1、第二节第二节 生态系统的稳态生态系统的稳态 第第 1 课时课时 生态系统中的能量流动生态系统中的能量流动 学习目标与核心素养 1.分析生态系统能量流动的过程，树立生命系统的物质和能量观。2. 理解能量流动过程图解，培养模型分析能力。3.概述研究能量流动的意义，形成生态意识。 一、能量流动的概念和过程 1能量流动的概念：是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。 2能量流经第一营养级的过程 (1)输入：生产者通过光合作用把太阳能转化为化学能，固定在光合作用制造的有机物中。 (2)能量去向：在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失；随着植物体的衰老死亡以枯枝 落叶的形式被分解者分解而散失；被初
2、级消费者取食同化，流入第二营养级。 3能量流经第二营养级的过程 (1)输入：通过取食生产者获得。 (2)能量去向：通过呼吸作用以热能的形式散失；随遗体、排泄物流向分解者；被次级 消费者取食同化，流入下一营养级。 4能量在某个生态系统中流动过程图解 归纳总结 能量流动过程图解 (1)动物同化的能量摄入量粪便中有机物的能量，即第二营养级粪便中的能量不属于第二 营养级同化的能量，而是属于第一营养级同化的能量。 (2)每一营养级同化的能量分为两部分，一部分在自身的呼吸作用中以热能的形式散失，另一 部分用于自身生长、发育和繁殖等生命活动。 (3)用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量主要包括未利用部分
3、、流向分解者部分、流 向下一营养级部分。 (4)未利用部分是指存在于某营养级活体中的能量，既未被自身呼吸作用消耗，也未被下一个 营养级和分解者利用的能量。 例 1 (2018 河南林州一中摸底)下列关于生态系统能量流动过程的说法，正确的是( ) A流经生态系统的总能量均为生产者固定的太阳能总量 B生态系统中能量的输入和传递一定与生物的消化与吸收有关 C蜣螂以大象的粪便为食，即获得了大象的同化量中的一部分能量 D生态系统的能量逐级递减与生物的呼吸作用散失热量有关 答案 D 例 2 (2018 连云港高二检测)下图为生态系统中能量流动的部分示意图，各代表 一定的能量值。下列各项叙述中正确的是( )
4、 A在人工饲养的高密度鱼塘中肯定大于 B中包含了次级消费者粪便中的能量 C在食物链中各营养级获得能量的方式及能量的用途完全相同 D 答案 D 解析 由于每一营养级都有一部分能量通过呼吸作用以热能的形式散失，所以。 思维启迪 生态系统的能量流动 能量的输入 生产者的同化量 能量的输出 各生物成分的呼吸量 生态系统所需能 量的根本来源 几乎都是来自太阳能 流经某生态系 统的总能量 生产者所固定的太阳能总量(生产者的同化量) 消费者的同化量 摄入量粪便量 同化量的去路 (某营养级能量的去路) 呼吸消耗量用于生长、发育和繁殖的能量呼吸消耗量 流入下一营养级的能量被分解者利用的能量 二、能量流动的特点和
5、意义 1能量流动的特点 2能量金字塔 (1)概念：将单位时间内各个营养级所得到的能量数值，由低到高绘制成图，可形成一个金字 塔图形。 (2)比较三种类型的生态金字塔 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 形状 特点 呈正金字塔形 通常为正金字塔形，有 时会出现倒金字塔形， 如成千上万的昆虫以一 棵树为生 一般呈正金字塔形，有时会 出现倒金字塔形，如某一时 间浮游植物的生物量(用质量 来表示)可能低于浮游动物的 生物量 3.能量传递效率 (1)计算公式 能量传递效率下一营养级同化量 某一营养级同化量100%。 (2)一般生态系统中相邻两个营养级间的能量传递效率大约为 10%20%。 4研究能量流
