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课前3分钟 巩固记忆
1）生态系统的结构包括 。
2）生态系统的组成成分有 。
3）消费者的作用有 、 。
4）分解者能将 及 分解成无机物。
5）生态系统的营养结构包括 。
非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者
①加快生态系统的物质循环和能量流动；
②对植物的传粉和种子的传播有重要意义。
组成成分 + 营养结构
动植物的遗体 动物的排遗物
食物链和食物网
第3章 生态系统及稳定性
一、 生态系统的类型
二、 生态系统的结构
三、 生态系统的功能
四、 生态系统的稳定性
（食物链与食物网）
营养结构
组成部分
能量流动
物质循环
信息传递
问题.探讨 P54
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。
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。
你认为以下哪种生存策略能让你获得更多的能量，以维持更长的时间来等待救援？
1）先吃鸡，再吃玉米。
生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
能量流动
写出以上涉及到的食物链/网
玉米
鸡
人
你愿意分部分食物给鸡吃么？
第2节 生态系统的能量流动
本节聚焦:
能量在生态系统中是怎样流动的？
怎样理解生态金字塔？
研究能量流动有什么实践意义？
一
能量流动的过程
生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
能量流动
阅读课本P55第一、二段内容，思考以下问题：
1） 玉米的能量来自哪里？
2） 照射在玉米上的太阳能都被吸收了吗？
3） 玉米吸收太阳能后，以何种形式储存？有哪些去向？
（一）能量在第一营养级的输入与输出
新旧教材变化：
1. 增加了“生态金字塔”。
2. 金字塔特点表述为“上窄下宽”
3.“能量流动的意义”中增加了一项。
生 产 者
（固定量）
用于生长、发育
、繁殖的能量
（储存量）
被大气层吸收、散射、反射。
呼吸作用(热能散失)
分解者
残枝败叶等
输入量（固定量） = 输出量（呼吸量+储存量）
初级消费者
未利用能量（短时间）
99%
未固定
E = a + b = a + c + d + e
E
a
b
e
c
d
总光合作用 = 呼吸作用 + 净光合作用
（一）能量在第一营养级的输入与输出
第一营养级中能量的输出
1、第一营养级的输出包含： 、 。
2、第一营养级的输出包含： 、 、 。
3、第一营养级的输出包含： 、 、 、 。
一
能量流动的过程
能量的输入与输出
1. 输入：
2. 输出：
（一）能量在第一营养级的输入与输出
生产者固定的太阳能（输入量即固定量）
（1）自身呼吸作用
（2）用于自身生长、发育、繁殖
①流向分解者
②流向下一营养级
③未被利用（短期）
一
能量流动的过程
能量的输入与输出
（二）能量在第二营养级的输入与输出
阅读课本P55 图3-5 + 第二段后半内容：
1） 初级消费者（第二营养级）如何获取能量？
其分配情况又如何？
2） 据图3-5分析，摄入量、同化量、粪便量的关系。
哪一个是第二营养级的输入量？
思考：我们所吃食物中的全部能量都流入到我们身上了么？
哪些能量转化成了我们自己的能量？
哪些没有被我们吸收的？
这些能量之间有何关系？
（摄入量）
（粪便中的能量）
（同化量 ）
摄入量 ＝ 同化量 + 粪便量
粪便量属于谁的能量？
属上一营养级的能量。
（同化量 即输入量）
哪个为输入量？
初级消费者
（摄入）
初级消费者
（同化）
用于生长
发育和繁殖
次级消费者
（摄入）
分
解
者
遗体
残骸
粪便
呼吸作用
散失
…
流入第二营养级的总能量：
。
初级消费者同化的总能量
次级消费者
（同化）
粪便中的能量
次级消费者粪便中的能量归
属于 流入 的
能量。
初级消费者
分解者
从短期看，还有一部分能量为 。
未利用的能量
哪个字母表示初级消费者的输入量？次级消费者的输入量呢？
A
B
a1
C
D
E
a2
b
c
（二）能量在第二营养级的输入与输出
1、第二营养级的输出包含： 、 。
2、第二营养级的输出包含： 、 、 。
3、第二营养级的输出包含： 、 、 、 。
第二营养级中能量的输出
补充第二营养级
生产者
A3
B3
3、
次级消费者
C3
生产者
A2
B2
2、
次级消费者
生产者
A1
1、
次级消费者
整理：能量在每一营养级的输入与输出
1）次级消费者粪便中的能量属于以上哪部分的能量？
2）流向分解者的能量，能否流向生产者？消费者呢？
3）请整理能量流动的输入、转化、传递和散失过程。
a1 a2 a3 a4
流向分解者的能量，可流向消费者（食用菌），不能流向生产者。
b1 b2 b3 b4
固定量
同化量
一
能量流动的过程
能量流动
指生态系统中能量的输入、转化、传递和散失过程。主要在群落水平上分析。
1）输入：
3）传递：
4）散失：
太阳能 → 有机物的化学能
生产者固定的太阳能(也是能量流动的起点)
