第2节生态系统的能量流动.ppt

假设你像小说中的鲁宾逊那假设你像小说中的鲁宾逊那样，流落在一个荒岛上，那样，流落在一个荒岛上，那里除了又能饮用的水以外，里除了又能饮用的水以外，几乎没有任何食物。你随身几乎没有任何食物。你随身尚存的食物只有一只母鸡、尚存的食物只有一只母鸡、15千克玉米。千克玉米。讨论：你认为以下哪种生存讨论：你认为以下哪种生存策略能让你维持更长的时间策略能让你维持更长的时间来等待救援：来等待救援：1.先吃鸡，再吃玉米。先吃鸡，再吃玉米。2.先吃玉米，同时用一部分先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。最后吃鸡。问题探讨问题探讨思考思考：1、玉米的能量怎样得来？通过何种、玉米的能量怎样得来？通过何种生理作用？生理作用？ 能量是如何转化的？能量是如何转化的？输入的总量有多少？输入的总量有多少？2、玉米的能量有何去路？、玉米的能量有何去路？摄入量就是同化量吗？摄入量就是同化量吗？( (同化量同化量= =摄入量摄入量粪便量）粪便量）母鸡的能量从哪里来母鸡的能量从哪里来同化作用是指生物体把从外界环境同化作用是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身物质，中获取的营养物质转变成自身物质，并且储存能量的过程。并且储存能量的过程。一、生态系统的能量流动概念 能量流动的概念：能量流动的概念：指生态系统中能量的、和过程。绿色植物的绿色植物的光合作用光合作用固定太阳能是能量固定太阳能是能量输入主要途径输入主要途径生态系统内能量沿生态系统内能量沿食物链和食物网食物链和食物网传递传递以以热能热能形式散失形式散失能量流经一个种群一个种群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研究生态系统的能量流动一般在群体群体水平上。二、能量流动的过程二、能量流动的过程 请同学们带着这些问题阅读教材“能量流动的过程”一段，阅读完后，可以讨论下面这几个问题： 1.能量的来源是什么？ 2.能量是如何输入生态系统第一营养级的？ 3.能量流动的渠道是什么？ 4.输入生态系统的能量是怎样流动的？或者说，生产者固定的太阳能流向什么方向？生态系统中能量流动的一般过程生态系统中能量流动的一般过程生产者生产者 (植物)呼吸呼吸呼吸呼吸呼吸呼吸呼吸呼吸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(肉食动物)分解者(细菌、真菌等）呼吸呼吸(草食动物)（肉食动物)太阳生态系统能量流动示意图生态系统能量流动示意图生产者生产者（植物）（植物）初级消费者初级消费者（植食性动物）（植食性动物）次级消费者次级消费者（肉食性动物）（肉食性动物）三级消费者三级消费者（肉食性动物）（肉食性动物）分分 解解 者者呼吸呼吸呼吸呼吸呼吸呼吸呼吸呼吸呼吸呼吸思考与讨论：思考与讨论：6.6.能量流动的终点：能量流动的终点：以呼吸作用产生的热能的以呼吸作用产生的热能的形式散失形式散失三、能量流动的特点三、能量流动的特点“未利用未利用”是指未被自身呼吸作用消耗和未被后一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下营养级和分解者利用的能量三、能量流动的特点三、能量流动的特点营养级流入能量流出能量（输入后一个营养级）出入比生产者464.662.813.52%植食性动物62.812.620.06%肉食性动物12.6 分解者14.6 太阳太阳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热热 能能分分 解解 者者20017587530112585.4能量流动的特点能量流动的特点资料资料分析分析根据下图所示数据，请同学们完成以下分析：根据下图所示数据，请同学们完成以下分析：1.请设计请设计表格表格将图中数据加以整理。将图中数据加以整理。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”该营该营 养级能量的养级能量的百分比百分比。 