1、第3章 生态系统及其稳定性第2节 生态系统的能量流动 第第1 1课时课时 能量流动的过程能量流动的过程问题探讨 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1只母鸡、15 kg玉米。讨论：你认为以下哪种生存策略能让你维持更长的时间等待救援你认为以下哪种生存策略能让你维持更长的时间等待救援?先吃鸡，再吃玉米先吃鸡，再吃玉米先吃玉米，同时用一部分玉米喂先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。先先后后方案方案1 1方案方案2 2一部分一部分一部分一部分能量流动能量流动概念：概念：生态系统中能量的
2、生态系统中能量的 、和和 的过程。的过程。输入输入传递传递转化转化散失散失能量的输入能量的散失生态系统 一切生命活动都伴随着能量的变化。没有能量的输入，也就没有一切生命活动都伴随着能量的变化。没有能量的输入，也就没有生命的生态系统。生命的生态系统。传递转化一、生态系统的能量流动能量流动能量流动的途径的途径：食物链和食物网食物链和食物网能量输入能量输入个体个体1 1储存在体内的能量储存在体内的能量呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量个体个体2 2储存在体内的能量储存在体内的能量呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量个体个体33以个体为研究对象，有很大的局限性和偶然性，如个体死亡，数据可能不准以个体
3、为研究对象，有很大的局限性和偶然性，如个体死亡，数据可能不准确，不同个体间差异很大，等等。确，不同个体间差异很大，等等。以个体为研究对象有以个体为研究对象有没有局限性？没有局限性？科学方法研究能量流动的基本思路能量储存能量储存种群种群能量散失能量散失能量输入能量输入以种群为研究对象有什以种群为研究对象有什么局限性？么局限性？以种群为研究对象，能量流动渠道为食物链或食物网，在分析时，可能因食以种群为研究对象，能量流动渠道为食物链或食物网，在分析时，可能因食物网的复杂性而影响结果的准确性。物网的复杂性而影响结果的准确性。能量输入能量输入个体个体1 1储存在体内的能量储存在体内的能量呼吸作用散失的能
4、量呼吸作用散失的能量个体个体2 2储存在体内的能量储存在体内的能量呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量个体个体33科学方法研究能量流动的基本思路能量储存能量储存营养级营养级能量散失能量散失能量输入能量输入将将一个营养级的所有种一个营养级的所有种群作为一个整体群作为一个整体来研究来研究能量流动，可以比较精能量流动，可以比较精确地测量每一个营养级确地测量每一个营养级能量的输入值和输出值。能量的输入值和输出值。能量输入能量输入个体个体1 1储存在体内的能量储存在体内的能量呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量个体个体2 2储存在体内的能量储存在体内的能量呼吸作用散失的能量呼吸作用散失的能量个体个体33
5、科学方法研究能量流动的基本思路生产者通过生产者通过光合作用光合作用将光能转化成为化学能，固定在它们将光能转化成为化学能，固定在它们所制造的有机物中（其次还有化能合成作用）。所制造的有机物中（其次还有化能合成作用）。1、输入生产者的能量来源（最终源头）：生产者的能量来源（最终源头）：太阳能太阳能能量流动的起点：能量流动的起点：生产者固定的太阳能生产者固定的太阳能流经生态系统的总能量：流经生态系统的总能量：生产者所固定的全部太阳能生产者所固定的全部太阳能能量输入方式：能量输入方式：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
