高中生物人教版2019选择性必修2 3.2 生态系统高的能量流动（共37张ppt）
文档属性
| 名称 | 高中生物人教版2019选择性必修2 3.2 生态系统高的能量流动（共37张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 4.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-11-08 20:45:54 | ||
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文档简介
(共37张PPT)
第三章 生态系统及其稳定性
第2节 生态系统的能量流动
问题探讨
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。
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。
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
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。
一、能量流动的概念
1.生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。
能量的输入：生产者所固定的太阳光能。
能量的传递：食物链和食物网。（形式：有机物中的化学能）
能量的转化和散失：太阳能→有机物中的化学能→热能。
2.科学方法——研究能量流动的基本思路
(1)能量流经个体的情况：
(2)如果把这个种群作为一个整体来研究，左图应概括成哪种形式？
(3)如果把一个营养级中的所有种群看成一个整体，上图应概括成哪种形式？
2.科学方法——研究能量流动的基本思路
如果以个体为单位研究能量流动，有什么问题？
以个体为研究对象，有很大的局限性和偶然性，如果个体死亡，数据可能不准确；不同个体间差异过大。
如果将种群作为一个整体来研究能量流动，又会遇到什么问题？
如果以种群为研究对象，能量流动的渠道为食物链，在分析时，可能因为食物网的
如果将一个营养级的所有种群作为一个整体来研究，可以比较精确地测量每一个营养级能量的输入值和输出值。复杂性而影响结果的准确性。
阅读课本55页，结合图3-5和3-6，思考以下问题：
1.生态系统中能量流动的起点是什么？
2.输入生态系统的总能量是什么？
3.第一营养级、第二营养级的能量去向有哪些？尝试归纳流入某一营养级的能量去向；
4.能量流动的渠道是什么？
二、能量流动的过程
阅读教材P54-55，思考讨论下列问题
1.绿色植物的能量来自？照射在绿色植物上的太阳能都被吸收了吗？绿色植物吸收太阳能后，以何种形式储存？有哪些去向？输入生态系统的能量是指哪一部分？
2.生产者的能量又是通过什么途径，以什么形式传递给其他动物的？
3.第二营养级的能量来自？这些能量都被吸收了吗？流入第二营养级的能量是摄入量还是同化量？它们之间的关系是怎样的？被吸收的能量，以何种形式储存？有哪些去向？
4. 某一营养级的“粪便”中能量应属于谁的同化量？
5. 根据流入生产者和初级消费者的能量的去路总结出流入某一营养级的能量去路？
6.结合营养级能量的去路，构建出能量流经生态系统的过程模型。
7.流经某生态系统的能量能否再回到该生态系统？为什么？
1.能量流经第一营养级示意图
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去向哪里？
大部分
第一营养级的同化量
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
2.能量流经第二营养级示意图
思考：
①初级消费者粪便中能量是谁的同化量？
②同化量、摄入量、粪便量之间的关系？能量在食物链中流动的形式是什么？
③初级消费者同化量去向有？
初级消费者
摄入
用于生长
发育和繁殖
次级消费者
摄入
呼吸作用
以热能的形式散失
遗体残骸
初级消费者
同化
分解者利用
粪便
呼吸作用
散失
...
