1、溫故知新1、生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)由哪幾部分組成？食物鏈中箭頭的方向代表能量流動(dòng)的方向生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的渠道2、什么叫食物鏈、食物網(wǎng)?食物鏈意義：第3章 生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性第2節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)問題探討 假設(shè)你像小說中的魯濱遜一樣，也流落到一個(gè)荒島上，那里除了能飲用的水以外，幾乎無任何食物。你隨身尚存食物只有一只母雞、15Kg玉米。以下哪種生存策略能讓你維持更長的時(shí)間來等待救援：先吃雞，再吃玉米先吃玉米，同時(shí)用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。先后方案1方案2一部分吃雞蛋一部分研究能量流動(dòng)的基本思路深入內(nèi)部考察個(gè)體生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的研究一般在群體水平上進(jìn)行。將群體視為一個(gè)整體進(jìn)行

2、研究是系統(tǒng)科學(xué)常用的研究方法。整合局部環(huán)節(jié)規(guī)律探索系統(tǒng)動(dòng)態(tài)規(guī)律能量流經(jīng)生物個(gè)體的過程呼吸作用散失（熱能）糞便呼吸作用散失（熱能）分解者利用遺體殘骸用于生長發(fā)育繁殖攝入量 = 同化量 + 糞便量捕食者攝入同化消化吸收合成自身物質(zhì)，儲(chǔ)存能量攝入生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)在營養(yǎng)級(jí)層次研究草兔鷹生產(chǎn)者等等等初級(jí)消費(fèi)者次級(jí)消費(fèi)者第一營養(yǎng)級(jí)第二營養(yǎng)級(jí)第三營養(yǎng)級(jí)一、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)能量流動(dòng)概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的 、 、 和 的過程。輸入傳遞轉(zhuǎn)化散失能量的輸入能量的散失生態(tài)系統(tǒng)一切生命活動(dòng)都伴隨著能量的變化。沒有能量的輸入，也就沒有生命的生態(tài)系統(tǒng)傳遞轉(zhuǎn)化二、能量流動(dòng)的過程1.能量流經(jīng)第一營養(yǎng)級(jí)的過程99%散失1%固定

3、(同化)生產(chǎn)者所固定的全部太陽能用于生長發(fā)育和繁殖初級(jí)消費(fèi)者（植食性動(dòng)物）分解者利用殘枝 敗葉呼吸作用散失呼吸作用散失生長發(fā)育和繁殖屬于上一營養(yǎng)級(jí)的同化量2.能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級(jí)的過程二、能量流動(dòng)的過程攝入量 = 同化量 + 糞便量流入該營養(yǎng)級(jí)的能量屬于該營養(yǎng)級(jí)的能量某營養(yǎng)級(jí)同化量呼吸作用中以熱能形式散失用于自身生長、發(fā)育、繁殖被分解者分解利用流入下一個(gè)營養(yǎng)級(jí)1.某營養(yǎng)級(jí)的能量最終去向（定量不定時(shí)）：屬于上一營養(yǎng)級(jí)的同化量2.能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級(jí)的過程二、能量流動(dòng)的過程攝入量 = 同化量 + 糞便量流入該營養(yǎng)級(jí)的能量屬于該營養(yǎng)級(jí)的能量某營養(yǎng)級(jí)同化量呼吸作用中以熱能形式散失用于自身生長、發(fā)育、繁殖被

4、分解者分解利用流入下一個(gè)營養(yǎng)級(jí)2.某營養(yǎng)級(jí)的能量某段時(shí)間內(nèi)的能量去向（定量定時(shí)）：未被利用的能量未利用（活體、石油、煤炭）初級(jí)消費(fèi)者同化呼吸作用分解者下一營養(yǎng)級(jí)上一營養(yǎng)級(jí)2.能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級(jí)的過程二、能量流動(dòng)的過程注意：能量流經(jīng)第三、四營養(yǎng)級(jí)等的過程與第二營養(yǎng)級(jí)的情況大致相同。最高營養(yǎng)級(jí)無“流向下一營養(yǎng)級(jí)”這一環(huán)節(jié)。一個(gè)來源三個(gè)去向3.總結(jié)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)過程：二、能量流動(dòng)的過程枯枝敗葉遺體遺體遺體總量：生產(chǎn)者固定的太陽能總量輸入形式：有機(jī)物中的化學(xué)能傳遞途徑：食物鏈和食物網(wǎng)太陽能 有機(jī)物中化學(xué)能 熱能轉(zhuǎn)化形式：熱能散失過程：有機(jī)物中化學(xué)能 熱能呼吸作用生理過程：主要是光合作用，此外還有化能

