资源简介

(共48张PPT)
2.3 基因工程的应用
第九单元 生命与环境
9.6-生态系统的能量流动
课标要求
1.分析生态系统中的能量在生物群落中单向流动并逐级递减的规律。
2.举例说明如何利用能量流动规律，使人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。
3.解释生态金字塔表征了食物网各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系。
考点一
能量流动的过程
（1）概念
输入
来源：太阳能；
传递
途径：食物链和食物网
转化
散失
途径：生物自身的呼吸作用。
：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程
热能
太阳光能
有机物中化学能
光合作用
呼吸作用
形式：最终以热能形式散失。
形式：有机物中的化学能
流经生态系统总能量：生产者固定的太阳能总量（约占1%）
若为人工生态系统，还有人为补充的能量（如饲料的能量）。
1.能量流动的过程
能量的输入、传递、转化和散失的过程如何？
2.能量流经第一营养级的过程
同化作用：是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身物质，并且储存能量的过程。
照射到植物体的太阳能
99%
散失
光合作用
生产者
固定的太阳能
（同化量）
呼吸作用
散失（热能）
用于生长发育繁殖
摄入
(初级消费者)
残枝败叶
分解者利用
呼吸作用
散失
（热能）
课本P55
④生长、发育和繁殖的能量= .
②输入某营养级的总能量是指该营养级 。
①摄入量= .
3.能量流经第二营养级的过程
初级消费者同化量
用于生长、发育和繁殖
次级消费者摄入
……
分解者利用
呼吸作用
热能散失
粪便
呼吸作用
散失
遗体残骸
初级消费者摄入
③初级消费者同化的能量= .
同化量+粪便量
同化的能量
呼吸消耗的能量+用于生长、发育和繁殖的能量
分解者利用的能量+下一营养级同化的能量
粪便中的能量不属于该营养级同化的能量，粪便量是上一营养级同化的能量。
据图分析：
4.流入每一营养级的能量最终去向
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
③被分解者利用
各营养级同化量去路
④未被利用(最终也将被分解者利用)
①通过呼吸作用以热能形式散失
②被下一营养级同化(最高营养级除外)
同化量
同化量
同化量
同化量
能量流动逐级递减
归纳
能量流动过程的模型
“一来二去”模型 “一来三去”模型 “一来四去”模型
①同化量＝呼吸作用散失的能量＋用于生长发育繁殖的能量
②消费者同化量＝摄入量－粪便量
①生长、发育和繁殖的能量＝流入下一个营养级的能量＋流向能量分解者的能量
②同化量＝呼吸作用散失的能量＋流入下一个营养级的能量＋流向能量分解者的能量
③最高级消费者的能量去向不存在流入下一个营养级的能量
未利用的能量：包括生物每年的积累量和动植物残体以化石燃料形式被储存起来的能量，最终也将被分解者利用。
①生长、发育和繁殖的能量＝流入下一个营养级的能量＋流向分解者的能量＋未利用的能量
②同化量＝呼吸作用散失的能量＋流入下一个营养级的能量＋流向能量分解者的能量＋未利用的能量
分析讲义P305
右图表示能量流入第二营养级后的去向，据图回答有关问题：
(1)初级消费者摄入的能量是其同化量吗？它们之间存在什么关系？
拓展 提升科学思维
初级消费者摄入的能量不等于其同化量。它们之间的关系：同化量＝摄入量－粪便量。
不是。初级消费者粪便中的能量不属于其同化的能量，而是属于生产者所同化的能量。
(2)初级消费者粪便中的能量是其同化量的一部分吗？为什么？
(3)第二营养级的摄入量(a)、同化量(b)及净同化量(e)分别可以如何计算(用图中字母的表达式表示)
摄入量(a)＝b＋c；同化量(b)＝a－c＝d＋e＝d＋i＋f；净同化量(e)＝b－d＝i＋f。
判断常考语句，澄清易混易错