3. 每一营养级的能量去向
初级消费者摄入量
吸收
同化量
未同化量：
消化
1.呼吸作用散失
4.未被利用
3.分解者利用
2.流入下一营养级（同化量）
粪便量
同化量=摄入量—粪便量
未吸收
4.生态系统能量流动的过程
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
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？
注意
（1）并不是所有生态系统的能量输入都只有生产者。
人工鱼塘等生态系统的输入能量还包括饲料中有机物中的能量。
（2）能量流动并不是只在食物链（网）中传递。
生产者、消费者、分解者的遗体中的能量会流入分解者。
（3）生产者同化的能量就是其通过光合作用制造的有机物中的能量，即总光合作用量。用于生产者自身生长、发育和繁殖的能量需除去其呼吸消耗的能量，即净光合作用量。
（4）初级消费者同化量中流入分解者的能量=初级消费者遗体残骸+次级消费者粪便中所含的能量。
【思考.讨论】生态系统中的能量流动
1.生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？为什么？
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。
2.流经生态系统的能量能否再回到生态系统中来？为什么？
不能。能量流动是单向的。
判断练习
(1)当狼吃掉一只兔子时，就获得了兔子的全部能量 ( )
(2)初级消费者的粪便量属于第二营养级能量 ( )
(3)同化量≠用于生长发育和繁殖的能量 ( )
(4)呼吸作用所产生的能量都是以热能的形式散失 ( )
(5)分解者的分解作用也是通过呼吸作用完成的 ( )
×
×
√
√
×
三、能量流动的特点
林德曼 R.L.Lindeman
通过对一个结构相对简单的天然湖泊——赛达伯格湖的能量流动进行的定量分析，
提出了“十分之一定律”。
思考·讨论 赛达伯格湖的能量流动
植食性动物
62.8
62.8
太阳能
未
固
定
生产者
464.6
分解者
12.5
呼吸作用
96.3
未利用
293
2.1
18.8
29.3
12.6
肉食性动物
12.6
微量
7.5
5.0
327.3
122.6
14.6
既未呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用的能量。
思考·讨论 赛达伯格湖的能量流动
1.用表格的形式，将图中的数据进行整理。例如，可以将每一营养级上的能量“流入”和“流出”整理成为一份清单(“流出”的能量不包括呼吸作用散失的能量)。
2.计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营养级能量的百分比。
营养级 流入能量 流出能量 出入比
生产者
植食性动物
肉食性动物
464.6
62.8
12.6
62.8
12.6
13.52%
20.06%
能量传递效率=
某一营养级的同化量
上一营养级的同化量
能量在相邻两个营养级间的
传递效率是10％～20％
思考·讨论 赛达伯格湖的能量流动
3.流入某一营养级的能量，为什么不会百分之百地流到下一个营养级
流入某一营养级的能量主要有以下去向：一部分通过该营养级的呼吸作用散失了；一部分以排出物、遗体或残枝败叶的形式被分解者利用；还有一部分未能进入（未被捕食）下一营养级；其他的才是流入下一营养级的能量。所以，流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一营养级。
4.通过以上分析，你能总结出什么规律
生态系统中的能量流动是单向的；能量在流动过程中逐级递减。
三、能量流动的特点
1.生态系统中能量流动是单向（流动）的。从方向上
（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。
2.能量在流动过程中逐级递减。从数值上（能量传递效率为10%～20%）
（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
问题探讨
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。
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。
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
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。
A、先吃鸡，再吃玉米
玉米
鸡
人
玉米
鸡
人
B、先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。
能量在流动过程中逐级递减，与能量守恒定律矛盾吗？为什么？
不矛盾。
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。
能量守恒定律可以用于衡量流入某个生态系统的总能量，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。
最值计算
①在能量流动的相关问题中，若题干中未作具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10％，最高效率为20％。
②在已知较高营养级生物能量求较低营养级生物能量时，若求“最(至)多”值，则计算较低营养级生物能量时按最低效率传递；若求“最(至)少”值，则计算较低营养级生物能量时按最高效率传递。
③已知较低营养级生物能量求较高营养级生物能量时，若求“最(至)多”值，则说明较低营养级生物能量按最高效率传递；若求“最(至)少”值，则说明较低营养级生物能量按最低效率传递。
能量传递效率 = ×100%
某一营养级的同化量
上一营养级的同化量
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1.在食物链“草→兔→鹰”中，
（1）假如现有草100kg，最少可使鹰增重____kg。
（2）假如现有草100kg，最多可使鹰增重____kg。
（3）假如要使鹰增加2kg体重，最少要消耗草____kg。
（4）假如要使鹰增加2kg体重，最多要消耗草____kg。
例2.某人捕得一条重2 kg的杂食海鱼，若此鱼的食物有1/2来自植物，1/4来自草食鱼类，1/4来自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，则该鱼至少需要海洋植物____kg。
1
4
200
50
80
“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3.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2∶1，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。
