内容正文:
第52课时
生态系统的能量流动
一、生态系统的能量流动
1.能量流动的概念
输入
传递
转化
散失
固定的太阳能总量
光合作用和化能合成作用
食物链和食物网
化学能
化学能
+人类输入的能量
一、生态系统的能量流动
2.能量流动的过程
【思考】生产者同化(固定)的能量/输入第一营养级能量的去向?
生产者所同化
的全部太阳能
呼吸 作用
散失(热能)
用于生长发育和繁殖
分解者利用
残枝 败叶
分解作用
散失
未利用
初级消费者
(植食性动物)
同化量:表示消化道吸收的能量(吃进的食物不一定都能吸收),粪便不算在同化量里,但呼吸消耗的能量算。
同化量=?
一、生态系统的能量流动
2.能量流动的过程
【思考】初级消费者摄入的能量等于流入第二营养级的能量吗?第二营养级同化的能量去向有哪些?
遗体残骸
呼吸作用
散失
初级消费者摄入
初级消费者同化
……
用于生长、发育和繁殖
次级消费者摄入
分解者利用
粪便
呼吸作用
热能散失
摄入量=同化量+粪便量
粪便属于上一营养级的同化量
同化量=?
最高营养级同化的能量去向有哪些?
最高营养级没有流入下一营养级的能量去向
同化量=__________________________________ +____________________________
__________=__________________________________+_________________________
+_________________________=___________________________________
+_____________________+_________________________+____________________
生产者
呼吸
初级消费者
次级消费者
分解者
…
三级消费者
能量输入
一、生态系统的能量流动
2.能量流动的过程
用于自身生长、发育和繁殖的能量
呼吸作用以热能的形式散失的能量
被下一营养级同化的能量
被分解者利用的能量
未被利用的能量
呼吸作用以热能的形式散失的能量
被下一营养级同化的能量
被分解者利用的能量
呼吸作用以热能的形式散失的能量
能量流动的渠道是 。
食物链和食物网
能量散失的途径:
呼吸
呼吸
呼吸
流动过程中能量的转化是太阳能→ → 。
有机物中的化学能
热能
呼吸作用
一、生态系统的能量流动
3.能量流动的特点
流入 呼吸作用 分解者利用 暂未利用 流出 流出/流入
生产者
植食性动物
肉食性动物
464.6
96.3
12.5
293
62.8
13.52%
62.8
18.8
2.1
29.3
12.6
20.06%
12.6
7.5
微量
5.0
1.单向流动
2.逐级递减
能量流动的渠道是 。
食物链和食物网
某个营养级同化的能量自身呼吸要消耗一部分,还有一部分被分解者分解利用,还有一部分未被利用,所以不能将全部的能量流入下一个营养级。
真题链接:(2021·全国甲,31改编)青草→羊→狼是一条食物链。根据林德曼对能量流动研究的成果分析,这条食物链上能量流动的特点是__ ___________________。单向流动的原因:__________________________
_______________________________________________________________。
能量流动逐级递减的原因:_______________________________________
_________________________________________________________________________________________________________
(2021·河北,22节选)从能量流动角度分析,升温导致该生态系统总生物量降低的原因可能是_________________________________________。
食物链中的捕食关系是长期自然选择的结果,不可逆转;生产者不能再利用散失的能量
单向流动,逐级递减
一、生态系统的能量流动
3.能量流动的特点
生物自身呼吸消耗增加,分解者分解作用加快
一、生态系统的能量流动
3.能量流动的特点
流入 呼吸作用 分解者利用 暂未利用 流出 流出/流入
生产者
植食性动物
肉食性动物
464.6
96.3
12.5
293
62.8
13.52%
62.8
18.8
2.1
29.3
12.6
20.06%
12.6
7.5
微量
5.0
1.单向流动
2.逐级递减
自身呼吸散失
分解者利用
未利用
能量流动的渠道是 。
食物链和食物网
能量在相邻两个营养级间的传递效率为 。
能量传递效率=
某一营养级的同化量
上一营养级的同化量
×100%
10%~20%
一、生态系统的能量流动
3.能量流动的特点
能量在相邻两个营养级间的传递效率为10%~20%。
在一个生态系统中,营养级越多,在能量流动过程中消耗的能量就越多。因此,生态系统中的能量流动一般不超过5个营养级。
任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充,以便维持生态系统的正常功能。
规律: 食物链越短,能量利用率越高。
能量传递效率与能量利用效率的比较
传递效率=
上一营养级的同化量
下一营养级的同化量
×100%
能量利用率=
生产者能量
流入最高营养级的能量
×100%
【思维拓展】
能量传递效率
随堂练习
大本286页关键能力
(1)输入“稻—蟹—泥鳅”农田生态系统的总能量包括哪些?
