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1、生态系统的能量流动生态系统的能量流动必备知识梳理必备知识梳理回顾基础要点回顾基础要点一、能量流动的概念和过程一、能量流动的概念和过程1.1.概念：概念：生态系统中能量的生态系统中能量的 、传递、传递、和和 散失的过程。散失的过程。2.2.能量流动的过程能量流动的过程 （1 1）能量的输入）能量的输入输入输入转化转化（2 2）能量的传递）能量的传递 传递渠道：传递渠道：。传递过程（挖掘教材传递过程（挖掘教材P P9494图图5-65-6）食物链和食物网食物链和食物网源头：太阳能。源头：太阳能。起点：从起点：从 开始。开始。总能量：总能量：。生产者固定太阳能生产者固定太阳能生产者固定的全部太阳能生
2、产者固定的全部太阳能呼吸消耗呼吸消耗同化同化生长生长发育和繁殖发育和繁殖析析图图：A A.消消费费者者摄摄入入能能量量（a a）=消消费费者者同同化化能能量量（b b）+粪粪便便中中能能量量（c c），即即动动物物粪粪便便中中能能量量不不属属该该营营养养级级同同化化能能量量，应应为为上上一一个个营营养养级级固固定定或或同同化能量。化能量。B B.消消费费者者同同化化能能量量（b b）=呼呼吸吸消消耗耗(d d)+生生长长、发发育和繁殖（育和繁殖（e e）。）。C C.生生长长、发发育育和和繁繁殖殖（e e）=分分解解者者分分解解利利用用(f f)+下下一一营营养养级级同同化化（i i）+未未被
3、被利利用用(j j)，即即消消费费者者同同化化能能量量若若为为两两部部分分之之和和是是b b=d d+e e；若若为为四四部部分分之之和和是是b b=d d+f f+i i+j j。（3 3）能量的转化和散失）能量的转化和散失 （散失）（散失）中中化学能化学能：直接用于各项生命活动：直接用于各项生命活动太阳能太阳能有机物中有机物中 光合作用光合作用生产者生产者呼吸作用呼吸作用生产者、消费者、分解者生产者、消费者、分解者化学能化学能热能热能ATPATP练一练练一练 下列关于生态系统能量流动的叙述中，正确的下列关于生态系统能量流动的叙述中，正确的 是是 （）A.A.通过消费者的粪便流入到分解者体内
4、的能量通过消费者的粪便流入到分解者体内的能量 属于消费者同化作用所获得的能量的一部分属于消费者同化作用所获得的能量的一部分 B.B.能量伴随着物质而循环流动能量伴随着物质而循环流动 C.C.生产者可通过光合作用合成有机物，并把能生产者可通过光合作用合成有机物，并把能 量从无机环境流入生物群落量从无机环境流入生物群落 D.D.当捕食者吃掉被捕食者时，捕食者便获得了当捕食者吃掉被捕食者时，捕食者便获得了 被捕食者的全部能量被捕食者的全部能量 解析解析 同化量同化量=摄入量摄入量-粪便量，粪便量不属于粪便量，粪便量不属于 同化量，故同化量，故A A、D D错。能量流动是单向的，不能错。能量流动是单向
5、的，不能 循环流动，故循环流动，故B B错。错。C二、能量流动的特点二、能量流动的特点1.1.：能量流动只能从第一营养级流向第：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，不二营养级，再依次流向后面的各个营养级，不 可可 ，也不可，也不可 。2.2.：能量在沿食物链流动的过程中传递：能量在沿食物链流动的过程中传递 效率大约为效率大约为 。单向流动单向流动逐级递减逐级递减循环流动循环流动逆转逆转1010 20%20%3.3.能量金字塔：将单位时间内各个营养级所得到能量金字塔：将单位时间内各个营养级所得到 的的 数值数值 绘成图，可形成一个金字绘成图，可形成一个金字 塔图
6、形。塔图形。（1 1）能量单向流动的原因：）能量单向流动的原因：只能从被只能从被 捕食者流向捕食者，不能逆流；捕食者流向捕食者，不能逆流；散失的热能散失的热能 不能重新利用，不能循环，只能单向。不能重新利用，不能循环，只能单向。（2 2）能量逐渐递减的原因：）能量逐渐递减的原因：自身呼吸消耗；自身呼吸消耗；分解者分解；分解者分解；未被利用。未被利用。能量能量由低到高由低到高提醒提醒三、研究能量流动的意义三、研究能量流动的意义1.1.帮助人们科学规划、设计帮助人们科学规划、设计 ，使能，使能 量得到最有效的利用。量得到最有效的利用。2.2.帮助人们合理地调整生态系统中的帮助人们合理地调整生态系统
7、中的 关关 系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部 分。分。能量流动能量流动人工生态系统人工生态系统构建知识网络构建知识网络高频考点突破高频考点突破考点一考点一 生态系统中能量流动分析生态系统中能量流动分析1.1.能量流动的过程能量流动的过程 （1 1）图示）图示提醒提醒 最高营养级能量去路只有最高营养级能量去路只有3 3个方面，少了个方面，少了传递给下一营养级这一去路。传递给下一营养级这一去路。分解者分解作用的实质仍然是呼吸作用。分解者分解作用的实质仍然是呼吸作用。流经各营养级的总能量：对生产者而言强调关流经各营养级的总能量：对生产者而言强调关键词键
8、词“固定固定”而不能说而不能说“照射照射”，对各级消费者，对各级消费者而言强调关键词而言强调关键词“同化同化”而不能说而不能说“摄入摄入”。对位训练对位训练1 1.下下图图表表示示某某草草原原生生态态系系统统中中能能量量流流动动图图解解，表表示示相相关关过过程程能能量量流流动动量量。下下列列有有关关叙叙述述 正确的是正确的是 （）A.A.是流入该生态系统的总能量是流入该生态系统的总能量 B.B.分解者分解动植物遗体释放出来的能量，可分解者分解动植物遗体释放出来的能量，可 供绿色植物再利用供绿色植物再利用 C.C.图中图中/的比值代表的比值代表“草草兔兔”的能量传递的能量传递 效率效率 D.D.