1.375
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。
如果一个生态系统在一段较长时期内没有能量（太阳能或化学能）输入，这个生态系统就会崩溃。
四、生态金字塔
1.能量金字塔：单位时间内各营养级所能得到的数量值转换为相应面积（或体积）的图形，并将图像按照营养级的次序排列，可形成一个金字塔图形。
2.生物量金字塔：每一级体积代表生物量值（所容纳有机物的总干重）。
3.数量金字塔：每一级体积代表个体数。
小鸟
昆虫
树
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。
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
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。
间作套种
多层育苗
稻—萍—蛙
五、研究能量流动的实践意义
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，秸秆喂牲畜；粪便制作沼气；沼渣田肥
用秸秆作饲料
粪便制作沼气
*沼气池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
五、研究能量流动的实践意义
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，合理确定草场载畜量，麦田除草、除虫
[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。
探究·实践 调查当地某生态系统中的能量流动情况
以稻田生态系统为例。组成成分：非生物的物质和能量；生产者，包括水稻、杂草、浮游植物等；消费者，包括蜘蛛、田螺、鱼(如泥鳅、黄鳝)、青蛙、浮游动物、昆虫、鸟类等；分解者，包括多种微生物。
1.生产者主体是水稻，其他生产者有杂草、浮游植物等。农民主要通过喷洒除草剂或人工除草的方式抑制杂草的生长。
2.初级消费者有田螺、浮游动物、植食性的昆虫和鸟等。一般而言，植食性的昆虫和鸟等对水稻生长构成危害，田螺数量较多时也会对水稻生长构成危害。农民采取喷洒农药、竖稻草人等措施防止或减少这些动物的危害。
探究·实践 调查当地某生态系统中的能量流动情况
3.次级消费者有肉食性鱼、青蛙和蜘蛛等。一般而言，这些消费者对水稻生长的利大于害。农民通过禁捕，或适量放养等措施，实现生态农业的目标。
5.农民对秸秆的传统处理方式有焚烧或填埋等；现代农业生态工程提出了综合利用思想。例如，秸秆可作为多种工业原材料，还可以用来生产沼气，以充分利用其中的能量。
6.主要通过合理密植的方法提高作物的光能利用效率。
7.通过稻田养鱼等措施，实现立体化生态农业；通过建造沼气池，实现能量的多级利用。
思维训练 分析和处理数据
这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是多少？这些葡萄糖储存的能量是多少？
这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？
这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是多少？呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例是多少？
这块玉米田的太阳能利用效率是多少？
6687.5kg 1.07×108kJ
3.272×107kJ
1.3972×108kJ 23.4%
1.64%
第三章 生态系统及其稳定性
第2节 生态系统的能量流动
问题探讨
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。
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。
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
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。
一、能量流动的概念
1.生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。
能量的输入：生产者所固定的太阳光能。
能量的传递：食物链和食物网。（形式：有机物中的化学能）
能量的转化和散失：太阳能→有机物中的化学能→热能。
2.科学方法——研究能量流动的基本思路
(1)能量流经个体的情况：
(2)如果把这个种群作为一个整体来研究，左图应概括成哪种形式？
(3)如果把一个营养级中的所有种群看成一个整体，上图应概括成哪种形式？
2.科学方法——研究能量流动的基本思路
如果以个体为单位研究能量流动，有什么问题？
以个体为研究对象，有很大的局限性和偶然性，如果个体死亡，数据可能不准确；不同个体间差异过大。
如果将种群作为一个整体来研究能量流动，又会遇到什么问题？
如果以种群为研究对象，能量流动的渠道为食物链，在分析时，可能因为食物网的
如果将一个营养级的所有种群作为一个整体来研究，可以比较精确地测量每一个营养级能量的输入值和输出值。复杂性而影响结果的准确性。
阅读课本55页，结合图3-5和3-6，思考以下问题：
1.生态系统中能量流动的起点是什么？
2.输入生态系统的总能量是什么？
3.第一营养级、第二营养级的能量去向有哪些？尝试归纳流入某一营养级的能量去向；
4.能量流动的渠道是什么？
二、能量流动的过程
阅读教材P54-55，思考讨论下列问题
1.绿色植物的能量来自？照射在绿色植物上的太阳能都被吸收了吗？绿色植物吸收太阳能后，以何种形式储存？有哪些去向？输入生态系统的能量是指哪一部分？
2.生产者的能量又是通过什么途径，以什么形式传递给其他动物的？
3.第二营养级的能量来自？这些能量都被吸收了吗？流入第二营养级的能量是摄入量还是同化量？它们之间的关系是怎样的？被吸收的能量，以何种形式储存？有哪些去向？
4. 某一营养级的“粪便”中能量应属于谁的同化量？
5. 根据流入生产者和初级消费者的能量的去路总结出流入某一营养级的能量去路？
6.结合营养级能量的去路，构建出能量流经生态系统的过程模型。
7.流经某生态系统的能量能否再回到该生态系统？为什么？
1.能量流经第一营养级示意图
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去向哪里？
大部分
第一营养级的同化量
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
2.能量流经第二营养级示意图
思考：
①初级消费者粪便中能量是谁的同化量？
②同化量、摄入量、粪便量之间的关系？能量在食物链中流动的形式是什么？
③初级消费者同化量去向有？
初级消费者
摄入
用于生长
发育和繁殖
次级消费者
摄入
呼吸作用
以热能的形式散失
遗体残骸
初级消费者
同化
分解者利用
粪便
呼吸作用
散失
...