5、合成作用注意：流經(jīng)人工生態(tài)系統(tǒng)的總能量，除了生產(chǎn)者固定的太陽能總量之外，還應(yīng)考慮人工輸入的能量。生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)討論 1.生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)和轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒定律，為什么？ 遵循； 能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動(dòng)、轉(zhuǎn)化后，一部分儲(chǔ)存在生態(tài)系統(tǒng)生物體的有機(jī)物）中，另一部分在呼吸作用中以熱能的形式散失，兩者之和與流入生態(tài)系統(tǒng)的能量相等。 2.流經(jīng)生態(tài)某生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中來？為什么？ 不能，因?yàn)槟芰苛鲃?dòng)是單向的。分析賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)Raymond Lindeman為了研究能量流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈時(shí)，每一級(jí)的能量變化和能量轉(zhuǎn)移效率，美國生態(tài)學(xué)家林德曼對(duì)一個(gè)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單的天然湖泊

6、賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)進(jìn)行了定量分析。 林德曼（1915-1942）賽達(dá)伯格湖：深1米，面積為14480平方米，湖岸線長500米 。湖底深度一致、性質(zhì)均一，沒有大的波浪。優(yōu)點(diǎn)：小、簡單、穩(wěn)定太陽能未固定生產(chǎn)者464.6植食性動(dòng)物62.862.8肉食性動(dòng)物12.612.6呼吸作用122.696.318.87.5分解者14.612.52.1微量未利用327.329329.35.0塞達(dá)伯格湖能量流動(dòng)圖解“未固定”是指未被固定的太陽能，“未利用”指的是既未呼吸消耗，也未被下一營養(yǎng)級(jí)和分解者利用的能量討論1、用表格整理圖中的數(shù)據(jù)，將每一營養(yǎng)級(jí)上的能量“流入”和“流出”(“流出”的能量不包括呼吸作用散失的能

7、量)。整理為一份清單：2、計(jì)算“流出”該營養(yǎng)級(jí)能量占“流入”該營養(yǎng)級(jí)能量的百分比？464.662.812.662.813.52%20.06%能量傳遞效率=下一營養(yǎng)級(jí)的同化量上一營養(yǎng)級(jí)的同化量100%林德曼得到的數(shù)據(jù)三、能量流動(dòng)的特點(diǎn)營養(yǎng)級(jí)流入能量 流出能量（輸入下一營養(yǎng)級(jí)）出入比（傳遞效率）生產(chǎn)者植食性動(dòng)物肉食性動(dòng)物12.6賽達(dá)伯格湖能量流動(dòng)圖解(1)從方向上看：三、能量流動(dòng)的特點(diǎn)單向流動(dòng)原因：生物之間食物關(guān)系是不可逆轉(zhuǎn)的；(能量沿食物鏈流動(dòng)） 散失的熱能不能被生物體再利用。（不逆轉(zhuǎn)、不循環(huán)）賽達(dá)伯格湖能量流動(dòng)圖解(2)從數(shù)值上看：呼吸作用散失、被分解者分解、未被利用。原因：（能量傳遞效率為1

8、0%20%）三、能量流動(dòng)的特點(diǎn)逐級(jí)遞減相鄰兩個(gè)營養(yǎng)級(jí)間的能量傳遞效率為10%-20%；營養(yǎng)級(jí)越多，在能量流動(dòng)中消耗的能量越多；營養(yǎng)級(jí)越高，得到的能量越少；生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈的營養(yǎng)級(jí)一般不超過5個(gè)。要點(diǎn)：A.先吃雞， 再吃玉米玉米雞人B.先吃玉米，同時(shí)用一部分 玉米喂雞，吃 雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。玉米人雞若選擇2，則增加了食物鏈的長度，能量逐級(jí)遞減，最后人獲得的能量較少。三、能量流動(dòng)的特點(diǎn)任何生態(tài)系統(tǒng)都需要不斷得到來自系統(tǒng)外的能量補(bǔ)充，以便維持生態(tài)系統(tǒng)的正常功能。（1）生態(tài)系統(tǒng)中的能量是單向流動(dòng)的。（2）能量在流動(dòng)過程中逐級(jí)遞減。枯枝敗葉遺體遺體遺體菱形方塊的大小、箭頭的粗細(xì)代表什么含義？生態(tài)系統(tǒng)

