1、问问题题探探讨讨备选策略备选策略1 1：先吃鸡，再吃玉米；先吃鸡，再吃玉米；备选策略备选策略2 2：先吃玉米，同时用一部分玉米先吃玉米，同时用一部分玉米 喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。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，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你随身携带的食物只有15Kg15Kg玉米和一只母鸡。玉米和一只母鸡。先吃鸡，先吃鸡，再吃玉米再吃玉米我反对！我反对！为什么要为什么要先吃我？先吃我？第二节第二节 生态系统中的能量流动生态系统中的能量流动 生态系统中能量的生态系统中能量的输入、传递、输入、传递、转
2、化转化和和散失散失的过程，称为生态系统的的过程，称为生态系统的能量流动。能量流动。一、生态系统的能量流动的概念一、生态系统的能量流动的概念 生态系统的能量流动生态系统的能量流动生态系统能量的源头是什么生态系统能量的源头是什么?能量是如何输入生态系统的能量是如何输入生态系统的?阳光阳光光合作用光合作用能量流动的起点：能量流动的起点： 从生产者固定的全部太阳能开始从生产者固定的全部太阳能开始生态系统能量流动的数量：生态系统能量流动的数量： 流经生态系统的总能量，是生产者所流经生态系统的总能量，是生产者所固定的全部太阳光能。固定的全部太阳光能。 生态系统能量流动的途径：生态系统能量流动的途径： 食物
3、链和食物网食物链和食物网二、二、能量流动的过程能量流动的过程第2节 生态系统的能量流动六中王美娟非生物能量非生物能量生产者生产者消费者消费者分解者分解者太阳能太阳能想一想：这些能量到我们体内都有哪些用途呢？1%未被利用的能量光能光能 化学能化学能呼吸作用散失呼吸作用散失下一营养级摄入下一营养级摄入遗体残骸遗体残骸同化同化摄入摄入1粪便粪便用于生长、用于生长、发育、繁殖发育、繁殖分解者分解分解者分解分解者分解分解者分解未被利用的能量兔子的摄入量就是兔子的同化量吗？兔子的摄入量就是兔子的同化量吗？( (同化量同化量 = = 摄入量摄入量粪便量）粪便量）兔子的能量到哪里去了兔子的能量到哪里去了同化作
4、用：同化作用：是指生物体把从外界环境中是指生物体把从外界环境中获取的营养物质获取的营养物质转变转变成自身的组成物质，成自身的组成物质，并且并且储存能量储存能量的变化过程。的变化过程。 呼吸作用散失呼吸作用散失下一营养级摄入下一营养级摄入遗体残骸遗体残骸同化同化摄入摄入1粪便粪便用于生长、用于生长、发育、繁殖发育、繁殖分解者分解分解者分解分解者分解分解者分解未被利用的能量生态系统的能量流动图解生态系统的能量流动图解生产者生产者( (植物植物) )呼吸呼吸初级初级消费者消费者( (植食动物植食动物) )呼吸呼吸次级次级消费者消费者( (肉食动物肉食动物) )呼吸呼吸分分 解解 者者呼吸呼吸三级三级
5、消费者消费者( (肉食动物肉食动物) )呼吸呼吸太太阳阳能能1.1.生态系统的能量源头：生态系统的能量源头：太阳能太阳能3.3.能量流动的能量流动的起点：起点：2.2.流经生态系统的总能量：流经生态系统的总能量： 生产者所固定的太阳生产者所固定的太阳能的总量能的总量( (约占约占1%)1%) 6.6.来源：来源：生产者生产者消费者消费者太阳光能太阳光能 前一营养级前一营养级 4.4.流动的渠道流动的渠道: :生产者固定的太阳能开始生产者固定的太阳能开始食物链和食物网食物链和食物网5.5.能量在食物链中的流动形式：能量在食物链中的流动形式：分解者分解者生产者、消费者生产者、消费者 的遗体和排遗物
6、的遗体和排遗物有机物中的化学能有机物中的化学能7.7.去路：去路：呼吸作用消耗呼吸作用消耗被下一营养级的生物所利用被下一营养级的生物所利用被分解者所利用被分解者所利用8 8、能量散失的主要途径：、能量散失的主要途径：细胞呼吸，主要形式是热能细胞呼吸，主要形式是热能思考与讨论思考与讨论 流经某生态系统的能量能否再回到这个生流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来态系统中来? ?12.6 62.8未固定未固定生产者生产者 464.6植食性动物植食性动物 62.8肉食性动物肉食性动物 12.6活动：请计算能量传递效率活动：请计算能量传递效率（输入后一营养级的（输入后一营养级的能量与输入前一营养