3. 每一营养级的能量去向
初级消费者摄入量
吸收
同化量
未同化量：
消化
1.呼吸作用散失
4.未被利用
3.分解者利用
2.流入下一营养级（同化量）
粪便量
同化量=摄入量—粪便量
未吸收
4.生态系统能量流动的过程
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
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？
注意
（1）并不是所有生态系统的能量输入都只有生产者。
人工鱼塘等生态系统的输入能量还包括饲料中有机物中的能量。
（2）能量流动并不是只在食物链（网）中传递。
生产者、消费者、分解者的遗体中的能量会流入分解者。
（3）生产者同化的能量就是其通过光合作用制造的有机物中的能量，即总光合作用量。用于生产者自身生长、发育和繁殖的能量需除去其呼吸消耗的能量，即净光合作用量。
（4）初级消费者同化量中流入分解者的能量=初级消费者遗体残骸+次级消费者粪便中所含的能量。
【思考.讨论】生态系统中的能量流动
1.生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？为什么？
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。
2.流经生态系统的能量能否再回到生态系统中来？为什么？
不能。能量流动是单向的。
判断练习
(1)当狼吃掉一只兔子时，就获得了兔子的全部能量 ( )
(2)初级消费者的粪便量属于第二营养级能量 ( )
(3)同化量≠用于生长发育和繁殖的能量 ( )
(4)呼吸作用所产生的能量都是以热能的形式散失 ( )
(5)分解者的分解作用也是通过呼吸作用完成的 ( )
×
×
√
√
×
三、能量流动的特点
林德曼 R.L.Lindeman
通过对一个结构相对简单的天然湖泊——赛达伯格湖的能量流动进行的定量分析，
提出了“十分之一定律”。
思考·讨论 赛达伯格湖的能量流动
植食性动物
62.8
62.8
太阳能
未
固
定
生产者
464.6
分解者
12.5
呼吸作用
96.3
未利用
293
2.1
18.8
29.3
12.6
肉食性动物
12.6
微量
7.5
5.0
327.3
122.6
14.6
既未呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用的能量。
思考·讨论 赛达伯格湖的能量流动
1.用表格的形式，将图中的数据进行整理。例如，可以将每一营养级上的能量“流入”和“流出”整理成为一份清单(“流出”的能量不包括呼吸作用散失的能量)。
2.计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营养级能量的百分比。
营养级 流入能量 流出能量 出入比
生产者
植食性动物
肉食性动物
464.6
62.8
12.6
62.8
12.6
13.52%
20.06%
能量传递效率=
某一营养级的同化量
上一营养级的同化量
能量在相邻两个营养级间的
传递效率是10％～20％
思考·讨论 赛达伯格湖的能量流动
3.流入某一营养级的能量，为什么不会百分之百地流到下一个营养级
流入某一营养级的能量主要有以下去向：一部分通过该营养级的呼吸作用散失了；一部分以排出物、遗体或残枝败叶的形式被分解者利用；还有一部分未能进入（未被捕食）下一营养级；其他的才是流入下一营养级的能量。所以，流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一营养级。
4.通过以上分析，你能总结出什么规律
生态系统中的能量流动是单向的；能量在流动过程中逐级递减。
三、能量流动的特点
1.生态系统中能量流动是单向（流动）的。从方向上
（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。
2.能量在流动过程中逐级递减。从数值上（能量传递效率为10%～20%）
（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
问题探讨
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。
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。
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
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。
A、先吃鸡，再吃玉米
玉米
鸡
人
玉米
鸡
人
B、先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。
能量在流动过程中逐级递减，与能量守恒定律矛盾吗？为什么？
不矛盾。
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。
能量守恒定律可以用于衡量流入某个生态系统的总能量，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。
最值计算
①在能量流动的相关问题中，若题干中未作具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10％，最高效率为20％。
