生态系统的能量流动

1.,分析生态系统能量流动的过程和特点。,2.,概述研究能量流动的实践意义。,3.,尝试调查农田生态系统中的能量流动情况,。,教学目标,第,2,节,生态系统的能量流动,第五章 生态系统及其稳定性,生态系统能量流动的过程和特点。,重点难点,教学课时,共,2,课时,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,】,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。,能量流动的分析：,种群,能量输入,能量散失,能量储存,某动物种群捕食种群,A,能量流动过程,初级消费者是如何获取能量和如何分配能量？,某动物种群捕食种群,A,能量流动过程,P94,页：能量流经第二营养级示意图,、能量流动的起点：,从生产者固定太阳能开始,生产者光合作用固定的全部太阳能,3,、生态系统能量流动的渠道：,食物链和食物网,2,、流经生态系统的总能量：,4|,、生态系统能量的散失：,热能,能量流动的过程是怎样的呢？,元贝驾考,http:/,元贝驾考,2016,科目一 科目四金手指考试,http:/,金手指驾驶员考试,生产者 同化,用于生长,发育和繁殖,初级消费者 摄入,分,解,者,利,用,散失,呼吸作用,残枝,败叶,散失,呼吸作用,1.,能量流经,第一营养级,的情况,阅读,P94,页第,2,段文字，然后用关键词、方框、线段和箭头等，构建相应的图式模型。,一、能量流动的过程,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,初级消费者,同化,用于生长,发育和繁殖,次级消费者 摄入,分,解,者,利,用,散失,呼吸作用,粪便,遗体,残骸,散失,呼吸作用,2.,能量流经,第二营养级,的情况,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）,三级消费者,（肉食动物）,呼吸,呼吸,分 解 者,呼吸,3,.,生态系统的能量流动全过程,结论：,能量沿着食物链流动时，每个营养级都有能量的,输入,、,传递,、,转化,和,散失,过程。,每个营养级都有未利用的部分,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,2.,初级消费者如何获得能量,?,获得的能量有哪些去路？,次级消费者呢？,3.,每一个营养级获得能量的方式是否相同？,能量的去路是否相同,?,最高营养级呢,?,思考：,1.,生产者固定的太阳能有哪些去处？,资料分析,数据分析和处理,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,（第一营养级）,464.6,62.8,植食性动物,（第二营养级）,62.8,12.6,肉食性动物,（第三营养级）,12.6,13.52%,20.06%,1,、为什么,流入某营养级的能量不能百分之百地流人后一个营养级,?,耗散掉的能量包括：,呼吸散失,的热能；,为,分解者利用,的能量；,“,未利用,”,的能量,逐级递减,2.,流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统？,热能,太阳能,化学能,生产者,次级消费者,初级消费者,生态系统中能量流动是单向的；能量在流动过程中逐级递减。,逐级递减,:,能量金字塔,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,能量在沿食物链流动的过程中是逐渐减少的,二、,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,能量金字塔,低,高,低,高,营养级,能量,A,B,C,D,第一营养级,第二营养级,第三,营养级,第四,营养级,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。,图中,D,表示,_,_,。,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。,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,1.6,200,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。,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）,1.,人们常用金字塔来说明生态系统中哪两者之间的关系 （）,A,课堂练习：,A.,能量和营养级,B.,个体大小与营养级,C.,个体大小与个体数量,D.,个体数量与生物类型,B,2,、一个池塘有生产者、初级消费者、次级消费者、分解者。其中生产者固定的全部能量为,a,，,流入初级消费者、次级消费者、分解者的能量依次为,b,、,c,、,d,，,下列表述正确的是（,）,A,a=b+d B,a,b+d,C,a,b+d D,a,c+d,3.