3.2生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)本節(jié)聚焦什么是生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)？1生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)有什么特點(diǎn)？23什么是生態(tài)金字塔？問(wèn)題探討假設(shè)你像小說(shuō)中的魯濱遜還那樣，流落在一個(gè)荒島上，那里除了有能飲用的水，幾乎沒有任何食物。你身邊尚存的食物只有1只母雞、15kg玉米。討論:你認(rèn)為以下哪種生存策略能讓你維持更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)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。√科學(xué)方法研究能量流動(dòng)的基本思路能量流經(jīng)一個(gè)種群的情況可以圖示如下：能量輸入個(gè)體1個(gè)體2個(gè)體3……儲(chǔ)存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能量?jī)?chǔ)存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能量?jī)?chǔ)存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能量以個(gè)體為研究對(duì)象，有很大的局限性和偶然性，如果個(gè)體死亡，數(shù)據(jù)可能不準(zhǔn)確；不同個(gè)體間差異過(guò)大。一、能量流動(dòng)的過(guò)程如果將這個(gè)種群作為一個(gè)整體來(lái)研究，則左圖可以概括成下圖形式，從中可以看出分析能量流動(dòng)的基本思路。如果以種群為研究對(duì)象，能量流動(dòng)的渠道為食物鏈，可能因?yàn)槭澄锞W(wǎng)的復(fù)雜性而影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。能量輸入種群能量?jī)?chǔ)存能量散失一、能量流動(dòng)的過(guò)程

將群體視為一個(gè)整體進(jìn)行研究是系統(tǒng)科學(xué)常用的研究方法。深入內(nèi)部考察個(gè)體整合局部環(huán)節(jié)規(guī)律探索系統(tǒng)動(dòng)態(tài)規(guī)律科學(xué)方法：研究能量流動(dòng)的基本思路生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的研究一般在群體水平上進(jìn)行。概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的

、

、

和

的過(guò)程。輸入傳遞轉(zhuǎn)化散失能量流經(jīng)生物個(gè)體的過(guò)程一、能量流動(dòng)的過(guò)程源頭：

流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)總能量：途徑：形式：太陽(yáng)能→有機(jī)物中的________→熱能形式：最終以

形式散失過(guò)程：輸入傳遞轉(zhuǎn)化散失概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的

、

、

和

的過(guò)程。輸入傳遞轉(zhuǎn)化散失太陽(yáng)能食物鏈和食物網(wǎng)有機(jī)物中的化學(xué)能生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能總量化學(xué)能熱能呼吸作用一、能量流動(dòng)的過(guò)程1.能量流經(jīng)玉米（第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)）過(guò)程：1%固定(同化)99%散失生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能呼吸作用散失（熱能）用于生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖分解者殘枝敗葉未利用初級(jí)消費(fèi)者（植食性動(dòng)物）一、能量流動(dòng)的過(guò)程同化作用:又叫合成代謝，是指生物體把從外界環(huán)境中獲取的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成自身的組成物質(zhì)，并且儲(chǔ)存能量的過(guò)程。一、能量流動(dòng)的過(guò)程思考：雞吃玉米后能將攝入的玉米全部同化嗎？初級(jí)消費(fèi)者攝入遺體殘骸呼吸作用熱量散失初級(jí)消費(fèi)者同化用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖次級(jí)消費(fèi)者攝入分解者利用糞便攝入量=同化量+糞便量糞便屬于上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量一、能量流動(dòng)的過(guò)程1.能量流經(jīng)雞（第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)）過(guò)程：思考：最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量去向有哪些？呼吸作用散失用于自身生長(zhǎng)發(fā)育繁殖人攝入糞便人同化遺體殘骸最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量去向：①呼吸作用散失；分解者利用分解者利用（呼吸作用散失）通過(guò)以上學(xué)習(xí)，你能總結(jié)出各營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量去向有哪些有何共同點(diǎn)嗎？一、能量流動(dòng)的過(guò)程1.能量流經(jīng)人（最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)）過(guò)程：呼吸作用散失生長(zhǎng)發(fā)育繁殖分解者（殘枝敗葉）下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)攝入生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能未被利用（草根）散失糞便下一級(jí)同化量呼吸作用散失分解者（遺體殘骸）下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)攝入

