3.2 生态系统的能量流动高中生物人教版（2019）选择性必修二(共41张PPT)
文档属性
| 名称 | 3.2 生态系统的能量流动高中生物人教版（2019）选择性必修二(共41张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 4.6MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-08-01 11:50:49 | ||
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文档简介
(共41张PPT)
生态系统的能量流动
(主要功能之一)
生态系统的成分，生态系统的营养结构
2.生态系统的成分有哪些
生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量
3.生态系统的营养结构是什么
食 物 链 和 食 物 网
4生态系统的什么是沿着食物链和食物网进行的
能量流动和物质循环
温故而知新
1.生态系统的结构包括哪两方面
一、生态系统的能量流动概念
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。
光合作用
化能合成作用
无机环境
呼吸作用
传递、转化
散
失 — 消 费者
输
入
散
失
生产者
分解者
食物链 食物网
散
-→失
个体3 储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
生态系统的能量流动是以“ 营养级”为单位
呼吸作用散失的能量
种群 能量储偏内的能量
呼吸作用能量散失量
2、能量流动分析：流经一个种群的情况
个体1 储存在体内的能量
能量输入
能量流动的概念
1、源头：几乎都是太阳能
2、输 入 ：起点：生产者固定的太阳能
相关生理过程：主要是光合作用 流入生态系统的总能量：
主要是生产者固定的太阳能的总量
3、传递：
生产者 初 级 次 级 三级，-
消费者一 √消费者 消费者
渠道：沿食物链和食物网
形式：有机物中的化学能
①
自身生长、发育和繁
殖等生命活动，储 存 ② 在植物体的有机物中
能的形式散失
呼吸作用以热
二、能量流动的过程
能量来源 (生产者 固定的太 阳能)
生产者
(第一
营养级)
③
被分解者 分解(呼 吸作用)
一来二去(三去
或四去)
②
被下一营 养级摄入
1、第一营养级
④
未利用
去向
初级消费者
摄入
初级消费者
同化
用于生长 发育和繁殖
残骸
次级消费者 摄入
1.流入初级消费者的 能量是多少
2.流入初级消费者的 能量的去路有哪些
3.摄入量、同化量和 粪便量之间的关系
4.初级消费者的粪便 中的能量属于哪个营 养级的能量
2、第 二 营 养 级
分解者利用
散失
遗体
粪便
散 失
呼吸
呼吸
能量流动的概念
1、输 入：起点：从生产者固定太阳能开始
输入数量：生产者固定的太阳能的总量
2、传递：
生产者> 初 级 入 次 级 三 级 消费者一消费者一消费者
渠道：沿食物链和食物网
热能
3、转化： 光能—生物体有机物中的化学能—
4、散失： 生产者、消费者、分解者的呼吸作用
ATP
(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( √)
一个池塘中有生产者(浮游植物)、初级消费者(植食性鱼 类)、次级消费者(肉食性鱼类)、分解者(微生物)。其中生产 者固定的全部能量为a, 流入初级消费者、次级消费者、分 解者的能量依次为b、C、d, 下列表述正确的是( B )
A.a=b+d
B.a>b+d C.a知识回顾
1、源头：几乎都是太阳能
2、输 入 ：起点：生产者固定的太阳能
相关生理过程：主要是光合作用 流入生态系统的总能量：
主要是生产者固定的太阳能的总量
渠道：沿食物链和食物网
形式：有机物中的化合物
热能
4、转化：光能—生物体有机物中的化学能—{
ATP
5、散失：生产者、消费者、分解者的呼吸作用
3、传递：
呼吸作用
g
次级消费者
C (肉食性动物) d
②
k
分解者
呼吸作用
(1)能量a=b+e+i ( √ )
(2)箭头a代表生产者的同化量，方框
②代表初级消费者的摄入量× )
呼吸作用
三级消费者 (肉食性动物)
呼吸作用
初级消费者 (植食性动物)
呼吸作用
e
生产者 (植物)
①
b
a
呼吸作用 呼吸作用 呼吸作用
e
g
生产者
(植物)
①
k
分解者
呼吸作用
