3.2生态系统的能量流动课件2021-2022学年高二上学期生物人教版(2019)选择性必修2(共42张PPT)
文档属性
| 名称 | 3.2生态系统的能量流动课件2021-2022学年高二上学期生物人教版(2019)选择性必修2(共42张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 3.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-04-14 21:24:06 | ||
图片预览
文档简介
(共42张PPT)
第2节 生态系统的能量流动
第3章 生态系统及其稳定性
本节聚焦：
①分析生态系统能量流动的过程
③概述研究能量流动的实践意义
②分析生态系统能量流动的特点
问题探讨
玉米
鸡
蛋
人
策略1：先吃鸡，再吃玉米；
策略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。
生态系统能量流动的概念:
生态系统中能量的______、_____、______和______的过程，称为生态系统的能量流动。
输入
传递
转化
散失
a. 就一个生物个体（如人）而言，能量的流动情况？
能量输入
个体
呼吸作用散失的能量
储存在体内的能量
研究能量流动的基本思路
科学方法
能量输入
种群
能量散失
能量储存
①将种群作为整体来研究：
②将一个营养级作为整体来研究：
能量输入
某一营养级
能量散失
能量储存
研究生态系统中能量流动一般在群体水平上。
so： 生态系统的能量流动是以“营养级”为单位
结合课本分析上图，思考并回答下列问题：
1、能量的源头？
2、能量流动的起点和渠道？
3、输入生态系统总能量是？
4. 各个营养级能量的来源又是什么？
5、各营养级能量的去路有哪些？
请以生产者(第一营养级)为例说明
一、能量流动的过程
太阳能
2.起点： 渠道:食物链和食物网
生产者固定的能量
生产者所固定的太阳能的总量
5.去路：
呼吸作用消耗
被下一营养级的生物所利用
被分解者所利用
4.来源：
生产者
消费者
——太阳光能
——上一营养级
5.各营养级能量的去路有哪些？
请以生产者(第一营养级)为例说明.
⒈生态系统的能量来源是什么？
2.能量流动的起点和渠道是什么？
3.流经生态系统的总能量是什么？
4.各个营养级能量的来源又是什么？
呼吸消耗
分解者分解
流入下一营养级（兔等）
草固定能量的去向
？
热能
呼吸作用
用于自身生长、发育、繁殖---有机物
1. 能量流经第一营养级的情况
99%
散失
1%
固定(同化)
要求:尝试画出能量流经第一营养级示意图
呼吸作用(以热能形式散失掉)
生长、发育和繁殖
分解者
残枝败叶
生产者
(植物)
固定
摄入
初级消费者
(植食动物)
一来三去
(同化量)
*能量流经第一营养级示意图
(净同化量)
注: 如果在每一时间段去分析去向，还应有未被利用的能量(最终也将被分解者利用)。
未利用
so: 同化量＝呼吸消耗量＋用于生长、发育和繁殖的能量
＝呼吸消耗量＋流入下一营养级＋被分解者利用
2. 能量流经第二营养级的过程
思考
(1) 流入第二营养级的能量是摄入量还是同化量？
(2)这两者之间是有什么联系？
(4) 流入第二营养级的能量有哪些去向？
同化量
同化量
摄入量— 粪便量
=
（3）能量在食物链中流动的形式 是什么？
有机物中的化学能
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
散失
呼 吸作 用
散失
…
未利用
【判断】一种蜣螂专以大象粪为食，则该蜣螂获取的是大象所同化能量（ ）
狐狸同化了兔的能量后，这些能量有哪些去向？
呼吸作用
分解者
生长发育和
繁殖储存起来
最高营养级
摄入
最高营养级
同化
粪便
分解者利用
用于生长
发育和繁殖
遗体
残骸
呼吸作用
散失
呼吸作用
散失
未利用（若时间过短）
源头：
流经生态系统总能量：
途径：
形式：
太阳能→有机物中的________→热能
形式：最终以 形式散失
过程：
输入
传递
转化
散失
太阳能
食物链和食物网
有机物中的化学能
生产者固定的太阳能总量
化学能
热能
呼吸作用
能量流动概念：生态系统中能量的 、 、 和 的过程。
输入
传递
转化
散失
笔记——归纳总结
注：若为人工生态系统，流经生态系统的总能量为生产者固定的太阳能和人工输入的有机物中的化学能（例如饲料中有机物中的化学能）