沿着食物链与食物网的渠道进行传递
2）转化：
输入过程：光合作用（主）、化能合成作用
→ 热能
最终以热能的形式散失
输入量（固定量、同化量） ≠ 摄入量
输出量 = 自身呼吸消耗的量
理解几种能量的关系：
输入量 ＝ 输出量
＝ 同化量 + 粪便量
+ 自身生长、发育、繁殖的能量
流入下一营养级的量
流向分解者的量
未被利用的量（短时间）
金版2.下图所示为某生态系统中能量流向物种甲后发生的一系列变化,下列有关叙述错误的是(　D　)A.A表示物种甲同化的能量B.E表示物种甲呼吸散失的能量C.D表示分解者呼吸散失的能量D.A中的能量包括物种甲粪便中的能量金版8观察各营养级能量的大小，发现规律并尝试解释。
固定量
同化量
单向流动、逐级递减
二
能量流动的特点
1. 单向流动
2. 逐级递减
原因：营养级的捕食关系是不可逆的。
原因：自身呼吸消耗一部分能量、
一部分能量流向分解者、
还有一部分暂时未被利用的能量。
传递效率为10％～20％
P57 任何生态系统的能量都需要不断得到系统外的能量补充（太阳能或化学能），以便维持生态系统的正常功能。
课前3分钟 读教材 P56-58
思考.讨论 P54
分析赛达伯格湖的能量流动(定量分析)
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。
优点：小、简单、稳定
图中数字为能量数值，单位是J/(cm2.a)(焦每平方厘米年）。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整体看待。
思考.讨论 P54
分析赛达伯格湖的能量流动
讨论1.用表格的形式，将每一营养级的能量“输入”和“输出”整理成为一份清单。
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。
赛达伯格湖的能量流动数据分析
464.6
62.8
12.6
14.6
62.8
13.52%
12.6
20.06%
传递效率为10％～20％
解释1. 为何不愿（一直）分食物给鸡。
解释2. 为何食物链上一般不超过5个营养级？
因为营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多。
能量传递效率 =
下一营养级同化量
上一营养级同化量
×100%
1．根据生态学原理，要使能量流经食物链的总消耗量降到最低，人们应采取下列哪一种食物结构 [ ]
A．以淡水养殖的鱼类为主 B．以家畜的肉类为主
C．以谷类和植物蛋白为主 D．以禽类的肉和蛋为主
C
动物体中也包含有许多人体所必需的营养（如氨基酸等），因此我们在摄取植物营养的同时，还需摄入动物营养。
2. 请用生态学观点解释：一山不容二虎。
老虎的营养级别很高，根据能量流动逐级递减的特点，虎可得到的能量很少，为了获得足够的能量维持生存，需要足够大的环境资源保障。
能量分析 生产者 植食性动物 肉食性动物
输入能量
赛达伯格湖的能量流动数据分析
464.6
62.8
12.6
如果将单位时间内各个营养级所得到的能量数值转换成相应面积（或体积）的图形，并将图形按照营养级的次序排列，可形成一个上窄下宽金字塔图形，叫做能量金字塔。
营养级别
低
高
低
能量获取
高
能量金字塔一定是正金字塔图形，不会倒置！！！
营养级越高，所获得的能量越少。
二
生态金字塔
1. 能量金字塔
2. 生物量金字塔
3. 数量金字塔
上窄下宽的正金字塔形
能量值关系图
总干重值关系图
数量值关系图
一般为正金字塔，
也可能是倒金字塔
（如某时刻调查中，海洋浮游植物与浮游动物生物量）
例如，在海洋生态系统中，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。
一般为正金字塔，
也可能是倒金字塔
（如昆虫与树的数量）
生产.生活 P58
传统农业生产 PK 立体农业生产
立体农业有哪些措施能增加流入生态系统的总能量？
间作、套种等
意义1：在时空上合理配置生物，增大流入生态的总能量，获得更多收益！
生产.生活 P58
意义2：科学设计人工生态，实现能量的多级利用，大大提高能量的利用率。
教材P60拓展应用——“变废为宝，多级利用”
哪个生态系统的能量能够更多地被人类利用？
帮助人们科学规划、设计人工生态系统， 使能量得到最有效的利用。
桔杆烧肥
桔杆沤肥 / 堆肥
老农施肥
1）化肥 Vs 农家肥
化肥 ：多为无机肥。营养单一、作用时间短；土壤板结；不经济
农家肥：有机肥，需分解者的分解。营养均衡、作用时间长；疏松土壤；能量多级利用；经济
2）桔杆的烧肥 Vs 沤肥：实现对能量的多级利用，提高能量的利用率。
烧肥：作用时间短；能量浪费大、污染环境；
沤肥：作用时间长；能量利用率高；疏松土壤；
生产.生活 P58
除草、除虫
及时去除农田中杂草、害虫的意义是什么？
意义3：可以调整农田生态系统中能量流动关系，使能量可以持续高效地流向对人类最有益地部分。
三
研究能量流动的实践意义
意义1：在时空上合理配置生物，增大流入生态的总能量，获得更多收益！
意义3：合理调整农田生态系统中能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益地部分。