(1)当狼吃掉一只兔子时，就获得了兔子的全部能量。(　　)
(2)初级消费者的粪便量属于第二营养级能量。(　　)
(3)同化量≠用于生长发育和繁殖的能量。(　　)
(4)呼吸作用所产生的能量都是以热能的形式散失。(　　)
(5)分解者的分解作用也是通过呼吸作用完成的。( )
(6)流经人工生态系统的总能量是生产者固定的太阳能。( )
×
√
×
√
×
×
流经人工生态系统的总能量：
生产者固定的太阳能和人工输入的有机物中的化学能
1.“螳螂捕蝉，黄雀在后”体现了食物链的原理，若鹰迁入了蝉、螳螂、黄雀所在的树林中，捕食黄雀并栖息在林中。下列叙述正确的是
A.蝉、螳螂、黄雀、鹰构成了一条食物链
B.鹰的迁入使得黄雀的数量大幅持续锐减
C.螳螂通过捕食蝉获得了蝉能量的10%～20%
D.鹰的迁入增加了该生态系统能量流动的环节
D
突破 强化关键能力
2.如图表示在某生态系统中，能量流经第二营养级的示意图。下列对该图分析不合理的是（ ）
A.能量流动是伴随着物质利用进行的
B.图中甲为初级消费者同化的能量
C.该图不够完善，缺少甲中因呼吸作用以热能形式散失的能量
D.乙比甲的能量少的原因主要是甲的遗体残骸中的能量被分解者利用而
未传递下去
乙比甲的能量少的主要原因是呼吸作用消耗了很多的能量，D不合理。
突破 强化关键能力
D
1.（22·23·济宁·三模）光合作用同化的总能量称为初级生产量；生物积累的、可被下一营养级利用的能量，称为净生产量；食物中不能消化的物质被排遗或吐掉，其所含能量称为排遗能量；动物尿素等排泄物中的能量称为排泄能量。如图是某生态系统能呼吸作用量流动示意图，甲～丁表示生物类群，a～h表示能量。下列叙述错误的是（ ）
A．该生态系统的初级生产量为a+d+f
B．乙营养级的排泄能量属于g的一部分
C．乙的净生产量等于其生物量所含的能量
D．丙营养级的同化能量=摄入能量一排遗能量
C
【学以致用】
2.(2021·湖南岳阳一楼)下图为生态系统中能量流动部分示意用(字母表示能量)。下列叙述正确的是 (　 　)
A．图中b＝h＋c＋d＋e＋f
B．缩短食物链可以提高能量传递效率
C．“草→免→狼”这一关系中，狼粪便中的能量属于d
D．生产者与初级消费者之间的能量传递效率为b/a×100%
C
【学以致用】
呼吸作用
散失（热能）
呼吸作用
散失
（热能）
分解者利用
遗体残骸
摄入
(初级消费者)
用于生长发育繁殖
摄入量 = 同化量 + 粪便量（未同化量）
摄入
(次级消费者)
粪便
(未同化量)
同化
消化吸收合成自身物质，储存能量
小结: 能量流经生物个体的过程
同化量= 呼吸作用散失＋自身生长发育
同化量= 呼吸作用散失＋流向下一营养级＋分解者利用
注意:粪便中的能量是属于上一个营养级的能量
考点二
能量流动的特点及研究能量流动的实践意义
1.能量流动的特点
(1)单向流动
①方向：沿 由低营养级流向高营养级。
②特点：不可 ，也不能 。
(2)逐级递减
①能量传递效率：相邻两个营养级间的能量传递效率为 。
②营养级数量：生态系统中的能量流动一般不超过 个营养级。
归纳 夯实必备知识
食物链
逆转
循环流动
10%～20%
5
流经某生态系统的能量 再回到该生态系统，原因是：
. 。
不能
能量流动是单向的
食物链中的捕食关系是长期自然选择的结果，不能逆转；
生产者不能再利用散失的热能
项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔
形状
每一阶 含义
象征 含义
特点
2.生态金字塔
只有生产者和消费者
每一营养级生物所含能量的多少
每一营养级生物个体的数目
每一营养级所容纳的有机物的总干重
能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性
一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐步递减
一般生物有机物的总质量沿食物链升高逐级递减
正金字塔形
一般为正金字塔形，也有倒金字塔
