1、第2節生態系統的能量流動學習目標知識概覽(教師用書獨具)1.理解能量在生態系統中的流動過程。(重、難點)2掌握能量流動的特點及意義。(重點)3嘗試調查農田生態系統中的能量流動情況。自 主 預 習·探 新 知一、能量流動的過程1概念：生態系統中能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程。2能量流經第一營養級的過程(1)輸入：生產者通過光合作用把太陽能轉化為化學能，固定在有機物中。(2)能量去向在生產者的呼吸作用中以熱能形式散失。隨著殘枝敗葉等被分解者分解而釋放出來。被初級消費者攝食同化，流入第二營養級。3能量流經第二營養級的過程(1)輸入：通過攝食生產者獲得。(2)去向通過呼吸作用以熱能形式散

2、失。隨尸體、排泄物流向分解者。被次級消費者攝食同化，流入下一營養級。4能量流動過程圖解(1)補充圖中標號代表的內容甲：生產者；乙：初級消費者；丙：次級消費者；丁：呼吸作用；戊：分解者。(2)據圖總結流入每一營養級的能量最終去向：通過自身呼吸作用以熱能形式散失。被下一營養級同化。被分解者分解利用。二、能量流動的特點1特點(1)單向流動：沿食物鏈由低營養級流向高營養級，不可逆轉，也不能循環流動。(2)逐級遞減：能量在沿食物鏈流動的過程中逐級減少，傳遞效率約為10%20%。營養級越多，在能量流動過程中消耗的能量就越多，生態系統中的能量流動一般不超過45個營養級。2能量金字塔將單位時間內各個營養級所得

3、到的能量數值，由低到高繪制成圖，可以形成一個金字塔圖形。三、研究能量流動的意義1幫助人們科學規劃、設計人工生態系統，使能量得到最有效的利用。2幫助人們合理地調整生態系統中的能量流動關系，使能量持續高效地流向對人類最有益的部分。基礎自測1判斷對錯(1)能量通過光合作用和化能合成作用輸入生態系統，通過呼吸作用輸出生態系統。()(2)能量在生態系統的食物鏈中是以熱能的形式流動的。()(3)生態系統維持正常功能需要不斷得到來自系統外的能量。()(4)生態系統中能量的初始來源只有太陽能。()(5)農業生態系統中，沼渣、沼液作為肥料還田，使能量能夠循環利用。()提示：(1)(2)×能量在生態系統

4、的食物鏈中是以化學能的形式流動。(3)(4)×生態系統的能量來源主要為太陽能，也可源自某些無機物氧化分解釋放的能量，如硝化細菌、硫鐵細菌等化能自養型生物。(5)×沼液和沼渣可以為農作物提供肥料，沼氣池發酵產生的沼氣又能成為人類的能源物質，實現了能量的多級利用，而能量不能循環利用。2關于草原生態系統能量流動的敘述，錯誤的是()a能量流動包括能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程b分解者所需的能量可來自各營養級生物所儲存的能量c生態系統維持正常功能需要不斷得到來自系統外的能量d生產者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一營養級d能量流動包括能量的輸入、傳遞、轉化和散失過程，a正

5、確；分解者的作用就是將有機物分解成無機物，并從中獲取生命活動所需的能量，b正確；生態系統維持正常功能需要不斷地輸入光能，c正確；生產者固定的能量除用于自身呼吸外，部分流向分解者，部分流向下一營養級，d錯誤。3如圖是生態系統的能量流動圖解，據圖分析下列說法錯誤的是() 【導學號：62672213】a圖中a、b、c、d方框的大小可表示該營養級生物同化的能量的多少b該圖中的食物鏈為abcdc該圖中的a固定的能量表示流經該生態系統的總能量d圖中a固定的能量等于b、c、d的同化量之和d圖中a、b、c、d方框的大小可表示該營養級生物同化的能量的多少，a正確；圖中a為生產者，b、c、d為消費者，食物鏈為ab

6、cd，b正確；生產者固定的太陽能是流經該生態系統的總能量，c正確；每個營養級(最高營養級除外)的能量的去路有3個：流入下一營養級、被分解者分解利用和自身呼吸消耗，故a固定的能量大于b、c、d的同化量之和，d錯誤。合 作 探 究·攻 重 難能量流動的過程思考交流1能量流動是指能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程。結合下圖完成以下探究。(1)輸入第二營養級(如圖示中的鷹)的能量是初級消費者(如圖中的蛇)攝入的能量還是其同化的能量？提示：同化的能量。(2)初級消費者攝入的生產者中含有的能量是否均流向初級消費者體內？試解釋原因。提示：否，因為初級消費者攝入生產者后并沒有完全利用，還有一部分能量

