5.2生态系统的能量流动

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,1,第二节 生态系统的能量流动,2,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。,3,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,4,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,能量流经第一营养级示意图,生产者,固定的,太阳能,(,约占,1%,),5,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。,6,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,7,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,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,8,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,10,7,KJ,，则这部分能量中可流入蜣螂体内的约为,A,、,0 KJ B,、,210,6,KJ,C,、,10,6,KJ D,、,10,6,-210,6,KJ,A,9,？,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,10,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,太阳光能,化学能,热能（最终归宿）,11,1.,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,12,7.,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,13,赛达伯格湖的能量流动图解,三、能量流动的特点,5,14,1.,从第一营养级流入第二营养级的能量，占生产者所固定的能量总量的百分比是,62.8/464.6=13.5%,15,12.6/62.8=20.1%,2.,从第二营养级流入第三营养级的能量，占初级消费者所同化的能量总量的百分比是,16,下一营养级同化量,上一营养级同化量,能量传递效率 ,100%,能量传递效率,10%,20%,17,3,、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？,18,1,、能量流动是,单向,的,能量流动的特点,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,19,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,20,一、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,=,21,1,、 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,22,23,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.96kJ D. 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：2400020%20%20%=192kJ,答案：,B,。,B,24,绿色植物,鼠,猫头鹰,这条食物链中，猫头鹰增重,1Kg,，至少,需要消耗绿色植物,_Kg,。,X,20%20%=1Kg,x,=25Kg,25,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,10kg B,28kg,C,100kg D,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,26,通过“植物人”消耗植物的量为：,0.510%,5kg,；,通过“植物植食动物小型肉食动物人”消耗植物的量为：,0.2510%10%10%,250kg,通过“植物羊人”消耗植物的量为：,0.2510%10%,25kg,故要消耗植物的总量为,5,250,25,280kg,27,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。,28,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,x20,20,1,，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=10,5,kg,29,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,45,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。,30,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,31,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） 株；,消费者,（草原动物、昆虫）,708624,只,消费者,(,肉食动物、吃昆虫的小鸟,)354904,只；,消费者,（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。,34,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,4 800,万吨；,消费者, 1200,万吨；,消费者, 17,万吨；,消费者, 3,万吨。,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。,35,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,36,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。,37,桑基鱼塘,38,2,、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。,39,本节知识体系,能量流动,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：,食物链或食物网,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,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,40,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,1 kg,，理论上,至少,要消耗第一营养级的生物量为（ ）,A. 25 kg B. 125 kg C. 625 kg D. 3125 kg,【,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,X kg,，则,X=1(20%)4=625 kg,。答案：,C,。,C,41,1,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,B,2,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,1000g B,500g,C,250g D,125g,D,42,有一食物网如图,1,所示。假如猫头鹰的食物,2/5,来自兔子，,2/5,来自老鼠，其余来自蛇，那么猫头鹰要增加,20g,体重，最多消耗植物多少克？,5600g,43,为什么肉类食品的价格比小白菜价格高？,为什么几平方公里才能有一只虎,而几十平方米却有百万昆虫,?,人增加一千克，要消耗多少克的植物？,(,从不同食物链考虑,),生物富集作用,?,知识应用,44,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.120kg B.160kg C.60kg,D.100kg,45,