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节节 生态系统的能量流动生态系统的能量流动考点：1.1.能量流动的过程能量流动的过程2.2.能量流动的特点能量流动的特点3.3.研究能量流动的意义研究能量流动的意义基础过关基础过关一、能量流动的过程一、能量流动的过程1.概念：概念：输入输入-传递传递-转化转化-太阳能太阳能有机物中的有机物中的_热能热能 散失散失-源头：太阳能源头：太阳能流经生态系统的总能量：生产者流经生态系统的总能量：生产者_。途径：途径：_形式：有机物中的形式：有机物中的_形式：最终以形式：最终以_形式散失形式散失过程：自身呼吸作用过程：自身呼吸作用固定固定的太
2、阳能总量的太阳能总量食物链和食物网食物链和食物网化学能化学能化学能化学能热能热能能量流经第二营养级示意图能量流经第二营养级示意图 初级消费者同化初级消费者同化 用于生长发育和繁殖用于生长发育和繁殖 遗体残骸遗体残骸 呼吸作用呼吸作用 粪便粪便 呼吸作用呼吸作用 2.过程图解一：（完成以下各项填空）过程图解一：（完成以下各项填空）?摄入量与摄入量与同化量同化量 生态系统能量流动示意图生态系统能量流动示意图 2.过程图解二：（完成以下各项填空）过程图解二：（完成以下各项填空）细胞呼吸细胞呼吸细胞呼吸细胞呼吸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细胞呼吸细胞呼吸2.过程图解
3、三：过程图解三：?能量传递效率能量传递效率“未利用未利用”的能量是指：的能量是指：未被自身呼吸作用利用，也未未被自身呼吸作用利用，也未被后一个营养级和分解者利用的能量。被后一个营养级和分解者利用的能量。如生物每年的积累量、动植物遗体残骸以化石燃料如生物每年的积累量、动植物遗体残骸以化石燃料形式被储存起来的能量形式被储存起来的能量)2.过程图解三：过程图解三：?能量传递效率能量传递效率 n能量去向：能量去向：能量在流经每一营养级时的分流问题能量在流经每一营养级时的分流问题a.a.呼吸作用呼吸作用b.b.流入下一个营养级流入下一个营养级(最高营养级除外）最高营养级除外）c.c.分解者分解分解者分解
4、n能量来源：能量来源：被该营养级生物所被该营养级生物所同化同化的全部能量的全部能量定量定量不定时不定时(最终去路最终去路)a.a.呼吸作用呼吸作用b.b.流入下一个营养级流入下一个营养级(最高营养级除外）最高营养级除外）c.c.分解者分解分解者分解定量定量定时定时d.d.未利用未利用生态系统中的能量流动小结：生态系统中的能量流动小结：能量单向流动及逐级递减原因分析：生态系统中的能量流动小结：生态系统中的能量流动小结：1.起点：生产者起点：生产者 固定太阳能固定太阳能 开始。开始。2.总量：总量：生产者固定的太阳能总和生产者固定的太阳能总和。3.流动渠道：流动渠道：食物链食物链 和和 食物网食物
5、网。4.能量流动特点能量流动特点 (1)单向流动单向流动 (2)逐级递减逐级递减能量单向流动及逐级递减原因分析：生态系统中的能量流动小结：生态系统中的能量流动小结：1.起点：生产者起点：生产者 固定太阳能固定太阳能 开始。开始。2.总量：总量：生产者固定的太阳能总和生产者固定的太阳能总和。3.流动渠道：流动渠道：食物链食物链 和和 食物网食物网。4.能量流动特点能量流动特点 (1)单向流动单向流动 (2)逐级递减逐级递减能量单向流动及逐级递减原因分析：(1)单向流动。单向流动。捕食关系捕食关系 不可逆转不可逆转。呼吸作用散失的热能不能重复利用呼吸作用散失的热能不能重复利用。(2)逐级递减。逐级
6、递减。各营养级各营养级 会因呼吸作用消耗大部分能量。会因呼吸作用消耗大部分能量。各营养级的能量会有一部分流入分解者各营养级的能量会有一部分流入分解者 考点一生态系统中能量流动过程考点一生态系统中能量流动过程 例例1.如图表示在某生态系统中，能量流经第如图表示在某生态系统中，能量流经第二营养级的示意图。对该图分析不合理的是二营养级的示意图。对该图分析不合理的是()A能量流动是伴随着物质循环而进行的能量流动是伴随着物质循环而进行的B图中甲为初级消费者同化的能量，即第二营养图中甲为初级消费者同化的能量，即第二营养级所含有的能量级所含有的能量C该图不够完善，缺少甲中因呼吸以热能散失的该图不够完善，缺少
7、甲中因呼吸以热能散失的能量能量D乙比甲的能量少的原因是甲的遗体、残骸中的乙比甲的能量少的原因是甲的遗体、残骸中的能量被分解者利用而未传递下去能量被分解者利用而未传递下去D变式变式1.某同学绘制了下图所示的能量流动图某同学绘制了下图所示的能量流动图解解(W1表示光能表示光能)，相关叙述正确的是，相关叙述正确的是()A生产者固定的总能量可表示为生产者固定的总能量可表示为(A1B1C1A2 B2C2D2)B由生产者到初级消费者的能量传递效率为由生产者到初级消费者的能量传递效率为D2/W1C初级消费者摄入的能量为初级消费者摄入的能量为(A2B2C2)DW1D1D2AC例例2在如图食物网中在如图食物网中
