生态系统的能量流动上课

1、温故而知新温故而知新1.1.生态系统的结构包括哪两方面？生态系统的结构包括哪两方面？2.2.生态系统的成分有哪些？生态系统的成分有哪些？3.3.生态系统的营养结构是什么生态系统的营养结构是什么? ?生态系统的成分生态系统的成分, ,食物链和食物网食物链和食物网生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量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，同时用一部先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。吃鸡。A.A.先吃鸡，

2、然后吃玉米。先吃鸡，然后吃玉米。B.B.先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。鸡鸡人人玉米玉米玉米玉米人人鸡鸡 生态系统中能量的生态系统中能量的和和的过程，的过程，称为生态系统的能量流动。称为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能量流经能量流经一个种群一个种群的情况：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。草的能量是怎样得来的草的能量是怎样得来的光合作用光合作用( (太

3、阳能太阳能 化学能化学能) )呼吸消耗呼吸消耗分解者分解分解者分解供下一营养级摄入供下一营养级摄入草的能量的去向草的能量的去向生产者固定的太阳能生产者固定的太阳能呼吸呼吸消耗消耗用于生长、用于生长、发育、繁殖发育、繁殖（储存）（储存）遗体、遗体、残枝败叶残枝败叶分解者分解者利用利用初级消费者摄食初级消费者摄食能量在第一营养级中的变化能量在第一营养级中的变化摄入量摄入量: :下一个营养级通过捕下一个营养级通过捕 食的方式从上一个营养级获食的方式从上一个营养级获 得的能量得的能量. .同化量同化量: :真正被食草动物真正被食草动物摄食摄食利用利用的这一部分，称为消耗的这一部分，称为消耗量量; ;

4、消耗量消耗量中大部分被中大部分被消化吸收消化吸收，这一部分称为同化量这一部分称为同化量.兔子的摄入量就是兔兔子的摄入量就是兔子的同化量吗？子的同化量吗？( (同化量同化量=摄入量摄入量粪便量）粪便量）初级消费者兔子的能量到哪里去了？初级消费者兔子的能量到哪里去了？初级消费者同化的能量初级消费者同化的能量呼吸呼吸消耗消耗用于生长、用于生长、发育、繁殖发育、繁殖（储存）（储存）遗体、遗体、残枝败叶残枝败叶分解者分解者利用利用次级消费者摄食次级消费者摄食能量在第二营养级中的变化能量在第二营养级中的变化初级消费者初级消费者摄入摄入初级消费者初级消费者同化同化用于生长用于生长发育和繁殖发育和繁殖次级消费

5、者次级消费者摄入摄入分分解解者者利利用用遗体遗体残骸残骸粪便粪便呼吸呼吸作用作用散失散失呼呼吸吸作作用用散散失失能能量量在在第第二二营营养养级级中中的的变变化化呼吸消耗呼吸消耗鹰的能量去向如何鹰的能量去向如何分解者分解分解者分解 太阳能被小草固定太阳能被小草固定后后, ,这些能量有哪些去这些能量有哪些去向向? ?呼吸作用呼吸作用生命生命活动活动热能热能暂未利用暂未利用分解者分解者残枝败叶等残枝败叶等呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用暂未利用暂未利用暂未利用暂未利用暂未利用暂未利用残枝败叶等残枝败叶等残残 骸骸残残 骸骸分解者分解者分解者分解者分解者分解者残枝败叶等残枝败叶等残骸残

6、骸残骸残骸 散失（分解者）散失（分解者） 散失散失（呼吸作用）（呼吸作用） 呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用分解者分解者分解者分解者分解者分解者输入输入 生态系统中能量的输入、传递和散失的过程。生态系统中能量的输入、传递和散失的过程。传递传递传递传递 散失（呼吸作用）散失（呼吸作用） 散失（分解者）散失（分解者） 传递传递传递传递输入输入 起点起点:去向去向:渠道渠道:生产者生产者初级消费者初级消费者次级消费者次级消费者三级消费者三级消费者生产者所固定的太阳能生产者所固定的太阳能从第一营养级流动到第二营养级的能量从第一营养级流动到第二营养级的能量 及时巩固A同化量摄入量粪便量同