一般为正金字塔形
小鸟
昆虫
树
浮游植物的个体小，寿命短，
又不断被浮游动物吃掉，所
以某一时间浮游植物的生物
量(用质量来表示)可能低于
浮游动物的生物量
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。
人类研究能量流动意义何在
（1）从能量流动角度分析，桑基鱼塘增加经济效益的原因是？
3.研究能量流动的意义
实现能量多级利用，提高能量的利用率
合理调整生态系统能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类最有益的部分
（2) 桑树常见的虫害有桑象虫、桑芽瘿蚊、桑尺蠖、桑螟、桑蟥等，影响桑树种植的产量和质量，需及时防治。从能量流动角度分析除害虫的意义是？
（3）根据洞庭湖能量流动特点合理地确定鱼塘的载鱼量，保证渔产品的持续高产，这体现了研究生态系统的能量流动的什么意义？
合理调整生态系统能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类最有益的部分
（4) 洞庭湖腹地的湖南省南县田里插秧、水里有蛙、架棚种菜，这“水陆空”一体的稻蛙菜种养基地令人大开眼界。这种立体农业模式体现了研究生态系统的能量流动的什么意义？
将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量
3.研究能量流动的意义
(1).帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。例如间作套种，多层育苗。
(3). 帮助人们合理的调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类有益的部分。例如根据草场的能量流动特点，确定载畜量；治虫；除草。
归纳总结 研究能量流动的实践意义
(2). 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，实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。例如沼气工程，桑基鱼塘。 注意是提高利用率而不是提高传递效率！！
间作
沼气工程
畜牧养殖
能量利用率≠能量传递效率
1.能量传递效率：
生态系统中，能量在相邻两个营养级间的传递效率是10％～20％,不是两个个体或食物网中的两个种群之间的传递效率,能量传递效率可以低于10%,但一般不高于20%
2.能量利用率：(可提高/可降低)
一般指流入最高营养级的能量占生产者固定总能量的比值
特点：一般来说，食物链越短，能量利用率越高；
能量利用率=
生产者能量
流入最高营养级的能量
×100%
3.研究能量流动的实践意义
1.下列关于生态系统能量流动的叙述正确的是（ ）
A.生产者固定的总能量一定多于消费者和分解者同化的总能量
B.流经鱼塘生态系统的总能量等于鱼塘中生产者固定的太阳能
C.能量传递效率指相邻两个营养级间的传递效率，而非生物个体
D.生态农业增加了农田生态系统中的食物链，将提高能量传递效率
c
【学以致用】
2.“桑基鱼塘”被联合国粮农组织认定为全球重要农业文化遗产，它的“塘基种桑、桑叶喂蚕、蚕沙(蚕的粪便)养鱼、鱼粪肥塘、塘泥壅桑”生产方式成为生态农业的典范。相关叙述正确的是（ ）
A. 该群落的物种组成是区别于其他农田群落的重要特征
B. 蚕沙中的能量属于蚕同化的能量
C.“桑基鱼塘”在本生态系统内实现了物质循环功能
D. 塘泥中丰富的有机物(肥)可被桑树直接吸收利用
A
【学以致用】
能量的多级利用
3.如图所示的食物网中，如果每个营养级能量传递效率均为20%，且下一营养级从上一营养级各种生物中获得的能量相等。虎要获得1 kJ能量，则需要消耗草的能量为
A.150 kJ B.125 kJ
C.100 kJ D.75 kJ
突破 强化关键能力
D
大本308页
