生态系统的能量流动_公开课1

第五章第二节生态系统能量流动假设你像鲁滨逊那样流落在不毛的荒岛上，只有15Kg玉米和一只母鸡可以食用，那么使自己活的最长的办法是：A.先吃鸡，然后吃玉米B.先吃玉米，同时用部分玉米喂鸡，吃鸡生产的蛋，最后再吃鸡先吃鸡，再吃玉米我反对！为什么要先吃我？我们欠“鸡妈妈”一个解释······生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。一、生态系统的能量流动概念1、能量是怎样输入到第一营养级的？2、第一营养级的能量去向：草兔子老鹰一、能量流动的过程1、小草的能量来自哪里?2、照射在草地上的太阳能如何被小草吸收?这些能量都被小草吸收了吗?3、小草吸收了太阳能后,这些能量有哪些去向?生产者（植物）初级消费者（植食性动物）呼吸作用用于生长发育和繁殖分解者遗体残骸能量流经第一营养级示意图1、小草的能量来自哪里?2、照射在草地上的太阳能如何被小草吸收?这些能量都被小草吸收了吗?3、小草吸收了太阳能后,这些能量有哪些去向?固定的太阳能光合作用，仅仅吸收1%左右。呼吸作用消耗；被下一营养级的生物所利用；被分解者所利用；未被利用的能量（最终被分解者分解）。3、兔子把草吃进肚子里,草中的能量都被兔子吸收了吗?4、兔子吸收了能量后,这些能量有哪些去向?不是。初级消费者摄入用于生长发育和繁殖次级消费者摄入呼吸散失遗体残骸初级消费者同化分解者利用粪便呼吸散失…...能量流经初级消费者示意图摄入量=同化量+粪便摄入量就是同化量吗？(同化量=摄入量—粪便量）兔子的能量从哪里来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物质，并且储存能量的过程。3、兔子把草吃进肚子里,草中的能量都被兔子吸收了吗?4、兔子吸收了能量后,这些能量有哪些去向?不是。呼吸作用消耗；被下一营养级的生物所利用；被分解者所利用；未被利用的能量（最终被分解者分解）。生产者（植物）呼吸作用初级消费者（植食动物）呼吸作用次级消费者（肉食动物）三级消费者（肉食动物）呼吸作用呼吸作用分解者呼吸作用生态系统能量流动传递的过程太阳能生态系统的能量流动过程图解:生产者(植物)初级消费者(植食动物)次级消费者(肉食动物)…三级消费者(肉食动物)ABCBB请观察:请表述:图中的箭头A、B、C各表示什么含义？A、呼吸作用散失的能量B、输入下一营养级的能量C、分解者呼吸作用散失的能量太阳能输入：传递：能量沿着食物链（网）逐级流动散失：各级生物的呼吸作用及分解者的分解作用（呼吸），能量以热能散失生产者固定的太阳能的总量（即植物光合作用固定的太阳能），是流经这个生态系统的总能量。生态系统的总能量：太阳能能量的最终源头：转化：热能太阳光能化学能光合作用呼吸作用二、能量流动的过程⒈生态系统的能量来源：太阳光能2.起点：渠道:食物链和食物网生产者固定的能量3.流经生态系统总能量：生产者所固定的太阳能的总量5.去路：呼吸作用消耗被下一营养级的生物所利用被分解者所利用二.能量流动的过程4.来源：生产者消费者——太阳光能——前一营养级5.各营养级能量的去路有哪些？请以生产者(第一营养级)为例说明.⒈生态系统的能量来源是什么？2.能量流动的起点和渠道是什么？3.流经生态系统的总能量是什么？4.各个营养级能量的来源又是什么？思考并讨论:12.662.8未固定生产者464.6植食性动物62.8肉食性动物12.6请计算能量传递效率（输入后一营养级的能量与输入前一营养级的能量的比）13.5%20%单位（焦/厘米2·年）96.318.87.5分解者14.612.52.1微量未利用327.329329.35.0赛达伯格湖的能量流动图解呼吸122.6单向流动:•自身呼吸作用消耗•分解者利用•暂未利用12.662.8未固定生产者464.6植食性动物62.8肉食性动物12.613.5%20%96.318.87.5分解者14.612.52.1微量未利用327.329329.35.0呼吸122.6逐级递减:能量流动的特点:能量传递效率10%～20%不可逆向，不可循环营养级流入能量输入下一营养级能量呼吸作用散失分解者利用未利用能量传递效率生产者464.662.896.312.5293植食性动物62.812.618.82.129.3肉食性动物12.67.50.15.0赛达伯格湖的能量流动图解的数据整理13.5％20.1％能量在流动、转化后，流入下一个营养级的能量、呼吸作用散失、分解者分解及未被利用的能量总和是多少？三、生态系统能量流动的特点：逐级递减:单向流动:生产者次级消费者三级消费者初级消费者不循环，不可逆能量在沿食物链流动的过程中是逐渐减少的，能量传递效率大约是10%-20%生态系统中的能量流动遵循能量守恒定律！通过以上的分析，你能总结出什么规律？