生物系统能量流动

1、 阳泉一中阳泉一中 段蔚然段蔚然草原生态系统草原生态系统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第一营养级第一营养级第二营养级第二营养级第三营养级第三营养级糖类、脂肪、糖类、脂肪、ATP、光合作用、呼吸作用、光合作用、呼吸作用、热能、光能、化学能等热能、光能、化学能等 与能量有关的概念与能量有关的概念 图图1：能量流动的概念图：能量流动的概念图糖类、脂肪、糖类、脂肪、ATP、光合作用、呼吸作用、光合作用、呼吸作用、热能、光能、化学能热能、光能、化学能 与能量有关的概念与能量有关的概念 光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用热能热能ATP图图1：能量流动的概念图：能量流动的概念图生产者生产

2、者 一起来分析我吧未未固固定定生产者 热能热能用于生长发育和繁殖分 解 者遗体 残骸呼吸作用呼吸作用能量在第一营养级中的变化 我的能量是怎样得来的？ 太阳能全部被我吸收利用了吗？ 我固定的能量去哪里了？呼吸作用通过光合作用固定的太阳能呼吸作用分 解 者呼吸作用呼吸作用分 解 者生产者生产者再来分析我们吧 热能热能呼吸作用呼吸作用分 解 者初级消费者初级消费者呼吸作用呼吸作用同化同化能量在第二、三营养级中的变化粪便粪便次级消费者次级消费者呼吸作用呼吸作用分分 解解 者者呼吸作用呼吸作用生产者生产者初级初级消费者消费者次级次级消费者消费者呼吸作用呼吸作用分分 解解 者者呼吸作用呼吸作用生产者生产者

3、初级初级消费者消费者次级次级消费者消费者呼吸作用呼吸作用营养级营养级同化量同化量传递效率（传递效率（% %）第一营养级第一营养级第二营养级第二营养级第三营养级第三营养级分解者利用分解者利用暂未利用暂未利用12.6 62.8未固定未固定生产者生产者 464.6植食性动物植食性动物 62.8 肉食性肉食性动物动物 12.696.318.87.5分解者分解者14.6 14.6 12.52.1 未利用未利用 327.3 327.3 29329.35.0呼吸呼吸 122.6 122.6 464.662.812.6数据分析及整理微量微量（数值单位：（数值单位：J/(cm2a)）分解者利用分解者利用暂未利用

4、暂未利用12.6 62.8未固定未固定生产者生产者 464.6植食性动物植食性动物 62.8 肉食性肉食性动物动物 12.696.318.87.5分解者分解者14.6 14.6 12.52.1 未利用未利用 327.3 327.3 29329.35.0呼吸呼吸 122.6 122.6 数据分析及整理能量守恒能量守恒VS能量逐级递减能量逐级递减营养级营养级本营养本营养级同化量级同化量下一营养下一营养级同化量级同化量呼吸作用呼吸作用散失散失分解者分解者利用利用未被未被利用利用第二营养级第二营养级第三营养级第三营养级微量微量62.812.618.82.129.3=+12.67.5微量微量5.0=+

5、肉食性动物肉食性动物 12.6 12.6 植食性动物植食性动物 62.8 62.8 生产者生产者 464.6 464.6 能量金字塔能量金字塔 低低高高低低高高营养级能量 如果仿照能量金字塔，用生物个体数量如果仿照能量金字塔，用生物个体数量或生物量来表示各营养级之间的关系，会或生物量来表示各营养级之间的关系，会呈现什么形状，有没有例外？呈现什么形状，有没有例外？树树昆虫昆虫鸟鸟浮游植物浮游植物浮游动物浮游动物鱼类鱼类小组讨论小组讨论有时候会出现倒置的塔形。例如，在有时候会出现倒置的塔形。例如，在海洋生态系统中，由于生产者（浮游植海洋生态系统中，由于生产者（浮游植物）的个体小，寿命短，又会不断地

