生态系统的能量流动模型
高考生物二轮复习专题专练(28) 构建能量流动模型,分析能量传递效率
高考生物二轮复习专题专练(28) 构建能量流动模型，分析能量传递效率从“高度”上研究高考[典例](2021·山东高考)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、生物遗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__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(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。
(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________________________________________________________。
(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________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
高中生物6 能量流动分流模型解读及相关计算
高考常考，重点强化，思维建模，跨越障碍，全取高考拉分题热点1能量流动分流模型解读1.能量流经不同营养级示意图2.构建能量流动模型(表示方法)方法一：说明：两个去向：同化量(b)＝呼吸作用消耗量(d)＋用于生长发育和繁殖的能量(e)；摄入量(a)＝同化量(b)＋粪便量(c)方法二：说明：三个去向：同化量＝呼吸作用消耗量＋分解者分解量＋下一营养级的同化量方法三：说明：四个去向：同化量＝自身呼吸作用消耗量(A)＋未利用(B)＋分解者的分解量(C)＋下一营养级的同化量(D)【典例】如图是生态系统的能量流动图解，N1～N6表示能量数值。
请回答下列有关问题。
(1)流经该生态系统的总能量为(用N1～N6中的字母表示)。
(2)由初级消费者传递给蜣螂的能量为。
(3)图中N3表示________________________________________________________。
(4)能量由生产者传递给初级消费者的传递效率为。
(用N1～N6中的字母表示)。
(5)生态系统具有自我调节能力的基础是。
若要提高生态系统的抵抗力稳定性，一般可采取的措施为______________________________________________。
审题指导答案(1)N2(2)0(3)生产者用于生长、发育和繁殖的能量(4)N5/N2×100% (5)负反馈调节增加各营养级的生物种类1.(2019·辽宁东北育才学校模拟)如图是某池塘生态系统中能量流经贝类的示意图，下列分析错误的是()A.D代表细胞呼吸，一部分能量在细胞呼吸中以热能形式散失B.B是贝类用于自身生长、发育和繁殖所需的能量C.贝类摄入的能量就是流入这个生态系统的总能量D.生态系统的能量流动离不开物质循环和信息传递解析D代表细胞呼吸，一部分能量在细胞呼吸中以热能形式散失，A正确；A 是贝类的同化量，其中一部分通过呼吸作用散失，一部分用于生长、发育和繁殖等生命活动，B正确；生态系统中的能量流动从生产者固定能量开始，通常，生产者固定的总能量是流入生态系统的总能量，C错误；能量流动和物质循环是同时进行的，二者彼此依存，不可分割，生命活动的正常进行离不开信息传递，D 正确。
生态系统的能量流动模型
浙4
Ⅰ苏粤246、、全闽沪国32、13、琼2 鲁182、6、全闽国3、Ⅰ川皖3623Ⅱ0、T1、
课标卷Ⅰ6、 Ⅱ31
京3
生态系统的结 构
Ⅰ
琼20、津9、苏26、 粤27
大粤纲5、33皖、3鲁0 26、琼9
生态系统的功 能及稳定性
Ⅱ
琼19\琼20、苏26、 鲁26、皖30
全国Ⅱ31、皖 30 、川6
苏10、琼16、 津3
辨一辨：生态系统中生产者得到 的能量必然大于消费者得到的。
×
生态系统能量流动模型——第二营养级（P94）
生产者 同化量
初级消费 者摄入量
初级消费 者同化量
呼吸散失的热能 用于生长发育和繁殖
粪便
分解 次级消 者利用 费者摄
未利用
入量
变式四 3min (1)图乙中C代表生态系统中的成分是_分__解__者___。 (2)如表表示图乙生态系统的能量流动情况。
