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(共39张PPT)
第 2 节
生态系统的能量流动
生态系统的结构
生态系统的结构
组成成分
非生物的物质和能量
生产者、消费者、分解者
食物链和食物网
问题探讨
备选策略1：先吃鸡，再吃玉米；
备选策略2：先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的 蛋，最后吃鸡。
一、生态系统的能量流动的概念
生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
⒈生态系统的能量来源：
太阳光能
2.起点： 渠道:食物链和食物网
生产者
3.流经生态系统总能量：
生产者所固定的太阳能的总量(约占1%)
二.能量流动的过程
4.来源：
生产者
消费者
——太阳光能
——前一营养级
5.各营养级能量的去路有哪些？
⒈生态系统的能量来源是什么？
2.能量流动的起点和渠道是什么？
3.流经生态系统的总能量是什么？
4.各个营养级能量的来源又是什么？
请阅读并讨论:
生产者固定的太阳能
呼吸散失
用于生长、
发育、繁殖
遗体、
残枝败叶
分解者
初级消费者摄食
初级消费者
摄入
用于生长
发育和繁殖
次级消费者
摄入
呼吸
散失
遗体
残骸
初级消费者
同化
分解者利用
粪便
呼吸
散失
...
能量流经第二营养级示意图
思考：
（1）兔子摄入的草中的能量有哪两个去向？________
（2）兔子同化的草中的能量有哪些个去向？________
（3）兔子粪便中的能量属于哪个营养级？_________
摄入量
上一营养级
呼吸散失
生长发育繁殖
分解者
同化量
粪便量
下一营养级
分解者
能量流经第二营养级时的关系：
摄入量 = 同化量 + 粪便量
生产者
(植物)
呼吸
初级消费者
(植食动物)
呼吸
次级消费者
(肉食动物)
呼吸
分 解 者
…
呼吸
三级消费者
(肉食动物)
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
A．生产者固定的太阳能总量减去生产者的呼吸量
B．被草食动物吃的植物所含的全部能量
C．被草食动物吃了的植物所含的能量减去粪便等内的能量
D．用于草食动物的生长、发育、繁殖等生命活动所需的能量
同步训练
例1．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为（ ）
A．10-20% B．20%
C．10% D．0%
D
小结
生产者固定的太阳能
生产者固定的太阳能总量
1.能量流动的起点和来源
2.流经生态系统的总能量
4.能量流动的途径(渠道)
3.能量的去向
食物链和食物网
呼吸作用消耗；下一营养级摄入同化；分解者分解
5.能量流动的终点
热能散失
赛达伯格湖的能量流动图解
三
能量流动的特点
阅读教材并分析P95图5-8，思考以下问题：
1、生产者固定的能量有几个去向
将去向的数字相加,你会发现什么
2、流经该生态系统的总能量是多少
3、植食性动物、肉食性动物同化的能量分别是多少
4、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 传递效率的范围大约是多少
5、能量流动的特点是什么
X 100%
营养级 输入量 KJ 流到下一营养级的能量 KJ 传递 效率
生产者
植食性动物
肉食性动物
比较各营养级的能量流动
464.6
62.8
12.6
12.6
62.8
13.5%
20%
三、能量流动的特点
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，而各个营养级的能量总是以呼吸散失热能。即必须源源不断地输入，又不断地散失。
第二、逐级递减，传递效率为10％～20％.
逐级递减的原因：自身呼吸消耗、被分解者分解、未被下一个营养级利用。
能量金字塔
由单位时间内各营养级所得到的能量数值
由低到高绘制的图形叫做能量金字塔.
在一个生态系统中，营养级
越多，在能量流动的过程中
消耗的能量就越多。
问题探讨
备选策略1：先吃鸡，再吃玉米；
备选策略2：先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的 蛋，最后吃鸡。
桑基鱼塘
沼气工程
四、研究能量流动的意义
1、帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
除草、治虫
合理确定载畜量、捞捕量
2、帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
本节知识小结
能量流动
概念：
过程
能量的源头：
流经生态系统的总能量：
生产者固定的太阳能的总量
途径：食物链或食物网
特点
单向流动：
逐级递减：
能量金字塔：
太阳能
有关能量传递效率的计算:
如果遇到“至少”或者“最多”等字眼，如何解题？
选最短食物链 获得最多
生 最少消耗 选最大传递效率20℅ 消
产 费
者 最大消耗 选最长食物链 获得最少 者
选最小传递效率10℅
例3、根据下图所表示的食物网, 结合能量流动的特点进行计算:
牧草
鼠
蛇
猫头鹰
如果牧草固定了1000焦耳的能量, 则猫头鹰最少能获得______焦耳能量, 最多能获得______焦耳能量.
