第五章第二节-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?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1、生态系统中能量流动的概念2、生态系统中能量流动的过程和特点3、生态系统中能量流动的意义本节聚焦问题探讨备选策略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。能量流动的概念指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失过程。能量是如何流动的？从哪里开始研究？草兔子老鹰一、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?生产者（植物）初级消费者（植食性动物）呼吸作用用于生长发育和繁殖分解者遗体残骸能量流经第一营养级示意图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?固定的太阳能光合作用，仅仅吸收1%左右。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；未被利用的能量（最终被分解者分解）。3、兔子把草吃进肚子里,草中的能量都被兔子吸收了吗?4、兔子吸收了能量后,这些能量有哪些去向?不是。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…...能量流经初级消费者示意图摄入量=同化量+粪便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?不是。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；未被利用的能量（最终被分解者分解）。生产者（植物）呼吸作用初级消费者（植食动物）呼吸作用次级消费者（肉食动物）三级消费者（肉食动物）呼吸作用呼吸作用分解者呼吸作用太阳能生态系统能量流动的过程：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小结：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是什么？2.能量流动的起点和渠道是什么？3.流经生态系统的总能量是什么？4.各个营养级能量的来源又是什么？请阅读并讨论:1、能量流动过程中有哪些形式转化？2、热量主要以________形式散失。3、生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？4、流经某个生态系统的能量能否再回到这个生态系统当中来？思考与讨论光能化学能热能热能遵循能量守恒定律。不能，因为能量最终转变成了热能。赛达伯格湖的能量流动图解二、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、为什么流入能量和流出能量比会这么小？3、通过以上分析，你能总结出什么规律？464.662.812.614.6逐级递减:单向流动:生产者次级消费者三级消费者能量传递效率大约为10%—20%初级消费者不循环，不可逆能量沿食物链流动的过程中逐渐减少小结：能量流动的特点逐级递减的原因：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（不会倒置）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从能量流动金字塔可以看出：营养级越多，在能量流动中消耗的能量就_____。越多湖泊生态系统能量金字塔生产者（第一营养级）初级消费者（第二营养级）次级消费者（第三营养级）三级消费者（第四营养级）思考与讨论1、逐级递减这一特点与能量守恒定律矛盾吗？2、从能量流动的特点角度解释：为什么食物链一般不超过五个营养级？为什么“一山不容二虎”？3.市场上,肉类食品的价格一般要比小白菜的价格高,试从生态系统能量流动的角度分析原因。4、如果把各个营养级的生物量（质量）和数量用金字塔的方式表示，是否也成金字塔形？有没有例外？生物量金字塔：按各营养级生物的重量绘制出来的。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量金字塔：按各营养级生物的重量绘制出来的。生物数量金字塔：按各营养级生物的个体数量绘制出来的。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只树昆虫小鸟生物数量金字塔：按各营养级生物的个体数量绘制出来的。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。如:生态农业(桑基鱼塘)三、研究能量流动的实践意义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对人类最有益的部分。合理确定载畜量，灭鼠、灭虫本节知识体系概念：生态系统中能量的输入、传递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：能量金字塔：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或食物网能量传递效率的相关“最值”计算能量在流经各个营养级时，上一营养级的能量大约有10%~20%传到下一营养级，营养级越高，能量越少。因此食物链越长，能量损失越多。为了充分利用能量，应尽量缩短食物链。