同化总 量/106 J
储存 能量 /106 J
呼吸 消耗 /106 J
A 900 200 700
B 100 15 85
C
15
2 13
D
18
60 12
分析上表可知，流入该生态系统的总能量为__9_×__1_0J8， 从第二营养级到第三营养级的能量传递效率为 _能_量__是_1_8否_%_增__加。？从_能_量_增__输加__入_和。输出来看，该生态系统的总
（二）“文字+箭头”类概念模型
例2 3min（15佛山）稻田养鱼在我国有悠久的历史，在鱼 苗较大时放养雏鸭，可进一步提高经济生态效益。鱼和鸭 的食物来源包括稻田中的各种浮游植物、浮游动物，及落 到水中的卷叶螟等水稻害虫。请补充完成该稻田生态系统 的能量流动图解（不考虑与人的联系）：
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
生态系统的能量流动和物质循环
第九单元 生物与环境
2.(必修 3 P96 图 5—9 改编)如图是某湖泊的能量金字塔，下列
相关描述不正确的是( B )
A．a、b、c、d 表示不同的营养级 B．a、b、c、d 之间形成一条 a 到 d 的食物链 C．a、b、c、d 的大小表示不同的营养级所得到的能量的多少 D．a、b、c、d 的大小变化体现了能量流动逐级递减的特点
栏目 导引
第九单元 生物与环境
1．(必修 3 P94 图 5—7 改编)如图为生态系统中能量流动示 意图，①②③④⑤⑥各代表一定能量，有关叙述正确的是 ( D)
A．从能量关系来看①＝②＋⑤ B．⑥都属于初级消费者的同化量 C．分解者获得的能量最少 D．③/②代表初级消费者流入次级消费者的能量传递效率
第九单元 生物与环境
第42讲 生态系统的能量流动和物质循环
[考纲点击] 应用(Ⅱ)
生态系统中物质循环和能量流动的基本规律及
一、生态系统的能量流动
第九单元 生物与环境
生态系统能量流动示意图
1．补充图中标号代表的内容
甲：__生__产_者__________，乙：___初__级_消__费_者______，
栏目 导引
第9章 生物与环境
3．生态金字塔——能量流动模型
类型 能量金字塔
项目
数量金字塔
生物量金字塔
形态
特点
正金字塔形
一般为正金字塔 一般为正金字塔
形,有时会出现 形,有时会出现
倒金字塔形
倒金字塔形
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第9章 生物与环境
类型 能量金字塔
项目 能量沿食物链
象征含 流动过程中具 义 有逐级递减的 特性
高中生物高二必修三教学案：第4章_第1节_第2课时_生态系统中的能量流动
第2课时生态系统中的能量流动1.生态系统中能量的输入、传递和输出的过程，称为生态系统的能量流动。
2．能量流动的起点是生产者固定的太阳能，渠道是食物链和食物网，能量形式的变化由光能―→生物体有机物中的化学能―→热能。
3．流经生态系统的总能量是生产者固定的全部太阳能。
4．能量流动的特点是单向流动，逐级递减。
5．能量金字塔的形状永远是正金字塔形，数量金字塔有倒置的情况。
能量流动的概念和过程[自读教材·夯基础]1．概念生态系统中能量的输入、传递和输出的整个过程。
2．过程(1)能量来源：太阳能。
(2)输入过程：主要是通过生产者的光合作用，将光能转化成为化学能。
(3)传递途径：太阳能→生产者→初级消费者→次级消费者→三级消费者→……(4)过程分析(以第一营养级为例)：1．生态系统中能量的源头及流经该生态系统的总能量分别是指哪一部分？提示：能量的源头是太阳能，流经该生态系统的总能量指生产者固定的全部太阳能。
2．结合教材P95图4－8思考：(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，它们之间存在的关系是：同化量＝摄入量－粪便量。
(2)初级消费者同化的能量会有哪些去向？提示：①通过呼吸作用以热能形式散失；②流入下一营养级；③被分解者分解利用。
(3)初级消费者粪便中的能量是指其流向分解者的吗？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。
3．整个生态系统中能量会因散失而减少，它主要是指哪个生理过程？以什么形式散失？提示：整个生态系统中的能量主要是通过呼吸作用以热能形式散失。
