第3章 第3节 生态系统中的能量单向递减流动（课件PPT）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中生物学选择性必修２（浙科版）

第三节　生态系统中的能量单向递减流动 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 栏目索引 预习案 自主读教材 巩固案 总结与应用 探究案 互动探疑难 预习案 自主读教材 光合作用 呼吸作用(R) 生长和繁殖 呼吸作用消耗 GP＝NP＋R 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 第二次 异养生物 同化 呼吸作用 热能 净次级生产量 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 太阳能 食物链和食物网 呼吸作用 食物链 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 单向流动 逐级递减 营养级 不同环节 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 减少 生产者所固定的能量一定大于以取食生产 者为生的植食动物所同化的能量 能量流动关系 对人类有益的方向 猪和鸡 牛和羊 肉用型 奶用型 牧草 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 × √ × √ × 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 探究案 互动探疑难 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 d、i、f 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 不能 不能 单向传递 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 13.5% 20.1% 10%～20% 逐级递减 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 正 倒 正 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 巩固案 总结与应用 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 课时作业(7) 返回导航 生物学 选择性必修2 Z 第三章 生态系统 谢谢观看！ 课程内容标准 核心素养对接 1.分析生态系统中能量单向流动并逐级递减的规律。 2．举例说明利用能量流动规律人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。 3．解释生态金字塔表征了食物网各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系。 1.分析生态系统能量流动的过程和特点。(科学思维) 2．理解生态金字塔的类型和特点。(科学思维) 3．概述研究能量流动的实践意义。(社会责任) 一、初级生产量是生态系统的基石 1．初级生产量：是指绿色植物通过___________所固定的能量或所合成的有机物质，单位是 ________________________。 2．净初级生产量：在初级生产量中，有一部分被植物的_________________消耗，剩下的才用于植物的_____________，这就是净初级生产量(NP)。 3．总初级生产量：包括______________在内的全部初级生产量，称为总初级生产量(GP)，三者之间的关系是_________________。 J/(m2·a)或g/(m2·a) 4．次级生产量：动物性有机物是靠动物取食植物、其他动物和一切现成有机物而生产出来的，这类生产在生态系统中属于_________的有机物生产，故称次级生产量。 5．次级生产者：凡是___________(包括各种分解者)都属于次级生产者。 6．总次级生产量：指被消费者所_______的总能量。总次级生产量中的一部分用于动物的___________，最终以_______的形式散失；剩下的部分即为_______________，用于动物的生长和繁殖。 二、生态系统的能量流动包括能量输入、传递和散失的过程 1．