第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動假設(shè)你像小說中的魯濱遜一樣，流落到一個不毛的荒島上，那里除了有能飲用的水之外，幾乎沒有任何食物，你隨身攜帶的食物只有15千克玉米和一只母雞。你認(rèn)為如何利用食物才能讓你維持更長的時間來等待救援？1、先吃雞，再吃玉米。2、先吃玉米，同時用一局部玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。應(yīng)該先吃雞，再吃玉米。假設(shè)選擇后者，那么增加了食物鏈的長度，能量逐級遞減，最后人獲得的能量較少。一、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動概念1.概念：生產(chǎn)者消費者分解者無機環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化、散失的過程輸入散失散失散失傳遞、轉(zhuǎn)化光合作用化能合成作用呼吸作用食物鏈?zhǔn)澄锞W(wǎng)⒈生態(tài)系統(tǒng)的能量來源：太陽光能2.起點：渠道:食物鏈和食物網(wǎng)生產(chǎn)者3.流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)總能量：生產(chǎn)者所固定的太陽能的總量5.去路：呼吸作用消耗被下一營養(yǎng)級的生物所利用被分解者所利用二.能量流動的過程4.來源：生產(chǎn)者消費者——太陽光能——前一營養(yǎng)級5.各營養(yǎng)級能量的去路有哪些？請以生產(chǎn)者(第一營養(yǎng)級)為例說明.⒈生態(tài)系統(tǒng)的能量來源是什么？2.能量流動的起點和渠道是什么？3.流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是什么？4.各個營養(yǎng)級能量的來源又是什么？思考并討論:生產(chǎn)者固定的太陽能自身呼吸作用以熱能散失用于自身生長、發(fā)育、繁殖遺體、殘枝敗葉被分解者分解被下一營養(yǎng)級同化①②③第一營養(yǎng)級能量的來源與去路初級消費者攝入用于生長發(fā)育和繁殖次級消費者攝入呼吸散失遺體殘骸初級消費者同化分解者分解糞便呼吸散失…...能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級示意圖①②③能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級示意圖攝入量糞便量同化量呼吸消耗量凈同化量〔用于生長、發(fā)育、繁殖〕流入下一營養(yǎng)級分解者利用未利用量〔短期內(nèi)〕第二營養(yǎng)級能量的來源與去路次級消費者肉食動物62.862.8未固定的太陽能96.312.5464.6464.612.612.6呼吸18.82.17.5分解者未利用29.3293微量5生產(chǎn)者綠色植物初級消費者草食動物…三、能量流動的特點：

營養(yǎng)級

流入的能量流出（輸入下一營養(yǎng)級）的能量呼吸作用散失分解者分解（呼吸作用）未被利用流入/流出（%）

生產(chǎn)者464.662.896.312.5293初級消費者62.812.618.82.129.3次級消費者12.6——7.5微量5.0從第一營養(yǎng)級流入第二營養(yǎng)級的能量，占生產(chǎn)者所固定的能量總量的百分比是多少？從第二營養(yǎng)級流入第三營養(yǎng)級的能量，占初級消費者所同化的能量總量的百分比是多少？能量流動的特點：2.逐級遞減:1.單向流動:生產(chǎn)者次級消費者三級消費者初級消費者不循環(huán)，不可逆能量逐級減少，能量傳遞效率大約是10%-20%通過以上的分析，你能總結(jié)出什么規(guī)律？原因：每一營養(yǎng)級生物本身生命活動消耗一局部能量,還有一局部能量未被下一營養(yǎng)級利用而最終被分解者利用.能量傳遞率=從上一營養(yǎng)級流入的能量/上一營養(yǎng)級的同化量自然生態(tài)系統(tǒng)M=H+N+L能量傳遞率=N/M人工生態(tài)系統(tǒng)M+G=H+N+LN+Y=X+Z+K能量傳遞率=N/M+G四、金字塔種類：①能量金字塔〔1〕為什么食物鏈一般不超過五個營養(yǎng)級？〔2〕為什么“一山不容二虎〞？低高低高營養(yǎng)級能量ABCD第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級第四營養(yǎng)級②數(shù)量金字塔人們對一片草地上的所有生物成員作了統(tǒng)計：生產(chǎn)者〔野草〕5842424株；初級消費者〔草原動物、昆蟲〕708624只；次級消費者〔肉食動物、吃昆蟲的小鳥〕354904只；三級消費者〔肉食動物、吃小鳥的鷹〕3只。昆蟲樹鳥數(shù)量金字塔鳥樹昆蟲能量金字塔特殊情況：③生物量金字塔浮游動物生物量金字塔浮游植物特殊情況：設(shè)計生態(tài)農(nóng)業(yè)的原理：物質(zhì)循環(huán)再生，能量多級利用五、研究能量流動的實踐意義1、實現(xiàn)能量的多級利用和物質(zhì)的循環(huán)利用，提高能量的利用率農(nóng)田除雜草、滅蟲、滅鼠、剪枝；稻田養(yǎng)魚，果園養(yǎng)雞等。2、合理調(diào)整能量流動方向，使能量流向?qū)θ祟愖钣幸娴木植啃〗Y(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動概念過程特點實踐意義單向流動逐級遞減傳遞效率10％～20％指生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失過程。1、幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。2、使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?。能量流動過程中損耗的原因:1.捕食不徹底：捕食者不可能將其種群中的全部食物捕食。2.攝食不徹底：在取食時，不可能將所有的有機物全部吃下。3.消化不徹底：食物進行消化道時，不可能將其中的營養(yǎng)全部吸收。4.生物體維持正常的生命活動，進行繁殖、生長、發(fā)育，分解有機物，其中的局部能量將以熱能的形式散失。能量流動的計算規(guī)律1、假設(shè)現(xiàn)有草100公斤，最少可使鷹增重公斤。2、假設(shè)現(xiàn)有草100公斤，最多可使鷹增重公斤。3、假設(shè)要使鷹增加2公斤體重，最少要耗草公斤。4、假設(shè)要使鷹增加2公斤體重，最多要耗草公斤。設(shè)使鷹增重X1公斤，那么：100=X110％10％設(shè)使鷹增重X2公斤，那么：100=X220％20％設(shè)最少耗草Y1公斤，那么：Y120％20％=2Y210％10％=2設(shè)最多耗草Y2公斤，那么：在食物鏈“草免鷹”中，1420050能量傳遞率：10%~20%1.某一相對封閉的生態(tài)系統(tǒng)中除分解者外共有五個種群〔每個種群只占一個營養(yǎng)級〕，其能量調(diào)查表如下