某营养级同化量
呼吸作用中以热能形式散失
用于自身生长、发育、繁殖
被分解者分解利用
流入下一个营养级
1.某营养级的能量最终去向
某营养级同化量
呼吸作用中以热能形式散失
用于自身生长、发育、繁殖
被分解者分解利用
流入下一个营养级（最高营养级除外）
未被利用的能量
2.某营养级的能量某段时间内的能量去向
笔记——归纳总结
同化量
用于生长、发育、繁殖的能量（储存）
流向分解者的能量
构建某一营养级（除最高营养级）的能量流动模型
①同化量＝呼吸消耗量＋ ____________ ____
②同化量＝呼吸消耗量 ＋___ ______ ＋ ___ ___________
③同化量＝呼吸消耗量 ＋___ ______ ＋ _______ _______＋
_______ ____（若时间过短）
用于生长、发育、繁殖的能量
流向下一营养级能量
流向分解者的能量
流向下一营养级能量
流向分解者的能量
未被利用的能量
如图表示能量流经第二营养级的示意图，a~g表示相应能量的数值大小，据图回答
1、A~E分别表示
A:_______________________________B：________________________________
C:______________________________________
D：_________________________E:________________________
第二营养级摄入的能量
第二营养级同化的能量
用于生长、发育、繁殖的能量
流向第三营养级的能量
流向分解者的能量
练习：如图为草原生态系统的能量流动图解模型（G、H、I属于
D、E、F）：
1._____________________表示流入各营养级生物的能量
写出其中等量关系__________________
2.__________分别表示草、兔子、狼呼吸作用消耗的能量；
3.____________分别表示分解者分解利用的能量；
4.兔子用于生长、发育和繁殖的能量=_____________；
5._____中能量包括兔子尸体及狼粪便中的能量
A、B、C、D、E、F
C+K或B-H
G、H、I
J、K、L
A=D、B=E、C=F
K
2.下图所示为某生态系统中能量流向物种甲后发生的一系列变化,下列有关叙述错误的是 ( )
A. A 表示物种甲同化的能量
B. E 表示物种甲呼吸散失的能量
C. D 表示分解者呼吸散失的能量
D. A 中的能量包括物种甲粪便中的能量
D
3.下图为生态系统能量流动的部分图解, ①代表一定的能量值。 下列相关叙述正确的是 ( )
A.生态系统的能量流动是循环进行的
B.能量在沿食物链流动时逐级递减
C.次级消费者属于第二营养级
D.图中①代表呼吸作用所消耗的能量
B
1.某岛形成一个相对封闭的生态系统,其主要食物链为植物→昆虫→候鸟→蝮蛇。下列说法正确的是 ( )
A.能量的输入需要植物进行光合作用
B.能量的散失通过昆虫、候鸟、蝮蛇进行
C.能量的转化形式为光能→化学能
D.蝮蛇是最高级消费者,所含能量最多
A
【例1】下图为某生态系统的能量流动简图,下列叙述错误的是( )
A.甲是生产者,乙是消费者
B.该生态系统是一个开放的系统
C.能量通过光合作用固定并进入该生态系统,以热能的形式输出
D.甲、乙和分解者所储存的能量之和是输入该生态系统的总能量
D
生产者
(植物)
呼吸
初级消费者
(植食动物)
呼吸
次级消费者
(肉食动物)
呼吸
分 解 者
…
呼吸
三级消费者
(肉食动物)
呼吸
P55.流经某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。
二、能量流动的特点
原因：是食物链中各___ 的顺序是不可逆转的
营养级
03
图中“未固定”是指未被固定的太阳能，“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一个营养级和分解者利用的能量
二、能量流动的特点
赛达伯格湖的能量流动图解
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
能量流动过程中逐级递减
自身呼吸散失
分解者利用
未利用
能量在相邻两个营养级间的传递效率为 。
10%～20%
赛达伯格湖的能量流动数据分析
能量传递效率 =
下一营养级同化量
