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(共25张PPT)
3.2 生态系统的能量流动
学习目标
1.通过对能量流经第一、第二营养级的分析，简述如何研究生态系统的能量流动过程。
2.通过对赛达伯格湖能量流动的定量分析，概述生态系统的能量流动规律。
3.用生态金字塔表征生态系统的能量流动等特点。
4.尝试运用生态系统的能量流动规律为生产实践提出合理建议，认同研究能量流动具有践意义。
问题探讨
假设你像小说中的鲁宾逊那样，流落在一个荒岛
上，那里除了又能饮用的水以外，几乎没有任何食物。
你随身尚存的食物只有一只母鸡、15千克玉米。
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。
1.能量流动的概念：是指生态系统中能量的 、 、 和
的过程。
2.能量流动的过程
(1)输入：生产者通过 把太阳能转化为化学能，固定在它们所制造的有机物中。
输入
传递
光合作用
转化
散失
一、能量流动的概念和过程
(2)传递、转化和散失过程(以第一营养级为例)
输入第一营养级的能量：
①一部分在生产者的 中以热能的形式散失。
②另一部分用于生产者的 等生命活动，储存
在植物体的有机物中。
构成植物体有机物中的能量：
a.一部分随着残枝败叶等被 分解而释放出来。
b.另一部分则被初级消费者摄入体内，流入 营养级。
呼吸作用
生长、发育和繁殖
分解者
第二
生产者
(植物)
呼吸
呼吸
呼吸
呼吸
初级消费者
次级消费者
三级消费者
(肉食动物)
分解者(细菌、真菌等）
呼吸
(草食 动物)
（肉食动物)
太阳
能量流经第二营养级
初级消费者的
摄入量
粪便量
同化量
呼吸作用散失
用于生长、发育、繁殖
遗体残骸
分解者
次级消费者摄入
次级消费者的同化量
粪便量
上一营养级（生产者）的同化量
初级消费者的同化量
初级消费者流向分解者的能量
总结1
摄入量 =
粪便量 +
同化量
同化量 =
用于生长、发育、繁殖
+
呼吸作用散失
用于生长、发育、繁殖
=
流向次级消费者的能量
流向下一营养级的能量
+
流向分解者的能量
关键点拨
生态系统的能量流动
(1)能量的输入：生产者的同化量。
(2)能量的输出：各生物成分的呼吸量。
(3)消费者的同化量：摄入量－粪便量。
(4)同化量的去路(某营养级能量的去路)：呼吸消耗量＋用于生长、发育和繁殖的能量＝呼吸消耗量＋流入下一营养级的能量＋被分解者利用的能量。
(1)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能(　　)
(2)呼吸作用所产生的能量都是以热能的形式散失(　　)
(3)生产者和各级消费者的能量均可流入下一营养级(　　)
(4)散失的热能不可以被生产者固定再次进入生态系统(　　)
(5)当狼吃掉一只兔子时，就获得了兔子的全部能量(　　)
理解巩固
×
×
×
√
×
“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗和未被后一下营养级和分解者利用的能量。
①同化量
②固定的太阳能
③流入该生态系统的总能量
二、能量流动的特点
思考·讨论
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)。
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。
生物群落 流入能量 流出能量
（输入下一个营级） 流出\流入（传递效率）
生产者
植食性动物
肉食性动物
分解者
464.6
62.8
13.52%
62.8
12.6
20.06%
12.6
14.6
流入某个营养级的能量，为什么不能百分之百地流向后一个营养级？
流入某一营养级能量主要有以下去向：一部分通过营养级的呼吸作用散失了；一部分作为排出物、遗体或残枝败叶不能进入下一个营养级，而为分解者利用；还有一部分未能进入（未被捕食）下一个营养级。所以，流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一个营养级。
思考·讨论
通过以上分析，你能得出什么规律？
逐级递减:
单向流动:
生产者
次级消费者
三级消费者
能量传递效率大约为10%—20%
初级消费者
不循环，不可逆
能量在沿食物链流动的过程中是逐渐减少的
二、能量流动的特点
生态系统维持正常功能的条件：
任何生态系统都需要不断得到来自 的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。
系统外
思考·讨论
能量在流动过程中逐级递减，与能量守恒定律矛盾吗？
为什么？
不矛盾。能量在流动过程中逐级递减，指的是流入各个营养级的能量。能量守恒定律可以用于衡量流入某个生态系统的总能量，总能量=储存在生态系统(生物体的有机物)中的能量+被各个营养级的生物利用、散发至非生物环境中的能量。因此，虽然能量在流动过程中逐级递减，但总能量依然遵循能量守恒定律。