(3)能量a =b +C+d (× )
(4)流经该生态系统的能量能够重新再 回到这个生态系统，被重复利用(×)
初级消费者 (植食性动物)
②
次级消费者 (肉食性动物)
三级消费者 (肉食性动物)
呼吸作用
b
a
赛达伯格湖的能量流动图解
(图中的数字为能量数值，单位 是 J/(cm2·a) (焦每平方米厘米 每年)。图中的“未固定”是指 未被固定的太阳能，“未利用” 是指未被后一个营养级和分解 者利用的能量。为研究方便起
见，这里将肉食性动物作为一 个营养级) 。
122.6
三.能量流动的特点
赛达伯格湖的能量流动图解
2 .1
植食性动物
62.8
肉食性动物
12.6
未利用
327.3
分解者 14.6
生产者 464.6
图8 - 34
太阳能
未固定
呼吸
微量
29.3
96.3
62.8
12.5
12.6
18.8
7.5
293
1.由图可知，能量流动的方向是 单 向的，
只能从 上一个营养级流向下 一个营 养级，不可逆转，也不能循环流动。原因是：
(1)经过长期的自然选择，食物链中各营 养级的顺序是不可逆转的。即各营养级的 能量流动顺序是不可逆转的；(2)各营养 级通过呼吸产生的热能散失，不能被生物群 落再利用。
微 量
肉 食 性 动 物
12.6
5.0
未 利 用 327.3
12.5
生 产 者
464.6
293
96.3
分 解 者
14.6
2.1
植 食 性 动 物 62.8
18.8
呼 吸 作 用 122.6
态 能
香 定
输入 输出
传递效率
第一营养级(生产者) 464.6 62.8
13.5%
第二营养级(植食性动物) 62.8 12.6
20.1%
第三营养级(肉食性动物) 12.6
2.将各营养级的能量“输入”和“输出”填入下 表。 (“输出”指流入到下一营养级的能量)
微量
肉 食 性 动 物 12.6
7.5 5.0
29.3
未 利 用 327.3
分 解 者
14.6
2.1
植 食 性 动 物 62.8
18.8
呼 吸 作 用 122.6
12.5
62.8
293
96.3
生 产 者
464.6
奋
能
香 定
(1) . 由上数据可知，输入个营养级的能量不可 能百分之百流入下一营养级，能量在沿食物链流
动过程中是逐级递减的。
其原因是：
①各营养级的生物都会因呼吸作用而消耗掉 相当大的一部分能量
②各营养级的生物中总有一部分能量未被下 一营养级的生物所利用
③还有少部分能量随着残枝败叶或遗体等直 接传递给了分解者
(2)由计算可知，能量在相邻两个营
养级间的传递率大约是10%～20%
注：传递率=下一营养级的同化量×100% 上一营养级的同化量
【注】 ①“未利用”能量。如多年生植 物上一年自身生长发育的净积累量；未 来得及分解，被埋藏在地下形成的煤炭、 石油等能量等。
②能量传递效率是指相邻营养级之间， 而不是种群，更不是个体。
【判断】一种蜣螂专以大象粪为食，则该 种蜣螂能获取大象所同化能量的10%(×)
1. 生态金字塔包括：
2. 能量金字塔
四、生态金字塔
能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔
形状 少 警 多
营养级
高 低
每一层含义 单位时间内，食物链 中每一营养级生物所 的多少 单位时间内，每一营养级 生物的 每一营养级生物
特点 自然生态系统 为正金字塔 为正金字塔，有时 会出现倒金字塔形 为正金字塔，有时 会出现倒金字塔形
象征意义 能量在流动过程中 总是逐级递减 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 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
浮游动物与底栖动物21 g/m
浮游植物4g/m
英吉利海峡生物量金字塔
思考：生物量金字塔在什么情况下，可能是上宽下窄的金字塔形呢
图3-21 两种数量
中数量金字塔
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 在一段较长时间内没有能量(太阳能或现成的有机物) 输入。这个生态系统就会崩溃。
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
思 考3: 人类位于食物链的顶端，从能量金字塔来看，人口数 量日益增长，这会对地球上现有的生态系统造成什么影响
