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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二节生态系统的能量流动问题探讨备选策略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。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15Kg玉米和一只母鸡。生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。一、生态系统的能量流动的概念就一个生物个体（如人）而言，能量是如何输入、储存和散失的？能量输入个体呼吸作用散失的能量储存在体内的能量二、能量流动的分析能量输入储存在体内的能量呼吸作用散失的能量个体1储存在体内的能量呼吸作用散失的能量个体2储存在体内的能量呼吸作用散失的能量个体3能量输入种群能量储存能量散失能量流经一个种群的情况图示：怎样研究生态系统的能量流动？生产者初级消费者次级消费者第一营养级第二营养级第三营养级草的能量是怎样得来的光合作用(太阳能化学能)呼吸消耗分解者分解供下一营养级摄入草的能量的去向能量在第一营养级中的变化生产者（植物）初级消费者（植食性动物）呼吸作用分解者遗体残骸能量流动的过程分析呼吸散失用于生长、发育、繁殖,储存在植物体的有机物中遗体、残枝败叶分解者初级消费者摄食①能量流经第一营养级示意图生产者固定的太阳能(约占1%)兔子的摄入量就是兔子的同化量吗？(同化量=摄入量—粪便量）兔子的能量到哪里去了同化作用：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。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粪便呼吸散失…...能量流经第二营养级示意图分解者利用粪便量用于生长、发育、繁殖遗体残骸分解者次级消费者摄入②能量流经第二营养级示意图初级消费者者摄入量同化量呼吸散失呼吸消耗鹰的能量去向如何用于生长、发育和繁殖------分解者分解生态系统的能量流动图解生产者(植物)呼吸初级消费者(植食动物)呼吸次级消费者(肉食动物)呼吸分解者…呼吸三级消费者(肉食动物)呼吸太阳能1.生态系统的能量源头：太阳能3.能量流动的起点：2.流经生态系统的总能量：生产者所固定的太阳能的总量(约占1%)能量流动的过程总结6.来源：生产者消费者——太阳光能——前一营养级4.流动的渠道:生产者固定的太阳能开始食物链和食物网5.能量在食物链中的流动形式：分解者——生产者、消费者的遗体和排遗物有机物中的化学能7.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8、能量散失的主要途径：细胞呼吸，主要形式是热能思考与讨论（P94）流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来?大象是植食性动物，有一种蜣螂则专以象粪为食。设大象在某段时间所同化的能量为107KJ，则这部分能量中可流入蜣螂体内的约为A、0KJB、2×106KJC、106KJD、106--2×106KJA赛达伯格湖的能量流动图解三、能量流动的特点5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464.662.813.52%62.812.620.06%12.6资料分析3、流入某个营养级的能量，为什么不能百分之百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：一部分通过该营养级的呼吸作用散失了；一部分作为排出物、遗体或残枝败叶不能进入下一个营养级，而为分解者利用；还有一部分未能进入（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之百地流到下一个营养级。4、通过以上分析，你能得出什么规律？1、能量流动是单向的生产者初级消费者次级消费者三级消费者→……2、能量流动是逐级递减的：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不可逆转，不能循环说一说能量金字塔可以说明什么问题？在一个生态系统中，营养级越高，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。生态系统中的能量流动一般不超过4—5个营养级。能量金字塔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叫做能量金字塔。如果把各个营养级的生物数量关系，用绘制能量金字塔的方式表达出来，是不是也是金字塔形？如果是，有没有例外？思考生物数量金字塔：食物链不同环节上生物个体的数量存在巨大的差异。人们对一片草地上草牧链的所有生物成员作了统计：生产者（野草）5842424株；消费者Ⅰ（草原动物、昆虫）708624只消费者Ⅱ(肉食动物、吃昆虫的小鸟)354904只；消费者Ⅲ（肉食动物、吃小鸟的鹰）3只。数量金字塔通常在食物链的始端个体数量多，之后的各环节上生物的数量逐渐减少。个体数量金字塔小鸟昆虫树多数目营养级少高低但数量金字塔在某种情况下也可能出现金字塔倒置的现象，如一棵树上生活着许多昆虫。生物量金字塔：以生物组织的干重表示每一个营养级中的总重量(现存生物有机物的总质量)。