第四章农业生态系统的能量流动
、本章学习目标：
重点掌握：农业生态系统能流调控途径；能量分析方法
一般掌握：林德曼效率；农业生态系统能量的来源与流动途径；初级生产与次级生产的
关系；人工辅助能对农业生产的影响
识记：食物链与食物网、辅助能、生态金字塔的概念
二、本章主要内容
一）农业生态系统能量的来源
1. 生态系统能量的基本形式在生态系统中，能量有三种表现形式，即日光能、
生物化学能和热能。
2. 生态系统的能量来源
地球生态系统的能量90% 以上有来自于日光能，另外不足10% 是来自于地热能、潮汐
能、风能、水能等。太阳辐射能以电滋波的形式投射到地球。
来自太阳的能量是生态、经济和社会系统的基础动力，经过绿色植物的光合作用，太阳
能被转化为有机态的化学能，贮存于植物体内．这些贮存的化学能随绿色植物进入食物链，
在流经食物链各环节的过程中，生物质被动物和微生物消化和分解，贮存的化学能经过不同
的转化过程最终以热能的形式散发到大气中——这就是自然生态系统的能流过程。
农业生态系统能量来源一部分与自然生态系统一样来自日光能，各种农业生物生长需要
依靠太阳光完成光合作用，转化日光能为贮存于生物质中的化学能。但是，农业生态系统还
要另一项重要的能量来源，那就是人工辅助能。
人工辅助能：指人类通过各种生产活动所投入到农业生态系统中的人力、畜力、燃料、
电力、机械、化肥、农药、饲料等。
食物链：指生态系统中生物组分通过吃与被吃的关系彼此连接起来的一个序列，组成个整体，就像一条链索一样，这种链索关系就被称为食物链。
在自然界，一个完整和发育成熟的生态系统常具有这样一条典型的食物链：植物-—食草动物—一级食肉动物——二级食肉动物——顶级食肉动物。
营养级：食物链上能量和物质被暂时贮存和停留的位置，也即每一种生物所处的位置（环节）称为营养级。
食物链在不同生态系统中均可以按食物链的发端和生物成员取食的方式归纳为三种类
型：
1）捕食食物链：亦称为草牧食物链，这种食物链起始于植物，经过食草动物，再到
食肉动物这样一条以活有机体为能量来源的食物链类型。
2）腐食食物链：亦称残屑食物链，是指以死亡有机体或生物排泄物为能量来源，在
微生物或原生动物参与下，经腐烂、分解将其还原为无机物并从中取得能量的食物链类型。
3）寄生食物链：是以活的动植物有机体为能量来源、以寄生方式生存的食物链。
混合食物链：在农业生态系统中，为了充分合理的利用能量与物质， 人类常有目的的将 食物链组合到一块， 形成了既有活食性生物， 又有腐生性生物，甚至还有寄生性生物的混合 食物链。
食物网：在生态系统中，各种生物成员之间的取食与被取食关系, 数情况是交织在一起，一种生物常常以多种食物为生，而同一食物又往往被多种消费者取
食, 于是就形成了生态系统内多条食物链相互交织，互相联结的“网络”，这种网络被称为“食
物网”（如下图）。
现存量和所含能量一般呈现出基部宽， 顶部尖的立体金字塔形， 用数量表示的称为数量金字 塔，用生物量表示的称为生物量金字塔，用能量表示的称为能量金字塔（如下图）。往往不是单一的，多
一个简化的草原生态系统食物网
生态金字塔：是生态学研究中用以反映食物链各营养级之间生物个体数量、
生物量和能 量比例关系的一个图解模型。由于能量沿食物链传递过程中的衰减现象， 使得每一个营养级 被净同化的部分都要大大地少于前一营养级。 因此，当营养级由低到高，其个体数目， 生物 f
i
傷
A'
生态金字塔
林德曼效率：美国生态学家林德曼对食物链进行研究时发现营养级之间的能量转化效率
平均大致为十分之一，其余十分之九由于消费者采食时的选择浪费，以及呼吸排泄等被消耗了，这个发现被人们称为林德曼效率或十分之一定律。
农业生态系统能量流动途径
1.第一条路径（主路径）：植物有机体被一级消费者（食草动物）取食消化，称为二
级生产者，二级生产者又被称为二级消费者（食肉动物）所取食消化，称为三级生产者，还
有四、五级生产者等。能量沿食物链各营养级流动。每一营养级都将上一级转化而来的部分
能量固定在本营养级的生物有机体中，但最终随着生物体的衰老死亡，经微生物分解全部能
量逸散归还于非生物环境。
2 .第二条路径：在各个营养级中都有一部分死亡的生物有机体，以及排泄物或残留体
进入到腐食食物链，在分解者（微生物）的作用下，这些复杂的有机化合物被还原为简单的
C02、H20和无机物质。有机物质中的能量以热量的形式消散于非生物环境。
3 .第三条路径：无论那一级生物有机体在其生命代谢过程中都要进行呼吸作用，在这
个过程中生物有机体中存贮的化学潜能做功，维持了生物的代谢，并驱动了生态系统中物质