答案：人口数量日益增长，会要求低营养级有更多的能量流入人类 所处的营养级，也就是说，人类所需要的食物会更多，将不得不种植 或养殖更多的农畜产品，会给地球上现有的自然生态系统带来更大的
压力。
次级消费者
初级消费者
生产者 食物链
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。
间作套种 多层育苗 稻—萍—蛙
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。
能量利用率≠能量传递效率
用秸秆作饲料 粪便制作沼气
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。
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
(12+18)/12×2675=6687.5kg
Ec=Mgx1.6×104=1.07×108kJ
这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少
△E呼=△Mgx1.6×104=3.272×107kJ
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 E固=Eg+△E呼=1.3972×108kJ
呼吸作用：
3.272×107kJ,23.4%
利用：
1.3972×10 kJ,1.64%
玉米种群
储 存 ：
1. 07×10 kJ,76.6%
23.4%
这块玉米田的太阳能 利用效率是多少
η=1.3972×108/8.5×109
=1.64%
太阳能： 8.5×109kJ
散失
二 、拓展应用
1.下图是两个农业生态系统的模式图。图a 中农作物为人类提供的食物、 为家禽和家畜提供的饲料，都与图b相同。
(1)分析这两幅图，完成这两个生态系统的能量流动图解。
练习与应用
粪肥
饲料
粪便
沼渣
图b
食用菌 太阳能 农作物
沼气池
(含微生物)
沼渣沼液作肥料
秸 秆
沼气池
(含微生物)
家禽 家畜
食用菌
家离、家畜
农作物
人
菌渣等
便
二、拓展应用
1.下图是两个农业生态系统的模式图。图a 中农作物为人类提供的食物、 为家禽和家畜提供的饲料，都与图b相同。
(2)哪个生态系统的能量能够更多地被人类所利用 为什么
【答案】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。
粪肥
家禽、家畜
饲料
便
粪便
沼气池
沼渣
图b
练习与应用
沼渣沼液作肥料
秸秆
(含微生物)
农作物
食用菌
菌渣等
二、拓展应用
2.将一块方糖放入水中，方糖很快就会溶解，消失得无影无踪。溶解在 水中的方糖还能再自行变回原来的形状吗 为什么
生活在水中的硅藻，它们能利用溶解在水中的硅化物制造口己绚丽精致 的外壳，而通常情况下水体中硅化物的含量极为微少，仅有百万分之几， 这比方糖溶解后水中的含糖量低得多。硅藻依靠什么力量筑造自己的精 美小“屋”呢
通过以上事例，你对能量在生态系统中的作用是否有了进一步的认识
【答案】不能。在一个封闭的系统中，物质总是由有序 朝着无序(熵增加)的方向发展。
硅藻能利用获取的营养通过细胞呼吸释放能量，依靠能
量完成物质由无序向有序的转化，维持其生命活动。能
量的输人对于生态系统有序性的维持来说是不可缺少的。
练习与应用
一、概念检测
1.下图是一个农业生态系统模式图，关于该系统的叙述，错误
的是 ( C )
A.沼气池中的微生物是该生态系统的分解者
B.微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量
C.沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用
D.多途径利用农作物可提高该生态系统的能量利用效率
太阳
家畜
拳便 食物
人
沼气
练习与应用
沼渣 沼液
沼气池
农作物
秸秆
粪便
饲料
易
一、概念检测
2(. 然生态系统中，物质是能量的载体，下列叙述正确的是
A.能量可驱动物质循环
B.物质和能量可循环利用
C.能量只能在食物链中流动
D.能量金字塔和生物数量金字塔均可倒置
练习与应用
属于
生
初级消费者
统
→ 次级消费者
属于
三级消费者
分解者
二、非选择题
1.将以下概念之间的关系分别用概念图的形式表示出来。
生态系统、食物链、食物网、生产者、消费者、分解者、生物群落、初 级消费者、次级消费者、三级消费者、第一营养级、第二营养级、第三 营养级、第四营养级。
