第5章 第2节 生态系统的能量流动

1、.第2节生态系统的能量流动学习目的知识概览老师用书独具1.理解能量在生态系统中的流动过程。重、难点2掌握能量流动的特点及意义。重点3尝试调查农田生态系统中的能量流动情况。自 主 预 习探 新 知一、能量流动的过程1概念：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：消费者通过光合作用把太阳能转化为化学能，固定在有机物中。2能量去向在消费者的呼吸作用中以热能形式散失。随着残枝败叶等被分解者分解而释放出来。被初级消费者摄食同化，流入第二营养级。3能量流经第二营养级的过程1输入：通过摄食消费者获得。2去向通过呼吸作用以热能形式散失。随尸体、排泄物流向分解者。被次级消

2、费者摄食同化，流入下一营养级。4能量流动过程图解1补充图中标号代表的内容甲：消费者；乙：初级消费者；丙：次级消费者；丁：呼吸作用；戊：分解者。2据图总结流入每一营养级的能量最终去向：通过自身呼吸作用以热能形式散失。被下一营养级同化。被分解者分解利用。二、能量流动的特点1特点1单向流动：沿食物链由低营养级流向高营养级，不可逆转，也不能循环流动。2逐级递减：能量在沿食物链流动的过程中逐级减少，传递效率约为10%20%。营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多，生态系统中的能量流动一般不超过45个营养级。2能量金字塔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，可以形成一个金字塔图形

3、。三、研究能量流动的意义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。根底自测1判断对错1能量通过光合作用和化能合成作用输入生态系统，通过呼吸作用输出生态系统。2能量在生态系统的食物链中是以热能的形式流动的。3生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量。4生态系统中能量的初始来源只有太阳能。5农业生态系统中，沼渣、沼液作为肥料还田，使能量可以循环利用。提示：12能量在生态系统的食物链中是以化学能的形式流动。34生态系统的能量来源主要为太阳能，也可源自某些无机物氧化分解释放的能量，如硝化细

4、菌、硫铁细菌等化能自养型生物。5沼液和沼渣可以为农作物提供肥料，沼气池发酵产生的沼气又能成为人类的能源物质，实现了能量的多级利用，而能量不能循环利用。2关于草原生态系统能量流动的表达，错误的选项是A能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程B分解者所需的能量可来自各营养级生物所储存的能量C生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量D消费者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级D能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失过程，A正确；分解者的作用就是将有机物分解成无机物，并从中获取生命活动所需的能量，B正确；生态系统维持正常功能需要不断地输入光能，C正确；消费者固定的能量除用于

5、自身呼吸外，部分流向分解者，部分流向下一营养级，D错误。3如图是生态系统的能量流动图解，据图分析以下说法错误的选项是 【导学号：62672213】A图中A、B、C、D方框的大小可表示该营养级生物同化的能量的多少B该图中的食物链为ABCDC该图中的A固定的能量表示流经该生态系统的总能量D图中A固定的能量等于B、C、D的同化量之和D图中A、B、C、D方框的大小可表示该营养级生物同化的能量的多少，A正确；图中A为消费者，B、C、D为消费者，食物链为ABCD，B正确；消费者固定的太阳能是流经该生态系统的总能量，C正确；每个营养级最高营养级除外的能量的去路有3个：流入下一营养级、被分解者分解利用和自身呼

6、吸消耗，故A固定的能量大于B、C、D的同化量之和，D错误。合 作 探 究攻 重 难能量流动的过程考虑交流1能量流动是指能量的输入、传递、转化和散失的过程。结合以下图完成以下探究。1输入第二营养级如图示中的鹰的能量是初级消费者如图中的蛇摄入的能量还是其同化的能量？提示：同化的能量。2初级消费者摄入的消费者中含有的能量是否均流向初级消费者体内？试解释原因。提示：否，因为初级消费者摄入消费者后并没有完全利用，还有一部分能量以粪便形式排出。2在一定时间内，某自然生态系统中全部消费者固定的能量值为a，全部消费者所获得的能量值为b，全部分解者所获得的能量值为c，试分析a、b、c三者之间的关系。提示：消费者