4.(2019·全国Ⅱ，6)如果食物链上各营养级均以生物个体的数量来表示，并以食物链起点的生物个体数作底层来绘制数量金字塔，则只有两个营养级的夏季草原生态系统(假设第一营养级是牧草，第二营养级是羊)和森林生态系统(假设第一营养级是乔木，第二营养级是昆虫)数量金字塔的形状最可能是
A.前者为金字塔形，后者为倒金字塔形
B.前者为倒金字塔形，后者为金字塔形
C.前者为金字塔形，后者为金字塔形
D.前者为倒金字塔形，后者为倒金字塔形
A
突破 强化关键能力
大本308页
5.（22·23下·万州·模拟预测）下图为能量流经生态系统某营养级的变化示意图（能量的单位为kJ）。下列有关叙述正确的是（ ）
A．用于第二营养级生长、发育和繁殖的能量为400kJ
B．第二营养级同化的能量中有192kJ流向丁
C．能量沿着食物链传递时具有单向流动、逐级递减的特点
D．第二营养级与第三营养级之间的能量传递效率为12%
突破 强化关键能力
C
同化量：400kJ
生长发育繁殖的能量：240kJ
240kJ-48kJ+第三营养级的粪便量
（48kJ-粪便量）/400kJ
A.图中f代表初级消费
者通过呼吸作用消耗
的能量
B.在“草→兔→狼”
这一食物链中，狼粪便中的能量属于d
C.若有未被利用的能量，则在g和i中有一处表示未被利用的能量
D.初级消费者与次级消费者之间的能量传递效率为e/b×100%
突破 强化关键能力
D
6.(2023·北京东城模拟)下图为生态系统中能量流动图解部分示意图(字母表示能量的多少)，下列叙述不正确的是(　　)
c;同化量
d;用于生长，发育和繁殖的能量
f,i;呼吸作用所散失的能量
7.(2023·江苏盐城高三期末)某小型生态系统的能量流动过程如图所示[单位为103 kJ/(m2·a)]，A、B、C、D代表不同的生物成分。下列叙述正确的是
A.由A、B、C、D构成的食物网是能量流动、
物质循环的主要渠道
B.B→D的能量传递效率约为18.7%
C.若利用A凋落的枝叶种植茶树菇，能提高
对光能的利用率
D.C分解有机物获取能量，同时也为A提供无机盐和CO2
D
小本 12题
茶树菇为异养型生物，不能利用光能
C为分解者
3÷18×100%≈16.7%
8.下图是某人工湖生态系统中能量流动的部分图解，其中字母表示同化量。下列叙述正确的是
A.浮游动物和鱼类作为消费者，在生态系统中可加快物质和能量的循环
B.甲种鱼和乙种鱼之间的能量传递效率为d/(b＋c＋e)×100%
C.向该人工湖中投放的饲料越多，甲种鱼和乙种鱼的数量就越多
D.该生态系统中每种生物的能量去向都有呼吸作用散失和流入下一营养级
B
小本 3题
9.能量流动是生态系统的主要功能之一，它包括生态系统中能量的输入、传递、转化和散失四个环节。如图表示某生态系统能量流动模型，图中W1为输入该生态系统第一营养级的能量。
下列叙述不正确的是
A.能量沿着食物链单向流动、逐级递减
B.生产者用于自身生长、发育和繁殖的能量为B1＋C1＋D1
C.第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率为D2/D1×100%
D.第二营养级生物粪便中的能量属于C1
C
D1/w1×100%
W1 同化量
D1 同化量
B1,B2 未被利用
小本 11题
讨论4：若有草100kg，最少让鱼增重___kg。
讨论3：若有草100kg，最多让鱼增重___kg。
讨论1：若鱼增加1kg，最多消耗_____kg草。
讨论2：若鱼增加1kg，最少消耗_____kg草。
100
25
4
1
草
鱼
虾米
(1kg/10%)/10%=100kg (1kg/20%)/20%=25kg
100x20%x20%=4kg
100kg x10%x10%=1kg
例1.某食物链如图：
10% ~ 20%
4.能量传递效率的计算
大本P306-307
例1　如图表示某生态系统食物网的图解，猫头鹰体重每增加1 kg，至少消耗A约
A.100 kg B.44.5 kg
C.25 kg D.15 kg
C
解析　食物链越短损耗越少，效率以20%计算。故食物链A→B→猫头鹰为最短，消耗的A为1÷20%÷20%＝25(kg)。
