1、第二节第二节永丰二中永丰二中 欧阳武欧阳武12元元斤斤1.5元元斤斤一、能量流动的概念和分析：一、能量流动的概念和分析：1、概念：、概念：生态系统中能量的生态系统中能量的输入、传递、转输入、传递、转化和散失化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。的过程，称为生态系统的能量流动。2、在生态系统中，能量流动的分析一般以种群在生态系统中，能量流动的分析一般以种群为单位，为单位，能量的输入能量的输入=能量的储存能量的储存+能量的散失。能量的散失。能量输入能量输入种群种群能量储存能量储存能量散失能量散失无机环境中的无机环境中的太阳能太阳能怎样输入生物群落中的呢怎样输入生物群落中的呢？生态系统的生产者（主
2、要是绿色植物）通过生态系统的生产者（主要是绿色植物）通过光合光合作用作用把太阳能固定在它们制造的有机物中，太阳能就把太阳能固定在它们制造的有机物中，太阳能就转变成化学能，输入生态系统的第一营养级转变成化学能，输入生态系统的第一营养级生产生产者。者。太阳能太阳能生产者（第一营养级）生产者（第一营养级）光合作用光合作用1 1、能量输入：、能量输入：二、能量流动的过程二、能量流动的过程初级消费者初级消费者次级消费者次级消费者生生 产产 者者太阳能太阳能能量流动的源头：几乎所有能量流动的源头：几乎所有生态系统所需要的能量都来自生态系统所需要的能量都来自太阳能太阳能 （特殊：化学能）（特殊：化学能）能量
3、流动起点：能量流动起点：生产者固定的太阳能生产者固定的太阳能输入生态系统的总能量：输入生态系统的总能量：生产者固定的太阳能生产者固定的太阳能输入途径：输入途径：光合作用光合作用1 1、能量输入：、能量输入：光合作用光合作用2 2、能量传递、能量传递生生 产产 者者初级消费者初级消费者次级消费者次级消费者能量以能量以有机物有机物为载体，为载体，以以化学能化学能的形式沿食物链流的形式沿食物链流动动传递途径：传递途径：食物链和食物食物链和食物网网呼吸作用以呼吸作用以热能热能形式散失形式散失用于用于生长、生长、发育、繁殖发育、繁殖(储存在有储存在有机物中机物中)遗体、遗体、残枝败残枝败叶叶分分解解者者
4、初级消费者初级消费者摄食摄食生产者生产者固定的固定的太阳能太阳能光合作用光合作用太阳能太阳能呼吸呼吸作用作用能量流经第一营养级示意图能量流经第一营养级示意图散失散失初级消费者初级消费者摄入摄入用于生长用于生长发育和繁殖发育和繁殖次级消费者次级消费者摄入摄入呼吸作用呼吸作用散失散失遗体遗体残骸残骸初级消费者初级消费者同化同化分解者利用分解者利用粪便粪便呼吸呼吸作用作用散失散失.能量流经能量流经第二营养级第二营养级示意示意图图流入初级流入初级消费者消费者（第二营（第二营养级）的养级）的总能量：总能量：流入各级消费者的总能量：流入各级消费者的总能量：指各级消费者在进行同化作用合成的有机物中所含指各级
5、消费者在进行同化作用合成的有机物中所含的总能量。（不含消费者尿液、粪便中所含的能量）的总能量。（不含消费者尿液、粪便中所含的能量）【同化量同化量 =摄入量摄入量 -粪便量粪便量】各营养级的能量去路：各营养级的能量去路：一、呼吸作用分解一部分有机物；一、呼吸作用分解一部分有机物；二、随遗体、排泄物等流到分解者中去；二、随遗体、排泄物等流到分解者中去；三、一部分通过捕食关系流入下一营养级三、一部分通过捕食关系流入下一营养级（最后一（最后一营养级除外）营养级除外）2 2、能量传递、能量传递生态系统的能量流动图解生态系统的能量流动图解:呼吸呼吸作用作用呼吸呼吸作用作用生产者生产者(植物植物)初级消费者
