1、生物学习生物学习资料第 2 节 生态系统的能量流动目标导航 1.结合概念图，描述能量在生态系统中的流动过程，概述能量流动的概念。2.结合教材中的有关数据，分析总结能量流动特点。3.结合实例，阐明研究能量流动的意义。一、生态系统能量流动的过程(阅读 P9394 )1能量流动的概念：是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。2能量流经第一营养级的过程(1)输入：生产者通过光合作用把太阳能转化为化学能，固定在有机物中。(2)能量去向在生产者的呼吸作用中以热能形式散失。随着残枝败叶等被分解者分解而释放出来。被初级消费者摄食同化，流入第二营养级。3能量流经第二营养级的过程(1)输入：通过摄食生产
2、者获得。(2)去向通过呼吸作用以热能形式散失。随尸体、排泄物流向分解者。被次级消费者摄食同化，流入下一营养级。4能量在某个生态系统中流动过程图解二、能量流动的特点(阅读 P9596 )1能量流动的特点生物学习生物学习资料2能量金字塔：将单位时间内各个营养级所得到的能量数值，由低到高绘制成图，可形成一个金字塔图形。三、研究能量流动的实践意义1帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。2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。判断正误：(1)生态系统的能量流动指能量的输入和散失过程。( )(2)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳
3、能。( )(3)散失的热能不可以被生产者固定再次进入生态系统。( )(4)流经第二营养级的总能量指次级消费者摄入到体内的能量。( )(5)相邻两个营养级的能量传递效率不会小于 10%，也不会大于 20%。( )(6)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。( )(7)多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多。( )(8)研究能量流动，可调整能量流动关系，使生产者固定的能量全部流向人类。( )答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)解析 (2)流经生态系统的总能量是生产者所固定的太阳能，而不是照射在生产者上的太阳能。(4)第二营养级是指初级消费者，因此流
4、经第二营养级的总能量是指被第二营养级所同化的能量，而不是被次级消费者摄入到体内的能量。(7)生态系统的能量传递具有逐级递减的特点，吃肉时人的营养级比吃素食时的营养级高，因此能量消耗多，消耗的粮食多。(8)由于在各营养级中都会有生物的细胞呼吸存在，通过细胞呼吸，部分能量会以热能的形式散失，因此研究能量流动，可调整能量流动关系，使生产者固定的能量尽可能多地流向对人类最有益的部分，但是做不到全部流向人类。生物学习生物学习资料一、能量流动的概念和过程1研究能量流动的分析方法(1)研究能量流动可以在个体水平上，也可以在群体水平上。研究生态系统中能量流动一般在群体水平上，这种将群体视为一个整体进行研究是系
5、统科学常用的研究方法。(2)研究能量在沿着食物链从一个种群流动到另一种群时，需要考虑能量被利用和未被利用等多方面的能量值，以某动物种群捕食种群 A 为例， “能量流动的分析”过程为：未被捕食的是指没有被下一个营养级摄食，仍旧以上一个营养级的形式存在的。未食入的是指没有被摄食进去的，如食物的碎屑，动物的骨头、毛发等，植物的秸秆等。其会被分解者利用。未同化的是指粪便，其会被分解者利用。在自然界中，对一个种群来说，其同化的能量去向还包括未被捕食的，也可以说是未利用的。2生态系统中能量的输入(1)能量来源：太阳光能(除极少数特殊空间外 )。(2)能量流动起点：生产者的光合作用。(3)输入的总能量：是生
6、产者通过光合作用固定的太阳能总量。3生态系统中能量的传递过程(1)传递途径：食物链和食物网。(2)传递形式：有机物中的化学能。(3)传递过程(以初级消费者为例)：生物学习生物学习资料4能量的散失过程(1)形式：热能(热能是能量流动的最终归宿 )。(2)过程：有机物(化学能) 生 产 者 、消 费 者 、分 解 者 呼 吸 作 用能量Error!(3)特殊途径动植物遗体、残落物等形成煤炭、石油等化石燃料 热能。 工 业 燃 烧1某一营养级的生物是指生物个体还是指某个种群？答案 某一营养级的生物代表处于该营养级的所有生物，不代表生物个体也不是某个种群。2判断分析“一只老虎捕食了一只野兔，则野兔的全
