资源简介

(共36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。
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】
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
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
2.研究能量流动的意义
在粤港澳大湾区的景点，工作人员会定期清除一些杂草，请从能量流动的角度分析这样做的意义。
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。
①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对人类最有益的部分。
②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。
③帮助人们科学地规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
3.生态金字塔
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
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
每一营养级生物的有机物总量
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级递减
一般生物有机物的总质量沿食物链升高而逐级递减
3.生态金字塔
项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔
形状
分析
能量流动的过程中总是有能量的耗散，故能量流动逐级递减
成千上万只昆虫生 活在一株大树上时，该数量金字塔的塔形也会发生变化：
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：
4.能量流动的相关计算
能量传递效率=
上一营养级同化量
下一营养级同化量
×100%
是相邻两个营养级的传递效率，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%
1.（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
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
2.(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(　　)
① 最多可使鹰增重____kg。
② 最少可使鹰增重____kg。
1
已知低营养级同化量，求高营养级同化量：
1
4
假如现有草100kg，则：
草
兔
鹰
能量传递效率按20%来算。
能量传递效率按10%来算。
① 最多要消耗草______kg。
② 最少要消耗草______kg。
2
已知高营养级同化量，求低营养级同化量：
200
假如要使鹰增加2kg，则：
能量传递效率按10%来算。
能量传递效率按20%来算。
50
能量传递效率的“至少”和“至多”计算
3
多条食物链，已知低营养级同化量，求高营养级
如果A有 10000 kg，C 最多增加______kg，最少增加_____kg。
A
B
C
D
E
F
选最短食物链；按20%计算。
选最长食物链；按10%计算。
400
1
能量传递效率的“至少”和“至多”计算
4
多条食物链，已知高营养级同化量，求低营养级
若人的体重增加1 kg，
最少需消耗水藻______kg，最多消耗水藻___________kg。
选最短食物链；按20%计算。
选最长食物链；按10%计算。
水藻
水蚤
虾
小鱼
大鱼
人
25
100000
能量传递效率的“至少”和“至多”计算
5
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。
① 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
能量传递效率的“至少”和“至多”计算
② 在如图所示的食物网，如将A流向B和C的比例由B∶C＝1:1调整为1:2，能量传递效率按10%计算，C获得的能量是原来的_______倍。
A
C
B
设现有A能量为150，当A流向B和C的能量为1:1时，C获得的能量为：
75×10%×10%+75×10%=8.25
当A流向B和C的能量为1:2时，C获得的能量为：
50×10%×10%+100×10%=10.5
所以，C获得的能量是原来的10.5/8.25=1.27倍
能量传递效率的“至少”和“至多”计算
③ 如将C的食物比例由A∶B＝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C的数量是原来的_______倍。
设当食物比例A：B=1：1时，C的能量为x
则需要的A为1/2x÷10%+1/2x÷10%÷10% = 55x
设当食物比例A：B为2：1时，C的能量为y
则需要的A为：2/3y÷10%+1/3y÷10%÷10%=40y
由于两种情况下，生产者的数量是一定的，所以55x=40y，
则y=1.375x
A
C
B
能量传递效率的“至少”和“至多”计算
1．食物链越短，最高营养级获得的能量越多。
2．生物间的取食关系越简单，生态系统的能量流动过程中消耗的能量越少。具体计算方法如下：
知低营养级求高营养级 知高营养级求低营养级
获能量最多 需最多能量
获能量最少 需最少能量
选最短食物链按×20%计算
选最长食物链按×10%计算
选最长食物链按÷10%计算
选最短食物链按÷20%计算
能量传递效率的相关“最值”计算总结
1．(2020·成都市诊断)下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
已知高营养级的能量求低营养级能量时，需最少能量，选最短食物链，能量传递效率按 20%计算。
【学以致用】
2．(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
C
3.(2023·山东青岛调研)如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节
涉及的能量值[单位为103 kJ·(m2·a)－1]，下列说法错误的是(　　)
A.图中A代表的生理过程是呼吸作用
B.第二营养级到第三营养级的能
量传递效率约为15.6%
C.该生态系统中生产者固定的总能量是
9.6×104[kJ·(m2·a)－1]
D.捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性
4.（22·23上·新疆·一模）下图为某养殖池塘能量流动的部分过程图解，其中字母表示能量（单位：KJ）。下列相关叙述正确的是（ ）
A.流经该生态系统的总能量是a
B.从植物到大闸蟹的能量传递效率为（c/a）×100%
C.大闸蟹排出的尿液中的有机物中的能量属于c
D.若对该池塘的营养结构进行优化,可提高从植物到大闸蟹的能量传递效率
C
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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