6、动的实践意义 (1)帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。 (2)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。 归纳总结 生态系统能量流动的特点及原因分析 特点 原因分析 单向 流动 食物链各营养级的顺序是不可逆转的，这是长期自然选择的结果，如肉食性动物 以植食性动物为食，而植食性动物则不能以肉食性动物为食；各营养级通过呼吸 作用以热能形式散失的能量是无法再利用的 逐级 递减 各营养级的生物都会因呼吸作用而消耗掉相当大的一部分能量； 各营养级的生 物中总有一部分能量未被下一营养级利用； 少部分能量随着残枝败叶或尸体流入 分解者 例
7、 3 某同学绘制了如图所示的能量流动图解(W1、D1和 D2表示输入相应营养级的能量)， 下列叙述正确的是( ) A生产者固定的总能量可表示为 A1B1C1A2B2C2D2 B由生产者到初级消费者的能量传递效率为D2 W1100% C初级消费者摄入的能量为 A2B2C2 D图解不能表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减 答案 A 解析 据图分析，输入第一营养级的能量(W1)即生产者固定的能量被分为四部分：在生产者 的呼吸作用中以热能的形式散失的 A1、储存于生产者体内的 B1、流向分解者的 C1、流向下 一营养级的 D1；输入第二营养级的能量(D1)，一部分在第二营养级的呼吸作用中以热能的形
8、式散失了(A2)，还包括储存于初级消费者体内的 B2、流向分解者的 C2、流向下一营养级的 D2，因此 W1A1B1C1D1，D1A2B2C2D2，A 正确；生产者固定的太阳能为 W1，初级消费者同化的能量为 D1，由生产者到初级消费者的能量传递效率为D1 W1100%，B 错误；初级消费者摄入的能量同化量粪便量，其值大于 D1，故大于 A2B2C2，C 错 误；图解表明了能量流动的特点是单向流动、逐级递减，D 错误。 例 4 (2018 哈尔滨六中高二期中)右图为某一生态系统的能量金字塔，其中、 分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形式。下列叙述正确的是( ) A是初级消费者 B为分解
9、者 CE1为太阳能，E2为热能 D能量可在食物链中循环利用 答案 C 解析 据图分析，是生产者，处于第一营养级，A 错误；为三级消费者，处于第四营养 级，B 错误；E1为太阳能，用于植物的光合作用，E2为热能，是生物呼吸作用产生的，C 正 确；能量是单向流动的，不能循环利用，D 错误。 核心素养 本题体现的核心素养是科学思维，通过建立能量金字塔模型，更直观地认识了能 量流动的特点逐级递减。 易错提醒 (1)能量利用率能量传递效率 调整生态系统中能量流动的关系，是提高流向对人类最有益部分的能量的比例，即能量利用 率，而不是能量传递效率。 (2)下一营养级同化的能量是指由某一营养级传递给下一营养级
10、且被下一营养级同化的能量， 若下一营养级的能量中有人工补充的能量，则计算传递效率时这部分能量不计算在其同化量 中，若计算该营养级到其下一营养级的能量传递效率，人工补充的能量应计入该营养级的同 化量。 1判断正误： (1)太阳能只有通过生产者才能输入到生态系统中( ) (2)每一营养级生物的同化量就是从上一营养级摄入的能量( ) (3)直接以低营养级的生物为食将会消耗更多的能量( ) (4)生态系统中流动的能量不包括分解者消耗的能量( ) (5)研究能量流动，可调整能量流动关系，使生产者固定的能量全部流向人类( ) (6)由于能量在流动的过程中逐级递减，所以营养级越高，该营养级的总能量及生物的数
11、量就 会越少( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) 解析 (2)每一营养级的生物摄入体内的能量并不是该营养级生物的同化量，因为有一部分上 一营养级的能量存在于食物残渣中随动物的粪便被排出。 (3)直接以低营养级的生物为食将减少能量的消耗。 (4)分解者消耗的能量来自生产者和消费者的遗体中所包含的能量，这些能量最初都来自生产 者固定的太阳能。 (5)相邻两个营养级之间的能量传递效率大约是 10%20%。 (6)由于个体大小差异，高营养级的生物的数量有可能多于低营养级，如一棵树与树上昆虫的 数量关系。 2(2018 盐城模拟)下列有关生态系统能量流动的叙述，正确的是( ) A
