《生态系统的能量流动》课件

第三章生态系统及其稳定性第2节生态系统的能量流动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

62.862.8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2932.118.829.312.6肉食性动物

12.6微量7.55.0327.3122.614.6三、能量流动的特点464.662.812.662.812.6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464.662.812.662.812.613.52%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A3.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B4.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D5.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＝FB.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/DB1234567891011121314A组必备知识基础练1.生态系统的能量流动指的是生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程,下列有关说法正确的是(

)A.输入生态系统的能量就是生产者固定的太阳能的总量B.能量以有机物中化学能的形式在食物网中传递C.能量沿着食物链逐级递减,营养级越高的生物种群获得的能量越多D.生态系统中的能量通过分解者的分解作用,最终以热能的形式散失B1234567891011121314解析就自然生态系统而言,一般来说,输入生态系统的能量就是生产者固定的太阳能的总量,但对人工生态系统来说,输入生态系统的能量还包括人工输入的能量,A项错误;能量的传递渠道是食物链和食物网,传递形式是有机物中的化学能,B项正确;能量沿着食物链逐级递减,营养级越高的生物种群获得的能量越少,C项错误;生态系统中的能量通过生产者、消费者和分解者的呼吸作用,最终以热能的形式散失,D项错误。12345678910111213142.如图所示为一般生态系统的结构模式图。下列叙述正确的是(

)A.消费者将有机物转化为无机物后又被生产者重新利用B.能量主要以太阳能的形式在生态系统内部传递C.农田生态系统中能量的输入量和输出量总是相等的D.组分1、2、3可分别代表生产者、消费者和分解者A1234567891011121314解析消费者能通过自身代谢,将有机物转化为无机物排出体外,这些无机物又可以被生产者重新利用,A项正确;流经生态系统的总能量主要是生产者固定的太阳能,生态系统内部能量的传递形式是有机物中的化学能,B项错误;在一个幼苗茁壮成长的农田生态系统中,能量的输入量大于输出量,C项错误;据题图可知,生态系统的组分1、2、3可分别代表生产者、分解者和消费者,D项错误。12345678910111213143.下图表示某草原生态系统中的一条食物链,下列有关叙述正确的是(

)A.照射到该草原的太阳能都可以被草通过光合作用固定B.根据能量传递效率,狐最多可以得到草4%的能量C.狐粪便中的能量属于兔的同化量,不属于草的同化量D.若大量捕杀狐,兔的数量有可能先增加后减少,最后保持相对稳定D1234567891011121314解析照射到该草原的太阳能并不是都能被草通过光合作用固定,这是因为还有反射的一部分,另外对于未反射的光,植物主要吸收红光和蓝紫光,A项错误;能量传递效率指的是相邻营养级同化量的比值,图示的食物链是某草原生态系统中的一条,狐和草只代表对应营养级的一部分个体,B项错误;狐粪便中的能量属于其上一营养级兔等生物的同化量,不属于草的同化量,C项错误;若大量捕杀狐,则兔的数量会因为天敌减少而有所增加,而后由于数量过多,种内竞争加剧而减少,最后保持相对稳定,D项正确。12345678910111213144.某人工鱼塘中存在如下图所示的能量流动关系,其中字母表示能量。据图分析,下列说法错误的是(

)A.草鱼与植物之间的能量传递效率为c/a×100%B.d是草鱼用于生长、发育和繁殖的能量C.在自然水域(自然池塘)中d+f=cD.g中含有部分植物通过光合作用固定的能量A1234567891011121314解析图中b表示草鱼的摄入量,c表示草鱼的同化量,d代表草鱼用于生长、发育和繁殖的能量,f表示草鱼呼吸作用消耗的能量,h为草鱼粪便中的能量,i为草鱼遗体残骸中的能量。草鱼的同化量c中还包含有机物输入(饲料)的部分,并不完全来自植物,因此草鱼与植物之间的能量传递效率小于c/a×100%,A项错误,B项正确;在自然水域中,草鱼同化的能量=呼吸作用消耗的能量+用于自身生长、发育和繁殖的能量,即d+f=c,C项正确;流向g中的能量有草鱼粪便中的能量,而草鱼粪便中的能量为植物通过光合作用固定的能量,D项正确。12345678910111213145.(湖北荆州中学期末)我国长江口水域生态系统的能量流动简图如下,图中数字为能量数值,单位为t/(km2·a),据图判断,以下分析正确的是(