上一营养级同化量
二、能量流动的特点
1.从能量传递效率上看，能量为什么不能百分之百从一个营养级流到下一个营养级？
各营养级的能量都有一部分通过呼吸作用散失；一部分未被下一营养级利用； 一部分被分解者分解。
讨论
2.能量在流动过程中逐级递减，与能量守恒定律矛盾吗？
能量在流动过程中逐级递减，指的是流入各个营养级的能量。总能量=储存在生态系统(生物体的有机物)中的能量+被各个营养级的生物利用、散发至非生物环境中的能量。因此，虽然能量在流动过程中逐级递减，但总能量依然遵循能量守恒定律。
如果一个生态系统在一段较长时间内没有能量输入（太阳能或现成的有机物），这个生态系统就会崩溃。
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。
二、能量流动的特点
——生命系统是开放系统
三、能量流动的特点及原因
(1)单向流动
①不可逆：
②不循环：
(2)逐级递减
营养级顺序不可逆
释放的热能不能被重新利用
①每一营养级呼吸作用消耗
②总有一部分能量未被下一营养级利用
③各营养级能量被分解者分解释放了
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。
能量传递效率：
一般10-20%
营养级数量：
一般不超过5个营养级
笔记——归纳总结
(1)相邻营养级的能量传递效率：10%～20%，计算方法如下：
该营养级同化量
上一营养级同化量
×100%
能量传递效率 ＝
延伸——能量传递效率的计算（笔记）
(2)食物链中能量的最值计算
①知低营养级求高营养级
获得能量最多
获得能量最少
选最长食物链
选最短食物链
按“×10%”计算
按“×20%”计算
例题：计算下列食物链中鹰获得的能量，已知草所固定的太阳能为105 J， 草→昆虫→蟾蜍→蛇→鹰，鹰最多可获得能量为：
105 × 20% × 20% × 20% × 20% = 160J
105 × 10% × 10% × 10% × 10% = 10J
鹰最少可获得能量为：
需最少能量
需最多能量
选最短食物链
选最长食物链
按“÷20%”计算
按“÷10%”计算
②知高营养级求低营养级
(2)食物链中能量的最值计算
例题：某池塘生态系统的一条食物链为：浮游植物→浮游动物→鱼→水鸟。假如水鸟只依靠鱼来增加体重，那么水鸟每增加1千克体重，至少需要该生态系统内浮游植物的量为:
1 ÷20% ÷ 20% ÷ 20% = 125千克
讨论4：若有草100kg，最少让鱼增重___kg
讨论3：若有草100kg，最多让鱼增重___kg
讨论1：若鱼增加1kg，最多消耗_____kg草
讨论2：若鱼增加1kg，最少消耗_____kg草
能量传递效率 =
下一营养级同化量
上一营养级同化量
×100%
100
25
4
1
草
鱼
虾米
10% ~ 20%
现学现练
为什么“食物链不超过5个营养级”
为什么“一山不容二虎”
用刚学的“食物链中能量计算”解释下列问题？
第一
营养级
A
1
5
A
1
25
A
1
125
A
1
625
A
1
3125
A
0.00032 A
第六
营养级
第五
营养级
第四
营养级
第三
营养级
第二
营养级
能量流动具有逐级递减的特点，营养等级越高，获得的能量越少，老虎在生态系统中几乎是最高营养级。
可见食物链越长，能量流动过程消耗的能量就越多,流到第五营养级时，余下的能量很少甚至不足以养活一个种群。
请同学们将赛达伯格湖的能量流动数据，用相应面积或体积的图形表示，并按营养级由低到高排列。
三、生态金字塔(笔记见优化设计P45)
能量分析 生产者 植食性动物 肉食性动物 分解者
输入能量
赛达伯格湖的能量流动数据分析
464.6
62.8
12.6
14.6
肉食性动物
12.6
植食性动物
62.8
生产者
464.6
能量金字塔
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
1.能量金字塔
见课本P57
地反映出生态系统各营养级间能量的关系。
(自然生态系统一定为正金字塔）
能量在流动中总是逐级递减的
（1）概念：
（2）意义：
（3）特点：
原因：
直观
三、生态金字塔
思考：右图为某城市生态系统能量金字塔，为什么呈倒置状态也能维持生态系统的正常运行？
从生态系统外输入大量的有机物
三、生态金字塔
2.数量金字塔
见课本P57
直观的反映生态系统各营养级的 比值关系。
