3.2 生态系统的能量流动(共38张PPT) 2024-2025学年人教版生物选择性必修2
文档属性
| 名称 | 3.2 生态系统的能量流动(共38张PPT) 2024-2025学年人教版生物选择性必修2 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 9.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2025-01-08 15:53:10 | ||
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文档简介
(共38张PPT)
3.2 生态系统的能量流动
1.能够概述生态系统中能量流动的过程和特征。
2.能够说出生态金字塔表征了食物网各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系。
3.能够概述研究生态系统能量流动的意义。
假如你像小说中的鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，除了饮用水之外没有任何食物。你随身带的食物只有一只母鸡、15Kg玉米。
先吃鸡再吃玉米
先吃玉米再吃鸡
先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡
一、能量流动
1.能量流动的概念：生态系统中能量的_______、________、______和_______过程。
输入
传递
转化
散失
以 形式散失
①源头：________。
②起点：从_______________________开始
③总值：__________________________。
①途径： 。
②形式： 。
生产者固定的太阳能
生产者固定的全部太阳能
食物链和食物网
有机物中的化学能
热能
光能
有机物中的化学能
光合作用
热能
呼吸作用
分解作用
输入
太阳能
传递
转化
散失
若为人工生态系统，流经生态系统的总能量除生产者固定的太阳能总量，还有人工补充的能量。
想一想:你今年吃了多少食物？涨了多少称？
吃了那么多却没涨几斤，剩下的去了哪儿？
能量输入
种群
能量储存
能量散失
能量输入
某营养级
能量储存
能量散失
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。
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。
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。
如果将一个营养级的所有种群作为一个整体，那么左图将概括为何种形式呢？
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。
科学方法：
2.能量流动的过程
[活动1]阅读P55第1、2自然段，结合以下具体食物链，回答以下思考题。 尝试构建能量流经第一营养级的模型。
99%
散失
1%
固定
1.野草的能量从哪里来？
太阳能
2.照射在野草上的太阳能是通过什么过程被其吸收利用的？
通过光合作用把太阳能转化为化学能，固定在所制造的有机物中
3.野草同化的能量与用于生长发育和繁殖的能量有什么关系？
生产者所固定的全部太阳能
(生产者的同化量）
（输入）
同化的能量=呼吸作用消耗的能量+用于生长、发育和繁殖的能量
4.野草用于生长发育和繁殖的能量有哪些去路？
被分解者利用的能量+流入下一营养级
（输出）
5.有限时间内（如1年内），野草的能量全都被利用了吗？
有一部分能量未被利用
（“未利用”指由于调查时间有限，能利用而暂时未被利用的能量）
能量流经第一营养级的示意图
生产者所固定的全部太阳能
呼吸作用以热能的形式散失
用于自身生长发育和繁殖
流入下一营养级（初级消费者）
被分解者利用
未被利用
输入
输出
A
B
a
①
②
③
输入 = 输出
a = A + B
a = A +（①+②）
a = A +（①+②+③）
（定量不定时）
（定量定时）
a
[活动2]结合以下具体食物链，分析P55图3-5能量流经第二营养级的示意图。
1.兔子的摄入量、同化量、粪便量三者的关系是什么？谁才是流入第二营养级的能量？
摄入量 = 同化量 + 粪便量
流入第二营养级的总能量
2.兔子粪便中的能量属于第几营养级同化的能量？
草（第一营养级中被分解者分解后释放的能量）
3.在图中标注出兔子同化的能量的去向？
A
B
①
②
A+B（或者A+①+②）
能量流经第二营养级的示意图
输入
初级消费者摄入的能量
粪便中的能量
初级消费者同化的能量
呼吸作用以热能的形式散失
用于自身生长发育和繁殖
流入下一营养级（初级消费者）
随分解者利用
未被利用
输出
[思考]能量流经最高营养级与流经第一、第二营养级的来源和去向是否完全一致？
流入最高营养级的能量来自于通过摄入上一营养级同化来的能量
流入最高营养级的能量去向为：被分解者利用，若短时间还存在未被利用
小结:能量流动的过程
(2)箭头由粗到细：
(1)方框从大到小：
随营养级的升高，储存在生物体内的能量越来越少。
表示流入下一营养级的能量逐级递减。
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
*最高营养级没有这一去向
未被利用
能量流动示意图模型转换
输入第一营养级的能量(W1)即生产者的同化量被分为两部分
1.呼吸作用中以热能的形式散失
2.用于自身的生长、发育和繁殖
（A1）
（B1+C1+D1）
B1为未被利用
C1为被分解者利用
D1为流入下一营养级
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？
【提示】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.流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来？为什么？
