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1、第五章 生态系统及其稳定性第2节 生态系统的能量流动,主讲教师：张雷班 级：高二年级,复习：,1.生态系统结构包括_和 _。,组成成分,营养结构,2.生态系统结构包括_、_、_、_和 _、_。,非生物的物质和能量,生产者,消费者,分解者,食物链,食物网,组成成分,营养结构,某岛屿栖息着狐和野兔，生态系统相对稳定。后来有人登岛牧羊、捕食野兔和狐，狐也捕食羊羔。第五年，岛上狐濒临灭绝，但野兔的数量大大超过人登岛前地数量。第六年，野兔种群暴发了由瘟疫热病毒引起的瘟疫，其数量骤减。回答问题：1.人与狐的种间关系是 _，兔瘟热病毒也野兔的 种间关系是。2.画出由人、羊、狐、野兔和牧草组成的食物网。3.人
2、登岛后的第五年，与登岛前相比，野兔的种内竞争 度(增加、减小、不变）4.一般情况下，被捕食者传染病的流行程度将随捕食者种群密度的增加而（增强、减弱、不变）,2011年全国高考题,竞争和捕食,寄生,增加,减弱,下图是处于平衡状态的简单淡水生态系统，请回答：1.此生态系统中共有 条食物链。2.生态系统中属第三营养级的动物有 _。3.此生态系统中的分解者是_。4.若此生态系统中的水绵大量减少，则（）A.水藻大量减少 B.小鱼数目增多C.大鱼数目减少 D.甲壳类数目增多5.此生态系统中各种生物的总和，生态学上称_。,3,水鸟、小鱼、淡水虾,腐生细菌、真菌,C,群落,第2节 生态系统的能量流动,一、能量
3、流动概念1.概念：生态系统中能量的、传递、和散失过程。,(1)源头：太阳能。(2)起点：从开始。(3)流入生态系统总能量：。,生产者固定太阳能,生产者固定的太阳能总量,二.能量流动的过程,1.能量的输入,基础要点,（4）主要方式：_。,光合作用,（5）能量转化：_。,光能,化学能,输入,转化,化学能,无机物,有机物,2.能量的传递(1)传递渠道：。(2)传递过程,食物链和食物网,植物,虫,鹰,鸟,第一营养级,第二营养级,第三营养级,第四营养级,生产者,一级消费者,二级消费者,三级消费者,呼吸散失,用于生长、发育、繁殖,遗体、残枝败叶,分解者,初级消费者摄入,能量流经第一营养级示意图,生产者固定
4、的太阳能,（2）传递过程,（储存在植物体中的有机物）,呼吸散失,1.能量是怎样输入生态系统的？,2.生产者所固定的能量会不会全部被初级消费者利用？,粪便,初级消费者 同化,分解者,呼吸散失,能量流经第二营养级示意图,（2）传递过程,呼吸散失,初级消费者 摄入,用于生长、发育、繁殖,遗体、残骸,分解者,次级消费者摄入,呼吸散失,同化量=摄入量-粪便中有机物量,1.初级消费者粪便中的能量包括在初级消费者同化的能量中吗？,2.初级消费者同化的能量有哪几个去向？,下列有关生态系统能量流动的叙述中，正确的 是（）A.一种蜣螂专以大象粪为食，则该种蜣螂最多 能获取大象所同化能量的20%B.当狼捕食兔子并同
5、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 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.生态系统的能量是伴随物质而循环利用的,解析 蜣螂以大象粪便为食，那么，大象同化的能量没有被蜣螂获得，因为粪便为食物残渣，是未被吸收同化的成分；狼捕食兔子则是能量从第二营养级流入到了第三营养级；光合作用合成有机物的同时把非生物环境中的光能转变为化学能而进入了生物群落；生态系统的能量流动伴随着物质循环，但不能循环利用。答案 C,生态系统的能量流动图解,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
6、),呼吸,（2）传递过程,注意：,箭头由粗到细：表示流入下一营养级的能量逐级递减。,方框从大到小：随营养级的升高，储存在生物体内的能量越来越少。,3.能量的转化,太阳能,化学能,热能,ATP,4.能量的散失,（1）形式：大部分热能散失,（2）特殊形式：动植物遗体残骸形成煤炭、石油,赛达伯格湖,赛达伯格湖是一个天然的高原湖泊，气候较为寒冷。这里人口较少，保留了原始的景观。赛达伯格湖大约50公顷左右，是一个较小且封闭的湖泊。,赛达伯格湖的能量流动图解,同化量,同化量,资料分析,464.6,62.8,12.6,14.6,62.8,12.6,13.52%,20.06%,1、2：,各营养级之间的传递效率
7、在多大范围内?,(1020),能量传递效率=,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。,3.流入某一营养级的能量，为什么不会百分之百流到下一个营养级？,4.生态系统中能量流动是单向的；能量在流动过程中逐级递减。,第一、能量流动不是循环的而是单向的：从生产者初级消费者次级消费者三级消费。,第二、能量流动是逐级递减的：传递率为1020,三、能量流动的特点,能量金字塔,单位时间内各营养级所得到的能量数
8、值，由低到高绘制的图形,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能量就 _。,越多,能量金字塔（正金字塔）,生产者（第一营养级）,初级消费者（第二营养级）,次级消费者（第三营养级）,三级消费者（第四营养级）,人工生态系统中能量可人为补充，可能会能量金字塔呈现倒置状况。,为什么肉类食品的价格比小白菜价格高？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?人增加一千克，要消耗多少克的植物？(从不同食物链考虑)生物富集作用?,知识应用,能量流动,概念：,生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程,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
