第2节生态系统的能量流动 学习目标 核心素养 1.通过分析生态系统的能量流动的过程,建立 1.识记能量流动的概念 生命系统的物质和能量观 2理解能量流动在生态系统中的流动过程2.分析能量流动过程,归纳总结能量流动特 3.掌握能量流动的特点及意义 点,形成科学思维的习惯 4尝试调查农田生态系统中的能量流动情况|3.通过总结研究能量流动的实践意义,形成学 以致用,关注生产生活的态度 自主预习。新知 能量流动的过程 1.概念: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 ①在生产者的呼吸作用中以热能形式散失 ②随着残枝败叶等被分解者分解而释放出来。 ③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:通过摄食生产者获得。 (2)去向 ①通过呼吸作用以热能形式散失 ②随尸体、排泄物流向分解者 ③被次级消费者摄食同化,流入下一营养级。 4.能量流动过程图解 光能一 (1)补充图中标号代表的内容 甲:生产者:乙:初级消费者:丙:次级消费者:丁:呼吸作用;戊:分解者。 (2)据图总结流入每一营养级的能量最终去向
第 2 节 生态系统的能量流动 学 习 目 标 核 心 素 养 1.识记能量流动的概念 2.理解能量流动在生态系统中的流动过程 3.掌握能量流动的特点及意义 4.尝试调查农田生态系统中的能量流动情况 1.通过分析生态系统的能量流动的过程，建立 生命系统的物质和能量观 2.分析能量流动过程，归纳总结能量流动特 点，形成科学思维的习惯 3.通过总结研究能量流动的实践意义，形成学 以致用，关注生产生活的态度 一、能量流动的过程 1．概念：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 ①在生产者的呼吸作用中以热能形式散失。 ②随着残枝败叶等被分解者分解而释放出来。 ③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：通过摄食生产者获得。 (2)去向 ①通过呼吸作用以热能形式散失。 ②随尸体、排泄物流向分解者。 ③被次级消费者摄食同化，流入下一营养级。 4．能量流动过程图解 (1)补充图中标号代表的内容 甲：生产者；乙：初级消费者；丙：次级消费者；丁：呼吸作用；戊：分解者。 (2)据图总结流入每一营养级的能量最终去向：
①通过自身呼吸作用以热能形式散失。 ②被下一营养级同化。 ③被分解者分解利用。 二、能量流动的特点 特 (1)单向流动:沿食物链由低营养级流向高营养级,不可逆转,也不能循环流动。 (2)逐级递减:①能量在沿食物链流动的过程中逐级减少 ②营养级越多,在能量流动过程中消耗的能量就越多,生态系统中的能量流动一般不超 过4~5个营养级。 2.能量传递效率 (1)能量在相邻两个营养级间的传递效率一般只有10~20%,也就是说,在输入某一营养 级的能量中,只有10~20%能够流入下一营养级。 (2)计算公式 相邻两个营养级间的能量传递效 营养级同化量 营养级同化 3.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,可以形成一个金字塔 图形 三、研究能量流动的意义 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响对人类最有 益的部分 匚基础诊断 判断对错(正确的打“√”,错误的打“×”) 1.能量通过光合作用和化能合成作用输入生态系统,通过呼吸作用输出生态系统。() 2.能量在生态系统的食物链中是以热能的形式流动的。 3.生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量。( 4.生态系统中能量的初始来源只有太阳能。() 5.农业生态系统中,沼渣、沼液作为肥料还田,使能量能够循环利用。() 提示:1.√ 2.×能量在生态系统的食物链中是以化学能的形式流动。 4.×生态系统的能量来源主要为太阳能,也可源自某些无机物氧化分解释放的能量 如硝化细菌、硫铁细菌等化能自养型生物
