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1、 生态系统及其稳定性生态系统及其稳定性 5 5. .2 2生态系统的能量流动生态系统的能量流动(2)(2) 学习目标1.结合实例，阐明研究能量流动的意义。2.掌握能量流动的相关计算。导导(1)摄入的能量 的能量 的能量，同化的能量 的能量_的能量，所以图中b表示该营养级同化的能量，c表示 的能量，d表示 的能量，其中有一部分能量( 中的能量ad)未被该营养级生物同化，e表示该营养级 的能量。(2)流经该营养级的总能量是指该营养级 的能量。同化粪便中呼吸散失 用于生长、发育和繁殖流入分解者消费者和分解者的呼吸作用粪便呼吸散失同化1如图为某草原生态系统流经第二营养级的能量示意图，其中a表示该营养级
2、食物的摄入量，f表示流向下一营养级的能量，回答下列问题。思思 (3)a表示该营养级摄入的能量，c表示 、 的能量，若c/a的比值越高，羊肉的产量越高。用于生长发育和繁殖 1如图为某草原生态系统流经第二营养级的能量示意图，其中a表示该营养级食物的摄入量，f表示流向下一营养级的能量，回答下列问题。三、研究能量流动的实践意义1.帮助人们科学规划、设计 ，使能量得到 的利用。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 的部分。人工生态系统最有效对人类最有益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
3、基鱼塘例如：沼气工程（秸秆的多级利用）、桑基鱼塘2 2、帮助人们合理地、帮助人们合理地、帮助人们合理地、帮助人们合理地_，使能，使能，使能，使能量持续高效地流向对量持续高效地流向对量持续高效地流向对量持续高效地流向对_的部分。的部分。的部分。的部分。调整能量流动关系调整能量流动关系人类最有益人类最有益 例：根据生态系统的结构和功能，下列叙述中正确的是例：根据生态系统的结构和功能，下列叙述中正确的是（双选）（双选）（ ） A“桑基鱼塘桑基鱼塘”是自然建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
4、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 例如：除草、治虫、合理确定载畜量、捞捕量例如：除草、治虫、合理确定载畜量、捞捕量人工建立人工建立 短短 1.能量流动特点的成因分析(1)单向流动能量流动是沿食物链进行的，食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果，是不可逆转的。各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用，因此能量流动无法循环。(2)逐级递减各营养级生物都会
5、因呼吸作用消耗大部分能量。各营养级的能量都会有一部分流入分解者，也有未被下一营养级生物所利用的部分。议展评议展评 如图，如图，如图，如图，B B B B鱼体重增加鱼体重增加鱼体重增加鱼体重增加1kg1kg1kg1kg，最多最多最多最多需要浮游植物多少千克需要浮游植物多少千克需要浮游植物多少千克需要浮游植物多少千克 浮游植物浮游植物浮游动物浮游动物A A鱼鱼B B鱼鱼1000kg1000kg1000kg1000kg10%10%10%10%10%10%10%10%10%10%10%10%至少至少至少至少20%20%20%20%20%20%20%20%25kg25kg25kg25kg1kg1kg1k
6、g1kg食物网中，求某一营养级增加量所需下级营养级量时：食物网中，求某一营养级增加量所需下级营养级量时：食物网中，求某一营养级增加量所需下级营养级量时：食物网中，求某一营养级增加量所需下级营养级量时：最多量最多量最多量最多量: : : :至少量至少量至少量至少量: : : :按最长食物链、按最长食物链、按最长食物链、按最长食物链、10%10%10%10%算算算算按最短食物链、按最短食物链、按最短食物链、按最短食物链、20%20%20%20%算算算算能量流动特点应用：能量流动特点应用：选选_的食物链的食物链 选传递效率选传递效率_生生产产者者最最少少消耗消耗选传递效率选传递效率_ _ _消消费费
