【高考调研 人教】2013-2014学年高中生物课件必修三：第五章 生态系统及其稳定性 5.2生态系统的能量流动

四、研究能量流动的实践意义 1.帮助人们________规划，设计人工生态系统，使能量得 到________的利用。 2.帮助人们________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________的部分。
自我校对 一、输入 转化 二、1.光合作用 化学能 有机物 2.(1)呼吸作用 (2)生长、发 育和繁殖 (3)有机物 ①分解者 ②第二 3.生产者 次级消费 者 分解者 三、1.单向的 逆转 2.逐级递减 (1)10%~20% (2)营养级 能 量 (3)5 四、1.科学 最有效 2.合理的调整 最有益
2.能量在流动过程中________。 (1)原因：输入到某一个营养级的能量中，只有________ 的能量能够流到下一个营养级。 (2)能量金字塔：将单位时间内各个________所得到的 ________数值，由低级到高级绘制成图，可形成一个金字塔 图形。 (3)在一个生态系统中，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 ________个营养级。
③传递过程：
由图解可以看出，一个营养级所同化的能量，有三个去向： ①呼吸作用消耗； ②被下一营养级同化(食物链的最后一个营养级除外)； ③遗体、残骸等被分解者分解。 【提示】 消费者产生的粪便，不属于该营养级同化的能 量，它实际上与上一营养级的遗体、残骸一样，属于未被利 用的一部分。
(3)能量的转化 ①生产者：光能
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典型例题分析 类型一 能量流动过程及特点分析 【例题1】 (2010·山东理综)以下表示动物利用食物的过 程。
食物 ①获取量 未获取量 ②食入量 未食入量 ③同化量 未同化量 ④有机物质积累量 呼吸代谢消耗量
正确的分析是( ) A.恒温动物的④/③值一般高于变温动物 B.哺乳动物的③/①值一般为10%~20% C.提高圈养动物生长量一般需提高③/②值 D.食肉哺乳动物的③/②值一般低于食草哺乳动物
类型三 研究能量流动的意义 【例题3】 根据图示判断，下列叙述不符合生态学原理的 是 ( )
A.物质经过多级利用，实现了良性循环 B.每一级生产环节都获得产品，提高了生态系统效益 C.由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用率降 低 D.由于各级产物都可以利用，减少了废物和污染 解析 本结构模式图是无废料生产体系，体现了物质循环再 生，能量多级利用，提高了能量的利用率。 答案 C
第2课时 第2节 生态系统的能量流动
课前篇·自主学习 学习目标： 1.分析生态系统的能量流动的过程和特点。 2.概述研究能量流动的实践意义。
课前预习 一、能量流动 生态系统中能量的________、传递、________和散失的 过程。 二、能量流动的过程 1.输入 生产者通过________把太阳能转化为________，固定在 ________中。
解析 恒温动物维持体温恒定需消耗更多的能量，这些能 量由呼吸作用提供，所以恒温动物同化后积累在有机物中的 能量要相对低于变温动物。能量传递效率指的是两个相邻营 养级同化固定的能量之比，即③/上一营养级的同化量。动物 的呼吸消耗量一般为定值，所以只能尽量提高动物从食物中 消化吸收后同化固定的能量。食草动物的粪便中一般仍含有 大量有机物(如植物纤维)，所以③/②值一般低于肉食哺乳动 物。 答案 C
2.能量去向(以能量在第一营养级的变化为例) (1)在生产者的________中以热能的形式散失。 (2)用于生产者的________等生命活动，储存在植物体的 有机物中。 (3)构成植物体的________中的能量： ①一部分随着残枝败叶等被________分解而释放出来。 ②另一部分则被初级消费者摄入体内，流入________营 养级。
类型 项目
能量金字塔
数量金字塔
生物量金字塔
形状
正金字塔形 特点 能量流动过程中具 象征含义 有逐级递减的特性 每一阶含 每一营养级生物所 含的能量 义
一般为正金字塔形， 有时会出现倒金字塔 形 生物个体数目随营养 级升高而逐级递减 每一营养级生物个体 的数目
