3.2 生态系统的能量流动 课件(共163张PPT)人教版（2019）选择性必修二
文档属性
| 名称 | 3.2 生态系统的能量流动 课件(共163张PPT)人教版（2019）选择性必修二 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 19.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-09-13 10:40:23 | ||
图片预览
文档简介
(共163张PPT)
第三章
第2节 生态系统的能量流动
问题探讨
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。
荒岛上，哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援？
先吃鸡？
先吃玉米？
一、能量流动的概念
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。
生产者通过光合作用将光能转化成为化学能，固定在它们所制造的有机物中（其次还有化能合成作用）
1.输入
①能量来源:
太阳能
②能量流动的起点:
生产者固定太阳能
③流经生态系统的总能量:
生产者所固定的全部太阳能
④能量输入过程:
若为人工生态系统，流经生态系统的能量为生产者固定的太阳能总量和人工补充的能量
2.传递：
①能量传递的途径（渠道）：
食物链和食物网
②能量传递的形式：
有机物中的化学能
3.转化：
太阳能
光合作用
有机物中的化学能
热能
呼吸作用
4.散失：
热能
①散失的主要途径：
②散失的形式:
细胞呼吸
一、能量流动的概念
研究能量流动的基本思路
能量流经一个种群的情况可以图示如下：
能量输入
个体1
个体2
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
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。
研究能量流动的基本思路
如果将这个种群作为一个整体来研究，则左图可以概括成下图形式，从中可以看出分析能量流动的基本思路。
能量输入
种群
能量储存
能量散失
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，可能因为食物网的复杂性而影响结果的准确性。
研究能量流动的基本思路
能量输入
种群
能量储存
能量散失
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。
某营养级
如果将一个营养级的所有种群作为一个整体，那么下图将概括为何种形式呢？
二、能量流动的过程
1、能量经过第一营养级（生产者）示意图
生产者光合作用固定（同化）
自身生长发育繁殖
自身呼吸作用消耗
分解者分解
流向下一营养级
未被利用
光能
1%
99%散失
生产者的同化量怎么表示？
=照射到地面上的太阳能-反射的太阳能
=呼吸消耗的能量+流向下一营养级的能量+分解者利用的能量+未被利用的能量
思考
生产者的同化量
=呼吸消耗的能量+自身生长发育繁殖的能量
2、能量经过第二营养级（初级消费者）示意图
思考1：粪便中的能量属于初级消费者同化量么？
属于生产者的同化量
思考2：同化量与摄入量一样么？
同化量=摄入量-粪便中能量
二、能量流动的过程
初级消费者的
摄入量
粪便量
同化量
呼吸作用散失
用于生长、发育、繁殖
遗体残骸
分解者
次级消费者摄入
次级消费者的同化量
粪便量
上一营养级（生产者）的同化量
初级消费者的同化量
初级消费者流向分解者的能量
总结1
摄入量=
粪便量+
同化量
同化量=
用于生长、发育、繁殖
+
呼吸作用散失
用于生长、发育、繁殖
=
流向次级消费者的能量
流向下一营养级的能量
+
流向分解者的能量
初级消费者的同化量
=摄入量-粪便中能量
=呼吸消耗的能量+流向下一营养级的能量+分解者利用的能量+未被利用的能量
初级消费者的同化量
=呼吸消耗的能量+自身生长发育繁殖的能量
思考
第三、四营养级的同化量
=摄入量-粪便中能量
=呼吸消耗的能量+流向下一营养级的能量+分解者利用的能量+未被利用的能量
=呼吸消耗的能量+自身生长发育繁殖的能量
思考
最高营养级的同化量
=摄入量-粪便中能量
=呼吸消耗的能量+分解者利用的能量+未被利用的能量
=呼吸消耗的能量+自身生长发育繁殖的能量
思考
能量流动的过程
消费者摄入量
消费者同化量
消费者粪便量
分解者利用的能量
下一营养级摄入量
下一营养级同化量
下一营养级粪便量
用于生长发育繁殖的能量
自身呼吸作用散失
粪便中的能量是属于上一营养级的能量。
过程
能量来源
呼吸作用散失
太阳能
生产者
能量去路
每个营养级
总能量
固定的太阳能总量
各级消费者
上一个营养级
生产者：
各级消费者：
同化量=摄入量-粪便量
流入下一营养级
被分解者利用
未被利用
归纳总结
用于自身生长、发育和繁殖的部分
太阳能
同化
呼吸
生长
残骸
排遗物
残骸
排遗物
残骸
呼吸
呼吸
摄入
生长
同化
摄入
生长
同化
分解者
第一营养级
第二营养级
第三营养级
将不同营养级的能量流动情况整理到一个生态系统中。
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
归纳概括能量流动过程：
箭头的大小、菱形方块的大小表示：
箭头方向表示：
能量的流动方向
能量的多少
3.流经第三营养级的总能量是指三级消费者摄入到体内的能量( )
常考基础诊断
CHANG KAO JI CHU ZHEN DUAN
×
×
×
1.生态系统的能量流动就是指能量的输入和散失过程( )
2.流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能( )
5.除最高营养级外，某一营养级的总能量由四个部分组成：自身呼吸消耗的能量、流向下一个营养级的能量、被分解者利用的能量和未被利用的能量( )
常考基础诊断
CHANG KAO JI CHU ZHEN DUAN
√
√
4.生产者通过光合作用合成有机物时，能量就从无机环境输入到了生物群落( )
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，因为能量流动是单向的。
思考·讨论
《生态学的营养动态概说》对能量流动做了定量分析，提出“十分之一定律”
赛达伯格湖
深1米，面积为14480平方米，湖岸线长500米 。
湖底深度一致、性质均一，没有大的波浪。
三、能量流动的特点
林德曼 R.L.Lindeman
美国生态学家 1915-1942
三、能量流动的特点
塞达伯格湖能量流动图解
图中数字为数值，单位是J/（cm2 a）。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，也未被后一营养级和分解者利用的能量。
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)。
营养级 流入能量 流出能量 （输入下一营养级） 出入比
（传递效率）
生产者
植食性动物
肉食性动物
464.6
62.8
13.5%
62.8
12.6
20.1%
12.6
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。
能量传递效率 =
下一营养级同化量
上一营养级同化量
×100%
1、能量能否从植食性动物流向生产者？
思考
不能，生态系统各营养级间取食和被食的关系是不可逆的。
2、呼吸作用释放的能量还能循环利用吗？
不能，各营养级通过呼吸作用散失的热能不能再被生物利用。
3、流入某一营养级的能量，为什么不能百分之百的流向下一营养级？
③一部分未被捕食，未能进入下一营养级
流入某一营养级的能量除了流入下一营养级的之外，还有以下去向：
①一部分通过该营养级的呼吸作用散失
②一部分作为排出物、遗体或残枝败叶被分解者利用
思考
单向流动
②通过呼吸作用散失的热能不能再次被利用。
①食物链中的捕食关系不能逆转
能量流动的特点
逐级递减
原因
总有一部分能量经自身呼吸消耗、被分解者分解、未被下一个营养级利用。
（能量传递效率为10%～20%）
原因
三、能量流动的特点
思考
为什么生态系统中能量流动一般不超过5个营养级？
能量是单向流动，逐级递减的在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多。
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。
(1)生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外
的能量( )
(2)相邻两个营养级的能量传递效率不会小于10%，
也不会大于20%( )
(3)多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多( )
(4)由于热能不能重新利用，所以不遵循能量守恒
定律（ ）
√
×
√
常考基础诊断
CHANG KAO JI CHU ZHEN DUAN
×
例题：
√
怎样从能量流动的角度解释“一山不容二虎”？
想一想
能量流动是逐级递减的，营养级越高，得到的能量越少。
老虎处于最高营养级，要养活一只老虎，需要大量的生产者，需要很大的捕食范围。
与能量传递效率有关的计算
能量传递效率针对的是相邻两个营养级之间的同化量之比，且能量传递效率不能提高。
例题：一只狼捕捉了一只兔子，则这只狼最多能获得兔子20%的能量（ ）
×
=
某一营养级同化量
上一营养级同化量
能量传递效率
×100%
1
4
1、已知低营养级同化量，求高营养级同化量：
在食物链“草→兔→鹰”中，假如现有草100kg，则：
①最多可使鹰增重____kg。
②最少可使鹰增重____kg。
能量传递效率按 来算。
能量传递效率按 来算。
20%
10%
在食物链“草→兔→鹰”中，要使鹰增加2kg体重，则：
200
50
2、已知高营养级同化量，求低营养级同化量：
①最多要消耗草______kg。
②最少要消耗草_____kg。
能量传递效率按 来算。
能量传递效率按 来算。
10%
20%
3、多条食物链,已知低营养级同化量，求高营养级
获得能量最多：选最 食物链；按 计算
获得能量最少：选最 食物链；按 计算
短
长
10%
20%
如果A有10000 kg，
C最多增加_____kg，
最少增加___kg。
400
1
若人的体重增加1 kg，
最少需消耗水藻______kg，
最多消耗水藻_________kg。
25
100 000
4、多条食物链,已知高营养级同化量，求低营养级
需最少能量：选最 食物链；按 计算
需最多能量：选最 食物链；按 计算
短
长
10%
20%
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
A.80 g B.900 g
C.800 g D.600 g
√
5、在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物获得能量，且各途径所获得的生物量比例确定，则需按照各单独的食物链进行计算后合并。
6.在如图所示的食物网，如将A流向B和C的比例由B∶C＝1:1调整为1:2，能量传递效率按10%计算，C获得的能量是原来的_______倍。1.27设现有A能量为150，当A流向B和C的能量为1:1时，C获得的能量为：75×10%×10%+75×10%=8.25当A流向B和C的能量为1:2时，C获得的能量为：50×10%×10%+100×10%=10.5所以，C获得的能量是原来的10.5/8.25=1.27倍7.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设当食物比例A：B=1：1时，C的能量为x则需要的A为1/2x÷10%+1/2x÷10%÷10%=55x设当食物比例A：B为2：1时，C的能量为y则需要的A为由于两种情况下，生产者的数量是一定的，所以55x=40y，则y=1.375x2/3y÷10%+1/3y÷10%÷10%=40y第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
四、生态金字塔
1、能量金字塔
将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为相应面积（或体积）的图形，并将图形按照营养级顺序排列，可形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔。
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
直观的反映出生态系统各营养级间能量的关系
通常都是上窄下宽的正金字塔形。
意义：
特点：
能量在流动中总是逐级递减的。
成因：
四、生态金字塔
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？
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。
四、生态金字塔
2、生物量金字塔
用表示能量金字塔中的方法表示各营养级的生物量（每个营养级所容纳的有机物的总干重），即为生物量金字塔。
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
四、生态金字塔
直观的反映生态系统各营养级所容纳的有机物的总干重的关系。
大多也是上窄下宽的正金字塔形。
意义：
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。
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
四、生态金字塔
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？
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。
3、数量金字塔
用表示能量金字塔的方法表示各营养级的生物个体的数目比值关系，即为数量金字塔。
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
营养级
第二营养级
第一营养级
个体数量
昆虫
树
四、生态金字塔
意义：
特点：
原因：
直观的反映生态系统各营养级的生物个体的数目比值关系。
可以是上窄下宽的正金字塔形，也可以是上宽下窄的倒金字塔形。
如果消费者的个体小而生产者的个体大，则会呈现倒金字塔形。
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
营养级
第二营养级
第一营养级
个体数量
昆虫
树
四、生态金字塔
能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔
特点
每一层含义
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
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
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
三种生态金字塔的比较
类型项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔
形状
特点 正金字塔 一般为正金字塔，有时会出现倒金字塔 一般为正金字塔
象征意义 能量沿食物链流动过程中是逐级递减的 一般地，生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减 生物量沿食物链中随营养级升高而逐级递减
每一级含义 每一营养级生物所含能量的多少 每一营养级生物个体数目的多少 每一营养级生物有机物总量的多少
特殊形状 无 海洋生态系统中，生产者浮游植物个体小、寿命短，又会不断被浮游动物吃掉，因而某一时间浮游植物的生物量可能要低于其捕食者浮游动物。
多
高
少
低
能
量
营
养
级
多
高
少
低
数
目
营
养
级
多
高
少
低
生
物
量
营
养
级
鸟
树
昆虫
三种生态金字塔的比较
食物链（网）的构建
A、B、C、D为四种动物，各种群同化的能量如图所示，则该生物之间构成的食物链（网）是：
生产者
如果将纵坐标换为生物量、有机物含量、生物的数量，一般情况下，该食物链是怎样的？
不变
A、B、C、D为四种动物，各种群有毒物质含量如图所示，该食物链是怎样的？
→D
生产者
B
C
A
有毒物质含量
有毒物质会随着食物链、食物网逐级递增（生物富集），营养级越高，有毒物质越多。
五、研究能量流动的意义
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。
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。
秸秆饲料
沼气池
沼渣
（≠能量的传递效率）
实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。
五、研究能量流动的意义
实现能量多级利用，从而大大提高能量的利用率
饲料
稻谷
人类
秸杆
粪
一级利用
牛
太阳能
二级利用
焚烧
水稻
食用菌
二级利用
菌渣
猪、羊
三级利用
沼气池
粪
三级利用
