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1、第,2,节,生态系统的能量流动,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。,生态系统的能量流动,生态系统中能量的,输入、,传递、转化和散失,的过程，,称为生态系统的能量流动。,草的能量是怎样得来的,光合作用,(,太阳能,化学能,),草的能量的去向,供下一营养级摄入,分解者分解,呼吸消耗,能量在第一营养级中的变化,生,产,者,固,定,的,太,阳,能,呼吸消耗,遗体、,残枝败叶,分解者利用,用于生长、,发育、繁殖,初级消费者摄食,?,摄入量,:,下一个营养级通过捕食的方,式从上一个营养级获得的能量,.,兔子的摄
2、入量就是兔子的同化量吗？,(,同化量,=,摄入量,粪便量）,粪便,初级消费者,摄入,初级消费者,分,解,同化,呼,者,利,遗体,吸,用于生长,用,残骸,发育和繁殖,散,次级消费者,失,摄入,散失,.,能,量,在,第,二,营,养,级,中,的,变,化,呼,吸,鹰,(,最高营养级,),的能量,去向如何,呼吸消耗,分解者分解,生态系统的能量流动图解,:,能量沿着食物链流动,在这个过程中每一,个营养级都有输入、传递、转化和散失。,呼吸作用,呼吸作用,呼吸作用,呼吸作用,生产者,(,植物,),植食动物,肉食动物,肉食动物,者,分,解,呼吸作用,总结,、能量流动的起点：（,能量的最终源头）,从生产者固定太阳
3、能开始（太阳能）,2,、流经生态系统的总能量：,生产者光合作用固定的太阳能总量,3,、生态系统能量流动的渠道：,食物链和食物网,4|,、生态系统能量的散失：,热能,思考与讨论,:,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？,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转变,为储存于有机物化学键中的化学能；动物通,输入某营养级的总能量呼,过消耗自身体内储存的化学能变成爬、跳、,吸作用消耗的能量分解者分,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，只能由一种形式,解的能量流入下一营养级的,转变为另一种形式。因此，对于生态系统中,能量,的
4、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。,流经某生态系统的能量能,否再回到这个生态系统？,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，通过呼吸作用,以热能的形式散失。散失到空间的热能不,能再回到生态系统参与流动。,因为至今尚,未发现以热能作为能源合成有机物的生物,分析”塞达伯格湖的能量流动图解”,“,未利用”是指未被自身呼吸作用消耗和未被后一,下营养级和分解者利用的能量,1.,用表格的形式，将图中的数据进行整理,2.,计算“流出”该营养级的能量占“流入”,该营养级能量的百分比,?,营养级,生产者,植食性动物,肉食性动物,流出能量,（输入后一,流入能量,个营养级
5、）,464.6,.,.,.,出入比,13.52%,20.06%,62.8,12.6,分解者,2,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？,提示：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。,一部分作为遗体或残枝败叶而被,分解者所分解,。,还有一部分进入下一营养级,（被捕食）,。,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。,生态系统能量流动的特点：,单向流动,:,不循环，不可逆,生产者,次级消费者,初级消费者,三级消费者,能量在沿食物链流动的,逐级递减,:,过程中是逐渐减少的,在相邻两个营养级中的传递效率大,约是,10%,2