7、固定的能量传递给了消费者和分解者的同时，还有一部分能量以热能的形式散失了，所以abc。能量流动过程分析1形式图以第二营养级为例。2分析形式图。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。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了，另一部分那么用于自身的生长、发育和繁殖等生命活动。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、流向分解者部分、流向下一营养级部分。未利用部分是指存在于某营养级活体中的能量，既未被自身呼吸消耗，也未传给下一营养级、未被分解者利用。某生态系统中有a

8、、b、c、d四种生物，构成食物链abc，d为分解者，如图是该生态系统中能量流入b时发生的一系列变化，以下说法错误的选项是A图中的甲表示b的同化量，乙表示b用于生长、发育和繁殖的能量B蘑菇可以参与丁过程C当生态系统处于相对稳定状态时，b的种群数量一般处于K/2D图中d的能量不全部来自b技巧点拨由题图可知：甲b摄入粪便判断甲为b的同化量；乙c摄入遗体、残骸判断乙为b用于生长、发育和繁殖的能量；丙甲乙判断丙为呼吸消耗的能量。解析甲b的摄入量粪便中的能量，故甲为b的同化量，乙b的同化量呼吸作用散失的能量，故乙为b用于生长、发育和繁殖的能量，A正确；蘑菇是大型真菌，属于分解者，可以参与丁过程，B正确；当

9、生态系统处于相对稳定状态时，某种群的数量应稳定在K值左右，C错误；图中d的能量不全部来自b，如b的粪便中的能量属于a固定的能量，D正确。答案C1假设c摄入的能量为A，那么b、c之间的能量传递效率为A/甲100%，对吗？说明理由。提示：不对。b、c两个营养级间的传递效率等于c的同化量与b的同化量的比值，而c的同化量未知，无法计算出两者间的能量传递效率。2图示中呼吸作用产生的能量是否都以热能形式散失掉？提示：不是。呼吸作用产生的能量有三个去向：一是大部分以热能的形式散失；二是转化为ATP中的化学能；三是储存在尚未完全分解的有机物中。解题指导消费者能量的来源和去路学生在解答这类试题时往往不能判别图中

10、的代号是什么类型的能量，究其原因还是不清楚能量的传递途径，尤其是消费者能量的来源和去路，我们可以作如下总结：其中粪便中的能量就包含在“未同化的。这样熟记上图后，再遇到相似的试题，就可直接套用。活学活用1以下图为某鱼塘中能量流动图解部分示意图，各代表一定的能量值，以下各项中正确的选项是 A在人工饲养的高密度鱼塘中一定小于B图中包含了次级消费者粪便中的能量C在食物链中各个营养级能量输入的方式和形式是完全一样的D第三营养级到第四营养级的能量传递效率为/100%D在人工鱼塘中，人们可通过投放饲料等措施来饲养更多的鱼类，所以可能比小，故A错误；粪便中的能量属于上个营养级，所以应包含三级消费者粪便中的能量

11、，故B错误；在食物链中各营养级能量输入的方式和形式不完全一样，故C错误；能量传递效率一个营养级的同化量/上一个营养级的同化量，所以第三营养级到第四营养级的能量传递效率为/100%，D正确。2如图是一个处于平衡状态生态系统的能量流动图解，其中A、B、C、D分别代表不同营养级的生物类群，对此图理解正确的一项为哪一项 【导学号：62672214】A流经该生态系统的总能量就是A通过光合作用积累的有机物中的能量B在此生态系统中，假设一只狼捕食了一只野兔，那么该野兔中约有10%20%的能量流入这只狼体内C由于流经该生态系统的总能量是一定的，所以B获得的能量越多，留给C、D的能量就越少DB同化的能量要大于B

