内容正文:
5.2生态系统能量流动
学 习 目 标
假设你像小说中的鲁滨逊那样,流落在一个荒岛上,那里除了有能饮用的水,几乎没有任何食物。你身边尚存的食物只有一只母鸡、15kg玉米。
2.先吃玉米,同时用一部分玉米喂鸡,吃鸡产下的蛋,最后吃鸡。
流落荒岛
讨论:你认为以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援?
1.先吃鸡,再吃玉米。
问题探讨
应该先吃鸡,再吃玉米(即选择1),若选择2,则增加了食物链的长度,能量逐级递减,最后人获得的能量较少。
先吃鸡,再吃玉米
我反对,为什么要先吃我
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能量流动:生态系统中能量的 、 、 和 的过程。
输入
传递
转化
散失
能量的输入
能量的散失
生态系统
一切生命活动都伴随着能量的变化。没有能量的输入,也就没有生命的生态系统
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能量输入
能量储存
能量散失
某个营养级
能量输入
种群
能量储存
能量散失
研究能量流动的基本思路
能量流经一个种群的情况可以图示如下:
能量输入
个体1
个体2
个体3
……
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
如果将这个种群作为一个整体来研究,则左图可以概括成下图形式,从中可以看出分析能量流动的基本思路。
如果将一个营养级的所有种群作为一个整体,那么左图将概括为何种形式呢?
研究生态系统中能量流动一般在群体水平上
1.能量流经第一营养级的过程
99%
1%
生产者 第一营养级
热能
热能
呼吸作用
有机物中的化学能
光能、太阳能
(光合作用)
被地球 表面的大气层吸收、散射和放射
生长、发育和繁殖
初级消费者 第二营养级
分解者
二、能量流动的过程
生产者所固定的全部太阳能
用于生长、
发育和繁殖
初级消费者
(植食性动物)
分解者利用
残枝 败叶
分解作用
散失
呼吸作用
散失
①流入第一营养级的能量
生产者固定的太阳能
②生产者固定的太阳能=
呼吸作用以热能形式散失
+
用于生长、发育和繁殖
③用于生长、发育和繁殖=
流入下一营养级
+
分解者利用
你能说出第一营养级能量“一来二去”,“一来三去”吗?
思考:
1.能量流经第一营养级的过程
二、能量流动的过程
2.能量流经第二营养级的过程
初级消费者
摄入
初级消费者
同化
粪便
分解者利用
用于生长、
发育和繁殖
次级消费者
摄入
遗体
残骸
呼吸作用
呼吸作用
散失
未利用
生产者 第一营养级
初级消费者 第二营养级
粪便
摄入
排出
散失
思考:
①流入第二营养级的总能量?
初级消费者同化量
=
初级消费者摄入量
-
粪便量
②初级消费者粪便中的能量包括在初级消费者同化的能量中吗?
不包括(还属于上一营养级)
③初级消费者的同化量有哪些去向?
二、能量流动的过程
呼吸作用散失
生长
发育
繁殖
分解者(残枝败叶)
下一营养级摄入
生产者固定的太阳能
未被利用
(草根)
散失
粪便
下一级同化量
呼吸作用散失
分解者(遗体残骸)
下一营养级摄入
未被利用
(活体石油煤炭)
同化量=摄入量 - 粪便量
同化量=呼吸散失 + 生长发育繁殖
同化量=呼吸散失 + 下一级 + 分解者 + 未利用
生产者同化量
二、能量流动的过程
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生产者
呼吸
初级消费者
呼吸
次级消费者
分 解 者
…
呼吸
三级消费者
呼吸
呼吸
生产者固定的太阳能总量为流经这个生态系统的总能量
输入
传递
散失
以有机物的形式沿食物链向下一营养级传递
二、能量流动的过程
①能量流动的渠道是 。
②能量散失的途径是各种生物的 (代谢过程)。
③流动过程中能量的转化是太阳能→ → 。
食物链和食物网
呼吸作用
有机物中的化学能
热能
模型构建1:构建食物链的能量流动模型
12
12
能量来源
呼吸作用散失
太阳能
生产者
能量去路
某个营养级
总能量
固定的太阳能总量
各级消费者
上一个营养级
生产者:
各级消费者:
同化总量
=摄入量-粪便量
流入下一营养级
被分解者利用
未利用
均属于用于自身生长、发育和繁殖的部分
模型构建2:构建某一营养级的能量流动模型
二、能量流动的过程
讨论1:流经生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来?为什么?
不能,能量流动是单向的。
思考 · 讨论 生态系统中能量流动
讨论2:生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律?
遵循能量守恒定律。能量在生态系统中流动、转化后,一部分储存在生态系统(生物体的有机物)中,另一部分在呼吸作用中以热能的形式散失,两者之和与流入生态系统的能量相等。
思考 ·