资源简介

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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？　
第3章　
生态系统及其稳定性
第2节　
生态系统的能量流动
　　你认为以下哪种生存策略能让你维持更长的时间 来等待救援：
　　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。
　　【提示】应该先吃鸡，再吃玉米。若选择2，则增加了食物链的长度，能量逐级递减，最后人获得的能量较少。
　　假设你像小说中的鲁宾逊那样，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。你随身尚存的食物只有一只母鸡、15kg玉米。
讨论
　　 问题探讨
　　1．能量流动的概念
　　生态系统中能量的＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿和＿＿＿的过程，称为生态系统的能量流动。
输入
传递
转化
散失
次级
消费者
　　 一、能量流动的概念
生
产者
初级
消费者
　　2．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：
　　 一、能量流动的概念
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
　　（1）如果以个体为单位研究能量流动，有什么问题？
　　以个体为研究对象，有很大的局限性和偶然性，如个体死亡，数据可能不准确；不同个体间差异过大等。
思考·讨论
　　（2）如果以种群为单位研究能量流动，有什么问题？
　　 2．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
　　以种群为研究对象,能量的流动渠道为食物链(或食物网),在分析时,可能因食物网的复杂性而影响结果的准确性。
　　（3）如果将一个营养级的所有种群作为一个整体来研究，图示能量流动的情况。这种方式有什么优点
　　 2．研究能量流动的基本思路
能量输入
某营养级
能量储存
能量散失
捕食食物链中包含一个个环节，处于某一环节上所有生物种类的总和，称为营养级。
某一营养级的生物代表处于该营养级所有生物，不代表生物个体，也不代表某一生物群体。
　　将一个营养级的所有种群作为一个整体来研究能量流动，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。
　　1．能量流经第一营养级的过程
　　 二、能量流动的过程
被地球表面的大气层吸收、散射和反射掉了
绝大部分
约1%　光合作用
生产者固
定的太阳能
生产者（第一营养级）
呼吸作用（以热能形式散失）
用于生长、
发育和繁殖
残枝败叶等
分解者
初级消费者
摄食
第二
营养级
　　2．能量流经第二营养级的过程
用于生长、发育和繁殖
次级消费者摄入
……
呼吸作用
散失（热能）
呼吸作用
散失（热能）
遗体　残骸
分解者利用
粪　便
初级消费者
摄入
初级消费者
同化
　　 二、能量流动的过程
　　（1）请写出摄入量和同化量之间的关系。
　　同化量＝摄入量－粪便量
　　（2）输入初级消费者的能量是哪部分？初级消费者粪便中的能量属于哪个营养级？
　　初级消费者同化的能量。
　　（3）输入初级消费者的能量的去路有哪些？
　　①通过呼吸作用以热能形式散失；
　　②一部分流入下一个营养级；
　　③被分解者分解利用。
　　 2．能量流经第二营养级的过程
属于上一营养级的同化量
、
　　1．输入该生态系统的总能量是什么？
　　输入的总能量是生产者固定的太阳能。
　　 二、能量流动的过程
生产者
（绿色植物）
呼吸作用
分　解　者
呼吸作用
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
　　2．各营养级生物能量的来源？
　　生产者的能量来自太阳能；各级消费者的能量一般来自上一个营养级。
　　 二、能量流动的过程
生产者
（绿色植物）
呼吸作用
分　解　者
呼吸作用
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
　　3．生态系统中能量传递的形式和渠道分别是什么？
　　传递的形式是有机物，渠道是食物链和食物网。
　　 二、能量流动的过程
生产者
（绿色植物）
呼吸作用
分　解　者
呼吸作用
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
　　4．生态系统能量流动过程中，能量是怎么转化的？
　　转化过程是由太阳能 →有机物中化学能→热能。
　　 二、能量流动的过程
生产者
（绿色植物）
呼吸作用
分　解　者
呼吸作用
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
　　5．生态系统中能量散失的途径和形式分别是什么？
　　散失的途径是呼吸作用，形式是热能。
　　 二、能量流动的过程
生产者
（绿色植物）
呼吸作用
分　解　者
呼吸作用
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
　　6．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（生物体有机物）中，而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。
　　 二、能量流动的过程
生产者
（绿色植物）
呼吸作用
分　解　者
呼吸作用
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
　　7．流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来？
　　不能，能量流动是单向的。
　　 二、能量流动的过程
生产者
（绿色植物）
呼吸作用
分　解　者
呼吸作用
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
　　 二、能量流动的过程
一切生命活动都伴随着能量的变化。没有能量的输入，也就没有生命的生态系统。
能量的输入
能量的散失
生态系统
传递
转化
　　 归纳提升
