2021-2022学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修2 3.2 生态系统的能量流动(共49张PPT)
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修2 3.2 生态系统的能量流动(共49张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 5.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2021-12-13 17:12:37 | ||
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文档简介
(共49张PPT)
非生物物质和能量
生产者
消费者
分解者
生态系统
的组成成分
营养结构
食物链（网）
生态系统的结构
生态系统的物质循环、能量流动的渠道
复习回顾
生态系统的功能
能量流动
物质循环
信息传递
生态系统的物质循环和能量流动就是沿 渠道进行的
食物链和食物网
第2节 生态系统的能量流动
生产者
消费者
分解者
无机环境
1、概念：生态系统中能量的输入、传递、转化、散失的过程称为生态系统的能量流动。
输入
散失
散失
散失
传递、转化
光合作用 化能合成作用
呼吸作用
食物链 食物网
一、生态系统的能量流动概念
太阳能
食物链和食物网
热能
太阳能 化学能 热能
2、能量流动的分析：流经一个种群的情况
能量输入
个体2
个体1
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
种群
能量储存
能量散失
生态系统的能量流动是以“营养级”为单位。
一、生态系统的能量流动概念
种群
1兔子和草是什么关系 兔吃草，构成了一条什么链 兔和草在该链中分别处于第几营养级
2.草中的能量是怎样得来的
3.草会全部被兔利用吗 剩余的草会发生什么变化 草中的能量将何去何从
4.兔中的能量又到哪里去了
5草在生态系统中属于什么成分 兔在生态系统中又属于什么成分
6.兔粪中含有能量吗 什么生物会分解羊粪 它们在生态系统中又属于什么成分
呼吸作用以热能形式散失
用于自身生长发育繁殖
初级消费者
（植食性动物）
分解者利用
光合作用
固定(同化)
散失
残枝 败叶
①生产者固定的太阳能的去向？
大部分
第一营养级的同化量
1.能量流经第一营养级示意图
一、能量流动的过程
生产者
（植物）
呼吸作用散失；
流入下一个营养级；
分解者利用
（储存在有机物中）
生产者固定的太阳能总量
流经生态系统的总能量
遗体
残骸
初级消费者摄入
下一营养级
用于生长
发育和繁殖
呼吸作用
散失
初级消费者
同化
分解者
粪便
用作解分
散失
...
一部分
未吸收，依然是上一营养级的能量
（储存在有机物中）
流入初级消
费者的能量
2.能量流经第二营养级示意图
思考：
①同化量、摄入量、粪便量之间的关系？
②初级消费者同化量去向有？
③初级消费者粪便中能量是谁的同化量？
③最高营养级同化的能量去向有哪些？
＝ _________________＋ _____＋________ ＋________
自身呼吸作用中以热能形式散失消耗
分解者利用
流入下一营养级
③流入某一营养级的同化量有哪些去向？
包括生物每年的积累量和动植物残体以化石燃料形式被储存起来的能量。
同化量＝__________________＋___________________________
＝ _________________＋ ________＋________
自身呼吸作用中以热能形式散失消耗
用于自身生长、发育和繁殖等生命活动，储存在有机物中
分解者利用
流入下一营养级
未被利用
自身呼吸作用中以热能形式散失消耗
如何理解未利用的能量？
小结：能量流动的过程：
1.食物链食物网的功能？
2.食物网的 成因？
3.第一营养级能量的来源？去路2？3？4
4.第二营养级能量的来源？去路2？3？4？
5.最高营养级能量的来源？去路？
归纳总结
某一营养级能量的来源和去路（2、3、4个）
①摄入量=？+？
②同化量=？-？=？+？ =？+？+？+？
②用于生长、发育和繁殖的能量= ？-？=？+？+
同化量
热能
用于生长、发育和繁殖
呼吸作用
呼吸作用
呼吸作用
呼吸作用
生产者
（绿色植物）
初级消费者（植食性动物）
次级消费者（肉食性动物）
三级消费者（肉食性动物）
呼吸作用
……
分解者
注意：
①每个箭头及箭头的方向、大小、菱形方块的大小代表什么含义？
②能量流动的渠道是？能量散失的途径是？流动过程中能量的转化是？
③初级消费者粪便中的能量属于以上哪个颜色箭头的部分？
3.能量流经生态系统的过程模型图
①源头：
②生理过程：
③输入生态系统的总能量：
“输入”—
“传递”—
“转化”形式—
“散失”—
太阳能
食物链和食物网
热能
能量流动概念
①途径：
②形式:
①形式：
②途径：
光合作用
生产者固定的太阳能总量
细胞呼吸
有机物中的化学能
归纳总结
例.如图是生态系统中能量转化的示意图，下列相关说法中错误的是（ ）
A.①过程中的能量转换过程为光能→活跃的化学能→稳定的化学能
B.①②过程中的生物可以是生态系统中的生产者、消费者和分解者
C.若图中为第一营养级生物的能量变化，则化学能与热能的差值是该生物用于自身生长、发育、繁殖的能量
D.②过程中有机物中的碳元素转化为CO2中的碳元素返回无机环境