7、级的能量的比）能量与输入前一营养级的能量的比）单位（焦单位（焦/厘米厘米2 年）年）96.318.87.5 分解者分解者 14.6 14.6 12.52.1微量微量 未利用未利用 327.3 327.3 29329.35.0 呼吸呼吸 122.6 122.6 单向流动单向流动: :自身呼吸作用消耗自身呼吸作用消耗分解者利用分解者利用暂未利用暂未利用12.6 62.8未固定未固定生产者生产者 464.6植食性动物植食性动物 62.8肉食性动物肉食性动物 12.696.318.87.5 分解者分解者 14.6 14.6 12.52.1微量微量 未利用未利用 327.3 327.3 29329.35
8、.0 呼吸呼吸 122.6 122.6 不可逆向，不可循环不可逆向，不可循环生产者生产者 初级消费者初级消费者 次级消费者次级消费者 三级消费者三级消费者 逐级递减的原因：自身呼吸消耗逐级递减的原因：自身呼吸消耗 被分解者分解被分解者分解 未被下一个营养级利用未被下一个营养级利用不可逆转，不能循环不可逆转，不能循环 说一说说一说能量金字塔可以说明能量金字塔可以说明什么问题？什么问题？ 在一个生态系统中在一个生态系统中，营，营养级越高养级越高，在能量流动的，在能量流动的过程中过程中消耗的能量就越多消耗的能量就越多，能量流动是能量流动是单向单向、逐级递逐级递减减的。生态系统中的能量的。生态系统中的
9、能量流动一般不超过流动一般不超过45个营个营养级。养级。能量金字塔能量金字塔 由单位时间内各营由单位时间内各营养级所得到的养级所得到的能量数值能量数值由低到高由低到高绘制的图形叫绘制的图形叫做做能量金字塔。能量金字塔。 如果把各个营养级的如果把各个营养级的生物数量生物数量关系，用绘制能关系，用绘制能量金字塔的方式表达出来，量金字塔的方式表达出来，是不是也是金字塔形？是不是也是金字塔形？ 如果是，有没有例外？如果是，有没有例外？思思 考考生物数量金字塔：食物链不同环节上生物个体的生物数量金字塔：食物链不同环节上生物个体的数量存在巨大的差异。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
10、员作人们对一片草地上草牧链的所有生物成员作了统计：了统计：生产者（野草）生产者（野草） 58424245842424株；株；消费者消费者（草原动物、昆虫）（草原动物、昆虫） 708624708624只只消费者消费者(肉食动物、吃昆虫的小鸟肉食动物、吃昆虫的小鸟)354904)354904只；只；消费者消费者（肉食动物、吃小鸟的鹰）（肉食动物、吃小鸟的鹰） 3 3只。只。 数量金字塔数量金字塔 通常在食物链的始端个体数量多，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。之后的各环节上生物的数量逐渐减少。个体数量金字塔个体数量金字塔小鸟小鸟昆虫昆虫树树多多数数目目营营养养级级少少
11、高高低低 但数量金字塔在某种情况下也可能出现但数量金字塔在某种情况下也可能出现金字塔倒置金字塔倒置的现象，如一棵树上生活着许多的现象，如一棵树上生活着许多昆虫。昆虫。生物量金字塔：以生物组织的干重表示每一个营生物量金字塔：以生物组织的干重表示每一个营养级中的总重量养级中的总重量( (现存生物有机物的总质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：人们对一片草原中生态系统作了统计：生产者生产者 4 8004 800万吨；万吨；消费者消费者 1200 1200万吨；万吨；消费者消费者 17 17万吨；万吨；消费者消费者 3 3万吨。万吨。 一般来说，绿色植物的生物量大于它们所
