第三章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)2021人教版（新教材）選擇性必修2生物與環(huán)境理解記憶生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過(guò)程?2.理解記憶生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的特點(diǎn)3.能根據(jù)某營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物量計(jì)算其他營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物量。4.概述研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義。學(xué)習(xí)目標(biāo)：

假設(shè)你像魯濱遜那樣流落在不毛的荒島上，只有15Kg玉米和一只母雞可以食用，那么使自己活的最長(zhǎng)的辦法是：

1.先吃雞，然后吃玉米

2.先吃玉米，同時(shí)用部分玉米喂雞，吃雞生產(chǎn)的蛋，最后再吃雞先吃雞，再吃玉米我反對(duì)！為什么要先吃我？A、先吃雞，再吃玉米玉米雞人玉米雞人B、先吃玉米，同時(shí)用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。

生態(tài)系統(tǒng)中能量的_____、______、______和_____的過(guò)程，稱(chēng)為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)。散失輸入傳遞轉(zhuǎn)化一、能量流動(dòng)的概念(1)能量流經(jīng)個(gè)體的情況：(2)如果把這個(gè)種群作為一個(gè)整體來(lái)研究，左圖應(yīng)概括成哪種形式？【科學(xué)方法】研究能量流動(dòng)的基本思路能量輸入某個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量?jī)?chǔ)存能量散失(3)如果把一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)中的所有種群看成一個(gè)整體，上圖應(yīng)概括成哪種形式？1.生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的起點(diǎn)是什么？2.輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量是什么？3.第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)、第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量去向有哪些？嘗試歸納流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量去向；4.能量流動(dòng)的渠道是什么？

閱讀課本55頁(yè)，結(jié)合圖3-5和3-6，思考以下問(wèn)題：從生產(chǎn)者所固定的光能(太陽(yáng)能)開(kāi)始生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能總量生產(chǎn)者（植物）初級(jí)消費(fèi)者（植食性動(dòng)物）呼吸作用用于生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖分解者遺體殘骸

第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)、第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量去向有哪些？嘗試歸納流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量去向。生產(chǎn)者去路：呼吸作用消耗①流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)②被分解者分解③二、能量流動(dòng)的過(guò)程4.流入第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量去向有哪些？請(qǐng)簡(jiǎn)單歸納一下初級(jí)消費(fèi)者攝入用于生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖次級(jí)消費(fèi)者攝入呼吸作用以熱能的形式散失遺體殘骸初級(jí)消費(fèi)者同化分解者利用糞便呼吸作用散失...1.初級(jí)消費(fèi)者糞便中的能量包括在初級(jí)消費(fèi)者同化的能量中嗎？不包括初級(jí)消費(fèi)者同化量=攝入量-糞便量思考：3.流入初級(jí)消費(fèi)者的能量有哪幾個(gè)去向？殘骸被分解者利用③呼吸作用消耗

①用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖流入下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)②（應(yīng)屬于生產(chǎn)者的同化量）未利用（活體、石油煤炭）2.能量在食物鏈中流動(dòng)的形式是什么？

有機(jī)物中的化學(xué)能初級(jí)消費(fèi)者同化量③②①生產(chǎn)者（植物）初級(jí)消費(fèi)者（植食性動(dòng)物）呼吸作用用于生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖分解者遺體殘骸

第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)、第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量去向有哪些？嘗試歸納流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量去向。生產(chǎn)者去路：呼吸作用消耗①流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)②被分解者分解③未被利用二、能量流動(dòng)的過(guò)程生產(chǎn)者總光合能=同化量=呼吸量+凈光合量（有機(jī)物積累）生產(chǎn)者總光合能=同化量用于生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖呼吸量?jī)艄夂狭浚ㄓ袡C(jī)物積累）5.生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過(guò)程生產(chǎn)者呼吸初級(jí)消費(fèi)者呼吸次級(jí)消費(fèi)者分解者…呼吸三級(jí)消費(fèi)者呼吸呼吸生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能總量流經(jīng)這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量輸入傳遞散失以有機(jī)物的形式沿食物鏈向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞遺體殘骸糞便消費(fèi)者同化量=攝入量-糞便量【思考.討論】1.生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)和轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒定律？為什么？遵循能量守恒定律。能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動(dòng)、轉(zhuǎn)化后，一部分儲(chǔ)存在生態(tài)系統(tǒng)（生物體的有機(jī)物）中，另一部分在呼吸作用中以熱能的形式散失，兩者之和與流入生態(tài)系統(tǒng)的能量相等。2.流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到生態(tài)系統(tǒng)中來(lái)？為什么？不能。能量流動(dòng)是單向的。(1)源頭：