B
例、 在某草原生态系统能量流动过程中，假设羊摄入体内的能量为n，羊粪便中的能量为36%n，呼吸作用散失的能量为48%n，则（ ）
A、羊同化的能量为64%n
B、储存在羊体内的能量为52%n
C、由羊流向分解者的能量为16%n
D、由羊流向下一个营养级的能量为16%n
A
例：如图为草原生态系统的能量流动图解模型。a、b、c表示流入各营养级生物的能量，d、e、f表示用于各营养级生物生长、发育、繁殖的能量，g、h、i分别表示各营养级生物呼吸消耗的能量，j、k、l表示流入分解者的能量。则狼同化的能量c=？
f+i
1.某种金龟子专门以大象的粪便为食,那么大象这一营养级的能量是否传递给了金龟子 为什么
分解者同化的能量不能被生产者利用,但可以被消费者利用,如人可以食用蘑菇。
科学思维
没有。因为大象处于第二营养级,大象粪便中的能量仍然属于其上一营养级(生产者)的能量。
2.能量可以由生产者或消费者流向分解者,那么,分解者同化的能量能否被生产者或消费者利用 试举例说明。
例5．某同学绘制了如图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能)，下列叙述中不正确的是（ ）
A．生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2)
B．由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为（D1/W1）×100%
C．流入初级消费者的能量为(A2＋B2＋C2)
D．图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减
4.“拼图法”分析能量流动过程
1.每个营养级的同化量、未被利用的能量？
2.各营养级用于生长、发育、繁殖等生命活动的能量分别是？
4.利用“拼图法”可得到的关系式？
W1、D1
B1、B2
二.能量流动的特点
据图回答：
1.流入该生态系统的总能量是多少？
用表格的形式，将图中的数据进行整理；
2、计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营养级的能量的百分比；
3.能量沿着食物链逐级传递过程中有何变化？原因？从方向上看有何特点？原因？
4.如何计算能量沿着食物链传递的效率？
流入 能量 ①流出能量（输入后一个营养级） ②呼吸 散失 ③分解者利用 ④未利用 传递效率
第一营养级
第二营养级
第三营养级
464.6
62.8
96.3
12.5
293
62.8
12.6
18.8
29.3
12.6
0
7.5
微量
5.0
20%
2.1
13.52%
相邻营养级间传递效率=
上一营养级的同化量
本营养级的同化量
×100%
三、能量流动的特点
资料分析：
1、用表格的形式，将图中的数据进行整理；
2、计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营养级的能量的百分比；
赛达伯格湖能量流动图解
(1)从方向上看：
单向流动
二.能量流动的特点
①生物之间的捕食关系是长期自然选择的结果，一般不可逆转；
②各营养级呼吸作用散失的热能无法再利用。
原因：
(2)从数值上看：
逐级递减
原因：
①各营养级的生物都会因自身呼吸作用散失掉一部分能量。
②各营养级能量都要有一部分流入分解者
③各营养级生物都不能全部被下一营养级捕食,各个营养级能量都有一部分未利用。
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
生态系统中的能量流动一般不超过5个营养级，为什么？
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
第五营养级
第六营养级
A
1
5
A
1
25
A
1
125
A
1
625
A
1
3125
A
( ≈0 )
0.00032 A
因营养级上升一级，可利用的能量相应要减少80％～90％，能量到了第五个营养级时，可利用的能量往往少到不能维持下一个营养级生存的程度了。
三、能量流动的特点
问题探讨:
假如你像小说中的鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，除了饮用水之外没有任何食物。你随身带的食物只有一只母鸡、15Kg玉米。
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？原因？
1.先吃鸡，再吃玉米。
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。
1. 先吃鸡，再吃玉米
玉米
鸡
人
玉米
鸡
人
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
若选择2，食物链的长度增加，能量逐级递减，最后人获得的能量减少。
传递效率
流入某营养级的总能量（同化量）
流入上一营养级的总能量（同化量）
×
100％
例.下图为某湖泊中的食物网简图。若各营养级之间的能量传递效率为10%，下列有关推算正确的是
A.若鱼甲的同化量为M，则水蚤同化的能量为10M
B.若鱼乙的同化量为M，则鱼甲同化的能量为10M
C.若一只河蚌捕食了一只水蚤，则水蚤所含有机物中的能量约10%被河蚌同化
D.鱼甲流向分解者的能量包括鱼甲的脱落物、粪便及鱼甲的尸体等
B
三.能量传递效率的计算