能量流动：包括______进入生态系统的输入过程、______________的能量传递过程和能量通过生物体的________以热能的形式散失的过程。 2．对生态系统中的能量流动进行研究，可以在______和________两个层次上进行。 三、能量在生态系统中沿食物链单向流动、逐级递减 1．能量流动的特点：_________、_________。 2．能量传递效率：指_______之间或食物链_________之间能量传递的百分比，一般可通过林德曼效率计算而获得，计算公式为： 林德曼效率＝ 。 eq \f(第n＋1个营养级的同化量,第n个营养级的同化量)×100% 四、生态系统中的能量流动呈金字塔形 1．形成原因：能量在流动过程中，随着营养级的增加而呈现逐渐____的趋势。 2．不会出现倒金字塔的原因：_____________________________________ __________________________________。 五、人类将生态系统中的能量流动规律应用于农业生产 1．研究能量流动规律有利于帮助人类合理地调整生态系统中的________________，使能量持续高效地流向________________。 2．实例：人类在掌握了畜禽能量产投比的规律后，可以及时调整畜禽结构，减少耗粮型______的养殖，扩大草食性______的养殖，发展______、______畜禽的养殖，同时加大____的种植。 1．判正误 (1)生态系统的能量流动指能量的输入和散失过程。( ) (2)太阳能只有通过生产者才能输入到生态系统中。( ) (3)每一营养级生物的同化量就是从上一营养级摄入的能量。( ) (4)在“植物→鼠→鹰”这条食物链中，第三营养级含能量最少。( ) (5)研究能量流动，可合理设计人工生态系统，提高能量的传递效率。( ) 2．微思考 (1)流经生态系统的总能量是辐射到该地区太阳能的总量吗？ 提示　不是，流经生态系统的总能量是生产者通过光合作用固定在有机物中的总能量。 (2)生态系统中的能量流动为什么是单向流动、逐级递减？ 提示　①能量沿食物链流动，只能由低营养级向高营养级传递，其中大部分能量会损失掉，只有小部分被各个营养级所利用。②通过生物体的呼吸作用而散失的热能不能重新转化为化学能和太阳能，高一级营养级获得的能量也不能回流到原来的营养级。 任务驱动一　生态系统中能量流动的过程 下图表示能量流入第二营养级后的去向，据图回答有关问题： (1)初级消费者摄入的能量是其同化量吗，它们之间存在什么关系？ 提示　初级消费者摄入的能量不等于其同化量，它们之间的关系是：同化量＝摄入量－粪便量。 (2)初级消费者粪便中的能量是其同化量的一部分吗？为什么？ 提示　不是。初级消费者粪便中的能量不属于其同化的能量，而是属于生产者所同化的能量。 (3)第二营养级能量的去路有 (填图中字母)三条。 (4)第二营养级的摄入量(a)，同化量(b)及净同化量(e)分别可以如何计算(用图中字母的表达式表示)? 提示　摄入量(a)＝b＋c；同化量(b)＝a－c＝d＋e＝d＋i＋f；净同化量(e)＝b－d＝i＋f。 流入某一营养级能量的来源和去路 (1)能量来源eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(a.生产者的能量主要来自太阳能,b.消费者的能量来自上一营养级,同化的能量)) (2)能量去向：流入某一营养级(最高营养级除外)的能量去向可从以下两个角度分析： ①eq \a\vs4\al(　 定量不定时,能量的最终去路) eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(a.自身呼吸消耗,b.流入下一营养级,c.被分解者分解利用)) ②定量定时：流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路可有四条：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，这部分的能量将保留到下一年)。 关于草原生态系统能量流动的叙述，错误的是(　　) A．能量流动包括能量的输入、传递和散失的过程 B．分解者所需的能量可来自各营养级生物所储存的能量 C．生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量 D．