9、链或食物网,特点,单向流动：,逐级递减：,沿食物链方向由低营养级流向下一营养级,传递效率为10%20%。,太阳能,四、能量流动的相关计算,1、能量在食物链中传递的计算,2、能量在食物网中传递的计算,1食物链（计算能量传递效率）,例1.下表是对某水生生态系统营养级和能量流动情况的调查结果,表中A、B、C、D分别表示不同的营养级，E为分解者。Pg表示生物同化作用固定能量的总量，Pn表示生物体贮存的能量（Pn=Pg-R），R表示生物呼吸消耗的能量。单位：102千焦/m2/年,（1）能量流动是从A、B、C、D中的哪个营养级开始的，为什么。（2）该生态系统能量从第三营养级传递到第四营养级效是。（3）从能
10、量输入和输出角度看，该生态系统的总能量是否增加？为什么 _。,B,B营养级含能量最多,B为生产者,5.7%,增加。该生态系统输入总能量大于所有生物消耗能量之和,【解析】首先根据表格、题干分析，B营养级固定的能量最多，故B为生产者，又因为E为分解者，所以食物链为BDAC，再根据公式计算从第三营养级传递到第四营养级的效率是0.9/15.9=5.7%。输入的总能量即为生产者固定的总能量Pg(生产者)870.7，输出的总能量所有生物呼吸消耗能量之和13.1+501.3+0.6+79.1+191.4=785.5；因为870.7785.5。所以生态系统输入的总能量大于所有生物消耗能量之和。,【规律】生态系
11、统的总能量=生产者固定的全部太阳能=第一营养级得同化量,例2.在某生态系统中，1只2 kg的鹰要吃10 kg的小鸟，0.25 kg的小鸟要吃2 kg的昆虫，而100 kg的昆虫要吃1000 kg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，绿色植物到鹰的能量传递效率为（）A.0.05%B.0.5%C.0.25%D.0.025%,【解析】根据题意，可根据食物链及能量传递效率的概念计算出各营养级之间的能量传递效率，即从绿色植物昆虫小鸟鹰这一食物链中小鸟鹰的传递效率为2/10=0.2，昆虫小鸟的传递效率为2/0.25=0.125，绿色植物昆虫的传递效率为100/1000=0.1，因此
12、绿色植物到鹰的能量传递效率为0.10.1250.2=0.0025，即0.25%。,【规律】如设ABCD食物链中，传递效率分别为a、b、c，若现有A营养级生物重为M，则能使D营养级生物增重的量=Mabc。,1食物链（某一生物所获得的最多（最少）的能量）,例3.若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第四营养级生物最多能获得的能量是（）A.24kJ B.192kJ C.96kJ D.960kJ,【解析】第四营养级获能量最大值：2400020%20%20%=192kJ,例4.在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体重 增加1 kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物量为（）A
13、.25 kg B.125 kg C.625 kg D.3125 kg,【解析】应按照能量传递的最大效率20%计算。设需消耗第一营养 级的生物量为X kg，则X=1(20%)4=625 kg。,1食物链（某一生物所获得的最多（最少）的能量）,【规律】,1.正推类型：A B C D,解题思路：至少按最小效率（10%）计算 最多按最大效率（20%）计算,若A总重1000KG体重，至少（或最多）能使D增重多少千克？,2.逆推类型：A B C D,解题思路：至少按最大效率（20%）计算 最多按最小效率（10%）计算,1食物网（能量分配比例已知且能量传递效率也已知时的能量计算）,例5.由于“赤潮”的影响，
14、一条4kg重的杂食性海洋鱼死亡，假如该杂食性的食物有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，按能量流动效率20%计算，该杂食性鱼从出生到死亡，共需海洋植物()A.120kg B.160kg C.60kg D.100kg,【解析】根据题干，可绘出食物网如下：,共需海洋植物：41/2541/45541/4555=160kg,1食物网（能量分配比例已知但能量传递效率未知时的能量计算）,例6.下图食物网中，在能量传递效率为10%20%时，假设每个营养级的生物从前一营养级的不同生物处获得的能量相等。则人的体重每增加1 kg，至少需要消耗水藻 kg。,【解析】人从大鱼和
15、小鱼处获得的能量是相等的，小鱼从虾和水藻处获得的能量是相等的，而且，题中“至少”需要多少，应按能量传递的最大效率计算。,1食物网（能量分配比例已知但能量传递效率未知时的能量计算）,【解析】在“小鱼大鱼人”的传递途径中，大鱼的生物量至少为0.520%2.5kg，小鱼的生物量至少为2.520%12.5kg；在“小鱼人”的传递途径中，小鱼的生物量至少是0.520%2.5kg。因此，小鱼的生物量总量至少为12.5+2.5=15kg。同理：在“水藻水蚤虾小鱼”的传递过程中，水藻的生物量至少是15220%20%20%937.5kg；在“水藻小鱼”的传递过程中，水藻的生物量至少是15220%37.5kg。因
16、此，水藻的生物量总量至少为937.5+37.5=975kg。答案：975。,1食物网（能量分配比例未知计算某一生物获得的最多或最少能量）,例7.下图食物网中，若人的体重增加1kg，最少消耗水藻_kg，最多消耗水藻_kg。,【解析】本题中，最短食物链为水蚤小鱼人，传递效率按20计算。设最少消耗水藻为x，则x20201，所以x=25.要求最多消耗就要选择水藻水蚤虾小鱼大鱼人，传递率按10计算。设最多消耗为y，则y(10%)5=1，y=105kg。,1食物网（能量分配比例未知计算某一生物获得的最多或最少能量）,【规律】,植物-牛-人,植物-人,人们应采用以谷物和植物蛋白为主的食物结构,如何调整饮食结构？,