6、0%,假如你流落到荒岛上，只,有一只母鸡、,kg,玉米,先吃鸡，再吃玉米？,先吃玉米，同时用一部分玉米,喂鸡，吃鸡产下的蛋？,增加了食物链的长度，,能量逐级递减，最后人,获得的能量较少,能量金字塔,想一想：,从能量流动金字塔可,以看出：营养级越多，,在能量流动中消耗的,越多,能量就,_,。,如果把各个营养级的,生物量（质量）和数量关,系，用绘制能量金字塔的,方式表达出来，是不是也,是金字塔形？,数量金字塔,想一想：,有没有例外的,情况？,成千上万只昆虫生活在一株大树上，,该数量金字塔的塔形也会发生倒置。,在一片树林中，树、昆虫和食虫,鸟的个体数比例关系如下图所示：,鸟,鸟,昆虫,昆虫,树,数量
7、比例图,树,能量金字塔,生物量金字塔,例如，在海洋生态系统中，由于生,产者（浮游植物）的个体小，寿命短，,又会不断地被浮游动物吃掉，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。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。,思考：,1,、从能量流动的特点角度解释为什么食物链一般,不超过五个营养级及“一山不容二虎”的原理。,2.,为什么一般的食物链上营养级不会多于,5,个？,答：根据能量传递效率为,10%20%,计算，流入到下一,营养级能量是很少的。所以营养级越高生物种类和数,量就越少。当能量流经,45,个营养级，所剩的能量就,少到不足以再维持下一营养级的
8、生命了。因为能量每,流经一级都要丢失一大部分，所以食物链越长，能量,流失就越多。,1.,为什么说“一山不容二虎”,?,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,已减到很少的程度。因此，老虎的数量将,是很少的。故“一山不容二虎”有一定的,生态学道理。,1.,为什么肉类食品的价格比小白菜价格高？,2.,为什么几平方公里才能有一只虎,而几平方,米却有百万昆虫,?,3.,人增加一千克，要消耗多少克的植物？,(,从,不同食物链考虑,),例、,在草原上，牛以草为食，屎壳,郎以牛粪为食,思考：,a,、在
9、能量流动的分析中牛粪,中所含的能量属于哪一部分？,生产者固定的太阳能,b,、被牛同化的能量中约有多少流入,屎壳郎？,0,加工厂,蚕茧,鱼,蚕粪,有,机,物,质,甘蔗,桑基,蔗基,蔗叶,塘泥,塘泥,鱼塘,人们虽然不能改变能量流动的客观规律，,但可设法调整能量流动方向，使能量流向,对人类最有益的部分,三,.,研究能量流动的意义,1,、对能量进行多级利用，提高能量的利用率。,例如：秸秆的多级利用、桑基鱼塘,“,桑基鱼塘”的设计理念是从人类,所需出发，通过,能量多级利用,，充,分利用流经各营养级的能量，提高,生产效益。,桑基,鱼塘,研究生态系统能量流动的意义,2,、合理调整能量流动关系，使能量持续高效
10、地流向,对人类最有益的部分。,例如，在森林中，最好使能量多储存在木材中；在,草原牧场上，则最好使能量多流向到牛、羊等牲畜,体内，获得更多的毛、肉、皮、奶等畜产品。,思考：从能量流动的角度分析农业生产中除草、灭,虫的生态原理。,W,1,?,5,W,2,1.,根据能量流动效率直接计算,例,1,某生态系统中初级消费者和次级消费者的总,能量分别是,W1,和,W2,，当下列哪种情况发生时，最,有可能使生态平衡遭到破坏（,）,W,?,10,W,A.B.C.D.,W,1,?,5,W,2,W,1,?,5,W,2,W,?,10,W,1,2,1,2,例,2,有,5,个营养级的一条食物链，若第五营养级,的生物体重增
11、加,1kg,，理论上至少要消耗第一营,养级的生物（,）,?,A.25kg B.125kg C.625kg D.3125kg,?,2.,根据隐含的能量流动数量关系进,行计算,?,例,3,在某生态系统中，已知,1,只,2kg,的鹰要吃,10kg,的小鸟，,0.25kg,的小,鸟要吃,2kg,的昆虫，而,100kg,的昆虫,要吃,1000kg,的绿色植物。若各营养,级生物所摄入的食物全转化成能量,的话，那么，这只鹰转化绿色植物,的百分比应为（,）,A.0.05%B.0.5%,C.0.25%D.0.025%,?,3.,根据规定的能量流动效率计算,例,4,有一食物网如图,1,所示。假如猫,头鹰的食物,2
12、/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？,?,例,5,在如下图,3,所示的食物网中，已知,各营养级之间的能量转化效率为,10%,，,若一种生物摄食两种上一营养级的生物,时，两种被摄食的生物量相等，则丁每,增加,10,千克生物量，需消耗生产者多少,千克？,?,4.,根据变化的能量流动效率计算,例,6,已知在如下图,4,所示的食物网中，,C,生物同化的总能量为,a,，其中,A,生物,直接供给,C,生物的比例为,x,，则按最,低的能量传递效率计算，需要,A,生物,的总能量（,y,）与,x,的函数关系式为,_,。,?,5.,根据特定的能量流