流动和信息传递，生物化学潜能也转化为热能，消散于非生物环境中。
4.以上三条路径是所有生态系统能量流动的共同路径, 对于开放的农业生态系统而言,
能量流动的路径也更为多样。从能量来源上讲，除了太阳辐射能之外，还有大量的辅助能量
的投入，人工辅助能的投入并不能直接转化为生物有机体内的化学潜能, 大多数在做功之后以热能的形式散失，它们的作用是强化、扩大、提高生态系统能量流动的速率和转化率，间接地促进了生态系统的能量流动与转化。从能量的输入来看，随着人类从农业生态系统内取走大量的农畜产品，大量的能量与物质流向系统之外，形成了一股强大的输出能流，这是农业生态系统区别于自然生态系统的一条能流路径，也称为第四条能流路径。
农业生态系统的生产力
初级生产：主要是指绿色植物通过光合作用固定太阳光能并转化为贮存在植物有机体中的化学潜能的过程，这是生态系统能量流动的基础。因此，绿色植物（还包括一些化能合成
细菌）被称为初级生产者。
次级生产：指消费者、还原者利用初级生产量进行的同化、生长、发育和繁殖后代的过程，这些利用初级生产量实现了能量再一次贮存和积累的异养生物被称为次级生产者。
次级生产是初级生产以外的有机体的生产，即消费者、分解者利用初级生产的有机物质
进行同化作用，表现为自身的生长、繁殖和营养物质的储存。
农业生态系统的辅助能
辅助能：除太阳辐射能之外，生态系统接收的其它形式的能量统称为辅助能，包括自然辅助能与人工辅助能，投入到农业生态系统的主要是人工辅助能。
根据辅助能的来源，可将辅助能划分为自然辅助能和人工辅助能。
自然辅助能的形式有风力作用、沿海和河口的潮汐作用、水体的流动作用、降水和蒸发
作用。
人工辅助能包括生物辅助能和工业辅助能两类。
人工辅助能的投入是农业生态系统与自然生态系统的最重要的区别。
能量产投比：是衡量能量效率的主要指标，它的涵义是投入一个单位能量所能产出的单
位能量数。
过度依赖人工辅助能带来的负面问题：
过量和不合理施用的化肥、农药带来了面源污染、硝酸盐污染、农药残留问题越来越突
出；难以降解地膜的大量使用影响土壤质量；农业与其他水用户争夺十分有限的水资源使得
水资源愈发紧缺。同时，人工辅助能多数消耗的是化石能源，随着国际能源的紧张，农业用
燃油以及制造化肥、农机、农药等耗能的价格，必将不断上涨，从而增加生产成本。
农业生态系统的能量分析与调控
一）农业生态系统的能量分析步骤
1．确定系统的边界
2．确定系统的组成成分及其相互关系
3．确定各组分之间的实物能量流动或输入输出量。
4．将实物量换算为能量。
5．绘制能流图。
6、能流分析
分析指标与方法：
1）输入能量的结构分析
2）能量结构分析
3）能量转化效率分析
4）综合分析及评价
二）农业生态能流的调控途径
农业生态系统能流调控的途径应围绕“扩源、强库、截流、减耗”四个方面来做文章。
1．扩源
初级生产所固定的太阳光能是生态系统的基础能流来源。扩大绿色植被面积，提高对太阳光能的捕获量。将尽可能多的太阳光能固定转化为初级生产者体内的化学潜能，为扩大生
强化库的转化效率，以保证有较大的生物能产出 ,具体可以从两个方面考虑：一是从生物体
本身对能量的储存能力和转化效率考虑； 二是从外界生存环境对生物的影响考虑， 加强辅助 能的投入， 为生物的生长发育创造一个良好的环境， 从而提高了对太阳光能的利用效率和对 生物化学能的转化效率。 3．截流
野生杂草和牲畜粪便等副产品， 将其中的生物能通过农牧结合、 多级利用、 沼气发酵等方法 尽可能地用于生态系统内的转化。
4．减耗
降低消耗， 节约能源， 减少能源的无谓损失， 发展节能、 节水、 节地、 降耗的现代农业。
如开发普及节柴灶， 节能炉具、 节水灌溉、 立体种植， 推广少耕、 免耕， 改进化肥施用技术， 减少水土流失等等。
本章小结
能量是生态系统赖以存在和发展的基础， 本章在介绍了与能量相关的几个重要生态学概
念和原理的基础上， 介绍了农业生态系统的能量来源和流动途径。 重点介绍了农业生态系统 的初级生产及次级生产以及人工辅助能在提高农业系统生产力的作用； 的基本步骤和方法，总结了农业生态系统能量利用效率提高的调控途径。
三、本章思考题
1. 次级生产在农业生态系统中的地位和作用。
2. 人工辅助能对农业增产的意义是什么？
3. 提高能量转化效率的途径是什么？