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。
合理确定草场的载畜量
稻田除草、除虫
五、研究能量流动的意义
应用生态金字塔原理分析，提出使该地生态系统中能量得到最大利用的改进建议。
前期准备
①明确该次调查活动的目的要求
②选择要调查的生态系统，确定边界
③确定小组分组名单，做好分工。
④拟定具体的调查计划。
⑤准备好调查工具∶
⑥实地调查∶需要准备当地动植物分类图鉴（铁锹、水桶等工具）文献调查、访谈调查∶记录本、手机（拍照、记录）和相关书籍资料
调查当地生态系统的能量流动情况
某小组同学准备对当地稻田生态系统进行调查，他们设计的调查问题如下：
前期准备
①该稻田除水稻外，还有哪些生产者 农民用什么方法控制这些生产者的数量
②初级消费者有哪些 他们对水稻有利还是有害 对这些初级消费者农民分别采取了哪些措施
③次级消费者有哪些 他们与水稻是什么关系
④农民对水稻秸秆是如何处理的
⑤农民利用什么方法提高水稻的光能利用率
调查当地生态系统的能量流动情况
资料1：拍摄的稻田生态系统中部分生物的照片。
资料2：当地农民对害虫、杂草、秸秆的处理措施
青蛙
水稗草
陌上菜
跳蛛
田螺
鸭舌草
稻螟虫
对水稻秸秆的处理：部分喂牛、部分焚烧 水稻的根在田中沤肥。对杂草与害虫使用除草剂与杀虫剂处理。
调查结果
调查当地生态系统的能量流动情况
调查结果分析
①通过查阅调查的图片资料，分析该生态系统的组成成分有哪些？
稻田生态系统的组成成分∶
非生物的物质与能量∶阳光、空气、水分、热、土壤、无机盐等
生产者∶水稻、鸭舌草、稗草等12种杂草、浮游植物
消费者∶以水稻叶为食的昆虫∶稍娱虫、稻飞虱、黑尾叶蝉等
捕食害虫的动物∶蜘蛛（包括圆蛛、跳蛛、小黑妹）、青蛙等
以浮游植物为食的动物∶ 浮游动物、底栖动物（田螺、摇蚊）
分解者∶土壤中微生物、水中底栖动物∶田螺、摇蚊、蚯蚓等动物
调查当地生态系统的能量流动情况
②绘制该生态系统的部分能量流动图，思考稻田生态系统中生产者的主体是什么？其他生产者、初级消费者、次级消费者分别有哪些？它们与农作物是什么关系？有害还是有益？
太阳能
水稻
稻飞虱
稻螟虫
青蛙
跳蛛
鸭舌草
水稗草
调查结果分析
调查当地生态系统的能量流动情况
调查结果分析
③将害虫与益虫进行归类，简化表示该生态系统能量流动关系
调查当地生态系统的能量流动情况
④结合以上分析，提出提高稻田产量，使稻田能量最大限度流入人类的新措施。
提高水稻光合效率、减少杂草的竞争、减少害虫取食造成能量流失
是否有将害虫与杂草中能量通过二次转化，被人类利用的方法呢？
调查结果分析
调查当地生态系统的能量流动情况
思维训练：分析和处理数据
1926年，一位生态学家研究一块玉米田的能量流动情况，得到如下数据：
①这块田共收割玉米约10000株，质量为6000kg。通过对玉米植株的化学成分进行分析，计算出其中共含碳2675kg。
②据他估算，这些玉米在整个生长过程中通过细胞呼吸消耗的葡萄糖共2045kg。
③1kg葡萄储存1.6×104kJ能量
④在整个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能总量为8.5×109kJ。
请根据以上数据计算：
1)这些玉米的含碳量折算合成葡萄糖是多少？这些葡萄糖储存的能量是多少？
葡萄糖为：(12+18)/12×2675=6687.5kg
储存的能量为：6687.5×1.6×104=1.07×108kJ
2)这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？
这些玉米呼吸作用消耗的能量是：2045×1.6×104kJ=3.272×107kJ
3)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？
这些玉米固定的太阳能总量是：1.07×108+3.272×107=1.3972×108kJ
呼吸消耗能量占固定太阳能的比例为：3.272×107/1.3972×108=23.4%
4)这块玉米田的太阳能利用效率是多少？
利用效率=1.3972×108/8.5×109=1.64%
思维训练：分析和处理数据
5)根据计算结果，画出能量流经该玉米种群的图解，图解中应标明各环节能量利用和散失的比例。
玉米种群
太阳能：
8.5×109kJ
散失
利用:1.3972×108kJ，1.64%
呼吸作用
3.272×107kJ，23.4%
储存
1.07×108kJ，76.6%
思维训练：分析和处理数据
能量流动过程中相关“最值”计算
在食物链(网)中，若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%。
题型（1）——写食物链和食物网
乙→丙→甲
丙→甲→乙→丁
1.在绿色植物→鼠→猫头鹰这条食物链中，绿色植物25Kg，猫头鹰最多增重 Kg，至少增重 Kg
2.如果一个人的食物有1/2来自绿色植物， 1/4来自小型肉食动物， 1/4来自羊肉，假如能量传递效率为10%，那么该人每增加1kg体重，约消耗植物多少？
3.某生态系统食物网如图所示，若猫头鹰体重每增加1 kg，至少消耗A约( )
4.若E生物种群含有总能量5.8×109KJ，B种群含有总能量是1.6×108 KJ，从理论上A生物种群获得的
总能量最多是
5.食物配比改变的习题
若将（草食）动物性与植物性食物的比例由1︰1调整为1:4，地球可供养的人口数t是原来的 倍（能量传递效率按10％计算，结果精确到小数点后两位数字）
题型（2）——计算
食物配比改变的变式题
1.假设某农场将生产玉米的1/3作为饲料养鸡, 2/3供人食用,生产出的鸡供人食用。现调整为 2/3的玉米养鸡,1/3供人食用,生产出的鸡仍供人食用。理论上,该农场供养的人数将会 （增多、不变、减少），理由是 。
2.如图：
(1)若草固定的总能量为6．8×109kJ，食草昆虫和鼠同化的总能量是l.3×108kJ，则人最多能获得能量 kJ。
（2）若蛇取食鼠的比例由1／4调整到3／4，从理论上分析，改变取食比例后蛇体重增加lkg，人能比原来多增重 kg。(能量传递效率按10％计算)
减少
改变用途的1/3玉米被鸡食用后，在鸡这一环节散失了一部分能量，导致人获得的总能量减少
2.46×108 4.5
1.富营养化水体出现水华现象，可以说明能量流动的特点。
2.沼渣、沼液作为肥料还田，使能量重新流向生产者。
3.生态农业中多途径利用农作物可提高系统的能量传递效率。
4.由于呼吸作用的消耗，消费者的同化量远小于摄入量。
5.从生态系统的能量角度分析，植物同化的能量大部分用于生长发育繁殖。
6.果蚁从落叶中同化的能量可通过排泄物传递给真菌。
7.“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米”构成食物链。
8.生产者体内储存的有机物中的能量是流经生态系统的总能量。
思维判断
矿质元素中没有能量
生产者不能利用沼渣、沼液等有机物中的能量
多途径利用农作物，实现了能量的多级利用，提高的是能量的利用率或提高能量的转化效率
同化量包括呼吸消耗量，同化量小于摄入量，是因为摄入量=同化量 + 粪便中的能量
大部分用于呼吸消耗
排泄物中的能量不属于同化量
缺少生产者
储存的能量只指用于自身生长、发育和繁殖的能量，是有机物的积累量，等于生产者固定的能量 — 呼吸消耗的能量
3.某生态系统食物网如图所示，若猫头鹰体重每增加1 kg，至少消耗A约( )
4.若E生物种群含有总能量5.8×109KJ，B种群含有总能量是1.6×108 KJ，从理论上A生物种群获得的总能量最多是
5.食物配比改变的习题
若将（草食）动物性与植物性食物的比例由1︰1调整为1:4，地球可供养的人口数t是原来的 倍（能量传递效率按10％计算，结果精确到小数点后两位数字）
题型（2）——计算
2.如图：
(1)若草固定的总能量为6．8×109kJ，食草昆虫和鼠同化的总能量是l.3×108kJ，则人最多能获得能量 kJ。
（2）若蛇取食鼠的比例由1／4调整到3／4，从理论上分析，改变取食比例后蛇体重增加lkg，人能比原来多增重 kg。(能量传递效率按10％计算)
食物配比改变的变式题
1.假设某农场将生产玉米的1/3作为饲料养鸡, 2/3供人食用,生产出的鸡供人食用。现调整为 2/3的玉米养鸡,1/3供人食用,生产出的鸡仍供人食用。理论上,该农场供养的人数将会 （增多、不变、减少），理由是 。
减少 改变用途的1/3玉米被鸡食用后，在鸡这一环节散失了一部分能量，导致人获得的总能量减少
2.46×108 4.5
例3.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。
80
草
草食鱼类
杂食海鱼
1/2
1/4
小型肉食鱼类
1/4
2kg
1kg
0.5kg
0.5kg
按传递效率20％计算
5kg
2.5kg
12.5kg
62.5kg
2.5kg
12.5kg
80kg
5、若E生物种群含有总能量5.8×109KJ，B种群含有总能量是1.6×108 KJ，从理论上A生物种群获得的总能量最多是
6.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设当食物比例A：B为1：1时，C的能量为x则需要的A为1/2x÷10%+1/2x÷10%÷10%=55x设当食物比例A：B为2：1时，C的能量为y则需要的A为由于两种情况下，生产者的数量是一定的，所以55x=40y，则y=1.375x．2/3y÷10%+1/3y÷10%÷10%=40yA
变式1：右图是一个食物网，假如鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇，那么鹰若要增加20 g体重，至少需要消耗植物( )
A．900 g B．500 g C．200 g D．600 g
变式2：如图所示的食物网中，鸟的食物为互花米草和植食性昆虫，由原来的2∶1调整为1∶1，若保证养活同样多的鸟所需的互花米草数量与原来的数量之比为(能量传递效率按20%计算)( )
A．9∶7 B．8∶5 C．11∶3 D．3∶8
[解析] 由题意知图示共有食物链为互花米草→植食性昆虫→鸟，互花米草→鸟；设鸟从上一营养级获得同化量为a，则原来互花米草的数量为：2/(3a)÷20%＋1/(3a)÷20%÷20%＝35%/(3a)；改变食物比例后，则所需互花米草的数量为：1/(2a)÷20%＋1/(2a)÷20%÷20%＝30/(2a)。则保证养活同样多的鸟所需的互花米草数量与原来的数量之比为30/(2a)÷35/(3a)＝9∶7。
A
【典例】如图所示的食物网中，若人的体重增加1 kg，最少消耗水藻________kg，最多消耗水藻________kg。若小鱼的食物30%来自虾，70%来自水藻，则小鱼增重0.1kg最少消耗水藻________kg，最多消耗水藻________kg。
[解析] 能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%～20%。求最少消耗水藻时，选最短的食物链，如水藻→小鱼→人，传递效率按20%计算.求最多消耗水藻时，选最长的食物链，如水藻→水蚤→虾→小鱼→大鱼→人，传递效率按10%计算。
25
100 000
4.1
30.7
2020年山东省高考模拟 改编
19．放牧是草地生态系统重要的管理方式之一。下列说法正确的是（ ）
A．放养的家畜数量可根据牧草的种群密度确定
B．越长的放牧间隔越有利于牧草的可持续增长
C．家畜粪便中的能量可以流向植物,从而实现了对能量的多级利用
D．放牧强度较大时可采取施肥、灌溉、控制有害动物等措施，提高牛、羊的环境容纳量
E.家畜只采食一种牧草会减弱该牧草的竞争力
f．禁止放牧一定能增加草地物种多样性
放养家畜过少、放牧间隔过长，就不能充分利用牧草所提供的能量；
放养家畜过多，会造成草场退化，畜产品产量下降。必修三P96
捕食者存在有利于生物进化，有利于增加物种多样性。必修二P123
1、在绿色植物→鼠→猫头鹰这条食物链中，绿色植物25Kg，猫头鹰最多增重 Kg，至少增重 Kg。
1
0.25
3、如图所示食物网中，若人的体重增加1kg，最少消耗水藻 kg；最多消耗水藻 kg。
25
100000
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来自小型肉食鱼类，该鱼至少需要植物多少 kg？
80 kg
4、若E生物种群含有总能量5.8×109KJ，B种群含有总能量是1.6×108 KJ，从理论上A生物种群获得的总能量最多是
知识拓展提升（二）——计算题型
3.下图为某生态系统中能量传递示意图，以下叙述不正确的是（ ）
A. 能量流动是从甲固定的太阳能开始的，流入该生态系统的总能量为1250kJ
B. 从乙到丙的能量传递效率为15%
C. 将乙和丙的粪便作为有机肥还田，可提高能量传递效率
D. 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
C
注：能量传递效率≠能量利用率
能量利用率
C
生态系统的能量流动
过程
热能形式
太阳能-化学能-热能
生产者固定的能量
食物链、食物网
特点：单向流动、逐级递减
传递效率：约为10%~20%
输入
传递
途径
转化
散失
生态金字塔及实践意义
课堂小结
一、概念检测
1.生态系统中所有生物的生命活动都需要能量，而不同营养级的生物获取能量的途径是有差别的。据此判断下列表述是否正确。
（1）太阳能只有通过生产者才能输入到生态系统中。（ ）
（2）生态系统中初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少。（ ）
（3）能量沿食物链流动是单向的。（ ）
2.流经神农架国家级自然保护区的总能量是（ ）
A.该保护区中生产者体内的能量
B. 照射到该保护区中的全部太阳能
C.该保护区中生产者所固定的太阳能
D.该保护区中所有生产者、消费者、分解者体内的能量
√
×
√
C
课后练习
3.在一定时间内，某生态系统中全部生产者固定的能量值为a，全部消费者所获得的能量值为b，全部分解者所获得的能量值为c，则a、b、c之间的关系是（ ）
A.a=b+c B.a>b+c C. a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。
B
课后练习
（2）哪个生态系统的能量能够更多地被人类所利用 为什么
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。
课后练习
选______的食物链
选最小传递效率_____
生产者
最少消耗
选最大传递效率_____
消费者
最大消耗
获得最多
获得最少
选______的食物链
最短
最长
20%
10%
能量在食物链中传递的“最值计算” ：
1、由最高营养级推导生产者（消耗量）
需最多能量：选最长食物链；按÷10%计算 (食物链前级是后级10倍）
需最少能量：选最短食物链；按÷20%计算 (食物链前级是后级5倍）
演练1.右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．100kg B．44.5kg
C．25kg D．15kg
C
浮游植物
浮游动物
小鱼
大鱼
1000kg
10%
10%
10%
20%
20%
25kg
1kg
例1：大鱼体重增加1kg，最多(至少）需要浮游植物多少千克
例2.如果A消耗10000 kg，
C最多增重_____千克，最少增重___千克
400
1
2、由生产者推导最高营养级（获得量）
获得能量最多：选最短食物链；按×20%计算
获得能量最少：选最长食物链；按×10%计算
10000
2000
400
1000
100
10
1
演练2．根据图示的食物网，若黄雀的全部同化量来自两种动物，蝉和
螳螂各占一半，则当绿色植物增加G千克时，黄雀增加体重最多
是( )
A．G/75千克 B．3G/125千克
C．6G/125千克 D．G/550千克
根据生态系统能量流动的最高传递效率20%，设黄雀增加
体重X千克，则根据题意可列出计算式：
X/2÷20%÷20%＋X/2÷20%÷20%÷20%＝G
A
X＝G/75千克
例3.在右图的食物网中，如果C从B、F中获得的能量比为3∶1，C增重1kg，则最少需要消耗A多少kg？
3、在能量分配比例已知时，按比例分别计算，最后相加
沿食物链A→D→E→F→C逆推：1/4kg X 5 X 5 X 5 X 5＝625/4kg
消耗A最少，按最高传递效率20%计算（前级是后级5倍）：
75/4kg+625/4 kg=175kg
沿食物链A→B→C逆推：3/4kg X 5 X 5＝75/4kg
例4、由于“赤潮”，一条4kg的杂食海鱼死亡，假如此杂食性鱼的食物有1/2来自植物，1/4来自草食性鱼类，1/4来自以草食性鱼类为食的肉食性鱼类。能量传递效率按20%计算，该杂食性鱼从出生到死亡，共需海洋植物（ ）
A. 28kg B. 280kg C. 16kg D. 160kg
D
植物
草食性鱼类
肉食性鱼类
杂食海鱼4kg
1/2
1
1/4
5
1/4
25
1
5
25
125
2
10
共需海洋植物10+25+125=160kg
演练：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，假如传递效率10%，那么该人每增加1千克体重，约消耗植物
A．10千克 B．28千克
C．100千克 D．280千克
D
