第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)第3章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性學(xué)習(xí)目標(biāo)1、分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)3、概述研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義2、生態(tài)金字塔的類型和特點(diǎn)問題探討

假如你流落到荒島上，那里除了可飲用的水，幾乎沒有任何食物。你身邊只有一只母雞、15kg玉米。你認(rèn)為以下哪種生存策略能讓你維持更長的時(shí)間來等待救援？先吃雞，再吃玉米。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。溫故知新1、生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)由哪幾部分組成？次級(jí)消費(fèi)者食物鏈中箭頭的方向代表物質(zhì)和能量流動(dòng)的方向生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的渠道2、食物鏈、食物網(wǎng)的種間關(guān)系?3.食物鏈作用：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失過程。

能量流動(dòng)概念：“輸入”——“傳遞”——“轉(zhuǎn)化”——“散失”——綠色植物通過光合作用固定太陽能是能量輸入主要途徑（其次還有化能合成作用）沿食物鏈和食物網(wǎng)的營養(yǎng)級(jí)以化學(xué)能的形式逐級(jí)傳遞通過細(xì)胞呼吸以熱能形式散失特殊途徑：動(dòng)植物遺體形成煤炭、石油等，經(jīng)過燃燒放出熱能。一、能量流動(dòng)的過程

閱讀P55，第一段和第二段，思考以下問題：從生產(chǎn)者所固定太陽能開始生產(chǎn)者固定的太陽能總量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.流入第一營養(yǎng)級(jí)的能量去向有哪些？請(qǐng)簡單歸納一下。呼吸作用能量輸入生產(chǎn)者生長發(fā)育繁殖熱能散失初級(jí)消費(fèi)者攝入分解者分解1.能量流經(jīng)第一營養(yǎng)級(jí)（生產(chǎn)者）過程思考流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是輻射到該地區(qū)太陽能的總量嗎？不是，輻射到該地區(qū)的太陽能大部分被大氣層或地面吸收、散射和反射掉了，大約只有1%以可見光的形式，被生產(chǎn)者通過光合作用轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，固定在它們所制造的有機(jī)物中，這樣才能被生物利用。因此，流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者通過光合作用固定在有機(jī)物中的總能量。結(jié)合圖3-5和3-6，回答問題初級(jí)消費(fèi)者攝入用于生長發(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...初級(jí)消費(fèi)者同化量=攝入量-糞便量3.流入初級(jí)消費(fèi)者的能量有哪幾個(gè)去向？以遺體殘骸的形式被分解者利用下一個(gè)營養(yǎng)級(jí)攝入未被利用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)能真正流入初級(jí)消費(fèi)者的能量是同化量呼吸作用散失同化量生長發(fā)育和繁殖（儲(chǔ)存在自身有機(jī)物中）1、初級(jí)消費(fèi)者攝入的能量能全部轉(zhuǎn)化為自身的能量嗎？

不能，還有一部分能量（化學(xué)能）留在糞便中，沒有被同化未被利用糞便屬于上一營養(yǎng)級(jí)的同化量。2.能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級(jí)（初級(jí)消費(fèi)者）過程：攝入量、同化量和糞便量的區(qū)別與聯(lián)系項(xiàng)目區(qū)別攝入量動(dòng)物攝取的食物中所含的能量，即動(dòng)物所吃食物中的能量同化量動(dòng)物經(jīng)消化道消化、吸收后所獲得的能量，即動(dòng)物攝食后轉(zhuǎn)化為自身能量的能量糞便量動(dòng)物攝取的食物中未被消化、吸收部分中的能量，即食物殘?jiān)械哪芰柯?lián)系攝入量=同化量+糞便量嘗試說出次級(jí)消費(fèi)者的能量去向呼吸作用有機(jī)物中分解未被利用最高營養(yǎng)級(jí)攝入最高營養(yǎng)級(jí)同化糞便分解者利用用于生長發(fā)育和繁殖遺體殘骸呼吸作用散失呼吸作用散失【思考】最高營養(yǎng)級(jí)同化的能量去向有哪些？①呼吸作用中以熱能的形式散失②以遺體殘骸的形式被分解者利用最高營養(yǎng)級(jí)沒有流入下一營養(yǎng)級(jí)的能量去向3.能量流經(jīng)最高營養(yǎng)級(jí)過程：一、能量流動(dòng)的過程呼吸作用散失生長發(fā)育繁殖分解者（殘枝敗葉）下一營養(yǎng)級(jí)攝入生產(chǎn)者固定的太陽能未被利用（草根）散失糞便下一級(jí)同化量呼吸作用散失分解者（遺體殘?。┫乱粻I養(yǎng)級(jí)攝入

