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第2节生态系统的能量流动第五章生态系统及其稳定性温故而知新1.生态系统的结构包括哪两方面？2.生态系统的成分有哪些？3.生态系统的营养结构是什么?生态系统的成分,食物链和食物网生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量食物链和食物网【第1课时】思维诊断(1)所有的生产者都是植物()(2)所有的动物都是消费者()(3)所有的细菌和真菌都是分解者()(4)生态系统的结构包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量()(5)三级消费者在食物链中属于第四营养级()(6)理论上分析,只有消费者不是生态系统必要的基础成分()××××√√生态系统功能：能量流动物质循环信息传递稳定性问题探讨：假设你像小说中的鲁滨逊一样，流落到一个不毛的荒岛上，那里除了有能饮用的水之外，几乎没有任何食物，你随身携带的食物只有5千克玉米和一只母鸡。你认为哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援？（）A.先吃鸡，然后吃玉米。B.先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。鸡人玉米玉米人鸡A若选择2，则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。能量流动的概念:生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。基础导学一、能量流动的过程1．过程起点是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿⇓⇓形式：太阳能→有机物中＿＿＿→＿＿＿⇓经细胞呼吸以＿＿形式散失输入传递转化散失途径：＿＿＿和＿＿＿形式：有机物中的化学能生产者固定的太阳能及其他形式的能量食物链食物网化学能热能热能3.流经生态系统的总能量是什么？5.各营养级能量的去路有哪些？请以生产者(第一营养级)为例说明.⒈生态系统的能量来源：太阳光能2.起点：渠道:食物链和食物网生产者3.流经生态系统总能量：生产者所固定的太阳能的总量(约占1%)5.去路：呼吸作用消耗被下一营养级的生物所利用被分解者所利用二.能量流动的过程4.来源：生产者消费者——太阳光能——前一营养级⒈生态系统的能量来源是什么？2.能量流动的起点和渠道是什么？4.各个营养级能量的来源又是什么？请阅读并讨论:生态系统的能量流动过程图解:生产者(植物)初级消费者(植食动物)次级消费者(肉食动物)…三级消费者(肉食动物)ABCBB请表述:图中的箭头A、B、C各表示什么含义?请观察:生产者固定的太阳能呼吸散失用于生长、发育、繁殖遗体、残枝败叶分解者初级消费者摄食你能总结其他各营养级能量的去路吗？[判一判]1.生态系统的能量流动指能量的输入和输出过程()2.流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能()3.散失的热能可以被生产者固定再次进入生态系统()4．流经第二营养级的总能量指次级消费者摄入到体内的能量()××××提示还包括传递和转化过程。提示是生产者固定的太阳能或化学能。提示生产者只能利用太阳能或化学能(化能合成作用)，不能利用热能。提示初级消费者同化的能量。某同学绘制了如图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能)，下列叙述中不正确的是()A.生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2)B.由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/W1C.流入初级消费者体内的能量可表示为(A2＋B2＋C2)D.图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减C某生态系统中有A、B、C、D四种生物，构成食物链A→B→C，D为分解者，如图是该生态系统中能量流入B处发生的一系列变化示意图，下列说法错误的是()解题探究A.