学以致用
知高营养级同化量，求低营养级
例2　如果一个人的食物中有1/2来自绿色植物、1/4来自小型肉食性动物、1/4来自羊肉，假如能量传递效率为10%，那么此人每增加1千克体重，需消耗植物
A.10千克 B.5千克 C.100千克 D.280千克
D
解析　写出三条食物链：①植物→人，在此食物链中人要增重0.5千克，消耗植物：0.5÷10%＝5(千克)；
②植物→羊→人，在此食物链中，人要增重0.25千克，消耗植物：0.25÷10%÷10%＝25(千克)；
③植物→植食性动物→小型肉食性动物→人，在此食物链中，人要增重0.25千克，消耗植物：0.25÷10%÷10%÷10%＝250(千克)。
所以人要增重1千克，需消耗植物280千克。
学以致用
例3
在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物获得能量，且各途径所获得的生物量比例确定，则需按照各单独的食物链进行计算后合并。
如图食物网中，假如猫头鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇。那么，猫头鹰若要增加20 g体重，最少需要消耗的植物为_______。
植物
兔子
猫头鹰
鼠
蛇
900
学以致用
1．(2022·山东德州模拟)由于“赤潮”的影响，一条6 kg重的杂食性海洋鱼死亡，假如该杂食性海洋鱼的食物有1/3来自植物，1/3来自食草鱼类，1/3来自以食草鱼类为食的小型肉食鱼类；那么按能量传递效率20%来计算，该杂食性鱼从出生到死亡共需海洋植物(　 　)
A．310 kg B．240 kg　　
C．180 kg　 D．150 kg
A
学以致用
2.(2018·海南，20)某地在建设池塘时，设计了如图所示的食物网，鲫鱼和鲢鱼生活在不同水层。下列关于该池塘生态系统的叙述，错误的是
A.鲫鱼既是初级消费者又是次级消费者
B.消耗等量藻类时，鳜鱼的生长量少于鲢鱼
C.通气可促进水体中生物残骸分解为无机物
D.藻类固定的能量小于流入次级消费者的能量
D
重温高考 真题演练
3.(2020·全国Ⅲ，31)假设某种蓝细菌(A)是某湖泊中唯一的生产者，其密度极大，使湖水能见度降低。某种动物(B)是该湖泊中唯一的消费者。回答下列问题：
(1)该湖泊水体中A种群密度极大的可能原因是_______________________
_____________ (答出2点即可)。
生产者的竞争
水体富营养化；没有其他
若水体中N、P等元素含量高，则蓝细菌会大量繁殖，即水体富营养化，又因为没有其他生产者与其竞争，所以该种蓝细菌种群密度极大，使湖水能见度降低。
重温高考 真题演练
(2)画出该湖泊生态系统能量流动的示意图。
(3)假设该湖泊中引入一种仅以A为食的动物(C)后，C种群能够迅速壮大，则C和B的种间关系是__________。
种间竞争
4.(2021·山东，24)海水立体养殖中，表层养殖海带等大型藻类，海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎，底层养殖以底栖微藻、生物残体残骸等为食的海参。某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图如下，M、N表示营养级。
重温高考 真题演练
(1)估算海参种群密度时常用样方法，原因是_______
_____________________。
(2)图中M用于生长、发育和繁殖的能量为______kJ/
动能力弱，活动范围小
海参活
2 488
(m2·a)。由M到N的能量传递效率为_____%(保留一位小数)，该生态系统中的能量_____(填“能”或“不能”)在M和遗体残骸间循环流动。
6.3　
不能
(3)养殖的海带数量过多，造成牡蛎减产，从生物群落的角度分析，原因是___________________________________________________________。