一般为正金字塔形，有时会出现倒金字塔形。
（1）概念：
（2）意义：
（3）特点：
原因：
营养级
第二营养级
第一营养级
个体数量
昆虫
树
营养级
第二营养级
第一营养级
个体数量
鼠
草
鼬
第三营养级
如果消费者的个体小而生产者的个体大(如昆虫和树），则会呈现倒置金字塔。
生物个体的数目
三、生态金字塔
直观的反映生态系统各营养级所容纳的 的关系。
3.生物量金字塔
见课本P57
营养级
第四营养级
第三营养级
第二营养级
第一营养级
干重g/m2
1.5
11
37
809
营养级
第四营养级
第三营养级
大多也是上窄下宽的正金字塔形
（1）概念：
（2）意义：
（3）特点：
原因：
一般来说植物的总干重通常大于植食性动物的总干重，而植食性动物的总干重也大于肉食性动物的总干重
有机物的总干重
特殊情况：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，一年中浮游植物的总的生物量还是比浮游动物的要多。
三、生态金字塔
生态系统的能量流动是单向的、逐级递减的，人类无法改变这一规律，
那么如何利用这一规律来指导生活和生产实践呢？
四、研究能量流动的实践意义
1. 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
间作套种
多层育苗
稻—萍—蛙
充分利用空间和资源，获得更大的收益
实现了对能量的多级利用，大大提高了能量的利用率
能量的利用率≠能量的传递效率
用秸秆作饲料
粪便制作沼气
沼渣田肥
四、研究能量流动的实践意义
2.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
1.能量传递效率：
能量在相邻两个营养级间的传递效率是10％～20％
2.能量利用率：
一般指流入最高营养级的能量占生产者固定总能量的比值
特点：一般来说，食物链越短，能量利用率越高。
能量利用率=
生产者能量
流入最高营养级的能量
×100%
能量利用率≠能量传递效率
四、研究能量流动的实践意义
3.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。
牲畜过少，不能充分利用牧草所提供的能量；
牲畜过多，就会造成草场的退化，使畜产品的产量下降。
在草原上，牛以草为食，蜣螂以牛粪为食，假设牛同化的能量为105kJ。被牛同化的能量中约有多少流入蜣螂？( )
A．0kJ B．10.5 kJ
C．21kJ D．介于10.5kJ和21kJ之间
A
流经生态系统的总能量是( )
A. 照射到该生态系统内所有植物体叶面上的太阳能
B. 射进该系统的全部太阳能
C. 该系统全部生产者所固定的太阳能的总量
D. 生产者传递给消费者的全部能量
C
小结
第2节 生态系统的能量流动
第3章 生态系统及其稳定性
本节聚焦：
①分析生态系统能量流动的过程
③概述研究能量流动的实践意义
②分析生态系统能量流动的特点
问题探讨
玉米
鸡
蛋
人
策略1：先吃鸡，再吃玉米；
策略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。
生态系统能量流动的概念:
生态系统中能量的______、_____、______和______的过程，称为生态系统的能量流动。
输入
传递
转化
散失
a. 就一个生物个体（如人）而言，能量的流动情况？
能量输入
个体
呼吸作用散失的能量
储存在体内的能量
研究能量流动的基本思路
科学方法
能量输入
种群
能量散失
能量储存
①将种群作为整体来研究：
②将一个营养级作为整体来研究：
能量输入
某一营养级
能量散失
能量储存
研究生态系统中能量流动一般在群体水平上。
so： 生态系统的能量流动是以“营养级”为单位
结合课本分析上图，思考并回答下列问题：
1、能量的源头？
2、能量流动的起点和渠道？
3、输入生态系统总能量是？
4. 各个营养级能量的来源又是什么？
5、各营养级能量的去路有哪些？
请以生产者(第一营养级)为例说明
一、能量流动的过程
太阳能
2.起点： 渠道:食物链和食物网
生产者固定的能量
生产者所固定的太阳能的总量
5.去路：
呼吸作用消耗
被下一营养级的生物所利用
被分解者所利用
4.来源：
生产者
消费者
——太阳光能
——上一营养级
5.各营养级能量的去路有哪些？
请以生产者(第一营养级)为例说明.
