2025届高三生物一轮复习课件：生态系统的能量流动

选择性必修1 一轮复习 第06讲 生态系统的能量流动 1 一、知识网络 一、知识网络 生产者通过光合作用将光能转化成为化学能，固定在它们所制造的有机物中（其次还有化能合成作用）。 生态系统中能量的_______、_______、_______和_______的过程，称为生态系统的能量流动。 输入 ①自然生态系统的能量来源（最终源头）: 太阳能 ②能量流动的起点: 生产者固定的太阳能 ③流经自然生态系统的总能量: 生产者所固定的全部太阳能 ④能量输入方式: ⑤流经人工生态系统的总能量： 输入 传递 转化 散失 各级消费者的能量来源: 上一营养级同化的能量 二、能量流动的概念 生产者固定的太阳能和人工输入的有机物中的化学能 ⑥人工生态系统的能量来源是： 太阳能和人工输入的有机物中的化学能 生态系统中能量的_______、_______、_______和_______的过程，称为生态系统的能量流动。 输入 传递 转化 散失 1、概念 传递 ①能量传递的途径（渠道）： 食物链和食物网 ③涉及的种间关系等： 有机物中的化学能 二、能量流动的概念 捕食、寄生等 ②能量传递的形式： 转化 太阳能 光合作用 有机物中的化学能 呼吸作用 热能 仅转化成热能算能量的转化这一步，若释放出热能，则属于能量的散失. 当一个生态系统达到稳定状态时，输入总量 散失总量。 = ＞ 当一个生态系统简单→复杂时，输入总量 散失总量。 生态系统中能量的_______、_______、_______和_______的过程，称为生态系统的能量流动。 输入 传递 转化 散失 1、概念 散失 ①散失形式： 大部分以热能形式散失 ②能量途径： 需要分解者的分解作用和每一级生物的呼吸作用 二、能量流动的概念 ③动植物动植物遗体形成的煤、石油工业燃烧以热能的形式散失 三、研究能量的基本思路 能量储存 营养级 能量散失 能量输入 将一个营养级的所有种群作为一个整体来研究能量流动，可以比较精确地测量每一个营养级能量的输入值和输出值。 能量流经第一营养级的过程 散失 固定(同化) 生产者所固定的全部太阳能（第一营养级的同化量） 用于生长 发育和繁殖 初级消费者同化 （植食性动物） 分解者利用 残枝 败叶 分解作用 散失 呼吸作用 散失 未利用 ① ② ③ ④ 注意: 如果在每一时间段去分析去向，还应有未被利用的能量(最终也将被分解者利用)。 四、能量流动的过程 能量流经第二营养级的过程 初级消费者 摄入 初级消费者 同化 粪便 分解者利用 用于生长 发育和繁殖 次级消费者 摄入 遗体 残骸 呼吸作用 散失 呼吸作用 散失 … 未利用 流经第二营养级的总能量： 同化量 同化量 摄入量-粪便量 = ① ② ③ ④ 同化量 摄入量 粪便 属于上一营养级同化量的一部分，该部分能量最终流向分解者。 四、能量流动的过程 初级消费者 摄入 初级消费者 同化 粪便 分解者利用 用于生长 发育和繁殖 次级消费者 摄入 遗体 残骸 呼吸作用 散失 呼吸作用 散失 … 未利用 流经第二营养级的总能量： 同化量 同化量 摄入量-粪便量 = = 呼吸作用散失+用于生长 发育和繁殖（净同化量） ① ② ③ ④ = 呼吸作用散失+分解者利用+次级消费者同化量+（未利用） 能量流经第二营养级的过程 四、能量流动的过程 初级消费者 摄入 初级消费者 同化 粪便 分解者利用 用于生长 发育和繁殖 次级消费者 摄入 遗体 残骸 呼吸作用 散失 呼吸作用 散失 … 未利用 能量在食物链中流动的形式： 有机物中的化学能 能量流经第三、四营养级的过程与第二营养级的情况大致相同。 ① ② ③ ④ 四、能量流动的过程 初级消费者的同化量 呼吸作用以热能形式散失的能量 用于生长发育繁殖的能量 流入下一营养级的能量（同化） 未被利用的能量 被分解者利用的能量 初级消费者的摄入量 初级消费者的粪便量 多 ①摄入量＝________＋_________ 同化量 粪便量 ②同化量＝__________________________________＋___________________________ 呼吸作用以热能的形式散失的能量 用于自身生长、发育和繁殖的能量 ③初级消费者同化量（定量不定时）＝_________________________________＋_______________________＋______________________________ 呼吸作用以热能的形式散失的能量 被分解者利用的能量 被下一营养级同化的能量 ④初级消费者同化量（定量定时）＝____________________________________＋ _______________________＋___________________________＋___________________ 呼吸作用以热能的形式散失的能量 被分解者利用的能量 被下一营养级同化的能量 未被利用的能量 四、能量流动的过程 初级消费者的同化量 呼吸作用以热能形式散失的能量 用于生长发育繁殖的能量 流入下一营养级的能量（同化） 未被利用的能量 被分解者利用的能量 初级消费者的摄入量 初级消费者的粪便量 多 四、能量流动的过程 ⑤在一定时间内，某生态系统中全部生产者固定的能量值为a，全部消费者所获得的能量值为b，全部分解者所获得的能量值为c，则a　　b＋c(填“>”“＝”或“<”)。 > ⑥输入某营养级的总能量是指该营养级同化的能量，粪便中的能量不属于该营养级同化的能量，粪便量是上一营养级同化的能量或上一营养级被分解者分解的能量的一部分。 