6、太阳能总量，还有有人工补充的能量人工补充的能量（例如饲料中有机物中的化学能）。（例如饲料中有机物中的化学能）。特别提醒：各级消费者的能量来源：各级消费者的能量来源：上一营养级同化的能量上一营养级同化的能量一、生态系统的能量流动2、传递：能量传递的途径（渠道）：能量传递的途径（渠道）：食物链和食物网食物链和食物网能量传递的形式：能量传递的形式：有机物中的化学能有机物中的化学能3、转化：太阳能太阳能光合作用光合作用有机物中的化学能有机物中的化学能热能热能呼吸作用呼吸作用4、散失：以热能形式散失以热能形式散失*仅转化成热能算能量仅转化成热能算能量的转化这一步，若释放的转化这一步，若释放出热能，则属于
7、能量的出热能，则属于能量的散失。散失。散失形式散失形式：能量途径：能量途径：需要分解者的需要分解者的分解作用分解作用和每一级生物的和每一级生物的呼吸作用呼吸作用一、生态系统的能量流动1、能量流经第一营养级的过程二、能量流动的过程（1 1）输入：生产者通过光合作用）输入：生产者通过光合作用(或化能合成作用或化能合成作用)将光能（或化学能）将光能（或化学能）转化为化学能，固定在制造的有机物中。转化为化学能，固定在制造的有机物中。（2 2）起点：从生产者固定太阳能）起点：从生产者固定太阳能(或化学能或化学能)开始。开始。（3 3）数量：流经生态系统的总能量，是生产者固定的能量。）数量：流经生态系统的
8、总能量，是生产者固定的能量。1、能量流经第一营养级的过程99%99%散失散失1%1%固定固定(同化同化)生产者所生产者所固定的全固定的全部部太阳能太阳能用于生长用于生长发育和繁殖发育和繁殖初级消费者初级消费者（植食性动物）（植食性动物）分解者利用分解者利用残枝残枝 败叶败叶呼吸作用呼吸作用散失散失呼呼吸吸作作用用以热能形式以热能形式散失散失生长发育和繁殖生长发育和繁殖二、能量流动的过程能量的根本来源：太阳能能量的根本来源：太阳能储存在有储存在有机物中机物中流入第二营养级流入第二营养级初级消费者初级消费者摄入摄入初级消费者初级消费者同化同化粪便粪便分分解解者者利利用用用于生长用于生长发育和繁殖发
9、育和繁殖次级消费者次级消费者摄入摄入遗体遗体残骸残骸呼呼 吸吸作作 用用散失散失呼呼 吸吸作作 用用散散失失未利用未利用 流经第二营养级的总能量：流经第二营养级的总能量：2、能量流经第二营养级的过程二、能量流动的过程消费者摄入能量消费者摄入能量=同化量同化量+粪便能量粪便能量同化量摄入量粪便不属于该营养级同化量，应为上一营养级固不属于该营养级同化量，应为上一营养级固定或同化定或同化的的量，该部分能量最终流向分解者。量，该部分能量最终流向分解者。同化量同化量【检测】【检测】下面下面大象是植食性动物，有一大象是植食性动物，有一种蜣螂则专门以象粪为食，设大象在某种蜣螂则专门以象粪为食，设大象在某段时
10、间所同化的能量为段时间所同化的能量为10107 7kJkJ，则这部，则这部分能量中流入蜣螂体内的约为分能量中流入蜣螂体内的约为()()A.0kJ B.10A.0kJ B.106 6kJ kJ C.2C.210106 6kJ D.10kJ D.106 62 210106 6kJkJA象粪中包含生产者同化的能量，大象象粪中包含生产者同化的能量，大象同化的能量没有流入蜣螂。同化的能量没有流入蜣螂。流经第二营养级的总能量：流经第二营养级的总能量：同化量同化量2、能量流经第二营养级的过程二、能量流动的过程消费者摄入能量消费者摄入能量=同化量同化量+粪便能量粪便能量同化量摄入量粪便不属于该营养级同化量，应