9、和和分别属于草和兔同化量的一部分分别属于草和兔同化量的一部分D2.2.下列有关生态系统能量流动的叙述中，正确的下列有关生态系统能量流动的叙述中，正确的 是是 （）A.A.一种蜣螂专以大象粪为食，则该种蜣螂最多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能获取大象所同化能量的20%20%B.B.当狼捕食兔子并同化为自身的有机物时，能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量就从第一营养级流入第二营养级 C.C.生产者通过光合作用合成有机物，能量就从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非生物环境流入生物群落 D.D.生态系统
10、的能量是伴随物质而循环利用的生态系统的能量是伴随物质而循环利用的C考点二考点二 能量传递效率及有关计算能量传递效率及有关计算1.1.能量传递效率能量传递效率 一般说来，能量传递的平均效率大约为一般说来，能量传递的平均效率大约为10%10%20%20%。能量传递效率能量传递效率=下一营养级的同化量下一营养级的同化量上一营养级的同化量上一营养级的同化量100%100%2.2.能量传递效率的相关能量传递效率的相关“最值最值”计算计算 能能量量在在流流经经各各个个营营养养级级时时，上上一一营营养养级级的的能能量量 大大约约有有1 10 0%2 20 0%传传到到下下一一营营养养级级，营营养养级级越越高
11、高，能能量量越越少少。因因此此食食物物链链越越长长，能能量量损损失失越越多多。为为了了充充分分利利用用能能量量，应应尽尽量量缩缩短短食食物物链链。有有关关 能量的能量的“最值最值”计算方法总结如下：计算方法总结如下：选最短食物链选最短食物链 知低营养级知低营养级 按按20%20%计算计算 求高营养级求高营养级 选最长食物链选最长食物链 按按10%10%计算计算获得能量最多获得能量最多获得能量最少获得能量最少 选最长食物链选最长食物链知高营养级知高营养级 按按10%10%计算计算求低营养级求低营养级 选最短食物链选最短食物链 按按20%20%计算计算需最多能量需最多能量需最少能量需最少能量 同同
12、一一食食物物链链不不同同环环节节能能量量传传递递效效率率往往往往不不完完全全相相同同，不不涉涉及及“最最 多多”、“最最 少少”，计计算算时时不不能能按按1 10 0%或或2 20 0%，而而需需按按具具体体数数值值计计算算。如如在在食食物物链链A AB BC CD D中中，能能量量传传递递效效率率分分别别为为a a%、b b%、c c%,若若A A的的能能量量为为MM,则则D D的的能能量量为为MMa a%b b%c c%。提醒提醒 假假如如一一个个人人的的代代谢谢过过程程中中，其其全全部部同同化化量量的的1 1/2 2 来来自自植植物物、1 1/2 2来来自自牛牛肉肉，并并且且能能量量在在
13、各各营营养养级级 之之间间的的传传递递效效率率为为1 10 0%。现现在在G G千千克克植植物物通通过过食食 物物链链被被摄摄入入人人体体，问问最最多多能能使使人人体体体体重重增增加加多多 少少（不不计计人人体体呼呼吸吸作作用用所所消消耗耗的的部部分分能能量量）()A.A.G/G/10 B.210 B.2G/G/11 11 C.C.G/G/55 D.55 D.G/G/280280C考点三考点三 能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔 不同的金字塔能形象地说明营养级与能量、数不同的金字塔能形象地说明营养级与能量、数 量、生物量之间的关系，是定量研究生态系统量、生