6、被物）的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，所以某一时刻调查到的浮游动物吃掉，所以某一时刻调查到的浮游植物的量可能低于浮游动物的量。浮游植物的量可能低于浮游动物的量。当然，总的来看，一年中流过浮游植物当然，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要多。的总能量还是比流过浮游动物的要多。 最新最新“全球饥饿指数全球饥饿指数”报告显示，报告显示，在在报告统计的报告统计的117117个国家中，有个国家中，有5252个国家的个国家的饥饿状况仍处于饥饿状况仍处于“严重严重”或或“警戒警戒”水平。水平。 心系社会心系社会：20152015全球饥饿指数全球饥饿指数研究能量流动实践意义

7、粮粮食食农作物农作物人类人类秸杆秸杆饲料饲料粪粪沼气池沼气池一级利用一级利用二级二级 利用利用沼液沼渣沼液沼渣养猪养猪三级三级 利用利用排泄物排泄物牛羊牛羊确定草场的载畜量确定草场的载畜量技能训练:分析和处理数据（P97）该玉米田该玉米田的太阳能的太阳能利用效率利用效率是多少？是多少？技能训练:分析和处理数据玉米玉米储存能量储存能量玉米呼吸玉米呼吸消耗能量消耗能量玉米同化玉米同化能量能量入射入射总太阳能总太阳能太阳能利太阳能利用效率用效率例例1 1、下图是北京留民营村的生产流程简图，据图判断，下列、下图是北京留民营村的生产流程简图，据图判断，下列说法正确的是说法正确的是 （ ）光能光能作物、果

8、树作物、果树蔬菜等蔬菜等鸡、牛鸡、牛猪猪产品输出产品输出沼气池沼气池产品输出产品输出饲料饲料粪便粪便沼渣、沼液沼渣、沼液A A农作物通过光合作用合成有机物，能量就从无机环境流入农作物通过光合作用合成有机物，能量就从无机环境流入生物群落生物群落B B由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用效率降低由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用效率降低C C能量经过多级利用，实现了良性循环能量经过多级利用，实现了良性循环D D由于生产环节的增多，最终也增加了废物和污染由于生产环节的增多，最终也增加了废物和污染 A A例例2 2、某同学绘制了下图所示的能量流经生产者所发生的变化、某同学绘制了下图所

9、示的能量流经生产者所发生的变化图解，下列叙述正确的是图解，下列叙述正确的是 （ ）A AW W1 1A A1 1+B+B1 1+C+C1 1+D+D1 1 B BW W1 1可表示流经这一生态系统的总能量可表示流经这一生态系统的总能量C C用于生产者生长、发育繁殖的能量为用于生产者生长、发育繁殖的能量为(A(A1 1B B1 1C C1 1) )D D如果如果C C1 1表示分解者利用的部分，那么表示分解者利用的部分，那么D D1 1就代表未利用的部分就代表未利用的部分B B2110WW 215WW2110WW 215WW 例例3.某生态系统中初级消费者和次级消某生态系统中初级消费者和次级消费

10、者的总能量分别是费者的总能量分别是W1和和W2，当下列哪，当下列哪种情况发生时，最有可能使生态平衡遭到种情况发生时，最有可能使生态平衡遭到破坏（破坏（） BCDD D20%10%10%20%10%20%消耗生产者最少消耗生产者最多最高营养级获得最少能量获得最多能量最高营养级最少传递能量最多传递能量生产者某一生物给不同生物提供能量的比例某一生物给不同生物提供能量的比例某一生物从不同食物链中获得的能量比例某一生物从不同食物链中获得的能量比例280kg- - -25kg- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -10%10%0.25kg41250kg- - -1

11、0%10%10%0.25kg415kg- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -10%0.5kg21 植物牛羊植物小型食肉动物牛羊植物人KJ7102 课后练习课后练习(08年山东高考年山东高考)：为缓解人口增：为缓解人口增长带来的世界性粮食紧张状况，人类可长带来的世界性粮食紧张状况，人类可以适当改变膳食结构。若将（草食）动以适当改变膳食结构。若将（草食）动物性与植物性实物的比例由物性与植物性实物的比例由1比比1调整为调整为1比比4，地球可供养的人口数量是原来的，地球可供养的人口数量是原来的 倍？（能