11、为上一营养级固不属于该营养级同化量，应为上一营养级固定或同化定或同化的的量，该部分能量最终流向分解者。量，该部分能量最终流向分解者。流经第二营养级的总能量：流经第二营养级的总能量：同化量同化量消费者同化能量消费者同化能量=呼吸作用散失呼吸作用散失+用于生长用于生长发育和繁殖（净同化量）发育和繁殖（净同化量）=未利用未利用：未被自身呼吸作用消耗，也未被下一营养：未被自身呼吸作用消耗，也未被下一营养级和分解者利用的能量。例如，活体、石油煤炭、级和分解者利用的能量。例如，活体、石油煤炭、未被捕食的个体等。未被捕食的个体等。初级消费者初级消费者摄入摄入初级消费者初级消费者同化同化粪便粪便分分解解者者利
12、利用用用于生长用于生长发育和繁殖发育和繁殖次级消费者次级消费者摄入摄入遗体遗体残骸残骸呼呼 吸吸作作 用用散失散失呼呼 吸吸作作 用用散散失失未利用未利用2、能量流经第二营养级的过程二、能量流动的过程 能量在食物链中流动的形式：能量在食物链中流动的形式：有机物中的化学能有机物中的化学能能量流经第三、四营养级的过程与第能量流经第三、四营养级的过程与第二营养级的情况大致相同。二营养级的情况大致相同。初级消费者初级消费者摄入摄入初级消费者初级消费者同化同化粪便粪便分分解解者者利利用用用于生长用于生长发育和繁殖发育和繁殖次级消费者次级消费者摄入摄入遗体遗体残骸残骸呼呼 吸吸作作 用用散失散失呼呼 吸吸
13、作作 用用散散失失未利用未利用2、能量流经第二营养级的过程二、能量流动的过程最高营养级最高营养级摄入摄入最高营养级最高营养级同化同化粪便粪便分分解解者者利利用用用于生长用于生长发育和繁殖发育和繁殖遗体遗体残骸残骸呼呼 吸吸作作 用用散失散失呼呼 吸吸作作 用用散散失失未利用未利用最高营养级同化的能量去向有哪些？最高营养级同化的能量去向有哪些？呼吸作用中以热能的形式散失呼吸作用中以热能的形式散失未利用未利用以遗体残骸的形式被分解者利用以遗体残骸的形式被分解者利用（最高营养级没有流入下一营养级的能量（最高营养级没有流入下一营养级的能量去向去向）2、能量流经第二营养级的过程二、能量流动的过程某营养级
14、同某营养级同化量化量呼吸作用中以热能呼吸作用中以热能形式散失形式散失用于自身生长、发用于自身生长、发育、繁殖育、繁殖被分解者分解利用被分解者分解利用流入下一个营养级流入下一个营养级某营养级同某营养级同化量化量呼吸作用中以热能呼吸作用中以热能形式散失形式散失用于自身生长、发用于自身生长、发育、繁殖育、繁殖被分解者分解利用被分解者分解利用流入下一个营养级流入下一个营养级未被利用未被利用某营养级的能量某营养级的能量某段时间内某段时间内(定量定时定量定时)的能量去向的能量去向某营养级的能量某营养级的能量最终最终(定量不定时定量不定时)去向去向二、能量流动的过程3、非最高营养级同化能量的去路生产者生产者
15、 (植物植物)呼吸呼吸呼吸呼吸呼吸呼吸呼吸呼吸初级消费者初级消费者分解者分解者(细菌、真菌等）细菌、真菌等）次级消费者次级消费者三级消费者三级消费者(肉食动物肉食动物)呼吸呼吸(草食动物草食动物)（肉食动物（肉食动物)太阳太阳输入输入生产者固定的太生产者固定的太阳能总量阳能总量为流经为流经这个生态系统的这个生态系统的总能量总能量传递传递以以有机物有机物的形式的形式沿食物链沿食物链向下一营养级传递向下一营养级传递散失散失三、能量在营养级之间的传递生产者生产者(植物植物)呼吸呼吸初级消费者初级消费者(植食动物植食动物)呼吸呼吸次级消费者次级消费者(肉食动物肉食动物)呼吸呼吸分分 解解 者者呼吸呼吸