【提示】
第一 营养级
属于 第二营养级
属于第三营养级
练习与应用
套
第四营养级
非生物环境
生物群落
包 括
食物网
食物链
生产者
消费者
构 成
构 成
获能量最多
获能量最少
需能量最多
需能量最少
知低营养级
求高营养级
知高营养级 求低营养级
选最短食物链 按×20% 计算
能量流动的最值计算：
本营养级的同化量
能量传递效率二上一营养级的同化量 X100%
例在“藻类→ 甲虫→虾→小鱼→大鱼”食物链 中：
(1)若有藻类植物G 克，大鱼最多能增重 (1/625)G 克。
(2)若小鱼要增重N 克，最少需要甲虫 25N 克。
【注】
①能量传递率相关计算中，有时用生物量 (质量等)来代表生物所含有的能量。
②解题是注意题目中是否有“最多”“最 少”、 “至少”等特殊字眼，从而确定使 用10%或20%来解题。
归纳1:设食物链A→ B→C→ D, 分情况讨论如下：
①已知D 营养级的能量M, 至 少需要A 营养级的能量， 则按20%计算。【如M÷(20%) 】; 最多需要A 营养 级的能量，则按10%计算。【如M÷( 10%) 】。
②已知A营养级的能量N, 则D营养级获得的最多能 量，则按20%计算。【如N×(20% ) 】; 最少能量， 则按10%计算。【如N×(10% ) 】。
例2.下图食物网中的猫头鹰体重每增加
10 g,最多需要消耗植物( D )。
,兔
植物 猫头鹰
鼠
A.200 g B.250 g C.500 g D.1000 g
归纳2食物网中，能量传递效率是指某营
养级流向各食物链下一营养级的总能量占 该营养级的比例。如A 是指流向B 、C
的总能量占A 的10～20%。
(1)如果A增重100kg,①C最多增重
4 kg.②C 至少增重 0.01 kg
(2)如果C 增重1kg,①至少需消耗 A 25 kg.② 最多需消耗 10000 kg
(3)如果C从B、F中获得的能量比为3:1, 则C 增重1kg, 最少需要消耗A 175 kg.
例3.下面是某一食物链的示意图
例4.食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物中按比例 获得能量，则按照单独的食物链进行计算后再合并。
在如图食物网中，假如猫头鹰的食物有2/5来自 兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇，那么,猫头鹰若要 增加20 g体重，最少需要消耗的植物为( B )
A.80
B.900 C.800 D.600
g
g g g
生态系统的能量流动
(主要功能之一)
生态系统的成分，生态系统的营养结构
2.生态系统的成分有哪些
生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量
3.生态系统的营养结构是什么
食 物 链 和 食 物 网
4生态系统的什么是沿着食物链和食物网进行的
能量流动和物质循环
温故而知新
1.生态系统的结构包括哪两方面
一、生态系统的能量流动概念
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。
光合作用
化能合成作用
无机环境
呼吸作用
传递、转化
散
失 — 消 费者
输
入
散
失
生产者
分解者
食物链 食物网
散
-→失
个体3 储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
生态系统的能量流动是以“ 营养级”为单位
呼吸作用散失的能量
种群 能量储偏内的能量
呼吸作用能量散失量
2、能量流动分析：流经一个种群的情况
个体1 储存在体内的能量
能量输入
能量流动的概念
1、源头：几乎都是太阳能
2、输 入 ：起点：生产者固定的太阳能
相关生理过程：主要是光合作用 流入生态系统的总能量：
主要是生产者固定的太阳能的总量
3、传递：
生产者 初 级 次 级 三级，-
消费者一 √消费者 消费者
渠道：沿食物链和食物网
形式：有机物中的化学能
①
自身生长、发育和繁
殖等生命活动，储 存 ② 在植物体的有机物中
能的形式散失
呼吸作用以热
二、能量流动的过程
能量来源 (生产者 固定的太 阳能)
生产者
(第一
营养级)
③
被分解者 分解(呼 吸作用)
一来二去(三去
或四去)
②
被下一营 养级摄入
1、第一营养级
④
未利用
去向
初级消费者
摄入
初级消费者
同化
用于生长 发育和繁殖
残骸
次级消费者 摄入