A．①是流入该生态系统的总能量
B．分解者获得的能量最少
C．图中②/①的比值代表草→兔
的能量传递效率
D．③和④分别属于草和兔同化量的一部分
D
例：下图表示某草原生态系统中能量流动图解，①～④表示相关过程能量流动量。下列有关叙述正确的是( )
1.生态系统的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？为什么
2.流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来
不能，能量流动是单向的。
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，而另一部分被利用散发至无机环境中，两者之和，与流入生态系统的能量相等。
思考:
根据单位时间内各个营养级所得到的能量数值由低到高绘制成图，可形成一个金字塔图形。
能量金字塔：
在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动的过程中消耗的能量就越多，生态系统的能量流动一般不超过4---5个营养级。
三、能量流动的特点
如果把各个营养级的生物数量由低到高绘制成图，可形成一个数量金字塔。
生物量金字塔：以生物组织的干重表示每一个营养级中的总重量(现存生物有机物的总质量)。
四、生态金字塔
问题导学：请同学们阅读教材P57，思考讨论下列问题
1.某湖泊生态系统的能量金字塔模型如图，共有四层，按要求回答问题：
①A-D每层生物组成有什么共同点？
②D层的含义是什么？
③通常情况下，该图除表示能量金字塔外，还可以表示哪些生态金字塔？
④试举一例倒置的金字塔。
属于同一营养级
第一营养级在单位时间内固定的太阳能
生物量金字塔、数量金字塔
在某一栎林中，第一营养级生物为栎树，第二营养级生物为昆虫，第三营养级生物为蛙、蜥蜴和鸟，第四营养级生物为蛇。请画出该栎林的数量金字塔。
三、能量流动的特点
数量金字塔：
栎树
昆虫
蛙、蜥蜴和鸟
蛇
三、能量流动的特点
【知识迁移2:】生物量金字塔：以生物组织的干重表示每一个营养级中的总重量(现存生物有机物的总质量)。
生产者（大叶藻） 4800万吨；
初级消费者（吃大叶藻的小鱼虾） 1200万吨；
次级消费者（吃小鱼虾的大鱼） 17万吨；
三级消费者（吃大鱼的鱼） 3万吨。
浮游植物
浮游动物
小 鱼
生物量金字塔：
思考：
生物量金字塔在什么情况下，可能是上宽下窄倒置的金字塔形呢？
一般情况下，生物量金字塔是上窄下宽的金字塔形，但是有时候会出现倒置的金字塔形。例如，在海洋生态系统中，由于生产者(浮游植物)的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，所以某一时刻调查到的浮游植物的生物量可能低于浮游动物的生物量。当然，总的来看，年中浮游植物的总的生物量还是比浮游动物的要多。
三、能量流动的特点
能量金字塔：
数量金字塔：
栎树
昆虫
蛙、蜥蜴和鸟
蛇
浮游植物
浮游动物
小 鱼
生物量金字塔：
能量金字塔永远是正金字塔形，
而数量和生物量金字塔有时倒置。
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
能量在流动过程中具有逐级递减是特性
单位时间内，每一营养级生物的有机物的总干重
一般是正金字塔,有时会出现倒金字塔形
一般随着营养级的升高生物量(现存生物有机物的总干重)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
四、生态金字塔
归纳总结
五. 研究能量流动的实践意义
1.研究生态系统的能量流动，可以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。
例如: 间作套种、 多层育苗、稻--萍--蛙等立体农业生产方式。
2.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
例如: 秸秆用作饲料喂牲畜，可获得肉、蛋、奶等；用牲畜的粪便生产沼气，沼气池中的沼渣还可以作为肥料还田。实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。
3.研究生态系统的能量流动，还可以帮助人们合理地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。
例如: 合理确定草场的载畜量，稻田除草、除虫等。
能量利用率≠能量传递效率
3能量传递效率与能量利用率的比较(1)能量传递效率是指各营养级之间的能量传递效，不是指个体或种群间的能量传递效率。
(2)能量利用率一般指流入最高营养级(或人类)的能占生产者固定总能量的比值。一般来说，食物链越短，量利用率就越高；又考虑分解者的参与，使其营养结构复杂，实现能量的多级利用，从而提高能量利用率
[思考] 下列做法的意义：
①桑基鱼塘——桑叶养蚕，蚕蛹喂鱼，塘泥肥桑。
②秸秆还田
③玉米田除虫
④草原合理确定载畜量：放的牲畜太少不能充分利用牧草提供的能量，放牧过多会造成草场退化，使得畜产品产量下降。
①②实现能量的多级利用，提高能量的利用率
③④合理调整能量流动关系，使得能量持续高效流向对人类最有益的部分。
五.研究能量流动的实践意义
生物的富集作用
是指环境中的一些污染物（如重金属、化学农药），通过食物链在生物体内大量积聚的过程。
