第04讲 生态系统的能量流动-【寒假自学课】高二生物寒假提升精品讲义（人教版2019选择性必修2）

第04讲 生态系统的能量流动 【学习目标】 1.通过反复模型建构，逐步归纳概括出能量流经某一营养级的过程； 2.通过对不同营养级能量流动模型的分析，建构生态系统中能量流动的概念； 3.能运用结构与功能相适应的原理解释能量流动的特点； 4.关注粮食危机问题，能运用所学内容举例说出提高能量利用率的具体措施。 【基础知识】 一、能量流动的概念 生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。 归纳总结： 1.能量流动的源头是太阳能。流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量。其生理过程是光合作用和化能合成作用。 2.能量流动的渠道是物链和食物网，能量在食物链和食物网中流动的形式是有机物中的化学能。能量流动中能量的转化是：太阳能→有机物中的化学能→热能。 3.生态系统的能量散失的形式是热能，生态系统的能量最终以热能形式散失；生态系统的能量散失通过各种生物的呼吸作用实现。 二、第一营养级能量流动 归纳总结： 1.输入第一营养级的总能量是生产者固定的全部太阳能即第一营养级的同化量。 2.第一营养级同化的能量一部分能量用于自身的呼吸消耗，余下的用于自身的生长、发育和繁殖，即积累在有机物中的能量。 3.积累在有机物中的能量一部分传递给第二营养级，没有被第二营养级利用的能量最终被分解者分解利用或成为化石燃料中的能量。 4.并不是所有生态系统的能量输入都只有生产者。 ①人工鱼塘等生态系统的输入能量还包括饲料中有机物中的能量。 ②能量流动并不是只在食物链（网）中传递。生产者、消费者的遗体中的能量会流入分解者。 ③生产者同化的能量就是其通过光合作用制造的有机物中的能量，即总光合作用量。 ④初级消费者同化量中流入分解者的能量=初级消费者遗体残骸+次级消费者粪便中所含的能量。 三、第二营养级及其后营养级能量流动 归纳总结： 1.输入该营养级的总能量是指图中的b(填字母)。不是初级消费者摄入的总能量。 2.粪便中的能量(c)不属于该营养级同化的能量，而是上一个营养级同化的能量中流向分解者的部分。 3.初级消费者同化的能量(b)＝呼吸作用以热能的形式散失的能量(d)＋用于生长、发育和繁殖的能量(e)。 4.生长、发育和繁殖的能量(e)＝分解者利用的能量(f－c)＋下一营养级同化的能量(i)＋未被利用的能量(j)。 5.各级消费者的摄入的能量＝同化量＋粪便量。 6.各级消费者同化的能量共有的去路包括： ①通过呼吸作用以热能形式散失； ②被下一营养级同化（最高营养级没有此途径）； ③被分解者利用； ④未被下一营养级利用（最终被分解者分解利用或成为化石燃料中的能量）。 四、生态系统能量流动的特点 1.生态系统中能量流动是单向（流动）的。 2.能量在流动过程中逐级递减。（能量传递效率为10%～20%）。 归纳总结： 1.能量只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级，不可逆转，也不能循环流动。 2.各营养级的生物都会因自身呼吸作用散失掉一部分能量。 3.各营养级能量都要有一部分流入分解者。 4.各营养级生物都不能全部被下一营养级捕食,各个营养级能量都有一部分未利用。 五、生态金字塔的类型及特点 生态系统的金字塔包括能量金字塔、生物量金字塔和生物量金字塔三种类型 能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔 每层的含义 单位时间内，食物链中每一营养级生物所同化的能量的多少。 单位时间内，每一营养级生物的有机物的总干重。 每一营养级生物个体的数目。 特点 自然生态系统一定为正金字塔。 一般为正金字塔,有时会出现倒金字塔形。 一般为正金字塔。 象征意义 性状 特殊性状 某些人工生态系统可呈现倒金字塔形。 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。 如果消费者个体小而生产者个体大，就会呈现倒金字塔形，如昆虫和树。 六、研究能量流动的实践意义 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。例如，间种套作、多层育苗、稻——萍——蛙等立体农业生产方式。 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；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，合理确定草场的载畜量，稻田除草、除虫等。 特别提醒： 1.能量的利用率≠能量的传递效率。 2.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。能量传递效率不发生改变。 【考点剖析】 考点一：能量流动的过程和渠道 例1．初级