《生态系统的能量流动》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生态系统的能量流动（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、二、生态系统的能量流动二、生态系统的能量流动1、概念：指生态系统中能量的、概念：指生态系统中能量的_、_、_和和_的过程。的过程。输入输入传递传递转化转化散失散失能能量量流流动动的的分分析析个体个体 储存在体内的能量储存在体内的能量呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量个体个体 2 2储存在体内的能量储存在体内的能量呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量个体个体 3 3储存在体内的能量储存在体内的能量呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量能量能量输入输入能量储存能量储存能量能量输入输入种群种群能量散失能量散失 生产者生产者（植物）（植物）初级消费者初级消费者（植食动物（植食动物）次级消费者次级消费者
2、（肉食动物（肉食动物）三级消费者三级消费者（肉食动物（肉食动物）分分 解解 者者呼吸作用呼吸作用二、生态系统能量流动传递的过程二、生态系统能量流动传递的过程太阳能太阳能呼吸作用呼吸作用热能热能热能热能能量如何输入？传递？转化？散失？上图为生态系统能量流动示意图，请结合图示分析：上图为生态系统能量流动示意图，请结合图示分析：1、能量、能量输入输入总量：总量：_；指生产者通过指生产者通过_，将光能转化为，将光能转化为_并储存并储存在有机物中，这样意味着非生物环境中的在有机物中，这样意味着非生物环境中的_进入到生进入到生物群落。物群落。2、能量流动的渠道：、能量流动的渠道：_和和_。3、能量流动中能
3、量形式的变化：、能量流动中能量形式的变化：_生物体生物体有机物中的有机物中的化学能化学能_（最终散失）。（最终散失）。另：能量转化方面，如动物通过消耗身体内储存的化学能变成另：能量转化方面，如动物通过消耗身体内储存的化学能变成爬、跳、飞、游的机械能。爬、跳、飞、游的机械能。4、能量、能量传递传递的形式：的形式：_。5、能量、能量散失散失的主要途径：的主要途径：_（包括各营养级生物本（包括各营养级生物本身的呼吸及分解者的呼吸）；身的呼吸及分解者的呼吸）；能量散失的主要形式：能量散失的主要形式：_。生产者固定的太阳能总量生产者固定的太阳能总量光合作用光合作用化学能化学能能量能量食物链食物链食物网食
4、物网太阳能（光能）太阳能（光能）热能热能有机物中的化学能有机物中的化学能呼吸作用呼吸作用热能热能糖类、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 光光合合作作用用呼呼吸吸作作用用热能热能ATPATP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）呼吸作用呼吸作用分分 解解 者者遗体遗体 残骸残骸能能量量在在第第一一营营养养级级中中的的变变化化太阳太阳太阳太阳初级消费者初级消费者摄入摄入初级消费者初级消费者同化同化用于生长用于生长发育和繁殖发育和繁殖次级消费者次级消费者摄入摄
5、入分分解解者者利利用用遗体遗体残骸残骸粪便粪便呼呼吸吸作作用用散失散失呼呼吸吸作作用用散失散失能能量量在在第第二二营营养养级级中中的的变变化化P94图图5-6下一个营养级同化下一个营养级同化的能量的能量呼吸消耗呼吸消耗的能量的能量 分解者分解者利用的能量利用的能量 未被利用未被利用的能量的能量每每个个营营养养级级同同化化量量下一个营养级同化下一个营养级同化的能量的能量呼吸消耗呼吸消耗的能量的能量分解者分解者利用的能量利用的能量每每个个营营养养级级同同化化量量定量不定时分析定量不定时分析定量定时分析定量定时分析第第一一年年第第二二年年残残留留个个体体或有机物或有机物 摄入量摄入量 初级消费者初级
6、消费者_吸收吸收同化量同化量未同化量，例如未同化量，例如 消化消化1、呼吸作用消耗、呼吸作用消耗4、未被利用、未被利用3、分解者利用、分解者利用2、流入下一营养级、流入下一营养级综上所述，能量不管如何传递，最终都以综上所述，能量不管如何传递，最终都以_的形式从生的形式从生物群落中散失，只有物群落中散失，只有_源源不断地固定源源不断地固定_,才才能保证生态系统能量流动的正常进行。能保证生态系统能量流动的正常进行。典例典例1：若鹿的消耗量为：若鹿的消耗量为100%，其粪尿量为，其粪尿量为36%，呼吸量为，呼吸量为48%，则鹿的同化量为，则鹿的同化量为_。（解析：要真正理解同化的含义，是转变成自己的
