1、第第 5 5 章章生态系统及其稳定性生态系统及其稳定性【第第2 2课课】生态系统的能量流动生态系统的能量流动导思导思基础扫盲基础扫盲 以理导思以理导思一一. .能量流动的概念能量流动的概念生态系统中能量的生态系统中能量的 、 、 和和 的过程，的过程，称为生态系统的能量流动。称为生态系统的能量流动。 输入输入传递传递转化转化散失散失二二. .能量流动的过程能量流动的过程1.1.能量的输入：能量的输入：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总量生产者固定的太阳能总量能量的根本来源：能量的根本来源： 太阳能太阳能2.2.能量的传递：能量的传递：传递形式：以传递形式：以的形式
2、传递；的形式传递；有机物中的化学能有机物中的化学能传递渠道：传递渠道：食物链和食物网食物链和食物网各级消费者的能量一般直接来自于各级消费者的能量一般直接来自于上一个营养级上一个营养级导思导思基础扫盲基础扫盲 以理导思以理导思二二. .能量流动的过程能量流动的过程3.3.能量的转化：能量的转化：太阳能太阳能ATPATP中中 有机物中有机物中 活跃的化学能活跃的化学能稳定的化学能稳定的化学能最终热最终热能散失能散失4.4.能量的散失：能量的散失：散失形式：散失形式：热能热能散失渠道：通过生产者、消费者、分解者的散失渠道：通过生产者、消费者、分解者的 作用。作用。 细胞呼吸细胞呼吸【拓展拓展】能量流
3、经某一营养级的能量流经某一营养级的能量去向能量去向A.A.B.B.呼吸作用散失呼吸作用散失传递到下一营养级传递到下一营养级C.C.分解者利用分解者利用D.D.未利用。未利用。摄入量摄入量粪便量粪便量同化量同化量呼吸作用以热能形式散失呼吸作用以热能形式散失用于生长发育和繁殖用于生长发育和繁殖分解者利用和未利用分解者利用和未利用下一营养级下一营养级导思导思基础扫盲基础扫盲 以理导思以理导思三三. .能量流动的能量流动的特点特点生态系统的能量流动一般具有两个特点，即生态系统的能量流动一般具有两个特点，即 和和 。单单向向传递传递逐级递减逐级递减四四. .能量流动的能量流动的意义意义【说明说明】能量传
4、递效率不是从一种生物传递到另一种生物能量传递效率不是从一种生物传递到另一种生物，而，而是是 ，相邻两个营养级间的，相邻两个营养级间的传递效率大约为传递效率大约为 。在一个生态系统中营养级。在一个生态系统中营养级越多，在能量流动中消耗的能量就越越多，在能量流动中消耗的能量就越 。 上一营养级传递到下一营养级上一营养级传递到下一营养级 10%10%20%20% 多多1.1.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，实现对能量的利用，实现对能量的 ，从而大大提高，从而大大提高 。能量传递效率能量传递效率 （改变（改变/ /不改变
5、）。不改变）。多级利用多级利用利用效率利用效率不改变不改变2.2.帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效流向对人类最有益的部分能量持续高效流向对人类最有益的部分1.1.能量的来源和去向关系能量的来源和去向关系2.2.同化量如何计算同化量如何计算3.3.能量传递效率与能量利用效率的区别能量传递效率与能量利用效率的区别4.4.能量流动特点的原因能量流动特点的原因5.5.什么是生态金字塔及其特点什么是生态金字塔及其特点6.6.食物链和食物网中能量的流动计算食物链和食物网中能量的流动计算导疑导疑质疑问难质疑问难 群策导疑群策导疑导法导法
6、方法指导方法指导 互动导法互动导法1.1.能量流经某一营养级的分析能量流经某一营养级的分析太阳能太阳能未固定的太阳能未固定的太阳能生产者生产者同同化量化量呼吸作用以热能形式散失呼吸作用以热能形式散失用于生长发用于生长发育育和和繁殖繁殖分解者分解者利利用用和和未利用未利用下一营养级下一营养级导法导法方法指导方法指导 互动导法互动导法1.1.能量流经某一营养级的分析能量流经某一营养级的分析摄入量摄入量粪便量粪便量消费者消费者同同化量化量呼吸作用以热能形式散失呼吸作用以热能形式散失用于生长发用于生长发育育和和繁殖繁殖分解者分解者利利用用和和未利用未利用下一营养级下一营养级导法导法方法指导方法指导 互
7、动导法互动导法2.2.能量流经生态系统的的分析能量流经生态系统的的分析2.12.10.10.129.329.35.05.018.818.87.57.5 呼呼吸作用散失吸作用散失 分分解解者利用者利用 未利用未利用464.6464.6生产者生产者 初级消费者初级消费者 次次级消费者级消费者62.862.8 12.612.6 ？96.396.312.512.5293293？赛达伯格湖能量流动分析赛达伯格湖能量流动分析太阳能太阳能未固定未固定19478.619014.0导法导法方法指导方法指导 互动导法互动导法3.3.能量传递效率和能量利用效率的区别能量传递效率和能量利用效率的区别（1 1）能量传递