能量传递效率的相关“最值”计算能量在流经各个营养级时，上一营养级的能量大约有10%~20%传到下一营养级，营养级越高，能量越少。因此食物链越长，能量损失越多。为了充分利用能量，应尽量缩短食物链。有关能量的“最值”计算方法总结如下：选最短食物链知低营养级按×20%计算求高营养级选最长食物链按×10%计算获得能量最多获得能量最少例1、ABCDEF思考：如上食物网中，A为1千克1、C最多约为多少？2、C最少约为多少？0.04千克0.0001千克选最长食物链知高营养级按÷10%计算求低营养级选最短食物链按÷20%计算需最少能量需最多能量同一食物链不同环节能量传递效率往往不完全相同，不涉及“最多”、“最少”，计算时不能按10%或20%，而需按具体数值计算。如在食物链A→B→C→D中，能量传递效率分别为a%、b%、c%,若A的能量为M,则D的能量为M×a%×b%×c%。提醒例2、ABCDEF思考：如上食物网中，A为1千克若C增加1千克，则A最少需要消耗多少千克？最多又为多少？25千克10000千克生命在等待中逝去······请给我们一个“先吃鸡”的理由！七嘴八舌食物链越短，能量到我体内的越多，我活的时间就越长呀！能量金字塔单位时间内各营养级所得到的能量数值，由低到高绘制的图形从能量金字塔可以看出：营养级越多，在能量流动中消耗的能量就_____。越多湖泊生态系统能量金字塔生产者（第一营养级）初级消费者（第二营养级）次级消费者（第三营养级）三级消费者（第四营养级）四、金字塔种类：①能量金字塔低高低高营养级能量D第一营养级第二营养级第三营养级第四营养级四、金字塔种类：（1）能量金字塔②特点：正金字塔形③象征意义：能量沿食物链流动的过程具有逐级递减的特性④每一阶含义：每一营养级生物所含能量的多少①形状：能量金字塔如果把各个营养级的生物数量关系，用绘制能量金字塔的方式表达出来，是不是也是金字塔形？如果是，有没有例外？②数量金字塔人们对一片草地上的所有生物成员作了统计：生产者（野草）5842424株；初级消费者（草原动物、昆虫）708624只；次级消费者（肉食动物、吃昆虫的小鸟）354904只；三级消费者（肉食动物、吃小鸟的鹰）3只。把各个营养级的生物数量关系，用绘制能量金字塔的方式表达出来，一般是金字塔形。但也有特殊情况：数量金字塔小鸟昆虫树数量金字塔③生物量金字塔浮游动物生物量金字塔浮游植物特殊情况：例1若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第三和第四营养级所获得的能量最多是（）A.540kJ和81kJB.3600kJ和960kJC.240kJ和24kJD.960kJ和192kJD例2在图中海鸟获得能量最多的食物链是_________________________。海鸟每增加1千克，需消耗生产者生产的有机物至少是___________千克。甲壳类水绵海鸟水蚤大鱼小鱼淡水虾水棉→水蚤→甲壳类→海鸟125课堂练习1、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：①图中D表示_________。②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。③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1.6200呼吸分解者呼吸作用2、下图是以每个营养级生物个体数量绘制的生态金字塔,其中1、2、3分别表示第一、第二、第三营养级。下列哪条食物链与此金字塔相符A、草——兔——狼B、草——昆虫——鸟C、树——昆虫——鸟D、树——兔——狼321C3、一片树林中，树、昆虫和食虫鸟类的个体数比例关系如下图所示。下列选项能正确表示树、昆虫、食虫鸟之间的能量流动关系的是(选项方框面积表示能量的大小)（）ABCDC例3.某人捕得一条重2kg的杂食海鱼，若此鱼的食物有1/2来自植物，1/4来自草食鱼类，1/4来自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，则该鱼至少需要海洋植物多少kg？最多需要多少kg?•【解析】由题意可知，这条鱼的食物来源于三条食物链，即：植物→杂食鱼；植物→草食鱼类→杂食鱼；植物→草食鱼类→小型肉食鱼类→杂食鱼，由较高营养级的生物量求其对较低营养级的需要量时，应按能量传递效率20%计算。•据题意，2kg重的杂食鱼中，有2×1/2＝1kg的能量直接来源于植物，则实际消耗植物的量至少是：1÷20%＝5kg；有2×1/4＝0.5kg的能量来自草食鱼类，则实际消耗植物的最少量是：0.5÷20%÷20%＝12.5kg；有2×1/4＝0.5kg的能量来自小型肉食鱼类，则实际消耗植物的最少量是：0.5÷20%÷20%÷20%＝62.5kg；则其消耗植物的最少量为5＋12.5＋62.5＝80kg。•最多：560Kg