。(2)起點(diǎn)：從

開(kāi)始。(3)流入生態(tài)系統(tǒng)總量：

。(4)主要方式：__________。(5)能量轉(zhuǎn)化：

。

能量流動(dòng)概念生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過(guò)程過(guò)程輸入生產(chǎn)者固定太陽(yáng)能生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能總量光能化學(xué)能光合作用(1)傳遞渠道：

。(2)傳遞過(guò)程：食物鏈和食物網(wǎng)傳遞轉(zhuǎn)化太陽(yáng)能化學(xué)能熱能ATP中活躍的化學(xué)能散失大部分以熱能形式散失，需要分解者的分解作用和每一級(jí)生物的呼吸作用生產(chǎn)者→初級(jí)消費(fèi)者→次級(jí)消費(fèi)者……太陽(yáng)能小結(jié)(1)當(dāng)狼吃掉一只兔子時(shí)，就獲得了兔子的全部能量(

)(2)初級(jí)消費(fèi)者的糞便量屬于第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量 (

)(3)同化量≠用于生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖的能量 (

)(4)呼吸作用所產(chǎn)生的能量都是以熱能的形式散失(

)(5)分解者的分解作用也是通過(guò)呼吸作用完成的 ()××√√×小試牛刀2870KJ977.28KJ儲(chǔ)存在ATP中

1892.72KJ以熱能的形式散失，散失率為65.95%林德曼R.L.Lindeman美國(guó)生態(tài)學(xué)家1915-1942他通過(guò)對(duì)一個(gè)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的天然湖泊——賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)進(jìn)行的定量分析，提出了“十分之一定律”。向科學(xué)先輩學(xué)習(xí)植食性動(dòng)物

62.862.8賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)P56資料分析太陽(yáng)能未固定生產(chǎn)者464.6分解者12.5呼吸作用96.3未利用2932.118.829.312.6肉食性動(dòng)物

12.6微量7.55.0327.3122.614.6三、能量流動(dòng)的特點(diǎn)464.662.812.662.812.6生物所處的營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高,獲取的能量越___,說(shuō)明能量流動(dòng)具有_________的特點(diǎn)。少逐級(jí)遞減分析課本56頁(yè)“賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)圖解”，完成思考討論：未利用指的是既未呼吸消耗，也未被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)和分解者利用的能量。三、能量流動(dòng)的特點(diǎn)二、能量流動(dòng)的特點(diǎn)464.662.812.662.812.613.52%20.06%能量傳遞效率=某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量能量在相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的傳遞效率是10％～20％Q1：生態(tài)系統(tǒng)中的能量去了哪里？Q2：生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)和轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒定律？Q3：流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到生態(tài)系統(tǒng)中來(lái)？20’－25‘思考與討論：一部分以熱能的形式散失了，一部分貯存在有機(jī)物中。遵循；因?yàn)樯a(chǎn)者固定的總量等于流動(dòng)中散失的和貯存的之和。不能?！究偨Y(jié)】能量流動(dòng)的特點(diǎn)：?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)1.單向流動(dòng):不可逆，不循環(huán)原因:生物間的捕食關(guān)系是一定的

散失的熱能不能被生物體再利用

2.逐級(jí)遞減:能量是沿食物鏈（網(wǎng)）流動(dòng)的在流動(dòng)過(guò)程中是逐級(jí)減少的自身呼吸散失

原因:分解者利用

未利用

【總結(jié)歸納】能量流動(dòng)的特點(diǎn)

任何生態(tài)系統(tǒng)都需要不斷得到來(lái)自系統(tǒng)外的能量補(bǔ)充，以便維持生態(tài)系統(tǒng)。生產(chǎn)者總光合能=同化量=呼吸量+凈光合量（有機(jī)物積累）生產(chǎn)者，植食性動(dòng)物，肉食性動(dòng)物固定的總能量分別是：利用計(jì)算規(guī)律：用數(shù)據(jù)向雞說(shuō)明為什么先吃它呢？