12、、C、D呼吸消耗的能量之和D流经该生态系统的总能量是A通过光合作用固定的太阳能；能量的传递效率是指某一营养级的同化量与上一营养级的同化量之比，与个体间的捕食获得的能量没有直接关系，假设一只狼捕食了一只野兔，那么该野兔中的绝大部分的能量传递给了狼；B获得的能量越多，留给C、D的能量也越多；B同化的能量要大于B、C、D呼吸消耗的能量之和，因为还有一部分能量流向了分解者，所以D选项正确。能量流动的特点及意义考虑交流1用能量流动的原理，解释谚语“一山不容二虎隐含的道理。提示：根据生态系统中能量流动逐级递减的特点和规律可知，营养级越高，可利用的能量就越少，老虎在生态系统中几乎是最高营养级，通过食物链网流

13、经老虎的能量已减到很小的程度。因此，老虎的数量将是很少的。故“一山不容二虎。2假如是你被困荒岛，要维持更长时间等待救援，要获得更多能量，终究要采用以下哪种生存策略呢？A先吃鸡再吃玉米B先吃玉米，然后用一部分玉米喂鸡，吃鸡下的蛋，最后吃鸡提示：应选A方案。应该先吃鸡，因为从营养级角度来讲，鸡是初级消费者，玉米是消费者，根据能量流动递减法那么，假如让鸡吃玉米，玉米的能量最多有20%转换到鸡的体内，然后人再吃鸡或者鸡蛋的话，获得的能量相当于玉米的20%20%，这种方案中，玉米是消费者，鸡是初级消费者，人是次级消费者，人所获得的能量是最少的，维持时间最短。所以，不如先把鸡吃掉，再吃玉米。3人们在研究能

14、量流动时，将秸秆作为家畜饲料，粪便进入沼气池，消费燃料。此过程进步能量的传递效率了吗？提示：没有。以上过程进步了能量的利用率，即人类充分利用了流向分解者的能量，实现了对能量的多级利用，减少了环境污染；但没有进步能量在不同营养级之间的传递效率。1能量流动特点及原因分析单向流动的原因a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，而不能反过来。b各营养级通过呼吸作用以热能形式散失的能量是无法再被利用的，因此，能量也不能循环流动，必须由太阳能不断予以补充。逐级递减的原因a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。b各营养级的生物中总有一部分能量

15、未被下一个营养级利用。c还有少部分能量随着残枝败叶或遗体流入分解者。2三种生态金字塔的比较类型工程能量金字塔数量金字塔生物量金字塔形状特点正金字塔形一般为正金字塔形，有时会出现倒金字塔形一般为正金字塔形象征含义能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性一般情况下，生物个体数量在食物链中随营养级升高而逐级递减生物量现存生物有机物的总量沿食物链流动逐级递减每一级含义食物链中每一营养级生物所含能量的多少每一营养级生物个体的数量每一营养级生物的总生物量活学活用1如图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图图中数字为能量数值，单位是Jm2a1。以下表达正确的选项是 【导学号：62672215】A该食物网中最高

16、营养级为第六营养级B该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25%C太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1 357 Jm2a1D该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统B题图中最长食物链为浮游植物浮游动物幽蚊幼虫太阳鱼鲈鱼，故最高营养级为第五营养级，A错误；该食物网中第一营养级同化的能量为31 920 Jm2a1，第二营养级同化的能量为3 7804 2007 980Jm2a1，那么第一营养级到第二营养级的能量传递效率为798031 920100%25%，B正确；太阳鱼同化的能量为1 483 Jm2a1，除了流向下一营养级和自身呼吸作用消耗，还有一部分被分解者分解掉，故太阳鱼呼吸作用消耗的能量小于