生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级 D　[生态系统的能量流动包括能量的输入、传递和散失的过程；分解者所需的能量可来自各营养级生物所储存的能量；能量流动逐级递减，生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量；生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级及分解者。] (2020·福建福州期末)某生态系统中有a、b、c、d四种生物，构成食物链a→b→c，d为分解者，如图是该生态系统中能量流入b处发生的一系列变化示意图，下列说法错误的是(　　) A．图中的甲表示b的同化量，乙表示b用于生长和繁殖的能量 B．参与丁过程的都是异养型生物，包括细菌、真菌等 C．当生态系统处于相对稳定状态时，b的种群数量一般处于K/2 D．图中d的能量不全部来自b生物 C　[当生态系统处于相对稳定状态时，b种群数量达到环境容纳的最大值，一般处于K值；b摄入量为其同化量和粪便量之和，其同化量一部分用于呼吸消耗，一部分用于自身的生长和繁殖；丁过程为分解者的分解作用，分解者主要是营腐生生活的细菌、真菌等，都是异养型生物；d的能量可来自b的粪便，而此部分属于上一营养级a的能量。] [借题发挥]　分析能量流动时的两个易错点 易错点 分析说明 动物同化的能量不等于摄入的能量 同化量为每一营养级通过摄食并转化成自身有机物的能量，摄入量是消费者摄入的能量，同化量＝摄入量－粪便量 粪便量不是该营养级同化量的一部分 消费者产生的粪便不属于该营养级同化的能量，它实际上与上一营养级的遗体、残骸一样，属于上一营养级的同化量的一部分 1．(2020·西安高二期末)在由草、兔、狐组成的一条食物链中，兔经同化作用所获得的能量，其去向不包括(　　) A．通过兔细胞呼吸释放的能量 B．通过兔的粪便流入分解者体内的能量 C．通过狐的粪便流入分解者体内的能量 D．流入到狐体内的能量 B　[同化量＝摄入量－粪便量，可见兔子的粪便中流入分解者体内的能量不属于兔子的同化量，而是生产者同化量的一部分。而狐的粪便中的有机物所含有的能量则是其捕食的兔子同化量的一部分。] 2．下图为生态系统中能量流动的部分示意图，①②③④⑤各代表一定的能量值。下列各项叙述中正确的是(　　) A．在人工饲养的高密度鱼塘中⑤肯定大于① B．④中包含了次级消费者粪便中的能量 C．在食物链中各营养级获得能量的方式及能量的用途完全相同 D．②>③＋④ D　[在人工饲养的高密度鱼塘有人工能量的输入，生产者的同化量⑤不一定大于初及消费者的同化量①；次级消费者粪便中的能量是初级消费者同化量的一部分；生产者通过光合作用同化太阳能，消费者通过捕食同化化学能；流入次级消费者的能量大部分被自身呼吸消耗，因此②>③＋④。] 任务驱动二　能量流动的特点及能量金字塔 1．能量流动的特点：美国生态学家林德曼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了定量分析，得出了如图所示的数据[单位：J/(cm2·a)]： (1)据图分析 ①图中生产者______(填“能”或“不能”)捕食肉食性动物来完成能量的循环。 ②呼吸作用散失的能量_____(填“能”或“不能”)再被生产者利用来合成有机物。 ③能量流动的第一个特点是_________。 (2)依图完成表中内容并分析 输入 输出到下 一营养级 传递 效率 第一营养级 (生产者) 464.6 62.8 __________ 第二营养级 (植食性动物) 62.8 12.6 ___________ ①可以看出，能量在相邻两个营养级间的传递效率大约为______________。 ②能量流动的第二个特点是________。 2．生态金字塔：分析完善下面三类金字塔 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 形 状 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 特 点 呈____金 字塔形 通常为正金字塔形，有时会出现__金字塔形，如成千上万的昆虫以一棵树为生 一般呈__金字塔形，有时会出现倒金字塔形，如某一时间浮游植物的生物量(用质量来表示)可能低于浮游动物的生物量 1．能量流动的特点及原因分析 (1)单向流动的原因： ①能量流动是沿食物链进行的，食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果，只能由低营养级向高营养级传递，是不可逆转的。 ②各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用，因此能量流动无法循环。 (2)逐级递减的原因： ①各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。 ②各营养级的能量都会有一部分流入分解者。 ③还有一部分能量未被利用。 2．能量传递效率与能量利用率的区别 (1)能量传递效率： ①含义：生态系统中能量传递效率约为10%～20%，即输入某一营养级的能量中，只有10%～20%的能量流入到下一营养级(最高营养级除外)。 ②计算公式： 能量传递效率＝eq \f(下一营养级同化量,本营养级同化量)×100% (2)能量利用率： ①一般指流入最高营养级(或人类)的能量占生产者固定总能量的比值。 ②一般来说，食物链越短，能量利用率越高。 ③有时考虑分解者的参与，使营养结构更复杂，以实现能量的多级利用，从而提高能量利用率。 (2020·山东潍坊期末)下面为某生态系统中能量传递示意图，以下叙述错误的是(　　) A．能量流动是从甲固定的太阳能开始的，流入该生态系统的总能量为1 250 kJ B．从乙到丙的能量传递效率为15% C．将乙和丙的粪便作为有机肥还田，可以提高能量传递效率 D．食物链的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动的单向性 C　[能量流动从生产者固定的太阳能开始，流入该生态系统的总能量是生产者(甲)固定的太阳能＝175(呼吸消耗量)＋200(流入下一营养级的能量)＋875(分解者分解量)＝1 250 kJ；从乙到丙的能量传递效率为eq \f(丙的总同化量,乙的总同化量)＝eq \f(30,200)＝15%；将乙和丙的粪便作为有机肥还田，有机肥被分解者分解，为作物提供了无机盐，但能量并未流入消费者体内，故不能提高能量传递效率；食物链的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动的单向性。] 右图为某一生态系统的能量金字塔，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ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(　　) A．Ⅰ和Ⅳ是连接生物群落与非生物环境的关键成分 B．该图所示的食物网只有1条食物链：Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ C．E1表示流入这一生态系统的总能量 D．能量可在食物链中循环利用 C　[图中Ⅰ代表生产者，Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ都代表消费者，实现物质循环的关键生物成分是生产者和分解者；每一营养级的生物种类很多，各种生物之间会形成错综复杂的食物网；生产者固定的太阳能表示流入生态系统的总能量；生态系统中能量流动是单向的，不能循环利用。] [借题发挥]　生态金字塔的特例 (1)生物量金字塔的倒立：在湖泊和开阔海洋的生态系统中，生物量金字塔会呈现下窄上宽的倒金字塔形。这是因为这两种生态系统中的生产者主要是单细胞藻类，这些藻类个体小、繁殖快，含纤维素少，世代周期短，只能积累较少的有机物，可以被浮游动物整个吞食和消化，从而迅速转化为下一营养级的生物量 (2)数量金字塔的倒立：在生产者数量少而个体非常巨大的情况下也会呈现倒金字塔形。例如，在夏季的温带森林中，每0.1 hm2中，树木的个体数约为200株，而以昆虫为主的植食动物却有15万只之多。eq \o(,,\s\do4(　,)) 1．在生态系统中，能量可以通过食物链在生物群落中流动。随着营养级的升高，其获得的总能量越来越少。下列解释错误的是(　　) A．各营养级中总有一部分能量被分解者利用 B．各营养级中的能量一部分以热能形式散失 C．各营养级的生物维持自身的生命活动都需要消耗一部分能量 D．能量金字塔顶层的生物进行生命活动需要的能量少 D　[能量流动是逐级递减的，原因是一部分能量通过呼吸作用以热能的形式散失，另一部分能量被分解者利用，生物维持自身的生命活动也消耗一部分能量；营养级越高的生物获得的能量就越少，但个体生命活动需要的能量多少与营养级能量多少无直接关系。] 2．(2022·1月浙江选考)玉米是我国广泛栽培的禾本科农作物，其生长过程常伴生多种杂草(其中有些是禾本科植物)，杂草与玉米竞争水、肥和生长空间。