小小结结能能量量流流动动概念：概念：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：生产者固定生产者固定的太阳能的的太阳能的总量总量途径：食物链或食物网途径：食物链或食物网特特点
11、点单向流动：单向流动：逐级递减：逐级递减：能量金字塔：能量金字塔：太阳能太阳能有关能量传递效率的计算有关能量传递效率的计算:如果遇到如果遇到“至少至少”或者或者“最多最多”等字眼，如何等字眼，如何解题？解题？选最短食物链选最短食物链获得最多获得最多生生最少消耗最少消耗选最大传递效率选最大传递效率20消消产产费费者者最大消耗最大消耗选最长食物链选最长食物链获得最少获得最少者者选最小传递效率选最小传递效率10 例例3、根据下图所表示的食物网、根据下图所表示的食物网,结合能量结合能量流动的特点进行计算流动的特点进行计算:牧草牧草鼠鼠蛇蛇猫头鹰猫头鹰如果牧草固定了如果牧草固定了1000焦耳的能量焦耳的
12、能量,则则猫头鹰猫头鹰最少最少能获得能获得_焦耳能量焦耳能量,最多最多能获得能获得_焦耳能量焦耳能量.140跟踪反馈跟踪反馈:1.1.流经生态系统的总能量是流经生态系统的总能量是()()A.A.照射到该生态系统内所有植物体照射到该生态系统内所有植物体 叶面上的太阳能叶面上的太阳能 B.B.射进该系统的全部太阳能射进该系统的全部太阳能 C.C.该系统全部生产者所固定的太阳该系统全部生产者所固定的太阳 能的总量能的总量 D.D.生产者传递给消费者的全部能量生产者传递给消费者的全部能量C跟踪反馈跟踪反馈:B2.2.生态系统的能量金字塔中，构成塔基的生态系统的能量金字塔中，构成塔基的 一般是一般是()
13、()A A初级消费者初级消费者 B B生产者生产者 C C次级消费者次级消费者 D D分解者分解者 3.3.初级消费者体内能量的去路不包括初级消费者体内能量的去路不包括()()A A用于自身的生长、发育和繁殖用于自身的生长、发育和繁殖 B B被第一营养级的其他生物所获得被第一营养级的其他生物所获得 C C以热能的形式散失以热能的形式散失 D D被分解者分解释放到环境中去被分解者分解释放到环境中去BC4.4.根据生态学原理，要使能量流经食物链总消耗根据生态学原理，要使能量流经食物链总消耗 最少，人们应采用哪种食物结构（最少，人们应采用哪种食物结构（）A A以禽类、蛋类为主以禽类、蛋类为主 B B
14、以淡水养殖的鱼、虾为主以淡水养殖的鱼、虾为主 C C以谷物和植物蛋白为主以谷物和植物蛋白为主 D D以猪肉等家畜肉类为主以猪肉等家畜肉类为主A营养级营养级能量（能量（Jm-2）a141.10105b15.91105c0.88105d871.271055 5、调查得知某河流生态系统的营养结构共有、调查得知某河流生态系统的营养结构共有4 4个个营养级（以营养级（以a a、b b、c c、d d表示）。经测定一年中流表示）。经测定一年中流经这经这4 4个营养级的能量分别为：个营养级的能量分别为：该生态系统中初级消费者是该生态系统中初级消费者是()()A、a B、b C、c D、d 解解析析：由由于于
15、在在食食物物网网中中，同同一一营营养养级级的的生生物物可可从从不不同同低低营营养养级级的的生生物物获获得得能能量量，而而且且从从不不同同途途径径获获得得能能量量的的比比例例可可以以相相等等也也可可以以不不等等，这这时应按照各单独的食物链进行计算后再相加。时应按照各单独的食物链进行计算后再相加。例例22（2004.2004.上海）如果一个人食物上海）如果一个人食物有有1/21/2来自绿色植物，来自绿色植物，1/41/4来自小型肉食来自小型肉食动物，动物，1/41/4来自羊肉。假如传递效率为来自羊肉。假如传递效率为10%10%，那么该人每增加，那么该人每增加1Kg1Kg体重，体重，约消耗植物约消耗
16、植物_Kg_Kg。280 1、此人有1*1/2=0.5kg体重直接来自植物，需要植物0.5/0.1=5kg 2、有1*1/4=0.25kg体重来自羊肉，需羊肉0.25/0.1=2.5kg，羊需要植物2.5/0.1=25kg3、有1*1/4=0.25kg来自小型食肉动物，需食肉动物肉0.25/0.1=2.5kg，食肉动物需吃食草动物肉2.5/0.1=25kg，食草动物需吃植物25/0.1=250kg 共计250+25+5=280kg 例例1、在如图食物网中，、在如图食物网中，a表示鸟的食表示鸟的食物中物中动物性动物性食物所占比例，若要使食物所占比例，若要使鸟体重增加鸟体重增加x，至少至少需要生产