演练3.如图食物网中，猫头鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇，则猫头鹰的体重若增加20 g，至少需要消耗植物的重量为( )A．600 g B．900 gC．1 600 g D．5 600 g 已知高营养级求至少需要低营养级的能量时，需按照最大传递效率进行计算，即20×2/5÷20%÷20%＋20×2/5÷20%÷20%＋20×1/5÷20%÷20%÷20%＝900(g)B1．有一食物网如图所示。如果能量传递效率为10%，各条食物链传递到庚的能量相等，则庚同化1 kJ的能量，丙最少需同化的能量为( )A．550 kJ B．500 kJC．400 kJ D．100 kJ设丙的能量为x，经丙→丁→己→庚传递到庚的能量为0.5 kJ，则需要丙0.5÷(10%)3＝500(kJ)，经丙→戊→庚传递到庚的能量为0.5 kJ，则需要丙0.5÷(10%)2＝50(kJ)，即丙最少含500＋50＝550(kJ)的能量。A2.如图所示为某生态系统中的食物网示意图，若E同化的总能量为5.8×109kJ，B同化的总能量为1.6×108kJ，则理论上A同化的能量最多为( )A．4.2×107kJ B．2.0×108kJC．1.0×108kJ D．2.3×108kJE为第一营养级，B、C、D均为第二营养级，三者获得的来自E的总能量最多为5.8×109×20%＝11.6×108(kJ)，再减去B同化的总能量1.6×108kJ，C、D同化的能量为1.0×109kJ，A既可捕食C，又可捕食D，其同化的能量最多为1.0×109×20%＝2.0×108(kJ)。B3.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( )A．1.375倍 B．1.875倍C．1.273倍D．0.575倍由于生产者没有改变，所以流向该生态系统的总能量没有变化，设C原来的能量为a，则需要A提供的能量为1/2a÷10%÷10%＋1/2a÷10%＝55a；改变食物比例后的C的能量设为b，则需要A提供的能量为2/3b÷10%＋1/3b÷10%÷10%＝40b。根据题意可知：55a＝40b，即b/a＝1.375。A4.下图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图（图中数字为能量 数值，单位是J.m-2.a-1）。下列叙述正确的是( )
A.该食物网中最高营养级为第六营养级
B.该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25%
C.太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1357J.m-2.a-1
D.该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统
B
6、右图中的①、 ② 、③分别表示同一生态系统中不同营养级间能量传递的多少，它们之间的关系应该是（ ）
A ①< ② < ③ B ① > ② > ③
C ① = ② = ③ D ① = ②+③
生产者
初级消费者
次级消费者
三级消费者
①
②
③
B
5、大象是植食性动物，有一种蜣螂则专门以象粪为食，设大象在某段时间所同化的能量为107kJ，则这部分能量中流入蜣螂体内的约为
A、0kJ B、106 kJ
C、2×106kJ D、106－2×106kJ
A
象粪中包含生产者同化的能量，大象同化的能量没有流入蜣螂。
拓展题P60
太阳能
农作物
家禽、家畜
人
太阳能
农作物
家禽、家畜
沼气池
食用菌
人
完成能量流动图解
图a
图b
哪个生态系统的能量能够更多地被人类所利用？为什么？
图a
图b
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利用，提高了能量的利用率。
图b
巩固练习
3.下图为甲、乙两生态系统中的食物网。
请回答问题: (3)甲、乙两食物网的营养级最多均有 级,导致这一现象出现的原因是 。
四
能量在各个营养级之间的传递效率只有大约10%~20%(生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了,传递到下一营养级的能量较少)
附1：营养级数量：一般不超过5个营养级？
附2：生态系统中食物链的营养级数量一般不会太多，原因是？
例2 下图为生态系统中能量流动图解的部分示意图，①②③④各代表一定的能量值，下列叙述错误 的是( @34@ )。
A.生态系统中能量流动具有单向性主要是因为食物链中生物之间的捕食关系不可逆转
B.一般情况下，能量在相邻两个营养级之间的传递效率是
C.①表示流经此生态系统的总能量
D.从能量关系看，②＞③
C
[解析] 食物链中的捕食关系是经长期自然选择形成的，该关系不可逆转，因此生态系统中能量流动具有单向性，A正确；一般情况下，能量在相邻两个营养级之间的传递效率是 ，B正确；流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，即流入生产者的总能量，其在图中并未体现，C错误；除最高营养级外，一个营养级的能量都可以包括三部分，流向下一营养级、流向分解者、自身呼吸作用消耗，因此从能量关系看，②＞③+④，D正确。
对点练2.某同学绘制了下图所示的能量流动图解（其中 为生产者固定的太阳能），下列叙述不正确 的是( @36@ )。
A.生产者固定的总能量可表示为
B.由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为
C.流入初级消费者的能量为
D.图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减
C
[解析] 生产者固定的总能量可表示为 ， 表示呼吸作用消耗的能量， 表示未被利用的能量， 表示流向分解者的能量，而 ，是流入下一营养级的能量，A正确；由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为 ，B正确；流入初级消费者的能量为 ， 不正确；图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减，D正确。
方法技巧
1.拼图法分析能量流向
输入第一营养级的能量
2.生态系统中能量流动的计算
（1）计算某一生物所获得的最多（最少）的能量规律（设食物链为
已知 问题 求解思路
营养级能量增加 至少需要 营养级提供 多少能量（设为 ）
最多需要 营养级提供 多少能量（设为 ）
营养级能量增加 营养级最多增加 多少能量（设为 ）
营养级至少增加 多少能量（设为 ）
（2）涉及多条食物链的能量流动计算时，若根据要求只能选择食物网中的一条食物链，计算某一生物获得的最多（或最少）能量。其规律如下：
[2022·漳州月考] 下图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程示意图，数字表示部分环节涉及的能量值[单位：
（1） 图中生产者用于生长、发育和繁殖的能量是___________ ，能量逐级递减的原因是_____________________________________________________________。
生物同化的能量大部分被自身呼吸作用消耗，一部分被分解者利用
[解析] 先不考虑能量单位，小型肉食性动物从植食性动物中获得的能量 ，可得小型肉食性动物从植食性动物中获得的能量 ，植食性动物从生产者中获得的能量 ，可得植食性动物从生产者中获得的能量 ，生产者的同化量 ，生产者的同化量等于呼吸消耗的能量和用于自身生长、发育和繁殖的能量之和，因此其用于自身生长、发育和繁殖的能量是 ，又由于单位为 ，所以其用于自身生长、发育和繁殖的能量为 。生态系统中能量逐级递减的原因是生物同化的能量大部分被自身呼吸作用消耗，一部分被分解者利用，因而流向下一营养级的能量减少。
（2） 该生态系统中从第一营养级到第二营养级的能量传递效率为_______。
[解析] 该生态系统中第一营养级的同化量为 ，第二营养级从第一营养级获得的能量是 ，据此可知,第一营养级传递到第二营养级的能量传递效率为 。
（3） 图中植食性动物、小型肉食性动物和大型肉食性动物随营养级的升高，需要的有机物输入越来越多，原因是______________________________________________________________。
能量流动是逐级递减的，各营养级都需要维持较高的有机物输出量
[解析] 由于生态系统中能量流动表现为逐级递减的特点，因此为了维持各营养级较高的有机物输出量，需要增加有机物的输入量，因此，图中植食性动物、小型肉食性动物和大型肉食性动物随营养级的升高，需要的有机物输入越来越多。
（4） 不考虑有机物输入的情况下，第三营养级获得的能量每增加 ，需要生产者提供______ 的能量。
[解析] 由以上分析可知，第三营养级从第二营养级获得的能量值为 ，则第二营养级传递到第三营养级的能量传递效率为 。据此，第三营养级获得的能量每增加 ，需要生产者提供的能量为 。
整合训练
某陆地生态系统中，除分解者外，仅有甲、乙、丙、丁4个种群，分别处于4个不同的营养级。一年内输入各种群的能量数值如下表所示，表中能量数值的单位相同。
种群 甲 乙 丙 丁
能量 3.56 22.80 0.48 226.50
（1）请画出该生态系统中的食物链。
甲
乙
丙
丁
（2）从第一营养级到第二营养级的能量传递效率是多少？
22.80
226.50
=
第一营养级同化量
第二营养级同化量
10.07%
整合训练
某陆地生态系统中，除分解者外，仅有甲、乙、丙、丁4个种群，分别处于4个不同的营养级。一年内输入各种群的能量数值如下表所示，表中能量数值的单位相同。
种群 甲 乙 丙 丁
能量 3.56 22.80 0.48 226.50
（1）请画出该生态系统中的食物链。
甲
乙
丙
丁
（3）在该生态系统能量流动的过程中，发生了能量的
_______、_______、_______、_______过程。
输入
传递
转化
散失
整合训练
某陆地生态系统中，除分解者外，仅有甲、乙、丙、丁4个种群，分别处于4个不同的营养级。一年内输入各种群的能量数值如下表所示，表中能量数值的单位相同。
种群 甲 乙 丙 丁
能量 3.56 22.80 0.48 226.50
（1）请画出该生态系统中的食物链。
甲
乙
丙
丁
（4）流经该生态系统的总能量为________（填数字）。
226.5
整合训练
某陆地生态系统中，除分解者外，仅有甲、乙、丙、丁4个种群，分别处于4个不同的营养级。一年内输入各种群的能量数值如下表所示，表中能量数值的单位相同。
种群 甲 乙 丙 丁
能量 3.56 22.80 0.48 226.50
（1）请画出该生态系统中的食物链。
甲
乙
丙
丁
（5）一段时间内，乙的同化量的去路包括:
________________________________________________。
呼吸作用散失量+甲的同化量+分解者利用量+未利用的量
整合训练
某陆地生态系统中，除分解者外，仅有甲、乙、丙、丁4个种群，分别处于4个不同的营养级。一年内输入各种群的能量数值如下表所示，表中能量数值的单位相同。
种群 甲 乙 丙 丁
能量 3.56 22.80 0.48 226.50
（1）请画出该生态系统中的食物链。
甲
乙
丙
丁
（6）某种蜣螂以乙的粪便为食，则这种蜣螂能量的来源是___。
丁
1、如图表示甲乙两个特定生态系统的能量金字塔，有关解释正确的是（ ）
A.一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多
B.能量沿着食物链单向流动，传递效率随营养级的升高而逐级递减
C.若甲和乙中的玉米的数量相同，能量传递效率为10%,且甲能养活10000人，则乙能养活500人。
D.若土壤中含相同浓度的DDT,则甲中的人比乙中的人体内DDT浓度低。
D
2.下列表示生态系统中处于第二营养级的生物，其能量流动的过程图解，有关叙述正确的是( )
A.图中粪便量属于生产者经光合作用所固定的太阳能
B.呼吸作用以热量形式散失的能量占同化量的比例较小
C.流入下一个营养级的能量占摄入量的10%～20%
D.从图示可知，能量在营养级之间不具有单向流动的特点
A
3.如图是锡林郭勒大草原生态系统能量流动过程图解，据图分析不正确的是( )
C.④中的能量只有③中能量的10%～20%
D.该生态系统所需能量最终来自A通过光合作用储存在糖类等有机物中的化学能
A.初级消费者自身生命活动所消耗散失的能量是图中的⑤
B.三级消费者排出的粪便中仍含有部分能量，这一部分能量被分解者所利用的过程应属于图示中的⑩
B
4.下图为生态系统中能量流动图解部分示意图，①②③④⑤各代表一定的能量值。下列各项中不正确的是（ ）
A
a.第三营养级流向第四营养级的能量传递效率为[(③+④)／②]×100%
b.图中④包含了次级消费者粪便中的能量
c.在人工饲养的高密度鱼塘中⑤肯定大于①
d.在食物链中各营养级获得能量的方式及能量的用途完全相同
A．abcd B．abc C．ad D．bc
5.下图表示某生态系统的能量金字塔图，P为生产者，Q1为初级消费者，Q2为次级消费者。对图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析，其中分析不正确的是（注：图中a、a1、a2表示上一年留下来的能量，e、e1、e2表示呼吸消耗量）（ ）
C．b和d之一，可代表生产者传递给分解者的能量
D．c1表示初级消费者所含能量中被次级消费者所同化的部分
B
A．b+c+d+e为本年度流入该生态系统的总能量
B．初级消费者产生的粪便中所含的能量包含在c中
6.下图是生态系统能量流动的图解，对此图解的理解不正确的是( )
A．图中方框的大小可表示该营养级生物所具有的能量多少
B．该图中C所具有的能量为B的10%～20%
C．该图中的A表示流经该生态系统的总能量
D．图中所示四个营养级能量的关系为A≥B＋C＋D
D
7.如图所示为某湖泊生态系统能量流动的定量分析图解，图中A、B、C代表三个营养级，数字均为实际测得的能量数值，单位为J/(cm2·a)。已知该生态系统受到的太阳辐射总能量为118872 J/(cm2·a)，但其中118761 J/(cm2·a)的能量未被利用。下列叙述不正确的是( )
A.A固定的总的太阳能是111 J/(cm2·a)
B.从第一营养级到第二营养级的传递效率是18.4%
C.在B同化的总能量中，细胞呼吸消耗的能量约占16.7%
D.相邻营养级之间的能量传递效率一般是10%～20%
B
8.在人为干预下，地震毁损的某自然保护区恢复过程中的能量流动关系如下图［单位为103 kJ/(m2·a)］。请据图分析，下列说法错误的是( )
A.在这场地震中营养级较高的生物受到的影响较大
B.能量在第二营养级到第三营养级之间传递效率为15.6%
C.肉食动物需补偿输入的能量值为5×103 kJ/(m2·a)
D.流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能
D
问题探讨
先
后
方案1
一部分
一部分
方案2
假设15kg玉米含有500KJ能量，一只鸡还有200KJ能量，假设第二种吃法中一半玉米用来喂鸡。分别算一下两种吃法中人最终能获得的能量最多是多少？
玉米
鸡
人
500KJ
200KJ
×20%
100KJ
×20%
40KJ
玉米
鸡
人
500KJ
250KJ×20%
50KJ
250KJ×20%
50KJ
×20%
10KJ
2、下图为某生态系统中能量传递示意图，以下叙述不正确的是（ ）
A. 能量流动是从甲固定的太阳能开始的，流入该生态系统的总能量为1250kJ
B. 从乙到丙的能量传递效率为15%
C. 将乙和丙的粪便作为有机肥还田，可提高能量传递效率
D. 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
注：能量传递效率≠能量利用率
能量利用率
C
【拓展】
能量利用率=
生产者能量
流入最高营养级的能量
×100%
规律: 食物链越短，能量利用率越高。
3、在分析生态系统的能量流动时经常涉及“总能量”、 “摄入量”、“输入量(输入到某一营养级的能量)”、“同化量”、“粪便量”、“能量传递效率”等说法,则下列说法中正确的是
( )
A.太阳辐射到某一生态系统中的能量即为输入生态系统的总能量
B.生产者积累的有机物中的能量为输入生态系统的总能量
C.某一营养级生物的摄入量减去粪便量,为该营养级生物同化量
D.相邻两营养级生物中高营养级与低营养级生物的摄入量之比表示能量传递效率
C
检测
4、下列有关生态系统中能量流动的叙述，正确的是( )
A．兔子吃了1 kg的草，则这1 kg草中的能量就流入了兔子体内
B．一只狼捕食了一只兔子，则这只兔子中约有10%-20%的能量流入狼的体内
C．生产者通过光合作用合成有机物，能量就从无机环境流入生物群落
D．生态系统的能量是伴随着物质循环而被循环利用的
C
注意:
能量传递效率是指在相邻两个营养级之间的传递效率,而不是两个个体或两个种群之间。
能量传递效率＝下一营养级同化量/上一营养级同化量×100%，一般约为10%-20%。
5、如图为某农场的年能量流动示意图单位：103 kJ/(m2·y)，A、B、C、D共同构成生物群落。从第二营养级到第三营养级的能量传递效率是_______
据图分析，第二营养级(B)同化的能量为(16＋2)×103 kJ/(m2·y)，传递到第三营养级(C)的能量为3×103 kJ/(m2·y)，所以其能量传递效率为3×103/18×103×100%＝16.67%.