7、那一部分，（解析：要真正理解同化的含义，是转变成自己的那一部分，而粪是摄入的食物中并没有被同化的残渣。同化为自己的才有而粪是摄入的食物中并没有被同化的残渣。同化为自己的才有所谓的呼吸消耗。）所谓的呼吸消耗。）粪便量粪便量热能热能生产者生产者太阳能太阳能64%( (同化量同化量= =摄入量摄入量粪便量）粪便量）以书本P94图5-6能量流经第二营养级示意图能量流经第二营养级示意图为例，分析流入每一营养级的能量去向：变式变式2 2：在由草、兔、狐组成的一条食物链中，兔经同化在由草、兔、狐组成的一条食物链中，兔经同化作用所获得的能量，其去向作用所获得的能量，其去向不应不应包括（）包括（）A.A.通过兔
8、子呼吸作用释放的能量通过兔子呼吸作用释放的能量B.B.通过兔子的粪便流入到分解者体内通过兔子的粪便流入到分解者体内C.C.通过狐的粪便流入到分解者体内通过狐的粪便流入到分解者体内D.D.流入到狐体内流入到狐体内【解析解析】兔子摄取了草，其中一部分被同化了，兔子同兔子摄取了草，其中一部分被同化了，兔子同化的能量可以流向下一营养级狐，可用于自身呼吸作用，化的能量可以流向下一营养级狐，可用于自身呼吸作用，也可流向分解者。在兔子摄入的能量中，以粪便形式排也可流向分解者。在兔子摄入的能量中，以粪便形式排出体外的不属于其同化的能量。出体外的不属于其同化的能量。 变式变式1 1：大象是植食性动物，有一种蜣螂
9、则专门以象粪为：大象是植食性动物，有一种蜣螂则专门以象粪为食，设大象在某段时间所同化的能量为食，设大象在某段时间所同化的能量为10107 7kJkJ，则这部，则这部分能量中流入蜣螂体内的约为分能量中流入蜣螂体内的约为A A、0kJ B0kJ B、10106 6 kJ C kJ C、2102106 6kJ DkJ D、10106 62102106 6kJkJA AB B分解分解者者草草兔兔狐狐粪粪 便便呼吸作用呼吸作用遗体残骸遗体残骸等等变式变式:3 右图表示某草原生态系统中能量流动图解，右图表示某草原生态系统中能量流动图解，表表示相关过程能量流动量。下列有关叙述正确的是示相关过程能量流动量。下
10、列有关叙述正确的是 A A是流入该生态系统的总能量是流入该生态系统的总能量B B分解者获得的能量最少分解者获得的能量最少C C图中图中/的比值代表草的比值代表草兔的能量传递效率兔的能量传递效率D D和和分别属于草和兔同化量的一部分分别属于草和兔同化量的一部分D D思考：思考：1 1、生态系统中的能量流动和转化、生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？是否遵循能量守恒定律？遵循能量守恒定律。能量在生态系统中流动、遵循能量守恒定律。能量在生态系统中流动、转化后，一部分储存在生态系统（生物体有机物）转化后，一部分储存在生态系统（生物体有机物）中，而另一部分被利用、散发至无机环境中，两者中，而
11、另一部分被利用、散发至无机环境中，两者之和与流入生态系统的能量相等。之和与流入生态系统的能量相等。2 2、流经某生态系统的能量能否再回到、流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统？这个生态系统？ 不能，能量流动是单向的。不能，能量流动是单向的。赛达伯格湖的能量流动图解赛达伯格湖的能量流动图解三、三、能能量量流流动动的的特特点点用表格形式将图中数据进行整理用表格形式将图中数据进行整理三、三、能能量量流流动动的的特特点点营养级营养级流入能量流入能量流出能流出能量量（输入后一（输入后一营养级）营养级）出入比出入比生产者生产者植食性植食性动物动物肉食性肉食性动物动物分解者分解者13.52%13.52
12、%20.06%20.06%林德曼的研究发现，生态系统的能量流动具有两个明林德曼的研究发现，生态系统的能量流动具有两个明显的特点：显的特点：1、生态系统中能量流动是、生态系统中能量流动是_的。即流经某的。即流经某生态系统的能量不可能再回到这个生态系统来。生态系统的能量不可能再回到这个生态系统来。2、能量在流动过程中、能量在流动过程中_。传递效率：传递效率：_。单向单向逐级递减逐级递减10%-20%10%-20%能量只能从能量只能从低低营养级流向营养级流向高高营养级营养级6思考：流入某一营养级的能量，为什么思考：流入某一营养级的能量，为什么不能百分之百地流到下一个营养级？不能百分之百地流到下一个营