12、量传递效率按倍？（能量传递效率按10%计算计算，结果精确到小数点后两位数字），结果精确到小数点后两位数字） 调查 调查当地农田生态系统中的调查当地农田生态系统中的能量流动情况，对所调查的农田能量流动情况，对所调查的农田生态系统提出能量流动方面的改生态系统提出能量流动方面的改进建议。进建议。例例3：以下表示动物利用食物的过程。正确的分析是：以下表示动物利用食物的过程。正确的分析是A恒温动物的恒温动物的/值一般高于变温动物值一般高于变温动物B能量流动效率可以用能量流动效率可以用/值表示，一般约为值表示，一般约为10%C提高圈养动物生长量一般需提高提高圈养动物生长量一般需提高/值值D食肉哺乳动物的食

13、肉哺乳动物的/值一般低于食草哺乳动物值一般低于食草哺乳动物C问问（1）圈养动物一般比放养动物生长要快，原圈养动物一般比放养动物生长要快，原因是？请从进行分析。因是？请从进行分析。（2）野生食草动物和食肉动物的）野生食草动物和食肉动物的/值比较，值比较，大小如何？大小如何？在在19571957年，美国的生态学家年，美国的生态学家H.T.OdumH.T.Odum对佛罗里达州的银泉进行了生态系统对佛罗里达州的银泉进行了生态系统营养级和能量流动情况的调查，下表是调查结果。表中的、分别是营养级和能量流动情况的调查，下表是调查结果。表中的、分别是表示不同的营养级，为分解者。表示不同的营养级，为分解者。GP

14、GP表示生物同化作用所固定的能量，表示生物同化作用所固定的能量，R R表示生表示生物呼吸消耗的能量，物呼吸消耗的能量，NPNP表示生物体贮存着的能量（表示生物体贮存着的能量（NP=GP-RNP=GP-R），下列叙述中正），下列叙述中正确的是（确的是（ ） 单位：单位：10102 2千焦千焦/m/m2 2/ /年年GPGPNPNPR R15.9115.912.812.8113. 1013. 10871.27871.27369.69369.69501.58501.580.880.880.340.340.540.54141.20141.2062.0762.0779.1379.13211.85211.

15、8519.2619.26192.59192.59A A生态系统能量流动的渠道可能是生态系统能量流动的渠道可能是B B能量在初级消费者和次级消费者之间的传递效率约为能量在初级消费者和次级消费者之间的传递效率约为5.5%5.5%C C若该生态系统维持现在的能量输入、输出水平，则有机物若该生态系统维持现在的能量输入、输出水平，则有机物的总量会增多的总量会增多DD营养级营养级GPGP的去向中，未被利用的能量有一部分残留在自的去向中，未被利用的能量有一部分残留在自身的粪便中身的粪便中C生产者固定的能量所有生物呼吸消耗的能量生产者固定的能量所有生物呼吸消耗的能量食物链的组成食物链的组成:生产者和消费者生产

16、者和消费者粪便属于上一营养级的遗体粪便属于上一营养级的遗体,是未被同化的是未被同化的输入输入786.94输出输出例例5 5：发生汶川大地震的龙门山地震带是我国生物多样性保护的：发生汶川大地震的龙门山地震带是我国生物多样性保护的关键区域，下图为地震毁损的某自然保护区人为干预下恢复过程关键区域，下图为地震毁损的某自然保护区人为干预下恢复过程的能量流动图单位为的能量流动图单位为10103 3 kJ/ kJ/（m2am2a）。）。（1）该生态系统中生产者固定的总能量）该生态系统中生产者固定的总能量是是_。 该生态系统中肉食动物同化的总能量是该生态系统中肉食动物同化的总能量是_。 该生态系统中植食动物同化的总能量是该生态系统中植食动物同化的总能量是_。 （2）由植食动物输入给肉食动物的总能是）由植食动物输入给肉食动物的总能是_。 由生产者输入给植食动物的总能量是由生产者输入给植食动物的总能量是_。（3）第二营养级到第三营养级传递的效率）第二营养级到第三营养级传递的效率约约为为_。1107.5162.51415.6%请大家分别画出能量流经第一、二营养请大家分别画出能量流经第一、二营养级两幅示意图（图级两幅示意图（图4 4、图、图5 5）一个营养级能量的输入一个营养级能量的输入=摄入量摄入量-粪便量粪便量=能量的同化量能量的同化量=储存量储存量+呼吸作用的散失量呼吸作用的散