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。
高三生物一轮复习课件：生态系统的能量流动、物质循环
考点一 生态系统的能量流动
5、能量流动的相关计算——生态系统中能量的相关计算 • 如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值[
单位为103kJ/(m2·a)]，据图分析： (3)生产者→植食性动物、 植食性动物→肉食性动物的 能量传递效率分别是多少？ (结果保留一位有效数字)
生产者→植食性动物的能量传递效率： 植食性动物固定的能量中来自生产者的能量/生产者固定的总能量 ×100%＝(16－2)/110× 100%≈12.7%；
生态系统 对人类最有益的部位
采取措施
森林
优质木材
适量砍伐
草原
肉、奶、优质皮革
适度放牧
农田
农作物
清除杂草、除虫
湖泊
鱼类
适度放养、适时捕捞
考点一 生态系统的能量流动
• (2021年湖南六校高三联考)如图甲表示食物链上能量流动的部 分情况，图乙表示兔的能量来源与去向。
下列有关叙述正确的是
( B)
A．图甲中草到兔的能量传递效率为(能量②/能量①)×100%
考点二 生态系统的物质循环
✓ 碳循环
非生物环境 （ CO2 ）
光合作用、化能合成作用 呼吸作用、微生物分解作用
生物群落 （有机物）
非生物 环 境 （CO2）
呼光
呼
微
吸合
吸
生 物 的 分
作作
用用
捕食
生产者（有机物）食物链（网）
作
燃
用
烧
消费者（有机物）
解
作
用
分解者
煤、石油
考点二 生态系统的物质循环
✓ 物质循环的概念
单向流动
①只能沿食物链由低营养级流向高营养级 ②以热能形式散失的能量无法再被利用
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%。
9-4 生态系统能量流动和物质循环
第九单元 第四讲
生态系统的能量流动与物质循环
考点一：生态系统的能量流动
一、能量流动的概念
1.概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。 （1）输入 源头：太阳能。 起点：从 生产者固定太阳能 开始。 总能量： 生产者固定的全部太阳能。
（2）传递 传递渠道： 食物链和食物网。 形式：有机物中的化学能
①定量不定时(在足够长的时间内能量的最终去路) a．自身呼吸消耗；b.流入下一营养级(最高营养级 除外)；c.被分解者分解利用。 ②定量定时：流入某一营养级的一定量的能量在一 定时间内的去路可有四条： 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.未利用，即未被自身呼吸消耗，也未被下 一营养级和分解者利用，如果是以年为单位研究，这部 分的能量将保留到下一年，因此“未利用”是指在有限 的时间“还没来得及被利用的能量”。
能量传递效率与能量利用率的区别
下一个营养级同化的能量
1.能量传递效率=
上一个营养级同化的能量
（10％～20％）
2.能量利用率:通常考虑的是流入人体中的能量 占生产者能量的比值或流入最高营养级的能量 占生产者能量的比值。
考法二 能量流动效率复杂计算归类
1. 涉及一条食物链的能量流动的最值计算
设食物链为 A→B→C→D
能量流经第二营养级示意图
呼吸作用以热能形式散失
同化量
初级消费者 摄入量
用于生长、 发育、繁殖
粪便量
下一营养级 分解者分解 未利用
注意： ①入量=同化量＋粪便量
②消费者粪便中的能量不属于该营养级同化的能 量，属于上一营养级的能量
能 量 流 粪便
初级消费者 摄入
经
能量流动的概念和特点
能量流动的概念和特点
概念：
能量流动是指生态系统中，能量在营养级之间传递的过程。
特点：
1.单向流动：能量流动只能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：能量在传递过程中，逐级递减，不能100%地传递到下一个营养级，能量在沿食物链流动的过程中，还有部分散失。