人们对一片草原中生态系统作了统计：生产者4800万吨；消费者Ⅰ1200万吨；消费者Ⅱ17万吨；消费者Ⅲ3万吨。一般来说，绿色植物的生物量大于它们所养活的植食性动物的生物量，而植食性动物的生物量大于以它们为食肉食性动物的生物量。但在湖泊和开阔的海洋这样的水域生态系统中，微小的单细胞藻类是主要的生产者，这些生物世代经历期短，繁殖迅速，只能积累很少的有机物，并且浮游生物对它们的取食强度大，因而现存的生物量很小，这样就会出现金字塔的倒置。思考：能不能改变生态系统能量流动的规律？研究能量流动的意义人们虽然不能改变能量流动的客观规律，即无法改变能量的传递效率，但能提高能量的利用率例如：秸秆的多级利用、桑基鱼塘就实现了对能量的多级利用，提高了能量的利用率。1、帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。桑基鱼塘“桑基鱼塘”农业生态系统2、合理调整能量流动方向，使能量流向对人类最有益的部分。例如，在森林中，最好使能量多储存在木材中；在草原牧场上，则最好使能量更多地流向牛、羊等牲畜体内，获得更多的毛、肉、皮、奶等畜产品。过少：就不能充分利用牧草所能提供的能量。过多：会造成草场退化，使畜产品的产量下降。牧民草原如何放牧，才能达到产畜量高又不会导致草场退化？合理确定载畜量，灭鼠、灭虫从生产者固定太阳能开始流经生态系统的总能量能量流动的数量是生产者所固定的全部太阳能太阳能→第一营养级→第二营养级→‥‥‥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生态系统的能量流动能量流动的起点：能量流动的途径：专题食物网中能量的相关计算一、传递率的计算二、能量传递中的极值计算三、能量沿多条食物链传递的计算一、传递率的计算生态系统的总能量=生产者固定的全部太阳能=第一营养级的同化量某一营养级的同化量上一营养级的同化量每个营养级同化能量=下一个营养级同化能量+呼吸消耗能量+分解者释放能量+未被利用能量X100%能量传递效率=能量从该生态系统的第二营养级到第三营养级的传递效率约为多少？(2.1+5.1+0.05+0.25-5)/(4+9+0.5+2.1+5.1+0.05+0.25-5)=15.6%1、这是一类关于能量计算的含有“最多”或“至少”等字眼的问题。2．常见题型（1）已知前面营养级的值，求后面营养级获得的至多或至少值。（2）已知后面营养级的增值，求至多或至少需要前面营养级的值。二、能量传递中的极值计算例1、若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第四营养级生物最多能获得的能量是（）A.24kJB.192kJC.96kJD.960kJ•据题意，生态系统固定的总能量是生态系统中生产者（第一营养级）所固定的能量，即24000kJ，•当能量的传递效率为20%时，每一个营养级从前一个营养级获得的能量是最多的。•因而第四营养级所获得能量的最大值为：24000×20%×20%×20%=192kJ•答案：B。B例2.在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体重增加1kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物量为（）A.25kgB.125kgC.625kgD.3125kg•【解析】据题意，要计算至少消耗的第一营养级的生物量，应按照能量传递的最大效率20%计算。•设需消耗第一营养级的生物量为Xkg，则X=1÷(20%)4=625kg。答案：C。C1．假设一个生态系统的总能量为l00％，按最高传递效率计算，第三和第四营养级的消费者所获得能量分别为（）A．0．8％和0．8％B．4％和0．8％C．4％和4％D．20％和4％B2．在植物→昆虫→蛙→蛇这条食物链中，若蛇增加1g生物量，至少要消耗植物的生物量是（）A．1000gB．500gC．250gD．125gD如果一个人食物有1/2来自绿色植物，1/4来自小型肉食动物，1/4来自羊肉，假如传递效率为10%，那么该人每增加1kg体重，约消耗植物（）A．10kgB．28kgC．100kgD．280kg【解析】解答本题时，首先应画出食物网，然后依据食物网和题干信息来解答。D三、能量沿多条食物链传递的计算①通过“植物→人”消耗植物的量为：0.5÷10%＝5kg；②通过“植物→植食动物→小型肉食动物→人”消耗植物的量为：0.25÷10%÷10%÷10%＝250kg③通过“植物→羊→人”消耗植物的量为：0.25÷10%÷10%＝25kg故要消耗植物的总量为5＋250＋25＝280kg•由于“赤潮”的影响，一条4kg重的杂食性海洋鱼死亡，假如该杂食性的食物有1/2来自植物，1/4来自草食鱼类，1/4来自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，按能量流动效率20%计算，该杂食性鱼从出生到死亡，共需海洋植物()•A.120kgB.160kgC.60kgD.100kg在能量分配比例未知时计算某一生物获得的最多（或最少）的能量。例.如下图食物网中，若人的体重增加1kg，最少消耗水藻kg，最多消耗水藻kg•本题中，最短食物链为水藻→小鱼→人，传递效率按20％计算。设最少消耗水藻为x，则x×20％×20％＝1，所以x=25kg•要求最多消耗就要选择水藻→水蚤→虾→小鱼→大鱼→人，传递率按10％计算。设最多消耗为y，则y×(10%)5=1，y=105kg