【提示】不能，能量流动是单向的。
讨 论:
3.能量流动的特点
思考.讨论
---分析赛达伯格湖的能量流动
林德曼 R.L.Lindeman
美国生态学家 1915-1942
他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
---分析赛达伯格湖的能量流动
将数据换算为国际单位（Cal和J之间的换算），并将表格内容呈现为通用的能量流动图解模型。（注：图示换算后的数据与原始数据有一定出入，尤其是植食性动物流向分解者部分，可能改成下图时，整理者重新估算了数据）
生产者
464.6
植食性动物
62.8
肉食性动物
12.6
分解者
14.6
62.8
12.6
96.3
293
18.8
29.3
7.5
5.0
12.5
2.1
微量
太阳能
未固定
呼吸作用
122.6
未利用
327.3
1.以表格形式，将图中数据进行整理。例如，可以将每一营养级的能量“流入”和“流出”整理为一份清单（注意：此处“流出”特指输入后一个营养级的能量）
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。
464.6
62.8
12.6
62.8
12.6
生物所处的营养级越高,获取的能量越____,说明能量流动具有__________的特点。
少
逐级递减
讨 论：
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。
【答案】
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％
4. 通过以上分析，你能总结出什么规律？
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？
【提示】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；还有一部分末能进入(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。
【提示】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。
能量流动的特点
单向流动
逐级递减
能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级，再依次流向后面的各个营养级，不可逆转，也不能循环流动
一般来说，在输入到某一个营养级的能量中，只有10%—20%的能量能够流动下一个营养级。即，能量在相邻两个营养级之间的传递效率是10%—20%。
在一个生态系统中，营养级越多，能量流动过程中消耗的能量就越多，因此，生态系统中的能量流动一般不超过5个营养级。
原因:
生物间的捕食关系是一定的
(生物之间的捕食关系是长期自然选择的结果 )
散失的热能不能被生物体再利用
自身呼吸散失
原因:
分解者利用
未利用
3.能量流动的特点
模拟题说明：
模拟题对粪便的喜爱由来已久，并因此带来一个问题：流入（输入）消费者的能量是摄入量还是同化量？这个问题引申一下就涉及到另一问题：能量传递效率是相邻营养级的摄入量之比还是同化量之比。
图示数据源自林德曼，林德曼在分析时将每个个体整个拿来分析，未区分排遗部分。生态学教科书基本都认为生态效率（林德曼效率或能量传递效率）是相邻营养级的摄入量之比；大部分模拟题认为能量传递效率是相邻营养级的同化量之比。
任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以维持生态系统的正常运行
对一个稳定的生态系统而言，初级生产量（P）=整个生态系统的呼吸量（R）
如果一个生态系统获得的系统外能量补充减少，导致P＜R，该系统将退化甚至崩溃
1.能量流动的起点：
2.能量流动的途径：
10.能量传递的效率：
3.能量流动中能量形式的变化：
4.能量在食物链中流动的形式：
9.能量散失的主要途径：
5.能量流动的方向(以箭头表示)：
6.箭头由粗到细：
7.方块面积越来越小：
8.蓝色箭头表示：
生产者(主要是绿色植物)固定的太阳能
食物链和食物网
太阳光能 内有机物化学能 热能
有机物(食物)中的化学能
单向流动
表示流入下一个营养级的能量逐渐递减
营养级别越高，促存在生物体内的就越少
该能量是散失到系统外的，不能再利用的能量
通过呼吸作用以热能形式散失
10％～20％
归纳.总结
1.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
2.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
1.若某生态系统固定的总能量为24 000 kJ，则该生态系统的第三和第四营养级所获得的能量最多是（ ）能量最少是（ ）
A. 540 kJ和81 kJ B. 3600 kJ和960 kJ
C. 240 kJ和24 kJ D. 960 kJ和192 kJ
D
C
【方法技巧】能量流动有关计算
题型1：已知低营养级同化量，求高营养级
①最多获得的能量，按20%来算。
②最少获得的能量，按10%来算。
4.能量流动的相关计算
题型2：最高营养级推导生产者（消耗量）
2.大鱼体重增加1kg，最多(至少）需要浮游植物多少千克？
3.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
浮游植物
浮游动物
小鱼
大鱼
1000kg
10%
10%
10%
20%
20%
25kg
1kg
①需最多能量：选最长食物链；按÷10%计算
②需最少能量：选最短食物链；按÷20%计算
C
题型3：在能量分配比例已知时
遵循前2种题型的解题规律后按比例分别计算，最后相加
4.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？
沿食物链A→D→E→F→C逆推：