策略1.先吃雞，然后吃玉米。

策略2.先吃玉米，同時(shí)用部分玉米喂雞，吃雞生產(chǎn)的蛋，最后再吃雞。每一級(jí)體積代表所得到的能量值。第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)直觀反應(yīng)——能量單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減1.某湖泊能量金字塔示意圖四、生態(tài)金字塔2.生物量金字塔：每一級(jí)體積代表生物量值（所容納有機(jī)物的總干重）。3.數(shù)量金字塔：每一級(jí)體積代表個(gè)體數(shù)。生物量、數(shù)量金字塔一般正置，偶爾會(huì)倒置。小鳥(niǎo)昆蟲(chóng)樹(shù)倒置情況海洋生態(tài)系統(tǒng)中，浮游植物個(gè)體小，壽命短，又會(huì)不斷被捕食，因而某一時(shí)間調(diào)查到的生物量可能低于浮游動(dòng)物。倒置情況：正金字塔一般為正金字塔，偶爾會(huì)倒置一般為正金字塔，偶爾會(huì)倒置1.研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，可以幫助人們將生物在時(shí)間、空間上進(jìn)行合理配置，增大流入某個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量；間作套種多層育苗稻—萍—蛙例如，間作套種、多層育苗、稻——萍——蛙等立體農(nóng)業(yè)。五、研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義在同一塊地上按照一定的行、株距和占地的寬窄比例種植不同種類(lèi)農(nóng)作物的種植制度，叫間作套種。一般把幾種作物同時(shí)期播種的叫間作，不同時(shí)期播種的叫套種由稻、萍、魚(yú)等生物組成的一種生態(tài)農(nóng)業(yè)中，水生植物紅萍適宜在蔭蔽環(huán)境處生長(zhǎng)，可作為魚(yú)類(lèi)的飼料；魚(yú)類(lèi)的糞便又為水中的微生物提供了有機(jī)養(yǎng)料，微生物的活動(dòng)釋放了大量的二氧化碳促進(jìn)水稻與紅萍的生長(zhǎng)．紅萍因與固氮藍(lán)藻共生能提高土壤肥力．這樣的環(huán)境很適合捕捉害蟲(chóng)的青蛙等有益動(dòng)物的生存．對(duì)此人工生態(tài)系統(tǒng)，下列敘述正確的是（）A、水稻、紅萍、水藻分層分布能提高光能利用率，體現(xiàn)了能量的多級(jí)利用B、該生態(tài)系統(tǒng)中的魚(yú)類(lèi)、浮游動(dòng)物、青蛙、害蟲(chóng)等動(dòng)物處于第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)C、當(dāng)該生態(tài)系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的物質(zhì)和能量不能夠?qū)崿F(xiàn)自給自足D、該生態(tài)系統(tǒng)中的群落由水稻、紅萍、魚(yú)、青蛙、有害昆蟲(chóng)和浮游動(dòng)物組成

故選：C解答：解：A、水稻、紅萍、水藻分層分布能提高光能利用率，但它們都是生產(chǎn)者，所以沒(méi)有體現(xiàn)能量的多級(jí)利用，A錯(cuò)誤；B、該生態(tài)系統(tǒng)中的魚(yú)類(lèi)、浮游動(dòng)物、害蟲(chóng)等動(dòng)物處于第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)，青蛙是第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)，B錯(cuò)誤；C、當(dāng)該生態(tài)系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的物質(zhì)和能量不能夠?qū)崿F(xiàn)自給自足，還要不斷地補(bǔ)充能源物質(zhì)，因?yàn)槟芰苛鲃?dòng)是逐級(jí)遞減的，C正確；D、該生態(tài)系統(tǒng)中的群落由水稻、紅萍、魚(yú)、青蛙、有害昆蟲(chóng)和浮游動(dòng)物以及各種微生物組成，D錯(cuò)誤．