8、表示鸟的食表示鸟的食物中动物性食物所占比例，若要使鸟体重增物中动物性食物所占比例，若要使鸟体重增加加x，至少需要生产者量为，至少需要生产者量为y，那么，那么x与与y的关的关系可表示为（系可表示为（）Ay=90ax+10 x By=25ax+5xCy=20ax+5x Dy=100ax+10 x 考点二考点二 能量流动的计算能量流动的计算C3.能量传递效率的相关能量传递效率的相关“最值最值”计算方法计算方法 在解决有关能量传递的计算问题时，需要确在解决有关能量传递的计算问题时，需要确定相关的食物链，能量传递效率约为定相关的食物链，能量传递效率约为10%20%，一般从两个方面考虑：，一般从两个方面考
9、虑：(1)知低营养级知低营养级 求高营养级求高营养级 获得能量最多获得能量最多获得能量最少获得能量最少选最短食物链选最短食物链按按20%计算计算选最长食物链选最长食物链按按10%计算计算考点一考点一 生态系统的能量流动生态系统的能量流动(2)知高营养级知高营养级 求低营养级求低营养级需最少能量需最少能量需最多能量需最多能量选最短食物链选最短食物链按按20%计算计算选最长食物链选最长食物链按按10%计算计算还要注意两点：还要注意两点：(1)“至少需要至少需要”“”“最多利用最多利用”“”“最大消耗最大消耗”，“最少利用最少利用”等字眼，从而确定应该使用等字眼，从而确定应该使用10%还还是是20%
10、、最短链还是最长链进行、最短链还是最长链进行“最值最值”计算。计算。(2)已确定营养级间能量传递效率的，不能按已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值最值”法计算。例如，在食物链法计算。例如，在食物链ABCD中，能量传递效率分别为中，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若，若A的能的能量为量为M，则，则D获得的能量为获得的能量为Ma%b%c%。1.1.甲、乙、丙的食物关系如图所示，如将甲的能量中甲、乙、丙的食物关系如图所示，如将甲的能量中比例为比例为1/21/2直接提供给丙调整到直接提供给丙调整到2/32/3。能量效率按。能量效率按10%10%计计算从理论分析，该生态系统能承载丙的数量是原来
11、的算从理论分析，该生态系统能承载丙的数量是原来的_倍。倍。2.2.甲、乙、丙的食物关系如图所示，丙的食物比例由甲、乙、丙的食物关系如图所示，丙的食物比例由甲：乙甲：乙=1:1=1:1调整为调整为2:1.2:1.从理论分析，该生态系统能承从理论分析，该生态系统能承载丙的数量是原来的载丙的数量是原来的_倍。倍。70/55倍倍55/40倍倍问题探讨：问题探讨：假如你像小说中的鲁滨假如你像小说中的鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，逊那样，流落在一个荒岛上，除了饮用水之外没有任何食除了饮用水之外没有任何食物。你随身带的食物只有一物。你随身带的食物只有一只母鸡、只母鸡、15Kg15Kg玉米。玉米。策略：策略：
12、1.1.先吃鸡再吃玉米。先吃鸡再吃玉米。2.2.先吃玉米，同时用一部分先吃玉米，同时用一部分 玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。最后吃鸡。“庄稼地里放稻草人庄稼地里放稻草人”有什么生态学意义？有什么生态学意义？用“心里话”回答：吓唬鸟，产量高。（不得分）用“教材语言”回答：调整能量流动关系，使能量流向对人有益的部分。（满分）人工生态系统人工生态系统最有效最有效能量流能量流动关系动关系对人类对人类最有益最有益3.能量流动的研究意义能量流动的研究意义与与生态金字塔生态金字塔(1)研究意义：研究意义：帮助人们科学规划、设计帮助人们科学规划、设计_，使能量得到使能量得到_的利用
13、。的利用。帮助人们合理地调整生态系统中的帮助人们合理地调整生态系统中的_，使能量持续高效地流向，使能量持续高效地流向_的部分。的部分。例例3.右图表示某一生态系统右图表示某一生态系统的能量金字塔，其的能量金字塔，其、分别代表不同的营养级，分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的代表能量的形式。下列叙述正确的是形式。下列叙述正确的是()A.中生物的种群密度往往中生物的种群密度往往比三种生物的种群密度小比三种生物的种群密度小B.该图所示的食物网只有该图所示的食物网只有1条食物链：条食物链：C.E1表示的能量主要是通过光合作用所输入表示的能量主要是通过光合作用所输入的能量的能量,E2表示的是有机物
14、中的化学能表示的是有机物中的化学能D.和和 是实现生态系统中物质循环的关键是实现生态系统中物质循环的关键生态成分。生态成分。A生态金字塔生态金字塔能量流动模型：能量流动模型：类型类型项目项目能量金字塔能量金字塔 数量金字塔数量金字塔生物量金字生物量金字塔塔形状形状特点特点正金字塔形正金字塔形有时会出现有时会出现倒金字塔形倒金字塔形一般为正一般为正金金字塔形字塔形类型类型项目项目能量金字塔能量金字塔 数量金字塔数量金字塔 生物量金字塔生物量金字塔象征象征含义含义能量沿食物能量沿食物链流动过程链流动过程中具有逐级中具有逐级递减的特性递减的特性生物个体数生物个体数目在食物链目在食物链中随营养级中随营养级升高而递减升高而递减生物量生物量(现存现存生物有机物的生物有机物的总质量总质量)沿食沿食物链流动逐级物链流动逐级递减递减每一每一阶含义阶含义每一营养级每一营养级生物所含能生物所含能量的多少量的多少每一营养级每一营养级生物个体的生物个体的数目数目每一营养级生每一营养级生物的总生物量物的总生物量