因为这些污染物一般具有化学性质稳定而不易分解、在生物体内积累而不易排出等特点，所以，生物富集作用随着食物链的延长而不断加强。（营养级越高，有毒物质的积累就越多。）
据图思考：
①绘制该生态系统的能量流动图。
②据图从能量流动角度分析，与传统农业相比生态农业的优点是？
③种植农作物时，要清除杂草和害虫，从能量流动角度分析其目的是？
情境探究
五. 研究能量流动的实践意义
除草：为了使太阳能更多地流向农作物。 捉虫：为了使农作物中的能量散失减少。
(2)图b所示生态系统中流向分解者的能量，还有一部分可以以生活能源或食物中化学能的形式被人类再度利用，因此，该生态系统实现了能量的多级、充分利用，提高了能量的利用率。
蝉
螳螂
黄雀
树
1000kg
8kg
最多获得
20%
20%
20%
1000kg
至少具有
÷20%
÷20%
÷20%
①能量流动的“最值”计算
在能量流动的相关问题中，题中未作具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率是20%。
1.在食物链中
例2 若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第四营养级生物最多能获得的能量是（ ） ，最少获得的能量是 （ ）
A. 24kJ B. 192kJ C.96kJ D. 960kJ
①已知第一
营养级能量N
②已知最高
营养级能量N
10%
最长食物链
20%
最短食物链
①最高营养级生物获能最少
②最高营养级生物获能最多
10%
最长食物链
20%
最短食物链
③消耗第一营养级生物最多
④消耗第一营养级生物最少
①能量流动的“最值”计算
2.在食物网中
____KJ。若去除蛇，且狐的数量不变，则草原容纳鹰的数量会__________。
例.如果图中草能提供10000KJ的能量，营养级间的能量传递效率为10% ～ 20%，那么鹰占据的营养级能得到的最低和最高能量值分别是____KJ和
增加
10
400
①能量流动的“最值”计算
【例】
图示的食物网中，若人的体重增加1 kg，最少消耗水藻________kg，最多消耗水藻______kg。
25
100 000
例3 在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体重增加1 kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物量为（ ），至多需要消耗第一营养级的生物量（ ）
A. 125 kg B. 625 kg C. 3125 kg D. 10000 kg
例4 如图 所示为某生态系统中的食物网示意图，若E生物种群含有的总能量为5.8 × 109KJ，B生物种群含有的总能量为1.6 × 108KJ,理论上A生物种群含有的总能量最多是（ ）
A. 1.0×108KJ B. 1.0×108KJ
C. 4.2×107KJ D.2.0×108KJ
②能量流动的“定值”计算
（1）.已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算，而需按具体数值计算
（2）.如果是在食物网中，某一营养级同时从上一营养级多种生物获得能量，且各途径获得的能量比例确定，则按照各单独的食物链进行计算后合并。
例5 如果一个人食物有1/2来自绿色植物，1/4来自小型肉食动物，1/4来自羊肉。那么该人每增加1千克体重，至少消耗植物（ ）
A 10 千克 B 40 千克 C 100 千克 D 280 千克
例6 如图表示某生态系统食物网的图解，猫头鹰体重每增加1kg，至少消耗A约（ ）
A．100 kg B．44.5kg
C．25 kg D．15 kg
例7 某生态系统中存在如图所示的食物网，如将C的食物比例由A ：B=1 ：1调整为 4：l，能量传递效率按10％计算，该生态系统能承载C的数量是原来的（ ）倍
如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值[单位为103 kJ/(m2·y)]，据图分析：
生产者固定的太阳能总量与输入的有机物中的化学能。
③具有人工能量输入的能量传递效率计算
①流经该生态系统中的总能量？
②生产者、植食性动物和肉食性动物固定的总能量分别是多少？它们之间能量传递效率分别是多少？(结果保留小数点后一位)
③假设能量全部来自于生产者，按照图中的能量流动规律，肉食性动物要增加100 kg，则需要消耗多少千克生产者？(保留整数)
④试分析图中随营养级的升高需要的有机物输入越来越多的原因？
如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值[单位为103 kJ/(m2·y)]，据图分析：
③具有人工能量输入的能量传递效率计算
②生产者、植食性动物和肉食性动物固定的总能量分别是多少？它们之间能量传递效率分别是多少？(结果保留小数点后一位)
肉.量＝(0.25＋0.05＋2.1＋5.1)×103＝7.5×103 kJ/(m2·y)；
植.量＝[(7.5－5)＋0.5＋4＋9]×103＝16×103 kJ/(m2·y)；
生.量＝[(16－2)＋3＋70＋23]×103＝110×103 kJ/(m2·y)。
(16－2)/110×100%≈12.7%
(7.5－5)/16×100%≈15.6%
如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值[单位为103 kJ/(m2·y)]，据图分析：