②在已知较高营养级生物能量求较低营养级生物能量时，若求“最(至)多”值，则计算较低营养级生物能量时按最低效率传递；若求“最(至)少”值，则计算较低营养级生物能量时按最高效率传递。
③已知较低营养级生物能量求较高营养级生物能量时，若求“最(至)多”值，则说明较低营养级生物能量按最高效率传递；若求“最(至)少”值，则说明较低营养级生物能量按最低效率传递。
能量传递效率 = ×100%
某一营养级的同化量
上一营养级的同化量
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1.在食物链“草→兔→鹰”中，
（1）假如现有草100kg，最少可使鹰增重____kg。
（2）假如现有草100kg，最多可使鹰增重____kg。
（3）假如要使鹰增加2kg体重，最少要消耗草____kg。
（4）假如要使鹰增加2kg体重，最多要消耗草____kg。
例2.某人捕得一条重2 kg的杂食海鱼，若此鱼的食物有1/2来自植物，1/4来自草食鱼类，1/4来自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，则该鱼至少需要海洋植物____kg。
1
4
200
50
80
“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3.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2∶1，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。
1.375
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。
如果一个生态系统在一段较长时期内没有能量（太阳能或化学能）输入，这个生态系统就会崩溃。
四、生态金字塔
1.能量金字塔：单位时间内各营养级所能得到的数量值转换为相应面积（或体积）的图形，并将图像按照营养级的次序排列，可形成一个金字塔图形。
2.生物量金字塔：每一级体积代表生物量值（所容纳有机物的总干重）。
3.数量金字塔：每一级体积代表个体数。
小鸟
昆虫
树
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。
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
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。
间作套种
多层育苗
稻—萍—蛙
五、研究能量流动的实践意义
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，秸秆喂牲畜；粪便制作沼气；沼渣田肥
用秸秆作饲料
粪便制作沼气
*沼气池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
五、研究能量流动的实践意义
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，合理确定草场载畜量，麦田除草、除虫
[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。
探究·实践 调查当地某生态系统中的能量流动情况
以稻田生态系统为例。组成成分：非生物的物质和能量；生产者，包括水稻、杂草、浮游植物等；消费者，包括蜘蛛、田螺、鱼(如泥鳅、黄鳝)、青蛙、浮游动物、昆虫、鸟类等；分解者，包括多种微生物。
1.生产者主体是水稻，其他生产者有杂草、浮游植物等。农民主要通过喷洒除草剂或人工除草的方式抑制杂草的生长。
2.初级消费者有田螺、浮游动物、植食性的昆虫和鸟等。一般而言，植食性的昆虫和鸟等对水稻生长构成危害，田螺数量较多时也会对水稻生长构成危害。农民采取喷洒农药、竖稻草人等措施防止或减少这些动物的危害。
探究·实践 调查当地某生态系统中的能量流动情况
3.次级消费者有肉食性鱼、青蛙和蜘蛛等。一般而言，这些消费者对水稻生长的利大于害。农民通过禁捕，或适量放养等措施，实现生态农业的目标。
5.农民对秸秆的传统处理方式有焚烧或填埋等；现代农业生态工程提出了综合利用思想。例如，秸秆可作为多种工业原材料，还可以用来生产沼气，以充分利用其中的能量。
6.主要通过合理密植的方法提高作物的光能利用效率。
7.通过稻田养鱼等措施，实现立体化生态农业；通过建造沼气池，实现能量的多级利用。
思维训练 分析和处理数据
这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是多少？这些葡萄糖储存的能量是多少？
这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？
这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是多少？呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例是多少？
这块玉米田的太阳能利用效率是多少？
6687.5kg 1.07×108kJ
3.272×107kJ
1.3972×108kJ 23.4%
1.64%