13、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：一部一部分分通过通过该营养级的呼吸作用该营养级的呼吸作用散失了；散失了；一部分一部分作为排作为排出物、遗体或残枝败叶不能进入下一营养级，而出物、遗体或残枝败叶不能进入下一营养级，而为为分解者所利用分解者所利用；还有一部分还有一部分未能进入（未被捕食）未能进入（未被捕食）下一营养级下一营养级。所以，流入某一营养级的能量不可能。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。百分之百地流到下一营养级。1、食物链为什么一般不超过、食物链为什么一般不超过5个营养级？个营养级？因营养级上升一级，可利用的能量相应要减少
14、因营养级上升一级，可利用的能量相应要减少8090，能量到了第五个营养级时，可利用的能量往往，能量到了第五个营养级时，可利用的能量往往少到不能维持下一个营养级生存的程度了。少到不能维持下一个营养级生存的程度了。2 2、解释、解释“一山不容二虎一山不容二虎”的原因？的原因？3、在市场上，肉一般比蔬菜贵，试从生态系统能量流动、在市场上，肉一般比蔬菜贵，试从生态系统能量流动的角度分析原因？的角度分析原因？蔬菜一般属于生产者范畴，而肉属蔬菜一般属于生产者范畴，而肉属于消费者范畴，由于能量传递的效率于消费者范畴，由于能量传递的效率只有只有10%20%，也就是说要得到，也就是说要得到1千千克的肉至少要消耗克
15、的肉至少要消耗5千克的植物；所以千克的植物；所以相同重量的肉比蔬菜贵相同重量的肉比蔬菜贵。、第第2 2课时课时能量流动特点小结：能量流动特点小结：选选_的食物链的食物链 选选最小最小传递效率传递效率_生生产产者者最最少少消耗消耗选选最大最大传递效率传递效率_消消费费者者最最大大消耗消耗获得最获得最多多获得最获得最少少选选_的食物链的食物链 最短最短最长最长20%10%典例典例1：若某生态系统固定的总能量为：若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该，则该生态系统的第三和第四营养级所获得的能量最多是（生态系统的第三和第四营养级所获得的能量最多是（）和和81kJB.3600kJ和和960kJC
16、.240kJ和和24kJD.960kJ和和192kJ（1）在一条食物链中，若某一营养级的总能量为）在一条食物链中，若某一营养级的总能量为n，则则最多最多传到下一营养级的能量为传到下一营养级的能量为n20%（），（），最少最少为为n10%（）。（）。一、能量在食物链中传递的计算：一、能量在食物链中传递的计算：D D24000（20%）2 =960kJ24000（20%）3=192kJ1 2 3 420%【解析解析】20%20%1、假如现有草、假如现有草100公斤，公斤，至少至少可使鹰增重可使鹰增重 公斤。公斤。2、假如现有草、假如现有草100公斤，公斤，最多最多可使鹰增重可使鹰增重 公斤。公斤。
17、3、假如要使鹰增加、假如要使鹰增加2公斤体重，公斤体重，最少最少要耗草要耗草 公斤。公斤。4、假如要使鹰增加、假如要使鹰增加2公斤体重，公斤体重，最多最多要耗草要耗草 公斤。公斤。设使鹰增重设使鹰增重X1公斤，则：公斤，则： 100 =X11010设使鹰增重设使鹰增重X2公斤，则：公斤，则： 100 =X22020设最少耗草设最少耗草Y1公斤，则：公斤，则： Y12020=2Y21010=2设最多耗草设最多耗草Y2公斤，则：公斤，则：变式变式1：在食物链：在食物链“草草 兔兔 鹰鹰”中，中，1420050典例典例2：某人捕得一条重：某人捕得一条重2kg的杂食海鱼，若此鱼的的杂食海鱼，若此鱼的食
18、物有食物有1/2来自植物，来自植物，1/4来自草食鱼类，来自草食鱼类，1/4来自来自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，则该鱼至少需以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，则该鱼至少需要海洋植物多少要海洋植物多少_kg8080植物植物草食鱼草食鱼肉食鱼肉食鱼杂食鱼杂食鱼21/221/421/42分析：人的能量来源于三条食物链，分别是：分析：人的能量来源于三条食物链，分别是：植物植物杂食鱼；杂食鱼；植物植物草食鱼草食鱼杂食鱼；杂食鱼；植物植物草食草食鱼鱼肉食鱼肉食鱼杂食鱼。设通过杂食鱼。设通过三条食物链消耗三条食物链消耗的植物分别为的植物分别为a a，b b，c c，则，则a a 20%20% =21/2=21