16、三级消费者三级消费者(肉食动物肉食动物)思考思考:呼吸呼吸流向分解者流向分解者的能量的能量 箭头由粗变浅：表示箭头由粗变浅：表示_ 菱形面积越来越小：表示菱形面积越来越小：表示_ _遗体残骸遗体残骸+次级消费者次级消费者的粪便量的粪便量储存在某营养级生物体内的能量越来越少储存在某营养级生物体内的能量越来越少能量单向流动，逐级递减能量单向流动，逐级递减三、能量在营养级之间的传递能量流动的渠道能量流动的渠道是是 。能量散失的途径能量散失的途径是各种生物是各种生物的的 (代谢过程代谢过程)。流动过程中流动过程中能量的转化能量的转化是太阳能是太阳能 。生产者生产者(植物植物)呼吸呼吸初级消费者初级消费
17、者(植食动物植食动物)呼吸呼吸次级消费者次级消费者(肉食动物肉食动物)呼吸呼吸分分 解解 者者呼吸呼吸三级消费者三级消费者(肉食动物肉食动物)呼吸呼吸食物链和食物网食物链和食物网呼吸作用呼吸作用有机物中的化学能有机物中的化学能热能热能三、能量在营养级之间的传递生态系统中的能量流动1.1.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？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？遵循遵循能量守恒定律能量守恒定律；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的有机物中，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
18、式散失，两者之和与流入生态系统的能量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。相等。2.2.流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来？为什么？流经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不能，因为能量流动是单向的，最终会以热能形式散失，最终会以热能形式散失。思考讨论1 1.能量的能量的最终最终源头：源头：2.2.流经生态系统的总能量是：流经生态系统的总能量是：3.3.能量流动的主渠道是：能量流动的主渠道是：4.4.能量沿营养级逐级传递能量沿营养级逐级传递：5.5.能量流经每一营养级的来源：能量流经每一营养级的来源：去向：
19、去向：太阳能太阳能生产者固定的太阳能总量生产者固定的太阳能总量食物链和食物网食物链和食物网同化量同化量流向下一营养级；流向分解者；呼吸消耗流向下一营养级；流向分解者；呼吸消耗 单向流动、逐级递减单向流动、逐级递减每级都会每级都会散失、遗弃散失、遗弃6.6.能量流动的特点：能量流动的特点：课堂小结课堂小结课堂练习课堂练习1 1、下图表示某草原生态系统中能量流动图解，下图表示某草原生态系统中能量流动图解，表示相关过程的能量表示相关过程的能量流动。下列有关叙述中，正确的是流动。下列有关叙述中，正确的是（）A A.之和是流入该生态系统的总能量之和是流入该生态系统的总能量B B.和和分别分别属于草和兔同
20、化量的一部分属于草和兔同化量的一部分C C.图中图中与与的比值代表的比值代表“草草兔兔”的能量传递效率的能量传递效率D D.该生态系统中狐的营养级别最高，该生态系统中狐的营养级别最高，获得的能量最多获得的能量最多B B流入该生态系统的总能量是草固流入该生态系统的总能量是草固定太阳能的总量定太阳能的总量,A,A项错误项错误;图中图中与的比值代表与的比值代表“兔兔狐狐”的的能量传递效率能量传递效率,C,C项错误项错误;该生态该生态系统中狐的营养级级别最高系统中狐的营养级级别最高,获获得的能量最少得的能量最少,D,D项错误。项错误。课堂练习课堂练习2 2、下列有关生态系统中食物链与能量流动的叙述下列