③具有人工能量输入的能量传递效率计算
③假设能量全部来自于生产者，按照图中的能量流动规律，肉食性动物要增加100 kg，则需要消耗多少千克生产者？(保留整数)
100÷15.6%÷12.7%≈5047(kg)
④试分析图中随营养级的升高需要的有机物输入越来越多的原因？
能量流动逐级递减以及维持各营养级较高的输出量
非生物物质和能量
生产者
消费者
分解者
生态系统
的组成成分
营养结构
食物链（网）
生态系统的结构
生态系统的物质循环、能量流动的渠道
复习回顾
生态系统的功能
能量流动
物质循环
信息传递
生态系统的物质循环和能量流动就是沿 渠道进行的
食物链和食物网
第2节 生态系统的能量流动
生产者
消费者
分解者
无机环境
1、概念：生态系统中能量的输入、传递、转化、散失的过程称为生态系统的能量流动。
输入
散失
散失
散失
传递、转化
光合作用 化能合成作用
呼吸作用
食物链 食物网
一、生态系统的能量流动概念
太阳能
食物链和食物网
热能
太阳能 化学能 热能
2、能量流动的分析：流经一个种群的情况
能量输入
个体2
个体1
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
种群
能量储存
能量散失
生态系统的能量流动是以“营养级”为单位。
一、生态系统的能量流动概念
种群
1兔子和草是什么关系 兔吃草，构成了一条什么链 兔和草在该链中分别处于第几营养级
2.草中的能量是怎样得来的
3.草会全部被兔利用吗 剩余的草会发生什么变化 草中的能量将何去何从
4.兔中的能量又到哪里去了
5草在生态系统中属于什么成分 兔在生态系统中又属于什么成分
6.兔粪中含有能量吗 什么生物会分解羊粪 它们在生态系统中又属于什么成分
呼吸作用以热能形式散失
用于自身生长发育繁殖
初级消费者
（植食性动物）
分解者利用
光合作用
固定(同化)
散失
残枝 败叶
①生产者固定的太阳能的去向？
大部分
第一营养级的同化量
1.能量流经第一营养级示意图
一、能量流动的过程
生产者
（植物）
呼吸作用散失；
流入下一个营养级；
分解者利用
（储存在有机物中）
生产者固定的太阳能总量
流经生态系统的总能量
遗体
残骸
初级消费者摄入
下一营养级
用于生长
发育和繁殖
呼吸作用
散失
初级消费者
同化
分解者
粪便
用作解分
散失
...
一部分
未吸收，依然是上一营养级的能量
（储存在有机物中）
流入初级消
费者的能量
2.能量流经第二营养级示意图
思考：
①同化量、摄入量、粪便量之间的关系？
②初级消费者同化量去向有？
③初级消费者粪便中能量是谁的同化量？
③最高营养级同化的能量去向有哪些？
＝ _________________＋ _____＋________ ＋________
自身呼吸作用中以热能形式散失消耗
分解者利用
流入下一营养级
③流入某一营养级的同化量有哪些去向？
包括生物每年的积累量和动植物残体以化石燃料形式被储存起来的能量。
同化量＝__________________＋___________________________
＝ _________________＋ ________＋________
自身呼吸作用中以热能形式散失消耗
用于自身生长、发育和繁殖等生命活动，储存在有机物中
分解者利用
流入下一营养级
未被利用
自身呼吸作用中以热能形式散失消耗
如何理解未利用的能量？
小结：能量流动的过程：
1.食物链食物网的功能？
2.食物网的 成因？
3.第一营养级能量的来源？去路2？3？4
4.第二营养级能量的来源？去路2？3？4？
5.最高营养级能量的来源？去路？
归纳总结
某一营养级能量的来源和去路（2、3、4个）
①摄入量=？+？
②同化量=？-？=？+？ =？+？+？+？
②用于生长、发育和繁殖的能量= ？-？=？+？+
同化量
热能
用于生长、发育和繁殖
呼吸作用
呼吸作用
呼吸作用
呼吸作用
生产者
（绿色植物）
初级消费者（植食性动物）
次级消费者（肉食性动物）
三级消费者（肉食性动物）
呼吸作用
……
分解者
注意：
①每个箭头及箭头的方向、大小、菱形方块的大小代表什么含义？
②能量流动的渠道是？能量散失的途径是？流动过程中能量的转化是？
③初级消费者粪便中的能量属于以上哪个颜色箭头的部分？
3.能量流经生态系统的过程模型图
①源头：
②生理过程：
③输入生态系统的总能量：
“输入”—
“传递”—
“转化”形式—
“散失”—
太阳能
食物链和食物网
热能
能量流动概念
①途径：
②形式:
①形式：
②途径：
光合作用
生产者固定的太阳能总量
细胞呼吸
有机物中的化学能
归纳总结
例.如图是生态系统中能量转化的示意图，下列相关说法中错误的是（ ）
A.①过程中的能量转换过程为光能→活跃的化学能→稳定的化学能
B.①②过程中的生物可以是生态系统中的生产者、消费者和分解者
C.若图中为第一营养级生物的能量变化，则化学能与热能的差值是该生物用于自身生长、发育、繁殖的能量
D.②过程中有机物中的碳元素转化为CO2中的碳元素返回无机环境
B
例、 在某草原生态系统能量流动过程中，假设羊摄入体内的能量为n，羊粪便中的能量为36%n，呼吸作用散失的能量为48%n，则（ ）
A、羊同化的能量为64%n
B、储存在羊体内的能量为52%n
C、由羊流向分解者的能量为16%n
D、由羊流向下一个营养级的能量为16%n
A