[跟随名师·解疑难]1．生态系统能量流动过程分析(1)能量流动的起点：生产者(主要是植物)固定太阳能。
(2)能量流动的渠道：食物链和食物网。
(3)能量流动中能量形式的变化：太阳光能→生物体有机物中的化学能→热能(最终散失)。
(4)能量在食物链中流动的形式是：有机物(食物)中的化学能。
农业生态学第四章--能量流动
A 贮存量 R1 体增热 R2 维持能
F 固体排泄物
U 液体排泄物
G 气体排泄物
ห้องสมุดไป่ตู้三节 次级生产的能量转化
二、次级生产在农业生态系统中的地位和作用 1．转化农副产品，提高利用价值 2．生产动物蛋白质，改善食物构成。 3．促进物质循环，增强生态系统功能。 4. 提高经济价值。
第三节 次级生产的能量转化
第一节 能量流动的基本规律
三、能量流动的基本定律 1． 热力学第一定律（能量守恒定律） The first law of thermodynamics(the law of conservation of energy): When energy is converted from one form into another, energy is neither gained nor lost. Q=ΔE+W Q 吸热 ΔE 内能（潜能） W 做功 用于生态系统：绿色植物同化的太阳能=贮存在植物体内的化学潜能+植 物呼吸消耗的热能
第四章 农业生态系统的能量流动 Chapter 4 Energy Flow in Agroecosystem
第一节 能量流动的基本规律 The Basic Law of Energy Flow
第二节 初级生产的能量转化 Energy Flow on the level of primary production
efficiencies)
第一节 能量流动的基本规律
四、能量流动的特征 1．能流是单向流动 2．能流是能量不断递减的过程 3. 能量流动的途径和渠道是食物链(food chain)和食物网 (food web)
第二节 初级生产的能量转化
一、初级生产的能量平衡 1. 初级生产（primary production)：
生态系统中能量流动的模型与计算
生态系统中能量流动的模型与计算生态系统是生物圈中多种生物和非生物因素相互作用的综合体。
模拟生态系统中的能量流动和营养物质循环可以帮助我们了解自然规律，预测生物圈的变化，以及开发可持续的资源管理策略。
在这篇文章中，我们将讨论生态系统中能量流动的模型与计算方法。
一、生态系统的能量流动在生态系统中，能量从一个营养级别转移到另一个营养级别。
生态系统的主要能量来源是太阳能。
植物通过光合作用转化太阳能为生物大分子，如葡萄糖。
动物则通过食物链获得能量，将有机物氧化为二氧化碳和水，并以此为燃料维持生命活动。
每个营养级别的生物尽管可以消耗过去营养级别生物的能量和营养物，却无法回收过去营养级别生物消耗掉的耗散能量。
同时，每个营养级别的生物在代谢进程中都会有耗散能量的形成，而这些耗散能量则流向更高纬度的生物等级。
尽管生态系统中存在能量的有限性，但生态系统是一个开放的系统，在较高的生物等级中可以进一步消耗其它能源来源。
例如，许多食肉动物同样会食草，或者是食食肉动物的其他生物。
二、能量流动的模型能量流动可以用生态系统网络模型进行探讨。
生态网络模型中，每个节点代表不同的生物种群，节点之间通过食物链相联结，而每条边代表能量和营养物的转移，例如，从一个草食动物到肉食动物，从种子到小型昆虫。
这个模型可以给予我们对一个生态系统中能量流动的更详细、更全面的理解。
生态网络模型为我们提供了理解生态系统中生物间相互依存和复杂互动的一种方法。
通过对物种依赖关系的模拟和分析，我们可以了解到一些物种如何与其它物种的生命周期相互作用、如何适应环境变化等等。
三、能量流动的计算方法为了更好地理解生态网络模型，我们需要进行数值计算。
基于运动种群的理论，我们可以得到生态网络模型的大量方程。
这些方程描述了系统内各个物种之间的相互影响，包括能量、稳定性、物种组成等方面。
当然，由于生态系统的复杂性和变化性，将生态网络模型精确地简化为可计算的形式仍然是非常困难的。
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。