7、以糞便形式排出。2在一定時間內，某自然生態系統中全部生產者固定的能量值為a，全部消費者所獲得的能量值為b，全部分解者所獲得的能量值為c，試分析a、b、c三者之間的關系。提示：生產者固定的能量傳遞給了消費者和分解者的同時，還有一部分能量以熱能的形式散失了，所以a>bc。能量流動過程分析(1)模式圖(以第二營養級為例)。(2)分析模式圖。動物同化的能量攝入量糞便中有機物的能量，即第二營養級糞便中的能量不屬于第二營養級同化的能量，而是屬于第一營養級同化的能量。每一營養級同化的能量分為兩部分，一部分在自身的呼吸作用中以熱能的形式散失了，另一部分則用于自身的生長、發育和繁殖等生命活動。用于自身生長

8、、發育和繁殖等生命活動的能量主要包括未利用部分、流向分解者部分、流向下一營養級部分。未利用部分是指存在于某營養級活體中的能量，既未被自身呼吸消耗，也未傳給下一營養級、未被分解者利用。某生態系統中有a、b、c、d四種生物，構成食物鏈abc，d為分解者，如圖是該生態系統中能量流入b時發生的一系列變化，下列說法錯誤的是()a圖中的甲表示b的同化量，乙表示b用于生長、發育和繁殖的能量b蘑菇可以參與丁過程c當生態系統處于相對穩定狀態時，b的種群數量一般處于k/2d圖中d的能量不全部來自b技巧點撥由題圖可知：甲b攝入糞便判斷甲為b的同化量；乙c攝入遺體、殘骸判斷乙為b用于生長、發育和繁殖的能量；丙甲乙判斷

9、丙為呼吸消耗的能量。解析甲b的攝入量糞便中的能量，故甲為b的同化量，乙b的同化量呼吸作用散失的能量，故乙為b用于生長、發育和繁殖的能量，a正確；蘑菇是大型真菌，屬于分解者，可以參與丁過程，b正確；當生態系統處于相對穩定狀態時，某種群的數量應穩定在k值左右，c錯誤；圖中d的能量不全部來自b，如b的糞便中的能量屬于a固定的能量，d正確。答案c(1)若c攝入的能量為a，則b、c之間的能量傳遞效率為a/甲×100%，對嗎？說明理由。提示：不對。b、c兩個營養級間的傳遞效率等于c的同化量與b的同化量的比值，而c的同化量未知，無法計算出兩者間的能量傳遞效率。(2)圖示中呼吸作用產生的能量是否都以

10、熱能形式散失掉？提示：不是。呼吸作用產生的能量有三個去向：一是大部分以熱能的形式散失；二是轉化為atp中的化學能；三是儲存在尚未完全分解的有機物中。解題指導消費者能量的來源和去路學生在解答這類試題時往往不能判別圖中的代號是什么類型的能量，究其原因還是不清楚能量的傳遞路徑，尤其是消費者能量的來源和去路，我們可以作如下總結：其中糞便中的能量就包含在“未同化的”。這樣熟記上圖后，再遇到相似的試題，就可直接套用。活學活用1下圖為某魚塘中能量流動圖解部分示意圖，各代表一定的能量值，下列各項中正確的是 ()a在人工飼養的高密度魚塘中一定小于b圖中包含了次級消費者糞便中的能量c在食物鏈中各個營養級能量輸入的

11、方式和形式是完全相同的d第三營養級到第四營養級的能量傳遞效率為(/)×100%d在人工魚塘中，人們可通過投放飼料等措施來飼養更多的魚類，所以可能比小，故a錯誤；糞便中的能量屬于上個營養級，所以應包含三級消費者糞便中的能量，故b錯誤；在食物鏈中各營養級能量輸入的方式和形式不完全相同，故c錯誤；能量傳遞效率一個營養級的同化量/上一個營養級的同化量，所以第三營養級到第四營養級的能量傳遞效率為(/)×100%，d正確。2如圖是一個處于平衡狀態生態系統的能量流動圖解，其中a、b、c、d分別代表不同營養級的生物類群，對此圖理解正確的一項是() 【導學號：62672214】a流經該生態系