種群甲乙丙丁戊能量（KJ/M2)750200.98500以下對該表數(shù)據(jù)作出的分析中,正確的選項是:A.該生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)可表示為戊乙丙甲丁B.當(dāng)甲與丙無捕食關(guān)系時,與甲相鄰的營養(yǎng)級之間的傳遞率相等C.該生態(tài)系統(tǒng)中甲的數(shù)量增加后,會導(dǎo)致丙數(shù)量減少,乙增加D.該生態(tài)系統(tǒng)中除去甲、丁后，假設(shè)乙數(shù)量增加，那么丙也隨之增加B析：依據(jù)能量傳遞率，可推知該生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)如下：戊乙甲丁

丙其中丙甲可能有，也可能沒有。2、根據(jù)以下圖所表示的食物網(wǎng),結(jié)合能量流動的特點進行計算:牧草鼠蛇貓頭鷹如果牧草固定了1000焦耳的能量,那么貓頭鷹最少能獲得______焦耳能量,最多能獲得______焦耳能量.1403、以下圖是某生態(tài)系統(tǒng)中食物網(wǎng)簡圖，圖中甲—庚代表各種不同的的生物，請據(jù)圖答復(fù)戊丙丁庚己甲乙〔2〕此生態(tài)系統(tǒng)中作為生產(chǎn)者的生物是，作為次級消費者的生物是〔3〕、假設(shè)該生態(tài)系統(tǒng)受到重金屬污染，那么在體內(nèi)積存重金屬污染物最多的生物是。戊丙甲、乙、丁〔4〕該生態(tài)系統(tǒng)只表示局部成分，圖中未表示的成分為分解者非生物的物質(zhì)和能量〔1〕有多少條食物鏈？5條戊丙丁庚己甲乙〔5〕各營養(yǎng)級之間能量的轉(zhuǎn)化效率為10%，假設(shè)一種生物攝食多種生物時，各種生物被攝食的生物量相等那么丁每增加10千克，需要消耗生產(chǎn)者千克3250解：根據(jù)題意，丁從庚和甲攝取的生物量相等，那么設(shè)從戊-庚－丁需消耗戊的量為x千克，設(shè)從戊－甲－丁需消耗戊的量為Y千克設(shè)從戊－己－甲－丁需消耗戊的量為z千克x.10%·10%=5x=500y.10%·10%=2.5y=250z·10%·10%·10%=2.5z=2500500+250+2500=3250千克4.(20xx年高考全國卷Ⅰ)某種植玉米的農(nóng)場，其收獲的玉米子粒既作為雞的飼料，也作為人的糧食，玉米的秸稈那么加工成飼料喂牛，生產(chǎn)的牛和雞供人食用。人、牛、雞的糞便經(jīng)過沼氣池發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣作為能源，沼渣、沼液作為種植玉米的肥料。據(jù)此答復(fù)(不考慮空間因素)：(1)請繪制由雞、牛、玉米和人組成的食物網(wǎng)。

(2)牛與雞之間________(有、無)競爭關(guān)系，理由是____________________________。人與雞的種間關(guān)系是____________，人與牛的種間關(guān)系是____________。無它們所需食物資源不同(牛食玉米秸稈，雞吃玉米子粒)捕食與競爭捕食(3)流經(jīng)該農(nóng)場生態(tài)系統(tǒng)的總能量來自________所固定的________，無機環(huán)境中的碳以________形式進入該人工群落。

(4)假設(shè)該農(nóng)場將生產(chǎn)玉米的1/3作為飼料養(yǎng)雞，2/3供人食用，生產(chǎn)出的雞供人食用。現(xiàn)調(diào)整為2/3的玉米養(yǎng)雞，1/3供人食用，生產(chǎn)出的雞仍供人食用。理論上，該農(nóng)場供養(yǎng)的人數(shù)將會________(增多、不變、減少)，理由是________________________________________________________________________。減少玉米太陽能CO2