生态系统的能量流动-2026届高考生物一轮复习课件（全国通用）

46讲 生态系统的能量流动研究能量流动的基本思路 能量流经一个种群的情况可以图示如下： 以个体为研究对象，有很大的局限性和偶然性，如果个体死亡，数据可能不准确；不同个体间差异过大。 如果将这个种群作为一个整体来研究，则左图可以概括成下图形式，从中可以看出分析能量流动的基本思路。 如果以种群为研究对象，能量流动的渠道为食物链，在分析时，可能因为食物网的复杂性而影响结果的准确性。 如果将一个营养级的所有种群作为一个整体，那么左图将概括为何种形式呢？ 可以比较精确地测量每一个营养级能量的输入值和输出值。一、生态系统的能量流动1、能量流动的概念：生态系统中能量的 、 、 和 的过程。输入传递转化散失以 形式散失生产者固定的太阳能+补充食物链和食物网有机物中的化学能热能输入太阳能传递转化散失若为人工生态系统，流经生态系统的总能量除生产者固定的太阳能总量，还有 能量。人工补充的1%可见光能量流经生物个体的过程分 解 者呼 吸 作 用生态系统能量流动在营养级层次研究生产者初级消费者(绿色植物)次级消费者(植食性动物)(肉食性动物)二 . 能量流动的过程：生态系统中能量的传递是沿食物链和食物网渠道进行的。呼吸作用以热能形式散失草固定的能量将何去？1%生长、发育和繁殖储存起来呼吸作用散失自身生长发育繁殖流向分解者流入下一营养级生产者固定的太阳能未被利用讨论: 如果只在某个时间段分析去向，生长发育繁殖的能量还有哪些去向？1.能量流经第一营养级的过程生产者初消兔吃草后能将摄入的草全部同化吗？同化呼吸作用摄入生长发育和繁殖储存起来同化量=摄入量粪便量－是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身物质，并且储存能量的过程。同化作用：2.能量流经第二营养级的过程粪便属于上一营养级的同化量能量流经第三、四及最高营养级的过程是怎样的呢？呼吸作用散失同化量摄入量流入下一营养级被分解者利用用于自身生长、发育和繁殖的部分粪便量未利用（活体、石油煤炭）2.第二营养级能量的能量流动【归纳小结】被分解者利用流入下一个营养级未利用呼吸作用＋＋被分解者利用流入下一个营养级呼吸作用＋＋＋呼吸作用归纳概括能量流动过程：1、每个箭头及箭头的方向大小、菱形方块的大小代表什么含义？2、初级消费者粪便中的能量属于以上哪个颜色箭头的部分？3、初消同化量如何表示？4、初消用于生长、发育、繁殖的能量如何表示？①②③④⑤④①或②+③+④①－③或②+④方框从大到小表示随营养级的升高，储存在生物体内的能量越来越少。箭头从粗到细，表示流入下一营养级的能量逐级递减生态系统中的能量流动 1.生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律，为什么？ 遵循； 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的有机物）中，另一部分在呼吸作用中以热能的形式散失，两者之和与流入生态系统的能量相等； 2.流经生态某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来？为什么？ 不能，因为能量流动是单向的；【名师解读1】（1）并不是所有生态系统的能量输入都只有生产者。 人工鱼塘等生态系统的输入能量还包括饲料中有机物中的能量。（2）能量流动 只在食物链（网）中传递。 生产者、消费者、分解者的遗体中的能量会流入分解者。（3）生产者同化的能量就是其通过光合作用制造的有机物中的能量，即总光合作用量。 用于生产者自身生长、发育和繁殖的能量需除去其呼吸消耗的能量，即 。（4）初级消费者同化量中流入分解者的能量=并不是净光合作用量初级消费者遗体残骸 + 次级消费者粪便中所含的能量。①摄入量≠同化量：摄入量－粪便中的能量才是同化量，动物的粪便不曾被动物消化吸收而同化，不属于同化量，如兔吃草时，兔粪便中的能量应为草流向分解者的能量，而不属于兔的同化量。②粪便中的能量≠尿液中的能量：粪便中的能量不属于动物同化量，但尿液中尿素所含能量应属于动物同化量的一部分。　　　【名师解读2】导学案P26右2.某同学绘制了下图所示的能量流动图解，正确的是（ ）A. 生产者固定的总能量可表示为(A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2)B. B2表示初级消费者用于生长、发育、繁殖的能量C. 流入初级消费者的能量为(A2+B2+C2)D. W1=D1+D2一.理解常考的两种能量流动模型1.第二营养级的能量流动过程模型利用“拼图法”构建能量的流动模型：输入第一营养级的能量(W1)，被分为两部分：一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了(A1)，一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖(B1＋C1＋D1)。而后一部分能量中，包括现存的植物体中的能量(B1)（即未利用）、流向分解者的能量(C1)、流向下一营养级的能量(D1)。导学案P26右2.某同学绘制了下图所示的能量流动图解，正确的是（ ）A. 生产者固定的总能量可表示为(A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2)B. B2表示初级消费者用于生长、发育、繁殖的能量C. 流入初级消费者的能量为(A2+B2+C2)D. W1=D1+D2A一.理解常考的两种能量流动模型1.第二营养级的能量流动过程模型 为了研究能量流经生态系统的食物链时，每一级的能量变化和能量转移效率，美国生态学家林德曼对一个结构相对简单的天然湖泊—赛达伯格湖的能量进行了定量分析。太阳能未固定生产者464.662.812.6呼吸作用122.67.5分解者14.612.5未利用327.329.35.0塞达伯格湖能量流动图解植食性动物62.8肉食性动物12.696.318.8293分析塞达伯格湖的能量流动微量“未固定”“未利用”导学案P26左下1. 用表格的形式，将图中的数据进行整理。2. 计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营养级能量的百分比。