有关能量的“最值”计算方法总结如下：选最短食物链知低营养级按×20%计算求高营养级选最长食物链按×10%计算获得能量最多获得能量最少选最长食物链知高营养级按÷10%计算求低营养级选最短食物链按÷20%计算需最少能量需最多能量同一食物链不同环节能量传递效率往往不完全相同，不涉及“最多”、“最少”，计算时不能按10%或20%，而需按具体数值计算。如在食物链A→B→C→D中，能量传递效率分别为a%、b%、c%,若A的能量为M,则D的能量为M×a%×b%×c%。提醒例1若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第三和第四营养级所获得的能量最多是（）A.540kJ和81kJB.3600kJ和960kJC.240kJ和24kJD.960kJ和192kJD例2在图中海鸟获得能量最多的食物链是_________________________。海鸟每增加1千克，需消耗生产者生产的有机物至少是___________千克。甲壳类水绵海鸟水蚤大鱼小鱼淡水虾水棉→水蚤→甲壳类→海鸟125例3ABCDEF思考：如上食物网中，A为1千克1、C最多约为多少？2、C最少约为多少？0.04千克0.0001千克3、若C增加1千克，则A最少需要消耗多少千克？最多又为多少？例4.某人捕得一条重2kg的杂食海鱼，若此鱼的食物有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，则该鱼至少需要海洋植物多少kg？最多需要多少kg?最少：20kg最多：65kg课堂练习1、肉食动物不可能是一条食物链中的第几营养级（）A．第五B．第二C．第三D．第四2、对水稻→鼠→蛇→鹰这条食物链的错误描述是（）A.水稻是生产者B.鼠是初级消费者C.蛇是次级消费者D.鹰属于第三营养级BD4、右图中的①、②、③分别表示同一生态系统中不同营养级间能量传递的多少，它们之间的关系应该是（）A①②③B①②③C①=②=③D①=②+③生产者初级消费者次级消费者三级消费者①②③B3、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107kJ，则这部分能量中流入蜣螂体内的约为A、0kJB、106kJC、2×106kJD、106－2×106kJA5、下图是以每个营养级生物个体数量绘制的生态金字塔,其中1、2、3分别表示第一、第二、第三营养级。下列哪条食物链与此金字塔相符A、草——兔——狼B、草——昆虫——鸟C、树——昆虫——鸟D、树——兔——狼321C6、一片树林中，树、昆虫和食虫鸟类的个体数比例关系如下图所示。下列选项能正确表示树、昆虫、食虫鸟之间的能量流动关系的是(选项方框面积表示能量的大小)（）ABCDC7、下列叙述正确的是（）A、当狼吃掉一只兔时，就获得了兔的全部能量B、当狼捕食兔并经同化作用合成自身有机物时，能量就从第一营养级流入了第二营养级C、生产者通过光合作用制造了有机物时，能量就由非生物环境流入了生物群落D、生态系统的能量流动时往复循环的C（97上海）在一个生态系统中，已知初级消费者与次级消费者的个体数分别是N1、N2，个体平均重量分别为M1、M2，则下列正确的是A、N1×M1N2×M2B、N1×M1=N2×M2C、N1×M1N2×M2D、N1×M1≥N2×M2（2004上海）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10%，那么该人每增加1千克体重，约消耗植物A．10千克B．28千克C．100千克D．280千克AD10、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：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11、识图作答：下图表示生态系统的能量流动，请回答：（1）将A、B、C、D的名称依次写在图中：A．______B．______C．______D．______生产者初级消费者次级消费者三级消费者识图作答：下图表示生态系统的能量流动，请据图回答：（2）图中a1代表（3）图中a2代表（4）a3＜a2的原因是生产者所固定的太阳能从第一营养级流动到第二营养级的能量初级消费者呼吸作用消耗了大部分的能量，只有一部分能量传递给次级消费者，所以a3＜a2；（5）从生态系统能量传递效率上看，一个营养级的能量，流到下一个营养级只有______因此，一个食物链一般不能超过______10％－20％五个营养级识图作答：下图表示生态系统的能量流动，请据图回答：1、食物链为什么一般不超过5个营养级？2、“一山不容二虎”的原因？一条食物链的营养级一般不会超过五个营养级，因营养级上升一级，可利用的能量相应要减少80％～90％，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。•一山不容二虎营养级越高的生物能得到的能量越少，个体数量也就越少3、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？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只有10%~20%，也就是说要得到1千克的肉至少要消耗5千克的植物；所以相同重量的肉比蔬菜贵。小试身手：1.原理：生态系统能量流动的特点2.目的：生态系统的能量更多的流向人类3.材料：农作物、家禽家畜、人、食用菌4.设计思路：设计农业生态系统小试身手：设计农业生态系统农作物家禽、家畜饲料粪肥食用菌沼气池（含微生物）沼渣人菌渣等粪便粪便燃料秸秆沼渣、沼液组肥料