13、动要求计算,例,7,有一食物网如下图,5,所示，设,E,种群干,物质量为,5.8,109kJ,，,B,种群干物质量为,1.3,108kJ,，则,A,种群干物质量的值至少,是,_,。,生态系统中能量的输入、传递、转化,概念：,和散失的过程。,生,态,系,统,的,能,量,流,动,1,、能量的源头：太阳能,过,程,2,、流经生态系统的总能量：生产者固定,的太阳能的总量。,3,、总渠道：食物链或食物网,1,、单向流动：生产者,初级消费者,特,次级消费者,点,2,、逐级递减：传递效率为,10%20%,意义：,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。,反馈练习：,1,、在一
14、个处于平衡状态的封闭的生态系,统内，要使其中的动物能够长时间存活，,必须提供（,D,）,A,o,2,B,H,2,o,C,有机物,D,太阳能,2,、在一条食物链中，第二营养级能量最,多有多少流入到第五营养级（,B,）,A.1/5 B.1/125,C.1/25,D.1/625,3,、肉食动物不可能是一条食物链中的第几,营养级（,B,）,A,第五,B,第二,C,第三,D,第四,4,、对水稻,鼠,蛇,鹰这条食物链的错误,描述是（,D,）,A.,水稻是生产者,B.,鼠是初级消费者,C.,蛇是次级消费者,D.,鹰属于第三营养级,5.,下面有关生态系统能量流动的表述，不正确的是（,C,）,A,.,能量流动是
15、单向流动，逐级递减的,B,.,食物链越短，可供消费者的能量越多,C,.,初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少,D,.,营养级越多，散失的能量越多,6.,假设一个生态系统的总能量为，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,（,C,）,A,.,和,B,.,.,和,.,C,.,和,.,D,.,和,练习题,1.,根据生态学原理，使能量在流动过程中损耗最低，,应采用的一组食物结构,B,A.,以淡水养殖的鱼类为主,B.,以谷物与植物蛋白为主,C.,以海洋鱼类为主,D.,以禽肉与蛋为主,2.,下图是某一生态系统的能量锥体，能正确反,映能量流动特点的是：,D,A,B,C,D,3.,一
16、般地说，在食物链中随营养级的递增，生,物个体数量将依次：,C,A.,递增,B.,不变,C.,递减,D.,稍增加,4.,在生态系统的能量金字塔中，贮存能量最多的,成分是：,A,A.,生产者,B.,初级消费者,C.,次级消费者,D.,分解者,c,5,、流经生态系统的总能量是指,(,),A.,照射到该生态系统内所有植物体叶面上的全,部太阳能,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,6,、假设初级消费者从生产者那里获得的能量数值,相等，则猫头鹰获得能量最多的食物链（,B,）,A,、绿色植物蝗虫蜘蛛蜥蜴蛇猫头鹰,B,、绿色植物鼠猫头鹰
17、,C,、绿色植物蝗虫青蛙蛇猫头鹰,D,、绿色植物鼠蛇猫头鹰,7.,假设一个生态系统的总能量为,，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,（,C,）,A.,和,B.,.,和,.,C.,和,.,D.,和,7.,识图作答：下图表示生态系统的能量,流动，请据图回答：,（,1,）将,A,、,B,、,C,、,D,各营养级的名称依次,写在图中：,生产者,初级消费者,A,_ B,_,次级消费者,C,_ D,三级消费者,_,（,2,）图中,a1,代表,生产者所固定的太阳能,（,3,）图中,a2,代表,从第一营养级流动到第二营养级的能量,（,4,）,（,5,）从生态系统能量传递效率上看，一个,a3,a2,的原因是,初级消费者呼吸作用消耗了大,部分的能量，只有,10,-20,的能量传递给次级消费者，,所以,a3,a2,；,营养级的能量，流到下一个营养级只,有,_,10,20,因此，一个食物链一般不,能超过,_,五个营养级,
