生态系统的能量流动

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?4生态系统的什么是沿着食物链和食物网进行的？生态系统的成分,生态系统的营养结构生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量食物链和食物网能量流动和物质循环（主要功能之一）问题探讨备选策略1：先吃鸡，再吃玉米；备选策略2：先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。生产者消费者分解者无机环境一、生态系统的能量流动概念1、概念：生态系统中能量的输入、传递、转化、散失的过程称为生态系统的能量流动。输入散失散失散失传递、转化光合作用化能合成作用呼吸作用食物链食物网2、能量流动分析：流经一个种群的情况能量输入个体2个体1个体3....储存在体内的能量呼吸作用散失的能量储存在体内的能量呼吸作用散失的能量储存在体内的能量呼吸作用散失的能量种群能量储存能量散失生态系统的能量流动是以“营养级”为单位兔子老鹰草能量是如何流动的？从哪里开始研究？二、能量流动的过程呼吸散失用于生长、发育、繁殖遗体、残枝败叶分解者初级消费者摄食能量流经第一营养级示意图太阳生产者固定的太阳能二、能量流动的过程1、小草的能量来自哪里?2、照射在草地上的太阳能如何被小草吸收?这些能量都被小草吸收了吗?3、小草吸收了太阳能后,这些能量有哪些去向?⒈生态系统的能量来源是：？2.流经生态系统的总能量是：？4.生产者(第一营养级)能量的去路有哪些？太阳能生产者所固定的太阳能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3.能量流动的起点和渠道是什么？起点：渠道：食物链和食物网生产者固定太阳能开始要点：1、兔子把草吃进肚子里,草中的能量都被兔子吸收了吗?2、兔子吸收了能量后,这些能量有哪些去向?初级消费者摄入用于生长发育和繁殖次级消费者摄入呼吸散失遗体残骸初级消费者同化分解者利用粪便呼吸散失...能量流经第二营养级示意图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？不包括。同化的能量是被吸收后储存在消费者自身组织中的能量。2.初级消费者同化的能量有哪几个去向？①呼吸作用散失；②被分解者利用；③下一个营养级摄食。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的组成物质,并且储存能量的变化过程。一个营养级所同化的能量=呼吸散失+被分解者利用（遗体）+被下一营养级利用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:A输入：传递：能量沿着食物链（网）逐级流动散失：各级生物的呼吸作用及分解者的分解作用（呼吸），能量以热能散失生产者固定的太阳能的总量，是流经这个生态系统的总能量。生态系统的总能量：太阳能生态系统的能量来源：转化：热能太阳光能化学能光合作用呼吸作用二、能量流动的过程2.生态系统的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？为什么?讨论：1.流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来?不能，能量流动是单向的。赛达伯格湖的能量流动图解三.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）出入比生产者植食性动物肉食性动物分解者12.662.813.52%20.06%1、完成上图的数据？2、为什么出入比会这么小？3、总结能量流动的规律？464.662.812.614.6单向流动：不可逆转，不能循环食物链各个营养级的顺序是不可逆的逐级递减:沿食物链传递效率为10％～20％。逐级递减的原因：自身呼吸消耗、被分解者分解、未被下一个营养级利用。能量金字塔可以更直观地体现能量流动的特点。三、能量流动的特点12由单位时间内各营养级所得到的能量数值，由低到高绘制的图形。在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动的过程中消耗的能量就越多，能量流动是单向、逐级递减的。能量金字塔任何生态系统都需要不断得到能量补充，以便维持生态系统的正常功能。如果一个生态系统在一段较长的时间内没有能量输入，这个生态系统就会崩溃。为什么谚语说“一山不容二虎”？参考要点: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小的程度。因此，老虎的数量将是很少的。故“一山不容二虎”有一定的生态学道理。10%~20%生产者10%~20%初级消费者次级消费者10%~20%……为什么一般的食物链上营养级不会多于5个？答：根据能量传递效率为10%-20%计算，流入到下一营养级能量是很少的。所以营养级越高生物种类和数量就越少。当能量流经4-5个营养级，所剩的能量就少到不足以再维持下一营养级的生命了。引申：人增加一千克，要消耗多少千克的植物？为什么肉类食品的价格比小白菜价格高？•美国生态学家林德曼，提出了“十分之一定律”：从理论上讲，一个人靠吃鱼增长身体1kg，就得吃掉10kg鱼，10kg的鱼则要吃掉100kg的浮游动物，100kg的浮游动物要吃掉1000kg的浮游植物。也就是说，1000kg的浮游植物才能养活10kg的鱼，进而才能使人增长1kg体重。假设你像鲁滨逊那样流落在不毛的荒岛上，只有15kg玉米和一只母鸡可以食用，那么使自己活的最长的办法是：1.先吃鸡，然后吃玉米2.先吃玉米，同时用部分玉米喂鸡，吃鸡生产的蛋，最后再吃鸡√生物量金字塔：按生物的质量表示。生产者（大叶藻）4800万吨；初级消费者（吃大叶藻的小鱼虾）1200万吨；次级消费者（吃小鱼虾的大鱼）17万吨；三级消费者（吃大鱼的鱼）3万吨。浮游植物浮游动物小鱼生物数量金字塔：按生物的个体数量表示。生产者（野草）5842424株；初级消费者（草原动物、昆虫）708624只；次级消费者（肉食动物、吃昆虫的小鸟）354904只；三级消费者（肉食动物、吃小鸟的鹰）3只。树昆虫小鸟能量金字塔永远是正金字塔形，而数量和生物量金字塔有时倒置。结合生态系统能量流动示意图，请分析：1、能量输入总量：_____________________________；指生产者通过___________，将光能转化为________并储存在有机物中，这样意味着非生物环境中的______进入到生物群落。