08.04.2021
26
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
34
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
08.04.2021
35
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(第二课时)高二生物课件(人教版2019选择性必修2)
四、生态金字塔 任务1：构建生态系统能量流动金字塔模型
请将赛达伯格湖的能量流动数据，用相应面积或体积的图形表 示，并按营养级由低到高排列。
生产者 464.6
62.8
四、生态金字塔
1.能量金字塔 （1）概念：将值单转位换时为间相内应各面营积养（级或所体得积到）的的图能形量，数
并将图形按照营养级顺序排列，可形成 一个金字塔图形，叫做能量金字塔。
SzLwh
练习与应用
3.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之间的关系是 ( B )
A. a=b+c B. a>b+c C. a<b+c
D. c=a+b
二、拓展应用
1.下图是两个农业生态系统的模式图。图a 中农作物为人类提供的食物、为家禽和 家畜提供的饲料，都与图b相同。 (1)分析这两幅图，完成这两个生态系统的能量流动图解。
【答案】不能。在一个封闭的系统中,物质总是由有序朝着无 序(熵增加)的方向发展。 硅藻能利用获取的营养通过细胞呼吸释放能量,依靠能量完成 物质由无序向有序的转化,维持其生命活动。能量的输人对于 生态系统有序性的维持来说是不可缺少的。
SzLwh
改变食物比例后的C的能量设为b，则需要A提供的能量为 2/3 b÷10%＋1/3 b÷10%÷10%＝40 b。
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， 55 a＝40 b，
即b/a＝1.375。
练习与应用
一、概念检测
1.生态系统中所有生物的生命活动都需要能量，而不同营养级的生物获取能量的途径 是有差别的。据此判断下列表述是否正确。
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。
选择性必修2 第3章 第2节 生态系统的能量流动 2021版
营养级
流入能量 流出能量 出入比
生产者
464.6
62.8
13.5%
植食性动物 62.8
12.6
20.1%
肉食性动物 12.6
讨论3 流入某一营养级的能量，为什么不会百分之百地 流到下一个营养级?
流入某一营养级的能量除了流入下一营养级的之外，还有： ①一部分通过该营养级的呼吸作用散失； ②一部分作为排遗物、遗体或残枝败叶被分解者利用； ③一部分未被利用
问题探讨
假设你像小说中的鲁滨逊那样，流落在 一个荒岛上，那里除了有能饮用的水，几 乎没有任何食物。你身边尚存的食物只有 一只母鸡、15kg玉米
现在有生存策略可供选择： 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。
讨论：你认为哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援？
**若为人工生态系统，流经生态系统的总能量除生产者固 定的太阳能总量，还有人为补充的有机物中所含的能量 （例如人工投放的饵料或城市污水中有机物所含的能量）
2.传递 （1）能量传递的途径（渠道）
_食__物__链__和_食__物__网_____ （2）能量传递的形式
_有__机__物__中_的__化__学_能____
思考： 第三营养级和第四营养级之间，第四营养级和第五营养 级之间的传递效率可以算出来吗？
不可以，不确定鲈鱼的能量中有多少是作为第五营养级 同化的、有多少是作为第四营养级同化的。
进阶练习：某自然保护区地震后，据不完全统计，植被
毁损达到30%以上，下图为该地区人为干预下恢复过程的 能量流动图[单位：×103kJ/（m2•a）]
3.能量流经最高营养级示意图
粪便 最高营养级 摄入
最高营养级
第三章 第2节 生态系统的能量流动
你听说过“一山不容二虎”这个谚语吗?请你从能量流动的角度解释这个谚语中 的道理。生态系统的能量流动一般具有什么特点?