⒈生态系统的能量来源是什么？
2.能量流动的起点和渠道是什么？
3.流经生态系统的总能量是什么？
4.各个营养级能量的来源又是什么？
呼吸消耗
分解者分解
流入下一营养级（兔等）
草固定能量的去向
？
热能
呼吸作用
用于自身生长、发育、繁殖---有机物
1. 能量流经第一营养级的情况
99%
散失
1%
固定(同化)
要求:尝试画出能量流经第一营养级示意图
呼吸作用(以热能形式散失掉)
生长、发育和繁殖
分解者
残枝败叶
生产者
(植物)
固定
摄入
初级消费者
(植食动物)
一来三去
(同化量)
*能量流经第一营养级示意图
(净同化量)
注: 如果在每一时间段去分析去向，还应有未被利用的能量(最终也将被分解者利用)。
未利用
so: 同化量＝呼吸消耗量＋用于生长、发育和繁殖的能量
＝呼吸消耗量＋流入下一营养级＋被分解者利用
2. 能量流经第二营养级的过程
思考
(1) 流入第二营养级的能量是摄入量还是同化量？
(2)这两者之间是有什么联系？
(4) 流入第二营养级的能量有哪些去向？
同化量
同化量
摄入量— 粪便量
=
（3）能量在食物链中流动的形式 是什么？
有机物中的化学能
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
散失
呼 吸作 用
散失
…
未利用
【判断】一种蜣螂专以大象粪为食，则该蜣螂获取的是大象所同化能量（ ）
狐狸同化了兔的能量后，这些能量有哪些去向？
呼吸作用
分解者
生长发育和
繁殖储存起来
最高营养级
摄入
最高营养级
同化
粪便
分解者利用
用于生长
发育和繁殖
遗体
残骸
呼吸作用
散失
呼吸作用
散失
未利用（若时间过短）
源头：
流经生态系统总能量：
途径：
形式：
太阳能→有机物中的________→热能
形式：最终以 形式散失
过程：
输入
传递
转化
散失
太阳能
食物链和食物网
有机物中的化学能
生产者固定的太阳能总量
化学能
热能
呼吸作用
能量流动概念：生态系统中能量的 、 、 和 的过程。
输入
传递
转化
散失
笔记——归纳总结
注：若为人工生态系统，流经生态系统的总能量为生产者固定的太阳能和人工输入的有机物中的化学能（例如饲料中有机物中的化学能）
某营养级同化量
呼吸作用中以热能形式散失
用于自身生长、发育、繁殖
被分解者分解利用
流入下一个营养级
1.某营养级的能量最终去向
某营养级同化量
呼吸作用中以热能形式散失
用于自身生长、发育、繁殖
被分解者分解利用
流入下一个营养级（最高营养级除外）
未被利用的能量
2.某营养级的能量某段时间内的能量去向
笔记——归纳总结
同化量
用于生长、发育、繁殖的能量（储存）
流向分解者的能量
构建某一营养级（除最高营养级）的能量流动模型
①同化量＝呼吸消耗量＋ ____________ ____
②同化量＝呼吸消耗量 ＋___ ______ ＋ ___ ___________
③同化量＝呼吸消耗量 ＋___ ______ ＋ _______ _______＋
_______ ____（若时间过短）
用于生长、发育、繁殖的能量
流向下一营养级能量
流向分解者的能量
流向下一营养级能量
流向分解者的能量
未被利用的能量
如图表示能量流经第二营养级的示意图，a~g表示相应能量的数值大小，据图回答
1、A~E分别表示
A:_______________________________B：________________________________
C:______________________________________
D：_________________________E:________________________
第二营养级摄入的能量
第二营养级同化的能量
用于生长、发育、繁殖的能量
流向第三营养级的能量
流向分解者的能量
练习：如图为草原生态系统的能量流动图解模型（G、H、I属于
D、E、F）：
1._____________________表示流入各营养级生物的能量
写出其中等量关系__________________
2.__________分别表示草、兔子、狼呼吸作用消耗的能量；
3.____________分别表示分解者分解利用的能量；
4.兔子用于生长、发育和繁殖的能量=_____________；
5._____中能量包括兔子尸体及狼粪便中的能量
A、B、C、D、E、F
C+K或B-H
G、H、I
J、K、L
A=D、B=E、C=F
K
2.下图所示为某生态系统中能量流向物种甲后发生的一系列变化,下列有关叙述错误的是 ( )
A. A 表示物种甲同化的能量