态系统能流规模奠定基础。包括发展立体种植，提高复种指数，合理轮作， 组建农村复合系 统，乔、灌、草结合绿化荒山、荒坡等措施都是扩大生态系统基础能源的有效方法。 2．强库 生态系统中能流和物质被暂时固定与贮存的地方称为库。 从能流贮存角度讲主要是指植 物库和动物库， 这也是农业生态系统物质生产力的具体体现者。 强库是指加强库的储存能和 通过各种渠道将能量尽量的截留在农业生态系统之内， 扩大流通量， 提高农业资源的利 用效率，减少对化石辅助能的过分依赖。主要途径有：（ 1）开发新能源，如发展薪炭林， 兴办小水电，利用风能、太阳能、地热能等。
2）提高生物能利用率，充分利用作物秸秆、
最后介绍了能量分析
生态系统能量流动过程分析 1．下面为能量流经某生态系统第二营养级的示意图[单位：J/(cm2·a)]，据图分析，有关说法正确的是( ) A．该生态系统第一营养级同化的能量至少为400 B．第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量是100 C．能量由第二营养级到第三营养级的传递效率是20% D．该生态系统第三营养级同化的能量是15 2．如图所示桑基鱼塘生态系统局部的能量流动，图中字母代表相应的能量。下列有关叙述不正确的是( ) A．如果c1表示蚕传递给分解者的能量，则b1表示未被 利用的能量 B．图中b表示桑树呼吸作用散失的能量 C．图中的c可表示桑树用于生长、发育、繁殖的能量 D．图中d1/d可以表示第一营养级到第二营养级的能量传递效率 3．如图为草原生态系统的能量流动图解模型，A、B、C分别表示流入各营养级的能量，D、E、F分别表示各营养级生物用于生长、发育、繁殖的能量，G、H、I分别表示草、兔子、狼呼吸作用消耗的能量，J、K、L分别表示流入分解者的能量。下列说法中正确的是( ) A．图中A＝D、B＝E、C＝F B．K中能量包括兔子尸体及狼粪便中的能量 C．食物链中能量最少的是分解者所处的营养级 D．第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是E/D 4．(2015·茂名模拟)下列对人工鱼塘生态系统的分析，合理的是( ) A．消费者同化的能量往往大于生产者所固定的太阳能B．生态系统中能量流动不是逐级递减的 C．调查该生态系统中某鱼类密度常用的方法是样方法D．该生态系统的功能只有物质循环和能量流动 5．如图为某人工松林18年间能量流动情况的调查统计(单 位略)，有关说法正确的是( ) A．“能量Q”是指生产者固定的太阳能总量 B．无需人工能量投入该松林就可维持其稳定性 C．18年间该松林中分解者获取总能量是285×1010 D．动物的存在加快了人工松林的物质循环 6．下表是某营养级昆虫摄食植物后能量流动的情况，下 列说法不正确的是( ) 项目昆虫摄食量昆虫粪便量昆虫呼吸消耗量昆虫生长的能量 能量(kJ) 410 210 130 70 A. B．昆虫同化的能量中约有35%用于其生长、发育和繁殖 C．昆虫的后一个营养级能够获得的能量最多为14 kJ D．昆虫的前一营养级的能量至少为1 000 kJ
1．下表是某农田生态系统中田鼠种群摄食植物后能量流动情况，下列有关叙述错误的是 A．田鼠同化的能量中有35%用于其生长发育和繁殖 B．田鼠粪便量属于其同化能量中流向分解者能量的一部分 C．以田鼠为食的天敌最多可获得的能量为1.4×109J/（hm2·a） D．田鼠的上一营养级同化的能量至少为3.5×1010J/（hm2·a） 【答案】B 109J/（hm2·a），C正确；田鼠的上一营养级同化的能量至少=7.0×109/20%=3.5×1010J/（hm2·a），D 正确。 2．如图所示为某食物链中各个营养级共有的能量流动情况，其中a～d代表能量值。请回答下列问题： （1）a、b、c的数量关系可以表示为，d代表。 （2）若图示为第一营养级的能量流动情况，则图中缺少的能量流向是，该能量流向的能量值范围为。 （3）若图示为第二营养级的能量流动情况，假设该动物的摄入量为e，为了提高该动物的食物利用率，应提高（用字母表示）的值。如果该动物为恒温动物，在气温逐渐降低时，假设b保持 不变，则b/a的值将（填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】（1）b=a+c流向分解者的能量值 （2）流向下一（第二）营养级的能量0.1b～0.2b （3）b/e（或b）减小