3.食物链中营养级越多的生物，能量流动过程中损耗的能量越多。
4.生物富集作用：一些有害物质通过食物链中的营养级从一个营养级流向另一个营养级。
通过以上能量流动的特点，可以了解生态系统中能量流动的情况。
人教版生物必修三讲义：第5章 第2节 生态系统的能量流动 含答案
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。
生态学中的能量流动与物质循环
生态学中的能量流动与物质循环生态学是一门研究生物和它们与环境相互作用的科学，它是现代环保和生态建设的基础。
生态系统是生物、非生物物质和能量在一定空间和时间范围内构成的复杂组合体，其中能量流动与物质循环是生态系统的两个重要基础部分。
一、能量流动能量在生物圈中的流动是一种级联式的传递过程，从太阳光到植物，再到草食动物和食肉动物。
生态系统中的生物利用太阳光，将它们转化为可用的化学能，并在食物链中传递能量。
能量流动的过程中，会发生一定的损失，这种损失被称为热损失。
在生态系统中，能量流动存在一个层级结构，即食物链。
食物链是由生产者、消费者、食肉者和分解腐生物组成的。
以一个典型的食物链为例，太阳能-植物-草食动物-食肉动物-分解腐生物，能量从最基层的生产者，即植物，通过草食动物和食肉动物，最终被转化为分解生物的有机肥料。
由于能量在生态系统中不断流动，因此能量流动具有稳定性和持续性的特点。
只要太阳光不停止，生物系统就将没有能量消失的问题。
二、物质循环生态系统中的物质循环指不同有机物和无机物之间的转化和交换。
物质循环是一个完整的循环系统，其中包含了氮、碳、水、氧和矿物质等元素的循环过程。
氮循环是典型的物质循环模式之一。
氮是构成生物体的重要成分之一，同时也是大气中的重要成分。
氮元素通过固氮作用由大气中的氮气转化为通过植物吸收的氨或硝酸盐，然后通过食物链的传递，将氮循环到其他生物中。
随着物质循环的推进，氮又会被释放回土壤，进入生物体或重新被氧化成氮气。
另一个重要的物质循环是碳循环。
碳循环是生态系统中的最大循环系统之一，包括光合作用、呼吸、分解和燃烧等过程。
在光合作用中，植物将二氧化碳转化为有机碳，这是生物体生长和生存所必需的有机物。
有机物通过消费者食用，被氧化成二氧化碳，或通过分解和燃烧被释放成二氧化碳。
碳循环是生态系统中维持生命重要的过程之一，也是全球气候变化的重要因素。
总结生态学中的能量流动和物质循环是生态系统中的两个重要分支。
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。
人教版生物必修三第五章 第2节 生态系统的能量流动
三级消费者
赛达伯格湖的能量流动图解
12.
太阳能
生产者
5
464.6
62.
8
分解者 14.6
2.1
植食性动物 62.8
未
固
定
呼吸作用
122.6
微量
12.6
肉食性动物 12.6
未利用 327.3
营养级
生产者 植食性动物 肉食性动物
分解者
流入能量
464.6 62.8 12.6 14.6
流出能量 （输入后一个营养级）
生态系统能量流动的过程
呼吸
散失
呼吸
呼吸
呼吸
输
生产者
入
初级消 费者
次级消费 者
… 三级消
传
费者
递
分
生产者固定的太阳能总 量为流经这个生态系统 的总能量
解
者
呼吸
以有机物的形式 沿食物链和食物网 向下一营养级传递
二、能量流动的特点
1.单向流动： 不循环，不可逆
生产者 初级消费者 次级消费者
2.逐级递减：
结论：相邻营养级的传递效率大约是10%—20%。
流入某一营养级的能量，为什么不会百分之百流到下一个 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；一部分作为遗体或残枝败叶被分解 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。
生产者固定
初级消费者
分解者 (细菌、真菌等）
散失
思考： 1、兔子把草吃进肚子里,草中的能量都被兔子吸收了吗?
2、兔子吸收了能量后,这些能量有哪些去向?