7、化量摄入量粪便量3、大象是植食性动物，有一种羌螂专以大象、大象是植食性动物，有一种羌螂专以大象粪为食。如果在某段时间大象所同化的能量粪为食。如果在某段时间大象所同化的能量为为m，则这部分能量中可以流入羌螂体内的，则这部分能量中可以流入羌螂体内的约为（约为（ ）A. 0 B. 10%m C. 1020%m D. 不知道不知道A思考与讨论思考与讨论（9494页）页）生态系统中的能量流动和转化是否生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律，为什么？遵循能量守恒定律，为什么？ 是，在生态系统中，能量的形式不断转是，在生态系统中，能量的形式不断转换，如太阳辐射能通过绿色植物的光合作用换，如太阳辐射能

8、通过绿色植物的光合作用转变为储存于有机物化学键中的化学能；动转变为储存于有机物化学键中的化学能；动物通过消耗自身体内储存的化学能变成爬、物通过消耗自身体内储存的化学能变成爬、跳、飞、游的机械能。在这些过程中，能量跳、飞、游的机械能。在这些过程中，能量既不能凭空产生，也不会消灭，只能由一种既不能凭空产生，也不会消灭，只能由一种形式转变为另一种形式。因此，对于生态系形式转变为另一种形式。因此，对于生态系统中的能量转换和传递过程，都可以根据热统中的能量转换和传递过程，都可以根据热力学第一定律进行定量计算。力学第一定律进行定量计算。 输入某营养级的总能量输入某营养级的总能量呼吸作用消耗的能量分呼吸作用

9、消耗的能量分解者分解的能量流入下解者分解的能量流入下一营养级的能量一营养级的能量流经某生态系统的能量能否流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统？再回到这个生态系统？ 能量在生态系统中的流动，很大能量在生态系统中的流动，很大部分被各个营养级的生物利用，通过部分被各个营养级的生物利用，通过呼吸作用以热的形式散失。散失到空呼吸作用以热的形式散失。散失到空间的热能不能再回到生态系统参与流间的热能不能再回到生态系统参与流动。动。因为至今尚未发现以热能作为能因为至今尚未发现以热能作为能源合成有机物的生物。源合成有机物的生物。能量传递效率能量传递效率13.5%13.5%20%20%62.813.52%1

10、2.620.06%1.1.用表格的形式，将图中的数据进行整理用表格的形式，将图中的数据进行整理2.2.计算计算“流出流出”该营养级的能量占该营养级的能量占“流入流入”该营养级能量的百分比该营养级能量的百分比? ?营养级营养级流入能量流入能量流出能量流出能量（输入后一（输入后一个营养级）个营养级）出入比出入比生产者生产者464.6464.6植食性动物植食性动物肉食性动物肉食性动物分解者分解者62.812.612.614.695页资料分析页资料分析一部分通过该营养级的一部分通过该营养级的呼吸作用散失呼吸作用散失了。了。一部分作为遗体或残枝败叶而被一部分作为遗体或残枝败叶而被分解者所分分解者所分解解

11、。 提示：流入某一营养级的能量主要有以提示：流入某一营养级的能量主要有以下去向：下去向：所以，流入某一营养级的能量不所以，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。可能百分之百地流到下一营养级。2流入某一营养级的能量，为什么不是流入某一营养级的能量，为什么不是百分百地流到下一营养级？百分百地流到下一营养级？单向流动：单向流动：逐级递减：逐级递减：原原因因各营养级的生物都因自身各营养级的生物都因自身生命之需消耗（呼吸作用生命之需消耗（呼吸作用消耗）消耗）上一营养级传入下一营养级上一营养级传入下一营养级的能量只有的能量只有10%-20%各营养级的生物总有一部各营养级的生物总有一部分未被下