7、部能量都流向了老虎”的对错，并思考消费者摄入的能量、同化的能量与粪便中的能量有什么关系？答案 错，还有一部分未被老虎消化吸收的残渣、粪便中的能量存在；同化的能量消费者摄入的能量粪便中的能量。3请分析每一营养级能量的来源。答案 (1)生产者的能量来自太阳能；各级消费者的能量一般来自上一个营养级( 同化量摄入量粪便中所含能量)。(2)流入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(粪便中的能量属于上一营养级所同化的能量的一部分) 。(3)分解者的能量来自生产者和消费者。4请分析某个营养级的能量去向。输入到某个营养级的能量的去向都相似吗？答案 某个营养
8、级的能量去路一般有：该营养级生物呼吸消耗。流入到下一个营养级的生物中。以动植物遗体、残枝落叶等形式被分解者分解利用。其中，输入最高营养级的能量的去向只有 2 个，即：该营养级生物呼吸消耗。被分解者分解利用。生物学习生物学习资料1下图为某生态系统的能量流动简图，下列叙述错误的是( ) 。A甲是生产者，乙是消费者B该生态系统是一个开放的系统C太阳光能通过光合作用固定并进入系统，可以热能形式输出D甲、乙和分解者所储存的能量之和是输入该生态系统的总能量问题导析 (1)由图可知，甲能够固定太阳能，则甲为生产者 ，乙从甲获取能量，则乙为消费者。(2)太阳光能通过光合作用固定并进入生态系统，经过生产者、消费
9、者和分解者的呼吸作用后有一部分以热能的形式散失，因此说生态系统需要不断从外界获得能量的同时又不断将能量扩散到外界。(3)输入该生态系统的总能量是生产者甲固定的太阳能总量 。答案 D一题多变判断正误：(1)图甲中一定有叶绿体。( )(2)甲中每个个体的能量都多于乙中每个个体的能量。( )(3)甲中流向分解者的能量包含了乙的粪便中所含的能量。( )(4)能量输入至甲、乙中所发生的能量转化形式是相同的，而由甲、乙和分解者散失时的能量转化形式是不同的。( )答案 (1) (2) (3) (4)二、能量流动的特点和意义1能量流动特点的成因分析(1)单向流动能量流动是沿食物链进行的，食物链中各营养级之间的
10、捕食关系是长期自然选择的结果，是不可逆转的。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)逐级递减各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。各营养级的能量都会有一部分流入分解者，也有未被下一营养级生物所利用的部分。生物学习生物学习资料2能量流动模型生态金字塔不同的生态金字塔能形象地说明营养级与能量、生物量、数量之间的关系，是定量研究能量流动的直观体现。类型项目能量金字塔 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，如树上昆虫与鸟的数量关系一般为正金字塔形(特例：如某一时间内，浮游植物的生物量可能低于浮游动物的生物量)
11、象征含义能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特征生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减生物量(现存生物有机物的总质量)沿食物链流动逐级递减每一级含义食物链中每一营养级生物所含能量的多少每一营养级生物个体的数目每一营养级生物的总生物量5是不是所有的食物链都不会超过五个营养级？答案 不一定。对于某些低营养级由个体小、数量大的小生物构成的食物链，可以超过 5个营养级。6下图为某城市生态系统能量金字塔，为什么呈倒置状况也能维持生态系统的正常运转？答案 因为城市生态系统的能量基本是靠外部输入，所以其自身初级营养级能量很低，而次级营养级因为人口众多的缘故能量很高，从而能量体现出倒金字塔。7肉类和鸡蛋