17、者量为需要生产者量为y，那么，那么x与与y的关系可表示为：的关系可表示为：草虫鸟yx 例例1、在如图食物网中，、在如图食物网中，a表示鸟的食表示鸟的食物中动物性食物所占比例，若要使物中动物性食物所占比例，若要使鸟体重增加鸟体重增加x，最多最多需要生产者量为需要生产者量为y，那么，那么x与与y的关系可表示为：的关系可表示为：草虫鸟yx变变式式训训练练.如如图图食食物物网网中中，若若人人的的体体重重增增加加1kg1kg，最最少少消消耗耗水水藻藻_kg_kg；最最多多消消耗耗水藻水藻_kg_kg。若若现现有有1 1吨吨水水藻藻，至至少少使使人人增增重重_kg_kg；最多使人增重；最多使人增重_kg_
18、kg。25251000001000000.010.014040三、能量流动的特点三、能量流动的特点13.5,201020a.a.下一个营养级下一个营养级不能利用不能利用的能量。的能量。如：草根如：草根b.b.下一个营养级能利用下一个营养级能利用而未利用而未利用的能量。的能量。如：羊不能吃完所有的草如：羊不能吃完所有的草(1)(1)第二营养级获得第一营养级第二营养级获得第一营养级(生产者生产者)所同化所同化 能量的百分比是多少能量的百分比是多少?第三营养级获得第二第三营养级获得第二 营养级百分比呢营养级百分比呢?(2)(2)能量在相邻的营养级之间的传递效率在多大能量在相邻的营养级之间的传递效率在
19、多大 范围内范围内?(3)(3)上图中上图中“未利用的能量未利用的能量”是指哪些能量呢？是指哪些能量呢？62.812.6100=20.0662.8464.6100=13.52数量金字塔三三能能量量流流动动的的特特点点有没有例外的有没有例外的情况？情况？想一想：想一想：比如一棵大树比如一棵大树上有几百只昆上有几百只昆虫。虫。生态金字塔：生态金字塔：1 1、能量金字塔能量金字塔：能量从上一个营养级传递到下一个营：能量从上一个营养级传递到下一个营养级，平均传递效率为养级，平均传递效率为10102020。2 2、数量金字塔数量金字塔：以每个营养级的生物个体数量为依据：以每个营养级的生物个体数量为依据绘
20、制的金字塔。但会出现有的生物个数数量很少而每个绘制的金字塔。但会出现有的生物个数数量很少而每个个体的生物量很大的情况，所以个体的生物量很大的情况，所以也会出现倒置的现象也会出现倒置的现象。比如一棵大树上有几百只昆虫。比如一棵大树上有几百只昆虫。3 3、生物量金字塔生物量金字塔：以每个营养级的生物量：以每个营养级的生物量(现存生物有现存生物有机物的总质量机物的总质量)绘制的金字塔。绘制的金字塔。但某些单细胞生物的生但某些单细胞生物的生命周期短，不积累生物量命周期短，不积累生物量，而且在测定生物量时是以，而且在测定生物量时是以现现存量存量为依据的，所以在海洋生态系统中会出现为依据的，所以在海洋生态
21、系统中会出现倒置现象倒置现象，即出现浮游动物数量多于浮游植物。即出现浮游动物数量多于浮游植物。只有只有能量金字塔永远是底宽上尖的正金能量金字塔永远是底宽上尖的正金字塔，字塔，数量金字塔及生物量金字塔一般也是数量金字塔及生物量金字塔一般也是正金字塔，但有时会出现倒置。正金字塔，但有时会出现倒置。请大家思考并讨论请大家思考并讨论:假设你像鲁滨逊那样流落在不毛的假设你像鲁滨逊那样流落在不毛的荒岛上，只有荒岛上，只有15Kg玉米和一只母鸡可以玉米和一只母鸡可以食用，那么食用，那么使自己活的最长使自己活的最长的办法是的办法是:1.先吃鸡，然后吃玉米先吃鸡，然后吃玉米2.先吃玉米，同时用部先吃玉米，同时用
22、部分玉米喂鸡，吃鸡生产分玉米喂鸡，吃鸡生产的蛋，最后再吃鸡的蛋，最后再吃鸡请分析讨论请分析讨论:用能量流动的原理用能量流动的原理,解释谚语解释谚语“一山不一山不容二虎容二虎”隐含的生物学原理。隐含的生物学原理。学以致用学以致用参考要点参考要点:根据生态系统中能量流动逐级递减的特点和规律，根据生态系统中能量流动逐级递减的特点和规律，营养级越高，可利用的能量就越少，老虎在生态营养级越高，可利用的能量就越少，老虎在生态系统中几乎是最高营养级，通过食物链系统中几乎是最高营养级，通过食物链(网网)流经老流经老虎的能量已减到很小的程度。因此，老虎的数量虎的能量已减到很小的程度。因此，老虎的数量将是很少的。故将是很少的。故“一山不能容二虎一山不能容二虎”有一定的生有一定的生态学道理。态学道理。一个一个营养养级所同化的能量所同化的能量=自身呼吸消自身呼吸消耗耗+流入下一个流入下一个营养养级+被分解者分解被分解者分解 摄入量摄入量=同化量同化量+粪便量粪便量