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3.2 生态系统的能量流动
第1课时
学习目标
1.理解生态系统能量流动的概念
2.分析生态系统的能量流动的过程和特点
　　假如你流落到荒岛上，那里除了可饮用的水，几乎没有任何食物。你身边只有一只母鸡、15 kg玉米。你认为哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援？
先吃鸡，再吃玉米。
先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。
研究能量流动的基本思路
深入内部
考察个体
生态系统能量流动的研究一般在群体水平上进行。将群体视为一个整体进行研究是系统科学常用的研究方法。
整合局部
环节规律
探索系统
动态规律
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：
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
任务一
以食物链中的一只鸡为例，其能量是如何输入、储存和散失的？
能量流经生物个体的过程
呼吸作用
散失（热能）
粪便
呼吸作用
散失
（热能）
分解者利用
遗体残骸
摄入
用于生长发育繁殖
摄入量 = 同化量 + 粪便量
捕食者摄入
同化
消化吸收合成自身物质，储存能量
研究对象是种群呢？初级消费者、次级消费者……
那我们研究生态系统的能量流动的对象应该是什么？
营养级
分析能量流动的基本思路
能量输入
种群
能量储存
能量散失
能量输入
某个营养级
能量储存
能量散失
任务二
自主性学习：自学P55能量流动的过程，以生产者、初级消费者为例构建新的能量流动的概念模型
完成导学案的1-3题 用时5min
生态系统中生产者的同化量是指通过光合作用所固定的太阳能的总量。
消费者的同化量指消化吸收用于合成自身物质的所有能量，不包含粪便。
生产者——第一营养级
用于生长
发育和繁殖
初级消费者
（植食性动物）
分解者利用
残枝 败叶
分解作用
散失
呼吸作用
散失
生产者所固定的全部太阳能
1%
固定(同化)
99%
散失
初级消费者——第二营养级
属于上一营养级的同化量
初级消费者
同化
呼吸作用
分解者
下一
营养级
上一
营养级
生态系统能量流动过程
枯枝败叶
遗体
遗体
遗体
分析生态系统能量流动过程
思考：(1)初级消费者粪便中的能量是哪个箭头？
(2)哪些或哪个箭头代表初级消费者的同化量？
(3)哪些箭头代表初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量？
①或 ②＋③＋④
①—③或 ②＋④
生态系统能量流动过程
任务2：第4题
输入
形式
途径
形式：
过程：
呼吸作用
总量
生产者固定的太阳能
有机物中的化学能
食物链和食物网
太阳能 有机物中化学能 热能
热能
有机物中化学能 热能
传递
转化
散失
生态系统能量流动的概念
生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
枯枝败叶
遗体
遗体
遗体
每个箭头及箭头的方向大小、菱形方块的大小代表什么含义？
枯枝败叶
遗体
遗体
遗体
生物群落
环境
输入
输出
思考
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？
遵循；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。
2.流经生态某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来？为什么？
不能，因为能量流动是单向的。
分析赛达伯格湖的能量流动
Raymond Lindeman
对能量流动做了定量分析
《生态学的营养动态概说》
林德曼（1915-1942）
赛达伯格湖
深1米，面积为14480平方米，湖岸线长500米 。
湖底深度一致、性质均一，没有大的波浪。
优点：小、简单、稳定
赛达伯格湖的能量流动
图中数字为能量数值，单位是J/（cm’·a）（焦每平方厘米年）。图中“未固定”是指未被固定的太阳能，“未利用”
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。为研究方便起见，这里将肉食性动物作为一个整体看待。
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各营养级同化量的去向(能量的最终去向)：
②短时间内，某营养级的生物不会被全部捕食或死亡，因此同化量的去向(某段时间内的能量去向)还应该包括未被利用的能量。即：
能量传递效率 =
下一营养级同化量
上一营养级同化量
×100%
营养级 流入能量 流出能量 （输入下一营养级） 出入比
（传递效率）
生产者
植食性动物
肉食性动物
464.6
62.8
13.5%
62.8
12.6
20.1%
12.6
任务三
小组合作定量研究能量流动的特点
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？
1.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？
（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。
各营养级的能量都有一部分通过呼吸作用散失；
一部分未被下一营养级利用；
一部分被分解者分解。
不会逆转，不能循环流动。因为：
思考
生态系统能量流动的特点
能量传递效率：一般10-20%
营养级数量：一般不超过5个营养级
1.生态系统中的能量是单向流动的。
2.能量在流动过程中逐级递减。
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。
　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？
先吃鸡，再吃玉米。
先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。
小结
检索
× × √ ×
1.依据如图所示食物链,有关生态系统能量流动的说法错误的是（ ）
草 →兔 →狐
A. 草的同化量等于草光合作用积累的有机物中的能量
B. 兔的同化量等于兔的呼吸作用消耗量和兔用于生长、发育和繁殖的能量
C. 狐粪便中的能量属于兔同化量的一部分
D. 生态系统中所有生物同化的能量最终以热能的形式散失
A
2．下图为生态系统中能量流动图解部分示意图，①②③④各代表一定的能量值，下列叙述中错误的(　　)
A．生态系统中的能量流动具有单向性，主要是因为食物链中生物之间捕食与被捕食的关系不可逆转
B．一般情况下，能量在相邻的两个营养级之间的传递效率是10%～20%
C．①表示流经此生态系统的总能量
D．从能量关系看，②＞③＋④
C
3．如图为某生态系统的能量流动示意图, 下列叙述不正确的是（ ）
A. 从甲到乙和从乙到丙的能量传递效率分别为16%和15%
B. 将乙和丙的粪便作为有机肥还田,可以提高能量传递效率
C. 食物链的营养关系一般不可逆,这决定了能量流动的单向性
D. 能量流动是从甲固定的太阳能开始的,流入该生态系统的总能量为1 250 kJ
B

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