19、/2；b (20%)b (20%)2 2 =2 1/4 =2 1/4；c c (20%)(20%)3 3 =21/4=21/4求出求出a=5a=5，则总共需消耗植物为则总共需消耗植物为5+12.5+62.5=805+12.5+62.5=80变式变式2：如图食物网中的猫头鹰体重每增加：如图食物网中的猫头鹰体重每增加20g，至少至少需要消耗植物（需要消耗植物（ ） 兔兔 植物植物 猫头鹰猫头鹰 鼠鼠C C设猫头鹰通过捕食兔子和捕食鼠需要消耗的植物分设猫头鹰通过捕食兔子和捕食鼠需要消耗的植物分别为别为a、b，则，则(20%)2(a+b)=20g； a+b=500g20%20%20%20%（1）能量金
20、字塔：将单位时间内各个营养级所得到的）能量金字塔：将单位时间内各个营养级所得到的_，按营养级绘成图，所形成的，按营养级绘成图，所形成的一个金字塔图形。从能量金字塔可以看出，一个生态一个金字塔图形。从能量金字塔可以看出，一个生态系统中，营养级系统中，营养级_，能量流动过程中，能量流动过程中_。生态系统中的能量流动一般不超过。生态系统中的能量流动一般不超过45个营养级。个营养级。某个湖的能量金字塔二、生物金字塔类型二、生物金字塔类型能量数值能量数值由低到高由低到高越高越高散失的能量越多散失的能量越多 特点 正金字塔形 一般为正金字塔形 一般为正金字塔形（2）数量金字塔：）数量金字塔：树树昆虫昆虫小
21、鸟小鸟浮浮游游植植物物浮游动物浮游动物小鱼小鱼只有只有能量金字塔永远是底宽上尖的正金字塔能量金字塔永远是底宽上尖的正金字塔，数数量金字塔及生物量金字塔一般也是正金字塔，但有时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。会出现倒置。生物量金字塔生物量金字塔数量金字塔数量金字塔尖子生学案尖子生学案P113课本课本P98、调查得知某河流生态系统的、调查得知某河流生态系统的营养结构营养结构共有共有4个个营养级营养级（以（以a、b、c、d表示。）经测定，一年中流表示。）经测定，一年中流经这经这4个营养级的能量分别为：个营养级的能量分别为：该生态系统中初级消费者是该生态系统中初级消费者是（）
22、A、aB、bC、cD、d营养级营养级能量（能量（J.m-2）a141.10x105b15.91x105c0.88x105d871.27x105A典例典例3 3：下列有关生态系统功能的叙述中，哪：下列有关生态系统功能的叙述中，哪项项不正确不正确（ ）A.A.能量流动的单向性是因为动物的食性一般能量流动的单向性是因为动物的食性一般不能逆转不能逆转B.B.任何生态系统都需要得到外部的能量补给任何生态系统都需要得到外部的能量补给C.C.一个封闭的生态系统不需要从外界获得物一个封闭的生态系统不需要从外界获得物质供应就可以长期维持正常功能质供应就可以长期维持正常功能D.D.生态系统能量流动逐级递减的原因是
23、生物生态系统能量流动逐级递减的原因是生物的呼吸消耗和资源利用率不高的呼吸消耗和资源利用率不高C三、研究生态系统能量流动的意义三、研究生态系统能量流动的意义1 1、对、对能量能量进行进行多级利用，提高能量的利用率。多级利用，提高能量的利用率。例如：沼气工程（秸秆的多级利用）、桑基鱼塘例如：沼气工程（秸秆的多级利用）、桑基鱼塘多级利用多级利用 能量利用率能量利用率 人们科学规划人们科学规划 能量流动能量流动 对人类最有对人类最有益的部分益的部分 典例典例4：根据生态系统的结构和功能，下列叙述中正确的：根据生态系统的结构和功能，下列叙述中正确的是（双选）（是（双选）（）A“桑基鱼塘桑基鱼塘”是自然建
24、立的良性生态系统是自然建立的良性生态系统B水产养殖业，为充分利用生产者所固定的能量，应以水产养殖业，为充分利用生产者所固定的能量，应以食物链长的鱼类为养殖对象食物链长的鱼类为养殖对象C在我国西部大开发中应采用在我国西部大开发中应采用“退耕还林还草退耕还林还草”的措施的措施D营养级越高的生物种群体内积累的有毒物质越多，所营养级越高的生物种群体内积累的有毒物质越多，所获得的能量越少获得的能量越少CD人工建立人工建立短短生物的富集作用生物的富集作用C5：据图判断，下列叙述：据图判断，下列叙述不符合不符合生态学原理的是生态学原理的是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