12、当狼吃掉一只兔子时，就获得了兔子的全部能量 B当狼捕食兔子后，能量就从第一营养级流入了第二营养级 C生产者通过光合作用制造有机物，能量由无机环境流入了生物群落 D生态系统的能量流动是循环往复的 答案 C 解析 当狼吃掉一只兔子时，并不能获得兔子的全部能量，只能获得兔子的部分能量，A 错 误；当狼捕食兔子后，能量就从第二营养级流入了第三营养级，B 错误；生产者通过光合作 用制造有机物，能量由非生物环境流入了生物群落，C 正确；生态系统中能量流动是单向的、 不循环的，D 错误。 3 (2018 柳州六校高二联考)如图表示某草原生态系统中的能量流动图解， 表示相关过 程的能量流动量。下列有关叙述正确
13、的是( ) A是流入该生态系统的总能量 B和分别属于草和兔同化量的一部分 C图中/的值可代表兔到狐的能量传递效率 D分解者获得的能量最少 答案 B 解析 流入该生态系统的总能量是生产者(草)固定的总能量；为兔的摄入量，包括兔的同 化量和粪便量，为狐的摄入量，能量传递效率指的是相邻营养级中高营养级与低营养级同 化量的比值，因此/的值不能代表兔到狐的能量传递效率；所有动植物的遗体最终都被分 解者分解，因此，分解者获得的能量不一定最少；为兔的粪便中的能量，属于草的同化量， 为兔的遗体、残骸等中的能量，属于兔的同化量。 4若使农业生态系统朝着对人类最有益的方向发展，下列做法中不正确的是( ) A由人类
14、决定种养生物的种类 B由人类进行播种、施肥 C经常进行锄草、松土、治虫等田间管理 D延长食物链，提高能量传递效率 答案 D 解析 延长食物链，不能提高能量传递效率，反而会增加能量的流失。 5 (2018 广西柳州高二上期中考试)图 1 是一个由 5 种生物组成的食物网； 图 2 所示为桑基鱼 塘农业生态系统局部的能量流动，其中字母代表相应能量。据图回答以下问题： (1)图 1 中丙是_级消费者，属于第_营养级。若图 1 中乙大量减少，则短期内 丙的数量会_。 (2)若图 1 食物网中戊的食物来源中丁和丙的比例为 31，丙的食物来源中甲和乙的比例为 11，则戊每增加 10 kg，按 10%的能量
15、传递效率计算，需要消耗生产者_ kg。 (3)图 2 中的 C 可表示桑树_的能量，蚕的同化量可表示为 _(用图中字母表示)，桑树到蚕的能量传递效率是_(用图中字母 表示)。将蚕沙(粪便)投入鱼塘供给鱼食用，蚕沙中的能量属于第_营养级所固定的能 量。 答案 (1)初级、次 二、三 增加 (2)2 125 (3)用于自身生长、发育、繁殖等生命活动 A1B1C1D1 (A1B1C1D1)/A或(A1B1 C1D1)/(BC) 一 解析 (1)食物链(网)以生产者为起点，所以甲是生产者，丙可以是初级消费者也可以是次级 消费者，属于第二、三营养级。如果图 1 中乙大量减少，则丙更多地以甲为食，能量消耗
16、更 少，所以在短时间内丙的数量会增加。(2)若图 1 食物网中戊的食物来源中丁和丙的比例为 31，丙的食物来源中甲和乙的比例为 11，则戊每增加 10 kg，按 10%的能量传递效率计 算， 需要消耗生产者103/4 10% 10%10 1/4 1/2 10% 10%10 1/4 1/2 10% 10% 10% 2 125(kg)。(3)图 2 中的 C 可表示桑树用于自身生长、发育、繁殖等生命活动的能量，图中 的 B 是桑树呼吸作用散失的能量。蚕的同化量包括呼吸作用散失的 A1，流向下一营养级的 D1，流向分解者的 C1，储存于蚕体内的 B1，所以可用 A1B1C1D1表示。能量传递效率 是相邻营养级的同化量的比值，所以桑树到蚕的能量传递效率是(A1B1C1D1)/A 或(A1 B1C1D1)/(BC)。将蚕沙(粪便)投入鱼塘供给鱼食用，粪便中的能量属于上一营养级同化 的能量，所以蚕沙中的能量属于第一营养级桑树所同化的能量。