(1)植物→鼠→鹰这条食物链，第三营养级含能量少(　　)
(2)生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的(　　)
(3)生态系统的能量流动是单向的，原因是一个营养级呼吸散失的
能量不能被生产者再同化，以及捕食关系是不可逆的(　　)
(4)一个生态系统在较长时期内没有能量输入就会崩溃(　　)
理解巩固
√
√
√
√
1.生态金字塔
(1)概念及类型：将单位时间内各营养级的 、 、
转换为相应面积(或体积)的图形，并将图形按照营养级的次序排列，可形成一个金字塔图形，分别叫作 金字塔、
金字塔和 金字塔，统称为生态金字塔。
能量数值
生物量
生物个体的数目
能量
生物量
数量
三、生态金字塔及研究能量流动的实践意义
(2)三种金字塔的比较
类型 能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔
形状
特点 天然生态系统_____为上窄下宽的(正)金字塔形 一般为_________的(正)金字塔形 一般为上窄下宽的(正)金字塔形，有时会出现_____
_________的(倒)金字塔形
一定
上窄下宽
上宽
下窄倒置
象 征 含 义 能量沿食物链流动过程中具有___________的特性 一般生物量(每个营养级所容纳的________的总干重)沿食物链中营养级的升高而逐级递减 一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级减少
特 殊 形 状 某些人工生态系统(如人工鱼塘)可呈现倒置状况 在海洋生态系统中，生产者浮游植物个体小、寿命短，又会不断被浮游动物吃掉，因而某一时间调查到的浮游植物的生物量可能要低于浮游动物的生物量 如一棵树与树上昆虫及鸟的数量关系：
逐级递减
有机物
2.研究能量流动的实践意义
(1)帮助人们将生物在时间、 上合理配置，增大流入某个生态系统的_______。如农田系统中的间种套作、蔬菜大棚中的多层育苗、稻—萍—蛙等
生产方式都充分利用了 ，获得了更大收益。
(2)帮助人们科学规划、设计 ，使能量得到 的利用。如“桑基鱼塘”等生态农业实现了对能量的 利用，提高了能量的_________。
(3)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 的部分。如合理确定草场的载畜量、划区轮牧、农田捉虫、除草等。
空间
总能量
立体农业
空间和资源
人工生态系统
最有效
多级
利用率
对人类最有益
秸秆的多级利用
桑基鱼塘
(1)由于能量在流动的过程中逐级递减，所以营养级越高，该营养级的总
能量及生物的数量就会越少(　　)
(2)拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向，提高生态系统的能
量传递效率(　　)
(3)利用农作物秸秆培育蘑菇，实现了生态系统中能量的循环利用(　　)
(4)研究能量流动，可调整能量流动关系，使生产者固定的能量全部流向
人类(　　)
理解巩固
×
×
×
×
思考·讨论
人类位于食物链的顶端，从能量金字塔来看，人口数量日益增长，这会对地球上现有的生态系统造成什么影响
人口数量日益增长，会要求低营养级有更多的能量流入人类所处的营养级，也就是说，人类所需要的食物会更多，将不得不种植或养殖更多的农畜产品，会给地球上现有的自然生态系统带来更大的压力。
生态系统的能量流动
概念
过程
特点
实践
意义
单向流动
逐级递减
传递效率10％～20％
指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失过程。
1.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。
2.使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
小结
理解巩固
1.下列有关生态系统能量流动的描述不正确的是（ ）
A.生态系统中的能量输入特指绿色植物的光合作用
B.生态系统中的能量传递包括不同生物通过捕食关系传递能量
C.生态系统中的能量转化包括光合作用固定光能、细胞呼吸分解
有机物合成ATP等
D.生态系统中的能量最终以呼吸作用产生热能的形式散失出去
A
理解巩固
2.下列有关生态系统能量流动的叙述中，不正确的是（ ）
A.能量流动是单向的、不可逆转的
B.食物链越短，可供最高营养级消费的能量越多
C.初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少
D.营养级越多，散失的能量越多
C

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