图中的甲表示B的同化量，乙表示B用于生长、发育和繁殖的能量B.参与丁过程的都是异养型生物，包括细菌、真菌等C.当生态系统处于相对稳定状态时，B的种群数量一般处于K/2D.图中D的能量不全部来自B生物解析当生态系统处于相对稳定状态时，B种群数量达到环境容纳的最大值，一般处于K值，C错误；B摄入量为其同化量和粪便量之和，其同化量一部分用于呼吸消耗，一部分用于自身的生长、发育和繁殖；丁过程为分解者的分解作用，分解者主要是营腐生生活的细菌、真菌等，都是异养型生物；D的能量可来自于B的粪便,而此部分属于上一营养级A的能量。答案C每一营养级的能量来源与去路分析归纳提升消费者摄入能量(a)＝消费者同化能量(b)＋粪便中能量(c)，即动物粪便中能量不属于该营养级同化能量，应为上一个营养级固定或同化能量。消费者同化能量(b)＝呼吸消耗(d)＋用于生长、发育和繁殖(e)。生长、发育和繁殖(e)＝分解者利用(f)＋下一营养级同化(i)＋未被利用(j)。所以有：(1)未被利用的能量：包括生物每年的积累量和动植物残体以化石燃料形式被储存起来的能量。(2)一个营养级所同化的能量＝呼吸消耗的能量＋被下一营养级同化的能量＋分解者利用的能量＋未被利用的能量。(3)动物同化的能量与摄入量之间的关系：动物同化的能量＝摄入量－粪便有机物中的能量,即摄入的食物只有部分被同化。(4)流入一个营养级的能量：是指被这个营养级的生物所同化的全部能量。（1）将图中数据表格化。(2)第二营养级获得第一营养级(生产者)所同化能量的百分比是多少?第三营养级获得第二营养级百分比呢?(3)上图中“未利用的能量”是指哪些能量呢？(4)能量在相邻的营养级之间的传递效率在多大范围内?三、能量流动的特点实例分析：（1）将图中数据表格化自身固定呼吸消耗到分解者未利用的生产者植食性动物肉食性动物分解者成分能量去向13.5％,20％10％～20％a.下一个营养级不能利用的能量。如：草根b.调查时间有限，下一个营养级能利用而未利用的能量。如：羊不能吃完所有的草(2)第二营养级获得第一营养级(生产者)所同化能量的百分比是多少?第三营养级获得第二营养级百分比呢?(3)能量在相邻的营养级之间的传递效率在多大范围内?(4)上图中“未利用的能量”是指哪些能量呢？传递效率下一营养级的同化量本营养级的同化量传递效率的相关计算：62.812.6×100％=20.06％62.8464.6×100％=13.52％通过以上分析,你能总结出什么规律?逐级递减:能量金字塔单向流动:能量传递效率大约为10%-20%不循环，不可逆长期自然选择，食物中吃与被吃的关系不可逆转；生产者不能利用散失的热能能量在沿食物链流动的过程中是逐渐减少的三、生态系统能量流动的特点：能量金字塔可以说明什么问题呢？思考：根据单位时间内各个营养级所得到的能量数值绘制成图，可形成一个金字塔图形3．能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔不同的金字塔能形象地说明营养级与能量、数量、生物量之间的关系，是定量研究生态系统的直观体现。项目能量金字塔数量金字塔生物量金字塔含义各营养级固定的总能量每一营养级生物个体的数量每一营养级现存生物的总质量形状特点呈正金字塔形一般呈正金字塔形一般呈正金字塔形分析能量流动的过程中总是有能量的消耗散失一株大树上，鸟、虫、树的数量金字塔的塔形会发生倒置浮游植物的个体小,寿命短,又不断被浮游动物吃掉,所以某一时间浮游植物的生物量(用质量来表示)可能低于浮游动物的生物量欢迎进入朱建标老师之《生命课堂》28•自然状态下：后两者可以倒置•人工条件下：三者均可倒置下图甲为自然生态系统的能量金字塔，乙为城市生态系统的能量金字塔，下列相关解释不正确的是()A.图甲中食肉动物所含的能量一般为食草动物所含能量的10%～20%B.甲生态系统受到DDT农药污染，污染物含量最高的是食肉动物C.图乙中，人类一定处于第三营养级D.图乙表示的生态系统，一旦人的作用消失，该生态系统会很快退化解析生态系统中相邻两个营养级之间的能量传递效率为10%～20%，所以图甲中食肉动物所含的能量为食草动物所含能量的10%～20%，A正确；生物对难降解的化合物和重金属元素具有富集现象，即营养级越高污染物含量就越高，B正确；图乙中人既吃植物也吃动物，所以人处于第二、三营养级，C错误；城市生态系统依靠人类活动的维持，D正确。