意义2：科学设计人工生态，实现能量的多级利用，大大提高能量的利用率。
间作、套种、等立体农业
除草、除虫
“废物重新利用”
思维.训练 P59
能量流动的数据分析与处理
1926年，一位生态学家研究一块玉米田中的能量流动，得到的数据。
1. 这块田共收割玉米约10000株，质量为6000 kg。通过对玉米植株的化学
成分进行分析，计算出其中共含碳2675 kg，折算为葡萄糖6687 kg。
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1.6×107 kJ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8.5×1012kJ。
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：2045×1.6×104KJ=3.272×107 KJ
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=1.3972×108
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%
生态系统的能量流动是单向的、逐级递减的，人类无法改变这一规律，那么如何利用这一规律来指导生活和生产实践呢？
思维.训练 P59
能量流动的数据分析与处理
6.下图为某生态系统中的能量传递示意图(单位:kJ),下列叙述错误的是(　C　)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1250 kJB.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,可以提高能量传递效率D.食物链的营养关系一般不可逆,这决定了能量流动的单向性（E输入= E输出、10% — 20%）5.右图所示食物网中,E是生产者,共含有7.1×109kJ的能量,B的总能量为2.3×108kJ,从理论上计算A最多获得的能量是(　B　)A. 2.84×108kJ B. 2.38×108kJC. 1.41×109kJ D. 3.05×108kJ（E输入= E输出、10% — 20%）能量流动的计算
（ E输入 = E输出 、10% — 20%）
②能量输出有多个时　——　顺推（１／５或１／１０）
③能量输入有多个时　——　逆推（５倍　或　１０倍）
①每一营养级的能量输出有4项，而输入除了来源于上一营养，
还可能有人为输入的额外能量（如池塘生态系统中的有机物输入）。
④能量没有具体分配时，选（最长+传递率最小）或（最短 + 传递率最大）的一条计算。
能量传递率 =
流入下一营养级的能量
这一营养级的同化量
×100%
１）若人的食物来源中有一半来自于牛肉，一半来自于生产者，现有生产者的能量共Ｇ千焦，则人最多能得到的能量为　　　 　。
２）若生产者的能量有一半给人，一半分配给牛，现生产者的能量共有Ｇ千焦，则杂食动物人最多能得到的能量为　　 　　。
G/15 KJ
3G /25 KJ
3）若生产者的能量共有Ｇ千焦，人可以食用生产者和牛。人能得到的能量为　　 　　。
G/100 KJ －G/5 KJ
典1：
②能量输出有多个时　——　顺推（１／５或１／１０）
①能量输入有多个时　——　逆推（５倍　或　１０倍）
典1：
1）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 倍。
2）某生态系统中存在如图所示的食物网，如将甲能量的分配比例由丙∶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 倍。
1.375
1.273
②能量输出有多个时　——　顺推（１／５或１／１０）
①能量输入有多个时　——　逆推（５倍　或　１０倍）
典2.1）该生态系统中流入生物群落的总能量有哪些来源？2）a、b、c的值分别是；3）生产者与植食性动物的传递率为，植食性动物与肉食性动物的传递率为。abc图中数字为能量数值，单位为103kJ/(m2·y)。2.5×103kJ/(m2·y)14×103kJ/(m2·y)110×103kJ/(m2·y)12.7%15.6%生产者固定的太阳能+（人为输入）有机物中的化学能课后习题
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
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＜b+c D.c=a+b
√
×
√
C
B
例.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
种群 输入的总能量 用于生长、发育和繁殖的能量 呼吸消耗 传递给分解者 传递给下一营养级 未被利用的能量　　
A Ｘ Ｙ 65.5 3.0 15.0 41.5
B 15.0 5 Ｍ 0.5 N 2.5
C 2 0.6 1.4 微量(不计) 无

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