最高营养级 摄入 最高营养级 同化 粪便 分解者利用 用于生长 发育和繁殖 遗体 残骸 呼吸作用 散失 呼吸作用 散失 未利用 ① ② ③ 最高营养级同化的能量去向有哪些？ ①呼吸作用中以热能的形式散失 ②以遗体残骸的形式被分解者利用 ③未利用 （最高营养级没有流入下一营养级的能 量去向） 四、能量流动的过程 未被捕食量 被捕食量 未同化量（粪便量） 同化量 未摄入量 摄入量 呼吸作用以热能形式散失（占大部分） 自身生长、 发育和繁殖 被分解者分解 未利用（定时分析时才出现此去路） 四、能量流动的过程 小结 ①遗体残骸（残枝败叶） ②下一营养级粪便 流入下一营养级（最高营养级无此去路） 1.如图表示在一个生态系统中，植物光合作用积累的有机物被植食性动物利用的过程。下列叙述正确的是 (　 ) A．④占②的百分比为能量传递效率 B．⑤⑥⑦⑧之和为流向分解者的能量 C．植食性动物粪便中的能量包含在⑦中 D．①⑤之和为输入到生态系统的全部能量 C 四、能量流动的过程 习题 “一来二去”模型 “一来三去”模型 “一来四去”模型 ①A是初级消费者摄入量，B是初级消费者同化量，C是用于自身生长发育繁殖量，D是次级消费者摄入量。 ②初级消费者摄入量＝同化量＋粪便量。 ③同化量＝呼吸作用散失的能量＋用于生长发育繁殖的能量。 ④生长发育繁殖量＝遗体残骸＋次级消费者摄入量。 ①D、E、F分别代表第一、第二、第三营养级同化量。 ②三条去路(最高营养级除外)：呼吸作用散失、流入下一个营养级、分解者利用。 ③最高营养级的能量流向中不存在“流入下一营养级的能量” ①D、E、F分别代表第一、第二、第三营养级同化量。 ②四条去路(最高营养级除外)：呼吸作用散失、流入下一个营养级、分解者利用、未利用。 ③未被利用的能量：包括生物每年的积累量和动植物残体以化石燃料形式被储存起来的能量，最终也将被分解者利用。 ④最高营养级的能量流向中不存在“流入下一营养级的能量” ④生长、发育和繁殖的能量＝流入下一个营养级的能量＋流向能量分解者的能量 ⑤同化量＝呼吸作用散失的能量＋流入下一个营养级的能量＋流向能量分解者的能量 ⑤生长、发育和繁殖的能量＝流入下一个营养级的能量＋流向分解者的能量＋未利用的能量 ⑥同化量＝呼吸作用散失的能量＋流入下一个营养级的能量＋流向能量分解者的能量＋未利用的能量 四、能量流动的过程 生产者 (植物) 呼吸 初级消费者 (植食动物) 呼吸 次级消费者 (肉食动物) 呼吸 分解者（细菌、真菌等） … 呼吸 三级消费者 (肉食动物) 呼吸 残枝败叶+ 初级消费者的粪便量 遗体残骸+ 次级消费者的粪便量 散失 输入 传递 生产者固定的太阳能总量为流经这个生态系统的总能量 以有机物的形式沿食物链向下一营养级传递 四、能量流动的过程 箭头型 生产者 (植物) 呼吸 初级消费者 (植食动物) 呼吸 次级消费者 (肉食动物) 呼吸 … 呼吸 三级消费者 (肉食动物) 呼吸 分解者（细菌、真菌等） 四、能量流动的过程 ① ③ ② ④ ⑤ 初级消费者粪便中的能量属于 。 初级消费者的同化量： 。 初级消费者用于生长发育繁殖的能量： 。 ⑤ ①或②+③+④ ① - ③或②+④ 箭头型 生产者 (植物) 呼吸 初级消费者 (植食动物) 呼吸 次级消费者 (肉食动物) 呼吸 … 呼吸 三级消费者 (肉食动物) 呼吸 ①黄色箭头由粗变浅：表示______________________________________ ②菱形面积越来越小：表示______________________________________ 储存在某营养级生物体内的能量越来越少 能量单向流动，逐级递减 分解者（细菌、真菌等） 四、能量流动的过程 箭头型 生产者 (植物) 呼吸 初级消费者 (植食动物) 呼吸 次级消费者 (肉食动物) 呼吸 … 呼吸 三级消费者 (肉食动物) 呼吸 分解者（细菌、真菌等） ③能量流动的渠道是 。 ④能量散失的主要途径是各种生物的 (代谢过程)。 ⑤流动过程中能量的转化是太阳能→ → 。 食物链和食物网 呼吸作用 有机物中的化学能 热能 四、能量流动的过程 箭头型 生产者 (植物) 呼吸 初级消费者 (植食动物) 呼吸 次级消费者 (肉食动物) 呼吸 … 呼吸 三级消费者 (肉食动物) 呼吸 分解者（细菌、真菌等） ⑥由于每一营养级和分解者都需要呼吸作用以热能的形式散失掉一部分能量，所以各个生态系统必须要有太阳能的补充。 ⑦能量最后以热能的形式回到无机环境，包括各营养级自身的呼吸消耗和分解者的呼吸作用 四、能量流动的过程 箭头型 生产者 (植物) 呼吸 初级消费者 (植食动物) 呼吸 次级消费者 (肉食动物) 呼吸 … 呼吸 三级消费者 (肉食动物) 呼吸 分解者（细菌、真菌等） 四、能量流动的过程 ⑧能量流动的起点是________________________________________________。 ⑨能量在食物链中流动的形式是______________________________________。 ⑩蓝色箭头表示：________________________________________________________。 生产者(主要是绿色植物)固定的太阳能 有机物中的化学能 该能量是散失到系统外的，不能再利用的能量 箭头型 (1)W1、D1指相应营养级的同化量，B1、B2指相应营养级中_______________的能量。 (2)各营养级用于生长、发育和繁殖的能量为 。 ________________________________________ (3)能量传递效率不会是100%。从上图可以看出，相邻两个营养级的传递效率等于D1/W1×100%，一般情况下，能量在相邻两个营养级间的传递效率为10%～20%。 未被利用 （W1-A1）B1＋C1＋D1 四、能量流动的过程 或（W2-A2）B2＋C2＋D2 拼图型 (4)利用“拼图法”可得关系式： 四、能量流动的过程 W1＝A1＋B1＋C1＋D1，其中A1是呼吸作用散失的能量，B1 为未被利用的能量（现存在植物体）， C1 为流向分解者的能量，D1为初级消费者同化的能量 拼图型 四、能量流动的过程 习题 2.以下各字母表示的是何种能量？ ①:___________________________________ ②:___________________________________ ③:___________________________________ ④ :___________________________________ ⑤ :___________________________________ 摄入量 流向下一营养级的能量 粪便量 被分解者利用的能量 呼吸作用以热能形式散失的能量 若没有箭头③则①代表的是同化量 3.以下各字母表示的是何种能量？ W1:________________________________ A1 :________________________________ B1 :________________________________ C1 :________________________________ ________________________________ D1 :________________________________ 生产者同化的能量 呼吸作用以热能形式散失的能量 未被利用的能量 流向分解者的能量 (枯枝落叶，下一营养级粪便) 流向下一营养级的能量 四、能量流动的过程 习题 4.左图表示能量流经某一营养级的过程，图中各小写字母表示的是何种能量？ a:___________________________________ b :__________________________________ c :___________________________________ d :__________________________________ e :__________________________________ f :___________________________________ g :__________________________________ 摄入的能量 同化的能量 粪便中的能量 呼吸作用以热能形式散失的能量 用于生长发育繁殖的能量 遗体残骸中的能量 流向下一营养级的能量 四、能量流动的过程 习题 5.如图甲为某湖泊生态系统的能量金字塔简图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、IV分别代表不同的营养级，m1、m2代表不同的能量形式．图乙表示能量流经该生态系统第二营养级的变化示意图，其中a-g表示能量值．下列有关叙述正确的是（ ） A.图甲中m1是流入该生态系统的总能量，m2表示各营养级散失的热能 B.图乙中的c表示第二营养级流入分解者的能量 C.第二营养级流向分解者的能量包括遗体残骸和它粪便中的能量 D.图乙中的b=d+e+g+f 摄入量 同化量 用于生长、发育、繁殖 呼吸消耗能量 分解者分解的能量 下一个营养级的能量 A 四、能量流动的过程 (1)从方向上看： 单向流动 ①在生态系统中，能量流动只能沿着_________由_____营养级流向______营养级，不可______，也不能_____________。 生物之间的捕食关系是长期自然选择的结果，一般不可逆。 各营养级呼吸作用散失的热能无法再利用。 食物链 低 高 逆转 循环流动 ②原因： 五、能量流动的特点 (2)从数值上看： 逐级递减 ①原因： 能量在相邻两个营养级之间的传递效率为10%～20% 生物所处的营养级越高,获取的能量越___,说明能量流动具有__________的特点。 少 逐级递减 任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量（太阳能或化学能）补充，以便维持生态系统的正常功能。 各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量 各营养级都会有一部分能量流入分解者。 未被下一营养级生物利用的部分。 30 (2)从数值上看： 逐级递减 ②规律: 食物链越短，能量利用率越，最高营养级获得的能量越多。 ④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。 ③有时考虑分解者的参与，使营养结构更加复杂，以实现能量的多级利用，从而提高能量利用率。 ⑤要点突破，为什么食物链一般不超过5 个营养级？ 相邻两个营养级间的能量传递效率为10%-20%； 营养级越多，在能量流动中消耗的能量越多； 营养级越高，得到的能量越少； 生态系统中能量流动一般不超过5个营养级。 