生态系统的能量流动

二、生态系统的能量流动,生态系统的能量流动,1、概念：指生态系统中能量的_、_、_和_的过程。,输入,传递,转化,散失,能量流动的分析,个体,储存在体内的能量,呼吸作用散失的能量,生产者（植物）,初级消费者（植食动物）,次级消费者（肉食动物）,三级消费者（肉食动物）,分解者,呼吸作用,二、生态系统能量流动传递的过程,太阳能,呼吸作用,热能,热能,能量如何输入？传递？转化？散失？,上图为生态系统能量流动示意图，请结合图示分析：1、能量输入总量：_；指生产者通过_，将光能转化为_并储存在有机物中，这样意味着非生物环境中的_进入到生物群落。2、能量流动的渠道：_和_。3、能量流动中能量形式的变化：_生物体有机物中的化学能_（最终散失）。另：能量转化方面，如动物通过消耗身体内储存的化学能变成爬、跳、飞、游的机械能。4、能量传递的形式：_。5、能量散失的主要途径：_（包括各营养级生物本身的呼吸及分解者的呼吸）；能量散失的主要形式：_。,生产者固定的太阳能总量,光合作用,化学能,能量,食物链,食物网,太阳能（光能）,热能,有机物中的化学能,呼吸作用,热能,糖类、脂肪、ATP、光合作用、呼吸作用、热能、光能、化学能,与能量有关的概念,分解者,遗体残骸,能量在第一营养级中的变化,初级消费者摄入,分解者利用,能量在第二营养级中的变化,P94图5-6,下一个营养级同化的能量呼吸消耗的能量分解者利用的能量未被利用的能量,每个营养级同化量,下一个营养级同化的能量呼吸消耗的能量分解者利用的能量,每个营养级同化量,定量不定时分析,定量定时分析,第一年,第二年,残留个体或有机物,摄入量初级消费者,_,吸收,同化量,未同化量，例如,消化,1、呼吸作用消耗,4、未被利用,3、分解者利用,2、流入下一营养级,综上所述，能量不管如何传递，最终都以_的形式从生物群落中散失，只有_源源不断地固定_,才能保证生态系统能量流动的正常进行。典例1：若鹿的消耗量为100%，其粪尿量为36%，呼吸量为48%，则鹿的同化量为_。（解析：要真正理解同化的含义，是转变成自己的那一部分，而粪是摄入的食物中并没有被同化的残渣。同化为自己的才有所谓的呼吸消耗。）,粪便量,热能,生产者,太阳能,64%,(同化量=摄入量粪便量）,以书本P94图5-6能量流经第二营养级示意图为例，分析流入每一营养级的能量去向：,变式2：在由草、兔、狐组成的一条食物链中，兔经同化作用所获得的能量，其去向不应包括（）A.通过兔子呼吸作用释放的能量B.通过兔子的粪便流入到分解者体内C.通过狐的粪便流入到分解者体内D.流入到狐体内【解析】兔子摄取了草，其中一部分被同化了，兔子同化的能量可以流向下一营养级狐，可用于自身呼吸作用，也可流向分解者。在兔子摄入的能量中，以粪便形式排出体外的不属于其同化的能量。,变式1：大象是植食性动物，有一种蜣螂则专门以象粪为食，设大象在某段时间所同化的能量为107kJ，则这部分能量中流入蜣螂体内的约为A、0kJB、106kJC、2106kJD、1062106kJ,A,B,变式:3右图表示某草原生态系统中能量流动图解，表示相关过程能量流动量。下列有关叙述正确的是,A是流入该生态系统的总能量B分解者获得的能量最少C图中/的比值代表草兔的能量传递效率D和分别属于草和兔同化量的一部分,D,思考：1、生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？,遵循能量守恒定律。能量在生态系统中流动、转化后，一部分储存在生态系统（生物体有机物）中，而另一部分被利用、散发至无机环境中，两者之和与流入生态系统的能量相等。,2、流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统？,不能，能量流动是单向的。