例：如图为草原生态系统的能量流动图解模型。a、b、c表示流入各营养级生物的能量，d、e、f表示用于各营养级生物生长、发育、繁殖的能量，g、h、i分别表示各营养级生物呼吸消耗的能量，j、k、l表示流入分解者的能量。则狼同化的能量c=？
f+i
1.某种金龟子专门以大象的粪便为食,那么大象这一营养级的能量是否传递给了金龟子 为什么
分解者同化的能量不能被生产者利用,但可以被消费者利用,如人可以食用蘑菇。
科学思维
没有。因为大象处于第二营养级,大象粪便中的能量仍然属于其上一营养级(生产者)的能量。
2.能量可以由生产者或消费者流向分解者,那么,分解者同化的能量能否被生产者或消费者利用 试举例说明。
例5．某同学绘制了如图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能)，下列叙述中不正确的是（ ）
A．生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2)
B．由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为（D1/W1）×100%
C．流入初级消费者的能量为(A2＋B2＋C2)
D．图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减
4.“拼图法”分析能量流动过程
1.每个营养级的同化量、未被利用的能量？
2.各营养级用于生长、发育、繁殖等生命活动的能量分别是？
4.利用“拼图法”可得到的关系式？
W1、D1
B1、B2
二.能量流动的特点
据图回答：
1.流入该生态系统的总能量是多少？
用表格的形式，将图中的数据进行整理；
2、计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营养级的能量的百分比；
3.能量沿着食物链逐级传递过程中有何变化？原因？从方向上看有何特点？原因？
4.如何计算能量沿着食物链传递的效率？
流入 能量 ①流出能量（输入后一个营养级） ②呼吸 散失 ③分解者利用 ④未利用 传递效率
第一营养级
第二营养级
第三营养级
464.6
62.8
96.3
12.5
293
62.8
12.6
18.8
29.3
12.6
0
7.5
微量
5.0
20%
2.1
13.52%
相邻营养级间传递效率=
上一营养级的同化量
本营养级的同化量
×100%
三、能量流动的特点
资料分析：
1、用表格的形式，将图中的数据进行整理；
2、计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营养级的能量的百分比；
赛达伯格湖能量流动图解
(1)从方向上看：
单向流动
二.能量流动的特点
①生物之间的捕食关系是长期自然选择的结果，一般不可逆转；
②各营养级呼吸作用散失的热能无法再利用。
原因：
(2)从数值上看：
逐级递减
原因：
①各营养级的生物都会因自身呼吸作用散失掉一部分能量。
②各营养级能量都要有一部分流入分解者
③各营养级生物都不能全部被下一营养级捕食,各个营养级能量都有一部分未利用。
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
生态系统中的能量流动一般不超过5个营养级，为什么？
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
第五营养级
第六营养级
A
1
5
A
1
25
A
1
125
A
1
625
A
1
3125
A
( ≈0 )
0.00032 A
因营养级上升一级，可利用的能量相应要减少80％～90％，能量到了第五个营养级时，可利用的能量往往少到不能维持下一个营养级生存的程度了。
三、能量流动的特点
问题探讨:
假如你像小说中的鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，除了饮用水之外没有任何食物。你随身带的食物只有一只母鸡、15Kg玉米。
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？原因？
1.先吃鸡，再吃玉米。
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。
1. 先吃鸡，再吃玉米
玉米
鸡
人
玉米
鸡
人
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
若选择2，食物链的长度增加，能量逐级递减，最后人获得的能量减少。
传递效率
流入某营养级的总能量（同化量）
流入上一营养级的总能量（同化量）
×
100％
例.下图为某湖泊中的食物网简图。若各营养级之间的能量传递效率为10%，下列有关推算正确的是
A.若鱼甲的同化量为M，则水蚤同化的能量为10M
B.若鱼乙的同化量为M，则鱼甲同化的能量为10M
C.若一只河蚌捕食了一只水蚤，则水蚤所含有机物中的能量约10%被河蚌同化
D.鱼甲流向分解者的能量包括鱼甲的脱落物、粪便及鱼甲的尸体等
B
三.能量传递效率的计算
A．①是流入该生态系统的总能量
B．分解者获得的能量最少
C．图中②/①的比值代表草→兔
的能量传递效率
D．③和④分别属于草和兔同化量的一部分
D
例：下图表示某草原生态系统中能量流动图解，①～④表示相关过程能量流动量。下列有关叙述正确的是( )
1.生态系统的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？为什么