12、养活一般来说，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的肉食性动物的生物量。于以它们为食的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，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，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，这样就会出现因而现存的生物量很小，这样就会出现金字塔的倒
13、置。金字塔的倒置。 思考：能不能改变生态系统能量思考：能不能改变生态系统能量流动的规律？流动的规律？ 人们虽然不能改变能量流动的客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，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但能提高能量的利用率例如：秸秆的多级利用、桑基鱼塘就例如：秸秆的多级利用、桑基鱼塘就实现了实现了对对能量的多级利用，提高能量的多级利用，提高了了能量的利用率。能量的利用率。1 1、帮助人们科学规划、设计人工生态系统，、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。使能量得到最有效的利用。 桑基鱼塘桑基鱼塘2 2、合理调整能量流动方向，使
14、能量流向对人、合理调整能量流动方向，使能量流向对人类最有益的部分。类最有益的部分。过少：就不能过少：就不能充分利用牧草充分利用牧草所能提供的能所能提供的能量。量。过多：会造成过多：会造成草场退化，使草场退化，使畜产品的产量畜产品的产量下降。下降。牧民草原如何放牧，才能达到产畜量高牧民草原如何放牧，才能达到产畜量高又不会导致草场退化？又不会导致草场退化？合理确定载畜量，灭鼠、灭虫合理确定载畜量，灭鼠、灭虫 大象是植食性动物，有一种蜣螂则大象是植食性动物，有一种蜣螂则专以象粪为食。设大象在某段时间所同专以象粪为食。设大象在某段时间所同化的能量为化的能量为10107 7KJKJ，则这部分能量中可流，
15、则这部分能量中可流入蜣螂体内的约为入蜣螂体内的约为A A、 0 KJ B0 KJ B、2 210106 6 KJKJC C、10106 6 KJ DKJ D、10106 6-2-210106 6 KJKJA1 1、 这是一类关于能量计算的含有这是一类关于能量计算的含有“最多最多”或或“至少至少”等字眼的问题。等字眼的问题。2 2常见题型常见题型（1 1）已知前面营养级的值，求后面营养级获）已知前面营养级的值，求后面营养级获得的至多或至少值。得的至多或至少值。（2 2）已知后面营养级的增值，求至多或至少）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。需要前面营养级的值。一、能量传递中的极
16、值计算一、能量传递中的极值计算 例例1 1、若某生态系统固定的总能量为、若某生态系统固定的总能量为24000kJ24000kJ，则该生态系统的第四营养级生物最多，则该生态系统的第四营养级生物最多能获得的能量是（能获得的能量是（ ） A. 24kJA. 24kJ B. 192kJB. 192kJ C.96kJC.96kJ D. 960kJ D. 960kJ 据题意，生态系统固定的总能量是生态系统中据题意，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，即生产者（第一营养级）所固定的能量，即24000kJ24000kJ， 当能量的传递效率为当能量的传递效率为20%20%时，每一个
17、营养级从时，每一个营养级从前一个营养级获得的能量是最多的。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：因而第四营养级所获得能量的最大值为：240002400020%20%20%20%20%=192kJ20%=192kJ 答案：答案：B B。B 例例2.2.在一条有在一条有5 5个营养级的食物链中，个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体重增加若第五营养级的生物体重增加1 kg1 kg，理论，理论上上至少至少要消耗第一营养级的生物量为（要消耗第一营养级的生物量为（ ）A. 25 kgA. 25 kg B. 125 kg B. 125 kg C. 625 kgC. 625
