生态系统的能量流动
生态系统的能量流动
生态系统的能量流动生态系统是由相互作用的生物群体、环境条件和物质循环组成的。
其中一个重要的组成部分是能量流动。
能量在生态系统中的流动过程可以帮助我们更好地理解生态系统的运作机制。
一、太阳能的输入生态系统中能量流动的起源是太阳能。
太阳能以光的形式输入到地球上。
植物通过光合作用将太阳能转化成化学能，并将其储存为有机物质（如葡萄糖）。
这个过程被称为能量的初级生产者，是生态系统中能量流动的基础。
二、食物链和食物网能量在生态系统中通过食物链和食物网的方式流动。
食物链描述了生物之间的食物关系，其中一种生物以另一种生物为食。
食物链可以被连接起来形成食物网，其中多种生物之间相互依存。
在食物链中，能量从一个层级转移到下一个层级。
植物是第一层级，被称为初级生产者。
草食动物是第二层级，被称为初级消费者，它们以植物为食物。
肉食动物是第三层级，被称为次级消费者，它们以草食动物为食物。
能量在每个层级中不断转移，但数量逐渐减少。
三、能量的捕获和转化生态系统中的能量主要通过食物链中的捕食行为来转移。
食物链中的捕食者通过捕食其它生物来获得能量。
捕获的能量以有机物的形式存储在捕食者的体内，并通过新的食物链继续流动。
捕食者利用捕获的能量维持生命活动，并进行生长和繁殖，同时也消耗了一部分能量。
这些未被消耗的能量有一部分通过摄取食物、呼吸和其他代谢过程转化为热能，散发到环境中。
因此，能量的转化过程通常是不完全的，有一部分能量会损失。
四、能量的流失和生态效率能量在生态系统中的流失主要源自能量转化过程中的损失。
生态系统中的能量流失可以通过两个方面来理解：一个是由于食物链中每个层级中的能量减少，另一个是由于能量在转化过程中的浪费。
在食物链中，每个层级中的能量减少主要是因为能量的转化效率较低。
植物通过光合作用将太阳能转化为有机物，其中只有一部分能量被存储。
同样，食物链中每个层级中的捕食者只能获得部分能量，并将剩余的能量丢失。
另一方面，能量在转化过程中的浪费也会导致能量的流失。
【高中生物】高中生物知识点：生态系统的能量流动
【高中生物】高中生物知识点：生态系统的能量流动生态系统的能量流动：1、概念生物系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，输入生态系统总能量是生产者固定的太阳能，传递沿食物链、食物网，散失通过呼吸作用以热能形式散失的。
2、过程：(1)能量的输入③输出生态系统的总能量：生产者紧固的太阳能总量。
(2)能量的传递①传达途径：食物链和食物网。
②传递形式：有机物中的化学能。
③传达过程：(3)能量的转化(4)能量的散佚①形式：热能，热能是能量流动的最后形式。
3、能量流动的特点（1）单向流动①食物链中，相连营养级生物的猎食关系不可逆转，因此能量无法滑液，这就是长期自然选择的结果。
②各营养级的能量总有一部分通过细胞呼吸以热能的形式散失，这些能量是无法再利用的。
（2）逐级递增①每个营养级的生物总有一部分能量不能被下一营养级利用。
②各个营养级的生物都会因细胞体温消耗相当大的一部分能量，可供自身利用和一热能形式散佚。
③各营养级中的能量都要有一部分流入分解者。
4、能量传递效率能量在相连两个营养级间的传达效率通常为10?～20?，即为输出某一营养级的能量中，只有10?～20?的能量流进下一营养级。
计算方法为：4、研究能量流动的意义：（1）实现对能量的多级利用，提高能量的利用效率（如桑基鱼塘）（2）合理地调整能量流动关系，并使能量持续高效率的流向对人类最有益的部分（例如农作物除草、灭虫）生态系统中能量流动的计算：在化解有关能量传递的排序问题时，首先必须确认有关的食物链，厘清生物在营养级上的差别，能量传递效率为10%-20%，解题时特别注意题目中与否存有“最多”“最少…至少”等特定的字眼，从而碗定采用l0%或20%去解题。
1．设食物链a→b→c→d，分情况讨论如下：未知d营养级的能量为m，则至少须要a营养级的能量=m÷(20%)3；最多须要a营养级的能量=m÷(10%)3。
已知a营养级的能量为n，则d营养级获得的最多能量=n×(20%)3；d营养级获得的最少能量=n×(l0%)3。
第六章 生态系统的能量流动
生态系统中营养物质的循环主要有下列几种途径: 生态系统中营养物质的循环主要有下列几种途径
• 1.物质由动物排泄返回环境：任何动物都有一部分物质超过 排泄返回环境，浮游动物的排泄量较大。 • 2.物质中微生物分解碎屑过程和返回环境：在草原、温带森 林等。 • 3.通过在植物系中共生的真菌，直接从植物殖体（枯枝落叶） 中吸收营养物质而重新返回到植物体。在热带，尤其是热 带雨林生态系统中存在这种途径。 • 4.风化和侵蚀过程中伴同水循环携带着沉积元素，由非生 物库进入生物库。 • 5.动、植物尸体或粪便不经任何微生物分解作用也能释放营 养物质。如水中浮游生物的自溶。 • 6.人类利用化石燃料生产化肥，用海水制造淡水以及对金 属的利用。
第六章 生态系统的能量流动和物质循环
第一节 生态系统的能量流动 第二节 生态系统的物质循环 第三节 生态系统的信息传递
第一节 生态系统的能量流动
Hale Waihona Puke 一、生态系统能量流动的基本原理 二、生态效率 三、生态系统中的初级生产
一、生态系统能量流动的基本原理
（一）生态系统中的能量流动（energy flow of ecosystem ）
（三）生物地球化学循环
• 是营养物质在生态系统之间输入和输出，以及它 是营养物质在生态系统之间输入和输出， 们在大气圈、水圈和土壤圈之间的交换。 们在大气圈、水圈和土壤圈之间的交换。主要有 ）、液相 气相（气体型循环）、液相（水循环） 气相（气体型循环）、液相（水循环）和固相循 沉积型循环）三种形式。 环（沉积型循环）三种形式。