2.流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来
不能，能量流动是单向的。
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，而另一部分被利用散发至无机环境中，两者之和，与流入生态系统的能量相等。
思考:
根据单位时间内各个营养级所得到的能量数值由低到高绘制成图，可形成一个金字塔图形。
能量金字塔：
在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动的过程中消耗的能量就越多，生态系统的能量流动一般不超过4---5个营养级。
三、能量流动的特点
如果把各个营养级的生物数量由低到高绘制成图，可形成一个数量金字塔。
生物量金字塔：以生物组织的干重表示每一个营养级中的总重量(现存生物有机物的总质量)。
四、生态金字塔
问题导学：请同学们阅读教材P57，思考讨论下列问题
1.某湖泊生态系统的能量金字塔模型如图，共有四层，按要求回答问题：
①A-D每层生物组成有什么共同点？
②D层的含义是什么？
③通常情况下，该图除表示能量金字塔外，还可以表示哪些生态金字塔？
④试举一例倒置的金字塔。
属于同一营养级
第一营养级在单位时间内固定的太阳能
生物量金字塔、数量金字塔
在某一栎林中，第一营养级生物为栎树，第二营养级生物为昆虫，第三营养级生物为蛙、蜥蜴和鸟，第四营养级生物为蛇。请画出该栎林的数量金字塔。
三、能量流动的特点
数量金字塔：
栎树
昆虫
蛙、蜥蜴和鸟
蛇
三、能量流动的特点
【知识迁移2:】生物量金字塔：以生物组织的干重表示每一个营养级中的总重量(现存生物有机物的总质量)。
生产者（大叶藻） 4800万吨；
初级消费者（吃大叶藻的小鱼虾） 1200万吨；
次级消费者（吃小鱼虾的大鱼） 17万吨；
三级消费者（吃大鱼的鱼） 3万吨。
浮游植物
浮游动物
小 鱼
生物量金字塔：
思考：
生物量金字塔在什么情况下，可能是上宽下窄倒置的金字塔形呢？
一般情况下，生物量金字塔是上窄下宽的金字塔形，但是有时候会出现倒置的金字塔形。例如，在海洋生态系统中，由于生产者(浮游植物)的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，所以某一时刻调查到的浮游植物的生物量可能低于浮游动物的生物量。当然，总的来看，年中浮游植物的总的生物量还是比浮游动物的要多。
三、能量流动的特点
能量金字塔：
数量金字塔：
栎树
昆虫
蛙、蜥蜴和鸟
蛇
浮游植物
浮游动物
小 鱼
生物量金字塔：
能量金字塔永远是正金字塔形，
而数量和生物量金字塔有时倒置。
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
能量在流动过程中具有逐级递减是特性
单位时间内，每一营养级生物的有机物的总干重
一般是正金字塔,有时会出现倒金字塔形
一般随着营养级的升高生物量(现存生物有机物的总干重)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
四、生态金字塔
归纳总结
五. 研究能量流动的实践意义
1.研究生态系统的能量流动，可以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。
例如: 间作套种、 多层育苗、稻--萍--蛙等立体农业生产方式。
2.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
例如: 秸秆用作饲料喂牲畜，可获得肉、蛋、奶等；用牲畜的粪便生产沼气，沼气池中的沼渣还可以作为肥料还田。实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。
3.研究生态系统的能量流动，还可以帮助人们合理地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。
例如: 合理确定草场的载畜量，稻田除草、除虫等。
能量利用率≠能量传递效率
3能量传递效率与能量利用率的比较(1)能量传递效率是指各营养级之间的能量传递效，不是指个体或种群间的能量传递效率。
(2)能量利用率一般指流入最高营养级(或人类)的能占生产者固定总能量的比值。一般来说，食物链越短，量利用率就越高；又考虑分解者的参与，使其营养结构复杂，实现能量的多级利用，从而提高能量利用率
[思考] 下列做法的意义：
①桑基鱼塘——桑叶养蚕，蚕蛹喂鱼，塘泥肥桑。
②秸秆还田
③玉米田除虫
④草原合理确定载畜量：放的牲畜太少不能充分利用牧草提供的能量，放牧过多会造成草场退化，使得畜产品产量下降。
①②实现能量的多级利用，提高能量的利用率
③④合理调整能量流动关系，使得能量持续高效流向对人类最有益的部分。
五.研究能量流动的实践意义
生物的富集作用
是指环境中的一些污染物（如重金属、化学农药），通过食物链在生物体内大量积聚的过程。
因为这些污染物一般具有化学性质稳定而不易分解、在生物体内积累而不易排出等特点，所以，生物富集作用随着食物链的延长而不断加强。（营养级越高，有毒物质的积累就越多。）
据图思考：
①绘制该生态系统的能量流动图。
②据图从能量流动角度分析，与传统农业相比生态农业的优点是？
③种植农作物时，要清除杂草和害虫，从能量流动角度分析其目的是？
情境探究
五. 研究能量流动的实践意义