12、一个营养级利用分未被下一个营养级利用而最终被分解而最终被分解沿食物链方向一直向前（沿食物链方向一直向前（不循环，不循环，不可逆不可逆）特特点点( (三三) )能量流动的特点能量流动的特点假如你流落到荒岛上，只假如你流落到荒岛上，只有一只母鸡、有一只母鸡、kgkg玉米玉米先吃鸡，再吃玉米？先吃鸡，再吃玉米？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，吃鸡产下的蛋？喂鸡，吃鸡产下的蛋？增加了食物链的长度，增加了食物链的长度，能量逐级递减，最后人能量逐级递减，最后人获得的能量较少获得的能量较少本本节节知知识识体体系系能能量量流流动动概念：概念：生态系统中能量的输入、传递、转生态系统中能

13、量的输入、传递、转化和散失的过程化和散失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：食物链和食物网途径：食物链和食物网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；传递效率递减；传递效率10%20%。太阳能太阳能第二课时单向流动：单向流动：逐级递减：逐级递减：原原因因各营养级的生物都因自身各营养级的生物都因自身生命之需消耗（呼吸作用生命之需消耗（呼吸作用消耗）消耗）上一营养级传

14、入下一营养级上一营养级传入下一营养级的能量只有的能量只有10%-20%各营养级的生物总有一部各营养级的生物总有一部分未被下一个营养级利用分未被下一个营养级利用而最终被分解而最终被分解沿食物链方向一直向前（沿食物链方向一直向前（不循环，不循环，不可逆不可逆）特特点点( (三三) )能量流动的特点能量流动的特点 如果把单位如果把单位时间内各个营养时间内各个营养级所得到的级所得到的能量能量数值数值，由低到高，由低到高绘成图，可以形绘成图，可以形成一个金字塔图成一个金字塔图形，叫做形，叫做“能量能量金字塔金字塔”。能量金字塔能量金字塔 如果把各个营如果把各个营养级的养级的生物数量生物数量关系，用绘制能

15、关系，用绘制能量金字塔的方式量金字塔的方式表达出来，是不表达出来，是不是也是金字塔形？是也是金字塔形？想一想：想一想：数量金字塔数量金字塔有没有例外的有没有例外的情况？情况？想一想：想一想： 在在一片树林一片树林中，树、昆虫和食虫鸟中，树、昆虫和食虫鸟的的个体数个体数比例关系如下图所示：比例关系如下图所示：鸟鸟树树昆虫昆虫昆虫昆虫树树鸟鸟数量比例图数量比例图能量金字塔能量金字塔 成千上万只昆虫生活在成千上万只昆虫生活在一株大树一株大树上，上，该数量金字塔的塔形也会发生该数量金字塔的塔形也会发生倒置。倒置。生物量生物量( (质量、重量质量、重量) )金字塔金字塔：人们对一片海域中生态系统作了统计

16、：人们对一片海域中生态系统作了统计：消费者消费者（吃大鱼的鱼（吃大鱼的鱼） 3万吨万吨；消费者消费者（吃小鱼虾的大鱼）（吃小鱼虾的大鱼）1717万吨万吨；消费者消费者（吃大叶藻的小鱼虾）（吃大叶藻的小鱼虾） 12001200万吨万吨；生产者（大叶藻）生产者（大叶藻） 4 8004 800万吨万吨；生物能量金字塔生物能量金字塔( (正正) )在某一生态系统在某一生态系统1 1平方米的面积上：平方米的面积上：消费者消费者（肉食动物）（肉食动物） 2525千焦千焦。消费者消费者（肉食动物）（肉食动物） 280280千焦千焦；消费者消费者（草食动物）（草食动物） 6 1786 178千焦千焦；生产者（