1.流入初级消费者的 能量是多少
2.流入初级消费者的 能量的去路有哪些
3.摄入量、同化量和 粪便量之间的关系
4.初级消费者的粪便 中的能量属于哪个营 养级的能量
2、第 二 营 养 级
分解者利用
散失
遗体
粪便
散 失
呼吸
呼吸
能量流动的概念
1、输 入：起点：从生产者固定太阳能开始
输入数量：生产者固定的太阳能的总量
2、传递：
生产者> 初 级 入 次 级 三 级 消费者一消费者一消费者
渠道：沿食物链和食物网
热能
3、转化： 光能—生物体有机物中的化学能—
4、散失： 生产者、消费者、分解者的呼吸作用
ATP
(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( √)
一个池塘中有生产者(浮游植物)、初级消费者(植食性鱼 类)、次级消费者(肉食性鱼类)、分解者(微生物)。其中生产 者固定的全部能量为a, 流入初级消费者、次级消费者、分 解者的能量依次为b、C、d, 下列表述正确的是( B )
A.a=b+d
B.a>b+d C.a
1、源头：几乎都是太阳能
2、输 入 ：起点：生产者固定的太阳能
相关生理过程：主要是光合作用 流入生态系统的总能量：
主要是生产者固定的太阳能的总量
渠道：沿食物链和食物网
形式：有机物中的化合物
热能
4、转化：光能—生物体有机物中的化学能—{
ATP
5、散失：生产者、消费者、分解者的呼吸作用
3、传递：
呼吸作用
g
次级消费者
C (肉食性动物) d
②
k
分解者
呼吸作用
(1)能量a=b+e+i ( √ )
(2)箭头a代表生产者的同化量，方框
②代表初级消费者的摄入量× )
呼吸作用
三级消费者 (肉食性动物)
呼吸作用
初级消费者 (植食性动物)
呼吸作用
e
生产者 (植物)
①
b
a
呼吸作用 呼吸作用 呼吸作用
e
g
生产者
(植物)
①
k
分解者
呼吸作用
(3)能量a =b +C+d (× )
(4)流经该生态系统的能量能够重新再 回到这个生态系统，被重复利用(×)
初级消费者 (植食性动物)
②
次级消费者 (肉食性动物)
三级消费者 (肉食性动物)
呼吸作用
b
a
赛达伯格湖的能量流动图解
(图中的数字为能量数值，单位 是 J/(cm2·a) (焦每平方米厘米 每年)。图中的“未固定”是指 未被固定的太阳能，“未利用” 是指未被后一个营养级和分解 者利用的能量。为研究方便起
见，这里将肉食性动物作为一 个营养级) 。
122.6
三.能量流动的特点
赛达伯格湖的能量流动图解
2 .1
植食性动物
62.8
肉食性动物
12.6
未利用
327.3
分解者 14.6
生产者 464.6
图8 - 34
太阳能
未固定
呼吸
微量
29.3
96.3
62.8
12.5
12.6
18.8
7.5
293
1.由图可知，能量流动的方向是 单 向的，
只能从 上一个营养级流向下 一个营 养级，不可逆转，也不能循环流动。原因是：
(1)经过长期的自然选择，食物链中各营 养级的顺序是不可逆转的。即各营养级的 能量流动顺序是不可逆转的；(2)各营养 级通过呼吸产生的热能散失，不能被生物群 落再利用。
微 量
肉 食 性 动 物
12.6
5.0
未 利 用 327.3
12.5
生 产 者
464.6
293
96.3
分 解 者
14.6
2.1
植 食 性 动 物 62.8
18.8
呼 吸 作 用 122.6
态 能
香 定
输入 输出
传递效率
第一营养级(生产者) 464.6 62.8
13.5%
第二营养级(植食性动物) 62.8 12.6
20.1%
第三营养级(肉食性动物) 12.6
2.将各营养级的能量“输入”和“输出”填入下 表。 (“输出”指流入到下一营养级的能量)
微量
肉 食 性 动 物 12.6
7.5 5.0
29.3
未 利 用 327.3
分 解 者
14.6
2.1
植 食 性 动 物 62.8
18.8
呼 吸 作 用 122.6
12.5
62.8
293
96.3
生 产 者
464.6
奋
能
香 定
(1) . 由上数据可知，输入个营养级的能量不可 能百分之百流入下一营养级，能量在沿食物链流
动过程中是逐级递减的。
其原因是：
①各营养级的生物都会因呼吸作用而消耗掉 相当大的一部分能量
②各营养级的生物中总有一部分能量未被下 一营养级的生物所利用
③还有少部分能量随着残枝败叶或遗体等直 接传递给了分解者
(2)由计算可知，能量在相邻两个营
养级间的传递率大约是10%～20%