三 生态系统中的初级生产
（一）初级生产的基本概念 初级生产是指绿色植物的生产，即植物通过光合作用 吸收和固定光能，把无机物转化成有机物的生产过程。 6CO2+12H2O C6H12O6+6O2+6H2O 总初级生产量（GPP）：植物在单位面积、单位时间 内，通过光合作用固定太阳能的量。 植物呼吸作用消耗的能量（R） 净初级生产量（NPP）：总初级生产量减去呼吸作用 消耗的能量。 GPP= NPP+ R 照在植物叶面的太阳能作100%，光合作用利用的仅 有0.5%---3.5%。
生态系统的能量流动
1、概念：包括能量的 输入、 传递、转化 和 散失 的过程。
生态系统
无机环境
输入
光能
生物群落
传递和转化
生产者
消费者
分解者
散失
热量
热量 热量
2.起点：从生产者固定太阳能开始 3.总能量：生产者固定的太阳能总量 4.能量流动的过程：
（1）输入：
①含义：能量由无机环境进入生物群落
18.8
植食性动物 62.8
2.1
分解者 14.6
7.5
12.6 29.3
0.1
肉食性动物 12.6
5.0
未利用 327.3
…
能量流经第二营养级示意图P173
摄入的能量：
粪便
粪便中的能量（未被同化的能量）
初级消费者 摄入
属于上一营养级同化量的一部分
该营养级所固定的能量
属于本营养级的同化量
初级消费者
②参与者: 生产者 ③相关生理过程：光合作用、化能合成作用
④总能量 : 生产者固定的太阳能总量 （流入到生态系统的总能量）
⑤形式 : 有机物固定
（2）、传递： ①形式： 有机物中的化学能
②途径： 食物链和食物网 ③每一 环节能量的来源：
A、生产者：太阳能 B、消费者：上一营养级所同化的能量 C、分解者：生产者（遗体、残枝败叶）； 消费者（尸体、粪便）
C
例3豌豆蚜和鳞翅目幼虫是利马豆的主要害虫 ，蝉大眼蝽可取食利马豆及两类害虫。研究人 员用蔬果剂处理去除部分豆荚后，测试以上动 物密度的变化，结果见下表（单位：个/株，蔬 果剂对以上动物无危害）。
（1）调查豌豆群的种群密度应采用 法，施用
5.2生态系统的能量流动
D
A．10千克 10千克
B．28千克 28千克
C．100千克 100千克
D．280千克 280千克
6、根据图示的食物网，若黄雀的全部同化量来自两种动物，蝉 、根据图示的食物网，若黄雀的全部同化量来自两种动物， 和螳螂各占一半，则当绿色植物增加G千克时 千克时， 和螳螂各占一半，则当绿色植物增加 千克时，黄雀增加体重 最多是
一、能量流动的概念和过程 概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。 1．概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。 过程： 2、过程： 主要是植物)固定太阳能开始 起点： 从生产者(主要是植物 固定太阳能开始。 （1）起点： 从生产者 主要是植物 固定太阳能开始。 总能量： （2）总能量： 生产者所固定的全部太阳能 渠道： 食物链和食物网。 （3）渠道： 食物链和食物网。 能量形式的变化： （4）能量形式的变化： 太阳光能→生物体有机物中的化学能 热能(最终散失 生物体有机物中的化学能→热能 最终散失)。 太阳光能 生物体有机物中的化学能 热能 最终散失 。 的化学能。 在食物链中流动的形式是：有机物中的化学能 （5）在食物链中流动的形式是：有机物中的化学能。 能量散失的主要途径： （6）能量散失的主要途径： 细胞呼吸(包括各营养级生物本身的呼吸及分解者的呼吸 包括各营养级生物本身的呼吸及分解者的呼吸)。 细胞呼吸 包括各营养级生物本身的呼吸及分解者的呼吸 。 能量流经第二营养级时的分流情况总结如下： 能量流经第二营养级时的分流情况总结如下：
1．如图表示某生态系统中4种成分之间的关系，下列相关叙 ．如图表示某生态系统中 种成分之间的关系 种成分之间的关系， 述正确的是
A
A. 甲同化的有机物中的能量一部分因细胞呼吸而散失， 甲同化的有机物中的能量一部分因细胞呼吸而散失， 另一部分用于自身的生长、发育和繁殖。 另一部分用于自身的生长、发育和繁殖。 B. 乙１→乙２…中所包含的所有种群构成了该生态系统 乙 中所包含的所有种群构成了该生态系统 的营养结构 C. 丙中有自养型生物 D. 甲同化的总能量等于乙和丙的总能量之和
生态系统的能量流动(精校)
生态系统的能量流动能量流动的进程生态系统的单向流动能量流动能量流动的特点逐级递减研究能量流动的意义一、概念：是指生态系统中能量的输入、传递和散失的进程二、输入：绿色植物的光合作用固定太阳能开始了能量的输入三、总值：生产者固定的太阳能的总量是流动的总能量四、进程：以有机物形式沿食物链向下一营养级传递；散失的是三大功能类群生物的呼吸作用产生的热能方框大小、箭头大小的含义（一）能量流入某一营养级后的四个去向呼吸散失①能量流入某一营养级残落物、尸体③自身贮存②流入下一营养级④五、特点（一）单向流动：能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级每一个营养级生物都因呼吸作用而散失部份热能（二）逐级递减每一个营养级生物总有一部份不能被下一营养级利用传递效率10%～20%（形象地用能量金字塔表示）能量金字塔始终为正金字塔，都遵循10%～20%传递效率金字塔生物量金字塔数量金字塔：可能为正金字塔，也可能为倒金字塔，上下营养级之间无固定数量关系。
六、研究意义：帮忙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利的部份。
3题图【针对训练】A.基础训练1.某一生态系统中，已知一只鹰增重2kg要吃l0kg小鸟，小鸟增重0．25kg要吃2kg昆虫，而昆虫增重l00kg要吃1000kg绿色植物。