6、初级消费者(植食动物植食动物)次级消费者次级消费者(肉食动物肉食动物)呼吸呼吸作用作用分分 解解 者者呼吸作用呼吸作用三级消费者三级消费者(肉食动物肉食动物)呼吸作用呼吸作用 例：大象是植食性动物例：大象是植食性动物,有一种蜣螂则专以有一种蜣螂则专以大象的粪便为食大象的粪便为食,设一头大象在某一段时间设一头大象在某一段时间内所同化的能量为内所同化的能量为10108 8kJ,kJ,则这部分能量可流则这部分能量可流入到蜣螂体内的能量约为（入到蜣螂体内的能量约为（）A A0kJ B0kJ B10107 7 kJ kJ C C10108 8kJ DkJ D10108 8 2 210108 8kJkJA
7、3 3、能量转化、能量转化能量形式的变化能量形式的变化：能量在食物链、食物网流动的形式：能量在食物链、食物网流动的形式：有机物中的化学能有机物中的化学能太阳能太阳能有机物中的化学能有机物中的化学能热能热能4 4、能量散失、能量散失生产者生产者(植物植物)初级消费者初级消费者(植食动物植食动物)次级消费者次级消费者(肉食动物肉食动物)呼吸作用呼吸作用分分 解解 者者呼吸作用呼吸作用三级消费者三级消费者(肉食动物肉食动物)呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用能量散失的途径：能量散失的途径：生产者和消费者的呼吸作用生产者和消费者的呼吸作用分解者的分解作用（呼吸作用）分解者的分解作用（呼吸
8、作用）能量散失的形式：能量散失的形式：热能热能思考与讨论思考与讨论1、生态系统中的能量流动和转化是否遵循、生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？为什么？能量守恒定律？为什么？遵循。遵循。能量在生态系统中流动，转化后，一部分储存在生态系统中，能量在生态系统中流动，转化后，一部分储存在生态系统中，另一部分被利用，散发到无机环境中，两者之和与流入生态另一部分被利用，散发到无机环境中，两者之和与流入生态系统的能量相等。系统的能量相等。2、流经生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来？、流经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。不能，能量流动是单向的。分析分析”塞达
9、伯格湖的能量流动图解塞达伯格湖的能量流动图解”,思考下列问题思考下列问题:1.1.对于每一个营养级来讲对于每一个营养级来讲,输入和输出的能量是否相等输入和输出的能量是否相等?2.2.从第一营养级流入第二营养级的能量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占生产者所固定的能量 总量的百分比是多少总量的百分比是多少?从第二营养级流入第三营养级的能从第二营养级流入第三营养级的能 量量,占初级消费者所同化的能量总量的百分比是多少占初级消费者所同化的能量总量的百分比是多少?3.3.流入某个营养级的能量流入某个营养级的能量,为什么不能百分百的流向后一个营养级为什么不能百分百的流向后一个营养级
10、?营养级营养级流入能量流入能量流出能量流出能量出入比出入比生产者生产者464.662.813.52%植食性动物植食性动物62.812.620.06%肉食性动物肉食性动物12.6分解者分解者14.6能量流动过程中损耗的原因：能量流动过程中损耗的原因：捕食不彻底：捕食不彻底：当动物体在捕食猎物时，由于相当动物体在捕食猎物时，由于相互之间经过长期的自然选择，捕食者能够捕食互之间经过长期的自然选择，捕食者能够捕食到猎物，但不可能将其种群中的全部个体捕食。到猎物，但不可能将其种群中的全部个体捕食。摄食不彻底：摄食不彻底：当动物捕食成功后，在取食对方当动物捕食成功后，在取食对方时，也不可能将对方的所有有机