1
40
跟踪反馈:
1.流经生态系统的总能量是( )
A. 照射到该生态系统内所有植物体
叶面上的太阳能
B. 射进该系统的全部太阳能
C. 该系统全部生产者所固定的太阳
能的总量
D. 生产者传递给消费者的全部能量
C
跟踪反馈:
B
2.生态系统的能量金字塔中，构成塔基的
一般是( )
A．初级消费者 B．生产者
C．次级消费者 D．分解者
3.初级消费者体内能量的去路不包括( )
A．用于自身的生长、发育和繁殖
B．被第一营养级的其他生物所获得
C．以热能的形式散失
D．被分解者分解释放到环境中去
B
C
4.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（ ）
A．以禽类、蛋类为主
B．以淡水养殖的鱼、虾为主
C．以谷物和植物蛋白为主
D．以猪肉等家畜肉类为主
A
营养级 能量（J·m-2）
a 141.10×105
b 15.91×105
c 0.88×105
d 871.27×105
5、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、 a B、b
C、 c D、d
解析：由于在食物网中，同一营养级的生物可从不同低营养级的生物获得能量，而且从不同途径获得能量的比例可以相等也可以不等，这时应按照各单独的食物链进行计算后再相加。
[例2]（2004.上海）如果一个人食物
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。假如传递效率为
10%，那么该人每增加1Kg体重，
约消耗植物________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=25kg
3、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1、在如图食物网中，a表示鸟的食物中动物性食物所占比例，若要使鸟体重增加x，至少需要生产者量为y，那么x与y的关系可表示为：
草
虫
鸟
y
x
例1、在如图食物网中，a表示鸟的食物中动物性食物所占比例，若要使鸟体重增加x，最多需要生产者量为y，那么x与y的关系可表示为：
草
虫
鸟
y
x
变式训练. 如图食物网中，若人的体重增加1kg，最少消耗水藻_________kg；最多消耗水藻__________kg。
若现有1吨水藻，至少使人增重__________kg；最多使人增重__________kg。
25
100000
0.01
40
4.8 x107Kj
要使A获得的能量最少，则必须保证三个条件，即：一是能量来源途径最少；二是食物链要最长；三是能量传递效率最低（按10%算）。
[例2]如图为某生态系统中的食物网示意图。若E生物种群含有总能量为7.1 x109Kj，B生物种群含有总能量为2.3 x108 Kj，则从理论讲，A生物种群含有的总能量至少是_______。
三、能量流动的特点
13.5％,
20％
10％～20％
a.下一个营养级不能利用的能量。
　　　如：草根
b.下一个营养级能利用而未利用的能量。
如：羊不能吃完所有的草
(1)第二营养级获得第一营养级(生产者)所同化
能量的百分比是多少 第三营养级获得第二
营养级百分比呢
(2)能量在相邻的营养级之间的传递效率在多大
范围内
(3)上图中“未利用的能量”是指哪些能量呢？
62.8
12.6
×
100％ =
20.06％
62.8
464.6
×
100％ =
13.52％
数量金字塔
三
能量流动的特点
有没有例外的情况？
想一想：
比如一棵大树上有几百只昆虫。
生态金字塔：
1、能量金字塔：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10％～20％。
2、数量金字塔：以每个营养级的生物个体数量为依据绘制的金字塔。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，所以也会出现倒置的现象。比如一棵大树上有几百只昆虫。
3、生物量金字塔：以每个营养级的生物量(现存生物有机物的总质量)绘制的金字塔。但某些单细胞生物的生命周期短，不积累生物量，而且在测定生物量时是以现存量为依据的，所以在海洋生态系统中会出现倒置现象，即出现浮游动物数量多于浮游植物。
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。
请大家思考并讨论:
假设你像鲁滨逊那样流落在不毛的荒岛上，只有15Kg玉米和一只母鸡可以食用，那么使自己活的最长的办法是 :
1.先吃鸡，然后吃玉米　　　　
2.先吃玉米，同时用部
分玉米喂鸡，吃鸡生产
的蛋，最后再吃鸡
请分析讨论:
用能量流动的原理, 解释谚语“一山不容二虎”隐含的生物学原理。
学以致用
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，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(网)流经老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“一山不能容二虎”有一定的生态学道理。
一个营养级所同化的能量=自身呼吸消耗+流入下一个营养级+被分解者分解
摄入量 = 同化量 + 粪便量

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