8、效率）能量传递效率能量的传递效率能量的传递效率= =下一营养级同化量下一营养级同化量/ /上一营养级同化量上一营养级同化量100%100%一般维持在一般维持在10%10%20%20%之间，基本不变。之间，基本不变。464.6464.6生产者生产者 次次级消费者级消费者初级消费者初级消费者 62.862.8 12.612.6能量传递效率能量传递效率= =62.862.8464.6464.6100%100%= =13.5%13.5%能量传递效率能量传递效率= =12.612.662.862.8100%100%= =20%20%导法导法方法指导方法指导 互动导法互动导法（2 2）能量利用效率）能量利
9、用效率能量利用效率是指流入人或最高营养级的能量占生产者能量的能量利用效率是指流入人或最高营养级的能量占生产者能量的比值，或考虑分解者的参与以实现能量的多级利用等。比值，或考虑分解者的参与以实现能量的多级利用等。在一个生态系统中，食物链越短能量的利用率就越高，同时生在一个生态系统中，食物链越短能量的利用率就越高，同时生态系统中的生物种类越多，营养结构越复杂，能量的利用率就越态系统中的生物种类越多，营养结构越复杂，能量的利用率就越高。高。464.6464.6生产者生产者 次次级消费者级消费者初级消费者初级消费者 62.862.8 12.612.6能量利用效率能量利用效率= =12.612.6464
10、.6464.6100%100%= =2.7%2.7%3.3.能量传递效率和能量利用效率的区别能量传递效率和能量利用效率的区别导法导法方法指导方法指导 互动导法互动导法4.4.由能量传递效率引发的问题由能量传递效率引发的问题（1 1）能量流动的特点：）能量流动的特点：单单向传递：向传递：逐级递减：逐级递减：能量流动只能沿食物链由低营养级流向高营养级，不可逆转，能量流动只能沿食物链由低营养级流向高营养级，不可逆转，也不可循环。也不可循环。一个营养级同化的能量，不能百分之百流向下一营养级，能量一个营养级同化的能量，不能百分之百流向下一营养级，能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的。在沿食物链流动的过
11、程中是逐级减少的。（2 2）生态金字塔）生态金字塔概念：概念：把生态系统中各个营养级有机体的个体数量、生物量或能量，按营把生态系统中各个营养级有机体的个体数量、生物量或能量，按营养级位顺序排列并绘制成图，其形似金字塔，故称生态金字塔。养级位顺序排列并绘制成图，其形似金字塔，故称生态金字塔。数量金字塔数量金字塔生物量金字塔生物量金字塔能量金字塔能量金字塔人人牛牛苜蓿苜蓿2 210107 7株株4.54.5头头1 1个个8096.8 kg8096.8 kg1020.6kg1020.6kg47.6kg47.6kg35KJ35KJ4980KJ4980KJ62400KJ62400KJ“一般一般”呈正金字
12、塔呈正金字塔“一定一定”呈正金字塔呈正金字塔鸟鸟昆虫昆虫树树浮游植物浮游植物浮游和低浮游和低栖动物栖动物也可呈倒金字塔也可呈倒金字塔类型：类型：导法导法方法指导方法指导 互动导法互动导法4.4.由能量传递效率引发的问题由能量传递效率引发的问题（3 3）能量传递相关的）能量传递相关的“最值最值”计算：计算：食物链中能量的食物链中能量的“最值最值”计算：计算：【例例1 1】已知食已知食物物链链“草草兔兔鹰鹰”若若鹰鹰营营养级的同化养级的同化量量为为N N，则草最多需要的同化量则草最多需要的同化量= = ；则则草草至少需要至少需要的同化量的同化量= = ， 若若草草营营养级的同化养级的同化量量为为M
13、 M，则则鹰最多获得的同化量鹰最多获得的同化量= = ，则鹰最少获得的同化量则鹰最少获得的同化量= = 。【启发启发1 1】相邻营养级间相邻营养级间能能量传递效率为量传递效率为10%10%2020% %，注意题目中，注意题目中“最多最多”“”“最最少少”“”“至少至少”的字眼，确定的字眼，确定1010% %和和20%20%的选择。的选择。【启发启发2 2】食物链中食物链中“”“”的数量代表传递的次数。每次传递都要用到传递效的数量代表传递的次数。每次传递都要用到传递效率。率。知低求高知低求高高多用多少用少高多用多少用少用乘号用乘号N N2020% %N N1010% %M M2020% %M M
14、1010% %知高求低知高求低低多用少少用多低多用少少用多用除号用除号巧记巧记20%20%10%10%10%10%20%20%N N1010N N5 5导法导法方法指导方法指导 互动导法互动导法4.4.由能量传递效率引发的问题由能量传递效率引发的问题（3 3）能量传递相关的）能量传递相关的“最值最值”计算：计算：食物网中能量的食物网中能量的“最值最值”计算：计算：草草兔兔鹰鹰虫虫鸟鸟【例例2 2】已已知食物网如图知食物网如图若若草草营营养级的同化养级的同化量量为为M M，则则鹰最多获得的同化量鹰最多获得的同化量= = ，则鹰最少获得的同化量则鹰最少获得的同化量= = 。则草最多需要的同化量则草最多需要的同化量= = ；则则草草至少需要至少需要的同化量的同化量= = ，N N2020% %N N1010% %M M2020% %M M1010% %知低求高知低求高高多用多少用少高多用多少用少用乘号用乘号知高求低知高求低低多用少少用多低多用少少用多用除号用除号巧记巧记20%20%用长用长10%10%用短用短 M M1010若若鹰鹰营养级的同化量为营养级的同化量为N N， 10101010 M M5 5 5 5 20%20%10%10%10%10%20%20%10%10%10%10%导效导效巩固新知巩固新知 检测导效检测导效