(,多选题,),下列有关生态系统能量流动的叙述中正确的是,(,),ABD,A.,能量流动是单向的，不可逆的,B.,食物链越短，可供最高营养级消费的能量越多,C.,初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少,D.,营养级越多，散失的能量越多,4.,森林中，螳螂捕蝉，黄雀在后，可构成一条食物链。如果黄雀增加体重,10,克，按理论计算，最多需要蝉,(,),A.10,克,B.100,克,C.1000,克,D.10000,克,C,5,、识图作答：下图表示生态系统的能量流动，请据图回答：,（,1,）将,A,、,B,、,C,、,D,各营养级的名称依次写在横线上：,A,_ B,_ C,_ D,_,生产者,初级消费者,次级消费者,三级消费者,（,2,）图中,a1,代表,:,（,3,）,a3,a2,的原因是,初级消费者呼吸作用消耗了大部分的能量，只有,10,-20,的能量传递给次级消费者，所以,a3,a2,；,(,),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,_,个营养级,生产者所固定的太阳能,迁移创新：,1.,为什么肉类食品的价格比小白菜价格高？,根据林德曼能量流动的“十分之一定律”,如,D,鱼体重增加,1kg,，所需,浮游植物约,_,。,1000kg,2.,为什么说“一山不容二虎”,?,3.,食物链一般不超过五个营养级,?,2.,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少的程度。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。,3.,从能量传递的数量和效率看，能量流经各营养级是逐级递减的，单向不循环的，传递效率为,10,20,。,所以,食物链一般不超过五个营养级，,到第五营养级时，可利用的能量已减少到,不能维持其生存的程度了。因为能量每流,经一级都要丢失一大部分，所以食物链越,长，流量流失就越多。,稻田生态系统,组成成分,：（,1,）非生物的物质和能量；（,2,）生产者：水稻、杂草、浮游植物等；（,3,）消费者：田螺、泥鳅、黄鳝、鱼、青蛙、浮游动物、昆虫、鸟类等；（,3,）分解者：多种微生物。,1.,生产者主体是水稻，其他生产者有杂草、浮游植物等。农民主要通过喷洒除草剂，或人工除草的方式抑制杂草的生长。,2.,初级消费者有：田螺、浮游动物、植食性昆虫、植食性鱼、鸟类等。一般而言，植食性昆虫和鸟类等往往对水稻生长构成危害，田螺、植食性鱼数量较多时也会对水稻生长构成危害。农民采取喷洒农药、竖稻草人等措施防止或减少这些动物的危害。,3.,次级消费者有：泥鳅、黄鳝、肉食性鱼、青蛙等。一般而言，这些消费者对水稻生长利大于害。农民通过禁捕，或适量放养等措施，实现生态农业的目标。,5.,农民对秸秆的传统处理方式有焚烧或填埋等；现代农业提出了综合利用思想，例如，秸秆可作为多种工业原材料，还可以用来生产沼气，以充分利用其中的能量。,6.,主要通过合理密植的方法提高作物的光能利用效率。,7.,通过稻田养鱼等措施，实现立体化生态农业；通过建造沼气池，实现能量的多级利用。,技能训练：分析和处理数据,这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是,6 687.5 kg,，,计算公式是,(12+18)/122 675,，,这些葡萄糖储存的能量是,1.0710,8,kJ,（计算公式是,E,G,=M,G,1.610,7,）；,这些玉米呼吸作用消耗的能量是,3.27210,7,kJ,（计算公式为,E,呼,=M,G,1.610,7,）；,这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是,1.397 210,8,kJ,（计算公式为,E,固,=E,G,+E,呼,），,呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例是,23.4%,；,这块玉米田的太阳能利用效率是,1.64%,（计算公式为,=1.397 210,8,/8.510,9,）。,旁栏思考题,一般情况下，也是金字塔形。但是有时候会出现倒置的塔形。例如，在海洋生态系统中，由于生产者（浮游植物）的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，所以某一时刻调查到的浮游植物的量可能低于浮游动物的量。当然，总的来看，一年中流过浮游植物的总能量还是比流过浮游动物的要多。与此同理，成千上万只昆虫生活在一株大树上，该数量金字塔的塔形也会发生倒置。,练习,基础题,1.A,。,2.D,。,3.B,。,拓展题,1.,（,2,）图,b,所示生态系统中流向分解者的能量，还有一部分可以以生活能源或食物中化学能的形式被人类再度利用，因此，该生态系统实现了能量的多级、充分利用，提高了能量的利用率。,2.,提示：不能。在一个封闭的系统中，物质总是由有序朝着无序的方向（熵增加）发展。硅藻能利用获取的营养通过自身的新陈代谢作用释放能量，依靠能量完成物质由无序向有序的转化，维持其生命活动。,