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第三章生态系统及其稳定性
第2节 生态系统的能量流动
2021人教版（新教材）选择性必修2 生物与环境
理解记忆生态系统能量流动的过程 ?
2. 理解记忆生态系统能量流动的特点
3. 能根据某营养级生物量计算其他营养级的生物量。
4. 概述研究能量流动的实践意义。
学习目标：
假设 你像 鲁滨逊 那样流落在不毛的荒岛上，只有15Kg玉米和一只母鸡可以食用，那么使自己活的最长的办法是：
1.先吃鸡，然后吃玉米　　　　
2.先吃玉米，同时用部分玉米喂鸡，吃鸡生产的蛋，最后再吃鸡
先吃鸡，再吃玉米
我反对！为什么要先吃我？
A、先吃鸡，
再吃玉米
玉米
鸡
人
玉米
鸡
人
B、先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。
生态系统中能量的_____、______、______和_____的过程，称为生态系统的能量流动。
散失
输入
传递
转化
一、能量流动的概念
(1)能量流经个体的情况：
(2)如果把这个种群作为一个整体来研究，左图应概括成哪种形式？
【科学方法】研究能量流动的基本思路
能量输入
某个营养级
能量储存
能量散失
(3)如果把一个营养级中的所有种群看成一个整体，上图应概括成哪种形式？
1.生态系统中能量流动的起点是什么？
2.输入生态系统的总能量是什么？
3.第一营养级、第二营养级的能量去向有哪些？
尝试归纳流入某一营养级的能量去向；
4.能量流动的渠道是什么？
阅读课本55页，结合图3-5和3-6，思考以下问题：
从生产者所固定的光能(太阳能)开始
生产者固定的太阳能总量
生产者
（植物）
初级消费者
（植食性动物）
呼吸作用
用于生长
发育和繁殖
分 解 者
遗体 残骸
第一营养级、第二营养级的能量去向有哪些？尝试归纳流入某一营养级的能量去向。
去路：
呼吸作用消耗
被下一营养级的生物利用
被分解者利用
二、能量流动的过程
4.流入第二营养级的能量去向有哪些？请简单归纳一下
初级消费者
摄入
用于生长
发育和繁殖
次级消费者
摄入
呼吸作用
以热能的形式散失
遗体残骸
初级消费者
同化
分解者利用
粪便
呼吸作用
散失
...
1.初级消费者粪便中的能量包括在初级消费者同化的能量中吗？
不包括
初级消费者同化量=摄入量-粪便量
思考：
3. 流入初级消费者的能量有哪几个去向？
被分解者利用
呼吸作用散失
用于生长、发育和繁殖
流入下一个营养级
（应属于生产者的同化量）
未利用（活体、石油煤炭）
2. 能量在食物链中流动的形式是什么？
有机物中的化学能
5.生态系统能量流动的过程
生产者
呼吸
初级消费者
呼吸
次级消费者
分 解 者
…
呼吸
三级消
费者
呼吸
呼吸
生产者固定的太阳能总量为流经这个生态系统的总能量
输入
传递
散失
以有机物的形式沿食物链向下一营养级传递
【思考.讨论】
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.流经生态系统的能量能否再回到生态系统中来？为什么？
不能。能量流动是单向的。
(1)源头： 。
(2)起点：从 开始。
(3)流入生态系统总量： 。 (4)主要方式：__________。
(5)能量转化： 。

能量流动
概念
生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程
过
程
输
入
生产者 固定太阳能
生产者固定的太阳能总量
光能
化学能
光合作用
(1)传递渠道： 。
(2)传递过程：
食物链和食物网
传递
转化
太阳能
化学能
热能
ATP中活跃的化学能
散失
大部分热能形式散失，
需要分解者的分解作用和每一级生物的呼吸作用
生产者→初级消费者→次级消费者……
太阳能
小结
(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 ( )
×
×
√
√
×
小试牛刀
林德曼 R.L.Lindeman
美国生态学家 1915-1942
他通过对一个结构相对简单的天然湖泊——赛达伯格湖的能量流动进行的定量分析，提出了“十分之一定律”。
向科学先辈学习
植食性动物
62.8
62.8
赛达伯格湖的能量流动 P56资料分析
太阳能
未
固
定
生产者
464.6
分解者
12.5
呼吸作用
96.3
未利用
293
2.1
18.8
29.3
12.6
肉食性动物
12.6
微量
7.5
5.0
327.3
122.6
14.6
三、能量流动的特点
464.6
62.8
12.6
62.8
12.6
生物所处的营养级越高,获取的能量越___,说明能量流动具有_________的特点。
少
逐级递减
分析课本56页“赛达伯格湖的能量流动图解”，完成思考讨论：
未利用指的是既未呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用的能量。
三、能量流动的特点
二、能量流动的特点
464.6
62.8
12.6
62.8
12.6
13.52%
20.06%
能量传递效率=
某一营养级的同化量
上一营养级的同化量
能量在相邻两个营养级间的
传递效率是10％～20％
Q1：生态系统中的能量去了哪里？
Q2：生态系统中能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？
Q3：流经生态系统的能量能否再回到生态系统中来？
20’－25‘
思考与讨论：
一部分以热能的形式散失了，一部分贮存在有机物中。
遵循；因为生产者固定的总量等于流动中散失的和贮存的之和。
不能。
【总结】能量流动的特点：
单向流动
1.单向流动:
不可逆，不循环
原因:
生物间的捕食关系是一定的
散失的热能不能被生物体再利用
2.逐级递减:
能量是沿食物链（网）流动的在流动过程中是逐级减少的
自身呼吸散失
原因:
分解者利用
未利用
【总结归纳】能量流动的特点
利用计算规律：用数据向鸡说明为什么先吃它呢？
策略1.先吃鸡，然后吃玉米。　
　　　
策略2.先吃玉米，同时用部分玉米喂鸡，吃鸡生产的蛋，最后再吃鸡。
例：右图是一个农业生态系统模式图,
下列关于该生态系统的叙述,
错误的是(　　)