9、能量流動(dòng)過程：注意：(2)箭頭由粗到細(xì)：(1)菱形方塊從大到?。弘S營養(yǎng)級(jí)的升高，儲(chǔ)存在生物體內(nèi)的能量越來越少。表示流入下一營養(yǎng)級(jí)的能量逐級(jí)遞減。1.能量的最終源頭：2.流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是：3.能量流動(dòng)的主渠道是：4.能量沿營養(yǎng)級(jí)逐級(jí)傳遞: 5.能量流經(jīng)每一營養(yǎng)級(jí)的來源： 去向：太陽能生產(chǎn)者固定的太陽能總量食物鏈和食物網(wǎng)同化量流向下一營養(yǎng)級(jí)；流向分解者；呼吸消耗 單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減每級(jí)都會(huì)散失、遺棄6.能量流動(dòng)的特點(diǎn)：能量流動(dòng)過程小結(jié)【檢測】如圖為生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)圖解部分示意圖（字母表示能量的多少），下列選項(xiàng)中正確的是（ ）A. 生產(chǎn)者與初級(jí)消費(fèi)者之間的能量傳遞效率為(b/a )X100%

10、B.“草兔狼”這一關(guān)系中，狼糞便的能量屬于dC. 縮短食物鏈可以提高能量傳遞效率D. 圖中b=h+c+d+e+f+iB【檢測】某同學(xué)繪制了如下圖所示的能量流動(dòng)圖解(其中W1為生產(chǎn)者固定的太陽能,方框大小表示所含能量的多少)。下列敘述中不正確的是( )A. 生產(chǎn)者固定的總能量可表示 為(A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2)B. 由第一營養(yǎng)級(jí)到第二營養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率為D2/D1C. 流入初級(jí)消費(fèi)者的能量為(A2+B2+C2+D2)D. 圖解表明能量流動(dòng)的特點(diǎn)是單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減B四、生態(tài)金字塔除了用圖中數(shù)字表示外，你還能用什么方法表示生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)逐級(jí)遞減的特點(diǎn)呢？能量流動(dòng)是逐級(jí)遞減的傳

11、遞效率10%20%構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)金字塔模型四、生態(tài)金字塔 請同學(xué)們將賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)數(shù)據(jù)，用相應(yīng)面積或體積的圖形表示，并按營養(yǎng)級(jí)由低到高排列。形狀：上窄下寬的“金字塔”形1.能量金字塔:四、生態(tài)金字塔概念：如果將單位時(shí)間內(nèi)各營養(yǎng)級(jí)所得到的能量數(shù)值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)面積(或體積)的圖形，并將圖形按照營養(yǎng)級(jí)的次序排列，可形成一個(gè)金字塔圖形，叫作能量金字塔特點(diǎn)：天然生態(tài)系統(tǒng)一定為上窄下寬的正金字塔形，某些人工生態(tài)系統(tǒng)可呈現(xiàn)倒金字塔形。第三營養(yǎng)級(jí)第二營養(yǎng)級(jí)第一營養(yǎng)級(jí)第四營養(yǎng)級(jí)營養(yǎng)級(jí)高低能量低高四、生態(tài)金字塔2.生物量金字塔概念：如果用同樣的方法表示各個(gè)營養(yǎng)級(jí)生物量（每個(gè)營養(yǎng)級(jí)所容納的有機(jī)物的總干重）