未被利用（活體石油煤炭）同化量=攝入量-糞便量同化量=呼吸散失+生長發(fā)育繁殖同化量=呼吸散失+下一級(jí)

+分解者

+未利用生產(chǎn)者同化量總結(jié)：用流程圖表示不同營養(yǎng)級(jí)能量流動(dòng)未利用，即未被自身呼吸作用消耗，也未被下一營養(yǎng)級(jí)和分解者利用④未被利用，即未被自身呼吸作用消耗，也未被下一營養(yǎng)級(jí)和分解者利用。某營養(yǎng)級(jí)同化量呼吸作用中以熱能形式散失用于自身生長、發(fā)育、繁殖被分解者分解利用流入下一個(gè)營養(yǎng)級(jí)5.某營養(yǎng)級(jí)的能量最終去向：4.某營養(yǎng)級(jí)的能量某段時(shí)間內(nèi)的能量去向：某營養(yǎng)級(jí)同化量呼吸作用中以熱能形式散失用于自身生長、發(fā)育、繁殖被分解者分解利用流入下一個(gè)營養(yǎng)級(jí)未被利用的能量實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

1.在由草、兔、狐組成的一條食物鏈中，兔經(jīng)同化作用所獲得的能量的去向不應(yīng)該包括A.通過兔呼吸作用釋放B.通過兔的糞便流入分解者體內(nèi)C.通過狐貍的糞便流入分解者體內(nèi)D.流入狐貍體內(nèi)實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

2.在一定時(shí)間內(nèi)，某生態(tài)系統(tǒng)中全部生產(chǎn)者固定的能量值為a，全部消費(fèi)者所獲得的能量值為b，全部分解者所獲得的能量值為c，則a、b、c之間的關(guān)系是A.a＝b＋c B.a>b＋cC.a<b＋c D.c<a＋b實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

3.如圖表示能量流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)某一營養(yǎng)級(jí)的變化示意圖，其中a～g表示能量值。若圖中A表示某食物網(wǎng)中第二營養(yǎng)級(jí)所攝入的全部能量，則下列說法不正確的是(

)A．圖中B表示同化的能量B．圖中C表示流入下一營養(yǎng)級(jí)的能量C．圖中D表示通過呼吸作用散失的能量D．圖中a值與c＋d＋e的值相同合作探究：請(qǐng)嘗試構(gòu)建食物鏈的能量流動(dòng)模型。呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用生產(chǎn)者（綠色植物）初級(jí)消費(fèi)者（植食性動(dòng)物）次級(jí)消費(fèi)者（肉食性動(dòng)物）三級(jí)消費(fèi)者（肉食性動(dòng)物）呼吸作用……分解者一、能量流動(dòng)的過程①能量流動(dòng)的渠道是

。②能量散失的途徑是各種生物的

(代謝過程)。③流動(dòng)過程中能量的轉(zhuǎn)化是太陽能→

→

。食物鏈和食物網(wǎng)呼吸作用有機(jī)物中的化學(xué)能熱能

①源頭：

。②起點(diǎn)：從

開始。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)化和散失的過程過程輸入生產(chǎn)者固定太陽能生產(chǎn)者固定的太陽能總量光能化學(xué)能光合作用①傳遞渠道：