0.1b～0.2b。（3）要提高该动物的食物利用率，需提高同化量与摄入量的比值或提高同化量的值，即 提高b/e（或b）的值。当气温逐渐降低时，恒温动物为了维持体温的恒定，势必增加呼吸散失量（a），因此，在b保持不变的情况下，b/a的值将减小。 1．如下图甲表示某生态系统的能量锥体图，P为生产者，Q1为初级消费者，Q2为次级消费者。现对图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析，其中分析不正确的是（注：图乙中a、a1、a2表示上一年留下来的能量，e、e1、e2表示呼吸消耗量） A．b＋c＋d＋e为本年度流入该生态系统的总能量 B．c1表示初级消费者中被次级消费者所同化的能量 C．b和d之一可代表生产者传递给分解者的能量 D．初级消费者产生的粪便中所含的能量包含在c中 【答案】D 【解析】本题考查的是能量流动的相关知识。b＋c＋d＋e为生产者光合作用利用的光能，即本年度流入该生态系统的总能量，A正确；图中Q1为初级消费者，Q2为次级消费者，因此c1表示初级消费者中被次级消费者所同化的量，B正确；生产者的能量去向有四个方面：自身呼吸消耗（e）、被下一营养级利用（c）、被分解者分解、未被利用，因此b和d之一可代表生产者传递给分解者的能量，C正确；初级消费者产生的粪便中所含的能量未被初级消费者同化，因此不包含在c中，D错误。
生态系统的主要功能——能量流动与物质循环 1．(2018·江西四校联考一)如图为生态系统碳循环示意图，图中字母代表生态系统组成成分，数字表示碳的流动过程。下列叙述正确的是( ) A．图中生产者、A、B、C构成了两条食物链 B．大力增强过程①可一定程度缓解温室效应 C．经过程③的碳全部储存于B体内的有机物中 D．农业上的中耕松土可以加强过程⑦ 解析根据碳循环示意图中箭头的指向可判断A、B、C分别表示大气二氧化碳库、消费者、分解者，食物链是由生产者、消费者构成的，分解者不参与构成食物链，A错误；过程①主要表示生产者通过光合作用固定大气中的二氧化碳，因此，大力增强过程①可在一定程度上缓解温室效应，B正确；经过程③(捕食作用)的碳有一部分储存于B体内的有机物中，有一部分通过B自身的呼吸作用以二氧化碳的形式释放到大气中，C错误；农业上的中耕松土可以提高土壤的通气量从而加强分解者的分解作用，即过程⑥，D错误。 答案 B 2．(2018·贵阳市监测)某农田中有如下食物链：甲→乙→丙。下列有关分析错误的是( ) A．若乙的数量突增，短时间内种群丙的数量会增加 B．丙为肉食性动物，该种群的同化量少于乙种群同化量 C．丙天敌的引入增加了该农田生态系统能量消耗的环节 D．该农田生态系统中细菌产生的能量可流向甲 解析分析食物链，乙是丙的食物，乙数量增多，短时间内丙的数量会增多，A正确；乙以生产者为食，丙以乙为食，因此丙为肉食性动物，丙属于第三营养级，乙属于第二营养级，由于能量逐级递减，因此丙的同化量少于乙，B正确；若引入丙的天敌，食物链延长，则以热能形式散失的能量会增多，C正确；生态系统中能量流动不可循环，大部分细菌是分解者，甲为生产者，分解者产生的能量不能流向生产者，D错误。 答案 D 3．(2018·湖南五市十校教改共同体联考)某河流中有如下食物链：绿藻→植食性小鱼→肉食性鱼。如图表示该食物链中各生物在河流不同深度的分布情况。下列有关分析错误的是( )
《生态系统的能量流动》教案 一、教材分析 .本节内容的地位 本节在教材中属于人教07版高中生物必修3稳态与环境第5章第2节“生态系统的能量流动”，生态系统的主要功能是物质循环和能量流动，所以本节内容是本章的重点之 一。由于“能量”的概念比较抽象，学生已经在物理、化学 的学习中逐步建立了能量、能量传递、能量守恒等一些基本 概念；在生物学中，学生已学习了“储存能量的物质”、“能量代谢”等内容，这些都是理解本节内容的基础，在教学中 要紧紧依托这些知识。 2.教学重点和难点 生态系统的主要功能是物质循环和能量流动，本节的教 学重点确定为：生态系统能量流动的过程和特点。由于“能 量”的概念比较抽象，而生活中形成模糊混乱的前概念对本 节内容的影响，生态系统能量流动的过程成为难点，尤其是 能量流经第二营养级过程难以整理清楚。 3.教学目标 二、学情分析及教学策略 .学情分析 高中学生认知特点鲜明，他们喜欢发现式学习，讨论式 学习，批判式学习，抽象逻辑思维能力和自主学习能力都有