生产者生产者植食性动植食性动物物肉食性动肉食性动物物营养级营养级125020020030305.416%15%18%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流入能量流入能量流到下一营流到下一营养级的能量养级的能量出入比出入比KJKJKJ能量流动的特点能量流动的特点 数据分数据分析与处析与处理理 3.流入某个营养级的能量，为什么流入某个营养级的能量，为什么不能不能百分之百分之 百百地流向后一个营养级地流向后一个营养级?流入某一营养级的能量主要有以下去向：流入某一营养级的能量主要有以下去向：一部分一部分通通过营养级的呼吸作用散失了；过营养级的呼吸作用散失了；一部分一部分作为排出物、作为排出物、遗体或残枝败叶不能进入下一个营养级，而为分解遗体或残枝败叶不能进入下一个营养级，而为分解者利用；者利用；还有一部分还有一部分未能进入（未被捕食）下一个未能进入（未被捕食）下一个营养级。所以，流入某一营养级的能量不可能百分营养级。所以，流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一个营养级。之百地流到下一个营养级。4.4.通过以上分析，你能得出什么规律通过以上分析，你能得出什么规律？能量流动的特点能量流动的特点逐级递减逐级递减: :单向流动单向流动: :能量传递效率大约为能量传递效率大约为10%20%10%20%不可逆转，不能循环不可逆转，不能循环能量在能量在沿食物链沿食物链流动的流动的过程中是逐渐减少的过程中是逐渐减少的能量流动的特点能量流动的特点关于能量流动计算规律总结1.正推类型：正推类型：A B C D解题思路：至少按最小效率（解题思路：至少按最小效率（10%）计算）计算 最多按最大效率（最多按最大效率（20%）计算）计算若若A总重总重1000KG体重，至少（或最多）能使体重，至少（或最多）能使D增重多少千克？增重多少千克？2.逆推类型：逆推类型：A B C D解题思路：至少按最大效率（解题思路：至少按最大效率（20%）计算）计算 最多按最小效率（最多按最小效率（10%）计算）计算若若D增重增重10KG，至少（或最多）消耗，至少（或最多）消耗A多少千克？多少千克？3.上述能量传递效率是指各营养级之间的比例，一般为上述能量传递效率是指各营养级之间的比例，一般为10%20%，若题目中给出具体值，则按具体值计算。，若题目中给出具体值，则按具体值计算。若在食物网中有：若在食物网中有：A B C在计算时，应将在计算时，应将B、C看做同一营养级来对待，流向看做同一营养级来对待，流向B、C的总量占的总量占A的的10%20%由单位时间内各营养级所得到的能量数值由单位时间内各营养级所得到的能量数值由低到高由低到高绘制的图形叫做绘制的图形叫做能量金字塔能量金字塔.能量金字塔可以说明能量金字塔可以说明什么问题？什么问题？在一个生态系统中，营养级在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动的过程中越多，在能量流动的过程中消耗的能量就越多，能量流消耗的能量就越多，能量流动是单向、逐级递减的。动是单向、逐级递减的。能量金字塔能量金字塔迁移创新：迁移创新： 1、如、如D鱼体重增加鱼体重增加1kg，所需浮游至少需要植物约，所需浮游至少需要植物约 125kg能量传递效率的含义与计算：能量传递效率的含义与计算：在一食物链中，若求某营养级在一食物链中，若求某营养级获得最多能量，一般取获得最多能量，一般取20作作为传递效率；反之，取为传递效率；反之，取10作作为传递效率。为传递效率。 根据生态系统中能量流动逐级递减的特点和规律，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能量已减到很少的程度。因此，老虎的数量将是很少的。故的。故“一山不容二虎一山不容二虎”有一定的生态学道理。有一定的生态学道理。2.2.为什么说为什么说“一山不容二虎一山不容二虎”? ?迁移创新：迁移创新：从能量传递的数量和效率看，能量流经各营养级是逐从能量传递的数量和效率看，能量流经各营养级是逐级递减的，单向不循环的，传递效率为级递减的，单向不循环的，传递效率为10102020。 所以所以, ,食物链一般不超过五个营养级，到第五食物链一般不超过五个营养级，到第五营养级以后，可利用的能量已减少到不能维持其营养级以后，可利用的能量已减少到不能维持其生存的程度了。因为能量每流经一级都要丢失一生存的程度了。因为能量每流经一级都要丢失一大部分，所以食物链越长，流量流失就越多。