11、物全部吃下。时，也不可能将对方的所有有机物全部吃下。消化不彻底：消化不彻底：当动物将食物摄取到消化道中之当动物将食物摄取到消化道中之后，也不可能将其中的全部营养都能吸收。后，也不可能将其中的全部营养都能吸收。以上就产生了分解者的营养来源。以上就产生了分解者的营养来源。另外生物体本身需要维持正常的生命活动，进另外生物体本身需要维持正常的生命活动，进行繁殖以及生长、发育等。这一切都将以呼吸热行繁殖以及生长、发育等。这一切都将以呼吸热的形式最终散失。的形式最终散失。二、能量流动的特点：二、能量流动的特点：原因原因食物链中各营养级的顺序不能逆转，这是长期食物链中各营养级的顺序不能逆转，这是长期自然选择
12、的结果。如兔子吃草，狐狸吃兔子。自然选择的结果。如兔子吃草，狐狸吃兔子。b b、逐级递减：、逐级递减：输入某一营养级的能量，一般只输入某一营养级的能量，一般只有有10%10%20%20%（传递效率）能够流到下一营养级。（传递效率）能够流到下一营养级。1 1、各营养级生物因呼吸作用消耗大部分能量、各营养级生物因呼吸作用消耗大部分能量（含热能散失的）；（含热能散失的）；2 2、各营养级生物总有一部分未被下一个营养、各营养级生物总有一部分未被下一个营养级利用；级利用；3 3、部分通过分解者呼吸作用分解。、部分通过分解者呼吸作用分解。原因原因a a、单向流动单向流动方框大小说明了？方框大小说明了？箭头
13、粗细说明了？箭头粗细说明了？箭头的方向说明了？箭头的方向说明了？方框大小说明了每个营养级所获得能量的多少。方框大小说明了每个营养级所获得能量的多少。箭头粗细说明了能量流动是递减的。箭头粗细说明了能量流动是递减的。箭头方向说明了能量流动是单向的。箭头方向说明了能量流动是单向的。思考思考1.1.用能量流动的原理用能量流动的原理,解释谚语解释谚语“一山不容二虎一山不容二虎”隐含的道理。隐含的道理。2.2.市场上市场上,肉类食品的价格一般要比蔬菜的价格高肉类食品的价格一般要比蔬菜的价格高,试从生态系统能量流动的角度分析原因。试从生态系统能量流动的角度分析原因。某个湖某个湖的能量的能量金字塔金字塔:三、
14、生态金字塔：三、生态金字塔：营养级越营养级越高，获得高，获得的能量越的能量越少。少。1、能量金字塔：、能量金字塔：每个台阶代表食物链中每个台阶代表食物链中 每一营养级生物所含能量的多少。每一营养级生物所含能量的多少。2 2、数量金字塔：、数量金字塔：每个台阶代表食物链中每一营每个台阶代表食物链中每一营养级生物个体数量的多少。养级生物个体数量的多少。因为营养级越高，因为营养级越高，获得的能量越少，获得的能量越少，因而个体数目越少，因而个体数目越少，一般个体较大。一般个体较大。高高低低营养级营养级多多少少数目数目鸟鸟昆虫昆虫树树例、一棵树上昆虫和鸟的数量图例、一棵树上昆虫和鸟的数量图成千上万只昆虫
15、生活成千上万只昆虫生活在一株大树上，该数量在一株大树上，该数量金字塔的塔形会发生倒金字塔的塔形会发生倒置置3 3、生物量金字塔：每个台阶代表食物链中每个生物量金字塔：每个台阶代表食物链中每个营养级生物个体的生物量（有机物的质量）营养级生物个体的生物量（有机物的质量）少少多多生物量生物量高高低低营养级营养级如海洋生态系统中，生产者浮游植物个体小，寿命短，如海洋生态系统中，生产者浮游植物个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，因而某一时间调查到的又会不断地被浮游动物吃掉，因而某一时间调查到的浮游植物的生物量可能要低于其捕食者浮游动物的生物量。浮游植物的生物量可能要低于其捕食者浮游动物的生物量。综