1/4kg÷20%÷20%÷20%÷20%＝625/4kg
消耗A最少，按最高传递效率20%计算：
75/4kg+625/4 kg=175kg
沿食物链A→B→C逆推：
3/4kg÷20%÷20%＝75/4kg
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 g C．1 600 g D．5 600 g
B
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)
二、生态金字塔
能量分析 生产者 植食性动物 肉食性动物
输入能量 464.6 62.8 12.6
赛达伯格湖的能量流动数据分析
[活动3]请同学们将赛达伯格湖的能量流动数据，用相应面积的图形表示，并按营养级由低到高排列。
资料
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
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
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金字塔形（稳定的生态系统中）
能量在流动中总是逐级递减的
（1）概念：
（2）意义：
（3）特点：
原因：
营养级
低
高
能量
高
低
思考：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
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
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
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
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
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置正金字塔形。
（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，则会呈现倒置金字塔。
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
【学以致用】
根据各类信息书写食物链（网）的方法
(1)根据能量或者有机物的含量“由多到少”书写食物链。
营养级 A B C D
能量（有机物） 15.9 870.7 1.9 141.5
根据能量多少和传递效率10%～20%,食物链为:
B→D→A→C
(2)根据数据的各种变式模型书写食物链。
丙→甲→乙→丁
乙→丙→甲
三、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，秸秆喂牲畜；粪便制作沼气；沼渣肥田，实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率
秸秆饲料
沼气池
沼渣
（≠能量的传递效率）
3.研究生态系统的能量流动，还可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
例如，合理确定草场的载畜量，稻田除草、除虫等。
3.2 生态系统的能量流动
1.能够概述生态系统中能量流动的过程和特征。
2.能够说出生态金字塔表征了食物网各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系。
3.能够概述研究生态系统能量流动的意义。
假如你像小说中的鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，除了饮用水之外没有任何食物。你随身带的食物只有一只母鸡、15Kg玉米。
先吃鸡再吃玉米
先吃玉米再吃鸡
先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡
一、能量流动
1.能量流动的概念：生态系统中能量的_______、________、______和_______过程。
输入
传递
转化
散失
以 形式散失
①源头：________。
②起点：从_______________________开始
③总值：__________________________。
①途径： 。
②形式： 。
生产者固定的太阳能
生产者固定的全部太阳能
食物链和食物网
有机物中的化学能
热能
光能
有机物中的化学能
光合作用
热能
呼吸作用
分解作用
输入
太阳能
传递
转化
散失
若为人工生态系统，流经生态系统的总能量除生产者固定的太阳能总量，还有人工补充的能量。
想一想:你今年吃了多少食物？涨了多少称？
吃了那么多却没涨几斤，剩下的去了哪儿？
能量输入
种群
能量储存
能量散失
能量输入
某营养级
能量储存
能量散失
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。
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。
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。
如果将一个营养级的所有种群作为一个整体，那么左图将概括为何种形式呢？
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。
科学方法：
2.能量流动的过程
[活动1]阅读P55第1、2自然段，结合以下具体食物链，回答以下思考题。 尝试构建能量流经第一营养级的模型。
99%
散失
1%
固定
1.野草的能量从哪里来？
太阳能
2.照射在野草上的太阳能是通过什么过程被其吸收利用的？
通过光合作用把太阳能转化为化学能，固定在所制造的有机物中
3.野草同化的能量与用于生长发育和繁殖的能量有什么关系？
生产者所固定的全部太阳能