五、能量流动的特点 能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔 形状 每一层含义 特点 象征 意义 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 自然生态系统一定为正金字塔（极少数人工生态系统除外） 能量在流动过程中具有逐级递减是特性 单位时间内，每一营养级生物的有机物的总干重 一般是正金字塔,有时会出现倒金字塔形 一般随着营养级的升高生物量(现存生物有机物的总干重)减少 每一营养级生物个体的数目 一般为正金字塔,有时会出现倒金字塔 形 一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而减少 六、生态金字塔的类型及特点 项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 分析 六、生态金字塔的类型及特点 能量流动的过程中总是有能量的耗散，故能量流动逐级递减 浮游植物的个体小，寿命短，又不断被浮游动物吃掉，所以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： 成千上万只昆虫生 活在一株大树上时，该数量金字塔的塔形也会发生变化： 1、在食物链中分析： 现实 问题 思路求解 D营养级净增重M 至少需要A营养级的量Y 最多需要A营养级的量Y A营养级净增重N D营养级最多增重的量Y D营养级至少增重的量Y Y(20%)3＝M Y(10%)3＝M N(20%)3＝Y N(10%)3＝Y 七、与能量流动有关的计算 ①能量传递效率未知时：设食物链A→B→C→D，分情况讨论(如下表)： 较低营养级 较高营养级 已知 ①求“最多”，则按20%流动 ②求“最少”，则按10%流动 未知 已知 ①求“最多”，则按10%流动 ②求“最少”，则按20%流动 未知 1、在食物链中分析： ②已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算。例如，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% 七、与能量流动有关的计算 正推：知低营养级求高营养级 获能量最多 选最短食物链，按×20%计算 获能量最少 选最长食物链，按×10%计算 逆推：知高营养级求低营养级 需能量最多 选最长食物链，按÷10%计算 需能量最少 选最短食物链，按÷20%计算 2、在食物网中分析： 七、与能量流动有关的计算 浮游植物 浮游动物 小鱼 大鱼 1000kg 10% 10% 10% 20% 20% 25kg 1kg 6.大鱼体重增加1kg，最多需要浮游植物多少千克?至少呢？ 3、习题 1000kg 25kg 7.如图表示某生态系统食物网的图解，若一种生物摄食两种前一营养级的生物，且它们被摄食的生物量相等，则猫头鹰体重增加1 kg，至少需要消耗A(　　) A.100 kg B.312.5 kg C.25 kg D.15 kg A 七、与能量流动有关的计算 8.如图为某生态系统中的食物网简图，若E种群中的总能量为5.8×109kJ，B种群的总能量为1.6×108kJ，从理论上分析，A种群获得的总能量最多是（　 　 ） A 2.0×108kJ B．2.32×108kJ C．4.2×108kJ D．2.26×108kJ A A E B C D E为第一营养级，B、C、D均为第二营养级， 三者获得的来自E的总能量最多为5.8×109×20%＝11.6×108(kJ) 再减去B同化的总能量1.6×108 kJ C、D同化的能量为1.0×109 kJ A既可捕食C，又可捕食D 其同化的能量最多为1.0×109×20%＝2.0×108(kJ)。 不是以个体或种群为单位，而是以营养级为单位。 3、习题 七、与能量流动有关的计算 2、在食物网中分析： 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。 9.①如果A消耗10000 kg，C最多增重_____千克，最少增重___千克。 习题 400 1 ②在右图的食物网中，如果C从B、F中获得的能量比为3∶1，C增重1kg，则最少需要消耗A多少kg？ 10000 2000 400 1000 100 10 1 沿食物链A→B→C逆推：3/4kg X 5 X 5＝75/4kg 沿食物链A→D→E→F→C逆推：1/4kg X 5 X 5 X 5 X 5＝625/4kg 75/4kg+625/4 kg=175kg 七、与能量流动有关的计算 10%*10% 10.假如一个人的代谢过程中，其全部同化量的1/2来自植物、1/2来自牛肉，且能量传递效率为10%，则Gkg植物通过食物链被人利用，能使人体重增重多少？ = G X=G/55 1/2× X 10% + 1/2× X 习题 七、与能量流动有关的计算 40 2、在食物网中分析： 以如图食物网为例： 若已知“植物同化量(A)”，并告知其“传向动物与直接传向人比例由1∶1调整为1∶2”，求解人最多增重变化量(M)，计算时宜“顺推(用乘法)” ③若在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物中获得能量，计算某一生物获得的能量或需要某一生物提供的能量时，首先，要注意某一生物“从不同食物链中获得能量的比例”，或某一生物“给不同生物提供能量的比例”，然后按照各个单独的食物链分别计算后合并。在具体计算时务必先看清分配比例，再确定求解中应“顺推(用乘法)”还是“逆推(用除法)”。 