在此食物链中这只鹰对绿色植物的能量利用百分率为A．0．05％B．0．5％C．0．25％ D．0．025％2.在一条食物链中，低级消费者同化的能量，其去向为①通过呼吸作用释放的能量②通过呼吸作用释放的热能③流人到次级消费者体内④流人到分解者体内A．②③B．②④C．①③④ D．②③④3．下图是生态系统中食物链所反映出的能量流动情形，图中箭头表示能量流动的方向，单位是Kcal/m2/年下列说法正确的是A．在入射的太阳能中，生产者只利用其中的1%左右B．分解者可利用来自各营养级转移到（A）的所有能量C．消费者营养级别越高，可利用的总能量越多D．当人们把生产者作为食物时，比起其他营养级，可取得更少的能量4．流经一个生态系统的总能量是A．生产者用于生长、发育和繁衍的总能量B．流经各个营养级的能量总和C．各个营养级生物同化的能量总和D．生产者固定的太阳能的总量5．有关生态系统中能量流动的叙述，不正确的是A．生态系统中能量流动是太阳能辐射到系统内生产者上的能量B．生态系统中能量几乎全数来自太阳能C．生态系统离开外界环境的能量供给就无法维持D．生态系统中能量流动是单向流动和逐级递减的6．生态系统的能量在流经食物链的各营养级时其特点是A．逐级递减和循环流动B．逐级递增和单向流动C．逐级递减和单向流动D．逐级递增和循环流动7．在必然的时刻内，某生态系统中的全数生产者固定的太阳能为a，全数消费者所同化的能量为b，全数分解者取得的能量为c，则A、B、c之间的关系是A．a=b+c B．a>b+c C．a<b+c D．a>b=c8．假设一个生态系统的总能量为100％，按最高传递效率计算，三级消费者所取得的能量为A．0.1％B．1％C．0.8％ D．8％9．大象是植食性动物，有一种蜣螂则专以象粪为食。
5.2生态系统的能量流动
玉米 (3)流经该农场生态系统的总能量来自________所固 CO2 太阳能 定的________，无机环境中的碳以________形式进入该 人工群落。 (4)假设该农场将生产玉米的1/3作为饲料养鸡，2/3 供人食用，生产出的鸡供人食用。现调整为2/3的玉米养 鸡，1/3供人食用，生产出的鸡仍供人食用。理论上，该 减少 农场供养的人数将会________(增多、不变、减少)，理由 是_________________________ 改变用途的1/3玉米被鸡食用后，在鸡这一环节 散失了一部分能量，导致人获得的总能量减少 _______________________________________________。
本课小结
能量流动的起点： 从生产者固定太阳能开始 是生产者所固定的全部太阳能 流经生态系统的总能量：
生态系统的 能量流动
能量流动的途径： 食物链、食物网 单向流动 能量流动的特点：逐级递减 传递效率 研究的目的 ： 10％～20％
设法调整能量流动关系， 使能量 流向对人类最有益的部分
学以致用
在草原上，牛以草为食，屎壳郎 （蜣螂）以牛粪为食
4、一个生态系统中有甲、乙、丙、丁四 个种群所含的能量统计如下表
种群 能量/kJ 甲 乙 丙 丁 2.8×109 1.3×108 9.1×107 2.9×106
D 下面符合这4个种群所构成的营养结构的是（
A 甲→ 乙→ 丙→ 丁 C 甲 乙 丙 丁 B 甲→ 丙→ 乙→ 丁 D甲 乙 丁
丙
5、根据下图所表示的食物网, 结合能量流动的特 点进行计算:
通过以上的分析，你能总结出什么规律？
三、生态系统能量流动的特点：
单向流动: 不循环，不可逆 生产者 初级消费者 三级消费者 次级消费者 逐级递减: 能量在沿食物链流动的 过程中是逐渐减少的， 能量传递效率大约是 10%-20%
生态系统的能量流动
生态系统的能量流动
生态系统的能量流动可以通过以下几个方面来描述：
1. 太阳能输入：生态系统中能量的主要来源是太阳能。
太阳能被植物通过光合作用转化为化学能，并进一步传递给其他生物。
2. 生产者：生态系统中的生产者（主要是植物）通过光合作用将太阳能转化为有机物质。
植物利用光能、水和二氧化碳合成有机物质，这些有机物质进一步被用于生物体的生长和维持。
3. 消费者：消费者通过摄食植物或其他动物获得能量。
消费者可以分为不同的层级，包括原生动物、草食动物和食肉动物。
消费者将有机物质进一步转化为能量，维持其自身的生长和生存。
4. 分解者：分解者是生态系统中重要的环节，它们将死亡
的生物体和有机废料分解成无机物质。
这些无机物质再次
被生产者吸收和利用，形成一个循环。
5. 能量流失：在能量从一个层级转移到下一个层级的过程中，总会有一部分能量损失。
能量损失可以通过代谢作用、热量散失等方式发生。
综上所述，生态系统的能量流动是一个循环的过程，太阳
能被植物转化为有机物质，进而通过消费者和分解者在生
物体之间传递，最终又被分解者转化为无机物质，进行新
的循环。
这种能量流动维持着生态系统的稳定和生物体的
生长和生存。
生态学：生态系统的能量流动
现存生物量通常用平均每平方米生物体的干重 (g·m-2)或平均每平方米生物体的热值来表示 (J ·m-2 )。
08.04.2021
4
生产量(production): 是在一定时间阶段中，
某个种群或生态系统所新生产出的有机体的数 量、重量或能量。它是时间上积累的概念，即 含有速率的概念。有的文献资料中，生产量、 生产力(production rate)和生产率 (productivity)视为同义语，有的则分别给予明 确的定义。
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放射性标记物测定法
用放射性14C測定其吸收量，即光合作用固定的 碳量