12、之間的關(guān)系，就形成生物量金字塔。植物(總干重）營養(yǎng)級(jí)高低生物量少多肉食性動(dòng)物植食性動(dòng)物.特點(diǎn)：一般為正金字塔形。資料：夏季兩個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的生物量統(tǒng)計(jì)表，單位為gm-2。營養(yǎng)級(jí)某湖泊某海域生產(chǎn)者964初級(jí)消費(fèi)者1121次級(jí)消費(fèi)者42. 生物量金字塔（每個(gè)營養(yǎng)級(jí)所容納的有機(jī)物的總干重）海洋生態(tài)系統(tǒng)中，浮游植物個(gè)體小，壽命短，又不斷被浮游動(dòng)物和其它動(dòng)物吃掉，所以在某一時(shí)刻調(diào)查到的浮游植物的生物量很可能低于第二營養(yǎng)級(jí)的生物量，因此生物量金字塔會(huì)出現(xiàn)倒置。為什么某海域的生物量會(huì)出現(xiàn)金字塔倒置？四、生態(tài)金字塔四、生態(tài)金字塔資料：0.1ha草原上各個(gè)營養(yǎng)級(jí)的生物數(shù)量，草150萬株，植食性動(dòng)物20萬頭，（包括鼠

13、、兔、羊和各種植食性昆蟲等）肉食性動(dòng)物1為9萬頭（包括鼬、狐、狼和各種捕食性昆蟲）肉食性動(dòng)物2為10頭。3.數(shù)量金字塔概念：如果表示各個(gè)營養(yǎng)級(jí)的生物個(gè)體的數(shù)目比值關(guān)系，就形成數(shù)字金字塔。營養(yǎng)級(jí)高低數(shù)目少多3. 數(shù)量金字塔四、生態(tài)金字塔特點(diǎn)：一般為正金字塔形,有時(shí)會(huì)呈現(xiàn)倒金字塔形。數(shù)量金字塔會(huì)不會(huì)呈現(xiàn)倒置的金字塔形？如：一棵樹上的昆蟲消費(fèi)者個(gè)體小而生產(chǎn)者個(gè)體大。請想一想：哪種指標(biāo)構(gòu)建的金字塔能更客觀的表示生態(tài)系統(tǒng)能量傳遞規(guī)律，不出現(xiàn)倒置現(xiàn)象呢？ 四、生態(tài)金字塔生態(tài)金字塔能量金字塔生物量金字塔數(shù)量金字塔能量金字塔四、生態(tài)金字塔能量金字塔能更客觀、準(zhǔn)確的表示能量在各營養(yǎng)級(jí)間的傳遞規(guī)律。 能量金字塔生

14、物量金字塔數(shù)量金字塔形狀每一層含義特點(diǎn)象征意義特殊形狀單位時(shí)間內(nèi)，食物鏈中每一營養(yǎng)級(jí)生物所同化的能量的多少自然生態(tài)系統(tǒng)一定為正金字塔能量在流動(dòng)過程中總是逐級(jí)遞減某些人工生態(tài)系統(tǒng)可呈現(xiàn)倒金字塔形單位時(shí)間內(nèi)，每一營養(yǎng)級(jí)生物的有機(jī)物的總干重一般為正金字塔,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)倒金字塔形一般生物量(現(xiàn)存生物有機(jī)物的總干重)隨食物鏈中營養(yǎng)級(jí)的升高而減少海洋生態(tài)系統(tǒng)中，浮游植物個(gè)體小，壽命短，又會(huì)不斷被捕食，因而某一時(shí)間調(diào)查到的生物量可能低于浮游動(dòng)物每一營養(yǎng)級(jí)生物個(gè)體的數(shù)目一般為正金字塔一般生物個(gè)體數(shù)目在食物鏈中隨營養(yǎng)級(jí)升高而減少如果消費(fèi)者個(gè)體小而生產(chǎn)者個(gè)體大，就會(huì)呈現(xiàn)倒金字塔形，如昆蟲和樹；五、研究能量流動(dòng)的實(shí)踐