除草：为了使太阳能更多地流向农作物。 捉虫：为了使农作物中的能量散失减少。
(2)图b所示生态系统中流向分解者的能量，还有一部分可以以生活能源或食物中化学能的形式被人类再度利用，因此，该生态系统实现了能量的多级、充分利用，提高了能量的利用率。
蝉
螳螂
黄雀
树
1000kg
8kg
最多获得
20%
20%
20%
1000kg
至少具有
÷20%
÷20%
÷20%
①能量流动的“最值”计算
在能量流动的相关问题中，题中未作具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率是20%。
1.在食物链中
例2 若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第四营养级生物最多能获得的能量是（ ） ，最少获得的能量是 （ ）
A. 24kJ B. 192kJ C.96kJ D. 960kJ
①已知第一
营养级能量N
②已知最高
营养级能量N
10%
最长食物链
20%
最短食物链
①最高营养级生物获能最少
②最高营养级生物获能最多
10%
最长食物链
20%
最短食物链
③消耗第一营养级生物最多
④消耗第一营养级生物最少
①能量流动的“最值”计算
2.在食物网中
____KJ。若去除蛇，且狐的数量不变，则草原容纳鹰的数量会__________。
例.如果图中草能提供10000KJ的能量，营养级间的能量传递效率为10% ～ 20%，那么鹰占据的营养级能得到的最低和最高能量值分别是____KJ和
增加
10
400
①能量流动的“最值”计算
【例】
图示的食物网中，若人的体重增加1 kg，最少消耗水藻________kg，最多消耗水藻______kg。
25
100 000
例3 在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体重增加1 kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物量为（ ），至多需要消耗第一营养级的生物量（ ）
A. 125 kg B. 625 kg C. 3125 kg D. 10000 kg
例4 如图 所示为某生态系统中的食物网示意图，若E生物种群含有的总能量为5.8 × 109KJ，B生物种群含有的总能量为1.6 × 108KJ,理论上A生物种群含有的总能量最多是（ ）
A. 1.0×108KJ B. 1.0×108KJ
C. 4.2×107KJ D.2.0×108KJ
②能量流动的“定值”计算
（1）.已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算，而需按具体数值计算
（2）.如果是在食物网中，某一营养级同时从上一营养级多种生物获得能量，且各途径获得的能量比例确定，则按照各单独的食物链进行计算后合并。
例5 如果一个人食物有1/2来自绿色植物，1/4来自小型肉食动物，1/4来自羊肉。那么该人每增加1千克体重，至少消耗植物（ ）
A 10 千克 B 40 千克 C 100 千克 D 280 千克
例6 如图表示某生态系统食物网的图解，猫头鹰体重每增加1kg，至少消耗A约（ ）
A．100 kg B．44.5kg
C．25 kg D．15 kg
例7 某生态系统中存在如图所示的食物网，如将C的食物比例由A ：B=1 ：1调整为 4：l，能量传递效率按10％计算，该生态系统能承载C的数量是原来的（ ）倍
如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值[单位为103 kJ/(m2·y)]，据图分析：
生产者固定的太阳能总量与输入的有机物中的化学能。
③具有人工能量输入的能量传递效率计算
①流经该生态系统中的总能量？
②生产者、植食性动物和肉食性动物固定的总能量分别是多少？它们之间能量传递效率分别是多少？(结果保留小数点后一位)
③假设能量全部来自于生产者，按照图中的能量流动规律，肉食性动物要增加100 kg，则需要消耗多少千克生产者？(保留整数)
④试分析图中随营养级的升高需要的有机物输入越来越多的原因？
如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值[单位为103 kJ/(m2·y)]，据图分析：
③具有人工能量输入的能量传递效率计算
②生产者、植食性动物和肉食性动物固定的总能量分别是多少？它们之间能量传递效率分别是多少？(结果保留小数点后一位)
肉.量＝(0.25＋0.05＋2.1＋5.1)×103＝7.5×103 kJ/(m2·y)；
植.量＝[(7.5－5)＋0.5＋4＋9]×103＝16×103 kJ/(m2·y)；
生.量＝[(16－2)＋3＋70＋23]×103＝110×103 kJ/(m2·y)。
(16－2)/110×100%≈12.7%
(7.5－5)/16×100%≈15.6%
如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值[单位为103 kJ/(m2·y)]，据图分析：
③具有人工能量输入的能量传递效率计算
③假设能量全部来自于生产者，按照图中的能量流动规律，肉食性动物要增加100 kg，则需要消耗多少千克生产者？(保留整数)
100÷15.6%÷12.7%≈5047(kg)
④试分析图中随营养级的升高需要的有机物输入越来越多的原因？
能量流动逐级递减以及维持各营养级较高的输出量