(生产者的同化量）
（输入）
同化的能量=呼吸作用消耗的能量+用于生长、发育和繁殖的能量
4.野草用于生长发育和繁殖的能量有哪些去路？
被分解者利用的能量+流入下一营养级
（输出）
5.有限时间内（如1年内），野草的能量全都被利用了吗？
有一部分能量未被利用
（“未利用”指由于调查时间有限，能利用而暂时未被利用的能量）
能量流经第一营养级的示意图
生产者所固定的全部太阳能
呼吸作用以热能的形式散失
用于自身生长发育和繁殖
流入下一营养级（初级消费者）
被分解者利用
未被利用
输入
输出
A
B
a
①
②
③
输入 = 输出
a = A + B
a = A +（①+②）
a = A +（①+②+③）
（定量不定时）
（定量定时）
a
[活动2]结合以下具体食物链，分析P55图3-5能量流经第二营养级的示意图。
1.兔子的摄入量、同化量、粪便量三者的关系是什么？谁才是流入第二营养级的能量？
摄入量 = 同化量 + 粪便量
流入第二营养级的总能量
2.兔子粪便中的能量属于第几营养级同化的能量？
草（第一营养级中被分解者分解后释放的能量）
3.在图中标注出兔子同化的能量的去向？
A
B
①
②
A+B（或者A+①+②）
能量流经第二营养级的示意图
输入
初级消费者摄入的能量
粪便中的能量
初级消费者同化的能量
呼吸作用以热能的形式散失
用于自身生长发育和繁殖
流入下一营养级（初级消费者）
随分解者利用
未被利用
输出
[思考]能量流经最高营养级与流经第一、第二营养级的来源和去向是否完全一致？
流入最高营养级的能量来自于通过摄入上一营养级同化来的能量
流入最高营养级的能量去向为：被分解者利用，若短时间还存在未被利用
小结:能量流动的过程
(2)箭头由粗到细：
(1)方框从大到小：
随营养级的升高，储存在生物体内的能量越来越少。
表示流入下一营养级的能量逐级递减。
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
*最高营养级没有这一去向
未被利用
能量流动示意图模型转换
输入第一营养级的能量(W1)即生产者的同化量被分为两部分
1.呼吸作用中以热能的形式散失
2.用于自身的生长、发育和繁殖
（A1）
（B1+C1+D1）
B1为未被利用
C1为被分解者利用
D1为流入下一营养级
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？
【提示】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.流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来？为什么？
【提示】不能，能量流动是单向的。
讨 论:
3.能量流动的特点
思考.讨论
---分析赛达伯格湖的能量流动
林德曼 R.L.Lindeman
美国生态学家 1915-1942
他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
---分析赛达伯格湖的能量流动
将数据换算为国际单位（Cal和J之间的换算），并将表格内容呈现为通用的能量流动图解模型。（注：图示换算后的数据与原始数据有一定出入，尤其是植食性动物流向分解者部分，可能改成下图时，整理者重新估算了数据）
生产者
464.6
植食性动物
62.8
肉食性动物
12.6
分解者
14.6
62.8
12.6
96.3
293
18.8
29.3
7.5
5.0
12.5
2.1
微量
太阳能
未固定
呼吸作用
122.6
未利用
327.3
1.以表格形式，将图中数据进行整理。例如，可以将每一营养级的能量“流入”和“流出”整理为一份清单（注意：此处“流出”特指输入后一个营养级的能量）
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。
464.6
62.8
12.6
62.8
12.6
生物所处的营养级越高,获取的能量越____,说明能量流动具有__________的特点。
少
逐级递减
讨 论：
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。
【答案】
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％
4. 通过以上分析，你能总结出什么规律？
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？
【提示】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；还有一部分末能进入(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。
【提示】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。
能量流动的特点
单向流动
逐级递减
能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级，再依次流向后面的各个营养级，不可逆转，也不能循环流动
一般来说，在输入到某一个营养级的能量中，只有10%—20%的能量能够流动下一个营养级。即，能量在相邻两个营养级之间的传递效率是10%—20%。
在一个生态系统中，营养级越多，能量流动过程中消耗的能量就越多，因此，生态系统中的能量流动一般不超过5个营养级。
原因:
生物间的捕食关系是一定的
(生物之间的捕食关系是长期自然选择的结果 )
散失的热能不能被生物体再利用
自身呼吸散失
原因:
分解者利用
未利用
3.能量流动的特点
模拟题说明：
模拟题对粪便的喜爱由来已久，并因此带来一个问题：流入（输入）消费者的能量是摄入量还是同化量？这个问题引申一下就涉及到另一问题：能量传递效率是相邻营养级的摄入量之比还是同化量之比。