14、物量之间的关系，是定量研究生态系统 的直观体现。的直观体现。类类型型项项目目能量金字塔能量金字塔 数量金字塔数量金字塔生物量金字塔生物量金字塔含义含义各营养级固各营养级固定的总能量定的总能量每一营养级生每一营养级生物个体的数量物个体的数量每一营养级现存每一营养级现存生物的总质量生物的总质量形状形状特点特点呈正金呈正金字塔形字塔形一般呈正金一般呈正金字塔形字塔形一般呈正金字塔形一般呈正金字塔形分析分析能量流动能量流动的过程中的过程中总是有能总是有能量的耗散量的耗散 一株大树上一株大树上,鸟、虫、树鸟、虫、树的数量金字的数量金字塔的塔形会塔的塔形会发生倒置发生倒置 浮游植物的个体小浮游植物的个体小
15、,寿命短，又不断被寿命短，又不断被浮游动物吃掉，所浮游动物吃掉，所以某一时间浮游植以某一时间浮游植物的生物量（用质物的生物量（用质量来表示）可能低量来表示）可能低于浮游动物的生物于浮游动物的生物量量特别提醒特别提醒1.1.在一条食物链中，由低营养级到高营养级推算在一条食物链中，由低营养级到高营养级推算,前一营养级比后一营养级含量一定多的指标是前一营养级比后一营养级含量一定多的指标是 “能量能量”，而，而“数量数量”和和“生物量生物量”均可能出均可能出 现反例。现反例。2.2.在人工生态系统中因能量可人为补充，可能会在人工生态系统中因能量可人为补充，可能会 使能量金字塔呈现倒置状况。如人工鱼塘中
16、生使能量金字塔呈现倒置状况。如人工鱼塘中生 产者的能量未必比消费者（鱼）多。天然生态产者的能量未必比消费者（鱼）多。天然生态 系统则必须当能量状况表现为金字塔形状时，系统则必须当能量状况表现为金字塔形状时，方可维持生态系统的正常运转，从而维持生态方可维持生态系统的正常运转，从而维持生态 系统的稳定性。系统的稳定性。3 3.某某营营养养级级的的“粪粪便便”中中的的能能量量不不同同于于“尿尿液液”中的能量。前者应归于上一营养级，是未被该中的能量。前者应归于上一营养级，是未被该 营养级利用的能量（含在上一营养级同化能量营养级利用的能量（含在上一营养级同化能量 的的80%80%90%90%中）；后者则
17、归于该营养级，是该营中）；后者则归于该营养级，是该营 养级所同化的能量中的一部分（含在上一营养养级所同化的能量中的一部分（含在上一营养 级传递来的级传递来的10%10%20%20%的能量中）。的能量中）。4.4.以金字塔图形式呈现以金字塔图形式呈现 如下图所示，如果成千上万只昆虫生活在一棵如下图所示，如果成千上万只昆虫生活在一棵 大树上，鸟又以该树上的昆虫为食（食物链：大树上，鸟又以该树上的昆虫为食（食物链：树树昆虫昆虫鸟）。那么树、昆虫和鸟的能量金鸟）。那么树、昆虫和鸟的能量金 字塔、生物量金字塔和生物数量金字塔可依次字塔、生物量金字塔和生物数量金字塔可依次 表示为表示为A A、A A、C
18、C。生态系统的物质循环生态系统的物质循环 碳循环碳循环 碳元素在无机环境与生物群落之间传递时，只有生产者与无机环境之间的传碳元素在无机环境与生物群落之间传递时，只有生产者与无机环境之间的传递是双向的，其他成分都是单向的。递是双向的，其他成分都是单向的。(判断成分的依据判断成分的依据)物质循环和能量流动的关系物质循环和能量流动的关系 1图示图示思考感悟提示思考感悟提示基本技能基本技能2实验流程实验流程案例案例1案例案例2实验实验假假设设微生物能分解落叶使之腐微生物能分解落叶使之腐烂烂微生物能分解淀粉微生物能分解淀粉实实验验设设计计实验组实验组对对土壤高温土壤高温处处理理A杯中加入杯中加入30 mL土壤浸出液土壤浸出液对对照照组组对对土壤不做任何土壤不做任何处处理理B杯中加入杯中加入30 mL蒸蒸馏馏水水自自变变量量土壤中是否含微生物土壤中是否含微生物是否含有微生物是否含有微生物实验现实验现象象在相同在相同时间时间内内实验组实验组落叶腐落叶腐烂烂程度程度小于小于对对照照组组AA1不不变蓝变蓝A2产产生生砖红砖红色沉淀色沉淀BB1变蓝变蓝B2不不变变色色结论结论分析分析微生物微生物对对落叶有分解作用落叶有分解作用土壤浸出液中的微生物能分解淀粉土壤浸出液中的微生物能分解淀粉