2.2 能量在单向流动中逐级递减（教学课件）生物沪科版选择性必修2

能量在单向流动中逐级递减 第二节 第2章 生态系统的结构与功能 生物选择性必修2 需要多少以小鱼和虾米为代表的初级消费者？ 滋养这些小鱼和虾米，又需要多少以硅藻和绿藻为代表的生产者？ “西塞山前白鹭飞，桃花流水鳜鱼肥”为我们描绘了太湖流域水乡的生态美景。白鹭和鳜鱼都是以小鱼和虾米为食的食肉动物，如果要维持一定数量的白鹭和鳜鱼。 材料阅读：淀山湖渔业生产 淀山湖是上海最大的淡水湖泊，位于上海、江苏、浙江的交界处，是上海重要的渔业生产水域。这里的鱼产量约为每公顷 65 kg，其中草食性鱼类（如草鱼、鲢鱼等）约占总量的 85%，肉食性鱼类（如鳜鱼等）约占总量的 15%。 思考与讨论： 1. 为什么鳜鱼等肉食性鱼类的捕获量远远低于草食性鱼类？ 2. 长江中下游各湖泊单位面积的鱼产量基本相似，是什么因素决定了这种现象？ 1．能量在生物群落中单向流动 能量流动： 一切生命活动和所有生态系统都伴随着能量的变化而变化。生态系统中能量的输入、传递、转化和散失等过程，统称为生态系统的能量流动。 能量输入 某一营养级 能量散失 能量储存 能量传递 能量转化 能量流动的过程： 1.生态系统能量流动的起点是生产者 ①生产者通过光合作用所固定的太阳能的总量通常就是流入生态系统的总能量。 ②能量形式转化：光能→化学能→热能 太阳辐射的能量 用于生长 发育和繁殖 枯枝落叶 生产者作用同化 分解者利用 被大气层吸收、散射、反射的能量 散失 热能散失 呼吸作用 呼吸作用 初级消费者摄入 能量流动的过程： 2.能量沿生态系统的食物链和食物网流动 ①生产者固定的能量中，一部分由于自身的呼吸作用以热能形式散失，其余部分以有机物的形式贮存在生产者体内。 ②长期进化所形成的捕食关系，决定了能量在生态系统中只能单向流动，不能逆向流动。 初级消费者摄入 用于生长 发育和繁殖 遗体 残骸 初级消费者同化 分解者利用 粪便 散失 热能散失 呼吸作用 呼吸作用 次级消费者摄入 能量流动图解： 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) 呼吸作用 分 解 者 … 呼吸作用 三级消费者 (肉食动物) 呼吸作用 ①能量流动起点：生产者固定太阳能 ②生态系统的总能量：生产者固定有机物中的能量 ③能量流动的渠道：食物链、食物网 2．能量沿营养级逐步递减 举例：以一只菜粉蝶幼虫（菜青虫）摄取青菜叶为例，观察能量如何从第一营养级向第二营养级流动。 一只幼虫每天能摄食约200J的能量，其中100J以粪便形式排出；而被同化吸收的另100J能量中，又有70J通过呼吸作用以热能的形式散失；最后，仅有30J用于幼虫的生长。 能量从生产者向初级消费者流动过程中的分配示意图 营养级效率： 能量在更高营养级中的变化，与第二营养级的情况基本相同。输入到一个营养级的能量仅有部分流入下一个营养级，能量沿食物链流动的过程，就是一个逐级递减的过程。能量从一个营养级传递给下一营养级的比例，称为营养级效率。 营养级效率： 营养级能量传递效率： 生物群落 流入能量 流出能量 （输入下一个营养级） 流出\流入 （传递效率） 生产者 464.6 62.8 13.52% 植食性动物 62.8 12.6 20.06% 肉食性动物 12.6     分解者 14.6     相邻两个营养级之间的能量传递效率 = 本营养级同化量 下一营养级同化量 营养级效率： 营养级效率通常为 5% ～ 20%，平均约为 10%。也就是说，一个营养级所获能量的 90% 不能被传递到下一营养级。这种能量散失限制了食物链的长度。随着食物链的延长，这种散失是相乘累积的。如果 10% 的生产者能量被传递到初级消费者，接着又仅有 10% 的能量传递到次级消费者，这样仅有 1%的生产者能量被传递到次级消费者。