未被利用（活體石油煤炭）同化量=攝入量-糞便量同化量=呼吸散失+生長(zhǎng)發(fā)育繁殖同化量=呼吸散失+下一級(jí)

+分解者

+未利用生產(chǎn)者同化量某營(yíng)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(zhǎng)、發(fā)育、繁殖被分解者分解利用流入下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)1.某營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量最終去向某營(yíng)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(zhǎng)、發(fā)育、繁殖被分解者分解利用流入下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)未被利用的能量2.某營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量某段時(shí)間內(nèi)的能量去向【練習(xí)】大象是植食性動(dòng)物，有一種蜣螂則專門以象糞為食，設(shè)大象在某段時(shí)間所同化的能量為107kJ，則這部分能量中流入蜣螂體內(nèi)的約為()A.0kJB.106kJC.2×106kJD.106～2×106kJA象糞中包含生產(chǎn)者同化的能量，大象同化的能量沒有流入蜣螂。生產(chǎn)者(植物)呼吸初級(jí)消費(fèi)者(植食動(dòng)物)呼吸次級(jí)消費(fèi)者(肉食動(dòng)物)呼吸分解者…呼吸三級(jí)消費(fèi)者(肉食動(dòng)物)呼吸①能量流動(dòng)的渠道是

。②能量散失的途徑是各種生物的

(代謝過(guò)程)。③流動(dòng)過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化是太陽(yáng)能→

→

。食物鏈和食物網(wǎng)呼吸作用有機(jī)物中的化學(xué)能熱能生產(chǎn)者(植物)呼吸初級(jí)消費(fèi)者(植食動(dòng)物)呼吸次級(jí)消費(fèi)者(肉食動(dòng)物)呼吸分解者…呼吸三級(jí)消費(fèi)者(肉食動(dòng)物)思考:呼吸殘枝敗葉+初級(jí)消費(fèi)者的糞便量流向分解者的能量箭頭由粗變淺：表示_________________________________菱形面積越來(lái)越小：表示_____________________________遺體殘骸+次級(jí)消費(fèi)者的糞便量?jī)?chǔ)存在某營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物體內(nèi)的能量越來(lái)越少能量單向流動(dòng)，逐級(jí)遞減

①源頭：

。②起點(diǎn)：從

開始。③流入生態(tài)系統(tǒng)總量：

。

④主要方式：__________。⑤能量轉(zhuǎn)化：

。

能量流動(dòng)概念生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過(guò)程過(guò)程輸入生產(chǎn)者固定太陽(yáng)能生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能總量光能化學(xué)能光合作用①傳遞渠道：

。②傳遞過(guò)程：食物鏈和食物網(wǎng)傳遞轉(zhuǎn)化太陽(yáng)能化學(xué)能熱能ATP中活躍的化學(xué)能散失①大部分熱能形式散失，②需要分解者的分解作用和每一級(jí)生物的呼吸作用生產(chǎn)者→初級(jí)消費(fèi)者→次級(jí)消費(fèi)者……太陽(yáng)能一、能量流動(dòng)的過(guò)程生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)思考.討論生態(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?

遵循能量守恒定律。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。流經(jīng)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(lái)？為什么?不能。能量流動(dòng)是單向的。(1)當(dāng)狼吃掉一只兔子時(shí)，就獲得了兔子的全部能量(

)(2)初級(jí)消費(fèi)者的糞便量屬于第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量 (