16.67%
6、下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103kJ/m2 *y）。下列说法错误的是( )
A. 图中A代表的生理过程是呼吸作用
B. 碳从动物流向分解者的形式为有机物
C. 能量从该生态系统的第二营养级到第三营养级传递的效率为15.6%
D. 该生态系统中生产者固定的总能量9.6×104kJ/m2y
D
x
y
y+5=5.1+2.1+0.25+0.05
x+2=0.5+2.5+4+9
y=2.5
x=14
=70+23+3+14=110x103
=y/(x+2)x100％
=2.5/16x100％
1.在食物链中分析：设食物链A→B→C→D，分情况讨论(如下表)：
①能量传递效率未知时：
现实 问题 思路求解
D营养级净增重M 至少需要A营养级的量Y
最多需要A营养级的量Y
A营养级净增重N D营养级最多增重的量Y
D营养级至少增重的量Y
Y(20%)3＝M
Y(10%)3＝M
N(20%)3＝Y
N(10%)3＝Y
②已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算。例如，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若A的能量为M，则D获得的能量为____________________。
【方法技巧】
能量流动中的最值计算
M×a%×b% ×c%
2.在食物网中
正推：知低营养级求高营养级 获能量最多 选最短食物链，按×20%计算
获能量最少 选最长食物链，按×10%计算
逆推：知高营养级求低营养级 需能量最多 选最长食物链，按÷10%计算
需能量最少 选最短食物链，按÷20%计算
能量流动中的最值计算
（一）、由最高营养级推导生产者（消耗量）
需最多能量：选最长食物链；按÷10%计算 (食物链前级是后级10倍）
需最少能量：选最短食物链；按÷20%计算 (食物链前级是后级5倍）
浮游植物
浮游动物
小鱼
大鱼
1000kg
10%
10%
10%
20%
20%
25kg
1kg
7、大鱼体重增加1kg，最多(至少）需要浮游植物多少千克
规律总结：
①食物链越短，能量利用效率越高，最高营养级获得的能量越多。
②生物间的取食关系越简单，生态系统的能量流动过程中消耗的能量越少。
8、如图表示某生态系统食物网的图解，若一种生物摄食两种前一营养级的生物，且它们被摄食的生物量相等，则猫头鹰体重增加1 kg，至少需要消耗A( )
A．100 kg
B．312.5 kg
C．25 kg
D．15 kg
A
能量流动中的最值计算
规律总结：
在一条食物链中，共有n个营养级，则第n营养级生物每增加1 kg体重:
①“至少”需要消耗的生产者的量按20%计算：
②“最多”需要消耗的生产者的量按10%计算:
=5n-1
=10n-1
9、如图为某生态系统中的食物网简图，若E种群中的总能量为5.8×109kJ，B种群的总能量为1.6×108kJ，从理论上分析，A种群获得的总能量最多是（ ）
A 2.0×108kJ
B．2.32×108kJ
C．4.2×108kJ
D．2.26×108kJ
A
能量流动中的最值计算
A
E
B
C
D
E为第一营养级，B、C、D均为第二营养级，
三者获得的来自E的总能量最多为5.8×109×20%＝11.6×108(kJ)
再减去B同化的总能量1.6×108 kJ
C、D同化的能量为1.0×109 kJ
A既可捕食C，又可捕食D
其同化的能量最多为1.0×109×20%＝2.0×108(kJ)。
不是以个体或种群为单位，而是以营养级为单位。
拓展1：调查结果显示,E种群同化的总能量为m kJ/(m2·a),B种群同化的总能量为n kJ/(m2·a),从理论上分析,A种群同化的能量最多有_______________kJ/(m2·a)来自E种群,这是因为能量流动具有 的特点。
拓展2：调研小组发现,A种群密度在调查的第3年显著上升,出现这种结果的决定性因素是A种群的 _______________________。
1/25m-1/5n
逐级递减
出生率大于死亡率
二.能量流动中的最值计算
能量流动中的最值计算
规律总结：
在一条食物链中，共有n个营养级，则第n营养级生物每增加1 kg体重:
①“至少”需要消耗的生产者的量按20%计算：
②“最多”需要消耗的生产者的量按10%计算:
=5n-1
=10n-1
10、在“浮游植物→浮游动物→鱼”这条食物链中，如果鱼要增加100kg体重，那至少需要浮游植物的重量为：_______；最多需要浮游植物的重量为：_______
2500kg
10000kg
11、如果A消耗10000 kg，C最多增重_____千克，最少增重___千克。
400
1
（二）、由生产者推导最高营养级（获得量）
获得能量最多：选最短食物链；按×20%计算
获得能量最少：选最长食物链；按×10%计算
10000
2000
400
1000
100
10
1
规律总结：
在一条食物链中，若生产者能量为100%，
第n营养级获得的能量最多为(20%)n-1，最少为(10%)n-1
12、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。
80
草
草食鱼类
杂食海鱼
1/2
1/4
小型肉食鱼类
1/4
2kg
1kg
0.5kg
0.5kg
按传递效率20％计算
5kg
2.5kg
12.5kg
62.5kg
2.5kg
12.5kg
80kg
13、如图所示的食物网中，若人的体重增加1 kg，最少消耗水藻_______kg，最多消耗水藻________________kg。若小鱼的食物30%来自虾，70%来自水藻，则小鱼增重0.1kg最少消耗水藻________kg，最多消耗水藻________kg。
能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%-20%。求最少消耗水藻时，选最短的食物链，如水藻→小鱼→人，传递效率按20%计算.求最多消耗水藻时，选最长的食物链，如水藻→水蚤→虾→小鱼→大鱼→人，传递效率按10%计算。
25
100 000
4.1
30.7
（三）、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。
二.能量流动中的最值计算
14、在右图的食物网中，如果C从B、F中获得的能量比为3∶1，C增重1kg，则最少需要消耗A多少kg？
消耗A最少，按最高传递效率20%计算（前级是后级5倍）
沿食物链A→B→C逆推：3/4kg X 5 X 5＝75/4kg
沿食物链A→D→E→F→C逆推：1/4kg X 5 X 5 X 5 X 5＝625/4kg
75/4kg+625/4 kg=175kg
A．G/75千克 B．3G/125千克
C．6G/125千克 D．G/550千克
根据生态系统能量流动的最高传递效率20%，设黄雀增加体重X千克，
则根据题意可列出计算式：
X/2÷20%÷20%＋X/2÷20%÷20%÷20%＝G
A
X＝G/75千克
15、根据图示的食物网，若黄雀的全部同化量来自两种动物，蝉和螳螂各占一半，则当绿色植物增加G千克时，黄雀增加体重最多的是( )
16、由于“赤潮”，一条4kg的杂食海鱼死亡，假如此杂食性鱼的食物有1/2来自植物，1/4来自草食性鱼类，1/4来自以草食性鱼类为食的肉食性鱼类。能量传递效率按20%计算，该杂食性鱼从出生到死亡，共需海洋植物（ ）
A. 28kg B. 280kg C. 16kg D. 160kg
D
植物
草食性鱼类
肉食性鱼类
杂食海鱼4kg
1/2
1
1/4
5
1/4
25
1
5
25
125
2
10
共需海洋植物10+25+125=160kg
拓展：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，假如传递效率10%，那么该人每增加1千克体重，约消耗植物（ ）
A．10千克 B．28千克
C．100千克 D．280千克
D
17、如图食物网中，猫头鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇，则猫头鹰的体重若增加20 g，至少需要消耗植物的重量为( )A．600 g B．900 gC．1 600 g D．5 600 g已知高营养级求至少需要低营养级的能量时，需按照最大传递效率进行计算，即20×2/5÷20%÷20%＋20×2/5÷20%÷20%＋20×1/5÷20%÷20%÷20%＝900(g)B18、有一食物网如图所示。如果能量传递效率为10%，各条食物链传递到庚的能量相等，则庚同化1 kJ的能量，丙最少需同化的能量为( )
A．550 kJ
B．500 kJ
C．400 kJ
D．100 kJ
A
能量流动中的最值计算
甲
乙
丙
丁
己
戊
庚
设丙的能量为x，经丙→丁→己→庚传递到庚的能量为0.5 kJ，
则需要丙0.5÷(10%)3＝500(kJ)，
经丙→戊→庚传递到庚的能量为0.5 kJ，
则需要丙0.5÷(10%)2＝50(kJ)，
即丙最少含500＋50＝550(kJ)的能量。
19、某生态系统中存在如图所示的食物网，如将丙的食物比例由甲：乙=1：1调整为2：1，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载丙的数量是原来的（ ）
A、1.875倍 B、1.375倍
C、1.273倍 D、0.575倍
B
甲
乙
丙
二.能量流动中的最值计算
设当食物比例A：B为1：1时，C的能量为x
则需要的A为1/2x÷10%+1/2x÷10%÷10%=55x
设当食物比例A：B为2：1时，C的能量为y
则需要的A为
2/3y÷10%+1/3y÷10%÷10%=40y
由于两种情况下，生产者的数量是一定的，
所以55x=40y，
则y=1.375x．
丙的数量发生变化的理由是？
根据能量流动的逐级递减的特点,食物链越长,消耗的能量越多,甲的能量流向长的食物链的比例减少,则丙获取能量增多,丙的数量增多
20、若营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一种生物甲、乙、丙，它们构成的食物关系如图。其中，甲能量中比例为x的部分直接提供给丙，要使丙能量增加A kJ，至少需要消耗甲的能量________________kJ(用含所给字母的表达式表示)。
25A/(1＋4x)
甲 x 1/5 + 甲 (1-x) 1/5 1/5 =A
整理：(5x + 1-x ) 甲/25 = A
二.能量流动中的最值计算
甲
乙
丙
21、若a表示海鸟食物中甲壳类食物所占的比例，若要使海鸟的体重增加x，至少需要生产者的量为y，那么x与y的关系式可表示为：___________________。
y＝625x－600ax
二.能量流动中的最值计算
若a表示海鸟食物中甲壳类食物所占的比例，若要使海鸟的体重增加X，至少需要生产者的量为y，那么X与Y的关系是为：y=ax÷20%÷20%+（1-a)x÷20%÷20%÷20%÷20%=625x-600ax
22、如图所示的食物网中，鸟的食物为互花米草和植食性昆虫，由原来的2∶1调整为1∶1，若保证养活同样多的鸟所需的互花米草数量与原来的数量之比为(能量传递效率按20%计算)( )
A．9∶7 B．8∶5
C．11∶3 D．3∶8
A
由题意知图示共有食物链为互花米草→植食性昆虫→鸟，互花米草→鸟。
设鸟从上一营养级获得同化量为a，则原来互花米草的数量为：2/(3a)÷20%＋1/(3a)÷20%÷20%＝35%/(3a)。
改变食物比例后，则所需互花米草的数量为：
1/(2a)÷20%＋1/(2a)÷20%÷20%＝30/(2a)。
则保证养活同样多的鸟所需的互花米草数量与原来的数量之比为30/(2a)÷35/(3a)＝9∶7。
(四）、巧用“拼图法”分析能量流动过程
分析：
W1为生产者固定的太阳能，被分为两部分：一部分在生产者的呼吸作用中以热能散失（ A1 ） ，一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖（=B1＋C1＋D1）。
W1＝A1＋B1＋C1＋D1；其中B1 为未被利用的能量（现存在植物体）， C1 为流向分解者的能量，D1为初级消费者同化的能量
呼吸散失热能
流向分解者的能量
未被利用
初级消费者同化的能量
23、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
C.流入初级消费者体内的能量可表示为(A2＋B2＋C2)
D.图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减
C
二.能量流动中的最值计算
流入初级消费者的能量为D1＝(A2＋B2＋C2＋D2)
呼吸散失
未被利用
流向分解者的能量
初级消费者同化的能量
24、如图甲为某湖泊生态系统的能量金字塔简图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、IV分别代表不同的营养级，m1、m2代表不同的能量形式．图乙表示能量流经该生态系统第二营养级的变化示意图，其中a-g表示能量值．下列有关叙述正确的是（ ）
A.图甲中m1是流入该生态系统的总能量，m2表示各营养级散失的热能
B.图乙中的c表示第二营养级流入分解者的能量
C.第二营养级流向分解者的能量包括遗体残骸和它粪便中的能量 D.图乙中的b=d+e+g+f
A
摄入量
同化量
用于生长、发育、繁殖
呼吸消耗能量
分解者分解的能量
下一个营养级的能量
25、如图表示植物光合作用积累的有机物被植食动物利 用的过程.下列有关叙述正确的是( )
A. 植物的呼吸消耗量包含在⑤中
B. 植食动物粪便中的能量包含在③中
C. ④用于植食动物生长、发育和繁殖
D. ⑤⑥⑦⑧之和为植物有机物积累量
⑦
④⑤⑥⑦⑧
C
植物呼吸消耗量
植物光合作用制造有机物量
(植物的 同化量)
26、如图为生态系统中能量流动图解部分示意图（字母表示能量的多少），下列选项中正确的是（ ）
A. 图中b＝h＋c＋d＋e＋f＋i
B. 生产者与初级消费者之间的能量传递效率为(b/a )X100%
C.“草→兔→狼”这一关系中，狼粪便的能量属于d
D. d中的能量去向是用于生长、发育、繁殖和被分解者利用
E. 缩短食物链可以提高能量传递效率
F. 一只狼捕食了一只兔子，则这只兔子中有10%-20%的能量流入狼的体内
c
b＝h＋c＝h＋f＋d
c/aX100% 或(b-h)/aX100%
初级消费者
同化量
分解者利用
呼吸作用
用于生长
发育和繁殖
粪便
(未同化)
27、科学家对生活在某生态系统的一个蜘蛛种群的能量进行定量分析，得出了能量流经这种肉食动物的有关数据如下图所示(能量以种群的质量表示)，下列叙述正确的是（ ）
①被蜘蛛吃下未被蜘蛛同化的能量属于上一营养级同化量中的一部分
②在食物链中，蜘蛛至少位于第三营养级
③图中X代表用于蜘蛛生长、发育和繁殖的能量
④根据图中的数据不能算出猎物种群和蜘蛛间的能量传递效率
A ①②③④ B ①②④ C ①②③ D ①③④
A
28、（2015福建卷.4）下图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图（图中数字为能量数值，单位是J.m-2.a-1）。下列叙述正确的是( )
A.该食物网中最高营养级为第六营养级
B.该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25%
C.太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1357J.m-2.a-1
D.该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统
B
高考题
29、（2020·浙江卷）下列关于营养级的叙述，正确的是（ ）
A. 营养级的位置越高，归属于这个营养级的能量通常越多
B. 自然生态系统中的所有绿色植物都属于生产者营养级
C. 营养级是指处于食物链同一环节上同种生物的总和
D. 食物链中的各营养级之间能量传递效率是相同的
B
高考题
分析和处理数据
1926年，一位生态学家研究了一块玉米田的能量流动情况，得到如下数据。
1.这块田共收割玉米约10 000株，质量为6000kg。通过对玉米植株的化学成分进行分析，计算出其中共含碳2675kg。
2.据他估算，这些玉米在整个生长过程中通过细胞呼吸消耗的葡萄糖共2045kg。
3.1kg葡萄糖储存1.6×104kJ能量。
4.在整个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能为8.5×109kJ.
请根据以上数据计算：
1、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？
思维训练
=
2675×180(C6H12O6)÷72(C6)
6687.5kg
EG=MGx1.6×104＝1.07×108kJ
2、这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？
△E呼=△MGx1.6×104
＝2045x1.6×104
＝3.272×107kJ
分析和处理数据
1926年，一位生态学家研究了一块玉米田的能量流动情况，得到如下数据。
1.这块田共收割玉米约10 000株，质量为6000kg。通过对玉米植株的化学成分进行分析，计算出其中共含碳2675kg。
2.据他估算，这些玉米在整个生长过程中通过细胞呼吸消耗的葡萄糖共2045kg。
3.1kg葡萄糖储存1.6×104kJ能量。
4.在整个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能为8.5×109kJ.