18、 kg D. 3125 kg D. 3125 kg 【解析解析】据题意，要计算至少消耗的第一据题意，要计算至少消耗的第一营养级的生物量，应按照能量传递的营养级的生物量，应按照能量传递的最大最大效率效率20%20%计算。计算。 设需消耗第一营养级的生物量为设需消耗第一营养级的生物量为X kgX kg，则，则X=1X=1(20%)4=625 kg(20%)4=625 kg。答案：。答案：C C。C 1 1假设一个生态系统的总能量为假设一个生态系统的总能量为l00l00，按，按最最高高传递效率计算，第三和第四营养级的消费者传递效率计算，第三和第四营养级的消费者所获得能量分别为（所获得能量分别为（ ）
19、 A A0 08 8和和 0 08 8 B B4 4和和 0 08 8 C C4 4和和 4 4 D D2020和和 4 4 B 2 2在植物在植物昆虫昆虫蛙蛙蛇这条食物链中，若蛇这条食物链中，若蛇增加蛇增加1g1g生物量，生物量，至少至少要消耗植物的生物量是要消耗植物的生物量是（ ） A A1000g1000g B B500g500g C C250g250g D D125g125gD 如果一个人食物有如果一个人食物有1/21/2来自绿色植物，来自绿色植物，1/41/4来来自小型肉食动物，自小型肉食动物，1/41/4来自羊肉，假如传递效率来自羊肉，假如传递效率为为10%10%，那么该人每增加，
20、那么该人每增加1kg1kg体重，约消耗植物体重，约消耗植物（）（） A A10kg B10kg B28kg28kg C C100kg100kg D D280kg280kg【解析解析】解答本题时，首先应画出食物网，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。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三、能量沿多条食物链传递的计算通过通过“植物植物人人”消耗植物的量为：消耗植物的量为： 0.50.510%10%5kg5kg；通过通过“植物植物植食动物植食动物小型肉食动物小型肉食动物人人”消耗植物的量为：消耗植物的量为： 0.250.2510%10%10%10
21、%10%10%250kg250kg通过通过“植物植物羊羊人人”消耗植物的量为：消耗植物的量为： 0.250.2510%10%10%10%25kg25kg故要消耗植物的总量为故要消耗植物的总量为5 52502502525280kg280kg 由于由于“赤潮赤潮”的影响，一条的影响，一条4kg4kg重的杂食性重的杂食性海洋鱼死亡，假如该杂食性的食物有海洋鱼死亡，假如该杂食性的食物有1/21/2来来自植物，自植物，1/41/4来自草食鱼类，来自草食鱼类，1/41/4来自以草食来自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，按能量流动效率鱼类为食的小型肉食鱼类，按能量流动效率20%20%计算，该杂食性鱼从出生到死亡
22、，共需计算，该杂食性鱼从出生到死亡，共需海洋植物海洋植物 ( )( ) A.120kg B.160kg C.60kg A.120kg B.160kg C.60kg D.100kgD.100kg 在能量分配比例未知时计算某一生物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。获得的最多（或最少）的能量。例例. .如下图食物网中，若人的体重增加如下图食物网中，若人的体重增加1kg1kg，最，最少消耗水藻少消耗水藻 kgkg，最多消耗水藻，最多消耗水藻 kgkg 本题中，本题中，最短食物链最短食物链为水藻为水藻小鱼小鱼人，传递人，传递效率按效率按2020计算。设最少消耗水藻为计算。设最少消耗水藻为x x，则，则x x202020201 1，所以，所以x=25kgx=25kg 要求最多消耗就要选择水藻要求最多消耗就要选择水藻水蚤水蚤虾虾小鱼小鱼大鱼大鱼人，传递率按人，传递率按1010计算。设最多消耗计算。设最多消耗为为y y，则，则y y(10%)(10%)5 5=1=1，y=10y=105 5kgkg
