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第2课时
第3章 生态系统及其稳定性
能量流动的过程及特点
人教版 选择性必修2
1.通过分析能量在营养级间的流动情况，建立生态系统能量流动模型，概述生态系统中能量流动的过程
2.通过定量分析赛达伯格湖的能量流动，概述生态系统中能量流动的特征
任务1：回忆必修1中与能量代谢有关的生理过程，以草原上的一只兔为例，结合以下问题，画出能量流经生物个体的过程流程图
通过分析能量在营养级间的流动情况，建立生态系统能量流动模型，概述生态系统中能量流动的过程
目标
一
摄 入
同 化
消化吸收合成自身物质、储存能量
用于生长发育繁殖
捕食者 摄入
散失（热能)
呼吸作用
分解者利用
粪便
散失（热能)
呼吸作用
遗体残骸
任务2：阅读教材P55，结合图3-5示意图，归纳总结流入第二营养级的能量输入和输出途径
流入第二营养级的能量输入和输出途径：
呼吸作用
下一营养级
分解者利用
上一营养级
初级消费者
摄入（a）
初级消费者
同化(b)
粪便(c)
分解者利用
用于生长发育和繁殖（e）
次级消费者
摄入（i）
遗体
残骸
(f)
呼吸
作用
(d)
散失
呼吸作用
散失
…
未利用
(j）
（1）输入该营养级的总能量是指______（填字母）。
（2）粪便中的能量（c）______
（填“属于”或“不属于”）该营养级同化的能量，应为 。
（3）初级消费者同化的能量（b）=______+______。
（4）生长、发育和繁殖的能量（e）=______+______+______。
b
不属于
上一营养级同化的能量中流向分解者的部分
d
e
i
f
j
【思考】
生产者所同化
的全部太阳能
呼吸 作用
散失（热能）
用于生长发育和繁殖
分解者利用
残枝 败叶
分解作用
散失
未利用
初级消费者
（植食性动物）
【思考】生产者同化(固定)的能量去向有哪些？
①呼吸作用中以热能的形式散失
②随残枝败叶等被分解者分解而释放出来
③流入初级消费者
②③属于用于自身生长、发育和繁殖，储存在有机物中的能量
1.能量流经第一营养级的过程
3.能量流经最高营养级的过程
最高营养级
摄入
最高营养级
同化
粪便
分解者利用
用于生长
发育和繁殖
遗体
残骸
呼吸作用
散失
呼吸作用
散失
【思考】最高营养级同化的能量去向有哪些？
①呼吸作用中以热能的形式散失
②以遗体残骸的形式被分解者利用
最高营养级没有流入下一营养级的能量去向
【核心归纳】
(1)能量来源
①各营养级同化量的去向(能量的最终去向)：
(2)能量去向：流入某一营养级的能量去向可从以下两个角度分析：
1．流入某一营养级的能量的来源和去路
①生产者的能量主要来自太阳能
②消费者的能量来自上一营养级同化的能量
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、发育和繁殖
被分解者利用
流入下一个营养级
②短时间内
生产者
呼吸
初级消费者
次级消费者
呼吸
分解者
…
三级消费者
呼吸
呼吸
能量输入
①能量流动的渠道是 。
②能量散失的途径是各种生物的 (代谢过程)。
③流动过程中能量的转化是太阳能→ → 。
食物链和食物网
呼吸作用
有机物中的化学能
热能
生态系统能量流动模型
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。
【概述生成】
输入
源头：
总能量：
一般情况下是生产者固定的太阳能
传递
途径：
形式：
食物链和食物网
有机物中的化学能
转化
太阳能
散失
途径：
形式：
呼吸作用
热能
有机物中的化学能
热能
太阳能（地球上几乎所有的生态系统）
【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。
【思考和讨论】
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？
任务：阅读课本P56，分小组思考讨论下列问题。
通过定量分析赛达伯格湖的能量流动，概述生态系统中能量流动的特征
目标
二
林德曼得到的数据如图所示：
1.设计表格，整理赛达伯格湖能量流动图解中的数据，计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营养级能量的百分比。
营养级 流入能量 流出能量 出入比
生产者 464.6 62.8 13.5%
植食性动物 62.8 12.6 20.1%
肉食性动物 12.6 － －
能量传递效率=
某一营养级的同化量
上一营养级的同化量
×100%
能量在相邻两个营养级间的传递效率为 。
10%～20%
2.从方向上看，能量流动是否会逆转，能不能循环流动？为什么？
【提示】不会逆转，不能循环流动。因为：（1）生态系统各营养级间取食和被食的关系是不可逆的。（2）各营养级通过呼吸作用散失的热能不能再被生物利用。
3.从能量传递效率上看，能量为什么不能百分之百从一个营养级流到下一个营养级？
【提示】流入某一营养级的能量除了流入下一营养级的之外，还有：(1)一部分通过该营养级的呼吸作用散失；
(2)一部分作为排遗物、遗体或残枝败叶被分解者利用；
(3)一部分未被利用。
1.生态系统中能量流动是单向的；2.能量在流动过程中逐级递减。
【知识总结】
能量流动的特点：
传递效率为10％～20％
两个营养级之间
逐级递减的原因：自身呼吸消耗、被分解者分解、暂时未被利用。
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.先吃鸡，再吃玉米
玉米
鸡
人
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。
玉米
人
鸡
先吃鸡
原因：减少了鸡的消耗，
缩短食物链获得的能量更多，
持续时间更久。
食物链越短，最高营养级获得的能量越多。
问题探讨
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%。
在食物链A→ B→C→D中，则有
（1）已知A营养级净增重N,
按20%计算。则为N × (20%)3
①D营养级最多增重多少
②D营养级至少增重多少
按10%计算。则为N × (10%)3
（2）已知D营养级净增重M,
①至少需要A营养级多少
②最多需要A营养级多少
按20%计算。则为M ÷ (20%)3
按10%计算。则为M ÷ (10%)3
能量传递效率的计算
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)
①正推型（知低营养级，求高营养级）：
获能最少选 食物链 ；
获能最多选 食物链 。
最长
×10%
×20%
最短
②逆推型（知高营养级，求低营养级）：
需能最少选 食物链 ；
需能最多选 食物链 。
最短
÷20%
最长
÷10%

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