12、的价格比粮食和蔬菜高，从能量流动角度看，其道理何在？答案 食物链延长，能量流失多，动物性食品成本高。2下图为生态系统中能量流动图解部分示意图，各代表一定的能量值，下列叙述生物学习生物学习资料中错误的是( )。A生态系统中能量流动具有单向性主要是因为食物链中生物之间吃与被吃的关系不可逆转B一般情况下，能量在相邻的两个营养级之间的传递效率大约是 10%20%C表示流经此生态系统的总能量D从能量关系看问题导析 (1)食物链中的捕食关系是长期自然选择形成的，不会倒转，因此生态系统中能量流动具有单向性。(2)一般情况下能量在相邻两个营养级之间的传递效率大约是 10%20%。(3)流经生态系统的总能量是生
13、产者固定的太阳能，即流入生产者的总能量。(4)一个营养级的能量都可以包括三部分：流向下一营养级、流向分解者、自身呼吸作用所消耗。答案 C一题多变(1)上题中，三级消费者的能量流动途径是_ 。(2)除了图中所示，第二营养级同化的能量还有一部分_ 。(3)从图中可以总结出能量流动的特点是_、_ 。(4)人类对生态系统的能量流动进行调查研究，其意义是_。答案 (1)流向分解者、自身呼吸作用所消耗 (2)在细胞呼吸中以热能的形式散失 (3)单向流动 逐级递减 (4)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生物学习生物学习资料1在一个生态系统中，某草食动物同化的
14、能量等于( ) 。A生产者固定的太阳能总量B生产者固定的太阳能总量减去生产者的呼吸量C被草食动物吃了的植物中所含的能量减去粪便中所含的能量D用于草食动物的生长、发育、繁殖等生命活动所需的能量答案 C解析 草食动物以草为食物，经消化吸收，真正进入体内的能量是食物中的能量减去粪便中包含的能量，即其同化的能量。2.下图为生态系统能量流动的部分图解，代表一定的能量值。下列相关叙述中，正确的是( ) 。A生态系统的能量流动是循环进行的B能量在沿食物链流动时逐级递减C次级消费者属于第二营养级D图中代表呼吸作用所消耗的能量答案 B解析 生态系统的能量流动是单向的、逐级递减的；次级消费者属于第三营养级；图中生
15、物学习生物学习资料代表生产者流向分解者的能量。3.在社会主义新农村建设中，四川某地通过新建沼气池和植树造林，构建了新型农业生态系统(如图所示)。下列有关叙述中，不正确的是( ) 。A该生态系统中，处于第二营养级的生物有人和家禽、家畜B该生态系统中，人的作用非常关键，植物是主要成分C该生态系统的建立，提高了各营养级间的能量传递效率D沼气池的建造，提高了该生态系统能量的利用率答案 C解析 在人工建立的生态系统中，人的作用非常关键，离开了人的作用，生态系统就会崩溃。生产者是整个系统的能量来源和物质来源，是主要成分，人和家禽、家畜都可以农作物为食，属于第二营养级。该生态系统的建立，实现能量的多级利用，
16、从而提高了能量利用率，但不能提高各营养级的能量传递效率。4.根据某生态系统的相关图示，分析回答有关问题。(1)在此食物网中共有_条食物链，猫头鹰占有_ 个营养级。如果猫头鹰的体重每增加 1 kg，则至少需要草_kg，至多需要草_kg。(2)在此食物网中，种间关系为捕食和竞争的是_ 、_。( 至少写出两组)生物学习生物学习资料(3)根据能量流动的图示可知，初级消费者自身生命活动所消耗的能量是图中的箭头_；三级消费者排出的粪便中仍含有部分能量，这一部分能量被分解者所利用应属于图示中的箭头_。(用图中的来表示)(4)从不同营养级间能量传递的多少来看，图中的特点是 _。答案 (1)8 4 25 100
17、 000 (2)蛇、猫头鹰 蜘蛛、蟾蜍(或蜘蛛、食虫鸟) (3) (4)单向流动、逐级递减解析 如题图所示，从左向右数，在此食物网中共有 8 条食物链，根据猫头鹰占据的位置，可以得出猫头鹰占有 4 个营养级。如果猫头鹰的体重每增加 1 kg，至多需要多少草应该考虑能量传递效率为 10%和食物链最长，至少需草量的能量传递效率为 20%和食物链最短。每一个营养级的能量都有三个去向，那就是呼吸消耗、被下一营养级同化和被分解者利用，由图可知，E 为分解者，那么初级消费者自身生命活动所消耗的能量是图中的箭头，同理可知，三级消费者排出的粪便中仍含有部分能量，这一部分能量被分解者所利用，应属于图示中的箭头。能量流动的特点是单向流动、逐级递减，所以从不同营养级间能量传递的多少来看，图中的特点是单向流动、逐级递减。基础巩固1生态系统的能量流动中，能量形式转变的顺序是( ) 。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解析 生态系统中的能量流动应从生产者固定太阳能开始。生产者将光能转化为有机物中