请根据以上数据计算：
思维训练
3、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
＝1.07×108kJ+
3.272×107kJ
3.272×107÷1.3972×108=23.4%
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%
＝1.3972×108kJ
分析和处理数据
处理数据
根据计算结果，画出能量流经该玉米种群的图解，图解中应标明各环节能量利用和散失的比例
思维训练
1.能量流动指生态系统中能量的输入 、传递 、转化 和 散失。
2.生态系统能量的源头是太阳能；起点是生产者固定太阳能；流入生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量；能量的输入方式主要是通过光合作用、化能合成作用，但是如鱼塘生态系统还可以通过外界有机物的输入。
3.能量传递指的是能量在生物群落内以含碳有机物的形式传递。传递途径是食物链和食物网。
4.能量转化指的是光能、化学能和热能的转化。散失主要通过呼吸作用以热能的形式散失。
5.某一营养级的摄入量=同化量 + 粪便量 。注意某生物的粪便量 不属于 该营养级的同化量，而属于上一 营养级的同化量。某一营养级流向分解者的能量包括该营养级 遗体中的能量和下一营养级的粪便量。
6.描述某一营养级同化的能量的去路？（不算未利用2条、3条、4条）
基础知识背诵
(5)沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用 ( )
(4)一只狼捕食了一只兔子，则该狼就获得了这只兔子能量的
10%～20% ( )
(3)一种蜣螂专以象粪为食，则该种蜣螂最多能获取大象所同化能量的
20% ( )
(1)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能 ( )
(2)若人与自然和谐统一，生产者固定的能量便可反复利用 ( )
被生产者固定的
不可
能量流动是针对营养级之间的，而不是个体
上一营养级的同化量
分解者
被提高利用率
(6)拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向，提高生态系统的
能量传递效率 ( )
利用率
对点练习
动植物种类少，稳定性较低，但也存在负反馈调节。
A．图中用于桑树生长、发育和繁殖的能量是a
B．图中未利用的能量是指蚕粪便中的能量
C．第一、二营养级间的能量传递效率用(e＋f＋g＋h)/a表示
D．桑基鱼塘具有较强的稳定性，不存在负反馈调节
（7）下图为桑基鱼塘农业生态系统的能量流动图解，图中字母代表能量，相关说法正确的是 ( )
总光合作用 =
净光合作用+呼吸作用
呼吸作用
c
= 桑树同化的能量—（呼吸消耗的能量 + 流向蚕的能量 + 被分解者利用的能量）
蚕的同化量
C
蚕同化的能量为e＋f＋g＋h
人工生态系统
（桑树的同化量)
未利用
用于生长、发育和繁殖
第三章
第2节 生态系统的能量流动
问题探讨
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。
荒岛上，哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援？
先吃鸡？
先吃玉米？
一、能量流动的概念
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。
生产者通过光合作用将光能转化成为化学能，固定在它们所制造的有机物中（其次还有化能合成作用）
1.输入
①能量来源:
太阳能
②能量流动的起点:
生产者固定太阳能
③流经生态系统的总能量:
生产者所固定的全部太阳能
④能量输入过程:
若为人工生态系统，流经生态系统的能量为生产者固定的太阳能总量和人工补充的能量
2.传递：
①能量传递的途径（渠道）：
食物链和食物网
②能量传递的形式：
有机物中的化学能
3.转化：
太阳能
光合作用
有机物中的化学能
热能
呼吸作用
4.散失：
热能
①散失的主要途径：
②散失的形式:
细胞呼吸
一、能量流动的概念
研究能量流动的基本思路
能量流经一个种群的情况可以图示如下：
能量输入
个体1
个体2
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
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。
研究能量流动的基本思路
如果将这个种群作为一个整体来研究，则左图可以概括成下图形式，从中可以看出分析能量流动的基本思路。
能量输入
种群
能量储存
能量散失
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，可能因为食物网的复杂性而影响结果的准确性。
研究能量流动的基本思路
能量输入
种群
能量储存
能量散失
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。
某营养级
如果将一个营养级的所有种群作为一个整体，那么下图将概括为何种形式呢？
二、能量流动的过程
1、能量经过第一营养级（生产者）示意图
生产者光合作用固定（同化）
自身生长发育繁殖
自身呼吸作用消耗
分解者分解
流向下一营养级
未被利用
光能
1%
99%散失
生产者的同化量怎么表示？
=照射到地面上的太阳能-反射的太阳能
=呼吸消耗的能量+流向下一营养级的能量+分解者利用的能量+未被利用的能量
思考
生产者的同化量
=呼吸消耗的能量+自身生长发育繁殖的能量
2、能量经过第二营养级（初级消费者）示意图
思考1：粪便中的能量属于初级消费者同化量么？
属于生产者的同化量
思考2：同化量与摄入量一样么？
同化量=摄入量-粪便中能量
二、能量流动的过程
初级消费者的
摄入量
粪便量
同化量
呼吸作用散失
用于生长、发育、繁殖
遗体残骸
分解者
次级消费者摄入
次级消费者的同化量
粪便量
上一营养级（生产者）的同化量
初级消费者的同化量
初级消费者流向分解者的能量
总结1
摄入量=
粪便量+
同化量
同化量=
用于生长、发育、繁殖
+
呼吸作用散失
用于生长、发育、繁殖
=
流向次级消费者的能量
流向下一营养级的能量
+
流向分解者的能量
初级消费者的同化量
=摄入量-粪便中能量
=呼吸消耗的能量+流向下一营养级的能量+分解者利用的能量+未被利用的能量
初级消费者的同化量
=呼吸消耗的能量+自身生长发育繁殖的能量
思考
第三、四营养级的同化量
=摄入量-粪便中能量
=呼吸消耗的能量+流向下一营养级的能量+分解者利用的能量+未被利用的能量
=呼吸消耗的能量+自身生长发育繁殖的能量
思考
最高营养级的同化量
=摄入量-粪便中能量
=呼吸消耗的能量+分解者利用的能量+未被利用的能量
=呼吸消耗的能量+自身生长发育繁殖的能量
思考
能量流动的过程
消费者摄入量
消费者同化量
消费者粪便量
分解者利用的能量
下一营养级摄入量
下一营养级同化量
下一营养级粪便量
用于生长发育繁殖的能量
自身呼吸作用散失
粪便中的能量是属于上一营养级的能量。
过程
能量来源
呼吸作用散失
太阳能
生产者
能量去路
每个营养级
总能量
固定的太阳能总量
各级消费者
上一个营养级
生产者：
各级消费者：
同化量=摄入量-粪便量
流入下一营养级
被分解者利用
未被利用
归纳总结
用于自身生长、发育和繁殖的部分
太阳能
同化
呼吸
生长
残骸
排遗物
残骸
排遗物
残骸
呼吸
呼吸
摄入
生长
同化
摄入
生长
同化
分解者
第一营养级
第二营养级
第三营养级
将不同营养级的能量流动情况整理到一个生态系统中。
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
归纳概括能量流动过程：
箭头的大小、菱形方块的大小表示：
箭头方向表示：
能量的流动方向
能量的多少
3.流经第三营养级的总能量是指三级消费者摄入到体内的能量( )
常考基础诊断
CHANG KAO JI CHU ZHEN DUAN
×
×
×
1.生态系统的能量流动就是指能量的输入和散失过程( )
2.流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能( )
5.除最高营养级外，某一营养级的总能量由四个部分组成：自身呼吸消耗的能量、流向下一个营养级的能量、被分解者利用的能量和未被利用的能量( )
常考基础诊断
CHANG KAO JI CHU ZHEN DUAN
√
√
4.生产者通过光合作用合成有机物时，能量就从无机环境输入到了生物群落( )
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，因为能量流动是单向的。
思考·讨论
《生态学的营养动态概说》对能量流动做了定量分析，提出“十分之一定律”
赛达伯格湖
深1米，面积为14480平方米，湖岸线长500米 。
湖底深度一致、性质均一，没有大的波浪。
三、能量流动的特点
林德曼 R.L.Lindeman
美国生态学家 1915-1942
三、能量流动的特点
塞达伯格湖能量流动图解
图中数字为数值，单位是J/（cm2 a）。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，也未被后一营养级和分解者利用的能量。
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)。
营养级 流入能量 流出能量 （输入下一营养级） 出入比
（传递效率）
生产者
植食性动物
肉食性动物
464.6
62.8
13.5%
62.8
12.6
20.1%
12.6
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。
能量传递效率 =
下一营养级同化量
上一营养级同化量
×100%
1、能量能否从植食性动物流向生产者？
思考
不能，生态系统各营养级间取食和被食的关系是不可逆的。
2、呼吸作用释放的能量还能循环利用吗？
不能，各营养级通过呼吸作用散失的热能不能再被生物利用。
3、流入某一营养级的能量，为什么不能百分之百的流向下一营养级？
③一部分未被捕食，未能进入下一营养级
流入某一营养级的能量除了流入下一营养级的之外，还有以下去向：
①一部分通过该营养级的呼吸作用散失
②一部分作为排出物、遗体或残枝败叶被分解者利用
思考
单向流动
②通过呼吸作用散失的热能不能再次被利用。
①食物链中的捕食关系不能逆转
能量流动的特点
逐级递减
原因
总有一部分能量经自身呼吸消耗、被分解者分解、未被下一个营养级利用。
（能量传递效率为10%～20%）
原因
三、能量流动的特点
思考
为什么生态系统中能量流动一般不超过5个营养级？
能量是单向流动，逐级递减的在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多。
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。
(1)生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外
的能量( )
(2)相邻两个营养级的能量传递效率不会小于10%，
也不会大于20%( )
(3)多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多( )
(4)由于热能不能重新利用，所以不遵循能量守恒
定律（ ）
√
×
√
常考基础诊断
CHANG KAO JI CHU ZHEN DUAN
×
例题：
√
怎样从能量流动的角度解释“一山不容二虎”？
想一想
能量流动是逐级递减的，营养级越高，得到的能量越少。
老虎处于最高营养级，要养活一只老虎，需要大量的生产者，需要很大的捕食范围。
与能量传递效率有关的计算
能量传递效率针对的是相邻两个营养级之间的同化量之比，且能量传递效率不能提高。
例题：一只狼捕捉了一只兔子，则这只狼最多能获得兔子20%的能量（ ）
×
=
某一营养级同化量
上一营养级同化量
能量传递效率
×100%
1
4
1、已知低营养级同化量，求高营养级同化量：
在食物链“草→兔→鹰”中，假如现有草100kg，则：
①最多可使鹰增重____kg。
②最少可使鹰增重____kg。
能量传递效率按 来算。
能量传递效率按 来算。
20%
10%
在食物链“草→兔→鹰”中，要使鹰增加2kg体重，则：
200
50
2、已知高营养级同化量，求低营养级同化量：
①最多要消耗草______kg。
②最少要消耗草_____kg。
能量传递效率按 来算。
能量传递效率按 来算。
10%
20%
3、多条食物链,已知低营养级同化量，求高营养级
获得能量最多：选最 食物链；按 计算
获得能量最少：选最 食物链；按 计算
短
长
10%
20%
如果A有10000 kg，
C最多增加_____kg，
最少增加___kg。
400
1
若人的体重增加1 kg，
最少需消耗水藻______kg，
最多消耗水藻_________kg。
25
100 000
4、多条食物链,已知高营养级同化量，求低营养级
需最少能量：选最 食物链；按 计算
需最多能量：选最 食物链；按 计算
短
长
10%
20%
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
A.80 g B.900 g
C.800 g D.600 g
√
5、在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物获得能量，且各途径所获得的生物量比例确定，则需按照各单独的食物链进行计算后合并。
6.在如图所示的食物网，如将A流向B和C的比例由B∶C＝1:1调整为1:2，能量传递效率按10%计算，C获得的能量是原来的_______倍。1.27设现有A能量为150，当A流向B和C的能量为1:1时，C获得的能量为：75×10%×10%+75×10%=8.25当A流向B和C的能量为1:2时，C获得的能量为：50×10%×10%+100×10%=10.5所以，C获得的能量是原来的10.5/8.25=1.27倍7.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设当食物比例A：B=1：1时，C的能量为x则需要的A为1/2x÷10%+1/2x÷10%÷10%=55x设当食物比例A：B为2：1时，C的能量为y则需要的A为由于两种情况下，生产者的数量是一定的，所以55x=40y，则y=1.375x2/3y÷10%+1/3y÷10%÷10%=40y第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
四、生态金字塔
1、能量金字塔
将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为相应面积（或体积）的图形，并将图形按照营养级顺序排列，可形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔。
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
直观的反映出生态系统各营养级间能量的关系
通常都是上窄下宽的正金字塔形。
意义：
特点：
能量在流动中总是逐级递减的。
成因：
四、生态金字塔
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？
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。
四、生态金字塔
2、生物量金字塔
用表示能量金字塔中的方法表示各营养级的生物量（每个营养级所容纳的有机物的总干重），即为生物量金字塔。
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
四、生态金字塔
直观的反映生态系统各营养级所容纳的有机物的总干重的关系。
大多也是上窄下宽的正金字塔形。
意义：
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。
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
四、生态金字塔
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？
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。
3、数量金字塔
用表示能量金字塔的方法表示各营养级的生物个体的数目比值关系，即为数量金字塔。
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
营养级
第二营养级
第一营养级
个体数量
昆虫
树
四、生态金字塔
意义：
特点：
原因：
直观的反映生态系统各营养级的生物个体的数目比值关系。
可以是上窄下宽的正金字塔形，也可以是上宽下窄的倒金字塔形。
如果消费者的个体小而生产者的个体大，则会呈现倒金字塔形。
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
营养级
第二营养级
第一营养级
个体数量
昆虫
树
四、生态金字塔
能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔
特点
每一层含义
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
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
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
三种生态金字塔的比较
类型项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔
形状
特点 正金字塔 一般为正金字塔，有时会出现倒金字塔 一般为正金字塔
象征意义 能量沿食物链流动过程中是逐级递减的 一般地，生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减 生物量沿食物链中随营养级升高而逐级递减