12、統的總能量就是a通過光合作用積累的有機物中的能量b在此生態系統中，若一只狼捕食了一只野兔，則該野兔中約有10%20%的能量流入這只狼體內c由于流經該生態系統的總能量是一定的，所以b獲得的能量越多，留給c、d的能量就越少db同化的能量要大于b、c、d呼吸消耗的能量之和d流經該生態系統的總能量是a通過光合作用固定的太陽能；能量的傳遞效率是指某一營養級的同化量與上一營養級的同化量之比，與個體間的捕食獲得的能量沒有直接關系，若一只狼捕食了一只野兔，則該野兔中的絕大部分的能量傳遞給了狼；b獲得的能量越多，留給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，因為還有一部分能量流向了分解

13、者，所以d選項正確。能量流動的特點及意義思考交流1用能量流動的原理，解釋諺語“一山不容二虎”隱含的道理。提示：根據生態系統中能量流動逐級遞減的特點和規律可知，營養級越高，可利用的能量就越少，老虎在生態系統中幾乎是最高營養級，通過食物鏈(網)流經老虎的能量已減到很小的程度。因此，老虎的數量將是很少的。故“一山不容二虎”。2如果是你被困荒島，要維持更長時間等待救援，要獲得更多能量，究竟要采用以下哪種生存策略呢？a先吃雞再吃玉米b先吃玉米，然后用一部分玉米喂雞，吃雞下的蛋，最后吃雞提示：應選a方案。應該先吃雞，因為從營養級角度來講，雞是初級消費者，玉米是生產者，根據能量流動遞減法則，如果讓雞吃玉米，

14、玉米的能量最多有20%轉換到雞的體內，然后人再吃雞或者雞蛋的話，獲得的能量相當于玉米的20%×20%，這種方案中，玉米是生產者，雞是初級消費者，人是次級消費者，人所獲得的能量是最少的，維持時間最短。所以，不如先把雞吃掉，再吃玉米。3人們在研究能量流動時，將秸稈作為牲畜飼料，糞便進入沼氣池，生產燃料。此過程提高能量的傳遞效率了嗎？提示：沒有。以上過程提高了能量的利用率，即人類充分利用了流向分解者的能量，實現了對能量的多級利用，減少了環境污染；但沒有提高能量在不同營養級之間的傳遞效率。(1)能量流動特點及原因分析單向流動的原因a食物鏈各營養級的順序是不可逆轉的，這是長期自然選擇的結果，如

15、肉食性動物以植食性動物為食，而不能反過來。b各營養級通過呼吸作用以熱能形式散失的能量是無法再被利用的，因此，能量也不能循環流動，必須由太陽能不斷予以補充。逐級遞減的原因a各營養級的生物都會因呼吸作用而消耗掉相當大的一部分能量。b各營養級的生物中總有一部分能量未被下一個營養級利用。c還有少部分能量隨著殘枝敗葉或遺體流入分解者。(2)三種生態金字塔的比較類型項目能量金字塔數量金字塔生物量金字塔形狀特點正金字塔形一般為正金字塔形，有時會出現倒金字塔形一般為正金字塔形象征含義能量沿食物鏈流動過程中具有逐級遞減的特性一般情況下，生物個體數量在食物鏈中隨營養級升高而逐級遞減生物量(現存生物有機物的總量)沿

16、食物鏈流動逐級遞減每一級含義食物鏈中每一營養級生物所含能量的多少每一營養級生物個體的數量每一營養級生物的總生物量活學活用1如圖為某人工魚塘食物網及其能量傳遞示意圖(圖中數字為能量數值，單位是j·m2·a1)。下列敘述正確的是() 【導學號：62672215】a該食物網中最高營養級為第六營養級b該食物網中第一到第二營養級的能量傳遞效率為25%c太陽魚呼吸作用消耗的能量為1 357 j·m2·a1d該食物網中的生物與無機環境共同構成一個生態系統b題圖中最長食物鏈為浮游植物浮游動物幽蚊幼蟲太陽魚鱸魚，故最高營養級為第五營養級，a錯誤；該食物網中第一營養級同化的

17、能量為31 920 j·m2·a1，第二營養級同化的能量為3 7804 2007 980(j·m2·a1)，則第一營養級到第二營養級的能量傳遞效率為7980÷31 920×100%25%，b正確；太陽魚同化的能量為1 483 j·m2·a1，除了流向下一營養級和自身呼吸作用消耗，還有一部分被分解者分解掉，故太陽魚呼吸作用消耗的能量小于(1 483126)j·m2·a1，即小于1 357 j·m2·a1，c錯誤；該食物網中的生物并沒有分解者，不能構成群落，因而不能與無機環境構成