了一定的发展，以“光合作用”和“呼吸作用”为基础，学 生基本了解各营养级之间的能量变化关系。 2.教学策略 基于学情分析和创建活跃课堂思维的基本理念，确定了 以情境问题驱动的自主、合作式建构能量流动模型的教学策 略。按照“感知——理解——应用”的认知过程，力求把“讲堂”变为“学堂”，使学生在教师设计的情景中，充分发挥 其主观能动性，让他们去感知、体验、思考；教师在整个教 学过程中是学生学习的组织者、设计者和引导者。 三、教学过程 .引入 假设你像鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，那里除了有 能饮用的水以外，几乎没有任何事物。你随身尚存的食物只 有一只母鸡、15kg玉米。 你认为以下哪种方法能让你存活更长时间： .先吃鸡，再吃玉米。 2.先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋， 最后吃鸡。 学生回答，不论哪种答案，都要陈述理由，锻炼了分析 问题的能力同时充分调动了学习积极性。学生带着问题完成 课程学习，最后再陈述答案及依据，学习的魅力便在这一猜 测一匡正的过程中。
高考常考，重点强化，思维建模，跨越障碍，全取高考拉分题 热点1能量流动分流模型解读 1.能量流经不同营养级示意图 2.构建能量流动模型(表示方法) 方法一： 说明：两个去向：同化量(b)＝呼吸作用消耗量(d)＋用于生长发育和繁殖的能量(e)；摄入量(a)＝同化量(b)＋粪便量(c) 方法二：
说明：三个去向：同化量＝呼吸作用消耗量＋分解者分解量＋下一营养级的同化量 方法三： 说明：四个去向：同化量＝自身呼吸作用消耗量(A)＋未利用(B)＋分解者的分解量(C)＋下一营养级的同化量(D) 【典例】如图是生态系统的能量流动图解，N1～N6表示能量数值。请回答下列有关问题。 (1)流经该生态系统的总能量为(用N1～N6中的字母表示)。 (2)由初级消费者传递给蜣螂的能量为。 (3)图中N3表示________________________________________________________。 (4)能量由生产者传递给初级消费者的传递效率为。(用N1～N6中的字母表示)。 (5)生态系统具有自我调节能力的基础是。若要提高生态系统的抵抗力稳定性，一般可采取的措施为______________________________________________。
审题指导 答案(1)N2(2)0(3)生产者用于生长、发育和繁殖的能量(4)N5/N2×100% (5)负反馈调节增加各营养级的生物种类 1.(2019·辽宁东北育才学校模拟)如图是某池塘生态系统中能量流经贝类的示意图，下列分析错误的是() A.D代表细胞呼吸，一部分能量在细胞呼吸中以热能形式散失 B.B是贝类用于自身生长、发育和繁殖所需的能量 C.贝类摄入的能量就是流入这个生态系统的总能量 D.生态系统的能量流动离不开物质循环和信息传递 解析D代表细胞呼吸，一部分能量在细胞呼吸中以热能形式散失，A正确；A 是贝类的同化量，其中一部分通过呼吸作用散失，一部分用于生长、发育和繁殖等生命活动，B正确；生态系统中的能量流动从生产者固定能量开始，通常，生产者固定的总能量是流入生态系统的总能量，C错误；能量流动和物质循环是同时进行的，二者彼此依存，不可分割，生命活动的正常进行离不开信息传递，D 正确。 答案 C
《生态系统的能量流动》教案 《生态系统的能量流动》教案 一、教材分析 1.本节内容的地位 本节在教材中属于人教07版高中生物必修3稳态与环境第5章第2节“生态系统的能量流动”，生态系统的主要功能是物质循环和能量流动，所以本节内容是本章的重点之一。由于“能量”的概念比较抽象，学生已经在物理、化学的学习中逐步建立了能量、能量传递、能量守恒等一些基本概念；在生物学中，学生已学习了“储存能量的物质”、“能量代谢”等内容，这些都是理解本节内容的基础，在教学中要紧紧依托这些知识。 2.教学重点和难点 生态系统的主要功能是物质循环和能量流动，本节的教学重点确定为：生态系统能量流动的过程和特点。由于“能量”的概念比较抽象，而生活中形成模糊混乱的前概念对本节内容的影响，生态系统能量流动的过程成为难点，尤其是能量流经第二营养级过程难以整理清楚。 3.教学目标 二、学情分析及教学策略 1.学情分析
高中学生认知特点鲜明，他们喜欢发现式学习，讨 论式学习，批判式学习，抽象逻辑思维能力和自主学习 能力都有了一定的发展，以“光合作用”和“呼吸作用”为基础，学生基本了解各营养级之间的能量变化关系。 2.教学策略 基于学情分析和创建活跃课堂思维的基本理念，确 定了以情境问题驱动的自主、合作式建构能量流动模型 的教学策略。按照“感知——理解——应用”的认知过程，力求把“讲堂”变为“学堂”，使学生在教师设计 的情景中，充分发挥其主观能动性，让他们去感知、体验、思考；教师在整个教学过程中是学生学习的组织者、设计者和引导者。 三、教学过程 1.引入 假设你像鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，那里除 了有能饮用的水以外，几乎没有任何事物。你随身尚存 的食物只有一只母鸡、15kg玉米。 你认为以下哪种方法能让你存活更长时间： 1.先吃鸡，再吃玉米。 2.先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。 学生回答，不论哪种答案，都要陈述理由，锻炼了