B. E 表示物种甲呼吸散失的能量
C. D 表示分解者呼吸散失的能量
D. A 中的能量包括物种甲粪便中的能量
D
3.下图为生态系统能量流动的部分图解, ①代表一定的能量值。 下列相关叙述正确的是 ( )
A.生态系统的能量流动是循环进行的
B.能量在沿食物链流动时逐级递减
C.次级消费者属于第二营养级
D.图中①代表呼吸作用所消耗的能量
B
1.某岛形成一个相对封闭的生态系统,其主要食物链为植物→昆虫→候鸟→蝮蛇。下列说法正确的是 ( )
A.能量的输入需要植物进行光合作用
B.能量的散失通过昆虫、候鸟、蝮蛇进行
C.能量的转化形式为光能→化学能
D.蝮蛇是最高级消费者,所含能量最多
A
【例1】下图为某生态系统的能量流动简图,下列叙述错误的是( )
A.甲是生产者,乙是消费者
B.该生态系统是一个开放的系统
C.能量通过光合作用固定并进入该生态系统,以热能的形式输出
D.甲、乙和分解者所储存的能量之和是输入该生态系统的总能量
D
生产者
(植物)
呼吸
初级消费者
(植食动物)
呼吸
次级消费者
(肉食动物)
呼吸
分 解 者
…
呼吸
三级消费者
(肉食动物)
呼吸
P55.流经某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。
二、能量流动的特点
原因：是食物链中各___ 的顺序是不可逆转的
营养级
03
图中“未固定”是指未被固定的太阳能，“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一个营养级和分解者利用的能量
二、能量流动的特点
赛达伯格湖的能量流动图解
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
能量流动过程中逐级递减
自身呼吸散失
分解者利用
未利用
能量在相邻两个营养级间的传递效率为 。
10%～20%
赛达伯格湖的能量流动数据分析
能量传递效率 =
下一营养级同化量
上一营养级同化量
二、能量流动的特点
1.从能量传递效率上看，能量为什么不能百分之百从一个营养级流到下一个营养级？
各营养级的能量都有一部分通过呼吸作用散失；一部分未被下一营养级利用； 一部分被分解者分解。
讨论
2.能量在流动过程中逐级递减，与能量守恒定律矛盾吗？
能量在流动过程中逐级递减，指的是流入各个营养级的能量。总能量=储存在生态系统(生物体的有机物)中的能量+被各个营养级的生物利用、散发至非生物环境中的能量。因此，虽然能量在流动过程中逐级递减，但总能量依然遵循能量守恒定律。
如果一个生态系统在一段较长时间内没有能量输入（太阳能或现成的有机物），这个生态系统就会崩溃。
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。
二、能量流动的特点
——生命系统是开放系统
三、能量流动的特点及原因
(1)单向流动
①不可逆：
②不循环：
(2)逐级递减
营养级顺序不可逆
释放的热能不能被重新利用
①每一营养级呼吸作用消耗
②总有一部分能量未被下一营养级利用
③各营养级能量被分解者分解释放了
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。
能量传递效率：
一般10-20%
营养级数量：
一般不超过5个营养级
笔记——归纳总结
(1)相邻营养级的能量传递效率：10%～20%，计算方法如下：
该营养级同化量
上一营养级同化量
×100%
能量传递效率 ＝
延伸——能量传递效率的计算（笔记）
(2)食物链中能量的最值计算
①知低营养级求高营养级
获得能量最多
获得能量最少
选最长食物链
选最短食物链
按“×10%”计算
按“×20%”计算
例题：计算下列食物链中鹰获得的能量，已知草所固定的太阳能为105 J， 草→昆虫→蟾蜍→蛇→鹰，鹰最多可获得能量为：
105 × 20% × 20% × 20% × 20% = 160J
105 × 10% × 10% × 10% × 10% = 10J
鹰最少可获得能量为：
需最少能量
需最多能量
选最短食物链
选最长食物链
按“÷20%”计算
按“÷10%”计算
②知高营养级求低营养级
(2)食物链中能量的最值计算
例题：某池塘生态系统的一条食物链为：浮游植物→浮游动物→鱼→水鸟。假如水鸟只依靠鱼来增加体重，那么水鸟每增加1千克体重，至少需要该生态系统内浮游植物的量为:
1 ÷20% ÷ 20% ÷ 20% = 125千克
讨论4：若有草100kg，最少让鱼增重___kg
讨论3：若有草100kg，最多让鱼增重___kg