注：传递率=下一营养级的同化量×100% 上一营养级的同化量
【注】 ①“未利用”能量。如多年生植 物上一年自身生长发育的净积累量；未 来得及分解，被埋藏在地下形成的煤炭、 石油等能量等。
②能量传递效率是指相邻营养级之间， 而不是种群，更不是个体。
【判断】一种蜣螂专以大象粪为食，则该 种蜣螂能获取大象所同化能量的10%(×)
1. 生态金字塔包括：
2. 能量金字塔
四、生态金字塔
能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔
形状 少 警 多
营养级
高 低
每一层含义 单位时间内，食物链 中每一营养级生物所 的多少 单位时间内，每一营养级 生物的 每一营养级生物
特点 自然生态系统 为正金字塔 为正金字塔，有时 会出现倒金字塔形 为正金字塔，有时 会出现倒金字塔形
象征意义 能量在流动过程中 总是逐级递减 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 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
浮游动物与底栖动物21 g/m
浮游植物4g/m
英吉利海峡生物量金字塔
思考：生物量金字塔在什么情况下，可能是上宽下窄的金字塔形呢
图3-21 两种数量
中数量金字塔
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 在一段较长时间内没有能量(太阳能或现成的有机物) 输入。这个生态系统就会崩溃。
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
思 考3: 人类位于食物链的顶端，从能量金字塔来看，人口数 量日益增长，这会对地球上现有的生态系统造成什么影响
答案：人口数量日益增长，会要求低营养级有更多的能量流入人类 所处的营养级，也就是说，人类所需要的食物会更多，将不得不种植 或养殖更多的农畜产品，会给地球上现有的自然生态系统带来更大的
压力。
次级消费者
初级消费者
生产者 食物链
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。
间作套种 多层育苗 稻—萍—蛙
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。
能量利用率≠能量传递效率
用秸秆作饲料 粪便制作沼气
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。
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
(12+18)/12×2675=6687.5kg
Ec=Mgx1.6×104=1.07×108kJ
这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少
△E呼=△Mgx1.6×104=3.272×107kJ
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 E固=Eg+△E呼=1.3972×108kJ
呼吸作用：
3.272×107kJ,23.4%
利用：
1.3972×10 kJ,1.64%
玉米种群
储 存 ：
1. 07×10 kJ,76.6%
23.4%
这块玉米田的太阳能 利用效率是多少
η=1.3972×108/8.5×109
=1.64%
太阳能： 8.5×109kJ
散失
二 、拓展应用
1.下图是两个农业生态系统的模式图。图a 中农作物为人类提供的食物、 为家禽和家畜提供的饲料，都与图b相同。
(1)分析这两幅图，完成这两个生态系统的能量流动图解。
练习与应用
粪肥
饲料
粪便
沼渣
图b
食用菌 太阳能 农作物
沼气池
(含微生物)
沼渣沼液作肥料
秸 秆
沼气池
(含微生物)
家禽 家畜
食用菌
家离、家畜
农作物
人
菌渣等
便
二、拓展应用
1.下图是两个农业生态系统的模式图。图a 中农作物为人类提供的食物、 为家禽和家畜提供的饲料，都与图b相同。
(2)哪个生态系统的能量能够更多地被人类所利用 为什么
【答案】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。
粪肥
家禽、家畜
饲料
便
粪便
沼气池
沼渣
图b
练习与应用
沼渣沼液作肥料
秸秆
(含微生物)
农作物
食用菌
菌渣等