17、植物）生产者（植物） 36 92236 922千焦千焦； 例如，在海洋生态系统中，由例如，在海洋生态系统中，由于生产者（浮游植物）的个体小，于生产者（浮游植物）的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，所以掉，所以某一时刻某一时刻调查到的调查到的浮游植浮游植物的量可能低于浮游动物的量物的量可能低于浮游动物的量。当。当然，总的来看，一年中流过浮游植然，总的来看，一年中流过浮游植物的总能量还是比流过浮游动物的物的总能量还是比流过浮游动物的要多。要多。桑基鱼桑基鱼塘塘 “桑基鱼塘桑基鱼塘”的设计理念是从人类的设计理念是从人类所需出发，通过所需出发，通过能量多级利用能量

18、多级利用，充，充分利用流经各营养级的能量，提高分利用流经各营养级的能量，提高生产效益。生产效益。三三. .研究能量流动的意义研究能量流动的意义加工厂加工厂桑基桑基蔗基蔗基有有机机物物质质甘蔗甘蔗蔗叶蔗叶塘泥塘泥蚕茧蚕茧蚕粪蚕粪塘泥塘泥鱼鱼鱼塘鱼塘 人们虽然不能改变能量流动的客观规律，人们虽然不能改变能量流动的客观规律，但可但可设法调整能量流动方向，使能量流向设法调整能量流动方向，使能量流向对人类最有益的部分对人类最有益的部分本本节节知知识识体体系系能能量量流流动动概念：概念：生态系统中能量的输入、传递、转化生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程和散失的过程过过程程能量的源头：能量的源头：

19、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：食物链和食物网途径：食物链和食物网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；传递效率递减；传递效率10%20%。研究研究意义意义调整生态系统中的能量流动关系，调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类最有使能量持续高效的流向对人类最有益的部分益的部分太阳能太阳能B1、在一条食物链中，第二营养级能量最、在一条食物链中，第二营养级能量最多

20、有多少流入到第五营养级（多有多少流入到第五营养级（ ）A. 1/5 B.1/125 C.1/25 D.1/6252.假设一个生态系统的总能量为假设一个生态系统的总能量为100，按最高传递效率计算，第三营养级和三级按最高传递效率计算，第三营养级和三级消费者所获得的能量应为消费者所获得的能量应为（ ） A.和和B.和和. C .和和. D.和和C 例例1 1 有有5 5个营养级的一条食物链，若第五个营养级的一条食物链，若第五营养级的生物体重增加营养级的生物体重增加1kg1kg，理论上至少，理论上至少要消耗第一营养级的生物（要消耗第一营养级的生物（ ） A. 25kg B. 125kg A. 25k

21、g B. 125kg C. 625kg D.3125kgC. 625kg D.3125kg 解析解析 这是最为简单的一种计算题型。这是最为简单的一种计算题型。所谓所谓至少至少消耗，即是按照消耗，即是按照最高的效率最高的效率（20%20%）传递。设需消耗第一营养级传递。设需消耗第一营养级生物生物 X kgX kg，则有，则有(20%)4X=1(20%)4X=1，不难选，不难选出正确答案为出正确答案为C C项。项。 3. 根据规定的能量流动效率计算根据规定的能量流动效率计算例例3 3 有一食物网如图1所示。假如猫头鹰的食物2/5来自兔子，2/5来自老鼠，其余来自蛇，那么猫头鹰要增加20g体重，最多消耗植物多少克？解析 据题意，猫头鹰的食物可来源于三条食物 链，直接来源于三种不同的生物：兔、鼠、蛇，如要使其增重20g，则这种食物食用后必须使其分别增加8g、8g、4g。这样可得到图2。 考虑到是考虑到是最多消耗最多消耗，计算时要按，计算时要按最低的能最低的能量流动效率即量流动效率即10%10%计算，这样这三条链消耗计算，这样这三条链消耗的植物分别为的植物分别为