图示数据源自林德曼，林德曼在分析时将每个个体整个拿来分析，未区分排遗部分。生态学教科书基本都认为生态效率（林德曼效率或能量传递效率）是相邻营养级的摄入量之比；大部分模拟题认为能量传递效率是相邻营养级的同化量之比。
任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以维持生态系统的正常运行
对一个稳定的生态系统而言，初级生产量（P）=整个生态系统的呼吸量（R）
如果一个生态系统获得的系统外能量补充减少，导致P＜R，该系统将退化甚至崩溃
1.能量流动的起点：
2.能量流动的途径：
10.能量传递的效率：
3.能量流动中能量形式的变化：
4.能量在食物链中流动的形式：
9.能量散失的主要途径：
5.能量流动的方向(以箭头表示)：
6.箭头由粗到细：
7.方块面积越来越小：
8.蓝色箭头表示：
生产者(主要是绿色植物)固定的太阳能
食物链和食物网
太阳光能 内有机物化学能 热能
有机物(食物)中的化学能
单向流动
表示流入下一个营养级的能量逐渐递减
营养级别越高，促存在生物体内的就越少
该能量是散失到系统外的，不能再利用的能量
通过呼吸作用以热能形式散失
10％～20％
归纳.总结
1.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
2.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
1.若某生态系统固定的总能量为24 000 kJ，则该生态系统的第三和第四营养级所获得的能量最多是（ ）能量最少是（ ）
A. 540 kJ和81 kJ B. 3600 kJ和960 kJ
C. 240 kJ和24 kJ D. 960 kJ和192 kJ
D
C
【方法技巧】能量流动有关计算
题型1：已知低营养级同化量，求高营养级
①最多获得的能量，按20%来算。
②最少获得的能量，按10%来算。
4.能量流动的相关计算
题型2：最高营养级推导生产者（消耗量）
2.大鱼体重增加1kg，最多(至少）需要浮游植物多少千克？
3.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
浮游植物
浮游动物
小鱼
大鱼
1000kg
10%
10%
10%
20%
20%
25kg
1kg
①需最多能量：选最长食物链；按÷10%计算
②需最少能量：选最短食物链；按÷20%计算
C
题型3：在能量分配比例已知时
遵循前2种题型的解题规律后按比例分别计算，最后相加
4.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？
沿食物链A→D→E→F→C逆推：
1/4kg÷20%÷20%÷20%÷20%＝625/4kg
消耗A最少，按最高传递效率20%计算：
75/4kg+625/4 kg=175kg
沿食物链A→B→C逆推：
3/4kg÷20%÷20%＝75/4kg
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 g C．1 600 g D．5 600 g
B
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)
二、生态金字塔
能量分析 生产者 植食性动物 肉食性动物
输入能量 464.6 62.8 12.6
赛达伯格湖的能量流动数据分析
[活动3]请同学们将赛达伯格湖的能量流动数据，用相应面积的图形表示，并按营养级由低到高排列。
资料
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
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
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金字塔形（稳定的生态系统中）
能量在流动中总是逐级递减的
（1）概念：
（2）意义：
（3）特点：
原因：
营养级
低
高
能量
高
低
思考：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
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
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
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
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
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置正金字塔形。
（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，则会呈现倒置金字塔。
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
【学以致用】
根据各类信息书写食物链（网）的方法
(1)根据能量或者有机物的含量“由多到少”书写食物链。
营养级 A B C D
能量（有机物） 15.9 870.7 1.9 141.5
根据能量多少和传递效率10%～20%,食物链为:
B→D→A→C
(2)根据数据的各种变式模型书写食物链。
丙→甲→乙→丁
乙→丙→甲
三、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，秸秆喂牲畜；粪便制作沼气；沼渣肥田，实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率
秸秆饲料
沼气池
沼渣
（≠能量的传递效率）
3.研究生态系统的能量流动，还可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
例如，合理确定草场的载畜量，稻田除草、除虫等。