1、第2节 生态系统的能量流动 能量流动的概念和过程 1概念：生态系统中能量的_、传递、转化和 输入 散失 _的过程。 2过程： (1)能量的主要来源：_。 太阳 (2)输入过程：太阳只有_以可见光的形式，被生态 系统的生产者通过_转化成为化学能，固定在有机 物中。 光合作用 1% (3)传递过程： 图 5-2-1 呼吸作用 生产者 植食性 次级消费者 探究与学习 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 答案A 能量流动的特点及实践意义 1特点： 单向 逆转 循环 (1)_流动：沿食物链由低营养级流向高营养级，不
2、 可_，也不能_流动。 (2) 逐 级 _： 能 量 在 沿 食 物 链 流 动 的 过 程 中 是 _的，传递效率约为_。 (3)能量流动一般不超过_个营养级。 递减 10%20% 逐渐减少 45 2能量金字塔：将单位时间内各个_所得到的 _数值，由低到高绘制成图，可形成一个金字塔图形。 3研究能量流动的实践意义： 营养级 能量 (1) 帮 助 人 们 科 学 规 划 、 设 计 _ ， 使 _得到最有效的利用，例如桑基鱼塘。 (2)合理地调整生态系统中的_关系，使能量 持续高效地流向对人类_的部分，例如农林牧渔生 产体系。 人工生态系统 能量 能量流动 最有益 探究与学习 稻田里，农民要拔
3、掉稗草；鱼塘中，人们不 断清除肉食性的“黑鱼”，请你分析其中的原因是什么？ 提示：去掉稗草和“黑鱼”是为了调整生态系统的能量流 动方向，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。 过程 分析 输入 起点 从生产者固定太阳能开始 输入总量 生产者固定的能量总量 传递 传递途径 食物链和食物网 传递形式 有机物中的化学能 各营养 级能量 的来源 生产者的能量来自太阳能 流入到各级消费者的总能量是指各级消费者所 同化的能量，排出的粪便中的能量不计入排便生物 所同化的能量 分解者的能量来自生产者和消费者 能量流动的过程分析 过程 分析 传递 各营养 级能量 的去路 自身细胞呼吸消耗一部分 进入下一个营养
4、级的生物(最高营养级除外) 动植物遗体、残枝落叶、粪便等被分解者分解利 用 散失 形式 热能、机械能等 过程 特殊 途径 动植物遗体形成的煤炭、石油等燃烧产生热能(散失) （续表） 【例 1】 下列有关生态系统中能量流动的叙述中，不正确 的是( ) A生态系统中的能量流动是从太阳辐射能开始的 B生态系统中流动的能量几乎全部来源于太阳能 C生态系统中的能量流动是逐级递减和单向流动的 D生态系统离开外界环境的能量供应就无法维持 名师点拨：生态系统能量的流动是从能量的输入，即生产 者固定太阳能开始的。 答案：A 【变式训练 1】生态系统的能量流动是指( ) A太阳能被绿色植物固定的过程 B生态系统内
5、的生物体能量代谢的过程 C能量在生态系统内的转移过程 D能量从生物体进入环境的过程 解析生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、 传递、转化和散失的过程。 答案C 能量流动的特点及相关的计算问题 1生态系统能量单向流动的原因： (1)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。 (2)各营养级的能量总是趋向于以细胞呼吸产生热能的形 式而散失掉，这些能量是无法再利用的。 2生态系统能量在流动中逐级递减的原因： (1)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。 (2)各营养级的生物中总有一部分能量未被下一营养级的 生物所利用。 (3)还有少部分能量随着残枝、败叶
6、或遗体等直接传给了分 解者。 3有关能量流动的计算问题： (1)能量传递效率 下一营养级同化量 上一营养级同化量 100% (2)一般来说能量传递效率为约 10%20%，即输入某一营 养级的能量中，只有 10%20%的能量流入到下一个营养级(最 中，流向 B、C 的总能量占 A 的 10% 高营养级除外)。如 20%。 有关能量传递效率的计算 最少消耗、获能最多选最短食物链、最大传递率 20%。 最多消耗、获能最少选最长食物链、最小传递率 10%。 【例 2】 如图 5-2-2 所示的食物网中，E 是生产者，共含 有 7.1109 kJ 的能量，B 生物种群总能量为 2.3108 kJ，从理
7、论上计算 A 最多获得的能量是( ) 图 5-2-2 A2.84108 kJ C1.41109 kJ B2.38108 kJ D3.05108 kJ 名师点拨：解答本题的关键在于 A 不能利用生产者流向 B 的能量，因此计算时应先将 B 中的能量从 E 中去掉。要计算 A 最多获得的能量，传递效率应按 20%计算。 C、D 的总能量：7.110920%2.310811.9108 kJ， A 最多获得的能量：11.9108 kJ20%2.38108 kJ。 答案：B 【变式训练 2】一个池塘有生产者(浮游植物)、初级消费者 (植食性鱼类)、次级消费者(肉食性鱼类)、分解者(微生物)。其 中生产者