①通过自身呼吸作用以热能形式散失。 ②被下一营养级同化。 ③被分解者分解利用。 二、能量流动的特点 1．特点 (1)单向流动：沿食物链由低营养级流向高营养级，不可逆转，也不能循环流动。 (2)逐级递减：①能量在沿食物链流动的过程中逐级减少。 ②营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多，生态系统中的能量流动一般不超 过 4～5 个营养级。 2．能量传递效率 (1)能量在相邻两个营养级间的传递效率一般只有 10～20%，也就是说，在输入某一营养 级的能量中，只有 10～20%能够流入下一营养级。 (2)计算公式 相邻两个营养级间的能量传递效率＝下一营养级同化量 上一营养级同化量×100% 3．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，可以形成一个金字塔 图形。 三、研究能量流动的意义 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。 判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”) 1．能量通过光合作用和化能合成作用输入生态系统，通过呼吸作用输出生态系统。( ) 2．能量在生态系统的食物链中是以热能的形式流动的。( ) 3．生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量。( ) 4．生态系统中能量的初始来源只有太阳能。( ) 5．农业生态系统中，沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用。( ) 提示：1.√ 2．× 能量在生态系统的食物链中是以化学能的形式流动。 3．√ 4．× 生态系统的能量来源主要为太阳能，也可源自某些无机物氧化分解释放的能量， 如硝化细菌、硫铁细菌等化能自养型生物
5.×沼液和沼渣可以为农作物提供肥料,沼气池发酵产生的沼气又能成为人类的能源 物质,实现了能量的多级利用,而能量不能循环利用。 合作探究政重难 能量流动的过程 探究点1 [问题探究] 1.呼伦贝尔草原上的鹰捕食兔子,存在一条食物链:草→兔→鹰。草原上生产者主要是 草,草原上几乎全部动物都是直接或间接由草养活,那么草的能量来自哪里?它的能量又是 什么途径传递给其他动物的? 提示:草的能量来自太阳光能。传递途径为食物链或食物网。 2.如图表示能量流经第二营养级示意图,请据图思考下列问题: 初级消费者摄入() 初级消费者同化 用于生长 呼吸(发育和繁殖( 散失 次级消费者摄入 (1)摄入量(a)和粪便量(c)、初级消费者的同化量(b)之间具有怎样的等量关系? (2)初级消费者的粪便中的能量属于哪个营养级的能量?第三营养级的粪便中的能量 呢? (3)初级消费者同化的能量又有几个流向? 提示:(1)摄入量=粪便量+同化量。 (2)初级消费者的粪便量中的能量属于第一营养级的能量,第三营养级的粪便量中的能量 属于第二营养级的能量。 (3)三个:自身呼吸散失、被分解者利用和流向下一营养级。 内总 流入某一营养级能量的来源和去路 a生产者的能量主要来自太阳能 (1)能量来源{b.消费者的能量来自于上一营养级 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:
5．× 沼液和沼渣可以为农作物提供肥料，沼气池发酵产生的沼气又能成为人类的能源 物质，实现了能量的多级利用，而能量不能循环利用。 能量流动的过程 [问题探究] 1．呼伦贝尔草原上的鹰捕食兔子，存在一条食物链：草→兔→鹰。草原上生产者主要是 草，草原上几乎全部动物都是直接或间接由草养活，那么草的能量来自哪里？它的能量又是 什么途径传递给其他动物的？ 提示：草的能量来自太阳光能。传递途径为食物链或食物网。 2．如图表示能量流经第二营养级示意图，请据图思考下列问题： (1)摄入量(a)和粪便量(c)、初级消费者的同化量(b)之间具有怎样的等量关系？ (2)初级消费者的粪便中的能量属于哪个营养级的能量？第三营养级的粪便中的能量 呢？ (3)初级消费者同化的能量又有几个流向？ 提示：(1)摄入量＝粪便量＋同化量。 (2)初级消费者的粪便量中的能量属于第一营养级的能量，第三营养级的粪便量中的能量 属于第二营养级的能量。 (3)三个：自身呼吸散失、被分解者利用和流向下一营养级。 [归纳总结] 流入某一营养级能量的来源和去路 (1)能量来源 a.生产者的能量主要来自太阳能 b.消费者的能量来自于上一营养级 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：