回答下列问题： (1)从种群分布型的角度考虑，栽培玉米时应遵循____________、合理密植的原则，使每个个体能得到充分的太阳光照，栽培的玉米个体生长基本同步，种群存活曲线更接近________。 (2)某个以玉米为主要农作物的农田生态系统中，有两条食物链：①玉米→野猪→豺；②玉米→玉米蝗→乌鸫→蝮蛇→鹰。从能量流动角度分析，由于能量____________的不同导致两条食物链的营养级数量不同。食物链乃至食物网能否形成取决于哪一项？________(A．可利用太阳能 B．初级消费者可同化的能量　C．总初级生产量　D．净初级生产量) (3)玉米栽培过程需除草，常用除草方法有物理除草、化学除草和生物除草等。实际操作时，幼苗期一般不优先采用生物除草，其理由是抑(食)草生物不能______________。当玉米植株长到足够高时，很多杂草因____________被淘汰。 (4)玉米秸秆自然分解，所含的能量最终流向大气圈，我们可以改变能量流动________获得人类需要的物质和能量，如生产沼气等，客观上减少温室气体的排放，有助于我国提前达成“碳达峰”和“碳中和”的目标。 解析　(1)种群的分布型有集群分布、均匀分布和随机分布，根据题目后面提到的合理密植，使每个个体都能得到充分的光照，则栽培玉米时应遵循均匀分布原则。种群的存活曲线有凸型、对角线型和凹型，根据题目前面提到的玉米个体生长基本同步，推测玉米种群存活曲线更接近凸型。(2)题中提到的两条食物链分别有3个营养级和5个营养级，影响食物链中营养级个数的因素有生产者固定能量的多少以及相邻两营养级之间的能量传递效率等，由于两条食物链的生产者都是玉米，则影响营养级个数的因素为能量传递效率。由食物链的概念可知，食物链的形成依靠的是捕食关系，由初级消费者通过捕食生产者来传递能量，然后又 把能量传递给次级消费者(肉食动物)，初级消费者成为生产者和次级消费者之间传递能量的媒介。(3)杂草中也有和玉米一样的禾本科植物，利用生物除草时，由于抑草生物无法辨认玉米和杂草，也会损害玉米，故幼苗期一般不优先采用生物除草。当玉米植株长到足够高时，相对于下面的杂草在获得光照方面占有优势，从而抑制杂草生长。 答案　(每空1分)(1)均匀分布　凸型　(2)传递效率　B (3)辨别玉米和杂草　缺少光照　(4)途径 任务驱动三　生态系统能量流动的相关计算 1．能量传递效率的相关“最值”计算 下图所示的食物网中，若人的体重增加1 kg，最少消耗水藻多少kg？最多消耗水藻多少kg? 提示　能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%～20%。求最少消耗水藻时，选最短的食物链，即水藻→小鱼→人，传递效率按20%计算，设最少消耗水藻为x，则x×20%×20%＝1，x＝25(kg)；求最多消耗水藻时，选最长的食物链，即水藻→水蚤→虾→小鱼→大鱼→人，传递效率按10%计算，设最多消耗水藻为y，则y×10%×10%×10%×10%×10%＝1，y＝105(kg)。 答案　25　105 2．能量传递效率的有关“定值”计算如图所示的食物网中，戊的食物有1/2来自乙，1/4来自丙，1/4来自丁，且能量从生产者到消费者的传递效率为10%，从消费者到消费者的能量传递效率为20%。若戊体重增加20 g，需要消耗植物多少g? 提示　甲为生产者，戊共有以下食物链：①甲→乙→戊，戊增加20×1/2＝10(g)，需要乙10×5＝50(g)，需要甲50×10＝500(g)；②甲→丙→戊，戊增加20×1/4＝5(g)，需要丙5×5＝25(g)，需要甲25×10＝250(g)；③甲→丙→丁→戊，戊增加20×1/4＝5(g)，需要丁5×5＝25(g)，需要丙25×5＝125(g)，需要甲125×10＝1 250(g)，故共需要甲500＋250＋1 250＝2 000(g)。 答案　2 000 g 3．具有人工能量输入的能量传递效率计算 如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值[单位为103 kJ/(m2·a)]，据图分析： (1)该生态系统中流入生物群落的总能量有哪些来源？ 提示　一个来源是光能，另一个来源是输入的有机物中的化学能。 (2)生产者、植食性动物和肉食性动物固定的总能量分别是多少？ 提示　肉食性动物固定的总能量＝0.25＋0.05＋2.1＋5.1＝7.5×103 kJ/(m2·a)；植食性动物固定的总能量＝(7.5－5)＋0.5＋4＋9＝16×103 kJ/(m2·a)；生产者固定的总能量＝(16－2)＋3＋70＋23＝110×103 kJ/(m2·a)。 (3)生产者→植食性动物、植食性动物→肉食性动物的能量传递效率分别是多少？(结果保留一位有效数字) 提示　生产者→植食性动物的能量传递效率为植食性动物固定的能量中来自生产者的能量/生产者固定的总能量×100%＝(16－2)/110×100%≈12.7%；植食性动物→肉食性动物的能量传递效率为肉食性动物固定的能量中来自植食性动物的能量/植食性动物固定的总能量×100%＝(7.5－5)/16×100%≈15.6%。 1．能量传递效率的“最值”计算 (1)食物链越短，最高营养级获得的能量越多。 (2)生物间的取食关系越简单，生态系统的能量流动过程中消耗的能量越少。具体计算方法如下： 知低营养级求高营养级 知高营养级求低营养级 获能量 最多 选最短食物链按 ×20%计算 需最多 能量 选最长食物链按 ÷10%计算 获能量 最少 选最长食物链按 ×10%计算 需最少 能量 选最短食物链按 ÷20%计算 2．能量传递效率的“定值”计算 (1)已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算，而需按具体数值计数。例如，在食物链A→B→C→D中，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若A的能量为M，则D获得的能量为M×a%×b%×c%。 (2)如果是在食物网中，某一营养级同时从上一营养级多种生物获得能量，且各途径所获得的生物量比例确定，则按照各单独的食物链进行计算后合并。 3．具有人工能量输入的能量传递效率计算 人为输入到某一营养级的能量是该营养级同化量的一部分，但却不是从上一营养级流入的能量。如求第二营养级至第三营养级的传递效率时，应为第三营养级从第二营养级同化的能量(不包括人工输入到第三营养级的能量)/第二营养级的同化量(包括人工输入到第二营养级的能量)×100%。 有一食物网如下图所示。如果能量传递效率为10%，各条食物链传递到庚的能量相等，则庚增加1 kJ的能量，丙最少含多少能量(　　) A．550 kJ　　　　　　　 B．500 kJ C．400 kJ D．100 kJ A　[由题可知，经丙→丁→己→庚传递到庚的能量为0.5 kJ，则需要丙0.5÷(10%)3＝500(kJ)，经丙→戊→庚传递到庚的能量为0.5 kJ，则需要丙0.5÷(10%)2＝50(kJ)，即丙最少含500＋50＝550(kJ)的能量。] 某生态系统中存在如图所示的食物网，如将丙的食物比例由甲∶乙＝1∶1调整为2∶1，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载丙的数量是原来的(　　) A．1.375倍 B．1.875倍 C．1.273倍 D．0.575倍 A　[由于生产者没有改变，所以流向该生态系统的总能量没有变化，设丙原来的能量为a，则需要甲提供的能量为1/2a×10×10＋1/2a×10；改变食物比例后丙的能量设为b，则需要甲提供的能量为2/3b×10＋1/3b×10×10，根据题意可得：1/2a×10×10＋1/2a×10＝2/3b×10＋1/3b×10×10，b/a＝1.375。] [借题发挥]　关于能量在营养级之间传递的计算，一般从食物链和食物网两个方面分析 (1)能量在食物链中传递的计算(传递效率按10%计算)： ①在一条食物链中，若某一营养级的总能量为n，则传到下一营养级的能量为n×10%(即0.1n)。 ②在一条食物链中，某一营养级的能量为n，则上一营养级的能量为n÷10%＝10n。 (2)能量在食物网中传递的计算： ①在一食物网中，已知最高营养级增重为N，要求最多消耗第一营养级多少能量时，应按最长食物链计算。 ②在一食物网中，已知第一营养级能量为M，要求最高营养级最少获得多少能量时，应按最长食物链计算。eq \o(,,\s\do4(　,)) 1．(2020·湖南衡阳四中月考)右图所示的食物网中，如果每个营养级能量传递效率均为20%，且下一营养级从上一营养级各种生物中获得的能量相等。虎要获得1 kJ 能量，则需要消耗草的能量为(　　) A．150 kJ B．125 kJ C．100 kJ D．75 kJ D　[每个营养级能量传递效率均为20%，且下一营养级从上一营养级各种生物中获得的能量相等，在草→兔→狐→虎食物链中虎从草中获取1×1/2÷20%÷20%÷20%＝62.5(kJ)能量；在草→羊→虎食物链中虎从草中获取1×1/2÷20%÷20%＝12.5(kJ)能量；故需要消耗草的能量为62.5＋12.5＝75(kJ)。] 