生态系统的能量流动 1、生态系统中的能量流动 （1）概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。 （2）过程:见下图。 （3）分析： ◆输入途径：主要是生产者的光合作用。 ◆起点：从生产者固定太阳能开始，流经一个生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量。 ◆渠道：食物链和食物网。 ◆能量流动中能量形式的变化：太阳光能→生物体有机物中的化学能→热能（最终散失） ◆能量在食物链（网）中流动形式：有机物中的化学能。 ◆能量传递效率= ◆能量散失的主要途径：细胞呼吸（包括各营养级生物本身的呼吸及分解者的呼吸） ◆能量散失的形式:热能（呼吸作用产生） 2、能量在流经每一营养级时的分流问题： （1）能量来源 ①生产者的能量来自太阳能。 ②各营养级消费者的能量一般来自上一个营养级。 同化量=摄入量－粪便中所含能量 （2）能量去路 ①每个营养级生物细胞呼吸产生的能量一部分用于生命活动，另一部分以热能形式散失。 ②每个营养级生物有一部分能量流到后一个营养级（注意：最高营养级无此途径）。 ③每个营养级生物的遗体、粪便、残枝败叶中的能量被分解者分解而释放出来。 ④未被利用的能量（储存在煤炭、石油或化石中的能量，最终去路是上述三个途径） （3）流入某一营养级的能量来源和去路图解 前一营养级同化的能量 后一营养级同化的能量
3、能量流动特点： ★单向流动：生态系统内的能量只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向下一个营养级，不能逆向流动，也不能循环流动。 ★逐级递减：能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%-20%。 单向流动原因： ①在食物链中，相邻营养级生物吃与被吃的关系不可逆转。 ②各营养级的能量大部分以细胞呼吸产生热能的形式散失掉，这些能量是无法再利用的。 逐级递减原因： ①每个营养级的生物都会因细胞呼吸消耗相当大的一部分能量，供自身利用和以热能形式散失。 ②每个营养级中的能量都要有一部分流入分解者。 ③每个营养级的生物总有一部分能量不能被下一营养级利用。 【提醒】上一个营养级未散失的能量是否能全部传递到下一个营养级？为什么？ ◆捕食不彻底：当动物体在捕食猎物时，由于相互之间经过长期的自然选择，捕食者能够捕食到 猎物，但不可能将其种群中的全部个体捕食。 ◆摄食不彻底：当动物捕食成功后，在取食对方时，也不可能将对方的所有有机物全部吃下。 ◆消化不彻底：当动物将食物摄取到消化道中之后，也不可能将其中的全部营养都能吸收。 【特别提示】 （1）能量传递效率的计算 如某食物链中，生物A到生物B的能量传递效率为：。 若在食物网中，则A传递给下一个营养级的的能量传递效率为：。 （2）一条食物链中营养级一般不超过4-5个。原因是：能量传递效率为10%-20%，传到第4-5营养级时，能量已经很少了，再往下传递不足以维持一个营养级。 4、能量金字塔 （1）概念：各个营养级单位时间内所得到的能量数值，由低到高绘制成图，可形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔。 （2）意义：从能量金字塔可以看出，在一个生态系统中，营养级越多，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。
生态系统中能量流动的计算类型分析生态系统中能量流动的计算是近几年高考的热点，考生常因缺乏系统总结和解法归纳而容易出错。下面就相关问题解法分析如下: 一、食物链中的能量计算 1.已知较低营养级生物具有的能量(或生物量)，求较高营养级生物所能获得能量(或生物量)的最大值。 例1.若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第四营养级生物最多能获得的能量是( ) A. 24kJ B. 192kJ C.96kJ D. 960kJ 解析:据题意，生态系统固定的总能量是生态系统中生产者(第一营养级)所固定的能量，即24000kJ，当能量的传递效率为20%时，每一个营养级从前一个营养级获得的能量是最多的。