16、上所知，只有能量金字塔永远是底宽上尖综上所知，只有能量金字塔永远是底宽上尖的正金字塔形，数量金子塔及生物量金字塔的正金字塔形，数量金子塔及生物量金字塔一般也是正金字塔形，但有时也会出现一般也是正金字塔形，但有时也会出现“倒倒置置”的特殊形状。的特殊形状。四、生态系统能量流动的有关计算四、生态系统能量流动的有关计算1.1.较低营养级（已知）较低营养级（已知）较高营养级（未知）较高营养级（未知）最多：最多：20%20%最少：最少：10%10%较高营养级（已知）较高营养级（已知）最多：最多：10%10%最少：最少：20%20%较低营养级（未知）较低营养级（未知）例例1.1.下图表示一个草原生态系统的
17、食物网。若美洲狮的下图表示一个草原生态系统的食物网。若美洲狮的食物食物2/32/3来自鹿，其余来自浣熊，则一只美洲狮体重每来自鹿，其余来自浣熊，则一只美洲狮体重每增加增加3Kg3Kg，至少需要消耗青草，至少需要消耗青草_Kg_Kg。1751751/3320%20%20%=1252/3320%20%=50例例2.2.下图表示某生态系统中，四种生物所同化的有机物的总下图表示某生态系统中，四种生物所同化的有机物的总量占该生态系统有机物总量的比例，则这四种生物之间的食量占该生态系统有机物总量的比例，则这四种生物之间的食物关系最可能的是（物关系最可能的是（）A A2 2、食物网中相同营养级所含的各种数量
18、级（、食物网中相同营养级所含的各种数量级（如能如能量、有机物总量、重金属含量等量、有机物总量、重金属含量等）相同）相同3 3、当动物性食物比例提高时，生产者供能将增加。、当动物性食物比例提高时，生产者供能将增加。例例3.3.设如图所示食物网中水稻固定的太阳能为设如图所示食物网中水稻固定的太阳能为N N，能量传递效，能量传递效率为率为l0l0，则人类获得的能量为（，则人类获得的能量为（）A A等于等于1010-1-1N BN B等于等于l0l0-2-2N CN C少于少于l0l0-1-1N DN D多于多于1010-1-1N NC C例例4.4.如下图食物网中，若人的体重增加如下图食物网中，若人
19、的体重增加1Kg1Kg，最少消耗水藻，最少消耗水藻kgkg；最多消耗水藻；最多消耗水藻kgkg。25251000001000004 4、在某一食物网中，一个消费者占有多个营养级时：当该消、在某一食物网中，一个消费者占有多个营养级时：当该消费者增加某一值时，若要计算费者增加某一值时，若要计算最少消耗最少消耗生产者多少时应选最生产者多少时应选最短的食物链和最大的传递效率短的食物链和最大的传递效率20%20%计算（消费者获得能量最计算（消费者获得能量最多）；若要计算多）；若要计算最多消耗最多消耗生产者多少时应选最长的食物链和生产者多少时应选最长的食物链和最小的传递效率最小的传递效率10%10%计算（
20、消费者获得能量最少）；计算（消费者获得能量最少）；五、研究生态系统能量流动的意义五、研究生态系统能量流动的意义1 1、研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学规、研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。2 2、研究生态系统的能量流动，可以帮助人们合理地、研究生态系统的能量流动，可以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。例如，在森林中，最好使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，则最好使能量能量多储存在木材中；在草原牧场上，则最好使能量多流向到牛、羊等牲畜体内，获得更多的毛、肉、皮、多流向到牛、羊等牲畜体内，获得更多的毛、肉、皮、奶等畜产品。奶等畜产品。五、研究能量流动的意义：五、研究能量流动的意义：实例实例成功的路就在你的脚下！成功的路就在你的脚下！GoGo！