A.微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量
B.沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者
C.沼渣、沼液作为肥料还田,使能量能够循环利用
D.多途径利用农作物可提高该系统的能量利用率
C
牛刀小试
每一级体积代表所得到的能量值。
第四营养级
第三营养级
第二营养级
第一营养级
直观反应——能量单向流动、逐级递减
1.某湖泊能量金字塔示意图
四、生态金字塔
2.生物量金字塔：每一级体积代表生物量值（所容纳有机物的总干重）。
3.数量金字塔：每一级体积代表个体数。
生物量、数量金字塔一般正置，偶尔会倒置。
小鸟
昆虫
树
倒置情况
海洋生态系统中，浮游植物个体小，寿命短，又会不断被捕食，因而某一时间调查到的生物量可能低于浮游动物。
倒置情况：
1.研究生态系统的能量流动，可以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；
间作套种
多层育苗
稻—萍—蛙
例如，间作套种、多层育苗、稻——萍——蛙等立体农业。
五、研究能量流动的实践意义
2.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用；
用秸秆作饲料
粪便制作沼气
*沼气池实现了对能量的多级利用，大大提高了能量的利用率；
*能量的利用率≠能量的传递效率
例如，秸秆喂牲畜；粪便制作沼气；沼渣田肥
3.研究生态系统的能量流动，还可以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。
例如，合理确定草场载畜量，麦田除草、除虫
研究能量流动的实践意义
1.帮助人们科学规划、设计____________________，使能量得到__________的利用。
2.帮助人们合理地调整生态系统中的________________，使能量__________地流向____________________的部分。
人工生态系统
最有效
能量流动关系
持续高效
对人类最有益
能量流动
能量的源头：
流经生态系统的总能量：
生产者固定的太阳能的总量
能量流动的途径：
特点
单向流动：
逐级递减：
不循环、不可逆
传递效率为10%～20%。
研究意义
太阳能
课堂小结
食物链或食物网
能量散失的途径、形式：
呼吸作用 热能
能量的转化形式：
太阳能- -有机物中的
化学能- -热能
1.如图为生态系统中能量流动的部分过程．下列叙述不正确的是（　　）
A. ①中的能量来自生产者的同化作用
B. 分解者利用的能量一定比a小
C. b为初级消费者用于生长发育和繁殖的能量
D. 应在a处加上细胞呼吸散失的热能箭头
B
【巩固练习】
2.在研究生态系统能量流动的过程中，同化量是核心概念之一。依据下列食物链，有关说法错误的是（ ）
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
3.下图表示某一生态系统中的能量流动过程，其中甲、乙、丙代表生物成分，A、B、C、D、E、F代表能量。下列叙述错误的是（ ）
A．生态系统能量的散失包括 E 和分解者呼吸散失的能量
B．A、B、C分别流入甲、乙、丙，方式是相同的
C．输入该生态系统的能量大于生产者固定的太阳能总和
D．太阳辐射中的能量绝大部分未被该生态系统利用
B
4.如图表示某生态系统中能量流动图解，①～④表示相关过程能量流动量。下列有关叙述正确的是（ ）
A．①是流入该生态系统的总能量
B．分解者获得的能量最少
C．图中②/①的比值代表草到兔的能量传递效率
D．③和④分别属于草和兔同化量的一部分
D
5.如图为草原生态系统的能量流动图解模型，A、B、C分别表示流入各营养级生物的能量，D、E、F分别表示各营养级生物用于生长、发育和繁殖的能量，G、H、I分别表示草、兔子、狼呼吸作用消耗的能量，J、K、L分别表示流入分解者的能量。下列说法中，正确的是（ ）
A. 图中A＝D，B＝E，C＝F
B. K中能量包括兔子尸体及狼粪便中的能量
C. 食物链中能量最少的是分解者所处的营养级
D. 第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是E/D
B
谢谢

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