生态系统能量流动的过程 活动1 认识生态系统能量流动的过程 依据下面的能量流动过程示意图思考回答下列问题。
1.生态系统能量流动的起点,流入生态系统的总能量,能量流动的途径(渠道)分别 是什么? 【提示】从生产者固定太阳能开始;生产者固定的太阳能总量;食物链和食物网。
2022
人教版 选择性必修2
第三章 生态系统及其稳定性 第2节 生态系统的能量流动
1.通过探究学习认识生态系统能量流动的过程,明确研究能量流动的意义,逐步完 善物质与能量观。
2.通过探究学习能量流动的特点,掌握定量分析法等科学分析方法,提升科学探究 素养。
3.通过探究学习掌握生态系统能量流动的规律,利用相关知识分析和解决实际问 题。
2.关于草原生态系统能量流动的叙述,错误的是(D )。 A.能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程 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
3.珠江三角洲某一桑基鱼塘使用蚕粪作饲料来喂鱼。假设蚕同化的能量为105 kJ, 从能量流动角度分析,鱼从蚕同化的能量中获得的能量为(A )。
2.能量的传递、转化和散失:输入某一营养级的能量,一部分在② 呼吸作用 中以 热能的形式散失了;另一部分用于该营养级生物的③ 生长、发育和繁殖 等的生 命活动,其中一部分随着残枝败叶或遗体残骸的形式被④ 分解者 分解;另一部 分则被下一营养级摄入体内,这样能量就流入了⑤ 下一营养级 。
三、能量流动的特点 生态系统中能量流动是⑥ 单向 的;能量在流动的过程中逐级⑦ 递减 ,能 量在相邻两个营养级间的传递效率是⑧ 10%~20% 。生态系统中的能量流动一般 不超过⑨ 5 个营养级。
高中生物必修三 生态系统功能(能量流动)读书笔记
第五章生态系统专题第二节生态系统的功能（能量流动）生态系统的功能——能量流动、物质循环、信息传递一、能量流动——生态系统中能量的输入、传递、转化、散失（1）起点：生产者固定的太阳能生产者固定的能量主要是光合作用利用的光能，也包括化能合成作用利用的化学能（2）自然生态系统总能量：生产者所固定的太阳能人工生态系统总能量：生产者所固定的太阳能+人工喂食的饲料(有机物)（3）能量流动过程：①输入一个营养级的能量：该营养级同化的能量,不是摄入②摄入=同化+粪便，同化=储存 +呼吸③某营养级“粪便”中能量应属其上一营养级的同化量或上一营养级被分解者分解的能量的一部分，如兔粪便中的能量不属于兔的同化量，而是草同化量的一部分或草被分解者分解的能量的一部分。
④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。
（4）能量流动的特点及原因能量传递效率=后一个营养级的同化量/前一个营养级的同化量，一般为10％～20％。
A单向流动∵①捕食关系不可逆转，是自然选择的结果②散失的热能不能被再利用B逐级递减∵①各营养级均有呼吸作用散失；②各营养级均有部分能量未被下一营养级利用；③各营养级均有部分能量流向分解者一条食物链一般只有4--5个营养级∵能量流动逐级递减（项目能量金字塔数量金字塔生物量金字塔形状每一阶含义各个营养级所含能量的多少各个营养级生物数量的多少各个营养级生物量（有机物）的多少特点正金字塔一般正金字塔一般正金字塔分析各个营养级都有呼吸作用散失能量，还有一部分被分解者利用，而流入下一营养级的能量仅占该营养级同化量的10%~20%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：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可能低于浮游动物的生物量：摄入=同化=粪便储存：用于生长发育和繁殖=散失：以呼吸作用的方式，热能的形式流向下一营养级流向分解者（6）研究能量流动意义①使能量得到最有效的利用（对能量的多级利用，提高了能量的利用率）桑基鱼塘：桑叶喂蚕，蚕沙（蚕粪）养鱼，鱼塘泥肥桑农作物秸秆：做饲料喂牲畜、牲畜粪便发酵产沼气、沼渣做肥料能量传递效率≠能量利用率。
农业生态学-第6章-能量流动
捕食食物链，又称草牧食物链 腐食食物链，又称残屑食物链 寄生食物链 混合性食物链