放射性14C以碳酸盐的形式提供，放入含有自然 水体浮游植物的样瓶中，沉入水中经过一定时 间，滤出浮游植物，干燥后在计数器测定放射 活性，然后计算：
14定的碳量
P=Pg+Pr Pr：生殖后代的生产量， Pg：个体增重
根据生物量净变化△B和死亡损失E，估计P
P＝ △B＋ E 08.04.2021
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生态系统中的分解
资源分解的过程：分碎裂过程、异化过程和淋溶过程等 三个过程。 资源分解的意义： ➢理论意义：
❖通过死亡物质的分解，使营养物质再循环，给生 产者提供营养物质；
❖维持大气中二氧化碳的浓度； ❖稳定和提高土壤有机质含量，为碎屑食物链以后
各级生物生产食物； ❖改善土壤物理性状，改造地球表面惰性物质； ➢实践意义： ❖粪便处理 ❖污水处理
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分解作用的三个过程
碎化：把尸体分解为颗粒状的碎屑
异化：有机物在酶的作用下，进行生物化学的 分解
从聚合体变成单体(如纤维素降解为葡萄糖)
生态系统的能量流动
二、能量流动的过程1、能量流动的起点：除极少特殊的空间以外，地球上所有的生态系统所需要的能量都来自太阳。
生态系统的生产者主要是绿色植物，绿色植物通过光合作用，把太阳能固定在它们所制造的有机物中，这样，太阳能就转变成化学能，输入生态系统的第一营养级。
除绿色植物外，能够进行光合作用的细菌、能够进行化能合成作用的细菌等也是生产者。
能量流动的起点是从生产者固定太阳能开始的。
2、输入系统的总能量：生态系统的能量来自太阳能，即生态系统能量的源头是太阳能。
但并不是所有的太阳能都参与了生态系统中的能量流动。
在到达地面的总辐射能中，大约有55%是红外线和紫外线等不可见光，它们无法被植物利用。
剩下那45%的辐射能虽然能被植物的色素吸收，但由于植物表面的反射、非活性吸收和蒸腾作用都消耗能量，因此，真正用于构成光合作用产物的能量，在最适应的条件下，也只占太阳总辐射能的3.6%。
然而，植物自身的细胞呼吸还可消耗其中的1/3，因此最多只有2.4%的太阳能可转变成化学能而贮存在植物体内。
一般来说，植物只能利用1%左右的太阳辐射能。
参与生态系统能量流动的“能量”是通过植物的光合作用把光能转变为化学能贮存在植物体的有机物中的。
即：植物作为生产者所固定的太阳能就是流经这个生态系统的总能量。
3、能量流动的过程：输入第一营养级的能量，一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了，一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖，也就是储存在构成植物体的有机物中。
在后一部分能量中，一部分随着植物遗体和残枝败叶等被分解者分解而释放出来，还有一部分则被初级消费者——植食性动物摄入体内。
被植食性动物摄入体内的能量，有一小部分存在于动物排出的粪便中，其余大部分则被动物体所同化。
这样，能量就从第一营养级流入第二营养级(如上图)。
能量流入第二营养级后，将发生上图中所示的变化。
能量在第三、第四等营养级的变化，与第二营养级的情况大致相同。
生态系统中的能量流动过程，可以概括为下图。
生态系统的能量流动规律总结
一．生态系统的能量流动规律总结：1.能量流动的起点、途径和散失：起点：生产者；途径：食物链网；散失：通过生物的呼吸作用以热能形式散失2.流经生态系统的总能量：自然生态系统：生产者同化的能量=总初级生产量=流入第营养级的总能量人工生态系统：生产者同化的能量+人工输入有机物中的能量3.每个营养级的能量去向：非最高营养级：①自身呼吸消耗以热能形式散失②被下营养级同化③被分解者分解利用④未被利用转变成该营养级的生物量,不一定都有,最终会被利用※②+③+④=净同化生产量用于该营养级生长繁殖；最高营养级：①自身呼吸消耗以热能形式散失② 被分解者分解利用③未被利用4.图示法理解末利用能量流入某一营养级的能量来源和去路图：流入某一营养级最高营养级除外的能量去向可以从以下两个角度分析：1定量不定时能量的最终去路：自身呼吸消耗；流入下一营养级；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;2定量定时：自身呼吸消耗；流入下一营养级；被分解者分解利用；末利用即末被自身呼吸消耗,也末被下一营养级和分解者利用;如果是以年为单位研究,未被利用的能量将保留到下一年;5.同化量与呼吸量与摄入量的关系：同化量=摄入量-粪便量=净同化量用于生长繁殖+呼吸量※初级消费者的粪便量不属于初级消费者该营养级的能量,属于上一个营养级生产者的能量,最终会被分解者分解;※用于生长繁殖的能量在同化量中的比值,恒温动物要小于变温动物6.能量传递效率与能量利用效率：1能量的传递效率=下一营养级同化量/上一营养级同化量×100%这个数值在10%－20%之间浙科版认为是10%,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;传递效率的特点：仅指某一营养级从上一个营养级所含能量中获得的能量比例；是通过食物链完成,两种生物之间只是捕食关系,只发生在两营养级之间;2能量利用率能量的利用率通常是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;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;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等等,都最大限度的减少了能量的浪费,提高了能量的利用率;3两者的关系从研究的对象上分析,能量的传递效率是以＂营养级＂为研究对象,而能量的利用率是以＂最高营养级或人＂为研究对象;另外,利用率可以是不通过食物链的能量“传递”; 例如,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成为了人类体能的补充部分;※7.