25、.每一级生产环节都获得产品，提高了生态经济效益每一级生产环节都获得产品，提高了生态经济效益C.由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用效率降低效率降低D.由于各级产物都可以利用，减少了废物和污染由于各级产物都可以利用，减少了废物和污染B1、在一定的时间内，某生态系统中的全部生产者固定的太阳能、在一定的时间内，某生态系统中的全部生产者固定的太阳能为为a，全部消费者所同化的能量为，全部消费者所同化的能量为b，全部分解者获得的能量为，全部分解者获得的能量为c，则，则A、B、c之间的关系是（之间的关系是（ ）Aa=b+c Bab+c Cab=c2、稻田中
26、农民要拔掉稗草，鱼塘中要不断清除肉食性的、稻田中农民要拔掉稗草，鱼塘中要不断清除肉食性的“黑鱼黑鱼”，用生态学观点看，这是为了（），用生态学观点看，这是为了（）A保持生态平衡保持生态平衡 B保持生物群落的单一性保持生物群落的单一性C调整能量在生态系统中流动的方向调整能量在生态系统中流动的方向 D使物质能够尽快使物质能够尽快地循环流动地循环流动3、下列有关生态系统能量流动的叙述中、下列有关生态系统能量流动的叙述中错误错误的是（的是（ ）A当狼捕食兔子并转化为自身的有机物时，能量就从第一营养级当狼捕食兔子并转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流入第二营养级B当狼吃掉一只兔子时，狼
27、不可能获得兔子的全部能量当狼吃掉一只兔子时，狼不可能获得兔子的全部能量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物群落D生态系统的能量流动是单向的，逐级递减的生态系统的能量流动是单向的，逐级递减的CA同化量=摄入量-粪便量二三巩固提升巩固提升（1）请将流经该生态系统的总能量数填写在图中的方框内，这）请将流经该生态系统的总能量数填写在图中的方框内，这部分能量是部分能量是_所固定的太阳能。所固定的太阳能。（2）能量从第一营养级到第二营养级的转化效率为）能量从第一营养级到第二营养级的转化效率为_%，从第二营养级到第三营养级的转
28、化效率为从第二营养级到第三营养级的转化效率为_%。（3）由图）由图855可知，下一个营养级不能得到上一个营养级的可知，下一个营养级不能得到上一个营养级的全部能量，原因有：全部能量，原因有：各营养级生物体内的大量能量供各营养级生物体内的大量能量供_；其次是上一个营养级的部分能量其次是上一个营养级的部分能量_；还有少数能量被还有少数能量被_利用。利用。4、右图是某湖泊生态系统能量、右图是某湖泊生态系统能量流动的定量分析图解。图中流动的定量分析图解。图中A、B、C代表三个营养级，数字均代表三个营养级，数字均为实际测得的能量数，单位是为实际测得的能量数，单位是百万千焦。已知该生态系统受百万千焦。已知该
29、生态系统受到的太阳辐射为到的太阳辐射为118872百万千百万千焦，但其中焦，但其中118761百万千焦的百万千焦的能量未被利用。请回答：能量未被利用。请回答：生产者生产者20呼吸消耗呼吸消耗111未被利用未被利用分解者分解者（）如设种群（）如设种群1 1、2 2的个体数为的个体数为1 1、2 2，平均每，平均每个个体所占的能量为个个体所占的能量为1 1、2 2，那么，那么，1 1、与、与2 2、W1W1、2 2之间的关系是之间的关系是_。（）每年流入这个生态系统的总能量是（）每年流入这个生态系统的总能量是_（用图中的英文字母表示）。（用图中的英文字母表示）。1 W12 2b+c+d+e流向下一
30、营养级流向下一营养级图中a、a1、a2表示上一年留下来的能量)， e、e1、e2表示呼吸消耗量（）图中的（）图中的b1b1和和d1d1表示表示_。（）若和同化作用固定能量的总量分别为（）若和同化作用固定能量的总量分别为480J/480J/（cm2cm2a a）和）和72 J/72 J/（cm2cm2a a），生物体内贮存），生物体内贮存的能量分别为的能量分别为200J/200J/（cm2cm2a a）和）和24J/24J/（cm2cm2a a）。那）。那么，能量从传递到的效率为么，能量从传递到的效率为_%_%。未被未被Q2Q2利用的能量和流向分解者的能量利用的能量和流向分解者的能量Q/P=72/480=15%