a.自身呼吸消耗 ①不定时能量的最终去路.流入下一营养级 C.被分解者分解利用 自身呼吸消耗 ②定时(某段时间内的能量去路流入下一营养级 C.被分解者分解利用 d.未被利用 对点练习 1.下图为某鱼塘中能量流动图解部分示意图,①②③④⑤各代表一定的能量值,下列各 项中正确的是() 生产者初级消费着次级消费者仁级消费者 分解者 A.在人工饲养的高密度鱼塘中⑤一定小于① B.图中④包含了次级消费者粪便中的能量 C.在食物链中各个营养级能量输入的方式和形式是完全相同的 D.第三营养级到第四营养级的能量传递效率为(③/②)×100% D[在人工鱼塘中,人们可通过投放饲料等措施来饲养更多的鱼类,所以⑤可能比①小 故A错误;粪便中的能量属于上个营养级,所以④应包含三级消费者粪便中的能量,故B错 误:在食物链中各营养级能量输入的方式和形式不完全相同,故C错误:能量传递效率= 个营养级的同化量/上一个营养级的同化量,所以第三营养级到第四营养级的能量传递效率为 (③/②)×100%,D正确。] 2.如图为能量流动示意图。其中a是流入第一营养级的总能量,相关说法正确的是 分解者分解a 能量输入 第 营养,固定或同化m 级摄取as 能量散失a3 A.第一营养级传递给分解者的总能量是a B.能量散失a3不能再被生物同化利用 C.a1、a2、a3、a6中的能量都以稳定化学能的形式存在 D.第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率是 B[第二营养级粪便中的能量a也属于第一营养级传递给分解者的能量,A项错误:能量 a3以热能的形式散失,不能再被生物同化利用,B项正确、C项错误;第一营养级和第二营养 级之间的能量传递效率是a6÷a1×100%,D项错误。] 能量流动的特点及意义
①不定时(能量的最终去路) 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定时(某段时间内的能量去路) 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.未被利用 1．下图为某鱼塘中能量流动图解部分示意图，①②③④⑤各代表一定的能量值，下列各 项中正确的是 ( ) A．在人工饲养的高密度鱼塘中⑤一定小于① B．图中④包含了次级消费者粪便中的能量 C．在食物链中各个营养级能量输入的方式和形式是完全相同的 D．第三营养级到第四营养级的能量传递效率为(③/②)×100% D [在人工鱼塘中，人们可通过投放饲料等措施来饲养更多的鱼类，所以⑤可能比①小， 故 A 错误；粪便中的能量属于上个营养级，所以④应包含三级消费者粪便中的能量，故 B 错 误；在食物链中各营养级能量输入的方式和形式不完全相同，故 C 错误；能量传递效率＝一 个营养级的同化量/上一个营养级的同化量，所以第三营养级到第四营养级的能量传递效率为 (③/②)×100%，D 正确。] 2．如图为能量流动示意图。其中 a1 是流入第一营养级的总能量，相关说法正确的是( ) A．第一营养级传递给分解者的总能量是 a4 B．能量散失 a3 不能再被生物同化利用 C．a1、a2、a3、a6 中的能量都以稳定化学能的形式存在 D．第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率是 a6÷a2 B [第二营养级粪便中的能量 a7 也属于第一营养级传递给分解者的能量，A 项错误；能量 a3 以热能的形式散失，不能再被生物同化利用，B 项正确、C 项错误；第一营养级和第二营养 级之间的能量传递效率是 a6÷a1×100%，D 项错误。] 能量流动的特点及意义