21、有关生态系统中食物链与能量流动的叙述，不正确的是不正确的是()A.A.能量经食物链流动时只能从较低的营养级流向较高的营养级能量经食物链流动时只能从较低的营养级流向较高的营养级B.B.食物链越长食物链越长，最高营养级获得的能量越少最高营养级获得的能量越少C.C.初级消费者含有的能量越多初级消费者含有的能量越多，次级消费者获得的能量越少次级消费者获得的能量越少D.D.生态系统中的能量最终以热能的形式散失到环境中生态系统中的能量最终以热能的形式散失到环境中C C3 3、农田生态系统中，假设有两条主要的食物链，如图。如果有人大量捕捉农田生态系统中，假设有两条主要的食物链，如图。如果有人大量捕捉蛙，短期
22、内对该生态系统造成的影响是（蛙，短期内对该生态系统造成的影响是（）A A.有利于生态系统的平衡有利于生态系统的平衡B B.水稻水稻虫害严重虫害严重C C.蛇的数量迅速增加蛇的数量迅速增加D D.鼠的数量迅速增加鼠的数量迅速增加B B大量捕捉蛙，短期内会导致害大量捕捉蛙，短期内会导致害虫数量增多，水稻虫害严重，虫数量增多，水稻虫害严重，不利于生态系统的平衡，不利于生态系统的平衡，A A错错误，误，B B正确正确;大量捕捉蛙，蛇因大量捕捉蛙，蛇因蛙的数量减少而捕食的鼠的数蛙的数量减少而捕食的鼠的数量增多，因此短期内，蛇的数量增多，因此短期内，蛇的数量会基本不变，而鼠的数量会量会基本不变，而鼠的数量
23、会迅速减少，迅速减少，C C、D D错误。错误。A A、生态系统的能量流动渠道是食物链和食物网，由于生态系统信息传递关系，能量只能由较低营养、生态系统的能量流动渠道是食物链和食物网，由于生态系统信息传递关系，能量只能由较低营养级流向较高营养级而不能逆转，级流向较高营养级而不能逆转，A A正确正确;B;B、能量流动是单向、逐级递减的，食物链越长生物呼吸作用、能量流动是单向、逐级递减的，食物链越长生物呼吸作用消耗的能量越多，最高营养级获得的能量越少，消耗的能量越多，最高营养级获得的能量越少，B B正确正确;C;C、两个营养级间的能量传递效率为、两个营养级间的能量传递效率为10%10%20%20%，
24、所以初级消费者越多，次级消费者获得的能量越多，所以初级消费者越多，次级消费者获得的能量越多，C C错误错误;D;D、流入到生态系统的能量最终都通过各、流入到生态系统的能量最终都通过各种生物的呼吸作用以热能的形式散失到环境中，种生物的呼吸作用以热能的形式散失到环境中，D D正确。正确。德育微课堂1 1、下列关于食物链和食物网的叙述，错误的是（下列关于食物链和食物网的叙述，错误的是（）A A食物网中的不同植食性动物属于同一营养级食物网中的不同植食性动物属于同一营养级B B食物链和食物网为物质循环和能量流动提供了渠道食物链和食物网为物质循环和能量流动提供了渠道C C食物网中每种生物都会占有多条食物链
25、食物网中每种生物都会占有多条食物链D D难降解的有害物质会沿着食物链进行转移和富集难降解的有害物质会沿着食物链进行转移和富集2 2、我国谚语中的我国谚语中的“螳螂捕蝉螳螂捕蝉,黄雀在后黄雀在后”体现了食物链的原理。若鹰迁入了蝉、体现了食物链的原理。若鹰迁入了蝉、螳螂和黄雀所在的树林中螳螂和黄雀所在的树林中,捕食黄雀并栖息于林中。下列叙述正确的是捕食黄雀并栖息于林中。下列叙述正确的是()A A鹰的迁入增加了该树林中蝉及其天敌的数量鹰的迁入增加了该树林中蝉及其天敌的数量B B该生态系统中细菌产生的能量可流向生产者该生态系统中细菌产生的能量可流向生产者C C鹰的迁入增加了该生态系统能量消耗的环节鹰的迁入增加了该生态系统能量消耗的环节D D鹰的迁入改变了该生态系统能量流动的方向鹰的迁入改变了该生态系统能量流动的方向C CC C作业3 3、能量流动的内容不包括（、能量流动的内容不包括（）A A能量输入能量输入 B B能量传递能量传递 C C能量散失能量散失 D D能量循环能量循环课本课本6060页页1 1、2 2题题作业D D