正金字塔形
生物量(现存生物有 机物的总质量)沿食 物链流动逐级递减 每一营养级生物的总 生物量
类型二 能量传递效率的计算及应用 【例题2】 (08·山东高考)为缓解人口增长带来的世界性 粮食紧张状况，人类可以适当改变膳食结构。若将(草食)动 物性与植物性食物的比例由1∶1调整为1∶4，地球可供养的 人口数量是原来的________倍。(能量传递效率按10%计算， 结果精确到小数点后两位数字)
【归纳】 能量流动小结：
2.能量流动的特点 食物链不可逆转 (1)单向流动 热能不可被再度利用 每一营养级总会因呼吸而消耗部分能量 (2)逐级递减 每一营养级的能量总有一部分被分解者分解或 未流入下一营养级
(3)能量传递效率为10%~20% 即输入某一营养级的能量中，只有10%~20%的能量流入 到下一个营养级(最高营养级除外)。 3.生态金字塔的类型及含义 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，是定量研究生态系统的直观体现。
课上篇·互动课堂 重难点突破 一、生态系统的能量流动 1.能量流动过程分析 (1)能量的输入 几乎所有的生态系统——太阳能 ①源头 深海热泉生态系统——氧化无机物产生的化学能
②相关生 理过程
光能 化学能 化能合成作用 氧化无机物产生的化学能 化学能
光合作用
③输入生态系统的总能量：生产者固定的太阳能的总量。 (2)能量的传递 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。
光合作用
有机物中的化学能。
消化、吸收 ②消费者：食物化学能 合成 自身化学能。
(4)能量的散失 ①形式：热能，热能是能量流动的最后形式。
生产者、消费者、分解者 ②过程：有机物(化学能) 能量 呼吸作用
ATP：用于生物的各项生命活动 热能：散失
③特殊途径： 工业 动植物遗体形成的煤炭、石油等 燃烧 热能。
3.过程图解
【新知探究】 生产者中散失的能量wenku.baidu.com否再回到这个生态 系统中来？
【提示】 不能，因为散失的能量不能再被生产者和其他生 物利用。
三、能量流动的特点 1.生态系统中能量流动是________。 原因：在生态系统中，能量流动只能从第一营养级流向第 二营养级，再依次流向后面的各个营养级，也不能________。
【注意】 数量金字塔在前一营养级的生物 个体很大，而后一营养级的生物个体很小时， 会出现倒置现象。如在一片树林中，树、昆虫 和食虫鸟的个体数比例关系，可形成如右图所 示的数量金字塔。
4.能量传递的计算 在一条食物链中，若生产者(第一营养级)能量为100%，那 么第二营养级所能获得的能量最多是20%，最少为10%，第 三营养级所获得的能量最多为20%×20%=4%，最少为 10%×10%=1%，第n营养级获得的能量最多为1/5n-1，最少 为1/10n-1。 若在一条食物链中最高营养级每增加n kg体重，计算至少 或最多消耗生产者的数量是多少时，特别要注意要求计算的 是“至少”还是“最多”。
(1)先确定能量传递效率，“至少”传递效率为20%，“最 多”传递效率为10%； (2)分析确定经过几次传递，传递次数=该条食物链中最高 营养级数-1； (3)求共消耗的生产者的量， 如：一条食物链共有n个营养级，求第n营养级生物每增加 1 kg体重，需要消耗生产者“至少”或“最多”多少千克？
“至少”需要消耗的生产者的量为1/(20%)n-1=1/(1/5) n-1 =5n-1。 “最多”需要消耗的生产者的量为1/(10%) n-1=1/(1/10) n-1 =10n-1。 【应用】 ①运用该知识可以进行同一条食物链中不同营养 级能量计算。 ②运用能量传递效率，计算一条食物链中最高营养级生物 增重所消耗较低营养级生物的“最值”。
请做：课时作业（十五）
解析 在一个生态系统中，按照能量流动的特点，食物链越 长，营养级越高的生物获得的能量就会越少，种群数量的多 少与获得的能量多少有着密切的关系。假定地球上的生产者 固定的太阳能总量为A，平均每人需要的能量为X。在能量传 递效率为10%的情况下，当动物性食物与植物性食物的比例 为1∶1时，则每人生存需要生产者的能量为55X，当动物性 食物与植物性食物的比例为1∶4时，则每人生存需要生产者 的能量为28X，养活的人口比≈1.96(按要求保留小数点后两 位数字)。 答案 1.96