因而第四营养级所获得能量的最大值 为:24000×20%×20%×20%=192kJ。 答案:D 规律:已知较低营养级的能量(或生物量)，不知道传递效率，计算较高营养级生物获得能量(或生物量)的最大值时，可按照最大传递效率20%计算，即较低营养级能量(或生n物量)×(20%)(n为食物链中由较低营养级到所需计算的营养级的箭头数)。 2.已知较高营养级的能量(或生物量)，求较低营养级应具备的能量(或生物量)的最小值。 例2.在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体重增加1 kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物量为( ) A. 25 kg B. 125 kg C. 625 kg D. 3125 kg
解析:据题意，要计算消耗的第一营养级的生物量，应按照能量传递的最大效率20%计4算。设需消耗第一营养级的生物量为X kg，则X=1?(20%)=625 kg。 答案:C 规律:已知能量传递途径和较高营养级生物的能量(或生物量)时，若需计算较低营养级应具有的能量(或生物量)的最小值(即至少)时，按能量传递效率的最大值20%进行计n算，即较低营养级的生物量至少是较高营养级的能量(或生物量)×5(n 为食物链中，由较低营养级到所需计算的营养级的箭头数)。 3.已知能量的传递途径和传递效率，根据要求计算相关生物的能量(或生物量)。 例3.在能量金字塔中，生产者固定能量时产生了240molO，若能量传递效率为10%,15%2 时，次级消费者获得的能量最多相当于多少mol葡萄糖,( ) A.0.04 B. 0.4 C.0.9 D.0.09 解析:结合光合作用的相关知识可知:生产者固定的能量相当于240?6,40mol葡萄糖;生产者的能量传递给次级消费者经过了两次传递，按最大的能量传递效率计算，次级消费者获得的能量最多相当于40×15%×15%,0.9mol葡萄糖。 答案:C 规律:已知能量传递效率及其传递途径时，可在确定能量传递效率和传递途径的基础上，按照相应的能量传递效率和传递途径计算。 二、食物网中能量流动的计算 1.已知较高营养级从各食物链中获得的比例，未告知传递效率时的能量计算。 例4.右图食物网中，在能量传递效率为10%,20% 时，假设每个营养级的生物从前一营养级的不同生物
生态系统能量流动相关计算题型 1.若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第四营养级生物最多能获得的能量是（ B ） A. 24kJ B. 192kJ C.96kJ D. 960kJ 2.在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体重增加1 kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物量为（ C ） A. 25 kg B. 125 kg C. 625 kg D. 3125 kg 3.在能量金字塔中，生产者固定能量时产生了240molO2，若能量传递效率为10%～15%时，次级消费者获得的能量最多相当于多少mol葡萄糖？（ C ） A.0.04 B. 0.4 C.0.9 D.0.09 4.在某生态系统中，1只2 kg的鹰要吃10 kg的小鸟，0.25 kg的小鸟要吃2 kg的昆虫，而100 kg的昆虫要吃1000 kg的绿色植物。若各营养级生物所摄入的食物全转化成能量的话，那么，绿色植物到鹰的能量传递效率为（ C ） A. 0.05% B. 0.5% C. 0.25% D. 0.025% 5.某个生态系统中，生产者和次级消费者的总能量分别是E1和E3，在下列几种情况中，可能导致生态平衡被破坏的是（ C ） A. E1＞100E3 B. E1＜100E3 C. E1＜25E3 D. E1＞25E3 6.右图为某生态系统食物网简图，若E生物种群总能量为， B生物种群总能量为，从理论上计算，A贮存的总能量最少 为（ B ） A. B C. D. 7. 已知某营养级生物同化的能量为1000kJ，其中95%通过呼吸作用以热能的形式散失，则其下一营养级生物获得的能量最多为（ C ） A. 200kJ B. 40kJ C. 50kJ D. 10kJ 8.在“棉花→棉蚜→食蚜蝇→瓢虫→麻雀→鹰”这条食物链中，如果食蚜蝇要有5m2的生活空间才能满足自身的能量需求，则一只鹰的生活空间至少是（ D ） A. B. C. D. 9.