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第3章 生态系统及其稳定性
第2节 生态系统的能量流动
第1课时 能量流动的过程
问题探讨
假设你像小说中的鲁滨逊那样，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。你身边尚存的食物只有1只母鸡、15 kg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。
先
后
方案1
方案2
一部分
一部分
能量流动概念：生态系统中能量的 、 、 和 的过程。
输入
传递
转化
散失
能量的输入
能量的散失
生态系统
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。
传递
转化
一、生态系统的能量流动
能量流动的途径：食物链和食物网
能量输入
个体1
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
个体2
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
个体3……
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，不同个体间差异很大，等等。。。
以个体为研究对象有没有局限性？
科学方法——研究能量流动的基本思路
能量储存
种群
能量散失
能量输入
以种群为研究对象有什么局限性？
以种群为研究对象，能量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。
能量输入
个体1
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
个体2
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
个体3……
科学方法——研究能量流动的基本思路
能量储存
营养级
能量散失
能量输入
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。
能量输入
个体1
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
个体2
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
个体3……
科学方法——研究能量流动的基本思路
生产者通过光合作用将光能转化成为化学能，固定在它们所制造的有机物中（其次还有化能合成作用）。
1、输入
①生产者的能量来源（最终源头）：
太阳能
②能量流动的起点：
生产者固定的太阳能
③流经生态系统的总能量：
生产者所固定的全部太阳能
④能量输入方式：
若为人工生态系统，流经生态系统的总能量除生产者固定的太阳能总量，还有人工补充的能量（例如饲料中有机物中的化学能）。
特别提醒：
各级消费者的能量来源：
上一营养级同化的能量
一、生态系统的能量流动
2、传递：
①能量传递的途径（渠道）：
食物链和食物网
②能量传递的形式：
有机物中的化学能
3、转化：
太阳能
光合作用
有机物中的化学能
热能
呼吸作用
4、散失：
大部分以热能形式散失
*仅转化成热能算能量的转化这一步，若释放出热能，则属于能量的散失。
①散失形式：
②能量途径：
需要分解者的分解作用和每一级生物的呼吸作用
一、生态系统的能量流动
1、能量流经第一营养级的过程
二、能量流动的过程
（1）输入：生产者通过光合作用(或化能合成作用)将光能（或化学能）转化为化学能，固定在制造的有机物中。
（2）起点：从生产者固定太阳能(或化学能)开始。
（3）数量：流经生态系统的总能量，是生产者固定的能量。
1、能量流经第一营养级的过程
99%
散失
1%
固定(同化)
生产者所固定的全部太阳能
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
呼吸作用
散失
呼吸作用
以热能形式散失
生长发育和繁殖
二、能量流动的过程
能量的根本来源：太阳能
储存在有机物中
流入第二营养级
初级消费者
摄入
初级消费者
同化
粪便
分解者利用
用于生长
发育和繁殖
次级消费者
摄入
遗体
残骸
呼 吸作 用
散失
呼 吸作 用
散失
…
未利用
流经第二营养级的总能量：
2、能量流经第二营养级的过程
二、能量流动的过程
①消费者摄入能量 = 同化量+粪便能量
同化量
摄入量
粪便
不属于该营养级同化量，应为上一营养级固定或同化的量，该部分能量最终流向分解者。
同化量
【检测】下面大象是植食性动物，有一种蜣螂则专门以象粪为食，设大象在某段时间所同化的能量为107kJ，则这部分能量中流入蜣螂体内的约为( )
A.0kJ B.106kJ
C.2×106kJ D.106～2×106kJ
A
象粪中包含生产者同化的能量，大象同化的能量没有流入蜣螂。
流经第二营养级的总能量：
同化量
2、能量流经第二营养级的过程
二、能量流动的过程
①消费者摄入能量 = 同化量+粪便能量
同化量
摄入量
粪便
不属于该营养级同化量，应为上一营养级固定或同化的量，该部分能量最终流向分解者。
流经第二营养级的总能量：
同化量
②消费者同化能量
=
呼吸作用散失+用于生长
发育和繁殖（净同化量）
=
呼吸作用散失+分解者利用+次级消费者同化量+（未利用）
未利用：未被自身呼吸作用消耗，也未被下一营养级和分解者利用的能量。例如，活体、石油煤炭、未被捕食的个体等。
初级消费者
摄入
初级消费者
同化
粪便
分解者利用
用于生长
发育和繁殖
次级消费者
摄入
遗体
残骸
呼 吸作 用
散失
呼 吸作 用
散失
…
未利用
2、能量流经第二营养级的过程
二、能量流动的过程
①
②