能量流动的计算规律：“正推”和“逆推”规律1规律2 在能量分配比例已知时的能量计算 规律3 在能量分配比例未知时计算某一生物获得的最多或最少的能量①求“最多”则按“最高”值20％流动 ②求“最少”则按“最低”值10％流动 ①求“最多”则按“最高”值10％流动②求“最少”则按“最低”值20％流动未知较高营养级 已知 较低营养级8.研究意义 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;具体措施：农田的除草灭虫---调整能流的方向尽量缩短食物链；充分利用生产者和分解者,实现能量的多级利用,提高能量利用效率9. 能量流动的几种模型图：二：物质循环1. 物质循环易错点生产者 最少消耗 最多消耗 选最短食物链选最大传递效率20% 选最长食物链选最小传递效率10% 消费者获得最多消费者获得最少2.海洋圈水圈对大气圈的调节作用:海洋的含碳量是大气的50倍；二氧化碳在水圈与大气圈的界面上通过扩散作用进行交换水圈的碳酸氢根离子在光合作用中被植物利用3.碳循环的季节变化和昼夜变化影响碳循环的环境因素即影响光合作用和呼吸作用的因素；碳循环的季节变化二．生态系统的稳态及调节1.生态系统的发展反向趋势：物种多样性,结构复杂化,功能完善化2.对稳态的理解：生态系统发展到一定阶段顶级群落,它的结构和功能保持相对稳定的能力；结构的相对稳定：生态系统中各生物成分的种类和数量保持相对稳定；功能的相对稳定：生物群落中物质和能量的输入与输出保持相对平衡;3.稳态的原因：自我调节能力但是有一定限度自我调节能力的大小与生态系统的组成成分和营养结构有关系,物种越多,形成的食物链网越复杂,自我调节能力越强;4.稳态的调节：反馈调节其中负反馈调节是自我调节能力的基础,也是生态系统调节的主要方式。
生态系统的能量流动课件
第二节 生态系统能流过程与能流分析
●生态系统中能量流动的途径
1 食物链（食物网）是生态系统能量流动的渠道。 牧食食物链和腐食食物链是生态系统能流的主要渠道。
●生产量(production): 是在一定时间阶段中，某个种群或生态系 统所新生产出的有机体的数量、重量或能量。它是时间上积累 的概念，即含有速率的概念。有的文献资料中，生产量、生产 力(production rate)和生产率(productivity)视为同义语，有的 则分别给予明确的定义。
●生物量和生产量是不同的概念，前者到某一特定时刻为止，生 态系统所积累下来的生产量，而后者是某一段时间内生态系统 中积存的生物量。
GP＝NP+R ； NP＝GP－R
影响初级生产的因素
CO2 ②
①光
NP
取食
光合作用
生物量
R
污染物
⑤ O2＋温度⑥
③
④
GP
H2O
营养
陆地生态系统中，初级生产量是由光、二氧化碳、水、营养 物质(物质因素) 、氧和温度(环境调节因素)六个因素决定的。
提高农业初级生产力的途径
初级生产者包括绿色植物和化能合成细菌等 ●因地制宜，增加绿色植被覆盖，充分利用太阳辐射能，
生态系统能量流动的基本规律
一生态系统的能量来源
● 1.太阳能：占 99% 以上 ● 2.自然辅助能 (natural a uxiliary energy ) ：如 地热能、潮汐能、核能等占 <1% ● 3. 人工辅助能 (artificial auxiliary energy) ：人畜 力、燃料、电力、肥料、农药等农业生
生态系统的能量流动
生态系统的能量流动一、生态系统能量流动的概念和过程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。
2．能量流动的过程地球上几乎所有的生态系统所需要的能量都来自太阳能。
(1)能量流经第一营养级的过程①能量输入：生产者通过光合作用把太阳能转化为化学能，固定在它们所制造的有机物中。
②能量去向(2)能量流经第二营养级的过程①初级消费者摄入量＝初级消费者同化量＋初级消费者粪便量。
②初级消费者同化能量＝呼吸作用散失的能量＋用于生长、发育和繁殖的能量。
③生长、发育和繁殖的能量＝通过遗体残骸被分解者利用的能量＋被下一营养级摄入的能量。
(3)能量流动图解易错提示：初级消费者粪便中的能量属于箭头①，而不属于箭头②，如兔子吃草，兔子的粪便相当于草的遗体残骸，应该属于草流向分解者的能量。
同理，次级消费者粪便中的能量属于箭头②，而不属于箭头③。
(4)能量流动过程总结3种能量流动过程图比较图1：每一环节能量去向有2个，图中出现粪便量，由于同化量＝摄入量－粪便量，所以A为摄入量，B为同化量；由图可知B同化量总体有2个去向，即D为呼吸散失，C为用于生长、发育和繁殖；C用于生长、发育和繁殖量有2个去向，即E为流入分解者的能量，F为下一营养级摄入量。
图2：每一营养级能量去向有3个(除最高营养级)即：一个营养级同化的能量(A)＝自身呼吸消耗(E)＋流入下一营养级(被下一营养级同化B)＋被分解者分解利用。
图3：每一营养级能量去向有4个(研究某一时间段)(除最高营养级)即：一个营养级同化的能量(A)＝自身呼吸消耗(D)＋流入下一营养级(被下一营养级同化B)＋被分解者分解利用＋未被利用。
“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。
重点中的重点各营养级同化量来源和去向注意：最高营养级的能量去路缺少下一营养级同化。
二、能量流动的特点1．能量流动的特点及原因分析 特点 原因分析单向流动 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，是不可逆转的。