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。
生物生态系统中的能量流动与物质循环
生物生态系统中的能量流动与物质循环生物生态系统是自然界中各种生物相互作用和相互依存的生态系统。
在这个复杂的系统中，能量流动和物质循环是相互作用的两个重要方面。
能量流动和物质循环的平衡与稳定对于维持生态系统的健康和生物多样性至关重要。
一、能量流动：能量是生物活动的基础，通过光合作用、化学能和热能等形式存在于生态系统中。
能量在生物体内通过食物链的传递和转化而不断流动。
1.1 光合作用：光合作用是能量转化的最初来源。
通过植物的叶绿素吸收光能，将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气。
光合作用是生物生态系统中最重要的能量转化过程，提供了大部分生态系统所需的能量。
1.2 食物链：食物链描述了生物体之间的能量流动关系。
在一个典型的食物链中，植物是第一生产者，它们通过光合作用产生能量，并成为其他生物的食物。
然后是一级消费者（草食动物），二级消费者（肉食动物）以及可能存在的更高级消费者。
能量从一个级别转移到另一个级别，同时也有部分能量通过代谢以热能的形式散失。
1.3 金字塔结构：在能量流动中，存在着能量金字塔结构。
金字塔的底部是能量的最大来源，也是能量转化效率最高的层级，随着食物链的升级，能量逐渐减少。
这意味着一个生态系统中能够维持的生物种类会越来越少。
二、物质循环：物质循环是生物生态系统中的另一个重要过程。
通过物质循环，生物体能够利用和重新利用有限的资源，并保持环境的平衡。
2.1 水循环：水循环是物质循环中最基本的过程之一。
它描述了水分在大气、地球表面和生物体之间的循环过程。
水蒸气通过蒸发、降水和融化等方式在不同的媒介之间转移，为生物提供养分和水分。
2.2 碳循环：碳循环是生态系统中的另一个重要循环过程。
通过光合作用和呼吸作用，碳在大气中和生物体之间进行转化和交换。
植物通过光合作用吸收二氧化碳，产生氧气，并将碳固定在生物体内。
而动物通过呼吸作用将氧气吸入体内，并释放二氧化碳。
2.3 氮循环：氮循环描述了氮在大气、土壤和生物体之间的循环过程。
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。
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。
生态系统的功能——能量流动和物质循环
7、 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。
易错点1 错将“相邻两营养级”的传递效率等同于“相 邻两个生物个体”间的传递效率
点 拨 能量传递效率是指“相邻两营养级”间的传 递效率，即下一营养级全部生物同化量/上一营养 级全部生物同化量×100%，而不是相邻营养级中 个体间的传递效率，如“一只狼”捕获“一只狐”时， 应获得了狐的“大部分能量”而不是获得“10%～ 20%”的能量，“所有狼”可获得“所有狐”的能量才 是10%～20%
3、每一营养级能量来源与去路的总结
4、能量流动特点及原因 ⑴单向流动——捕食关系是长期自然选择的结果，不能“ 逆转”；散失的热能不能利用，无法“循环”。 ⑵逐级递减——自身呼吸消耗＋分解者分解＋未被利用 5、能量传递效率 能量传递效率＝下一营养级的同化量/上一营养级的同化量 ×100% 一般说来，能量传递的平均效率大约为10%～20%。
A
A2
产生砖红色 沉淀
腐烂程度小于对照组
B B1
变蓝
B2
不变色
(注：结在论分A1析、B1中加微生入物碘对液落，叶在有分A2解、作B用2中加土入壤斐浸能出林分液试解中剂淀的粉)微生物
“土壤微生物的分解作用”的探究活动过程
实验假设
案例1
微生物能分解落叶使之腐 烂
案例2 自变量
对土壤高温处理
对土壤不做任何处理 土壤中是否含微生物
A杯中加入30 mL土壤浸 出液
B杯中加入30 mL蒸馏水
土壤中微生物的有无
实验现象
A1
不变蓝
在相同时间内实验组落叶
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结论：相邻营养级的传递效率大约是10%—20%。
二、能量流动的特点 2．能量传递效率：
相邻营养级的能量传递效率一般为 10～20％ 。
3．能量金字塔：如图 数量金字塔： 一般是正立的， 有时是倒立的。
特殊情况：
鸟
昆虫
鸟
昆虫