)A.此生态系统中生产者固定的总能量为911.6t/(km2·a)B.第三营养级输出的60.77t/(km2·a)能量中包含有第三营养级生物粪便中的能量C.第三营养级到第四营养级的能量传递效率约为9.6%D.长江口水域生态系统已达到相对稳定状态C1234567891011121314解析生产者固定的总能量包括呼吸作用中以热能形式散失的能量、流向分解者的能量、流向下一营养级的能量、未利用的能量,生产者流向下一营养级的能量为911.6

t/(km2·a),而非生产者固定的总能量,A项错误;第三营养级生物粪便中的能量属于第二营养级生物的同化量,而不属于第三营养级输出的60.77

t/(km2·a)能量,B项错误;第三营养级到第四营养级的能量传递效率=18.76/195.07×100%≈9.6%,C项正确;由于该生态系统的总生产量与总呼吸量的比值大于1,说明该生态系统能量的输入大于散失,长江口水域生态系统向资源积累的方向发展,但该生态系统尚未发育成熟,未达到相对稳定状态,D项错误。12345678910111213146.某陆地生态系统中,除分解者外仅有甲、乙、丙、丁、戊5个种群。每个种群只处于一个营养级。一年内各种群同化的能量相对值如下表。下列相关分析不正确的是(

)种群甲乙丙丁戊能量相对值3.5612.810.30.48226.5A.甲、乙、丙、丁都属于该生态系统中的消费者B.输入该生态系统的总能量为226.5C.第二营养级与第三营养级之间的能量传递效率约为15.4%D.该生态系统中的能量最终大多以热能的形式散失到环境中D1234567891011121314解析根据相邻两个营养级之间能量的传递效率为10%~20%以及表格中的数据,可写出表格中的食物网

,由此可见,甲、乙、丙、丁都属于该生态系统中的消费者,A项正确;输入该生态系统的总能量为戊固定的太阳能总量,即226.5,B项正确;第二营养级与第三营养级之间的能量传递效率为[3.56÷(12.8+10.3)]×100%≈15.4%,C项正确;生态系统中的能量最终全部以热能的形式散失到环境中,D项错误。12345678910111213147.下图表示生态系统中甲、乙两个营养级的能量流动示意图,其中a~e表示能量值。下列有关叙述错误的是(

)A.乙粪便中食物残渣的能量包含在c中B.乙用于生长、发育及繁殖的能量可表示为a-bC.如果甲表示生产者,则流入该生态系统的总能量是a+e+cD.乙的同化量小于摄取量,同化量可表示为a=b+dD1234567891011121314解析乙粪便中食物残渣的能量属于甲同化的能量,包含在c中,A项正确;乙用于生长、发育及繁殖的能量=同化量-呼吸作用消耗的能量=a-b,B项正确;流入该生态系统的总能量=生产者同化的能量=a+e+c,C项正确;乙的同化量除了b、d外,还包括传递给下一个营养级的能量,D项错误。12345678910111213148.如图为某生态系统中流经第二营养级的能量示意图,其中a表示该营养级摄入的能量,f表示流向第三营养级的能量。下列叙述正确的是(

)A.图中f表示第三营养级用于生长、发育和繁殖的能量B.第二、三营养级间的能量传递效率为f/a×100%C.图中d中的能量均未被第二营养级同化D.畜牧业中,圈养与放养相比,可提高图中c/b的值D1234567891011121314解析分析题图可知,f表示流向下一营养级的能量,即第三营养级的同化量,A项错误;能量传递效率=下一营养级同化量/这一营养级同化量×100%,而a表示摄入的能量而不是同化量,B项错误;d表示分解者利用的能量,包括第二营养级粪便中的能量和第二营养级残骸、遗体中的能量等,其中第二营养级粪便中的能量属于上一个营养级同化的能量,因此d中的一部分能量(粪便中的能量)未被该营养级生物同化,C项错误;圈养时家畜的活动量减少,通过呼吸作用散失的能量(e)减少,更多的能量用于自身生长、发育和繁殖(c),故畜牧业中,圈养与放养相比,可提高图中c/b的值,D项正确。12345678910111213149.赛达伯格湖是一个沼泽湖,湖底有北方泥炭沼泽湖所特有的沉积物——泥炭。科研人员对该生态系统的营养级和能量流动情况进行调查,得到了如图结果。GP表示不同营养级生物同化作用所固定的能量,R表示生物呼吸作用消耗的能量。能量单位均为J/(cm2·a)。下列叙述错误的是(

)A.流经该湖泊生态系统的总能量是464.7J/(cm2·a)B.未利用②的能量中不含有第二营养级粪便中的能量C.该生态系统中营养级越高,同化量用于呼吸消耗的占比越低D.未利用③的能量去向包括沉积在湖底形成泥炭C1234567891011121314解析流经该湖泊生态系统的总能量为生产者固定的太阳能,为497