,赛达伯格湖的能量流动图解,三、能量流动的特点,用表格形式将图中数据进行整理,三、能量流动的特点,464.6,62.8,12.6,14.6,62.8,12.6,13.52%,20.06%,林德曼的研究发现，生态系统的能量流动具有两个明显的特点：1、生态系统中能量流动是_的。即流经某生态系统的能量不可能再回到这个生态系统来。2、能量在流动过程中_。传递效率：_。,单向,逐级递减,10%-20%,能量只能从低营养级流向高营养级,6,思考：流入某一营养级的能量，为什么不能百分之百地流到下一个营养级？,流入某一营养级的能量主要有以下去向：一部分通过该营养级的呼吸作用散失了；一部分作为排出物、遗体或残枝败叶不能进入下一营养级，而为分解者所利用；还有一部分未能进入（未被捕食）下一营养级。所以，流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一营养级。,1、食物链为什么一般不超过5个营养级？,因营养级上升一级，可利用的能量相应要减少8090，能量到了第五个营养级时，可利用的能量往往少到不能维持下一个营养级生存的程度了。,思考讨论,2、解释“一山不容二虎”的原因？,3、在市场上，肉一般比蔬菜贵，试从生态系统能量流动的角度分析原因？,蔬菜一般属于生产者范畴，而肉属于消费者范畴，由于能量传递的效率只有10%20%，也就是说要得到1千克的肉至少要消耗5千克的植物；所以相同重量的肉比蔬菜贵。,、,第2课时,能量流动特点小结：,选_的食物链,选最小传递效率_,生产者,最少消耗,选最大传递效率_,消费者,最大消耗,获得最多,获得最少,选_的食物链,最短,最长,20%,10%,典例1：若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第三和第四营养级所获得的能量最多是（）A.540kJ和81kJB.3600kJ和960kJC.240kJ和24kJD.960kJ和192kJ,（1）在一条食物链中，若某一营养级的总能量为n，则最多传到下一营养级的能量为n20%（0.2n），最少为n10%（0.1n）。,一、能量在食物链中传递的计算：,D,24000（20%）2=960kJ24000（20%）3=192kJ,20%,【解析】,20%,20%,1、假如现有草100公斤，至少可使鹰增重公斤。,2、假如现有草100公斤，最多可使鹰增重公斤。,3、假如要使鹰增加2公斤体重，最少要耗草公斤。,4、假如要使鹰增加2公斤体重，最多要耗草公斤。,设使鹰增重X1公斤，则：,设使鹰增重X2公斤，则：,设最少耗草Y1公斤，则：,设最多耗草Y2公斤，则：,变式1：在食物链“草兔鹰”中，,1,4,200,50,典例2：某人捕得一条重2kg的杂食海鱼，若此鱼的食物有1/2来自植物，1/4来自草食鱼类，1/4来自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，则该鱼至少需要海洋植物多少_kg,80,植物草食鱼肉食鱼,杂食鱼,21/2,21/4,21/4,2,分析：人的能量来源于三条食物链，分别是：植物杂食鱼；植物草食鱼杂食鱼；植物草食鱼肉食鱼杂食鱼。设通过三条食物链消耗的植物分别为a，b，c，则a20%=21/2；b(20%)2=21/4；c(20%)3=21/4求出a=5，b=12.5，c=62.5则总共需消耗植物为5+12.5+62.5=80,变式：如果一个人的食物有1/2来自绿色植物，1/4来自小型肉食动物，1/4来自羊肉，能量传递效率设为10，那么该人每增加1千克体重，约消耗植物（）千克。A10B28C100D280,D,分析：人的能量来源于三条食物链，分别是：植物人植物羊人植物植食性动物肉食性动物人。设通过三条食物链消耗的植物分别为a，b，c，则a10%=11/2；b10%10%=11/4；c10%10%10%=11/4求出a=5，b=25，c=250,变式2：如图食物网中的猫头鹰体重每增加20g，至少需要消耗植物（）,A.200gB.250gC.500gD.1000g,C,设猫头鹰通过捕食兔子和捕食鼠需要消耗的植物分别为a、b，则(20%)2(a+b)=20g；a+b=500g,20%,20%,20%,20%,（1）能量金字塔：将单位时间内各个营养级所得到的_，按营养级绘成图，所形成的一个金字塔图形。