生态系统的能量流动
鸟
昆虫
树
能量金字塔
若干 只鸟
＞1000昆虫
1树
1树
数量金字塔
问题探讨：
假如你像小说中的鲁滨 逊那样，流落在一个荒岛上， 除了饮用水之外没有任何食 物。你随身带的食物只有一 只母鸡、15Kg玉米。
策略：
1.先吃鸡再吃玉米。
2.先吃玉米，同时用一部分 玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋， 最后吃鸡。
玉米
A、先吃鸡，
甲乙 丙 丁
【学习力-学习方法】
优秀同龄人的陪伴 让你的青春少走弯路
小案例—哪个是你
忙忙叨叨，起早贪黑， 上课认真，笔记认真， 小A 就是成绩不咋地……
好像天天在玩， 上课没事儿还调皮气老师， 笔记有时让人看不懂， 但一考试就挺好…… 小B
目 录/contents
1. 什么是学习力 2. 高效学习模型 3. 超级记忆法 4. 费曼学习法
人
再吃玉米
鸡
B、先吃玉米，
同时用一部分
玉米
人
玉米喂鸡，吃
鸡产下的蛋，
鸡
最后吃鸡。
总结
输入：能量的最终源头： 太阳能
生态系统的总能量：
生产者固定的太阳能的总量
传递： 能量沿着食物链（网）逐级流动； 转化： 太阳光能 光合作用 化学能 呼吸作用 热能
散失： 各级生物的呼吸作用及分解者的分解 作用（呼吸），能量以热能散失
能量的大小)（ C ）
A
B
下列叙述正确的是（ C ）
C
D
A、当狼吃掉一只兔时，就获得了兔的全部能量
B、当狼捕食兔并经同化作用合成自身有机物时，能量就从
第一营养级流入了第二营养级
C、生产者通过光合作用制造了有机物时，能量就由非生物
5.2生态系统的能量流动
能量的传递效率的计算方法
A．80g C．800g
B．900g D． D．600g
传递效率=某一营养级的同化量/ 传递效率=某一营养级的同化量/上一营养级的同化量
“至少需要”、“最多利用”——20%，选最短食物链 至少需要” 最多利用”——20%， 20% “最大消耗”、“最少利用”——10%，选最长食物链 最大消耗” 最少利用”——10%， 10%
能量流动相关概念
1.能量以有机物为载体 1.能量以有机物为载体 2.同化量=摄入量— 2.同化量=摄入量—粪便量 同化量 3.能量流动的途径是食物链和食物网 3.能量流动的途径是食物链和食物网 4.能量最终归宿——热能 4.能量最终归宿——热能 能量最终归宿—— 5.同化量——流入量——输入量 5.同化量——流入量——输入量 同化量——流入量——
体内，获得更多的毛、 体内，获得更多的毛、肉、 奶等畜产品。 皮、奶等畜产品。 合理调整能量流动方向，使能量流向对人类最 人类最有益 2、合理调整能量流动方向，使能量流向对人类最有益 的部分
下列有关生态系统能量流动的叙述中， 4.下列有关生态系统能量流动的叙述中，正确 的是( 的是( ) C 一种蜣螂专以大象粪为食， A ． 一种蜣螂专以大象粪为食 ， 则该种蜣螂最 多能获取大象所同化能量的20% 多能获取大象所同化能量的20% 20 当狼捕食兔子并同化为自身的有机物时， B ． 当狼捕食兔子并同化为自身的有机物时 ， 能量就从第一营养级流入第二营养级 生产者通过光合作用合成有机物， C ． 生产者通过光合作用合成有机物 ， 能量就 从非生物环境流入生物群落 D．生态系统的能量是伴随物质而循环利用的
1.在浮游植物→小鱼→海豹→ 1.在浮游植物→小鱼→海豹→虎鲸这条食物链 若虎鲸增加1kg体重，最多消耗 1kg体重 消耗浮游植物 中，若虎鲸增加1kg体重，最多消耗浮游植物 D 效率低 的量为（ ） 的量为（ B． C． D． A．1kg B．10kg C．125kg D．1000kg 2.如图食物网中，假如鹰的食物有2/5来自兔， 2.如图食物网中，假如鹰的食物有2/5来自兔， 2/5来自兔 2/5来自鼠 1/5来自蛇 那么，鹰若要增加20g 来自鼠， 来自蛇， 2/5来自鼠，1/5来自蛇，那么，鹰若要增加20g 体重，最少需要消耗的植物为 需要消耗的植物为（ ） 体重，最少需要消耗的植物为（ B
生态系统的能量流动
、
第2课时
编辑ppt
能量流动特点小结：
选__最_短___的食物链
最少消耗
获得最多
选最大传递效率_2_0_%__
消
生 产
费
者
选__最__长__的食物链
者
最大消耗
获得最少
所谓的呼吸消耗。）
变式1：大象是植食性动物，有一种蜣螂则专门以象粪为 食，设大象在某段时间所同化的能量为107kJ，则这部
A 分能量中流入蜣螂体内的约为
A、0kJ B、106 kJ C、2×106kJ D、106－2×106kJ
变式2：在由草、兔、狐组成的一条食物链中，兔经同化
B 作用所获得的能量，其去向不应包括（ ）
1、生态系统中能量流动是___单__向____的。即流经某
生态系统的能量不可能再回到这个生态系统来。
2、能量在流动过程中___逐__级__递___减_。 传递效率：___1_0_%__-_2_0_%__。
6
思考：流入某一营养级的能量，为什么 不能百分之百地流到下一个营养级？
流入某一营养级的能量主要有以下去向：一部 分通过该营养级的呼吸作用散失了；一部分作为排 出物、遗体或残枝败叶不能进入下一营养级，而为 分解者所利用；还有一部分未能进入（未被捕食） 下一营养级。所以，流入某一营养级的能量不可能 百分之百地流到下一营养级。
(3)在上述生态系统中，人们为提高农作物的产量，要经常到 田间除草、灭虫、灭鼠。这样做的目的是合理调整生态系统
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。
编辑ppt
生态系统的能量流动
思考：
2.食物链一般不超过5个营养级?
