3.2 生态系统的能量流动（讲义）-【讲义+分层练】2023-2024学年高二生物同步备课优质资源（人教版2019选择性必修2）

《第3章 生态系统及其稳定性》教学讲义[高中生物学 选择性必修2] 第2节 生态系统的能量流动 内容索引 知识点总结 必会知识一 能量流动的过程 必会知识二 能量流动的特点 必会知识三 生态金字塔 必会知识四 研究能量流动的实践意义 题型概括 必备技能一 能量流动过程分析 必备技能二 能量流动的特点 必备技能三 能量流动的有关计算 必备技能四 生态金字塔的识别与分析 必备技能五 能量流动原理的应用 必备技能六 自然生态系统和人工生态系统中能量流动的不同点 练习提升 必刷好题 必会知识 考点梳理拓展延伸易错警示 必会知识一 能量流动的过程 1．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。 (1)地球上几乎所有生态系统能量的源头都是太阳能，即输入的起点几乎都是生产者固定的太阳能。 (2)流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，而不是照射在所有植物体上的太阳能，因为有相当一部分的太阳辐射没有被生产者捕捉和固定。 (3)流经某些人工生态系统(如人工鱼塘)的总能量除了生产者固定的太阳能外，还包括人工投喂的饲料等有机物中的能量。 (4)能量最后以热能的形式回到非生物环境中，包括各营养级生物的呼吸作用和分解者的呼吸作用。 2．能量流动的过程 (1)能量流经生态系统的过程 能量的输入 源头：主要是太阳能； 总值：生产者所固定的能量是流经生态系统的总能量； 能量输入的生理过程：光合作用(主要)、化能合成作用 能量的传递 传递途径：食物链、食物网(营养结构)； 传递形式：有机物中的化学能 能量的转化 太阳能→生物体内有机物中的化学能→热能 能量的散失 生理过程：各种生物的呼吸作用(代谢过程) (2)能量流经第一营养级的过程(以绿色植物为例) (2)能量流经第二营养级的过程 ①输入一个营养级的能量：指该营养级生物同化的能量，也就是摄入的能量(a)－粪便中的能量(c)。 ②流入某一营养级(最高营养级除外)的能量的去向：a.自身呼吸消耗；b.流入下一营养级；c.被分解者分解利用；d.未利用的能量。 (3)流入某一营养级能量的去向(最高营养级除外) 分析类型 能量的去向 说明 定量不定时分析 流入某一营养级的能量在足够长的时间内的去路可有3条：①自身呼吸散热消耗：②流入下一营养级； ③被分解者分解利用 这一定量的能量不管如何传递最终都以热能形式从生物群落中散失，生产者源源不断地固定太阳能，才能保证生态系统能量流动的正常进行 定量定时分析 流入某一营养级的能量在一定时间内的去路可有4条： ①自身呼吸散热消耗； ②流入下一营养级； ③被分解者分解利用； ④未被自身呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用，即“未利用” 如果是以年为单位研究，第④部分的能量将保留给下一年 必会知识二 能量流动的特点 生态系统中能量流动的特点：单向流动、逐级递减。 1．能量的单向流动 (1)单向流动：在生态系统中，能量沿着食物链由低营养级流向高营养级。再依次流向后面的各个营养级，不能逆转，也不能循环流动。 (2)原因 ①生物之间的捕食关系是长期自然选择的结果，一般不可逆转； ②各营养级生物通过呼吸作用所散失的热能不能被生物群落利用，因此能量无法循环流动。 2．能量在流动过程中逐级递减 (1)逐级递减：输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流入下一个营养级，能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的。 (2)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生产者的遗体、残枝败叶，消费者的遗体、粪便中的能量被分解者利用，经分解者的呼吸作用消耗； ③还有一部分未利用的能量，指既未被自身呼吸作用消耗，也未被下一个营养级生物和分解者利用。 (3)营养级间能量传递效率 ①能量传递效率＝×100% ②能量传递效率为10%～20%，各个营养级的生物都会因呼吸作用消耗掉大部分能量，其余能量有一部分流入分解者，只有一小部分能够被下一营养级的生物利用。流到第五营养级时，余下的能量很少，甚至不足以养活一个种群，因此食物链上一般不超过5个营养级。 必会知识三 生态金字塔 1．生态金字塔的含义：将单位时间内生态系统中各营养级所得到的能量、生物量(每个营养级所容纳的有机物的总干重)或个体数目，转换为相应的面积(或体积)的图形，并按照营养级的次序排列，可形成的金字塔图形，统称为生态金字塔。 比较项目 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 图形含义 能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性 一般来说，生物个体数目在食物链中随营养级的升高而逐级递减 生物量沿食物链中营养级的