从能量金字塔可以看出，一个生态系统中，营养级_，能量流动过程中_。生态系统中的能量流动一般不超过45个营养级。,某个湖的能量金字塔,二、生物金字塔类型,能量数值,由低到高,越高,散失的能量越多,（2）数量金字塔：,浮游植物,浮游动物,小鱼,只有能量金字塔永远是底宽上尖的正金字塔，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。,生物量金字塔,数量金字塔,尖子生学案P113,课本P98、调查得知某河流生态系统的营养结构共有4个营养级（以a、b、c、d表示。）经测定，一年中流经这4个营养级的能量分别为：该生态系统中初级消费者是（）A、aB、bC、cD、d,A,典例3：下列有关生态系统功能的叙述中，哪项不正确（）A.能量流动的单向性是因为动物的食性一般不能逆转B.任何生态系统都需要得到外部的能量补给C.一个封闭的生态系统不需要从外界获得物质供应就可以长期维持正常功能D.生态系统能量流动逐级递减的原因是生物的呼吸消耗和资源利用率不高,C,三、研究生态系统能量流动的意义,1、对能量进行多级利用，提高能量的利用率。,例如：沼气工程（秸秆的多级利用）、桑基鱼塘,多级利用,能量利用率,人们科学规划,能量流动,对人类最有,益的部分,典例4：根据生态系统的结构和功能，下列叙述中正确的是（双选）（）A“桑基鱼塘”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“退耕还林还草”的措施D营养级越高的生物种群体内积累的有毒物质越多，所获得的能量越少,CD,人工建立,短,生物的富集作用,C,5：据图判断，下列叙述不符合生态学原理的是A.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C.由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用效率降低D.由于各级产物都可以利用，减少了废物和污染,B,1、在一定的时间内，某生态系统中的全部生产者固定的太阳能为a，全部消费者所同化的能量为b，全部分解者获得的能量为c，则A、B、c之间的关系是（）Aa=b+cBab+cCab=c2、稻田中农民要拔掉稗草，鱼塘中要不断清除肉食性的“黑鱼”，用生态学观点看，这是为了（）A保持生态平衡B保持生物群落的单一性C调整能量在生态系统中流动的方向D使物质能够尽快地循环流动3、下列有关生态系统能量流动的叙述中错误的是（）A当狼捕食兔子并转化为自身的有机物时，能量就从第一营养级流入第二营养级B当狼吃掉一只兔子时，狼不可能获得兔子的全部能量C生产者通过光合作用合成有机物，能量就从非生物环境流入生物群落D生态系统的能量流动是单向的，逐级递减的,C,A,同化量=摄入量-粪便量,二,三,巩固提升,（1）请将流经该生态系统的总能量数填写在图中的方框内，这部分能量是_所固定的太阳能。（2）能量从第一营养级到第二营养级的转化效率为_%，从第二营养级到第三营养级的转化效率为_%。（3）由图855可知，下一个营养级不能得到上一个营养级的全部能量，原因有：各营养级生物体内的大量能量供_；其次是上一个营养级的部分能量_；还有少数能量被_利用。,4、右图是某湖泊生态系统能量流动的定量分析图解。图中A、B、C代表三个营养级，数字均为实际测得的能量数，单位是百万千焦。已知该生态系统受到的太阳辐射为118872百万千焦，但其中118761百万千焦的能量未被利用。请回答：,生产者,13.51,20,呼吸消耗,111,未被利用,分解者,（）如设种群1、2的个体数为1、2，平均每个个体所占的能量为1、2，那么