每一级含义 每一营养级生物所含能量的多少 每一营养级生物个体数目的多少 每一营养级生物有机物总量的多少
特殊形状 无 海洋生态系统中，生产者浮游植物个体小、寿命短，又会不断被浮游动物吃掉，因而某一时间浮游植物的生物量可能要低于其捕食者浮游动物。
多
高
少
低
能
量
营
养
级
多
高
少
低
数
目
营
养
级
多
高
少
低
生
物
量
营
养
级
鸟
树
昆虫
三种生态金字塔的比较
食物链（网）的构建
A、B、C、D为四种动物，各种群同化的能量如图所示，则该生物之间构成的食物链（网）是：
生产者
如果将纵坐标换为生物量、有机物含量、生物的数量，一般情况下，该食物链是怎样的？
不变
A、B、C、D为四种动物，各种群有毒物质含量如图所示，该食物链是怎样的？
→D
生产者
B
C
A
有毒物质含量
有毒物质会随着食物链、食物网逐级递增（生物富集），营养级越高，有毒物质越多。
五、研究能量流动的意义
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。
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。
秸秆饲料
沼气池
沼渣
（≠能量的传递效率）
实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。
五、研究能量流动的意义
实现能量多级利用，从而大大提高能量的利用率
饲料
稻谷
人类
秸杆
粪
一级利用
牛
太阳能
二级利用
焚烧
水稻
食用菌
二级利用
菌渣
猪、羊
三级利用
沼气池
粪
三级利用
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。
合理确定草场的载畜量
稻田除草、除虫
五、研究能量流动的意义
应用生态金字塔原理分析，提出使该地生态系统中能量得到最大利用的改进建议。
前期准备
①明确该次调查活动的目的要求
②选择要调查的生态系统，确定边界
③确定小组分组名单，做好分工。
④拟定具体的调查计划。
⑤准备好调查工具∶
⑥实地调查∶需要准备当地动植物分类图鉴（铁锹、水桶等工具）文献调查、访谈调查∶记录本、手机（拍照、记录）和相关书籍资料
调查当地生态系统的能量流动情况
某小组同学准备对当地稻田生态系统进行调查，他们设计的调查问题如下：
前期准备
①该稻田除水稻外，还有哪些生产者 农民用什么方法控制这些生产者的数量
②初级消费者有哪些 他们对水稻有利还是有害 对这些初级消费者农民分别采取了哪些措施
③次级消费者有哪些 他们与水稻是什么关系
④农民对水稻秸秆是如何处理的
⑤农民利用什么方法提高水稻的光能利用率
调查当地生态系统的能量流动情况
资料1：拍摄的稻田生态系统中部分生物的照片。
资料2：当地农民对害虫、杂草、秸秆的处理措施
青蛙
水稗草
陌上菜
跳蛛
田螺
鸭舌草
稻螟虫
对水稻秸秆的处理：部分喂牛、部分焚烧 水稻的根在田中沤肥。对杂草与害虫使用除草剂与杀虫剂处理。
调查结果
调查当地生态系统的能量流动情况
调查结果分析
①通过查阅调查的图片资料，分析该生态系统的组成成分有哪些？
稻田生态系统的组成成分∶
非生物的物质与能量∶阳光、空气、水分、热、土壤、无机盐等
生产者∶水稻、鸭舌草、稗草等12种杂草、浮游植物
消费者∶以水稻叶为食的昆虫∶稍娱虫、稻飞虱、黑尾叶蝉等
捕食害虫的动物∶蜘蛛（包括圆蛛、跳蛛、小黑妹）、青蛙等
以浮游植物为食的动物∶ 浮游动物、底栖动物（田螺、摇蚊）
分解者∶土壤中微生物、水中底栖动物∶田螺、摇蚊、蚯蚓等动物
调查当地生态系统的能量流动情况
②绘制该生态系统的部分能量流动图，思考稻田生态系统中生产者的主体是什么？其他生产者、初级消费者、次级消费者分别有哪些？它们与农作物是什么关系？有害还是有益？
太阳能
水稻
稻飞虱
稻螟虫
青蛙
跳蛛
鸭舌草
水稗草
调查结果分析
调查当地生态系统的能量流动情况
调查结果分析
③将害虫与益虫进行归类，简化表示该生态系统能量流动关系
调查当地生态系统的能量流动情况
④结合以上分析，提出提高稻田产量，使稻田能量最大限度流入人类的新措施。
提高水稻光合效率、减少杂草的竞争、减少害虫取食造成能量流失
是否有将害虫与杂草中能量通过二次转化，被人类利用的方法呢？
调查结果分析
调查当地生态系统的能量流动情况
思维训练：分析和处理数据
1926年，一位生态学家研究一块玉米田的能量流动情况，得到如下数据：
①这块田共收割玉米约10000株，质量为6000kg。通过对玉米植株的化学成分进行分析，计算出其中共含碳2675kg。
②据他估算，这些玉米在整个生长过程中通过细胞呼吸消耗的葡萄糖共2045kg。
③1kg葡萄储存1.6×104kJ能量
④在整个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能总量为8.5×109kJ。
请根据以上数据计算：
1)这些玉米的含碳量折算合成葡萄糖是多少？这些葡萄糖储存的能量是多少？
葡萄糖为：(12+18)/12×2675=6687.5kg
储存的能量为：6687.5×1.6×104=1.07×108kJ
2)这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？
这些玉米呼吸作用消耗的能量是：2045×1.6×104kJ=3.272×107kJ
3)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？
这些玉米固定的太阳能总量是：1.07×108+3.272×107=1.3972×108kJ
呼吸消耗能量占固定太阳能的比例为：3.272×107/1.3972×108=23.4%
4)这块玉米田的太阳能利用效率是多少？
利用效率=1.3972×108/8.5×109=1.64%
思维训练：分析和处理数据
5)根据计算结果，画出能量流经该玉米种群的图解，图解中应标明各环节能量利用和散失的比例。
玉米种群
太阳能：
8.5×109kJ
散失
利用:1.3972×108kJ，1.64%
呼吸作用
3.272×107kJ，23.4%
储存
1.07×108kJ，76.6%
思维训练：分析和处理数据
能量流动过程中相关“最值”计算
在食物链(网)中，若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%。
题型（1）——写食物链和食物网
乙→丙→甲
丙→甲→乙→丁
1.在绿色植物→鼠→猫头鹰这条食物链中，绿色植物25Kg，猫头鹰最多增重 Kg，至少增重 Kg
2.如果一个人的食物有1/2来自绿色植物， 1/4来自小型肉食动物， 1/4来自羊肉，假如能量传递效率为10%，那么该人每增加1kg体重，约消耗植物多少？
3.某生态系统食物网如图所示，若猫头鹰体重每增加1 kg，至少消耗A约( )
4.若E生物种群含有总能量5.8×109KJ，B种群含有总能量是1.6×108 KJ，从理论上A生物种群获得的
总能量最多是
5.食物配比改变的习题
若将（草食）动物性与植物性食物的比例由1︰1调整为1:4，地球可供养的人口数t是原来的 倍（能量传递效率按10％计算，结果精确到小数点后两位数字）
题型（2）——计算
食物配比改变的变式题
1.假设某农场将生产玉米的1/3作为饲料养鸡, 2/3供人食用,生产出的鸡供人食用。现调整为 2/3的玉米养鸡,1/3供人食用,生产出的鸡仍供人食用。理论上,该农场供养的人数将会 （增多、不变、减少），理由是 。
2.如图：
(1)若草固定的总能量为6．8×109kJ，食草昆虫和鼠同化的总能量是l.3×108kJ，则人最多能获得能量 kJ。
（2）若蛇取食鼠的比例由1／4调整到3／4，从理论上分析，改变取食比例后蛇体重增加lkg，人能比原来多增重 kg。(能量传递效率按10％计算)
减少
改变用途的1/3玉米被鸡食用后，在鸡这一环节散失了一部分能量，导致人获得的总能量减少
2.46×108 4.5
1.富营养化水体出现水华现象，可以说明能量流动的特点。
2.沼渣、沼液作为肥料还田，使能量重新流向生产者。
3.生态农业中多途径利用农作物可提高系统的能量传递效率。
4.由于呼吸作用的消耗，消费者的同化量远小于摄入量。
5.从生态系统的能量角度分析，植物同化的能量大部分用于生长发育繁殖。
6.果蚁从落叶中同化的能量可通过排泄物传递给真菌。
7.“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米”构成食物链。
8.生产者体内储存的有机物中的能量是流经生态系统的总能量。
思维判断
矿质元素中没有能量
生产者不能利用沼渣、沼液等有机物中的能量
多途径利用农作物，实现了能量的多级利用，提高的是能量的利用率或提高能量的转化效率
同化量包括呼吸消耗量，同化量小于摄入量，是因为摄入量=同化量 + 粪便中的能量
大部分用于呼吸消耗
排泄物中的能量不属于同化量
缺少生产者
储存的能量只指用于自身生长、发育和繁殖的能量，是有机物的积累量，等于生产者固定的能量 — 呼吸消耗的能量
3.某生态系统食物网如图所示，若猫头鹰体重每增加1 kg，至少消耗A约( )
4.若E生物种群含有总能量5.8×109KJ，B种群含有总能量是1.6×108 KJ，从理论上A生物种群获得的总能量最多是
5.食物配比改变的习题
若将（草食）动物性与植物性食物的比例由1︰1调整为1:4，地球可供养的人口数t是原来的 倍（能量传递效率按10％计算，结果精确到小数点后两位数字）
题型（2）——计算
2.如图：
(1)若草固定的总能量为6．8×109kJ，食草昆虫和鼠同化的总能量是l.3×108kJ，则人最多能获得能量 kJ。
（2）若蛇取食鼠的比例由1／4调整到3／4，从理论上分析，改变取食比例后蛇体重增加lkg，人能比原来多增重 kg。(能量传递效率按10％计算)
食物配比改变的变式题
1.假设某农场将生产玉米的1/3作为饲料养鸡, 2/3供人食用,生产出的鸡供人食用。现调整为 2/3的玉米养鸡,1/3供人食用,生产出的鸡仍供人食用。理论上,该农场供养的人数将会 （增多、不变、减少），理由是 。
减少 改变用途的1/3玉米被鸡食用后，在鸡这一环节散失了一部分能量，导致人获得的总能量减少
2.46×108 4.5
例3.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。
80
草
草食鱼类
杂食海鱼
1/2
1/4
小型肉食鱼类
1/4
2kg
1kg
0.5kg
0.5kg
按传递效率20％计算
5kg
2.5kg
12.5kg
62.5kg
2.5kg
12.5kg
80kg
5、若E生物种群含有总能量5.8×109KJ，B种群含有总能量是1.6×108 KJ，从理论上A生物种群获得的总能量最多是
6.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设当食物比例A：B为1：1时，C的能量为x则需要的A为1/2x÷10%+1/2x÷10%÷10%=55x设当食物比例A：B为2：1时，C的能量为y则需要的A为由于两种情况下，生产者的数量是一定的，所以55x=40y，则y=1.375x．2/3y÷10%+1/3y÷10%÷10%=40yA
变式1：右图是一个食物网，假如鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇，那么鹰若要增加20 g体重，至少需要消耗植物( )
A．900 g B．500 g C．200 g D．600 g
变式2：如图所示的食物网中，鸟的食物为互花米草和植食性昆虫，由原来的2∶1调整为1∶1，若保证养活同样多的鸟所需的互花米草数量与原来的数量之比为(能量传递效率按20%计算)( )
A．9∶7 B．8∶5 C．11∶3 D．3∶8
[解析] 由题意知图示共有食物链为互花米草→植食性昆虫→鸟，互花米草→鸟；设鸟从上一营养级获得同化量为a，则原来互花米草的数量为：2/(3a)÷20%＋1/(3a)÷20%÷20%＝35%/(3a)；改变食物比例后，则所需互花米草的数量为：1/(2a)÷20%＋1/(2a)÷20%÷20%＝30/(2a)。则保证养活同样多的鸟所需的互花米草数量与原来的数量之比为30/(2a)÷35/(3a)＝9∶7。
A
【典例】如图所示的食物网中，若人的体重增加1 kg，最少消耗水藻________kg，最多消耗水藻________kg。若小鱼的食物30%来自虾，70%来自水藻，则小鱼增重0.1kg最少消耗水藻________kg，最多消耗水藻________kg。
[解析] 能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%～20%。求最少消耗水藻时，选最短的食物链，如水藻→小鱼→人，传递效率按20%计算.求最多消耗水藻时，选最长的食物链，如水藻→水蚤→虾→小鱼→大鱼→人，传递效率按10%计算。
25
100 000
4.1
30.7
2020年山东省高考模拟 改编
19．放牧是草地生态系统重要的管理方式之一。下列说法正确的是（ ）
A．放养的家畜数量可根据牧草的种群密度确定
B．越长的放牧间隔越有利于牧草的可持续增长
C．家畜粪便中的能量可以流向植物,从而实现了对能量的多级利用
D．放牧强度较大时可采取施肥、灌溉、控制有害动物等措施，提高牛、羊的环境容纳量
E.家畜只采食一种牧草会减弱该牧草的竞争力
f．禁止放牧一定能增加草地物种多样性
放养家畜过少、放牧间隔过长，就不能充分利用牧草所提供的能量；
放养家畜过多，会造成草场退化，畜产品产量下降。必修三P96
捕食者存在有利于生物进化，有利于增加物种多样性。必修二P123
1、在绿色植物→鼠→猫头鹰这条食物链中，绿色植物25Kg，猫头鹰最多增重 Kg，至少增重 Kg。
1
0.25
3、如图所示食物网中，若人的体重增加1kg，最少消耗水藻 kg；最多消耗水藻 kg。
25
100000
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来自小型肉食鱼类，该鱼至少需要植物多少 kg？
80 kg
4、若E生物种群含有总能量5.8×109KJ，B种群含有总能量是1.6×108 KJ，从理论上A生物种群获得的总能量最多是
知识拓展提升（二）——计算题型
3.下图为某生态系统中能量传递示意图，以下叙述不正确的是（ ）
A. 能量流动是从甲固定的太阳能开始的，流入该生态系统的总能量为1250kJ
B. 从乙到丙的能量传递效率为15%
C. 将乙和丙的粪便作为有机肥还田，可提高能量传递效率
D. 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
C
注：能量传递效率≠能量利用率
能量利用率
C
生态系统的能量流动
过程
热能形式
太阳能-化学能-热能
生产者固定的能量
食物链、食物网
特点：单向流动、逐级递减
传递效率：约为10%~20%
输入
传递
途径
转化
散失
生态金字塔及实践意义
课堂小结
一、概念检测
1.生态系统中所有生物的生命活动都需要能量，而不同营养级的生物获取能量的途径是有差别的。据此判断下列表述是否正确。
（1）太阳能只有通过生产者才能输入到生态系统中。（ ）
（2）生态系统中初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少。（ ）
（3）能量沿食物链流动是单向的。（ ）
2.流经神农架国家级自然保护区的总能量是（ ）
A.该保护区中生产者体内的能量
B. 照射到该保护区中的全部太阳能
C.该保护区中生产者所固定的太阳能
D.该保护区中所有生产者、消费者、分解者体内的能量
√
×
√
C
课后练习
3.在一定时间内，某生态系统中全部生产者固定的能量值为a，全部消费者所获得的能量值为b，全部分解者所获得的能量值为c，则a、b、c之间的关系是（ ）
A.a=b+c B.a>b+c C. a
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。
B
课后练习
（2）哪个生态系统的能量能够更多地被人类所利用 为什么
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。
课后练习
选______的食物链
选最小传递效率_____
生产者
最少消耗
选最大传递效率_____
消费者
最大消耗
获得最多
获得最少
选______的食物链
最短
最长
20%
10%
能量在食物链中传递的“最值计算” ：
1、由最高营养级推导生产者（消耗量）
需最多能量：选最长食物链；按÷10%计算 (食物链前级是后级10倍）
需最少能量：选最短食物链；按÷20%计算 (食物链前级是后级5倍）
演练1.右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．100kg B．44.5kg
C．25kg D．15kg
C
浮游植物
浮游动物
小鱼
大鱼
1000kg
10%
10%
10%
20%
20%
25kg
1kg
例1：大鱼体重增加1kg，最多(至少）需要浮游植物多少千克
例2.如果A消耗10000 kg，
C最多增重_____千克，最少增重___千克
400
1
2、由生产者推导最高营养级（获得量）
获得能量最多：选最短食物链；按×20%计算
获得能量最少：选最长食物链；按×10%计算
10000
2000
400
1000
100
10
1
演练2．根据图示的食物网，若黄雀的全部同化量来自两种动物，蝉和
螳螂各占一半，则当绿色植物增加G千克时，黄雀增加体重最多
是( )
A．G/75千克 B．3G/125千克
C．6G/125千克 D．G/550千克
根据生态系统能量流动的最高传递效率20%，设黄雀增加
体重X千克，则根据题意可列出计算式：
X/2÷20%÷20%＋X/2÷20%÷20%÷20%＝G
A
X＝G/75千克
例3.在右图的食物网中，如果C从B、F中获得的能量比为3∶1，C增重1kg，则最少需要消耗A多少kg？
3、在能量分配比例已知时，按比例分别计算，最后相加
沿食物链A→D→E→F→C逆推：1/4kg X 5 X 5 X 5 X 5＝625/4kg
消耗A最少，按最高传递效率20%计算（前级是后级5倍）：
75/4kg+625/4 kg=175kg
沿食物链A→B→C逆推：3/4kg X 5 X 5＝75/4kg