)(3)同化量≠用于生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖的能量(

)(4)呼吸作用所產(chǎn)生的能量都是以熱能的形式散失(

)(5)分解者的分解作用也是通過(guò)呼吸作用完成()××√√×小試牛刀2870KJ977.28KJ儲(chǔ)存在ATP中

1892.72KJ以熱能的形式散失，散失率為65.95%林德曼R.L.Lindeman美國(guó)生態(tài)學(xué)家1915-1942他通過(guò)對(duì)一個(gè)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的天然湖泊——賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)進(jìn)行的定量分析，提出了“十分之一定律”。向科學(xué)先輩學(xué)習(xí)【思考?討論】分析賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)1.用表格的形式，將圖中的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，并計(jì)算“流出”該營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量占“流入”該營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的百分比。營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入能量流出能量出入比（傳遞效率）生產(chǎn)者植食性動(dòng)物肉食性動(dòng)物————464.662.813.5%62.812.620.1%12.6能量傳遞效率=下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量×100%2.流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量，為什么不會(huì)百分之百地流到下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)?流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量除了流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的之外，還有：①一部分通過(guò)該營(yíng)養(yǎng)級(jí)的呼吸作用散失；②一部分作為排遺物、遺體或殘枝敗葉被分解者利用；③一部分未被利用【思考?討論】分析賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)從數(shù)值看：逐級(jí)遞減①呼吸作用散失熱量②部分能量流入分解者③部分未利用的能量。從方向上看：?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)①捕食關(guān)系是長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果，一般不可逆轉(zhuǎn)；②各營(yíng)養(yǎng)級(jí)呼吸作用散失的熱能不能循環(huán)流動(dòng)。

1能量流動(dòng)的特點(diǎn)及原因(1)單向流動(dòng)①不可逆：②不循環(huán)：(2)逐級(jí)遞減營(yíng)養(yǎng)級(jí)順序不可逆釋放的熱能不能被重新利用①每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)呼吸作用消耗②一部分能量未被利用③一部分能量被分解者分解任何生態(tài)系統(tǒng)都需要不斷得到來(lái)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。能量傳遞效率：一般10-20%營(yíng)養(yǎng)級(jí)數(shù)量：一般不超過(guò)5個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)二、能量流動(dòng)的特點(diǎn)2能量傳遞效率的計(jì)算該營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量×100%(1)相鄰營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率：10%～20%，計(jì)算方法如下：能量傳遞效率＝(2)食物鏈中能量的最值計(jì)算設(shè)食物鏈“甲→乙→丙→丁”，分情況討論(如下表)：類型一：知甲求丁最多：

，食物鏈越短越

。最少：

，食物鏈越長(zhǎng)越

。

×20%（÷5）多×10%（÷10）少知低營(yíng)養(yǎng)級(jí)求高營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得能量最多選最短食物鏈按“×20%”計(jì)算獲得能量最少選最長(zhǎng)食物鏈按“×10%”計(jì)算二、能量流動(dòng)的特點(diǎn)類型二：知丁求甲最多：

，食物鏈越長(zhǎng)越

。最少：

，食物鏈越短越

。÷10%（×10）多÷20%（×5）少(2)食物鏈中能量的最值計(jì)算設(shè)食物鏈“甲→乙→丙→丁”，分情況討論(如下表)：例如，能量傳遞效率分別為

a%、b%、c%，若甲的能量為M，則丁獲得的能量為

M×a%×b%×c%。(3)已確定營(yíng)養(yǎng)級(jí)間能量傳遞效率的，不能按“最值”法計(jì)算。知低營(yíng)養(yǎng)級(jí)求高營(yíng)養(yǎng)級(jí)需最少能量選最短食物鏈按“÷20%”計(jì)算需最多能量選最長(zhǎng)食物鏈按“÷10%”計(jì)算二、能量流動(dòng)的特點(diǎn)271.如圖所示為某生態(tài)系統(tǒng)中的食物網(wǎng)示意圖，若E同化的總能量為5.8×109kJ，B同化的總能量為1.6×108kJ，則理論上A同化的能量最多為(

)A．4.2×107kJ B．2.0×108kJC．1.0×108kJ D．2.3×108kJE為第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，B、C、D均為第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)，三者獲得的來(lái)自E的總能量最多為5.8×109×20%＝11.6×108(kJ)，

再減去B同化的總能量1.6×108kJ，C、D同化的能量為1.0×109kJ，A既可捕食C，又可捕食D，