七、与能量流动有关的计算 2、在食物网中分析： 若已知“人同化量(M)”并告知人的食物来源“素食、肉食由1∶1调整为2∶1”，求解最少需要植物变化量(A)，计算时应“逆推(用除法)” ③若在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物中获得能量，计算某一生物获得的能量或需要某一生物提供的能量时，首先，要注意某一生物“从不同食物链中获得能量的比例”，或某一生物“给不同生物提供能量的比例”，然后按照各个单独的食物链分别计算后合并。在具体计算时务必先看清分配比例，再确定求解中应“顺推(用乘法)”还是“逆推(用除法)”。 七、与能量流动有关的计算 11.如图，如果青蛙从蚱蜢和蛐蛐处同化的能量为1000kJ，蛇从青蛙处同化的能量100kJ，则该食物网中，第三营养级到第四营养级的能量传递率___(＞，＝，＜)10%；如果鹰的食物来源及比例：青蛙∶蛇由1∶1变成4∶1，则鹰同化1kJ能量，可以少消耗草________kJ能量(能量传递效率按20%计算)。 150 ＞ 12. 某陆地生态系统中存在如图所示的食物网。请回答问题。 (1) 若人类获取植食性食物与肉食性食物的比例是1:1，将此食物结构改为3:1，能量传递效率按10%计算，则调整后可供养的人口约是调整前的______（结果精确到小数点后两位）倍。 (2)若植物向动物及向人提供的能量比例由1:1调整为1:3，能量流动效率按10%计算，则调整后可供养的人口约是调整前的______（结果精确到小数点后两位）倍。 1.69 1.41 七、与能量流动有关的计算 43 ④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，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）X100%。 习题 13. 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：103kJ/(m2⋅y)] ，据图回答下列问题。 (1)该生态系统中流入生物群落的 能量来源有______________________________________________________________。 (2)肉食性动物、植食性动物和生产者固定的总能量分别是_________________、_______________________和______________________。 生产者固定的光能和输入的有机物中的化学能 7.5×103 kJ/(m2·y) 16×103 kJ/(m2·y) 110×103 kJ/(m2·y) 七、与能量流动有关的计算 (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________、________。 （结果保留小数点后一位） (4)假设能量全部来自生产者，按照图中的能量流动规律，肉食性动物要增加100kg，则需要消耗生产者_________kg (保留整数）。 12.7% 5047 15.6% 习题 七、与能量流动有关的计算 14.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103kJ/（m2·a）]，下列说法错误的是（ ） A. 图中A代表的生理过程是呼吸作用 B. 第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为15.6% C. 该生态系统中生产者固定的总能量是9.6x104kJ/（m2·a） D. 捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性 C A 23 未利用 70 植食性动物 太阳能 生产者 分解者 3 0.5 4 9 肉食性动物 0.05 2.1 5.1 0.25 5 2 输出 有机物输入 七、与能量流动有关的计算 未利用 人工输入 甲 0 乙 丙 15.科研人员对北方某人工林区生物群落的季节动态进行调查研究，并对该林区一个由甲、乙、丙3个物种组成的食物链进行能量流动分析，结果如表。表中GP表示生物体同化量，NP 表示生物体用于自身生长、发育和繁殖的能量，R表示呼吸消耗的能量(单位：kJ·m−2·a−1)。 ④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，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）X100%。 七、与能量流动有关的计算 (1)该人工林区生物群落的季节性体现在群落的_____________发生了规律性变化，其影响因素主要有____________________(答出两点即可)等。 (2)据表分析，由甲、乙和丙构成的食物链可表示为_______________。由第二营养级到第三营养级的能量传递效率为_______(保留小数点后两位)，若这个数值不在10%~20% 范围内也是合理的，理由是___________________ 未利用 人工输入 甲 0 乙 丙 外貌和结构 阳光、温度和水分 甲→ 乙→ 丙 3.15% 乙和丙两种 生物并不是相应营养级的全部生物，两种生物之间的能量传递效率不一定在10%~20%之间 (3)已知表中甲呼吸消耗的能量占其同化量的20%，则甲的GP值为______________kJ·m−2·a−1。 