大部分，所以食物链越长，流量流失就越多。3.3.食物链一般不超过食物链一般不超过5 5个营养级个营养级? ?迁移创新：迁移创新：四、金字塔种类：四、金字塔种类：能量金字塔能量金字塔低低高高低低高高营养级营养级能量能量B BC CD D第一营养级第一营养级第二营养级第二营养级第三第三营养级营养级第四第四营养级营养级数量金字塔数量金字塔人们对一片草地上的所有生物成员作了统计：人们对一片草地上的所有生物成员作了统计：生产者（野草）生产者（野草） 5 5 842842 424424株；株；初级消费者（草原动物、昆虫）初级消费者（草原动物、昆虫） 708 624708 624只；只；次级消费者（肉食动物、吃昆虫的小鸟）次级消费者（肉食动物、吃昆虫的小鸟） 354 904 354 904 只；只；三级消费者（肉食动物、吃小鸟的鹰）三级消费者（肉食动物、吃小鸟的鹰） 3 3只。只。 昆虫树鸟数量金字塔鸟树昆虫能量金字塔特殊情况：特殊情况：生物量金字塔生物量金字塔浮游动物生物量金字塔浮游浮游植物植物特殊情况：特殊情况：“桑基桑基鱼塘鱼塘”农业农业生态生态系统系统蚕蚕桑桑猪猪鱼鱼稻稻塘泥塘泥粪尿（饲料）粪尿（饲料）鱼粉鱼粉粪尿粪尿粪（饲料）粪（饲料）粪尿粪尿茎叶、糠加茎叶、糠加工场工场粪粪小结小结小结小结生态系统的能量流动生态系统的能量流动概念概念过程过程特点特点实践实践意义意义单向流动单向流动逐级递减逐级递减传递效率传递效率指生态系统中能量的指生态系统中能量的输入输入、传递传递、转化转化和和散失散失过程。过程。1 1、帮助人们科学规划、设计人工生态、帮助人们科学规划、设计人工生态 系统，使能量得到系统，使能量得到最有效最有效的利用。的利用。2 2、使能量、使能量持续高效持续高效地流向对人类最地流向对人类最 有益的部分。有益的部分。练一练练一练1. 根据生态学原理，使能量在流动过程中损耗最低，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应采用的一组食物结构A.以淡水养殖的鱼类为主以淡水养殖的鱼类为主 B.以谷物与植物蛋白为主以谷物与植物蛋白为主C.以海洋鱼类为主以海洋鱼类为主 D.以禽肉与蛋为主以禽肉与蛋为主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：反映能量流动特点的是：ABCDDB4.在生态系统的能量金字塔中，贮存能量最多的在生态系统的能量金字塔中，贮存能量最多的成分是：成分是：A.生产者生产者 B.初级消费者初级消费者 C.次级消费者次级消费者 D.分解者分解者3.一般地说，在食物链中随营养级的递增，生一般地说，在食物链中随营养级的递增，生物个体数量将依次：物个体数量将依次：A.递增递增B.不变不变 C.递减递减 D.稍增加稍增加CA5 5、流经生态系统的总能量是指、流经生态系统的总能量是指( ( ) )A. A. 照射到该生态系统内所有植物体叶面上的全照射到该生态系统内所有植物体叶面上的全 部太阳能部太阳能B. B. 射进该系统的全部太阳能射进该系统的全部太阳能C. C. 该系统全部生产者所固定的太阳能的总量该系统全部生产者所固定的太阳能的总量D. D. 生产者传递给消费者的全部能量生产者传递给消费者的全部能量c c6 6、假设初级消费者从生产者那里获得的能量数值、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（相等，则猫头鹰获得能量最多的食物链（ ）A A、绿色植物、绿色植物蝗虫蝗虫蜘蛛蜘蛛蜥蜴蜥蜴蛇蛇猫头鹰猫头鹰B B、绿色植物、绿色植物鼠鼠猫头鹰猫头鹰C C、绿色植物、绿色植物蝗虫蝗虫青蛙青蛙蛇蛇猫头鹰猫头鹰D D、绿色植物、绿色植物鼠鼠蛇蛇猫头鹰猫头鹰B B7.7.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，按最高传递效率计算，第三营，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养级和三级消费者所获得的能量应为（ ）A A. .和和B B. . .和和. .C C. .和和. . D D. .