例4、由于“赤潮”，一条4kg的杂食海鱼死亡，假如此杂食性鱼的食物有1/2来自植物，1/4来自草食性鱼类，1/4来自以草食性鱼类为食的肉食性鱼类。能量传递效率按20%计算，该杂食性鱼从出生到死亡，共需海洋植物（ ）
A. 28kg B. 280kg C. 16kg D. 160kg
D
植物
草食性鱼类
肉食性鱼类
杂食海鱼4kg
1/2
1
1/4
5
1/4
25
1
5
25
125
2
10
共需海洋植物10+25+125=160kg
演练：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，假如传递效率10%，那么该人每增加1千克体重，约消耗植物
A．10千克 B．28千克
C．100千克 D．280千克
D
演练3.如图食物网中，猫头鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇，则猫头鹰的体重若增加20 g，至少需要消耗植物的重量为( )A．600 g B．900 gC．1 600 g D．5 600 g 已知高营养级求至少需要低营养级的能量时，需按照最大传递效率进行计算，即20×2/5÷20%÷20%＋20×2/5÷20%÷20%＋20×1/5÷20%÷20%÷20%＝900(g)B1．有一食物网如图所示。如果能量传递效率为10%，各条食物链传递到庚的能量相等，则庚同化1 kJ的能量，丙最少需同化的能量为( )A．550 kJ B．500 kJC．400 kJ D．100 kJ设丙的能量为x，经丙→丁→己→庚传递到庚的能量为0.5 kJ，则需要丙0.5÷(10%)3＝500(kJ)，经丙→戊→庚传递到庚的能量为0.5 kJ，则需要丙0.5÷(10%)2＝50(kJ)，即丙最少含500＋50＝550(kJ)的能量。A2.如图所示为某生态系统中的食物网示意图，若E同化的总能量为5.8×109kJ，B同化的总能量为1.6×108kJ，则理论上A同化的能量最多为( )A．4.2×107kJ B．2.0×108kJC．1.0×108kJ D．2.3×108kJE为第一营养级，B、C、D均为第二营养级，三者获得的来自E的总能量最多为5.8×109×20%＝11.6×108(kJ)，再减去B同化的总能量1.6×108kJ，C、D同化的能量为1.0×109kJ，A既可捕食C，又可捕食D，其同化的能量最多为1.0×109×20%＝2.0×108(kJ)。B3.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( )A．1.375倍 B．1.875倍C．1.273倍D．0.575倍由于生产者没有改变，所以流向该生态系统的总能量没有变化，设C原来的能量为a，则需要A提供的能量为1/2a÷10%÷10%＋1/2a÷10%＝55a；改变食物比例后的C的能量设为b，则需要A提供的能量为2/3b÷10%＋1/3b÷10%÷10%＝40b。根据题意可知：55a＝40b，即b/a＝1.375。A4.下图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图（图中数字为能量 数值，单位是J.m-2.a-1）。下列叙述正确的是( )
A.该食物网中最高营养级为第六营养级
B.该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25%
C.太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1357J.m-2.a-1
D.该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统
B
6、右图中的①、 ② 、③分别表示同一生态系统中不同营养级间能量传递的多少，它们之间的关系应该是（ ）
A ①< ② < ③ B ① > ② > ③
C ① = ② = ③ D ① = ②+③
生产者
初级消费者
次级消费者
三级消费者
①
②
③
B
5、大象是植食性动物，有一种蜣螂则专门以象粪为食，设大象在某段时间所同化的能量为107kJ，则这部分能量中流入蜣螂体内的约为
A、0kJ B、106 kJ
C、2×106kJ D、106－2×106kJ
A
象粪中包含生产者同化的能量，大象同化的能量没有流入蜣螂。
拓展题P60
太阳能
农作物
家禽、家畜
人
太阳能
农作物
家禽、家畜
沼气池
食用菌
人
完成能量流动图解
图a
图b
哪个生态系统的能量能够更多地被人类所利用？为什么？
图a
图b
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利用，提高了能量的利用率。
图b
巩固练习
3.下图为甲、乙两生态系统中的食物网。
请回答问题: (3)甲、乙两食物网的营养级最多均有 级,导致这一现象出现的原因是 。
四
能量在各个营养级之间的传递效率只有大约10%~20%(生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了,传递到下一营养级的能量较少)
附1：营养级数量：一般不超过5个营养级？
附2：生态系统中食物链的营养级数量一般不会太多，原因是？
例2 下图为生态系统中能量流动图解的部分示意图，①②③④各代表一定的能量值，下列叙述
A.生态系统中能量流动具有单向性主要是因为食物链中生物之间的捕食关系不可逆转
B.一般情况下，能量在相邻两个营养级之间的传递效率是
C.①表示流经此生态系统的总能量
D.从能量关系看，②＞③
C
[解析] 食物链中的捕食关系是经长期自然选择形成的，该关系不可逆转，因此生态系统中能量流动具有单向性，A正确；一般情况下，能量在相邻两个营养级之间的传递效率是 ，B正确；流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，即流入生产者的总能量，其在图中并未体现，C错误；除最高营养级外，一个营养级的能量都可以包括三部分，流向下一营养级、流向分解者、自身呼吸作用消耗，因此从能量关系看，②＞③+④，D正确。
对点练2.某同学绘制了下图所示的能量流动图解（其中 为生产者固定的太阳能），下列叙述
A.生产者固定的总能量可表示为
B.由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为
C.流入初级消费者的能量为
D.图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减
C
[解析] 生产者固定的总能量可表示为 ， 表示呼吸作用消耗的能量， 表示未被利用的能量， 表示流向分解者的能量，而 ，是流入下一营养级的能量，A正确；由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为 ，B正确；流入初级消费者的能量为 ， 不正确；图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减，D正确。
方法技巧
1.拼图法分析能量流向
输入第一营养级的能量
2.生态系统中能量流动的计算
（1）计算某一生物所获得的最多（最少）的能量规律（设食物链为
已知 问题 求解思路
营养级能量增加 至少需要 营养级提供 多少能量（设为 ）
最多需要 营养级提供 多少能量（设为 ）
营养级能量增加 营养级最多增加 多少能量（设为 ）
营养级至少增加 多少能量（设为 ）
（2）涉及多条食物链的能量流动计算时，若根据要求只能选择食物网中的一条食物链，计算某一生物获得的最多（或最少）能量。其规律如下：
[2022·漳州月考] 下图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程示意图，数字表示部分环节涉及的能量值[单位：
（1） 图中生产者用于生长、发育和繁殖的能量是___________ ，能量逐级递减的原因是_____________________________________________________________。
生物同化的能量大部分被自身呼吸作用消耗，一部分被分解者利用
[解析] 先不考虑能量单位，小型肉食性动物从植食性动物中获得的能量 ，可得小型肉食性动物从植食性动物中获得的能量 ，植食性动物从生产者中获得的能量 ，可得植食性动物从生产者中获得的能量 ，生产者的同化量 ，生产者的同化量等于呼吸消耗的能量和用于自身生长、发育和繁殖的能量之和，因此其用于自身生长、发育和繁殖的能量是 ，又由于单位为 ，所以其用于自身生长、发育和繁殖的能量为 。生态系统中能量逐级递减的原因是生物同化的能量大部分被自身呼吸作用消耗，一部分被分解者利用，因而流向下一营养级的能量减少。
（2） 该生态系统中从第一营养级到第二营养级的能量传递效率为_______。
[解析] 该生态系统中第一营养级的同化量为 ，第二营养级从第一营养级获得的能量是 ，据此可知,第一营养级传递到第二营养级的能量传递效率为 。
（3） 图中植食性动物、小型肉食性动物和大型肉食性动物随营养级的升高，需要的有机物输入越来越多，原因是______________________________________________________________。
能量流动是逐级递减的，各营养级都需要维持较高的有机物输出量
[解析] 由于生态系统中能量流动表现为逐级递减的特点，因此为了维持各营养级较高的有机物输出量，需要增加有机物的输入量，因此，图中植食性动物、小型肉食性动物和大型肉食性动物随营养级的升高，需要的有机物输入越来越多。
（4） 不考虑有机物输入的情况下，第三营养级获得的能量每增加 ，需要生产者提供______ 的能量。
[解析] 由以上分析可知，第三营养级从第二营养级获得的能量值为 ，则第二营养级传递到第三营养级的能量传递效率为 。据此，第三营养级获得的能量每增加 ，需要生产者提供的能量为 。
整合训练
某陆地生态系统中，除分解者外，仅有甲、乙、丙、丁4个种群，分别处于4个不同的营养级。一年内输入各种群的能量数值如下表所示，表中能量数值的单位相同。
种群 甲 乙 丙 丁
能量 3.56 22.80 0.48 226.50
（1）请画出该生态系统中的食物链。
甲
乙
丙
丁
（2）从第一营养级到第二营养级的能量传递效率是多少？
22.80
226.50
=
第一营养级同化量
第二营养级同化量
10.07%
整合训练
某陆地生态系统中，除分解者外，仅有甲、乙、丙、丁4个种群，分别处于4个不同的营养级。一年内输入各种群的能量数值如下表所示，表中能量数值的单位相同。
种群 甲 乙 丙 丁
能量 3.56 22.80 0.48 226.50
（1）请画出该生态系统中的食物链。
甲
乙
丙
丁
（3）在该生态系统能量流动的过程中，发生了能量的
_______、_______、_______、_______过程。
输入
传递
转化
散失
整合训练
某陆地生态系统中，除分解者外，仅有甲、乙、丙、丁4个种群，分别处于4个不同的营养级。一年内输入各种群的能量数值如下表所示，表中能量数值的单位相同。
种群 甲 乙 丙 丁
能量 3.56 22.80 0.48 226.50
（1）请画出该生态系统中的食物链。
甲
乙
丙
丁
（4）流经该生态系统的总能量为________（填数字）。
226.5
整合训练
某陆地生态系统中，除分解者外，仅有甲、乙、丙、丁4个种群，分别处于4个不同的营养级。一年内输入各种群的能量数值如下表所示，表中能量数值的单位相同。
种群 甲 乙 丙 丁
能量 3.56 22.80 0.48 226.50
（1）请画出该生态系统中的食物链。
甲
乙
丙
丁
（5）一段时间内，乙的同化量的去路包括:
________________________________________________。
呼吸作用散失量+甲的同化量+分解者利用量+未利用的量
整合训练
某陆地生态系统中，除分解者外，仅有甲、乙、丙、丁4个种群，分别处于4个不同的营养级。一年内输入各种群的能量数值如下表所示，表中能量数值的单位相同。
种群 甲 乙 丙 丁
能量 3.56 22.80 0.48 226.50
（1）请画出该生态系统中的食物链。
甲
乙
丙
丁
（6）某种蜣螂以乙的粪便为食，则这种蜣螂能量的来源是___。
丁
1、如图表示甲乙两个特定生态系统的能量金字塔，有关解释正确的是（ ）
A.一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多
B.能量沿着食物链单向流动，传递效率随营养级的升高而逐级递减
C.若甲和乙中的玉米的数量相同，能量传递效率为10%,且甲能养活10000人，则乙能养活500人。
D.若土壤中含相同浓度的DDT,则甲中的人比乙中的人体内DDT浓度低。
D
2.下列表示生态系统中处于第二营养级的生物，其能量流动的过程图解，有关叙述正确的是( )
A.图中粪便量属于生产者经光合作用所固定的太阳能
B.呼吸作用以热量形式散失的能量占同化量的比例较小
C.流入下一个营养级的能量占摄入量的10%～20%
D.从图示可知，能量在营养级之间不具有单向流动的特点
A
3.如图是锡林郭勒大草原生态系统能量流动过程图解，据图分析不正确的是( )
C.④中的能量只有③中能量的10%～20%
D.该生态系统所需能量最终来自A通过光合作用储存在糖类等有机物中的化学能
A.初级消费者自身生命活动所消耗散失的能量是图中的⑤
B.三级消费者排出的粪便中仍含有部分能量，这一部分能量被分解者所利用的过程应属于图示中的⑩
B
4.下图为生态系统中能量流动图解部分示意图，①②③④⑤各代表一定的能量值。下列各项中不正确的是（ ）
A
a.第三营养级流向第四营养级的能量传递效率为[(③+④)／②]×100%
b.图中④包含了次级消费者粪便中的能量
c.在人工饲养的高密度鱼塘中⑤肯定大于①
d.在食物链中各营养级获得能量的方式及能量的用途完全相同
A．abcd B．abc C．ad D．bc
5.下图表示某生态系统的能量金字塔图，P为生产者，Q1为初级消费者，Q2为次级消费者。对图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析，其中分析不正确的是（注：图中a、a1、a2表示上一年留下来的能量，e、e1、e2表示呼吸消耗量）（ ）
C．b和d之一，可代表生产者传递给分解者的能量
D．c1表示初级消费者所含能量中被次级消费者所同化的部分
B
A．b+c+d+e为本年度流入该生态系统的总能量
B．初级消费者产生的粪便中所含的能量包含在c中
6.下图是生态系统能量流动的图解，对此图解的理解不正确的是( )
A．图中方框的大小可表示该营养级生物所具有的能量多少
B．该图中C所具有的能量为B的10%～20%
C．该图中的A表示流经该生态系统的总能量
D．图中所示四个营养级能量的关系为A≥B＋C＋D
D
7.如图所示为某湖泊生态系统能量流动的定量分析图解，图中A、B、C代表三个营养级，数字均为实际测得的能量数值，单位为J/(cm2·a)。已知该生态系统受到的太阳辐射总能量为118872 J/(cm2·a)，但其中118761 J/(cm2·a)的能量未被利用。下列叙述不正确的是( )
A.A固定的总的太阳能是111 J/(cm2·a)
B.从第一营养级到第二营养级的传递效率是18.4%
C.在B同化的总能量中，细胞呼吸消耗的能量约占16.7%
D.相邻营养级之间的能量传递效率一般是10%～20%
B
8.在人为干预下，地震毁损的某自然保护区恢复过程中的能量流动关系如下图［单位为103 kJ/(m2·a)］。请据图分析，下列说法错误的是( )
A.在这场地震中营养级较高的生物受到的影响较大
B.能量在第二营养级到第三营养级之间传递效率为15.6%
C.肉食动物需补偿输入的能量值为5×103 kJ/(m2·a)
D.流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能
D
问题探讨
先
后
方案1
一部分
一部分
方案2
假设15kg玉米含有500KJ能量，一只鸡还有200KJ能量，假设第二种吃法中一半玉米用来喂鸡。分别算一下两种吃法中人最终能获得的能量最多是多少？
玉米
鸡
人
500KJ
200KJ
×20%
100KJ
×20%
40KJ
玉米
鸡
人
500KJ
250KJ×20%
50KJ
250KJ×20%
50KJ
×20%
10KJ
2、下图为某生态系统中能量传递示意图，以下叙述不正确的是（ ）
A. 能量流动是从甲固定的太阳能开始的，流入该生态系统的总能量为1250kJ
B. 从乙到丙的能量传递效率为15%
C. 将乙和丙的粪便作为有机肥还田，可提高能量传递效率
D. 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
注：能量传递效率≠能量利用率
能量利用率
C
【拓展】
能量利用率=
生产者能量
流入最高营养级的能量
×100%
规律: 食物链越短，能量利用率越高。
3、在分析生态系统的能量流动时经常涉及“总能量”、 “摄入量”、“输入量(输入到某一营养级的能量)”、“同化量”、“粪便量”、“能量传递效率”等说法,则下列说法中正确的是
( )
A.太阳辐射到某一生态系统中的能量即为输入生态系统的总能量
B.生产者积累的有机物中的能量为输入生态系统的总能量
C.某一营养级生物的摄入量减去粪便量,为该营养级生物同化量
D.相邻两营养级生物中高营养级与低营养级生物的摄入量之比表示能量传递效率
C
检测
4、下列有关生态系统中能量流动的叙述，正确的是( )
A．兔子吃了1 kg的草，则这1 kg草中的能量就流入了兔子体内
B．一只狼捕食了一只兔子，则这只兔子中约有10%-20%的能量流入狼的体内
C．生产者通过光合作用合成有机物，能量就从无机环境流入生物群落
D．生态系统的能量是伴随着物质循环而被循环利用的
C
注意:
能量传递效率是指在相邻两个营养级之间的传递效率,而不是两个个体或两个种群之间。
能量传递效率＝下一营养级同化量/上一营养级同化量×100%，一般约为10%-20%。
5、如图为某农场的年能量流动示意图单位：103 kJ/(m2·y)，A、B、C、D共同构成生物群落。从第二营养级到第三营养级的能量传递效率是_______
据图分析，第二营养级(B)同化的能量为(16＋2)×103 kJ/(m2·y)，传递到第三营养级(C)的能量为3×103 kJ/(m2·y)，所以其能量传递效率为3×103/18×103×100%＝16.67%.