17、1 483126Jm2a1，即小于1 357 Jm2a1，C错误；该食物网中的生物并没有分解者，不能构成群落，因此不能与无机环境构成一个生态系统，D错误。2以下四种现象中，不适宜用生态系统中能量流动规律进展合理分析的是A虎等大型肉食动物容易成为濒危物种B蓝藻易在富营养化水体中爆发C饲养牛、羊等动物，本钱低、产量高D宏大的蓝鲸以微小的浮游动物为食BA项，虎属于最高营养级，获取能量少，容易成为濒危物种；B项，在富营养化的水体中，N、P含量高，蓝藻会进展爆发式繁殖，但是没有表达出食物链，所以不适宜用能量流动规律来分析；C项，牛、羊属于初级消费者，直接从消费者获取食物，获得的能量多，因此本钱低；D项，

18、能表达出食物链，能用能量流动规律来解释。1如何利用食物链解释“宏大的蓝鲸以微小的浮游动物为食符合能量流动的规律？提示：食物链越短，消耗的能量越少，蓝鲸获得的能量越多。2“虎等大型肉食动物容易成为濒危物种和“饲养牛、羊等动物，本钱低、产量高表达了能量流动的哪个特点？提示：逐级递减。当 堂 达 标固 双 基1在生态系统的能量流动中，能量形式的转变顺序是A光能化学能热能B热能光能化学能C化学能光能热能 D光能热能化学能A在生态系统中，绿色植物通过光合作用把光能转化为有机物中的化学能，生物群落中的化学能最终以热能的形式散失。2根据生态系统能量流动过程分析，以下说法正确的选项是A初级消费者粪便中的能量属

19、于第二营养级的同化量B某一营养级的同化量并不等于该营养级用于生长、发育和繁殖的能量C初级消费者同化的能量全部经自身呼吸作用以热能的形式散失D每个营养级同化的能量都有一部分要流向下一营养级B初级消费者粪便中的能量属于上一营养级的同化量，即消费者第一营养级的同化量，A错误；某一营养级同化的能量一部分经自身呼吸作用以热能的形式散失，一部分用于自身生长、发育和繁殖，B正确、C错误；最高营养级同化的能量不会流向下一营养级，D错误。3.某同学通过分析蛇的食性绘制了如下图的食物关系。假定一条1 kg的蛇，4/5的食物来自鼠，1/5的食物来自蛙。按能量流动的最高效率计算，此蛇间接消耗的植物为A45 kg B2

20、2.5 kg C90 kg D20 kgA依题意知此蛇间接消耗的植物为4/520%20%1/520%20%20%45 kg。4.右图是一个农业生态系统形式图，以下关于该系统的表达中，错误的选项是 A微生物能利用农作物通过光合作用储存的能量B沼气池中的微生物是该生态系统的分解者C沼渣、沼液作为肥料还田，使能量可以循环利用D多途径利用农作物可进步该系统的能量利用效率C在生态系统中，能量流动是单向的，不能循环利用，故C项错误。该系统中，沼气池中的微生物能利用农作物固定的太阳能，属于分解者，选项A、B正确；物质和能量的多级利用，减少了能量的流失，进步了能量的利用率，选项D正确。5以下图是某湖泊生态系统

21、能量流动的定量分析图解。图中A、B、C代表三个营养级，数字均为实际测得的能量值，单位为百万千焦。该生态系统受到的太阳辐射为118 872百万千焦，但其中118 761百万千焦的能量未被利用，请答复： 【导学号：62672217】1请将该生态系统的总能量值填写在图中的方框内，这部分能量是_所固定的太阳能。2能量从第一营养级到第二营养级的传递效率为_%，从第二营养级到第三营养级的传递效率为_%。3次级消费者通过异化作用消耗的能量占其同化作用所得到的能量的百分比是_。4由图可知，下个营养级不能得到上个营养级的全部能量，原因有：各营养级生物体内的大量能量被_；上个营养级的部分能量_；还有少量能量被_利用。解析流入生态系统的总能量所有消费者所固定的太