故選：C．用秸稈作飼料糞便制作沼氣*沼氣池實(shí)現(xiàn)了對(duì)能量的多級(jí)利用，大大提高了能量的利用率；*能量的利用率≠能量的傳遞效率例如，秸稈喂牲畜；糞便制作沼氣；沼渣田肥2、幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。如:生態(tài)農(nóng)業(yè)中秸稈的多級(jí)利用、?；~(yú)塘（實(shí)現(xiàn)對(duì)能量的多級(jí)利用，從而大大提高能量的利用率）例如，合理確定草場(chǎng)載畜量，麥田除草、除蟲(chóng)3、幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟?lèi)最有益的部分。如:草場(chǎng)放牧（合理放牧）研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義1.幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì)____________________，使能量得到__________的利用。2.幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的________________，使能量__________地流向____________________的部分。人工生態(tài)系統(tǒng)最有效能量流動(dòng)關(guān)系持續(xù)高效對(duì)人類(lèi)最有益6687.5kg1.6×104×6687.5kg=1.07×108kJ1.6×104×2045kg=3.272x107kJE固=EG+△E呼=1.07×108kJ+3.272×107kJ=1.3972×108kJη=1.3972×108/8.5×109)=1.64%這些玉米的含碳量折合成葡萄糖是多少？這些葡萄糖儲(chǔ)存的能量是多少？【答案】這些玉米的含碳量折合成葡萄糖是6687.5kg，計(jì)算公式是(12+18)/12×2675，這些葡萄糖儲(chǔ)存的能量是1.07×108kJ(計(jì)算公式是EG=MG×1.6×104)；這些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？【答案】這些玉米呼吸作用消耗的能量是3.272x107kJ(計(jì)算公式為△E呼=△MG×1.6×104);這些玉米在整個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)所固定的太陽(yáng)能總量是多少？呼吸作用消耗的能量占所固定太陽(yáng)能的比例是多少？【答案】這些玉米在整個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)所固定的太陽(yáng)能總量是1.3972×108kJ(計(jì)算公式為E固=EG+△E呼)，呼吸作用消耗的能量占所固定太陽(yáng)能的比例是23.4%；這塊玉米田的太陽(yáng)能利用效率是多少？【答案】這塊玉米田的太陽(yáng)能利用效率是1.64%(計(jì)算公式為η=1.3972×108/8.5×109)。能量流動(dòng)能量的源頭：流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能的總量能量流動(dòng)的途徑：2.能量流動(dòng)特點(diǎn)單向流動(dòng)：逐級(jí)遞減：不循環(huán)、不可逆?zhèn)鬟f效率為10%～20%。3.能量流動(dòng)研究意義太陽(yáng)能課堂小結(jié)食物鏈或食物網(wǎng)能量散失的途徑、形式：呼吸作用熱能能量的轉(zhuǎn)化形式：太陽(yáng)能--有機(jī)物中的化學(xué)能--熱能1.能量流動(dòng)的概念練習(xí)與應(yīng)用練習(xí)與應(yīng)用【答案】圖b所示生態(tài)系統(tǒng)中流向分解者的能量，還有一部分可以以生活能源或食物中化學(xué)能的形式被人類(lèi)再度利用，因此，該生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了能量的多級(jí)、充分利用，提高了能量的利用率.例：右圖是一個(gè)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)模式圖,下列關(guān)于該生態(tài)系統(tǒng)的敘述,錯(cuò)誤的是(

)A.微生物也能利用農(nóng)作物通過(guò)光合作用儲(chǔ)存的能量B.沼氣池中的微生物也是該生態(tài)系統(tǒng)的分解者C.沼渣、沼液作為肥料還田,使能量能夠循環(huán)利用D.多途徑利用農(nóng)作物可提高該系統(tǒng)的能量利用率C牛刀小試微生物能分解沼渣、沼液，故沼渣、沼液可肥田，使能量流向分解者．分解者分解產(chǎn)生的二氧化碳等物質(zhì)能夠被農(nóng)作物利用，實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)的循環(huán)利用，避免了物質(zhì)的浪費(fèi)．1.如圖為生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的部分過(guò)程．下列敘述不正確的是（）A.①中的能量來(lái)自生產(chǎn)者的同化作用B.分解者利用的能量一定比a小C.b為初級(jí)消費(fèi)者用于生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖的能量D.應(yīng)在a處加上細(xì)胞呼吸散失的熱能箭頭B【鞏固練習(xí)】2.在研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過(guò)程中，同化量是核心概念之一。依據(jù)下列食物鏈，有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）草→兔→狐A．草的同化量等于草光合作用積累的有機(jī)物中的能量B．兔的同化量等于兔的呼吸量和兔用于生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖的能量C．狐糞便中的能量屬于兔同化量的一部分D．生態(tài)系統(tǒng)中所有生物同化的能量最終以熱能的形式散失A4.如圖表示某生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)圖解，①～④表示相關(guān)過(guò)程能量流動(dòng)量。下