15、意義人類位于食物鏈的頂端，從能量金字塔來看，人口數(shù)量日益增長，這會(huì)對(duì)地球上現(xiàn)有的生態(tài)系統(tǒng)造成什么影響？五、研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義 塔基的大小體現(xiàn)了進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)能量的多少，決定著該生態(tài)系統(tǒng)承載供養(yǎng)生物的數(shù)量。為了滿足日益增長的人類的生活需求，要求低營養(yǎng)級(jí)（塔基）要有更多的能量輸入。塔基如何解決？五、研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義甘蔗和大豆間種冬小麥夏玉米套作研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，可以幫助人們將生物在時(shí)間、空間上進(jìn)行合理配置，增大流入生態(tài)系統(tǒng)的總能量。蔬菜大棚中的多層育苗稻-萍-蛙立體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)五、研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，可以幫助人們科學(xué)規(guī)劃和設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用

16、。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)對(duì)能量的利用飼料稻谷人類秸桿糞一級(jí)利用牛太陽能二級(jí)利用焚燒水稻還有進(jìn)一步提高秸稈能量利用率的措施嗎？五、研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義秸稈養(yǎng)殖蘑菇、生產(chǎn)沼氣飼料稻谷人類秸桿糞一級(jí)利用牛太陽能二級(jí)利用焚燒水稻食用菌二級(jí)利用菌渣豬、羊三級(jí)利用沼氣池糞三級(jí)利用實(shí)現(xiàn)能量多級(jí)利用，從而大大提高能量的利用率五、研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，還可以幫助人們合理的調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向人類最有益的部分。合理確定草場的載畜量，才能保持畜產(chǎn)品的持續(xù)高效五、研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義牲畜過少，不能充分利用牧草所提供的能量；牲畜過多，就會(huì)造成草場的退化，使畜產(chǎn)品的產(chǎn)量下降。小結(jié)

17、1.生態(tài)金字塔能夠直觀的表征食物網(wǎng)各營養(yǎng)級(jí)之間的關(guān)系。生態(tài)金字塔可以用生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級(jí)的個(gè)體數(shù)量、 生物量和能量表示。2.利用生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)規(guī)律，對(duì)其合理改造，使人們能夠更加科學(xué)、有效地利用生態(tài)系統(tǒng)中的資源。使能量最大限度流向?qū)θ祟愑幸娴姆较?。生態(tài)系統(tǒng)邊界結(jié)構(gòu)組成成分營養(yǎng)結(jié)構(gòu)包括功能穩(wěn)態(tài)能量流動(dòng)過程特點(diǎn)生態(tài)金字塔及實(shí)踐意義一、概念檢測1. 生態(tài)系統(tǒng)中所有生物的生命活動(dòng)都需要能量，而不同營養(yǎng)級(jí)的生物獲取能量的途徑是有差別的。據(jù)此判斷下列表述是否正確。(1) 太陽能只有通過生產(chǎn)者才能輸入到生態(tài)系統(tǒng)中。 ( )(2) 生態(tài)系統(tǒng)中初級(jí)消費(fèi)者越多，次級(jí)消費(fèi)者獲得的能量越少。 ( )(3) 能量沿食物

18、鏈流動(dòng)是單向的。 ( )練習(xí)與運(yùn)用2. 流經(jīng)神農(nóng)架國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的總能量是( )A. 該保護(hù)區(qū)中生產(chǎn)者體內(nèi)的能量B. 照射到該保護(hù)區(qū)中的全部太陽能C. 該保護(hù)區(qū)中生產(chǎn)者所固定的太陽能D. 該保護(hù)區(qū)中所有生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者體內(nèi)的能量C3. 在一定時(shí)間內(nèi)，某生態(tài)系統(tǒng)中全部生產(chǎn)者固定的能量值為a，全部消費(fèi)者所獲得的能量值為b，全部分解者所獲得的能量值為c，則a、b、c之間的關(guān)系是 ( ) A. a=b+c B. ab+c C. ab+c D. c=a+bB二、拓展應(yīng)用1.下圖是兩個(gè)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的模式圖。圖a 中農(nóng)作物為人類提供的食物、為家禽和家畜提供的飼料，都與圖b相同。(1 )分析這兩幅圖，完成這兩個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)圖解。(2)哪個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的能量能夠更多地被人類所利用？為什么？答案：圖b所示生態(tài)系統(tǒng)中流向分解者的能量，還有一部分可以以生活能源或食物中化學(xué)能的形式被人類再度利用，因此，該生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了能量的多級(jí)、充分利用，提高了能量的利用率。2.將一塊方糖