7、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%最大最大10%最小最小1 1、假设一个生态系统的总能量为，按最高、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量应为 A.A.和和B.B. .和和. . C .C .和和. . D.D.和和能量在食物链中传递的计算：能量在食物链中传递的计算：2 2、根据下图所表示的食物网、根据下图所表示的食物网, , 结合能量流动的特点结合能量流动的特点进行计算进行计算: :牧草牧草鼠鼠蛇蛇猫头鹰猫头鹰 如果牧草固定了如果牧草
8、固定了1000焦耳的能量焦耳的能量, 则则猫头鹰猫头鹰最少最少能获得能获得_焦耳能量焦耳能量, 最多最多能获得能获得_焦耳能量焦耳能量.1401、下图是某生态系统中食物网简图，图中甲、下图是某生态系统中食物网简图，图中甲庚代表庚代表各种不同的的生物，请据图回答各种不同的的生物，请据图回答（1）此生态系统中作为生产者的生物是）此生态系统中作为生产者的生物是 ，作为次，作为次级消费者的生物是级消费者的生物是 。 （2）若该生态系统受到）若该生态系统受到重金属污染重金属污染，那么在体内积存，那么在体内积存重金属污染物最多的生物是重金属污染物最多的生物是 。（3）该生态系统只表示部分成分，图中未表示的
9、成分）该生态系统只表示部分成分，图中未表示的成分为为 。非生物的物质和能量非生物的物质和能量有有多少条多少条食物链？食物链？5 5条条检检（5 5）已知各营养级之间能量的转化效率为）已知各营养级之间能量的转化效率为10%10%，若一种生物摄食多种生物时，各种生物，若一种生物摄食多种生物时，各种生物被摄食的生物量相等，则丁每增加被摄食的生物量相等，则丁每增加1010千克，千克，需要消耗生产者需要消耗生产者 千克千克 (2009年高考全国卷年高考全国卷)某种植玉米的农场，其收获的某种植玉米的农场，其收获的玉米子粒既作为鸡的饲料，也作为人的粮食，玉米的秸秆玉米子粒既作为鸡的饲料，也作为人的粮食，玉米
10、的秸秆则加工成饲料喂牛，生产的牛和鸡供人食用。人、牛、鸡则加工成饲料喂牛，生产的牛和鸡供人食用。人、牛、鸡的粪便经过沼气池发酵产生的沼气作为能源，沼渣、沼液的粪便经过沼气池发酵产生的沼气作为能源，沼渣、沼液作为种植玉米的肥料。据此回答作为种植玉米的肥料。据此回答(不考虑空间因素不考虑空间因素)： (1)请绘制由鸡、牛、玉米和人组成的食物网。请绘制由鸡、牛、玉米和人组成的食物网。 (2)牛与鸡之间牛与鸡之间_(有、无有、无)竞争关系，理竞争关系，理由是由是_。人与鸡的种间关系是。人与鸡的种间关系是_，人与牛的种，人与牛的种间关系是间关系是_。无它们所需食物资源不同(牛食玉米秸秆，鸡吃玉米子粒)捕
11、食与竞争捕食捕食 (3)流经该农场生态系统的总能量来自流经该农场生态系统的总能量来自_所固所固定的定的_，无机环境中的碳以，无机环境中的碳以_形式进入该形式进入该人工群落。人工群落。 (4)假设该农场将生产玉米的假设该农场将生产玉米的1/3作为饲料养鸡，作为饲料养鸡，2/3供供人食用，生产出的鸡供人食用。现调整为人食用，生产出的鸡供人食用。现调整为2/3的玉米养鸡，的玉米养鸡，1/3供人食用，生产出的鸡仍供人食用。理论上，该农场供人食用，生产出的鸡仍供人食用。理论上，该农场供养的人数将会供养的人数将会_(增多、不变、减少增多、不变、减少)，理由是，理由是_。减少减少玉米玉米太阳能太阳能CO2改
12、变用途的改变用途的1/3玉米被鸡食用后，在鸡这一环节玉米被鸡食用后，在鸡这一环节散失了一部分能量，导致人获得的总能量减少散失了一部分能量，导致人获得的总能量减少【归纳提升】【归纳提升】有关能量流动的极值计算有关能量流动的极值计算在解决有关能量传递的计算问题时，首先在解决有关能量传递的计算问题时，首先要确定食物链。要确定食物链。(1)设食物链设食物链ABCD，分情况讨论：，分情况讨论：现实现实问题问题思路求解思路求解D营养级营养级净增重净增重M至少需要至少需要A营养级多少营养级多少N(20%)3M最多需要最多需要A营养级多少营养级多少N(10%)3MA营养级营养级净增重净增重ND营养级最多增重多
13、少营养级最多增重多少N(20%)3MD营养级至少增重多少营养级至少增重多少N(10%)3M(2)在某一食物网中，一个消费者往往同时占有多在某一食物网中，一个消费者往往同时占有多条食物链，当该消费者增加了某一值时，若要计算最少条食物链，当该消费者增加了某一值时，若要计算最少消耗生产者多少时，应选消耗生产者多少时，应选最短的食物链和最大传递效率最短的食物链和最大传递效率20%进行计算进行计算，这样消费者获得的能量最多；若要计算，这样消费者获得的能量最多；若要计算最多消耗生产者多少时，应选最多消耗生产者多少时，应选最长的食物链和最小传递最长的食物链和最小传递效率效率10%进行计算，这样消费者获得的能量最少进行计算，这样消费者获得的能量最少。