　　1．流入某一营养级（最高营养级除外）的能量去向可从以下两个角度分析：
①
②
③
①
②
③
④
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。
　　 归纳提升
　　2．能量流动的几个关系式
　　（1）同化量＝摄入量－粪便量
　　　＝呼吸消耗量＋用于生　长、发育和繁殖的能量
　　（2）用于生长、发育和繁殖的能量
＝
同化量－呼吸消耗量
＝流入下一营养级的能量＋被分解者利用的能量（＋未利用的能量）
、
　　 归纳提升
　　3． “拼图法”分析能量流动的过程（按照定量定时分析）
　　生产者固定的能量W1被分为两部分：一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了（A1），一部分用于生产者的生长、发育和繁殖（未利用的能量B1＋流向分解者的能量C1＋流入下一个营养级的能量D1）。即W1 ＝ A1＋B1＋C1＋D1 。
　　同理，第二营养级同化的总能量D1 ＝ A2＋B2＋C2＋D2 。
即 时 巩 固
　　1．下列有关生态系统能量流动的叙述，正确的是（　　）
A．生态系统的能量流动是指能量的输入和散失的过程
B．流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能
C．流入第二营养级的总能量是指初级消费者同化的能量
D．各营养级同化的能量都会沿着食物链和食物网流向下一营养级
C
即 时 巩 固
　　2．某同学绘制了如图所示的能量流动图解，下列叙述正确的是（　　）
　　
　　A．生产者固定的总能量可表示为A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2
　　B．初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为B2＋D2
　　C．初级消费者摄入的能量为A2＋B2＋C2
　　D．W1＝D1＋D2
A
　　 三、能量流动的特点
　　为了研究能量流经生态系统的食物链时，每一级的能量变化和能量转移效率，美国生态学家林德曼（1915—1942）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了定量分析。提出了“林德曼定律”，标志着生态学开始从定性走向定量。
一边阅读，一边完成学案上的表格
　　 思考·讨论　　分析赛达伯格湖的能量流动　　　
营 养 级 流入的能量 流出（输入下一营养级）的能量 呼吸作用 散失 分解者利用 未利用 流出/流入（%）
生 产 者
植食性动物
肉食性动物 —— 微量 ——
13．5
20．06
464．6
62．8
96．3
12．5
293
62．8
12．6
18．8
2．1
29．3
12．6
7．5
5．0
＝　　　 ＋ ＋ ＋
　　1．用表格的形式， 将图中的数据进行整理。计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营养级能量的百分比。
一边阅读，一边完成学案上的表格
　　 思考·讨论　　分析赛达伯格湖的能量流动　　　
　　2．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？
　　 流入某一营养级的能量除了流入下一营养级之外，还有：
　　①一部分通过该营养级的呼吸作用散失了；
　　②一部分以排出物、遗体或残枝败叶的形式被分解者利用；
　　③一部分未能进入（未被捕食）下一营养级。
一边阅读，一边完成学案上的表格
　　 思考·讨论　　分析赛达伯格湖的能量流动　　　
　　3．通过以上分析，你能总结出什么规律？
　　（1）生态系统中的能量流动是单向的；
　　（2）能量在流动过程中逐级递减。
营 养 级 流入的能量 流出（输入下一营养级）的能量 呼吸作用 散失 分解者利用 未利用 流出/流入（%）
生 产 者
植食性动物
肉食性动物 —— 微量 ——
13．5
20．06
464．6
62．8
96．3
12．5
293
62．8
12．6
18．8
2．1
29．3
12．6
7．5
5．0
　　 三、能量流动的特点
　　（1）生态系统中的能量流动是单向的；
　　能量沿＿＿＿＿＿由低营养级流向高营养级，不可＿＿＿，也不能＿＿＿＿＿。　　
　　（2）能量在流动过程中逐级递减。
　　（1）相邻两个营养级间的能量传递效率是＿＿＿＿＿＿＿。
　　（2）营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就＿＿＿，生态系统中能量流动一般不超过＿＿个营养级。
能量传递效率= ×100%
下一营养级同化量
上一营养级同化量
10%～20%
食物链
逆转
循环流动
越多
5
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。
　　 归纳提升
　　1．流经人工生态系统（如人工鱼塘、城市污水处理池等）的总能量＝人工投放的饵料或城市污水中有机物所含的能量＋生产者固定的太阳能。
　　2．能量传递效率是指各营养级之间的能量传递，不是指个体或种群之间。
即 时 巩 固
　　3．下列有关生态系统能量流动的叙述，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10%～20%的能量就流入了狼的体内
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．生态系统的能量是可以循环利用的
C
即 时 巩 固
　　4．某人工鱼塘中存在如下图所示的能量流动关系，其中字母表示能量（单位：kJ）。据图分析错误的是（　　）
　　A．草鱼与植物之间的能量传递效率为c/a×100%
　　B．d是草鱼用于生长、发育和繁殖的能量
　　C．在自然水域（自然池塘）中往往d＋f＝c
　　D．g中含有部分植物通过光合作用固定的能量
A
　
思维导图 晨读必背
　　1．生态系统的能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程。
　　2．流入每个营养级中能量的去路一般有：通过呼吸作用以热能的形式散失、流入下一营养级（最高营养级除外）及遗体残骸被分解者分解。
　　3．能量流动的特点是单向流动、逐级递减。
作业：完成课后相关练习

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