2、能量流动的渠道：_____________和_____________。3、能量流动中能量形式的变化：_____________→生物体有机物中的化学能→_______（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爬、跳、飞、游的机械能。4、能量在生物群落中传递的形式：____________________。5、能量散失的主要途径：_________（包括各营养级生物本身的呼吸及分解者的呼吸）；能量散失的主要形式：_________。生产者固定的太阳能总量光合作用化学能能量食物链食物网太阳能（光能）热能有机物中的化学能呼吸作用热能回顾回顾能量流动的起点：生产者的能量来源：分解者的能量来源：各级消费者的能量来源：流入某营养级的能量是：能量流动特点：生产者固定的太阳能开始主要来自太阳能生产者和消费者上一营养级该营养级所同化的量单向流动，逐级递减如图，B鱼体重增加1kg，最多需要浮游植物多少千克浮游植物浮游动物A鱼B鱼1000kg10%10%10%至少20%20%25kg1kg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:至少量:按最长食物链、10%算按最短食物链、20%算能量流动特点应用：选______的食物链选传递效率_____生产者最少消耗选传递效率_____消费者最大消耗获得最多获得最少选______的食物链最短最长20%最大10%最小1、假设一个生态系统的总能量为１００％，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A.４％和４％B.０.８％和０.８％C.４％和０.８％D.１０％和４％能量在食物链中传递的计算：2、根据下图所表示的食物网,结合能量流动的特点进行计算:牧草鼠蛇猫头鹰如果牧草固定了1000焦耳的能量,则猫头鹰最少能获得______焦耳能量,最多能获得______焦耳能量.140四、研究生态系统能量流动的意义1、对能量进行多级利用，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2、帮助人们合理地______________________，使能量持续高效地流向对_____________的部分。调整能量流动关系人类最有益例：根据生态系统的结构和功能，下列叙述中正确的是（双选）（）A．“桑基鱼塘”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“退耕还林还草”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，所获得的能量越少CD例如：除草、治虫、合理确定载畜量、捞捕量人工建立短生物的富集作用太阳辐射排泄物、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C例：据图判断，下列叙述不符合生态学原理的是A.物质经过多级利用，实现了良性循环B.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，系统总能量利用效率降低D.由于各级产物都可以利用，减少了废物和污染例：下图是某生态系统中食物网简图，图中甲—庚代表各种不同的的生物，请据图回答（1）此生态系统中作为生产者的生物是，作为次级消费者的生物是。（2）若该生态系统受到重金属污染，那么在体内积存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，图中未表示的成分为。非生物的物质和能量有多少条食物链？5条（5）已知各营养级之间能量的转化效率为10%，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10千克，需要消耗生产者千克本节知识体系能量流动概念：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：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能量金字塔：能量沿食物链流动过程中逐级递减；传递效率为10%~20%。研究意义调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类最有益的部分太阳能食物链和食物网课后练习答案P97技能训练：分析和处理数据1.这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是6687.5kg，计算公式是180/（12×6）×2675，这些葡萄糖储存的能量是1.07×108kJ（计算公式是EG=MG×1.6×104）；2.这些玉米呼吸作用消耗的能量是3.272×107kJ（计算公式为ΔE呼=ΔMG×1.6×104）；3.这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是1.3972×108kJ（计算公式为E固=EG+ΔE呼），呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例是23.4%；4.这块玉米田的太阳能利用效率是1.64%（计算公式为η=1.3972×108/8.5×109）。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为a，全部消费者所同化的能量为b，全部分解者获得的能量为c，则a、b、c之间的关系是（）A．a=b+cB．ab+cC．ab+cD．ab=c2、稻田中农民要拔掉稗草，鱼塘中要不断清除肉食性的“黑鱼”，用生态学观点看，这是为了（）A．保持生态平衡B．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D．使物质能够尽快地循环流动3、下列有关生态系统能量流动的叙述中错误的是（）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流入第二营养级B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物群落D生态系统的能量流动是单向的，逐级递减的CA二三巩固提升1.在社会主义新农村建设中，四川某地通过新建沼气池和植树造林，构建了新型农业生态系统（如图所示）下列说法错误的是A该生态系统中，处于第二营养级的生物有人和家禽家畜B该生态系统中人的作用非常关键，植物是主要成分C该生态系统的建立，提高了各营养级间的能量传递效率D沼气池