18、一個生態系統，d錯誤。2下列四種現象中，不適宜用生態系統中能量流動規律進行合理分析的是()a虎等大型肉食動物容易成為瀕危物種b藍藻易在富營養化水體中爆發c飼養牛、羊等動物，成本低、產量高d巨大的藍鯨以微小的浮游動物為食ba項，虎屬于最高營養級，獲取能量少，容易成為瀕危物種；b項，在富營養化的水體中，n、p含量高，藍藻會進行爆發式繁殖，但是沒有體現出食物鏈，所以不適宜用能量流動規律來分析；c項，牛、羊屬于初級消費者，直接從生產者獲取食物，獲得的能量多，因此成本低；d項，能體現出食物鏈，能用能量流動規律來解釋。(1)如何利用食物鏈解釋“巨大的藍鯨以微小的浮游動物為食”符合能量流動的規律？提示：食物

19、鏈越短，消耗的能量越少，藍鯨獲得的能量越多。(2)“虎等大型肉食動物容易成為瀕危物種”和“飼養牛、羊等動物，成本低、產量高”體現了能量流動的哪個特點？提示：逐級遞減。當 堂 達 標·固 雙 基1在生態系統的能量流動中，能量形式的轉變順序是()a光能化學能熱能b熱能光能化學能c化學能光能熱能 d光能熱能化學能a在生態系統中，綠色植物通過光合作用把光能轉化為有機物中的化學能，生物群落中的化學能最終以熱能的形式散失。2根據生態系統能量流動過程分析，下列說法正確的是()a初級消費者糞便中的能量屬于第二營養級的同化量b某一營養級的同化量并不等于該營養級用于生長、發育和繁殖的能量c初級消費者同化

20、的能量全部經自身呼吸作用以熱能的形式散失d每個營養級同化的能量都有一部分要流向下一營養級b初級消費者糞便中的能量屬于上一營養級的同化量，即生產者(第一營養級)的同化量，a錯誤；某一營養級同化的能量一部分經自身呼吸作用以熱能的形式散失，一部分用于自身生長、發育和繁殖，b正確、c錯誤；最高營養級同化的能量不會流向下一營養級，d錯誤。3.某同學通過分析蛇的食性繪制了如圖所示的食物關系。假定一條1 kg的蛇，4/5的食物來自鼠，1/5的食物來自蛙。按能量流動的最高效率計算，此蛇間接消耗的植物為()a45 kg b22.5 kg c90 kg d20 kga依題意知此蛇間接消耗的植物為(4/5)

21、7;20%÷20%(1/5)÷20%÷20%÷20%45 kg。4.右圖是一個農業生態系統模式圖，下列關于該系統的敘述中，錯誤的是 ()a微生物能利用農作物通過光合作用儲存的能量b沼氣池中的微生物是該生態系統的分解者c沼渣、沼液作為肥料還田，使能量能夠循環利用d多途徑利用農作物可提高該系統的能量利用效率c在生態系統中，能量流動是單向的，不能循環利用，故c項錯誤。該系統中，沼氣池中的微生物能利用農作物固定的太陽能，屬于分解者，選項a、b正確；物質和能量的多級利用，減少了能量的流失，提高了能量的利用率，選項d正確。5下圖是某湖泊生態系統能量流動的定量分析圖解

22、。圖中a、b、c代表三個營養級，數字均為實際測得的能量值，單位為百萬千焦。已知該生態系統受到的太陽輻射為118 872百萬千焦，但其中118 761百萬千焦的能量未被利用，請回答： 【導學號：62672217】(1)請將該生態系統的總能量值填寫在圖中的方框內，這部分能量是_所固定的太陽能。(2)能量從第一營養級到第二營養級的傳遞效率為_%，從第二營養級到第三營養級的傳遞效率為_%。(3)次級消費者通過異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)由圖可知，下個營養級不能得到上個營養級的全部能量，原因有：各營養級生物體內的大量能量被_；上個營養級的部分能量_；還有少量能量被_利用。解析流入生態系統的總能量所有生產者所固定的太陽能的總量；某一營養級的總能量呼吸作用釋放的能量流入到下一營養級的能量流向分解者的能量未被任何生物利用(如燃燒)的能量；能量轉化(利用)率上一營養級流到下一營養級的能量÷上一營養級的總能量&