和和CC 3、一个生态系统中有甲、乙、丙、丁四个种群所、一个生态系统中有甲、乙、丙、丁四个种群所含的能量统计如下表含的能量统计如下表种群种群甲甲乙乙丙丙丁丁能量能量/kJ2.81091.31089.11072.9106下面符合这下面符合这4个种群所构成的营养结构的是（个种群所构成的营养结构的是（ ）A 甲甲 乙乙 丙丙 丁丁 B 甲甲 丙丙 乙乙 丁丁 乙乙 乙乙C 甲甲 丙丙 D 甲甲 丁丁 丁丁 丙丙D1 1、大象是植食动物，有一种蜣螂则专门以象、大象是植食动物，有一种蜣螂则专门以象粪为食，设一头大象在某段时间所同化的能粪为食，设一头大象在某段时间所同化的能量为量为10107 7kJkJ，则这部分能量中可流入蜣螂体内，则这部分能量中可流入蜣螂体内的约为的约为( )( ) A.0KJ B.10 A.0KJ B.106 6KJ KJ C.5 C.510106 6KJ D.10KJ D.106 62 210106 6KJKJA、在生态系统中，关于食物链与能量流动、在生态系统中，关于食物链与能量流动的叙述，不正确的是（的叙述，不正确的是（ ）A能量沿食物链流动是单向的能量沿食物链流动是单向的B食物链越长，最高营养级上获得的能量越少食物链越长，最高营养级上获得的能量越少C初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少 D生物种类越多，生态系统中的食物链越多生物种类越多，生态系统中的食物链越多4.假定一生态系统中有绿色植物，蛙，蛇，鹰，昆虫假定一生态系统中有绿色植物，蛙，蛇，鹰，昆虫和食虫鸟类等生物，此生态系统的总能量是和食虫鸟类等生物，此生态系统的总能量是 24000KJ。如果营养级间的转化效率为如果营养级间的转化效率为15%，则第三和第四营养，则第三和第四营养级所利用的能量分别是（级所利用的能量分别是（ ） A 540KJ和和81KJ B 36000KJ和和960KJ C 24000KJ和和960KJ D 960KJ和和192KJA5. 假设在一定的时间内一个生态系统的全部假设在一定的时间内一个生态系统的全部生产者固定的太阳能总量为生产者固定的太阳能总量为a，全部消费者所，全部消费者所利用的能量总值为利用的能量总值为b,全部分解者所利用的能全部分解者所利用的能量总值为量总值为c,则则a,b,c三者的关系是（三者的关系是（ ）A ab=c B a=b+c C ab+c D ab+cC7.7.据图判断，下列叙述不符合生态学据图判断，下列叙述不符合生态学原理的是原理的是 （）（）A.A.物质经过多级利用，实现了良性循环物质经过多级利用，实现了良性循环B.B.每一级生产环节都获得产品，提高了每一级生产环节都获得产品，提高了生态经济效益生态经济效益C.C.由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用效率降低量利用效率降低D.D.由于各级产物都可以利用，减少了废物和污由于各级产物都可以利用，减少了废物和污染染太 阳 辐 射排 泄 物 、 杂 屑 ( 肥 料 )籽 实 作 物 秸 秆( 饲 料 ) 家 畜 粪 屑 食 用 菌杂 屑 蚯 蚓 产 品 输 出 产 品 输 出 产 品 输 出 C6.6.具有具有3 3个营养级的能量金字塔，最上层的体积是个营养级的能量金字塔，最上层的体积是最下层的（最下层的（ ）A 10%-20% B 1%-10% A 10%-20% B 1%-10% C 1%-2% D 1%-4%C 1%-2% D 1%-4%D8.8.如果人的食物有如果人的食物有50%50%来自绿色植物，来自绿色植物，25%25%来自小型肉食来自小型肉食性动物，性动物，25%25%来自羊肉。能量的传递效率为来自羊肉。能量的传递效率为10%10%计算。那计算。那么人每增加么人每增加1kg1kg体重约消耗植物为（体重约消耗植物为（ ）A 280kg B 28kg C 10kg D 1110kgA 280kg B 28kg C 10kg D 1110kgA9.9.下图为生态系统中能量传递的示意图，请回答下列问题：下图为生态系统中能量传递的示意图，请回答下列问题：ABC5热热 能能 D（1 1）流经生态系统的总能量为）流经生态系统的总能量为 kjkj (2) A (2) A到到B B，B B到到C C的转化效率分别为的转化效率分别为 和和 （3 3）欲使）欲使C C增加增加3kg3kg至少需要至少需要A kgA kg17587558112817单位：单位：k j125016%15%125