二、拓展应用
2.将一块方糖放入水中，方糖很快就会溶解，消失得无影无踪。溶解在 水中的方糖还能再自行变回原来的形状吗 为什么
生活在水中的硅藻，它们能利用溶解在水中的硅化物制造口己绚丽精致 的外壳，而通常情况下水体中硅化物的含量极为微少，仅有百万分之几， 这比方糖溶解后水中的含糖量低得多。硅藻依靠什么力量筑造自己的精 美小“屋”呢
通过以上事例，你对能量在生态系统中的作用是否有了进一步的认识
【答案】不能。在一个封闭的系统中，物质总是由有序 朝着无序(熵增加)的方向发展。
硅藻能利用获取的营养通过细胞呼吸释放能量，依靠能
量完成物质由无序向有序的转化，维持其生命活动。能
量的输人对于生态系统有序性的维持来说是不可缺少的。
练习与应用
一、概念检测
1.下图是一个农业生态系统模式图，关于该系统的叙述，错误
的是 ( C )
A.沼气池中的微生物是该生态系统的分解者
B.微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量
C.沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用
D.多途径利用农作物可提高该生态系统的能量利用效率
太阳
家畜
拳便 食物
人
沼气
练习与应用
沼渣 沼液
沼气池
农作物
秸秆
粪便
饲料
易
一、概念检测
2(. 然生态系统中，物质是能量的载体，下列叙述正确的是
A.能量可驱动物质循环
B.物质和能量可循环利用
C.能量只能在食物链中流动
D.能量金字塔和生物数量金字塔均可倒置
练习与应用
属于
生
初级消费者
统
→ 次级消费者
属于
三级消费者
分解者
二、非选择题
1.将以下概念之间的关系分别用概念图的形式表示出来。
生态系统、食物链、食物网、生产者、消费者、分解者、生物群落、初 级消费者、次级消费者、三级消费者、第一营养级、第二营养级、第三 营养级、第四营养级。
【提示】
第一 营养级
属于 第二营养级
属于第三营养级
练习与应用
套
第四营养级
非生物环境
生物群落
包 括
食物网
食物链
生产者
消费者
构 成
构 成
获能量最多
获能量最少
需能量最多
需能量最少
知低营养级
求高营养级
知高营养级 求低营养级
选最短食物链 按×20% 计算
能量流动的最值计算：
本营养级的同化量
能量传递效率二上一营养级的同化量 X100%
例在“藻类→ 甲虫→虾→小鱼→大鱼”食物链 中：
(1)若有藻类植物G 克，大鱼最多能增重 (1/625)G 克。
(2)若小鱼要增重N 克，最少需要甲虫 25N 克。
【注】
①能量传递率相关计算中，有时用生物量 (质量等)来代表生物所含有的能量。
②解题是注意题目中是否有“最多”“最 少”、 “至少”等特殊字眼，从而确定使 用10%或20%来解题。
归纳1:设食物链A→ B→C→ D, 分情况讨论如下：
①已知D 营养级的能量M, 至 少需要A 营养级的能量， 则按20%计算。【如M÷(20%) 】; 最多需要A 营养 级的能量，则按10%计算。【如M÷( 10%) 】。
②已知A营养级的能量N, 则D营养级获得的最多能 量，则按20%计算。【如N×(20% ) 】; 最少能量， 则按10%计算。【如N×(10% ) 】。
例2.下图食物网中的猫头鹰体重每增加
10 g,最多需要消耗植物( D )。
,兔
植物 猫头鹰
鼠
A.200 g B.250 g C.500 g D.1000 g
归纳2食物网中，能量传递效率是指某营
养级流向各食物链下一营养级的总能量占 该营养级的比例。如A 是指流向B 、C
的总能量占A 的10～20%。
(1)如果A增重100kg,①C最多增重
4 kg.②C 至少增重 0.01 kg
(2)如果C 增重1kg,①至少需消耗 A 25 kg.② 最多需消耗 10000 kg
(3)如果C从B、F中获得的能量比为3:1, 则C 增重1kg, 最少需要消耗A 175 kg.
例3.下面是某一食物链的示意图
例4.食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物中按比例 获得能量，则按照单独的食物链进行计算后再合并。
在如图食物网中，假如猫头鹰的食物有2/5来自 兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇，那么,猫头鹰若要 增加20 g体重，最少需要消耗的植物为( B )
A.80
B.900 C.800 D.600
g
g g g