③
④
能量在食物链中流动的形式：
有机物中的化学能
能量流经第三、四营养级的过程与第二营养级的情况大致相同。
初级消费者
摄入
初级消费者
同化
粪便
分解者利用
用于生长
发育和繁殖
次级消费者
摄入
遗体
残骸
呼 吸作 用
散失
呼 吸作 用
散失
…
未利用
2、能量流经第二营养级的过程
二、能量流动的过程
最高营养级
摄入
最高营养级
同化
粪便
分解者利用
用于生长
发育和繁殖
遗体
残骸
呼 吸作 用
散失
呼 吸作 用
散失
未利用
①
②
③
最高营养级同化的能量去向有哪些？
①呼吸作用中以热能的形式散失
②未利用
③以遗体残骸的形式被分解者利用
（最高营养级没有流入下一营养级的能量去向）
2、能量流经第二营养级的过程
二、能量流动的过程
某营养级同化量
呼吸作用中以热能形式散失
用于自身生长、发育、繁殖
被分解者分解利用
流入下一个营养级
某营养级同化量
呼吸作用中以热能形式散失
用于自身生长、发育、繁殖
被分解者分解利用
流入下一个营养级
未被利用
某营养级的能量某段时间内(定量定时)的能量去向
某营养级的能量最终(定量不定时)去向
二、能量流动的过程
3、非最高营养级同化能量的去路
生产者
(植物)
呼吸
呼吸
呼吸
呼吸
初级消费者
分解者(细菌、真菌等）
次级消费者
三级消费者
(肉食动物)
呼吸
(草食动物)
（肉食动物)
太阳
输入
生产者固定的太阳能总量为流经这个生态系统的总能量
传递
以有机物的形式沿食物链向下一营养级传递
散失
三、能量在营养级之间的传递
生产者
(植物)
呼吸
初级消费者
(植食动物)
呼吸
次级消费者
(肉食动物)
呼吸
分 解 者
…
呼吸
三级消费者
(肉食动物)
思考:
呼吸
残枝败叶+初级消费者的粪便量
流向分解者的能量
箭头由粗变浅：表示________________________
菱形面积越来越小：表示__________________________________
遗体残骸+次级消费者的粪便量
储存在某营养级生物体内的能量越来越少
能量单向流动，逐级递减
三、能量在营养级之间的传递
①能量流动的渠道是 。
②能量散失的途径是各种生物的 (代谢过程)。
③流动过程中能量的转化是太阳能→ → 。
生产者
(植物)
呼吸
初级消费者
(植食动物)
呼吸
次级消费者
(肉食动物)
呼吸
分 解 者
…
呼吸
三级消费者
(肉食动物)
呼吸
食物链和食物网
呼吸作用
有机物中的化学能
热能
三、能量在营养级之间的传递
生态系统中的能量流动
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，最终会以热能形式散失。
思考·讨论
1.能量的最终源头：
2.流经生态系统的总能量是：
3.能量流动的主渠道是：
4.能量沿营养级逐级传递：
5.能量流经每一营养级的来源：
去向：
太阳能
生产者固定的太阳能总量
食物链和食物网
同化量
①流向下一营养级；②流向分解者；③呼吸消耗
单向流动、逐级递减
每级都会散失、遗弃
6.能量流动的特点：
课堂小结
课堂练习
1、下图表示某草原生态系统中能量流动图解，①~④表示相关过程的能量流动。下列有关叙述中，正确的是（ ）
A.①②③④之和是流入该生态系统的总能量B.③和④分别属于草和兔同化量的一部分C.图中②与①的比值代表“草→兔”的能量传递效率D.该生态系统中狐的营养级别最高，获得的能量最多
B
流入该生态系统的总能量是草固定太阳能的总量,A项错误;图中②与①的比值代表“兔→狐”的能量传递效率,C项错误;该生态系统中狐的营养级级别最高,获得的能量最少,D项错误。
课堂练习
2、下列有关生态系统中食物链与能量流动的叙述，不正确的是(　　)
A.能量经食物链流动时只能从较低的营养级流向较高的营养级
B.食物链越长，最高营养级获得的能量越少
C.初级消费者含有的能量越多，次级消费者获得的能量越少
D.生态系统中的能量最终以热能的形式散失到环境中
C
3、农田生态系统中，假设有两条主要的食物链，如图。如果有人大量捕捉蛙，短期内对该生态系统造成的影响是（ ）
A.有利于生态系统的平衡B.水稻虫害严重C.蛇的数量迅速增加D.鼠的数量迅速增加
B
大量捕捉蛙，短期内会导致害虫数量增多，水稻虫害严重，不利于生态系统的平衡，A错误，B正确;大量捕捉蛙，蛇因蛙的数量减少而捕食的鼠的数量增多，因此短期内，蛇的数量会基本不变，而鼠的数量会迅速减少，C、D错误。
A、生态系统的能量流动渠道是食物链和食物网，由于生态系统信息传递关系，能量只能由较低营养级流向较高营养级而不能逆转，A正确;B、能量流动是单向、逐级递减的，食物链越长生物呼吸作用消耗的能量越多，最高营养级获得的能量越少，B正确;C、两个营养级间的能量传递效率为10%～20%，所以初级消费者越多，次级消费者获得的能量越多，C错误;D、流入到生态系统的能量最终都通过各种生物的呼吸作用以热能的形式散失到环境中，D正确。
德育微课堂
1、下列关于食物链和食物网的叙述，错误的是（ ）
A．食物网中的不同植食性动物属于同一营养级
B．食物链和食物网为物质循环和能量流动提供了渠道
C．食物网中每种生物都会占有多条食物链
D．难降解的有害物质会沿着食物链进行转移和富集
2、我国谚语中的“螳螂捕蝉,黄雀在后”体现了食物链的原理。若鹰迁入了蝉、螳螂和黄雀所在的树林中,捕食黄雀并栖息于林中。下列叙述正确的是(　　)
A．鹰的迁入增加了该树林中蝉及其天敌的数量
B．该生态系统中细菌产生的能量可流向生产者
C．鹰的迁入增加了该生态系统能量消耗的环节
D．鹰的迁入改变了该生态系统能量流动的方向
C
C
作业
3、能量流动的内容不包括（ ）
A．能量输入 B．能量传递 C．能量散失 D．能量循环
课本60页1、2题
作业
D

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