693.3-497

228.6=464.7

(J·cm-2·a-1),A项正确;“未利用”表示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,第二营养级粪便中的能量属于第一营养级用于生长、发育和繁殖的一部分,未利用②的能量中不含有第二营养级粪便中的能量,B项正确;一般情况下,营养级越高的生物体型越大,结构越复杂,生长发育等各种生命活动所需要的能量越多,细胞呼吸越强,所以高营养级的生物的能量大部分用于呼吸消耗,即高营养级生物呼吸散失量占自身同化量的比值通常大于低营养级的生物,C项错误;未利用③的能量去向包括沉积在湖底形成泥炭,D项正确。123456789101112131410.下图是某池塘第一营养级和第二营养级能量流动部分图解。请回答有关问题。(1)某小组拟调查一个池塘生态系统的组成成分,调查的非生物成分主要有________、________。

(2)图中B1+C1+D1表示第二营养级用于________________的能量。

(3)第二营养级所具有的能量只是第一营养级的10%~20%,其原因是一部分能量通过_________散失,部分能量被分解者利用,还有部分能量未利用。(4)第二营养级到第三营养级的能量传递效率为______________________

(用图中字母表示)。

阳光

水分

生长、发育、繁殖

呼吸作用

D1/D×100%或D1/(A1+B1+C1+D1)×100%1234567891011121314解析

(1)一个池塘生态系统的非生物成分包括阳光、热能、水分、空气、无机盐等,其中阳光、水分是影响植物生长的最主要的生态因素,因此若对一个池塘生态系统的非生物成分进行调查,其调查的主要内容有阳光、水分。(2)分析题图可知,B1+C1+D1表示第二营养级用于生长、发育、繁殖的能量。(3)第二营养级所具有的能量只是第一营养级的10%~20%,其原因是一部分能量通过呼吸作用散失,部分能量被分解者利用,还有部分能量未利用。(4)D=A1+B1+C1+D1,是输入第二营养级的能量,D1是输入第三营养级的能量,第二营养级到第三营养级的能量传递效率=第三营养级同化的能量÷第二营养级同化的能量×100%=D1/D×100%或D1/(A1+B1+C1+D1)×100%。1234567891011121314B组能力素养提升练11.下图表示在一个生态系统中,植物光合作用积累的有机物被植食性动物利用的过程。下列有关叙述正确的是(

)A.①⑤之和为输入该生态系统的全部能量B.植食性动物粪便中的能量包含在⑦中C.⑤⑥⑦⑧之和为流向分解者的能量D.④占②的百分比为能量传递效率B1234567891011121314解析输入生态系统的总能量为生产者固定的太阳能,一部分用于植物的呼吸消耗,一部分储存在植物体内的有机物中;植食性动物粪便中的能量属于植物同化量的一部分,并未被植食性动物同化;⑧表示植食性动物呼吸消耗的能量,并没有流向分解者;能量传递效率为相邻两个营养级之间同化量的比值,植物同化量未知。123456789101112131412.某农场的能量流动示意图如下,其中a2和b2分别为第二、三营养级从上一营养级同化的能量,d1和d2为人工饲料中含有的能量。下列叙述错误的是(

)A.能量作为动力,使碳在生物群落和非生物环境之间往复循环B.流经该农场的总能量为第一营养级同化的总能量C.图中第二营养级粪便中的能量属于a3+d1的一部分D.第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率为a2/(a1+a2+a3)×100%B1234567891011121314解析能量流动是物质循环的动力,使碳在生物群落和非生物环境之间往复循环,A项正确;流入该生态系统的总能量为第一营养级固定的能量+投入的饲料中含有的能量,即a1+a2+a3+d1+d2,B项错误;某营养级粪便中的能量是没有被其同化的能量,属于上一营养级同化的能量及人工投放的饲料中的能量的一部分,因此图中第二营养级粪便中的能量属于a3+d1的一部分,C项正确;图中第一营养级固定的能量为a1+a2+a3,第二营养级固定的能量为a2,因此第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率为a2/(a1+a2+a3)×100%,D项正确。123456789101112131413.大闸蟹是主要以植物为食的杂食性甲壳类。如图为养殖大闸蟹的阳澄湖某水域生态系统能量流动的部分图解,其中的英文字母表示能量。下列对该图的分析,错误的是(

)A.流经该养殖区域的总能量为植物固定太阳能a与输入的有机物中的能量之和B.大闸蟹到次级消费者的能量传递效率为(e+5)/(b+2)×100%C.图中d代表大闸蟹用于生长、发育和繁殖的能量D.d中的能量有一部分会通过次级消费者的食物残渣流向分解者B1234567891011121314解析大闸蟹(初级消费者)到次级消费者的能量传递效率为同化量之比,但次级消费者的同化量无法计算,B项错误。123456789101112131414.(山东日照期末)稻螟与稻飞虱是稻