树
数量金字塔
树
能量金字塔
生 物 富 集 作 用
三、研究能量流动的实践意义 1．调整生态系统的 能量流动关系，使能量持续有效
资料 分析
热
175 58
能
200
太阳 生产者
初级消费者
30
次级消费者
5.4
875
112
分 解
者
能量流动的特点
营养级
第一营养级 第二营养级
数据分析 与处理
流到下一营 流入能量 养级的能量 出入比 KJ KJ KJ
生产者
植食性动物 肉食性动物
1250 200
200 30
16% 15%
第三营养级
30
5.4
赛达伯格湖的能量流动
12.5
P95资料分析
微量 肉食性动物 12.6 7.5
分解者 14.6
2.1
太阳能
生产者 62.8 464.6
293 96.3
植食性动物 12.6 62.8
18.8 29.3
未 固 定
5.0
呼吸作用 122.6
未利用 327.3
试计算： 从第一营养级到第二营养级的传递效率？ 从第二营养级到第三营养级的传递效率？
地流向 对人类最有益的部分 。
2．建立人工生态系统，做到对能量的多级 利用，
提高 能量利用率。
要 点
能量流动包括哪些过程： 输入，传递，转化，散失 生态系统能量的根本来源： 太阳能? 能量流动的起点： 生产者固定太阳能? 能量流动的途径（渠道）： 食物链、食物网 能量形式的变化： 光能→化学能→热能 在食物链中流动的形式： 有机物中的化学能 散失的途径和形式： 细胞呼吸，热能
生产者 （植物）
第一营养级
初级消费者 次级消费者
三级消费者
（植食性动物） （肉食性动物） （肉食性动物）
第二营养级
第三营养级
第四营养级
能量在第一营养级中的变化
一
呼吸作用
能 量 流 动 的 过 程
生产者
（植物）
用于生长 发育和繁殖
初级消费者
（植食性动物）
遗体
残骸
分 解 者
一 能 量 流 动 的 过 程
根据“赛达伯格湖的能量流动图解”， 计算相邻两个营养级间能量传递效率。
太阳能 生产者 62.8 464.6 植食性动物 12.6 62.8 肉食性动物 12.6
本营养级的同化量 未 ×100% 固 传递效率= 上一营养级的同化量 定 试计算：
从第一营养级到第二营养级的传递效率？ 13.5% 从第二营养级到第三营养级的传递效率？ 20%
4.通过以上分析，你能得出什么规律？
二、能量流动的特点 1．能量流动的特点： 单向流动，逐级递减 。
【思考】 8. 生态系统的能量流动为什么是单向的？ 食物链中的捕食关系不能逆转； 热能不能再次被固定。 9. 生态系统的能量流动为什么是逐级递减的？ 每个营养级都有部分能量通过自身的呼吸作用散失； 每个营养级都有遗体残骸经分解者的呼吸作用散失。
③贮存在有机物中的能量一部分传递给 下一营养级?，
一部分被 分解者利用并散失。
一、能量流动的过程 【思考】 在一年中兔子的摄食量为U，同化量为P，粪便量 为S，呼吸量为R，遗体残骸量为M，被摄食量为U'。 则一年中，兔子种群增长量为 U－S－R－M－U' 。
呼吸量 R 摄食量 U 同化量 P 粪便量 S 分解者呼吸作用散失 R' 生长、繁殖 U'
练习
遗体残骸 M
能量流动的过程总结
１、能量流动的起点：
从生产者固定太阳能开始
2、流经生态系统的总能量：
生产者光合作用固定的全部太阳能
3、生态系统能量流动的渠道：
食物链和食物网 热能 4|、生态系统能量的散失：
根据下图所示数据，完成以下分析： 1.请设计表格将图中数据加以整理。 2.计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营 能量流动的特点 养级能量的百分比。
一、能量流动的过程 3．能量散失
能量从生物群落进入无机环境的过程。
包括：生产者、消费者和分解者的呼吸 作用。
【思考】
5. 通过生产者、消费者和分解者的呼吸作用，将有机 物中的化学能转化为 热能和 ATP中活跃化学能，后 者分解后再以 热能形式散失。
一、能量流动的过程 4．能量转化
能量在生态系统中的转化形式。
能 量 在 第 二 营 养 级 中 的 变 化
粪便
初级消费者 摄入
分 解 者 利 用 呼 吸 作 用 散失
初级消费者 同化 用于生长 发育和繁殖
遗体
残骸
呼 吸 作 用
散失
次级消费者 摄入
生态系统中的能量流动过程
呼吸作用 呼吸作用 呼吸作用
次级消费者
呼吸作用
三级消费者
生产者 （植物）
（植食性动物） （肉食性动物） （肉食性动物）
18%
能量流动的特点
3.流入某个营养级的能量，为什么不能百分之
百地流向后一个营养级?