提示 生产者(水稻等)固定的太阳能和饵料中的化学能。
(2)河蟹会被鸟捕食,与鸟相比,河蟹的同化量/摄入量的比值明显较低,从食物类型分析,可能的原因是什么?
提示 河蟹摄入的有机物中含有大量纤维素,不易消化吸收,大量能量随粪便排出。
随堂练习
(3)如图为“稻—蟹”农田生态系统中各营养级所含能量的示意图,其中a、a1、a2表示上一年留存下来仍未被利用的能量,e、e1、e2表示呼吸作用消耗的能量,c、c1、c2表示什么?河蟹用于自身生长、发育和繁殖的能量包括哪些?(用图中字母表示)
提示 c、c1、c2表示流向下一营养级的能量;河蟹用于自身生长、发育和繁殖的能量包括b2、c2、d2。
大本286页关键能力
随堂练习
(4)如图是能量流经该稻田第二营养级的示意图,图中的数值表示能量(单位:×10 kJ·m-2·a-1)。图中的C代表什么含义?第二营养级到第三营养级的能量传递效率是多少?
提示 C代表初级消费者用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量(储存在有机物中的能量);
第二营养级到第三营养级的能量传递效率为(500×10-60×10)÷(1 220×10+1 280×10)×100%=4 400÷25 000×100%=17.6%。
大本286页关键能力
随堂练习
大本286页关键能力
(5)与“稻—蟹”农田模式相比,“稻—蟹—泥鳅”农田模式具有更高的经济效益,从能量流动的角度分析其原因。为了从蟹—稻复合养殖体系获得更大的稻、蟹产量,需定期投喂饵料,从能量流动和物质循环的角度分析原因是什么?
提示 泥鳅吃残饵、蟹粪,实现了能量的多级利用,提高了能量的利用率。投喂饵料能减少河蟹从水稻中获得能量,保证水稻产量不受影响。河蟹为该生态系统的输出产品,输出的元素不再回归该生态系统。
随堂练习
大本287页迁移应用3、4
3.(2023·山东,13)某浅水泉微型生态系统中能量情况如表所示,该生态系统中的初级消费者以生产者和来自陆地的植物残体为食。下列说法正确的是
A.流经该生态系统的总能量为90×105 J/(m2·a)
B.该生态系统的生产者有15%的能量流入下一营养级
C.初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为10.5×105 J/(m2·a)
D.初级消费者粪便中的能量为70.5×105 J/(m2·a),该能量由初级消费者流
向分解者
√
随堂练习
大本287页迁移应用3、4
4.如图所示的食物网中,最初戊的食物有1/5来自乙,1/5来自丙,3/5来自丁。为了促进戊的发展,将戊的食物比例调整为1/2来自乙,1/4来自丙,1/4来自丁。若能量从生产者到消费者的传递效率为10%,从消费者到消费者的传递效率为20%。理论上现在养活的戊的数
量是最初的多少倍?
A.1.4 B.1.5 C.1.6 D.1.7
√
二、生态金字塔
能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔
形状
每一层含义
特点
象征意义
单位时间内,食物链中每一营养级生物所同化的能量的多少
自然生态系统一定为正金字塔
能量在流动过程中总是逐级递减
单位时间内,每一营养级生物的有机物的总干重
一般为正金字塔,有时会出现倒金字塔形
一般生物量(现存生物有机物的总干重)随食物链中营养级的升高而减少
每一营养级生物个体的数目
一般为正金字塔,有时会出现倒金字塔形
一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而减少
三、研究能量流动的实践意义
1.帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置,增大流入某个生态系统的总能量。
2.科学规划和设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用。
3.合理调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
农田生态系统中的间种套作、稻-萍-蛙等立体农业生产方式都充分利用了空间和资源,获得了更大收益
秸秆作饲料喂牲畜,获得肉、蛋、奶,牲畜的粪便作为沼气发酵原料,沼渣作为肥料还田,实现能量多级利用,提高能量利用效率。
根据草场的能量流动特点,合理确定草场的载畜量,才能保持畜产品的持续高效。(果树修剪、农田除草等)
三、研究能量流动的实践意义
长句表达:从能量流动的角度分析建设“沼气池”的意义是______
________________________________________________。养鱼时,合理确定鱼的放养量,才能保证鱼的持续高产,这说明研究能量流动的意义是_____________________________________________________________
_______________________。
实现
了对能量的多级利用,从而大大提高了能量的利用率
帮助人们合理调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分
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