(1)捕食食物链(Predator Chain)， 又称草牧食物链(Grazing Chain)
是以活有机体为能量来源的食物链。 如，海洋中的“浮游植物 → 浮游动物 → 虾 → 鱼”、草原上的“草 → 羚羊 → 老虎”、 农田中的“水稻 → 蝗虫 → 青蛙”、农业生产 中的“作物秸秆→牛→人”等。
三能量流动的路径pathwayofenergyflow第一条路径第三条路径第二条路径一生态系统的能量流动路径光能或食物物吸收或取食吸收或取食辐射或蒸发功功幼仔总生产净生产生生长呼吸作用产量分泌脱落排泄排粪腐食动物植食动物有机体边界第一条路径与第二条路径的能量流动模式第三条路径的能量流动动物与植物的生命基本功能呼吸呼吸光合呼吸太阳能二农业生态系统的能量流动草食动物肉食动物微生物绿色植物第一条路径呼吸消耗第三条路径排泄物死亡体第二条路径残体第四条路径排泄物死亡体人工辅助能第二节能量流动与转化的基本定律热力学第一定律
热能
植物呼吸 太阳辐射 有机物 化学能
热能 动能
动物登高
势能
动物发声 有机物 化学能
声能
光能
生态系统中的能量形式及相互转化
电能
能量转化的一般形式
（二）生态系统的能源来源 Energy sources in ecosystem 1.太阳辐射能
地球生态系统的能量90%以上来自于日光能， 另外不足10%是来自于地热能、潮汐能、风能、 水能等。 9 9
潜能(potential Energy) 潜能是尚未做功， 但具有潜在的做功能力的能量。
潜能的形式也随处可见，如埋藏在地下的各 种化石能；储存在动植物体内的各种化学能； 静止水体中的潜在水能；静止地壳所存在的 运动能等等。 动能和潜能的存在形 式可以自发地或在外 力的作用下相互转化。
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巩固 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。图乙为能量流经该生态系统某一营养级的变 化示意图，其中a～g表示能量值。请据图作答：
(4)若图甲中营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一种生物甲、乙、丙， 构成的食物关系如图所示。其中，甲能量中比例为X的 部分直接提供给丙，则要使丙能量增加A kJ，至少需要 消耗甲的能量为25A（1+4X） kJ(字母表示)。
辨一辨：生态系统中生产者得到 的能量必然大于消费者得到的。
×
生态系统能量流动模型——第二营养级（P94）
生产者 同化量
初级消费 者摄入量
初级消费 者同化量
呼吸散失的热能 用于生长发育和繁殖
粪便
分解 次级消 者利用 费者摄
未利用
入量
变式四 3min (1)图乙中C代表生态系统中的成分是_分__解__者___。 (2)如表表示图乙生态系统的能量流动情况。
D.由于环境条件的限制， 5年间该种群数量呈“S”型 增长
学法指导：将图形转 化成熟悉的数学模型 进行分析。
生态学中的概念模型
（一）知识框架类概念模型
60S（双选）例2.下列选项中，与图中所示概念的从属关系相
符合的有选项
AD
选项
①
②
③
④
A 生态系统的 物理信息 化学信息 行为信息 信息
B 种间关系 捕食
斗争 互利共生
C 生物多样性 DNA的多 种群多样 生态系统
样性
性
多样性
D 垂直结构的 阳光 栖息场所 影响因素
食物
辨一辨：遗传多样性较高的种群适应环境能力强，栖息地破
× 碎化造成小种群，有利于维持生物多样性(2012•江苏)
（二）“文字+箭头”类概念模型
例2 3min（15佛山）稻田养鱼在我国有悠久的历史，在鱼 苗较大时放养雏鸭，可进一步提高经济生态效益。鱼和鸭 的食物来源包括稻田中的各种浮游植物、浮游动物，及落 到水中的卷叶螟等水稻害虫。请补充完成该稻田生态系统 的能量流动图解（不考虑与人的联系）：
巩固 图乙为能量流经该生态系统某一营养级的变化示意 图，其中a～g表示能量值。请据图作答：