2．如果一个人的食物有1/2来自绿色植物，1/4来自小型肉食动物，1/4来自羊肉，那么该人每增加1千克体重，至少消耗植物(　　) A．10千克 B．40千克 C．100千克 D．280千克 B　[由题意可知人的能量来源于三条食物链，分别是：①植物→人，②植物→羊→人，③植物→植食性动物→肉食性动物→人。设通过①②③三条食物链消耗的植物分别为a、b、c，则a×20%＝1×1/2，b×20%×20%＝1×1/4，c×20%×20%×20%＝1×1/4，求出a＝5/2，b＝25/4，c＝125/4，进而求出a＋b＋c＝40(千克)。] 知识网络构建 关键知识积累 1.初级生产量是生态系统的基石。净初级生产量＝总初级生产量－呼吸作用。 2.生态系统的能量流动包括能量的输入、传递和散失等过程。 3.流入每个营养级中能量的去路一般有：通过呼吸作用以热能的形式散失、流入下一营养级及遗体残骸被分解者分解。 4.能量流动的特点是单向流动，逐级递减。 5.生态金字塔包括能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔三种类型。 1．下列关于生态系统中净初级生产量与总初级生产量的叙述错误的是(　　) A．初级生产量是指绿色植物通过光合作用所合成的有机物质或所固定的能量 B．绿色植物的初级生产量形成于叶绿体中 C．初级生产量的单位通常用g/m2或J/m2表示 D．地球各地的净初级生产量随温度和雨量的不同有很大差异 C　[初级生产量的单位应为g/(m2·a)或J/(m2·a)(a代表年)表示，即初级生产量应体现年生产量，而不是某一时刻的生产量。] 2．(2020·河北唐山一模)下列关于生态系统中能量流动的叙述，正确的是(　　) A．初级消费者同化的能量储存于其体内增重的有机物中 B．能量传递效率总是随着食物链的增加而减少 C．太阳能只有通过生产者才能输入生态系统中 D．如果停止对一个生态系统的能量输入，这个生态系统会立即消亡 C　[初级消费者同化的能量一部分在细胞呼吸中以热能的形式散失掉，一部分用于自身的生长和繁殖，储存于其体内增重的有机物中，A错误；能量传递效率在各营养级之间约为10%～20%，一般不会随着食物链的增加而减少，B错误；生态系统的能量流动一般是从生产者固定太阳能开始的，太阳能只有通过生产者才能输入生态系统中，C正确；如果停止对一个生态系统的能量输入，则这个生态系统没有能量来源不能维持很久，最终这个生态系统会消亡，但不会立即消亡，D错误。] 3．如图是一个农业生态系统模式图，下列关于该系统的叙述，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　[该生态系统中，沼气池中的微生物能利用农作物固定的太阳能，属于分解者，A、B正确；在生态系统中，能量流动是单向的，不能循环利用，C错误；物质和能量的多级利用，减少了能量的流失，提高了能量的利用率，D正确。] 4．右图是以一片树林中的每个营养级生物的数量多少而绘制的金字塔，其中“1”“2”“3”分别代表第一、二、三个营养级的生物。下面食物链与金字塔相符合的是(　　) ①草　②树　③昆虫　④兔　⑤鸟　⑥狼 A．①→③→⑤　　　　　　 B．①→④→⑥ C．②→③→⑤ D．②→③→⑥ C　[草(①)和树(②)属于第一个营养级(图中1)，昆虫(③)和兔(④)属于第二个营养级，但兔比草的数量少得多，首先排除B项；同理昆虫的数量一般比草的数量少，鸟类比昆虫的数量更少，由此可排除A项；狼不能捕食昆虫，形不成食物关系，排除D项；只有树(②)→昆虫(③)→鸟(⑤)这条食物链符合图示关系。一般地说，数量金字塔和能量金字塔一样，呈正金字塔形，有时候数量金字塔也会发生变化，该题所描述的就是如此。] 5．如图是一个食物网，假如鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇，那么鹰若要增加20 g体重，至少需要消耗植物(　　) A．900 g B．500 g C．200 g D．600 g A　[当能量传递效率为最大值即20%时，消耗的植物量最少。鹰经兔途径消耗的植物量为20×(2/5)÷20%÷20%＝200(g)；鹰经鼠途径消耗的植物量为20×(2/5)÷20%÷20%＝200(g)；鹰经蛇、鼠途径消耗的植物量为20×(1/5)÷20%÷20%÷20%＝500(g)，共计消耗植物量为200＋200＋500＝900(g)。] $$