2.5×1011 七、与能量流动有关的计算 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: 农田生态系统中的间种套作、多层育苗、稻-萍-蛙等立体农业生产方式都充分利用了空间和资源，获得了更大收益。 八、研究能量流动的实践意义 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: 秸秆作饲料喂牲畜，获得肉、蛋、奶，牲畜的粪便作为沼气发酵原料，沼渣作为肥料还田，实现能量多级利用，提高能量利用效率。 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: 根据草场的能量流动特点，合理确定草场的载畜量，才能保持畜产品的持续高效。（果树修剪、农田除草等） 九、易错易混 能量利用率= 生产者固定的总能量 流入最高营养级的能量 ×100% 能量利用率：通常是指流入人类中的能量占生产者能量的比值，或最高营养级的能量占生产者能量的比值，或考虑分解者的参与以实现能量的多级利用。利用率可以是不通过食物链的能量“传递”。 在一个生态系统中，食物链越短能量的利用率就越高，同时生态系统中的生物种类越多，营养结构越复杂，能量的利用率就越高。 1、能量传递效率≠能量利用率 提高能量利用率措施：在实际生产中，可以通过调整能量流动的方向，使能量流向对人类有益的部分，如田间除杂草，使光能更多的被作物固定，桑基鱼塘中，桑叶由原来的脱落后被分解变为现在作为鱼食，将人畜都不能食用的农作物废弃部分通过发酵产生沼气为人利用； 人们利用风能发电、水能发电等； 这些热能、电能最终都为人类利用。都最大限度的减少了能量的浪费，提高了能量的利用率。 九、易错易混 能量传递效率是指在相邻两个营养级之间的传递效率,而不是两个个体或两个种群之间。能量在相邻两个营养级之间的传递效率为10%～20%，因为当某一营养级的生物同化能量后，有大部分被细胞呼吸所消耗，热能不能再利用，另外，总有一部分不能被下一营养级利用。 能量传递效率= 下一营养级的同化量 上一营养级的同化量 ×100% 1、能量传递效率和能量利用率（能量传递效率≠能量利用率） 能量传递效率为10%～20%是对整体而言的,某一食物链中相邻两个营养级的传递效率可能会低于10%或高于20%。 但人工生态系统中，存在人工输入能量和人工输出能量，其中人工输入能量也参与生态系统中的能量流动，计算传递效率时要注意。 ①摄入量是消费者摄入的能量。 ②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。同化量＝摄入量－粪便量。，动物的粪便不曾被动物消化吸收而同化，不属于同化量，如兔吃草时，兔粪便中的能量应为草流向分解者的能量，而不属于兔的同化量。 2、摄入量≠同化量 九、易错易混 粪便中的能量不属于动物同化量，但尿液中的能量应属于动物同化量的一部分。 3、粪便中的能量≠尿液中的能量 52 ①并不是所有生态系统的能量输入都只有生产者。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、分解者的遗体中的能量会流入分解者,如蘑菇等分解者被吃。 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。用于生产者自身生长、发育和繁殖的能量需除去其呼吸消耗的能量，即净光合作用量。 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。 十、归纳总结 ⑤输入自然生态系统的总能量=生产者固定的太阳能 ⑥输入人工生态系统的总能量=生产者固定的能量+人工输入的能量 ⑦在人工生态系统中因能量可人为补充，可能会使能量金字塔呈现倒置状况。如人工鱼塘中生产者的能量未必比消费者(鱼)多。 ⑨规律: 食物链越短，能量利用率越高。 根据生态系统的能量流动规律，在实际生产生活中借鉴以下措施： (1)尽量缩短食物链。 (2)充分利用生产者。 (3)充分利用分解者，如利用秸秆培育食用菌、利用植物残体生产沼气等。 ⑧天然生态系统则必须当能量状况表现为正金字塔形状时，方可维持生态系统的正常运转，从而维持生态系统的稳定性。 ⑩生态系统中的能量流动和转化遵循能量守恒定律。流入生态系统的能量一部分储存在生物体有机物中，而另一部分通过生物的呼吸作用以热能的形式散失至非生物环境中，两部分之和与流入生态系统的能量相等。　　 ⑪粪便----排遗物（食物中未经吸收，直接排出的物质），属于上一个营养级同化量。尿液----排泄物（体内代谢废物或多余物质），属于本营养级同化量。 ⑫生产者固定能量的方式有光合作用和化能合成作用，光合作用利用的能量是光能，但化能合成作用利用的是化学能，所以生产者固定的能量是光能或化学能。 十、归纳总结 ⑬能量金字塔体现的是营养级与营养级所含总能量的关系，而生物数量金字塔体现的是营养级与个体数量的关系，所以生物数量金字塔有时会出现倒置的现象。 ⑭能量传递效率体现的是能量流动过程中所遵循的客观规律，不能随意改变，但能量利用率可以人为改变，例如充分利用作物秸秆就可以提高能量利用率。 ⑮太阳每天输送到地球的能量大约有1×1019 kJ,这些能量绝大部分都被地球表面的大气层所吸收、散射和反射掉了，生产者所固定的太阳能的总量约占1% 。 ⑯“未固定” 是指未被固定的太阳能；“未利用” 是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一个营养级和分解者利用的能量，例如：活体、石油煤炭、 未被捕食的个体、生物每年的积累量和动植物残体以化石燃料形式被储存起来的能量。 十、归纳总结 ⑰生态系统中，能量定时定量分析时，存在未被利用量,不定时定量分析时，不存在未被利用量 ⑱某营养级生物（最高营养级生物除外）同化的能量剖析为：呼吸散失热能（不是呼吸作用释放的能量）、用于自身生长、发育、繁殖等代谢活动能量，其中用于自身生长、发育、繁殖等代谢活动能量又剖析为流入下一营养级、流入分解者、未被利用量（定时分析才有）。 ⑲某营养级消费者的粪便量属于上一营养级生物的同化量的一部分，且该部分能量属于上一营养级生物流入分解者能量的一部分。注意区分同化量、摄入量、流入量、储存量。 ⑳任何生态系统中，能量流动均遵循能量守恒。其中一个不断发展的生态系统，能量总输入大于总输出（能量总输出为所有生物的呼吸散失的热能），一个不断衰退的生态系统，能量总输入小于总输出，一个成熟的生态系统，能量总输入等于总输出。任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以维持生态系统的正常功能。 十、归纳总结 1、富营养化水体出现水华现象，可以说明能量流动的特点。 2、沼渣、沼液作为肥料还田，使能量重新流向生产者。 3、生态农业中多途径利用农作物可提高系统的能量传递效率。 4、由于呼吸作用的消耗，消费者的同化量远小于摄入量。 5、从生态系统的能量角度分析，植物同化的能量大部分用于生长发育繁殖。 十一、思维判断 矿质元素中没有能量 生产者不能利用沼渣、沼液等有机物中的能量 多途径利用农作物，实现了能量的多级利用，提高的是能量的利用率或提高能量的转化效率 同化量包括呼吸消耗量，同化量小于摄入量，是因为摄入量=同化量 + 粪便中的能量 大部分用于呼吸消耗 排泄物中的能量不属于同化量 缺少生产者 储存的能量只指用于自身生长、发育和繁殖的能量，是有机物的积累量，等于生产者固定的能量 — 呼吸消耗的能量 十一、思维判断 6、果蚁从落叶中同化的能量可通过排泄物传递给真菌。 7、“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米”构成食物链。 8、生产者体内储存的有机物中的能量是流经生态系统的总能量。 1、能量流动：生态系统中_________________________________的过程。 2、生态系统的能量单向流动的原因：______________________________________ ____________________________________________________。 3、能量流动逐级递减的原因：____________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 4、任何生态系统都需要______________________________，以便维持生态系统的正常功能。 能量的输入、传递、转化和散失 食物链中的捕食关系是长期自然选择 的结果，不可逆转；生产者不能再利用散失的能量 某个营养级同化的能量自身呼吸要消耗一部分， 还有一部分被分解者分解利用，还有一部分未被利用，所以不能将全部的能量流入下一个营养级 不断来自系统外的能量补充 十二、回归教材 5、能量流动的特点是______________________________ 6、从能量流动的角度分析建设“沼气池”的意义是________________________ ________________________________。 7、从能量流动的角度分析，合理确定草场载畜量的目的是__________________ ___________________________________________________________________________ 单向流动、逐级递减 实现了对能量的多级利用， 从而大大提高了能量的利用率。 帮助人们合理地调 整生态系统中能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分 8、人们主要通过____________的方法提高作物的光能利用效率。 9、溶解在水中的方糖不能变回原来的形状，原因是________________________ ___________________________________________________________________________ 合理密植 质总是由有序朝着无序的方向发展 在一个封闭的系统中，物 10、生产者的能量来源(最终源头):___________ ，各级消费者的能量来源:__ __________________________ 太阳能 上一营养级同化的能量 11、生态金字塔可分别以“能量单位、生物量单位和数量单位”为指标绘制，其中，能量金字塔通常_____________________________,数量金字塔和生物量金字塔_______________________________，有时会呈现_________________________。 都是上窄下宽的正金字塔形 大多也是上窄下宽的金字塔形 上宽下窄倒置的金字塔形 12、建立农业生态系统,延长腐生食物链的意义:_____________________________ 　　　　　,并减少环境污染。   使能量多级利用,提高能量的 利用率 13、为了“种养结合，优势互补”，农民在桑树林下养鸡。