从能量传递的数量和效率看，能量流经各营养级是逐 级递减的，单向不循环的，传递效率为10％－20％ 所以，食物链一般不超过五个营养级，到第五营养级 以后，可利用的能量已减少到不能维持其生存的程度 了。因为能量每流经一级都要丢失一大部分，所以食 物链越长，流量流失就越多。
三级消费者（第四营养级） 次级消费者（第三营养级） 初级消费者（第二营养级） 生产者（第一营养级）
湖泊生态系统能量金字塔
营养级越多，在能量流动中消耗的能量就越多 规律：
能量金字塔
单位时间内各营养级所得到的能 量数值，由低到高绘制的图形
如果把各个营养级的 生物数量关系，用绘 制能量金字塔的方式 表达出来，是不是也 是金字塔形？ 如果是，有没有例外？
...
能 量 流 经 第 二 营 养 级 示 意 图
初级消费者摄入
粪 便
初级消费者 同化 呼 吸 散 失
分 解 者 利 用
遗体 残骸
用于生长 发育和繁殖
次级消费者 摄入
吸呼
散失
...
一、能量流动的过程
呼吸散失 生产者 固定的 太阳能 呼吸散失 次级消费 者摄入
初级消费 初级消费 者同化 者摄食
次级消费 者同化
计算：
如D鱼体重增加1kg，所需浮游植物至少需要 125 约_____kg 能量传递效率的含义与 计算： 在一食物链中，若求某 营养级获得最多能量， 一般取20％作为传递效 率；若求某营养级获得 最少能量，取10％作为 传递效率
湖泊生态系统能量金字塔
练习：
1、假设生产者固定的能量数值相等，能量沿食物链 传递的效率也相等，则猫头鹰获得能量最多的食物 链是（ ） A．绿色植物→蝗虫→蜘蛛→蜥蜴→蛇→猫头鹰 B．绿色植物→鼠→猫头鹰 C．绿色植物→蝗虫→青蛙→蛇→猫头鹰 D．绿色植物→鼠→蛇→猫头鹰
生态系统的能量流动
识图作答：下图表示生态系统的能量流动， 请据图回答：
（5）从生态系统能量传递效率上看，一个 营养级的能量，流到下一个营养级只 10％－20％因此，一个食物链一般不 有______
五个营养级 能超过______
一、能量流动相关概念
新陈代谢 同化作用
又叫合成代谢，是指生物体把从外界环 境中获取的营养物质转变成自身的组成物质， 并且储存能量的过程。
异化作用
又叫分解代谢，是指生物体把自身的一部 分组成物质加以分解，释放出其中的能量， 供给生命活动的过程。
一、能量流动相关概念
光合作用
光能 叶绿体
6CO2＋ 6H2O
C6H12O6＋ 6O2
呼吸作用
线粒体 6CO2 ＋ 6H2O ＋ 能量 ATP
热能散失
C6H12O6 ＋ 6O2
一、生态系统能量流动的过程
2、能量是怎样流经第一营养级的？ 量阳生 呼吸散失 ）能产 （呼吸消 （者 耗量） 遗体、 分解者 光固 残枝败叶 合定 作的 用于生长、 初级消费者摄食 用太 发育、繁殖（光合作 用量-呼吸作用消耗量 =储存量）
思考： 1、逐级递减这一特点与能量守恒定律矛盾吗？ 2、从能量流动的特点角度解释为什么食物链一 般不超过五个营养级及“一山不容二虎”的原理。 3、如把各个营养级的生物量（质量）和数量用 金字塔的方式表示，是否也成金字塔形？如果是， 有没有例外？
生物量金字塔：人们对一片海域中生态 系统作了统计：
生产者（大叶藻） 4 800万吨； 初级消费者（吃大叶藻的小鱼虾） 1200万吨； 次级消费者（吃小鱼虾的大鱼）17万吨；
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生态系统的能量流动说课稿
一、教材分析：
1、地位、作用：
高中生物必修三第五章是研究生态系统及其稳定性的,生态系统的主要功能是物质循环和能量流动。
所以本节容是本章的重点之一，是本章的核心容,其中能量流动过程和特点是这节课的重点和难点。
本节知识起到承上启下的作用,它和前面第四章《种群和群落》的知识联系密切，又直接关系到《生态系统的物质循环》和《生态系统稳定性》的学习，学科综合性较强，理论联系实际紧密。
从考试的角度来看，本节容常作为考试热点，往往把计算和分析结合在一起。
2、这部分容的教学目标是：
课程标准和考纲的要;分析能量流动的基本规律及其应用。
而分析属于应用水平，不仅要理解而且要能在不同的情境中进行分析和运用。
据此制定出本节课的教学目标：
知识目标
应用：（1）掌握生态系统能量流动的过程和特点。
（2）理解研究生态系统能量流动的意义。
能力目标
1.通过分析生态系统中能量的输入和散失，即“光合作用”和“呼吸作用”与营养级之间的能量变化关系，发展学生的思维迁移能力。