由于海带的竞争，浮游植物数量下降，牡蛎的食物减少，产量降低
(4)海水立体养殖模式运用了群落的空间结构原理，依据这一原理进行海水立体养殖的优点是______________________。在构建海水立体养殖生态系统时，需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素，从而确定每种生物之间的合适比例，这样做的目的是_______________________
____________________________________________________________。
能充分利用空间和资源
维持生态系统的稳定性，保持养殖产品的持续高产(或实现生态效益和经济效益的可持续发展)
我国人均耕地面积远低于世界平均水平，但劳动人民在有限的土地上精耕细作，创造出多种高效的生产方式，回答下列问题：
(1)“桑基鱼塘”生产方式中桑叶养蚕、蚕粪养鱼、塘泥肥桑，流经该生态系统的总能量主要来自桑树和浮游植物______________________。与单一养鱼或养蚕相比，“桑基鱼塘”提高了能量利用率，是因为桑叶中的能量可以分别被__________利用。从能量流动角度分析，塘泥中所积累的有机物属于未利用能量，即未被自身呼吸消耗、也未被__________和________利用的能量。塘泥能为桑树生长提供的营养物质
是________，与沉积于水底相比，“塘泥肥桑”过程中塘泥释放CO2速度加快，原因是__________________________________________________。
(2)我国农民最早使用间作、套种等生产方式，它根据不同农作物对光照条件不同需求合理配置，提高了作物群体对___________的利用率。
光合作用固定的太阳能
蚕和鱼
下一营养级
分解者
无机盐
土壤中的氧气浓度高于水体，塘泥中微生物有氧呼吸加快
光能
综合练习1
不同生物不同能量 生产者 植食鱼类 肉食鱼类 ……
流入下一营养级的能量 14.0 B 0.24 ……
A 22.9 3.9 2.0 ……
流向分解者的能量 3.1 0.6 0.06 …...
有机物输入的能量 2.0 5.0 ……
储存的能量 70.0 9.0 5.2 ……
(1)人工鱼塘生态系统的结构包括____________________________________________。
(2)研究生态系统的能量流动一般将______________________________视为一个整体进行研究。若要调查某种肉食鱼类的种群密度常采用的方法是___________________。
(3)分析表中数据及各营养级能量的分配，表中A是指___________________，表中的数据B为____。
(4)科研小组人员利用该人工鱼塘的塘泥肥桑树，用桑叶养蚕，将蚕沙 （粪便）投入鱼塘供给鱼食用，蚕沙中所含的能量属于第 营养级所含的能量。用从生态系统的角度分析，其意义是_______________________________________。
生态系统的组成成分、食物链和食物网(或营养结构)
种群(或一个营养级的全部生物)
标志重捕法
呼吸作用散失的能量
2.5
2.科研小组对某人工鱼塘的能量流动进行定量分析，得出相关数据，如表所示。整理资料时，由于疏忽图中部分项目和数据模糊不能分辨。请你帮助恢复有关数据和项目，并回答有关问题：(能量单位：J/(cm2·a)，除表中所列的消费者外，其他类型的消费者忽略不计)
一
实现对能量的多级利用，从而提高能量的利用率
归纳总结
构建网络
生态系统的能量流动
能量来源
呼吸作用散失
太阳能
生产者
能量去路
总能量
固定的太阳能总量
各级消费者
上一个营养级
生产者：
各级消费者：
同化总量
=摄入量-粪便量
流入下一营养级
被分解者利用
属于用于自身生长、发育和繁殖的部分
单向流动
逐级递减
能量流动的相关计算
能量流动的特点

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