8、固定的全部能量为 a，流入初级消费者、次级消费者、 分解者的能量依次为 b、c、d。下列表述中，正确的是( ) Aabd Cabd Dabcd。 答案B 【体验过程】 本节内容：主要讲解了生态系统能量流动的过程和特点。 课题延伸：调查某一生态系统的能量流动情况；分析某一 生态系统的能量流动情况。 实例应用：根据某一科研小组的实验结果分析生态系统中 的能量流动情况和能量流动效率。 Pg Pn R 甲 15.9 2.8 13.1 乙 870.7 369.4 501.3 丙 1.8 0.6 1.2 丁 141.0 61.9 79.1 戊 211.5 20.1 191.4 【典例】 黄河三角洲现存中国
9、乃至世界最典型的暖温带湿 地生态系统，生物资源非常丰富。为了更好地保护和利用这些 资源，某科研小组进行了为期一年的调研活动。主要调查内容 为湿地中营养级和能量流动情况，部分实验结果如下表所示， 请回答下列问题。 注：甲、乙、丙、丁是一条食物链上不同的营养级，戊是 分解者；Pg 表示生物同化作用固定的总能量，Pn 表示生物贮存 的能量。 (1)表中 R 表示_。 (2)甲、乙、丙、丁组成的食物链是_。 (3)第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为 _。 解答提示：分析表格数据可知，PgPnR，R 是生物通 过呼吸作用散失的能量；通过生物同化作用固定的总能量可以 判断出四种生物组成的食物链是乙丁
10、甲丙；第二营养级 到第三营养级，即由丁到甲，其能量传递效率为 15.9141.011.3%。 答案：(1)生物通过呼吸作用散失的能量 (2)乙丁甲丙 (3)11.3% 1下列有关生态系统能量流动的叙述，正确的是( ) A所有生态系统不需要来自系统外的能量补充就能维持 正常功能 B当狼捕食兔子并同化为自身的有机物时，能量就从第 一营养级流入第二营养级 C生产者通过光合作用合成有机物，能量就从非生物环 境流入生物群落 D生态系统的能量是伴随物质而循环利用的 答案C 2图 5-2-3 是一个处于平衡状态的生态系统能量流动图解， 其中 A、B、C、D 分别代表不同营养级的生物类群，对此图解 理解正确的
11、一项是( ) 图 5-2-3 A流经该生态系统的总能量就是 A 通过光合作用固定的 太阳能减去自身呼吸消耗的能量 B在此生态系统中，若一只狼捕食了一只野兔，则该野 兔中约有 10%20%的能量流入这只狼体内 CB 同化的能量要大于 B、C、D 呼吸消耗的能量之和 D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 解析由图可知，A 是生产者，B、C、D 是各级消费者。 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 量传递效率为 10%20%，指上一营养级传到下一营养级的能 量，而不是针对个体来说。B 获得的能量越多，留给 C、D 的 能量
12、也越多。 答案C 3某生态系统中，已知一只鹰增重 2 kg 要吃 10 kg 小鸟； 小鸟增重 0.25 kg 要吃 2 kg 昆虫；而昆虫增重 100 kg 要吃 1000 kg 绿色植物。在此食物链中这只鹰对绿色植物的能量利用率为 ( ) A0.05% C0.25% B0.5% D0.025% 解析 鹰对绿色植物的利用率为20%12.5%10% 0.25%。 答案C 4(2013 年广东清远期末)人们常用能量金字塔来说明生态 ) 系统中哪两者之间的关系？( A能量与营养级 B能量与个体大小 C能量与个体数量 D能量与生物代谢类型 答案A 5(双选)图 5-2-4 为某一生态系统的能量金字塔
13、，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( ) 图 5-2-4 A是生产者 B为分解者 CE1 为太阳能，E2 为热能 D能量可在食物链中循环利用 解析分解者不出现在能量金字塔上，所以 B 不正确；能 量是不能循环利用的，所以 D 不正确。 答案AC 6某种植玉米的农场，其收获的玉米子粒既可作为鸡的饲 料，也可作为人的粮食，玉米的秸秆则可加工成饲料喂牛，生 产的牛和鸡供人食用，人、牛、鸡的粪便经过沼气池发酵产生 的沼气作为能源，沼渣、沼液作为种植玉米的肥料。请据此回 答下列问题(不考虑空间因素)。 (1)请绘制由鸡、牛、玉米和人组成的食物网。 (2)牛与
14、鸡之间_(填“有”或“无”)竞争关系，理 由 是 _ 。 人 与 鸡 的 种 间 关 系 是 _，人与牛的种间关系是_。 (3) 流经该农场生态系统的总能量来自_ 所固定 的_ ，能量流动的两个特点分别是 _ 、 _。 (4)假设该农场将生产玉米的 1/3 作为饲料，2/3 供人食用， 生产出的鸡供人食用。现调整为 2/3 的玉米养鸡，1/3 供人食用， 生产出的鸡仍供人食用。理论上，该农场供养的人数将 _( 填“ 增多” 、“不变”或“减少”)，理由是_ _ _。 解析尽管牛与鸡都以玉米为食，但二者取食的是玉米的 不同部位，不构成竞争关系。人与鸡一方面都以玉米籽粒为食， 构成竞争关系；另一方面鸡供人食用，构成捕食关系。同理， 人与牛仅为捕食关系。 (2)无 它们所需的食物资源不同 捕食与竞争 捕食 (3)玉米 太阳能 单向流动 逐级递减 (4)减少 调整后的 2/3 玉米被鸡食用后，在鸡的这一环节 散失了一部分能量，导致人获得的能量减少 答案(1)