464.662.813.5%62.812.620.1%12.696.312.529318.82.129.3/5.0微量7.5输出（去路）逐级递减2分钟：阅读P56，并填出表格中的数据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？ 各营养级的能量都有一部分通过呼吸作用散失； 一部分未被下一营养级利用； 一部分被分解者分解。4.从方向上看，能量流动是否会逆转，能不能循环流动？为什么？（1）生态系统各营养级间取食和被食的关系是不可逆的。（2）各营养级通过呼吸作用散失的热能不能再被生物利用。不会逆转，不能循环流动。因为：三、能量流动的特点及原因：(1)单向流动①不可逆：②不循环：(2)逐级递减只能由低营养级流向高营养级释放的热能不能被重新利用①每一营养级呼吸作用消耗；②总有一部分能量未被下一营养级利用；③各营养级能量被分解者分解释放了。任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。否则该系统将退化甚至崩溃。教材P57：学科交叉能量传递效率：一般10-20%营养级数量：一般不超过5个营养级（原因：在一个生态系统中，营养级越多，能量损耗就越大。）（1）生物之间的捕食关系是长期自然选择的结果，一般不可逆转； （2）各营养级呼吸作用散失的热能无法再利用。关于能量传递效率的计算1.相邻营养级的能量传递效率：10%～20%，计算方法如下：该营养级同化量上一营养级同化量×100%能量传递效率＝2.食物链中高低营养级之间能量最值计算：设食物链“甲→乙→丙”。(1)假如现有甲100kg，则最多可使丙增重____kg；最少可使丙增重____kg。4能量传递效率按20%来算(2)假如要使丙增加2kg，则最多要消耗甲______kg；最少要消耗甲_____kg。1能量传递效率按10%来算20050能量传递效率按10%来算能量传递效率按20%来算浮游植物浮游动物小鱼大鱼1000kg10%10%10%20%20%25kg1kg例.大鱼体重增加1kg，最多( 或至少）需要浮游植物多少千克? 最多消耗： ，选 食物链。 最少消耗： ，选 食物链。÷10%或（×10）最长÷20%或（×5）最短练．根据图示的食物网，若黄雀的全部同化量来自两种动物，蝉和螳螂各占一半，则当绿色植物增加G千克时，黄雀增加体重最多是(　　)千克A．G/75　　　B．3G/125C．6G/125 D．G/550A(3)在能量分配比例已知时，按比例分别计算，最后相加。例.如图食物网中，猫头鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇，则猫头鹰的体重若增加20 g，至少需要消耗植物的重量为(　　)A．600 g　　　　 B．900 gC．1600 g D．5600 gB（4）能量来源比例改变的计算：在具体计算时务必先明确分流比例，再确定求解中应“正推”（乘法）还是“逆推”（除法）。例.在如图所示的食物网，如将A流向B和C的比例由B∶C＝1:1调整为1:2，能量传递效率按10%计算，C获得的能量是原来的_______倍。1.27 设现有A能量为X，当A流向B和C的能量为1:1时，C获得的能量为：例.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）]，下列说法错误的是（ ）A. 图中A代表的生理过程是呼吸作用B. 第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为15.6%C. 该生态系统中生产者固定的总能量是9.6x104kJ/（m2·a）D. 捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性C(5)具有人工能量输入的能量传递效率计算请同学们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。四.生态金字塔包括能量金字塔、数量金字塔和生物量金字塔。只有生产者和消费者 能量金字塔： 自然生态系统中都是上窄下宽的正金字塔形。每一营养级生物所含能量的多少每一营养级生物个体的数目每一营养级所容纳的有机物的总干重能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐步递减一般生物有机物的总质量沿食物链升高逐级递减正金字塔形一般为正金字塔形，也有倒金字塔一般为正金字塔形 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(用质量来表示)可能低于浮游动物的生物量列表比较三种生态金字塔四、能量流动的实践意义①帮助人们将生物在时间、空间上合理配置，增大流入生态系统的总能量。②研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。（提示：废弃物的利用）秸秆喂牲畜，获得肉、蛋、奶等；用牲畜粪便生产沼气，沼气池中的沼渣还可以作为肥料还田。实现能量多级利用，从而大大提高能量的利用率。能否提高量传递效率？（≠能量的传递效率）③研究生态系统的能量流动，还可以帮助人们合理地调整生态系统的能量流动关系，使能量持续高效地流向人类最有益的部分。牲畜过少，不能充分利用牧草所提供的能量；牲畜过多，就会造成草场的退化，使畜产品的产量下降。稻田除草、除虫合理确定草场的载畜量，①可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入生态系统的总能量。如：间作套种、多层育苗、稻萍蛙立体结构能量流动的实践意义：（背！）②可以帮助人们科学规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。如秸秆喂牲畜、沼气池③还可以帮助人们合理的调整生态系统的能量流动关系，使能量持续高效地流向人类最有益的部分。合理畜牧、农田除草。(1)一只狼捕食了一只兔子，则该狼就获得了这只兔子能量的10%～20%。[2016·江苏卷，16C(改编)]( ) 提示　能量传递效率是指相邻营养级之间同化量的比值。(2)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。(2015·海南卷，25D) ( ) 提示　还有流向分解者。××再见