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个营养级，而为分解 者利用；还有一部分未能进入（未被捕食）下一个 营养级。所以，流入某一营养级的能量不可能百分 之百地流到下一个营养级。
要 点
1. 生态系统的总能量： 生产者所固定（同化）的总能量 2. 生产者的能量来源： 太阳能，或化学能 3. 每个营养级的总能量： 该级所同化的总能量 对于消费者来说，同化量=摄入量 - 粪便中的能量 4. 每个营养级的总能量有几个去向： 四个（呼吸、流入下一级、分解者、未被利用） 5. 为什么逐级递减（10%-20% ？）： 1.每个营养级生物都会呼吸消耗，热能散失 2.遗体遗物被分解者分解 3.总有一部分未被利用（自身的生长发育） 6. 为什么单向流动： 1.吃和被吃的关系不可逆转 2.生物体无法再利用细胞呼吸散失的热能
一、能量流动的过程 2．能量传递 能量在 生物群落内部的各种生物之间传递的过程。
包括：生产者固定的能量沿着食物链 传递；
每个营养级产生的遗体、残骸传递给分解者。 【思考】 3. 能量在生态系统中的传递形式 化学能。 （光能、化学能、热能、机械能）。 4. 食物链中最高营养级中的能量最终传递给 分解者。
包括： 光 能→ 化学能→ 热 能。
光能→活跃化学能→稳定化学能→活跃化学能→生命活动需要、热能
【思考】
6. 从光能到化学能依靠生产者的 光合作用，从化学能 到热能依靠各种生物的呼吸 作用。
思考与讨论：
1、生态系统中的能量流动和转化是 否遵循能量守恒定律？
遵循能量守恒定律。能量在生态系统中流动、 转化后，一部分储存在生态系统（生物体有机 物）中，而另一部分被利用、散发至无机环境 中，两者之和与流入生态系统的能量相等。
初级消费者
分解者
呼吸作用
可见能量沿着食物链流动时，每个营养级都有 能量的输入、传递、转化和散失过程。
一、能量流动的过程 1．能量输入 能量从无机环境进入生物群落的过程。 包括：生产者的光合作用和化能合成作用。
【思考】
1. 生产者固定的 太阳能总量是流经生态系统的总能量。 2. 在黑暗海底火山口周围也有较为复杂的生态系统， 其能量输入主要来自某些微生物的 化能合成作用过程。
温故而知新
1.生态系统的结构包括哪两方面？ 生态系统的组成成分；食物链和食物网 2.生态系统的成分有哪些？ 非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者 3.生态系统的营养结构是什么?
食物链和食物网
生态系统的能量流动
个体
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
能 量 流 动 的 分 析
能量 输入
个体 2
储存在体内的能量 呼吸作用散失的能量 储存在体内的能量 呼吸作用散失的能 量
个体 3
…
能量 输入 种群
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
一、能量流动的过程 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 散失
ห้องสมุดไป่ตู้
生产者 消费者 分解者
热量
热量
热量
研究生态系统的能量流动一般在群体水平上
一 能 量 流 动 的 过 程
2、能量在生态系统中是如 何传递和散失的？
2、流经某个生态系统的能量能否再 回到这个生态系统当中来？
不能，能量流动是单向的。
一、能量流动的过程 【归纳】每个营养级中的能量输入、传递和散失：
光能 同化作用 呼吸作用 生产者 下一营养级 遗体残骸
①每个营养级通过 同化作用输入能量。 ②每个营养级获得的能量部分通过 呼吸作用散失；
部分用于 生长、发育和繁殖，并贮存在有机物中。