。②傳遞過程：食物鏈和食物網(wǎng)傳遞轉(zhuǎn)化太陽能化學(xué)能熱能散失①大部分熱能形式散失，②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……太陽能一、能量流動(dòng)的過程注意：箭頭由粗到細(xì)：菱形從大到?。弘S營養(yǎng)級(jí)的升高，儲(chǔ)存在生物體內(nèi)的能量越來越少。表示流入下一營養(yǎng)級(jí)的能量（同化量）逐級(jí)遞減。呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用生產(chǎn)者（綠色植物）初級(jí)消費(fèi)者（植食性動(dòng)物）次級(jí)消費(fèi)者（肉食性動(dòng)物）三級(jí)消費(fèi)者（肉食性動(dòng)物）呼吸作用……分解者【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？思考討論【討論2】流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中來？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，另一部分通過呼吸作用以熱能的形式散失，兩者之和與流入生態(tài)系統(tǒng)的能量相等。不能，能量流動(dòng)是單向的。植食性動(dòng)物

62.862.8太陽能未固定生產(chǎn)者464.6分解者12.5呼吸作用96.3未利用327.32932.118.829.312.6肉食性動(dòng)物

12.6微量7.55.0122.614.6二、能量流動(dòng)的特點(diǎn)分析賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)思考.討論1.用表格的形式，將圖中的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理2.計(jì)算“流出”該營養(yǎng)級(jí)的能量占“流入”該營養(yǎng)級(jí)能量的百分比。營養(yǎng)級(jí)流入能量（同化量）流出能量（輸入后一個(gè)營養(yǎng)級(jí)）出入比/%（能量傳遞效率）生產(chǎn)者植食性動(dòng)物肉食性動(dòng)物————分解者————464.662.812.614.662.812.613.5220.06能量傳遞效率=某一營養(yǎng)級(jí)的同化量上一營養(yǎng)級(jí)的同化量×100%3.流入某一營養(yǎng)級(jí)的能量，為什么不會(huì)百分之百地流到下一個(gè)營養(yǎng)級(jí)？流入某一營養(yǎng)級(jí)的能量主要有以下去向：

①通過該營養(yǎng)級(jí)自身的呼吸作用散失了。

②以排遺物、遺體或殘枝敗葉的形式被分解者利用。

③未能進(jìn)入（未被捕食）下一個(gè)營養(yǎng)級(jí)。

所以，流入某一營養(yǎng)級(jí)的能量不可能百分之百地流到下一個(gè)營養(yǎng)級(jí)。生產(chǎn)者464.6植食性動(dòng)物62.8肉食性動(dòng)物12.6呼吸作用122.6未利用327.3分解者14.6太陽能未固定62.812.612.596.329318.85.02.17.529.3植食性動(dòng)物62.862.8生產(chǎn)者464.612.6肉食性動(dòng)物12.613.52%20.06%傳遞效率為：10%~20%。4.通過以上分析，你能總結(jié)出什么規(guī)律？（1）從方向上看單向流動(dòng)（2）從同化量數(shù)據(jù)上看：逐級(jí)遞減二、能量流動(dòng)的特點(diǎn)(1)單向流動(dòng)（不逆轉(zhuǎn)、不循環(huán)）原因：①生物之間食物關(guān)系是不可逆轉(zhuǎn)的；(能量沿食物鏈流動(dòng)）

②散失的熱能無法被生物體再利用。(2)逐級(jí)遞減（傳遞效率為10%～20%）原因：①呼吸散失；②被分解者利用；③未利用。①相鄰兩個(gè)營養(yǎng)級(jí)間的能量傳遞效率為10%-20%；要點(diǎn)：注意：能量傳遞效率是指相鄰兩個(gè)營養(yǎng)級(jí)之間同化量的比值。能量傳遞效率=某一營養(yǎng)級(jí)的同化量上一營養(yǎng)級(jí)的同化量×100%②營養(yǎng)級(jí)越多，在能量流動(dòng)中消耗的能量越多；③營養(yǎng)級(jí)越高，得到的能量越少；④生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈的營養(yǎng)級(jí)一般不超過5個(gè)。