16.67%
6、下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103kJ/m2 *y）。下列说法错误的是( )
A. 图中A代表的生理过程是呼吸作用
B. 碳从动物流向分解者的形式为有机物
C. 能量从该生态系统的第二营养级到第三营养级传递的效率为15.6%
D. 该生态系统中生产者固定的总能量9.6×104kJ/m2y
D
x
y
y+5=5.1+2.1+0.25+0.05
x+2=0.5+2.5+4+9
y=2.5
x=14
=70+23+3+14=110x103
=y/(x+2)x100％
=2.5/16x100％
1.在食物链中分析：设食物链A→B→C→D，分情况讨论(如下表)：
①能量传递效率未知时：
现实 问题 思路求解
D营养级净增重M 至少需要A营养级的量Y
最多需要A营养级的量Y
A营养级净增重N D营养级最多增重的量Y
D营养级至少增重的量Y
Y(20%)3＝M
Y(10%)3＝M
N(20%)3＝Y
N(10%)3＝Y
②已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算。例如，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若A的能量为M，则D获得的能量为____________________。
【方法技巧】
能量流动中的最值计算
M×a%×b% ×c%
2.在食物网中
正推：知低营养级求高营养级 获能量最多 选最短食物链，按×20%计算
获能量最少 选最长食物链，按×10%计算
逆推：知高营养级求低营养级 需能量最多 选最长食物链，按÷10%计算
需能量最少 选最短食物链，按÷20%计算
能量流动中的最值计算
（一）、由最高营养级推导生产者（消耗量）
需最多能量：选最长食物链；按÷10%计算 (食物链前级是后级10倍）
需最少能量：选最短食物链；按÷20%计算 (食物链前级是后级5倍）
浮游植物
浮游动物
小鱼
大鱼
1000kg
10%
10%
10%
20%
20%
25kg
1kg
7、大鱼体重增加1kg，最多(至少）需要浮游植物多少千克
规律总结：
①食物链越短，能量利用效率越高，最高营养级获得的能量越多。
②生物间的取食关系越简单，生态系统的能量流动过程中消耗的能量越少。
8、如图表示某生态系统食物网的图解，若一种生物摄食两种前一营养级的生物，且它们被摄食的生物量相等，则猫头鹰体重增加1 kg，至少需要消耗A( )
A．100 kg
B．312.5 kg
C．25 kg
D．15 kg
A
能量流动中的最值计算
规律总结：
在一条食物链中，共有n个营养级，则第n营养级生物每增加1 kg体重:
①“至少”需要消耗的生产者的量按20%计算：
②“最多”需要消耗的生产者的量按10%计算:
=5n-1
=10n-1
9、如图为某生态系统中的食物网简图，若E种群中的总能量为5.8×109kJ，B种群的总能量为1.6×108kJ，从理论上分析，A种群获得的总能量最多是（ ）
A 2.0×108kJ
B．2.32×108kJ
C．4.2×108kJ
D．2.26×108kJ
A
能量流动中的最值计算
A
E
B
C
D
E为第一营养级，B、C、D均为第二营养级，
三者获得的来自E的总能量最多为5.8×109×20%＝11.6×108(kJ)
再减去B同化的总能量1.6×108 kJ
C、D同化的能量为1.0×109 kJ
A既可捕食C，又可捕食D
其同化的能量最多为1.0×109×20%＝2.0×108(kJ)。
不是以个体或种群为单位，而是以营养级为单位。
拓展1：调查结果显示,E种群同化的总能量为m kJ/(m2·a),B种群同化的总能量为n kJ/(m2·a),从理论上分析,A种群同化的能量最多有_______________kJ/(m2·a)来自E种群,这是因为能量流动具有 的特点。
拓展2：调研小组发现,A种群密度在调查的第3年显著上升,出现这种结果的决定性因素是A种群的 _______________________。
1/25m-1/5n
逐级递减
出生率大于死亡率
二.能量流动中的最值计算
能量流动中的最值计算
规律总结：
在一条食物链中，共有n个营养级，则第n营养级生物每增加1 kg体重:
①“至少”需要消耗的生产者的量按20%计算：
②“最多”需要消耗的生产者的量按10%计算:
=5n-1
=10n-1
10、在“浮游植物→浮游动物→鱼”这条食物链中，如果鱼要增加100kg体重，那至少需要浮游植物的重量为：_______；最多需要浮游植物的重量为：_______
2500kg
10000kg
11、如果A消耗10000 kg，C最多增重_____千克，最少增重___千克。
400
1
（二）、由生产者推导最高营养级（获得量）
获得能量最多：选最短食物链；按×20%计算
获得能量最少：选最长食物链；按×10%计算
10000
2000
400
1000
100
10
1
规律总结：
在一条食物链中，若生产者能量为100%，
第n营养级获得的能量最多为(20%)n-1，最少为(10%)n-1
12、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。
80
草
草食鱼类
杂食海鱼
1/2
1/4
小型肉食鱼类
1/4
2kg
1kg
0.5kg
0.5kg
按传递效率20％计算
5kg
2.5kg
12.5kg
62.5kg
2.5kg
12.5kg
80kg
13、如图所示的食物网中，若人的体重增加1 kg，最少消耗水藻_______kg，最多消耗水藻________________kg。若小鱼的食物30%来自虾，70%来自水藻，则小鱼增重0.1kg最少消耗水藻________kg，最多消耗水藻________kg。
能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%-20%。求最少消耗水藻时，选最短的食物链，如水藻→小鱼→人，传递效率按20%计算.求最多消耗水藻时，选最长的食物链，如水藻→水蚤→虾→小鱼→大鱼→人，传递效率按10%计算。
25
100 000
4.1
30.7
（三）、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。
二.能量流动中的最值计算
14、在右图的食物网中，如果C从B、F中获得的能量比为3∶1，C增重1kg，则最少需要消耗A多少kg？
消耗A最少，按最高传递效率20%计算（前级是后级5倍）
沿食物链A→B→C逆推：3/4kg X 5 X 5＝75/4kg
沿食物链A→D→E→F→C逆推：1/4kg X 5 X 5 X 5 X 5＝625/4kg
75/4kg+625/4 kg=175kg
A．G/75千克 B．3G/125千克
C．6G/125千克 D．G/550千克
根据生态系统能量流动的最高传递效率20%，设黄雀增加体重X千克，
则根据题意可列出计算式：
X/2÷20%÷20%＋X/2÷20%÷20%÷20%＝G
A
X＝G/75千克
15、根据图示的食物网，若黄雀的全部同化量来自两种动物，蝉和螳螂各占一半，则当绿色植物增加G千克时，黄雀增加体重最多的是( )
16、由于“赤潮”，一条4kg的杂食海鱼死亡，假如此杂食性鱼的食物有1/2来自植物，1/4来自草食性鱼类，1/4来自以草食性鱼类为食的肉食性鱼类。能量传递效率按20%计算，该杂食性鱼从出生到死亡，共需海洋植物（ ）
A. 28kg B. 280kg C. 16kg D. 160kg
D
植物
草食性鱼类
肉食性鱼类
杂食海鱼4kg
1/2
1
1/4
5
1/4
25
1
5
25
125
2
10
共需海洋植物10+25+125=160kg
拓展：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，假如传递效率10%，那么该人每增加1千克体重，约消耗植物（ ）
A．10千克 B．28千克
C．100千克 D．280千克
D
17、如图食物网中，猫头鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇，则猫头鹰的体重若增加20 g，至少需要消耗植物的重量为( )A．600 g B．900 gC．1 600 g D．5 600 g已知高营养级求至少需要低营养级的能量时，需按照最大传递效率进行计算，即20×2/5÷20%÷20%＋20×2/5÷20%÷20%＋20×1/5÷20%÷20%÷20%＝900(g)B18、有一食物网如图所示。如果能量传递效率为10%，各条食物链传递到庚的能量相等，则庚同化1 kJ的能量，丙最少需同化的能量为( )
A．550 kJ
B．500 kJ
C．400 kJ
D．100 kJ
A
能量流动中的最值计算
甲
乙
丙
丁
己
戊
庚
设丙的能量为x，经丙→丁→己→庚传递到庚的能量为0.5 kJ，
则需要丙0.5÷(10%)3＝500(kJ)，
经丙→戊→庚传递到庚的能量为0.5 kJ，
则需要丙0.5÷(10%)2＝50(kJ)，
即丙最少含500＋50＝550(kJ)的能量。
19、某生态系统中存在如图所示的食物网，如将丙的食物比例由甲：乙=1：1调整为2：1，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载丙的数量是原来的（ ）
A、1.875倍 B、1.375倍
C、1.273倍 D、0.575倍
B
甲
乙
丙
二.能量流动中的最值计算
设当食物比例A：B为1：1时，C的能量为x
则需要的A为1/2x÷10%+1/2x÷10%÷10%=55x
设当食物比例A：B为2：1时，C的能量为y
则需要的A为
2/3y÷10%+1/3y÷10%÷10%=40y
由于两种情况下，生产者的数量是一定的，
所以55x=40y，
则y=1.375x．
丙的数量发生变化的理由是？
根据能量流动的逐级递减的特点,食物链越长,消耗的能量越多,甲的能量流向长的食物链的比例减少,则丙获取能量增多,丙的数量增多
20、若营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一种生物甲、乙、丙，它们构成的食物关系如图。其中，甲能量中比例为x的部分直接提供给丙，要使丙能量增加A kJ，至少需要消耗甲的能量________________kJ(用含所给字母的表达式表示)。
25A/(1＋4x)
甲 x 1/5 + 甲 (1-x) 1/5 1/5 =A
整理：(5x + 1-x ) 甲/25 = A
二.能量流动中的最值计算
甲
乙
丙
21、若a表示海鸟食物中甲壳类食物所占的比例，若要使海鸟的体重增加x，至少需要生产者的量为y，那么x与y的关系式可表示为：___________________。
y＝625x－600ax
二.能量流动中的最值计算
若a表示海鸟食物中甲壳类食物所占的比例，若要使海鸟的体重增加X，至少需要生产者的量为y，那么X与Y的关系是为：y=ax÷20%÷20%+（1-a)x÷20%÷20%÷20%÷20%=625x-600ax
22、如图所示的食物网中，鸟的食物为互花米草和植食性昆虫，由原来的2∶1调整为1∶1，若保证养活同样多的鸟所需的互花米草数量与原来的数量之比为(能量传递效率按20%计算)( )
A．9∶7 B．8∶5
C．11∶3 D．3∶8
A
由题意知图示共有食物链为互花米草→植食性昆虫→鸟，互花米草→鸟。
设鸟从上一营养级获得同化量为a，则原来互花米草的数量为：2/(3a)÷20%＋1/(3a)÷20%÷20%＝35%/(3a)。
改变食物比例后，则所需互花米草的数量为：
1/(2a)÷20%＋1/(2a)÷20%÷20%＝30/(2a)。
则保证养活同样多的鸟所需的互花米草数量与原来的数量之比为30/(2a)÷35/(3a)＝9∶7。
(四）、巧用“拼图法”分析能量流动过程
分析：
W1为生产者固定的太阳能，被分为两部分：一部分在生产者的呼吸作用中以热能散失（ A1 ） ，一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖（=B1＋C1＋D1）。
W1＝A1＋B1＋C1＋D1；其中B1 为未被利用的能量（现存在植物体）， C1 为流向分解者的能量，D1为初级消费者同化的能量
呼吸散失热能
流向分解者的能量
未被利用
初级消费者同化的能量
23、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
C.流入初级消费者体内的能量可表示为(A2＋B2＋C2)
D.图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减
C
二.能量流动中的最值计算
流入初级消费者的能量为D1＝(A2＋B2＋C2＋D2)
呼吸散失
未被利用
流向分解者的能量
初级消费者同化的能量
24、如图甲为某湖泊生态系统的能量金字塔简图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、IV分别代表不同的营养级，m1、m2代表不同的能量形式．图乙表示能量流经该生态系统第二营养级的变化示意图，其中a-g表示能量值．下列有关叙述正确的是（ ）
A.图甲中m1是流入该生态系统的总能量，m2表示各营养级散失的热能
B.图乙中的c表示第二营养级流入分解者的能量
C.第二营养级流向分解者的能量包括遗体残骸和它粪便中的能量 D.图乙中的b=d+e+g+f
A
摄入量
同化量
用于生长、发育、繁殖
呼吸消耗能量
分解者分解的能量
下一个营养级的能量
25、如图表示植物光合作用积累的有机物被植食动物利 用的过程.下列有关叙述正确的是( )
A. 植物的呼吸消耗量包含在⑤中
B. 植食动物粪便中的能量包含在③中
C. ④用于植食动物生长、发育和繁殖
D. ⑤⑥⑦⑧之和为植物有机物积累量
⑦
④⑤⑥⑦⑧
C
植物呼吸消耗量
植物光合作用制造有机物量
(植物的 同化量)
26、如图为生态系统中能量流动图解部分示意图（字母表示能量的多少），下列选项中正确的是（ ）
A. 图中b＝h＋c＋d＋e＋f＋i
B. 生产者与初级消费者之间的能量传递效率为(b/a )X100%
C.“草→兔→狼”这一关系中，狼粪便的能量属于d
D. d中的能量去向是用于生长、发育、繁殖和被分解者利用
E. 缩短食物链可以提高能量传递效率
F. 一只狼捕食了一只兔子，则这只兔子中有10%-20%的能量流入狼的体内
c
b＝h＋c＝h＋f＋d
c/aX100% 或(b-h)/aX100%
初级消费者
同化量
分解者利用
呼吸作用
用于生长
发育和繁殖
粪便
(未同化)
27、科学家对生活在某生态系统的一个蜘蛛种群的能量进行定量分析，得出了能量流经这种肉食动物的有关数据如下图所示(能量以种群的质量表示)，下列叙述正确的是（ ）
①被蜘蛛吃下未被蜘蛛同化的能量属于上一营养级同化量中的一部分
②在食物链中，蜘蛛至少位于第三营养级
③图中X代表用于蜘蛛生长、发育和繁殖的能量
④根据图中的数据不能算出猎物种群和蜘蛛间的能量传递效率
A ①②③④ B ①②④ C ①②③ D ①③④
A
28、（2015福建卷.4）下图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图（图中数字为能量数值，单位是J.m-2.a-1）。下列叙述正确的是( )
A.该食物网中最高营养级为第六营养级
B.该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25%
C.太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1357J.m-2.a-1
D.该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统
B
高考题
29、（2020·浙江卷）下列关于营养级的叙述，正确的是（ ）
A. 营养级的位置越高，归属于这个营养级的能量通常越多
B. 自然生态系统中的所有绿色植物都属于生产者营养级
C. 营养级是指处于食物链同一环节上同种生物的总和
D. 食物链中的各营养级之间能量传递效率是相同的
B
高考题
分析和处理数据
1926年，一位生态学家研究了一块玉米田的能量流动情况，得到如下数据。
1.这块田共收割玉米约10 000株，质量为6000kg。通过对玉米植株的化学成分进行分析，计算出其中共含碳2675kg。
2.据他估算，这些玉米在整个生长过程中通过细胞呼吸消耗的葡萄糖共2045kg。
3.1kg葡萄糖储存1.6×104kJ能量。
4.在整个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能为8.5×109kJ.
请根据以上数据计算：
1、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？
思维训练
=
2675×180(C6H12O6)÷72(C6)
6687.5kg
EG=MGx1.6×104＝1.07×108kJ
2、这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？
△E呼=△MGx1.6×104
＝2045x1.6×104
＝3.272×107kJ
分析和处理数据
1926年，一位生态学家研究了一块玉米田的能量流动情况，得到如下数据。
1.这块田共收割玉米约10 000株，质量为6000kg。通过对玉米植株的化学成分进行分析，计算出其中共含碳2675kg。
2.据他估算，这些玉米在整个生长过程中通过细胞呼吸消耗的葡萄糖共2045kg。
3.1kg葡萄糖储存1.6×104kJ能量。
4.在整个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能为8.5×109kJ.
请根据以上数据计算：
思维训练
3、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
＝1.07×108kJ+
3.272×107kJ
3.272×107÷1.3972×108=23.4%
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%
＝1.3972×108kJ
分析和处理数据
处理数据
根据计算结果，画出能量流经该玉米种群的图解，图解中应标明各环节能量利用和散失的比例
思维训练
1.能量流动指生态系统中能量的输入 、传递 、转化 和 散失。
2.生态系统能量的源头是太阳能；起点是生产者固定太阳能；流入生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量；能量的输入方式主要是通过光合作用、化能合成作用，但是如鱼塘生态系统还可以通过外界有机物的输入。
3.能量传递指的是能量在生物群落内以含碳有机物的形式传递。传递途径是食物链和食物网。
4.能量转化指的是光能、化学能和热能的转化。散失主要通过呼吸作用以热能的形式散失。
5.某一营养级的摄入量=同化量 + 粪便量 。注意某生物的粪便量 不属于 该营养级的同化量，而属于上一 营养级的同化量。某一营养级流向分解者的能量包括该营养级 遗体中的能量和下一营养级的粪便量。
6.描述某一营养级同化的能量的去路？（不算未利用2条、3条、4条）
基础知识背诵
(5)沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用 ( )
(4)一只狼捕食了一只兔子，则该狼就获得了这只兔子能量的
10%～20% ( )
(3)一种蜣螂专以象粪为食，则该种蜣螂最多能获取大象所同化能量的
20% ( )
(1)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能 ( )
(2)若人与自然和谐统一，生产者固定的能量便可反复利用 ( )
被生产者固定的
不可
能量流动是针对营养级之间的，而不是个体
上一营养级的同化量
分解者
被提高利用率
(6)拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向，提高生态系统的
能量传递效率 ( )
利用率
对点练习
动植物种类少，稳定性较低，但也存在负反馈调节。
A．图中用于桑树生长、发育和繁殖的能量是a
B．图中未利用的能量是指蚕粪便中的能量
C．第一、二营养级间的能量传递效率用(e＋f＋g＋h)/a表示
D．桑基鱼塘具有较强的稳定性，不存在负反馈调节
（7）下图为桑基鱼塘农业生态系统的能量流动图解，图中字母代表能量，相关说法正确的是 ( )
总光合作用 =
净光合作用+呼吸作用
呼吸作用
c
= 桑树同化的能量—（呼吸消耗的能量 + 流向蚕的能量 + 被分解者利用的能量）
蚕的同化量
C
蚕同化的能量为e＋f＋g＋h
人工生态系统
（桑树的同化量)
未利用
用于生长、发育和繁殖