探究点2 [问题探究] 1.用能量流动的原理,解释谚语“一山不容二虎”隐含的道理 提示:根据生态系统中能量流动逐级递减的特点和规律可知,营养级越高,可利用的能 量就越少,老虎在生态系统中几乎是最高营养级,通过食物链(网)流经老虎的能量已减到很 小的程度。因此,老虎的数量将是很少的。故“一山不容二虎”。 2.如果是你被困荒岛,要维持更长时间等待救援,要获得更多能量,究竟要采用以下哪 种生存策略呢? A.先吃鸡再吃玉米 先吃玉米,然后用一部分玉米喂鸡,吃鸡下的蛋,最后吃鸡 提示:应选A方案。应该先吃鸡,因为从营养级角度来讲,鸡是初级消费者,玉米是生 产者,根据能量流动递减法则,如果让鸡吃玉米,玉米的能量最多有20%转换到鸡的体内,然 后人再吃鸡或者鸡蛋的话,获得的能量相当于玉米的20%×20%,这种方案中,玉米是生产者 鸡是初级消费者,人是次级消费者,人所获得的能量是最少的,维持时间最短。所以,不如 先把鸡吃掉,再吃玉米 3.人们在硏究能量流动时,将秸秆作为牲畜饲料,粪便进入沼气池,生产燃料。此过程 提高能量的传递效率了吗? 提示:没有。以上过程提高了能量的利用率,即人类充分利用了流向分解者的能量,实 现了对能量的多级利用,减少了环境污染:但没有提高能量在不同营养级之间的传递效率。 [归纳总结 (1)能量流动特点及原因分析 ①单向流动的原因 a.食物链各营养级的顺序是不可逆转的,这是长期自然选择的结果,如肉食性动物以植 食性动物为食,而不能反过来 b.各营养级通过呼吸作用以热能形式散失的能量是无法再被利用的,因此,能量也不能 循环流动,必须由太阳能不断予以补充 ②逐级递减的原因 a.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 b.各营养级的生物中总有一部分能量未被下一个营养级利用。 C.还有少部分能量随着残枝败叶或遗体流入分解者。 (2)三种生态金字塔的比较 类型 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 项目
[问题探究] 1．用能量流动的原理，解释谚语“一山不容二虎”隐含的道理。 提示：根据生态系统中能量流动逐级递减的特点和规律可知，营养级越高，可利用的能 量就越少，老虎在生态系统中几乎是最高营养级，通过食物链(网)流经老虎的能量已减到很 小的程度。因此，老虎的数量将是很少的。故“一山不容二虎”。 2．如果是你被困荒岛，要维持更长时间等待救援，要获得更多能量，究竟要采用以下哪 种生存策略呢？ A．先吃鸡再吃玉米 B．先吃玉米，然后用一部分玉米喂鸡，吃鸡下的蛋，最后吃鸡 提示：应选 A 方案。应该先吃鸡，因为从营养级角度来讲，鸡是初级消费者，玉米是生 产者，根据能量流动递减法则，如果让鸡吃玉米，玉米的能量最多有 20%转换到鸡的体内，然 后人再吃鸡或者鸡蛋的话，获得的能量相当于玉米的 20%×20%，这种方案中，玉米是生产者， 鸡是初级消费者，人是次级消费者，人所获得的能量是最少的，维持时间最短。所以，不如 先把鸡吃掉，再吃玉米。 3．人们在研究能量流动时，将秸秆作为牲畜饲料，粪便进入沼气池，生产燃料。此过程 提高能量的传递效率了吗？ 提示：没有。以上过程提高了能量的利用率，即人类充分利用了流向分解者的能量，实 现了对能量的多级利用，减少了环境污染；但没有提高能量在不同营养级之间的传递效率。 [归纳总结] (1)能量流动特点及原因分析 ①单向流动的原因 a．食物链各营养级的顺序是不可逆转的，这是长期自然选择的结果，如肉食性动物以植 食性动物为食，而不能反过来。 b．各营养级通过呼吸作用以热能形式散失的能量是无法再被利用的，因此，能量也不能 循环流动，必须由太阳能不断予以补充。 ②逐级递减的原因 a．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。 b．各营养级的生物中总有一部分能量未被下一个营养级利用。 c．还有少部分能量随着残枝败叶或遗体流入分解者。 (2)三种生态金字塔的比较 类型 项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