讨论1：若鱼增加1kg，最多消耗_____kg草
讨论2：若鱼增加1kg，最少消耗_____kg草
能量传递效率 =
下一营养级同化量
上一营养级同化量
×100%
100
25
4
1
草
鱼
虾米
10% ~ 20%
现学现练
为什么“食物链不超过5个营养级”
为什么“一山不容二虎”
用刚学的“食物链中能量计算”解释下列问题？
第一
营养级
A
1
5
A
1
25
A
1
125
A
1
625
A
1
3125
A
0.00032 A
第六
营养级
第五
营养级
第四
营养级
第三
营养级
第二
营养级
能量流动具有逐级递减的特点，营养等级越高，获得的能量越少，老虎在生态系统中几乎是最高营养级。
可见食物链越长，能量流动过程消耗的能量就越多,流到第五营养级时，余下的能量很少甚至不足以养活一个种群。
请同学们将赛达伯格湖的能量流动数据，用相应面积或体积的图形表示，并按营养级由低到高排列。
三、生态金字塔(笔记见优化设计P45)
能量分析 生产者 植食性动物 肉食性动物 分解者
输入能量
赛达伯格湖的能量流动数据分析
464.6
62.8
12.6
14.6
肉食性动物
12.6
植食性动物
62.8
生产者
464.6
能量金字塔
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
1.能量金字塔
见课本P57
地反映出生态系统各营养级间能量的关系。
(自然生态系统一定为正金字塔）
能量在流动中总是逐级递减的
（1）概念：
（2）意义：
（3）特点：
原因：
直观
三、生态金字塔
思考：右图为某城市生态系统能量金字塔，为什么呈倒置状态也能维持生态系统的正常运行？
从生态系统外输入大量的有机物
三、生态金字塔
2.数量金字塔
见课本P57
直观的反映生态系统各营养级的 比值关系。
一般为正金字塔形，有时会出现倒金字塔形。
（1）概念：
（2）意义：
（3）特点：
原因：
营养级
第二营养级
第一营养级
个体数量
昆虫
树
营养级
第二营养级
第一营养级
个体数量
鼠
草
鼬
第三营养级
如果消费者的个体小而生产者的个体大(如昆虫和树），则会呈现倒置金字塔。
生物个体的数目
三、生态金字塔
直观的反映生态系统各营养级所容纳的 的关系。
3.生物量金字塔
见课本P57
营养级
第四营养级
第三营养级
第二营养级
第一营养级
干重g/m2
1.5
11
37
809
营养级
第四营养级
第三营养级
大多也是上窄下宽的正金字塔形
（1）概念：
（2）意义：
（3）特点：
原因：
一般来说植物的总干重通常大于植食性动物的总干重，而植食性动物的总干重也大于肉食性动物的总干重
有机物的总干重
特殊情况：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，一年中浮游植物的总的生物量还是比浮游动物的要多。
三、生态金字塔
生态系统的能量流动是单向的、逐级递减的，人类无法改变这一规律，
那么如何利用这一规律来指导生活和生产实践呢？
四、研究能量流动的实践意义
1. 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
间作套种
多层育苗
稻—萍—蛙
充分利用空间和资源，获得更大的收益
实现了对能量的多级利用，大大提高了能量的利用率
能量的利用率≠能量的传递效率
用秸秆作饲料
粪便制作沼气
沼渣田肥
四、研究能量流动的实践意义
2.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
1.能量传递效率：
能量在相邻两个营养级间的传递效率是10％～20％
2.能量利用率：
一般指流入最高营养级的能量占生产者固定总能量的比值
特点：一般来说，食物链越短，能量利用率越高。
能量利用率=
生产者能量
流入最高营养级的能量
×100%
能量利用率≠能量传递效率
四、研究能量流动的实践意义
3.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。
牲畜过少，不能充分利用牧草所提供的能量；
牲畜过多，就会造成草场的退化，使畜产品的产量下降。
在草原上，牛以草为食，蜣螂以牛粪为食，假设牛同化的能量为105kJ。被牛同化的能量中约有多少流入蜣螂？( )
A．0kJ B．10.5 kJ
C．21kJ D．介于10.5kJ和21kJ之间
A
流经生态系统的总能量是( )
A. 照射到该生态系统内所有植物体叶面上的太阳能
B. 射进该系统的全部太阳能
C. 该系统全部生产者所固定的太阳能的总量
D. 生产者传递给消费者的全部能量
C
小结