答案C12345678910111213下图是草原生态系统中的一条食物链及能量流动图解，回答问题。①图中D表示_________。②能量在逐级递减中，传递率按20％计算，若狐获得的能量是8千焦，传递给狼的能量为_____千焦，狼获得的能量中，草应供给这条食物链的能量为______千焦。③图中各营养级通过A_____作用被消耗，通过B________利用，而B又通过C_________被消耗。太阳能1.6200呼吸分解者呼吸作用能不能改变生态系统能量流动的规律？质疑：思考：锄去农田中的杂草，修去树木的侧枝，目的是什么?合理调整能量的流动方向，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分．四、研究能量流动的意义【第2课时】材料一、我国古代就已发展出“桑基鱼塘”生产方式：利用桑叶喂蚕，蚕沙（蚕粪）养鱼，鱼塘泥肥桑，在桑、蚕、鱼之间形成了良性循环。意义1：研究能量流动，可以帮助人们科学的规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。“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。使生产一种产品时产生的有机“废弃物”，成为生产另一种产品的投入，也就是使废物资源化，从而，提高能量转化效率，使能量得到最有效的利用。材料二、在一个草场上，如果放养的牲畜过少，就不能充分利用牧草所提供的能量；如果放养的牲畜过多，就会造成草场的退化，使畜产品的产量下降。只有根据草场的能量流动特点，合理确定草场的载畜量，才能保持畜产品的持续高产。意义2：研究生态系统的能量流动，还可以帮助人们合理地调整生态系统的能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类最有益的部分。欢迎进入朱建标老师之《生命课堂》36意义一实例：利用沼气、生产食用菌、桑基鱼塘意义二实例：农田除草、治虫、合理放牧能量流动的起点：从生产者固定太阳能开始流经生态系统的总能能量流动的数量是生产者所固定的全部太阳能生态系统的能量流动的途径：太阳能→第一营养级→第二营能量流动养级→‥‥‥第五营养级单向流动不循环能量流动的特点逐级递减传递率为10％～20％设法调整能量流动关系研究的目的使能量流向对人类最有益的部分本课小结（食物链和食物网）食物链变式模型的分析(1)如图中图1和图2都是以每个营养级中有机物多少为依据，图1中的食物链是丙→甲→乙→丁；图2中的食物链是丙→丁→甲→乙；图3表示甲和乙之间为捕食关系，甲是被捕食者，乙是捕食者，在食物链中，甲是低营养级，乙是高营养级；图4表示的是生态系统的物质循环图解，A是生产者，B是消费者，C是分解者，D是非生物的物质和能量，其中的食物链是A→B。技法提炼所以根据能量多少和传递效率10%～20%可以确定食物链为B→D→A→C。营养级ABCDPg15.9870.70.9141.0(2)数据表格形式直接呈现(能量值)构建食物链(网)下表是对某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，Pg表示生物同化作用固定能量的总量。(3)数据表格形式间接呈现(重金属、DDT等浓度)构建食物链(网)：如某生态系统中生物体内残留有机汞的情况如下表：生物体ABCDE有机汞浓度(ppm)0.0570.51680.39由于生物富集现象，随着营养级的增加，有机汞浓度增加，表中A有机汞浓度最低，属于第一营养级，含能量也最多，C和E的有机汞浓度差不多，表明两者属于同一营养级，D有机汞浓度最高，属于最高营养级，含能量也最少，那么，最可能的食物网如右图所示。题组三食物链和食物网中的数量分析5.如果一个生态系统中有4种生物，并构成一条食物链，在某一时间分别测得这4种生物(甲、乙、丙、丁)所含有机物的总量，如图所示。在一段时间内，如果乙的种群数量增加，则会引起()A.甲、丁的种群数量增加，丙的种群数量下降B.甲、丙、丁的种群数量均增加C.甲、丁的种群数量下降，丙的种群数量增加D.甲的种群数量下降，丙、丁的种群数量增加解析由上图可知，丙种群的有机物总量最多，应该是该生态系统的第一营养级，所以上述4种生物构成的食物链是丙→甲→乙→丁。乙种群数量增加，就要捕食更多的甲生物，因而甲生物的数量减少；随之丙的数量将增加，丁又是以乙为