(2)图乙中，若A表示图甲中营养 级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表 示_ Ⅱ同_化_的__能__量_，C表示 Ⅱ_用__于_生__长__、_发__育__和__繁_殖__的。能若量图甲中 营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为 y，则营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传 递效率是___b_/_y _*_1_00_%___(用图中 所给字母表示)。
课标卷Ⅰ6、 Ⅱ31
京3
生态系统的结 构
Ⅰ
琼20、津9、苏26、 粤27
大粤纲5、33皖、3鲁0 26、琼9
生态系统的功 能及稳定性
Ⅱ
琼19\琼20、苏26、 鲁26、皖30
全国Ⅱ31、皖 30 、川6
苏10、琼16、 津3
生态环境的保 护
Ⅰ
苏24
全国Ⅰ32，琼 29、津8
苏17
2010-2014年广东省高考生物字数及图表数
学法指导——能量流动图四要素：
营养级、太阳能、各营养级的呼吸作用、分解者及呼吸作用
生态系统能量流动模型（必修3P94）
生产者
呼吸作用
①
③
初级消费者 次级消费者
②
分解者
辨一辨：
呼吸作用
1食物链和食物网是生态系统的能量流动、物质循环及信
息传递的渠道。
×
2输Байду номын сангаас生态系统总能量是植物固定的太阳能。 ×
3生物与生物之间捕食关系一般不可逆转，所以能量流动
具单向性
4从能量关系看① 〉②+③
变式二：3min
如图是某人工鱼塘生态系统能量流动图解[能量单位 为J/(cm2·a)]，请问植食性动物的能量有 ____2_.5___[J/(cm2·a)]传递到肉食性动物体内，
能量从第二营养级传递到第三营养级的效率是1_5_._6_%_。
学法指导： 人工生态系统有机 物输入的能量流向 消费者和分解者
生态系统能量流动模型——生态系统水平
生产者
呼吸作用 初级消费者 次级消费者
生态系统
分解者 呼吸作用
巩固 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。图乙为能量流经该生态系统某一营养级的变 化示意图，其中a～g表示能量值。请据图作答：
同化总 量/106 J
储存 能量 /106 J
呼吸 消耗 /106 J
A 900 200 700
B 100 15 85
C
15
2 13
D
18
60 12
分析上表可知，流入该生态系统的总能量为__9_×__1_0J8， 从第二营养级到第三营养级的能量传递效率为 _能_量__是_1_8否_%_增__加。？从_能_量_增_输_加_入__和。输出来看，该生态系统的总
① ②
④ ③
生态学中的数学模型
例1 90S（2014福建卷）研究人员用样方法调查了某 地北点地梅（一年生草本植物）的种群数量变化，结 果如图所示。下列正确的是 B
A.1972年北点地梅个体间 生存斗争程度较1975年低
B.1971年种子萌发至幼苗 阶段的死亡率高于幼苗至成 熟植株阶段
C.统计种群密度时，应去 掉采集数据中最大、最小值 后取平均值
近年高考纵览
考纲内容
真题分布
考点清单
2012年
2013年
2014年
种群特征与 种群数量变 化
群落的结构 特征与群落 演替
闽3、浙5、琼21、全国Ⅱ31、粤 全国Ⅰ33、苏
Ⅱ 苏26、鲁26、全国4、鲁26、 瑜7、5、闽3、粤6、
卷32、皖30、粤27 川6、闽4
浙4
Ⅰ苏粤246、、全闽沪国32、13、琼2 鲁182、6、全闽国3、Ⅰ川皖3623Ⅱ0、T1、
2010年 2011年 2012年 2013年 2014年
选择题 691 834 678 788 796
非选择题 1369 1407 1780 1489 1465
全卷 2060 2241 2458 2277 2261
图表 5个 9个 10个 12个 15个
图文信息量大，突出了获取分析处理信息的能力
学习目标： 建立模型，解决图表题。
(1)图甲中，m1、m2表示的能量形式分别为 太_阳__能_（__生__产_者__固__定、的_能__量_）___热__能__（_呼_ 。吸散失的能量）
通常情况下，位于营 养级Ⅳ的生物个体数量会远远 少于Ⅲ，主要原因是 _能_量__逐_级__递_减__，_营__养_级_越__高_，__可_利__用_的。能量越少 若m1＝m2，该生态系统将会 走向衰退状态 。