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第1课时 能量流动的过程及特点
第3章 生态系统及其稳定性
第2节 生态系统的能量流动
学习目标
1. 分析能量流动的过程。
2. 概述生态系统能量流动的特点。
核心素养
1.尝试运用结构分析法、模型方法等，分析生态系统的能量流动。
2.基于对生态系统的能量流动的分析，强化生命的系统观、结构与功能观、物质与能量观。
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教援
策略1.先吃鸡，再吃玉米。
策略2.先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，
吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。
问题探讨
一
生态系统能量流动的概念
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
一
生态系统能量流动的概念
科学方法
能量流经某种群的情况
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
能量输入
种群
能量储存
能量散失
能量流动概念模型
二
能量流动的过程
光合作用
分解者利用
光合作用
太阳光能
生产者固定
未固定
呼吸作用
热能散失
生长、发育、繁殖
初级消费者
分解者
1
构建第一营养级能量流动模型
呼吸作用
散失
二
能量流动的过程
光合作用
太阳光能
生产者固定
未固定
呼吸作用
热能散失
生长、发育、繁殖
初级消费者
分解者
生产者固定
生长、发育、繁殖
生产者呼吸消耗
1
构建第一营养级能量流动模型
二
能量流动的过程
生产者固定
生长、发育、繁殖
流向初级消费者
流向分解者
1.几乎所有生态系统的能量都来自太阳光能
海底热泉生态系统
能量都来自化学能
1
构建第一营养级能量流动模型
生产者呼吸消耗
二
能量流动的过程
1.几乎所有生态系统的能量都来自太阳光能
海底热泉生态系统
能量都来自化学能
2.输入生态系统的能量即生产者固定的能量
1
构建第一营养级能量流动模型
二
能量流动的过程
呼吸作用
光合作用
分解者
摄入
分解者
粪便中的能量属于上一营养级同化的能量
某级消费者同化（固定）的能量是上一营养级流向此营养级的能量
热能散失
呼吸作用
热能散失
呼吸作用
初级消费者摄入
热能散失
初级消费者同化
摄入
粪便
分解者
生长、发育、繁殖
次级消费者
分解者
2
构建第二营养级能量流动模型
请尝试分析能量流经第四营养级的情况。
二
能量流动的过程
呼吸作用
三级消费者摄入
热能散失
三级消费者同化
摄入
粪便
分解者
生长、发育、繁殖
分解者
3
构建最高营养级能量流动模型
二
能量流动的过程
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
呼吸作用
呼吸作用
呼吸作用
分 解 者
呼吸作用
4
构建生态系统能量流动模型
二
能量流动的过程
小结
生产者同化的太阳能
能量输入
生产者同化的化学能
能量储存在有机物中沿食物链和食物网进行传递
能量传递
光能（化学能）→有机物中化学能→热能
能量转化
以热能的形式散失
能量散失
4
构建生态系统能量流动模型
二
能量流动的过程
思考 讨论
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
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
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。
不能，能量流动是单向的。
4
构建生态系统能量流动模型
三
能量流动的特点
思考 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。
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
4.通过以上分析，你能总结出什么规律
生产者
464.6
62.8
植食性动物62.8
12.6
肉食性动物12.6
分解者14.6
呼吸作用122.6
未利用327.3
12.5
2.1
微量
96.3
293
18.8
29.3
7.5
5.0
单位是J(cm2·a)
(焦每平方厘米年)
“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一个营养级和分解者利用的能量。
太阳能
未固定
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)。
1
分析塞达伯格湖的能量流动
三
能量流动的特点
营养级 流入能量/
[J/(cm2. a)] 流出能量(输入后一 个营养级)/J[(cm2. a)] 出入比/%
生产者 464.6 62.8 13.52
植食性动物 62.8 12.6 20.06
肉食性动物 12.6 ----- -----　
分解者 14.6 -----　 -----　
1
分析塞达伯格湖的能量流动
思考 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。
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)。
思考 讨论
三
能量流动的特点
流入某一营养级的主要能量去向有（1）通过该营养级的呼吸作用散失了；（2）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；（3）流入下一营养级。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。
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。
1
分析塞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
4.通过以上分析，你能总结出什么规律
三
能量流动的特点
（1）生态系统中能量流动是单向的。
能量依次流经各个营养级，不可逆转，也不能循环流动。
各营养级之间的捕食关系不可逆转
散失的热能不能被生物体再利用
2
生态系统能量流动的特点
三
能量流动的特点
（2）能量在流动过程中逐级递减。
能量在相邻的两个营养级间的传递效率是10%～20%
某营养级同化的能量
上一营养级同化的能量
× 100%
能量传递效率
=
2
生态系统能量流动的特点
三
能量流动的特点
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。因此，生态系统中的能量流动一般不超过5个营养级。
1. 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。
2. 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)输入就会崩溃。
注意：
2
生态系统能量流动的特点
（2）能量在流动过程中逐级递减。
三
能量流动的特点
策略1：先吃鸡，再吃玉米。
策略2：先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。
鸡
玉米
人
鸡
人
玉米
采用策略1人获得的能量更多，可以维持更长的时间。
2
生态系统能量流动的特点
本课小结
生态系统的能量流动
概念：
过程：
输入、传递、转化、散失
特点
单向流动
逐级递减
能量传递效率一般10%～20%
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。 ( )
当堂检测
√
√
×
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
当堂检测
C
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当堂检测
C
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