2.学会分析、推算生态系统的能量传递效率，并学会应用“传递效率”解决相关问题，进而培养学生的运算能力和思维能力。
3.通过生态系统食物网中能量流动的渠道和数量的分析，培养学生耐心细致的观察能力和识图能力。
情感目标
1.通过分析生态系统能量流动的特点，培养学生用“普遍联系”的观点来分析事物。
2.站在生态道德角度，理解一些生态学观点，使学生懂得对资源的利用应遵循生态学原理和可持续发展的原则，为形成科学的世界观做准备（用课件展示出来，简要提一下）
3、教学重点和难点：
重点：生态系统能量流动的过程和特点。
难点：生态系统能量流动具有单向性和逐级递减的原因。
二、说教法
1、分析学情：由于生物学科的知识是比较散、碎，难以形成知识体系。
,
能量又是看不见摸不着的东西，比较抽象，对学生来说理解的难度较大。
所以这节课重在理解上。
因此我准备采用阅读教材—分析图解---训练提升这样的课堂教学模式。
2、教法
在教法上，我根据对以上教材的理解和分析,我采用的教学模式为教材—图解---训练,并融合讨论法、比较法、归纳法等多种教学方法，进行教学。
.教师通过列举事例，引导学生阅读课文及相关材料，结合图解进行分析、讨论、归纳和总结，获取知识,提高能力。
学生在教师指导下主动
地、富有个性地学习,让学生自己去学会学习，积极去建构属于自己的知识体系,促进学生创新意识与实践能力的发展。
三、说学法
在学法上，我从学生的特点，知识障碍，动机和兴趣上进行分析
（1）首先是学生特点分析：中学生心理学研究指出，高中阶段要抓住学生特点，积极采用形象生动，形式多样的教学方法，以及学生广泛的、积极主动参与的学习方式，这样能够激发学生兴趣，有效地培养学生能力，促进学生个性发展。
（2）然后在知识障碍上：对于能量流动的过程及特点学生不易理解，所以教学中应予以简单明白，由浅入深的来进行分析。
（3）其次在动机和兴趣上：应明确本课的学习目的，充分利用教材、示意图、幻灯片、及学生之间，师生之间的交流讨论，在课堂上充分调动学生的学习积极性，激发学生最有力的动力。
四、具体的教学过程：
1、创设情境，导入新课
先通过一道巧妙的习题，激发学生的兴趣，然后引导学生阅读教材，提出能量流动的概念。
2.引导学生进行文本阅读，初步了解能量流动的过程，再分步展示能量
流动过程图，加深学生的认识和理解。
再通过学生的分组讨论及总结，
整理出能量流动各个环节的容。
最后，通过习题进行检测。
3.引导学生阅读教材第95页，并展示赛达伯格湖的能量流动图解，引出
能量传递效率及计算方法，并通过分析引导学生总结出能量流动的特点。
进一步展示金字塔的图形，加深学生的理解。
4、引导学生阅读教材第96页，总结研究能量流动的意义。
接着展示生
态农业和桑基鱼塘的模式图，加深学生对所学知识的认识，深化学以致用的观点，为生产、为实践服务的观点。
（我选择这样的教学模式，理论依据是布鲁纳的认知学习理论。
他认为：学习包括3个同时发生的过程：第一，习得新信息——通过学生的文本阅读得到；第二，转换，把知识整理成另一种形式，以便超越原有的模式制约——通过图型体现；第三，评价——通过对训练习题的成功解决，得到自己及他人的肯定。
）
五、这节课我所进行的学法指导主要有以下四点：
1、指导学生文本阅读，使学生学会抓关键句、关键词的方法，段首、段
尾和句首、句尾等，如能量流动的特点,可以从P90的倒数第一段的第一句话。
还有比如能量流动的意义在P91的第一段话。
2、指导学生进行图表的分析，培养学生分析、归纳能力。
如分析生态系
统的能量流动过程可以知道每一营养级生物的能量来源去路，还有分析塞达伯格湖的能量流动图解可以知道能量流动的特点。
3、引导学生讨论、展示，培养学生交流、沟通能力——在整节课当中都贯穿。
4、围绕思维导图进行教学，使学生学会制作思维导图的过程与方法。
所有的学法指导都围绕一点：就是使学生获得终生学习的能力
六、说课综述
以上是我对《生态系统的能量流动》这节教材的认识以及教学过程的设计。
在整个课堂中，我引导学生阅读教材，分析过程，使学生的认知活动逐步深化，既掌握了知识，又学会了方法。
总之，对课堂的设计，我始终在努力贯彻以教师为主导，以学生为主体，以问题为基础，以能力、方法为主线，有计划培养学生的自学能力、观察和实践能力、思维能力、应用知识解决实际问题的能力和创造能力的指导思想。
并且能从各种实际出发，充分利用各种教学手段来激发学生的学习兴趣，体现了对学生创新意识的培养。