树林下养鸡不宜过多也不宜过少。请从能量流动的角度分析原因： 如果放养的鸡过少，不能充分利用桑树林所能提供的能量；如果放养的鸡过多，就会造成桑树林被破坏，生产者固定的太阳能减少，使鸡的产品的产量下降 十二、回归教材 16.某稳定的生态系统某时刻第一、第二营养级的生物量分别为 6g/m2和 30g/m2，据此形成上宽下窄的生物量金字塔。该生态系统无有机物的输入与输出，下列说法错误的是 ( ) A.能量不能由第二营养级流向第一营养级 B.根据生物体内具有富集效应的金属浓度可辅助判断不同物种所处营养级的高低 C.流入分解者的有机物中的能量都直接或间接来自于第一营养级固定的能量 D.第一营养级固定的能量可能小于第二营养级同化的能量 D 十三、习题巩固 C 17.某浅水泉微型生态系统中能量情况如表所示，该生态系统中的初级消费者以生产者和来自陆地的植物残体为食。下列说法正确的是(　　)   生产者固定 来自陆地的 植物残体 初级消费者 摄入 初级消费者 同化 初级消费者 呼吸消耗 能量[105J/(m2·a)] 90 42 84 13.5 3 A.流经该生态系统的总能量为90×105J/(m2·a) B.该生态系统的生产者有15%的能量流入下一营养级 C.初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为10.5×105J/(m2·a) D.初级消费者粪便中的能量为70.5×105J/(m2·a)，该能量由初级消费者流向分解者 十三、习题巩固 C 18.如图表示某草原生态系统中能量流动图解，①～④表示相关过程的能量流动量。下列有关叙述正确的是(　　) A.①是指由草流入兔的能量 B.图中②/①的比代表草到兔的能量传递效率 C.③是草的同化量中流入分解者中的能量的一部分 D.草与兔之间的信息传递是单向的，而兔与狐之间是双向的 十三、习题巩固 D 19、下表是对某生态系统营养级和能量流动情况的调查结果(单位：102 kJ·m－2·a－1)。表中的①②③④分别表示不同的营养级，⑤为分解者。GP表示生物同化作用固定的能量，NP表示生物体储存着的能量(NP＝GP－R)，R表示生物呼吸消耗的能量。下列有关叙述错误的是(　　)   GP NP R ① 15.91 2.81 13.10 ② 871.27 369.69 501.58 ③ A0.88 0.34 0.54 ④ 141.20 62.07 79.13 ⑤ 211.85 19.26 192.59 A.生态系统能量流动的渠道可能②→④→①→③ B.能量在第三营养级和第四营养级之间的传递效率约为5.5% C.若该生态系统维持现在的能量输入、输出水平，则有机物的总量会增多 D.④营养级GP的去向中，未被利用的能量有一部分残留在自身的粪便中 十三、习题巩固 20.海水立体养殖中，表层养殖海带等大型藻类，海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎，底层养殖以底栖微藻、生物残体残骸等为食的海参。某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图如下，M、N表示营养级。 (1)估算海参种群密度时常用样方法，原因是__________________________________。 海参活动能力弱，活动范围小 (2)图中M用于生长、发育和繁殖的能量为__________kJ/(m2·a)。由M到N的能量传递效率为_______%(保留一位小数)，该生态系统中的能量______(填“能”或“不能”)在M和遗体残骸间循环流动。 2488 6.3 不能 (3)养殖的海带数量过多，造成牡蛎减产，从生物群落的角度分析，原因是___________________________________________________________________________。 由于海带的竞争，浮游植物数量下降，牡蛎的食物减少，产量降低 十三、习题巩固 S z L w h S z L w h (4)海水立体养殖模式运用了群落的空间结构原理，依据这一原理进行海水立体养殖的优点是__________________________。在构建海水立体养殖生态系统时，需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素，从而确定每种生物之间的合适比例，这样做的目的是_________________________________________ __________________________________________________________________________ 能充分利用空间和资源 维持生态系统的稳定性，保持养殖产品的 持续高产(或实现生态效益和经济效益的可持续发展) 20.海水立体养殖中，表层养殖海带等大型藻类，海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎，底层养殖以底栖微藻、生物残体残骸等为食的海参。某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图如下，M、N表示营养级。 十三、习题巩固 S z L w h S z L w h 调整前 A××20%＋A××(20%)2＝M1 调整后 A××20%＋A××(20%)2＝M2 调整前 调整后 ＋＝A1 ＋＝A2 $$