不矛盾。能量在流動(dòng)過程中逐級(jí)遞減，指的是流入各個(gè)營養(yǎng)級(jí)的能量。能量守恒定律可以用于衡量流入某個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量，總能量=儲(chǔ)存在生態(tài)系統(tǒng)(生物體的有機(jī)物)中的能量+被各個(gè)營養(yǎng)級(jí)的生物利用、散發(fā)至非生物環(huán)境中的能量。因此，雖然能量在流動(dòng)過程中逐級(jí)遞減，但總能量依然遵循能量守恒定律。思考：能量在流動(dòng)過程中逐級(jí)遞減，與能量守恒定律矛盾嗎？為什么？二、能量流動(dòng)的特點(diǎn)

任何生態(tài)系統(tǒng)都需要不斷得到來自系統(tǒng)外的能量補(bǔ)充，以便維持生態(tài)系統(tǒng)的正常功能。

如果一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)在一段較長時(shí)期內(nèi)沒有能量（太陽能或化學(xué)能）輸入，這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)就會(huì)崩潰。1.先吃雞，再吃玉米玉米雞人2.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。玉米人雞先吃雞，再吃玉米原因：減少了雞的消耗，

縮短食物鏈獲得的能量更多，

持續(xù)時(shí)間更久。問題探討實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

4.(2021·北京市平谷區(qū)第五中學(xué)高二月考)下圖是某個(gè)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式圖，該圖中表示生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的箭頭是A.①②③B.①③⑤C.①③④D.①②③④⑤三、能量流動(dòng)的相關(guān)計(jì)算1.能量傳遞效率的計(jì)算公式：（1）能量傳遞效率=下一營養(yǎng)級(jí)同化量上一營養(yǎng)級(jí)同化量×100%（2）在食物網(wǎng)中能量傳遞效率“最值”計(jì)算正推：知低營養(yǎng)級(jí)求高營養(yǎng)級(jí)獲能量最多選最短食物鏈，按×20%計(jì)算獲能量最少選最長食物鏈，按×10%計(jì)算逆推：知高營養(yǎng)級(jí)求低營養(yǎng)級(jí)需能量最多選最長食物鏈，按÷10%計(jì)算需能量最少選最短食物鏈，按÷20%計(jì)算兩個(gè)營養(yǎng)級(jí)之間，不是兩個(gè)體之間實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

5.流經(jīng)食物鏈的總能量為y，貓頭鷹所得能量最多為____;

最少為________。6.右圖表示某生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)的圖解，貓頭鷹體重每增加1kg，至少消耗A約（

）

A．100kgB．44.5kgC．25kg

D．15kgy×(20%)2y×(10%)3C四、能量流動(dòng)的相關(guān)計(jì)算1.能量傳遞效率的計(jì)算公式：(3)在能量分配比例已知時(shí)，按比例分別計(jì)算，最后相加。例：在右圖的食物網(wǎng)中，如果C從B、F中獲得的能量比為3∶1，C增重1kg，則最少需要消耗A多少kg？消耗A最少，按最高傳遞效率20%計(jì)算（前級(jí)是后級(jí)5倍）：沿食物鏈A→B→C逆推：3/4kgX5X5＝75/4kg沿食物鏈A→D→E→F→C逆推：1/4kgX5X5X5X5＝625/4kg75/4kg+625/4kg=175kg實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

7.如圖食物網(wǎng)中，貓頭鷹的食物有2/5來自兔，2/5來自鼠，1/5來自蛇，則貓頭鷹的體重若增加20g，至少需要消耗植物的重量為(

)A．600g

B．900gC．1600gD．5600g【練習(xí)1】下圖所示為某生態(tài)系統(tǒng)中能量流向物種甲后發(fā)生的一系列變化，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）A、A表示物種甲同化的能量B、A中的能量包括物種甲糞便中的能量C、D表示分解者呼吸散失的能量D、E表示物種甲呼吸散失的能量B【練習(xí)2】右圖所示食物網(wǎng)中，E是生產(chǎn)者，共含有7.1×109kJ的能量，B的總能量為2.3×108kJ，從理論上計(jì)算A最多獲得的能量是（）A、2.84×108kJB、2.38×108kJC、1.41×109kJD、3.05×108kJB提示能量傳遞效率：

①一般為10-20