具有三个营养级的能量金字塔，最上层的体积是最下层的（ B ） A. 10%~20% B. 1%~4% C. 0.1%~1% D. 1%~10% 10.如果一个人食物有1/2来自绿色植物，1/4来自小型肉食动物，1/4来自羊肉，假如传递效率为10%，那么该人每增加1千克体重，约消耗植物（ D ） A. 10千克 B. 28千克 C. 100千克 D. 280千克 11．在如图食物网中，a表示动物性食物所占比例，若鸟要使体重增 加x，至少需要生产者量为y，那么x与y的关系可表示为(C) A．y≥90xa＋10x B．y≤20xa＋5x C．y≥20xa＋5x D．y≥100xa＋10x 12.下图所示的食物网中，C生物同化的总能量为a，其中A生物 直接供给C生物的比例为x，则按最低的能量传递效率计算，需 要A生物的总能量（y）与x的函数关系式为y＝100a－90ax 。
5.2生态系统的能量流动 高中生物备课组主讲人：王春玉 一、教学目标 1、知识性目标 ⑴、理解生态系统能量流动的概念。 ⑵、描述生态系统能量流动的过程和特点（重点）。 ⑶、说出研究生态系统能量流动的意义。 2、技能性目标 ⑴、引导学生用数据来分析能量流动的特点，让学生在归纳总结的基础上，阐述出生态系统能量流 动具有的两个特点。 ⑵、指导学生构建能量流动的概念模型、数学模型、物理模型。 ⑶、对生态系统中能量的流入和流出加以分析，培养知识迁移和运用能力。 3、情感性目标 ⑴、通过小组分工与自主性学习相结合，培训同学发现问题解决问题以及与他人合作交流的能力。 ⑵、注重生态学观点的培养，同时关注农业的发展和生态农业的建设。 ⑶、培养实事求是的科学态度，树立科学服务于社会的观点。 二、教学重点和难点 重点：描述生态系统能量流动的过程和特点。 难点：引导学生用数据来分析能量流动的特点，让学生在归纳总结的基础上，阐述出生态系统能量流动具有的两个特点。 三、教具：多媒体课件
附件1能量流动的概念模型
生产者 植食动物 肉食动物 顶位肉食动物 分解者 入射光能 118872 能量A 118432 0.25 0.05 贮存 输出 有机物输入 12 5 2 ① 5.1 0.5 2.1 ① 9 3 70 23 4 ① ① ② ① 附件2能量流动的数学模型与物理模型 数学模型：第n 营养级获得的能量最多为 最少为 物理模型：能量金字塔 附件3能量流动的经典例题 请同学们讨论：该生态系统中，流经该生态系统的总能量是多少？第二营养级到第三营养级的能量 传递效率是多少？ 五、教学反思 本教案已多次用于实际教学中，课后我对整节课作了反思，归纳以下几点： 1、 成功点 教学中，由于引入了网络功能，使得教学中知识点更加生动，便于理解。同时我努力引导学生通过多手段、多角度的探索，多次运用模型构建的方法分析问题、解决问题，发展创新意识。使学生能很好的理解并运用所学知识。 2、 疑惑点 本节课知识点多且难，而课标要求只能用一课时来教学。故教学中难度与广度很难把握。知识点稍为拓深，时间就会超出要求。如何做到在一节课内，完成本节课所以知识点，还需探讨更有效率的教学方法。 3、 感悟点 通过追踪教学过程，审视教学环节。我发现兴趣仍是大部分学生的学习推动力。而通过多媒体的教学手法则很好的调动了学生的学习兴趣。当然，认真严谨的教学设计也是必需的。如今，网络已经改变了人们的生活。若能合理的搜索网络资源并整合到教学中，将于教于学都大有裨益。这方面我还需要努力。
能量流动经典例题 1.如图若草固定的太阳能转化的有机物为1000 kg ；又假如每个营养级的生物被2种生物捕食时各食一半，则鹰最少增加 （ ） A ．1 2.75 kg B ．15.25 kg C ．7.75 kg D ．21 kg 2.下图表示某草原生态系统中能量流动图解，①～④表示相关过程能量流动量。下列有关叙述正确的是( ) A ．①是流入该生态系统的总能量 B ．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 C ．图中②/①的比值代表“草→兔”的能量传递效率 D ．③和④分别属于草和兔同化量的一部分 3、如图所示的一个食物网（能量传递效率按10%计算），则下列叙述正确的是 ①该食物网中初级消费者只有昆虫，次级消费者只有鸟 ②昆虫属于第一营养级，鸟属于第二营养级 ③若绿色植物固定的太阳能总量为M ，昆虫获得的总能量为m1,鸟获得的总能量为m2,则M>m1+m2 ④在鸟类的食物构成中，若动物性食物和植物性食物各占一半，则鸟类增加能量A 时，生产者需提供能量为55A A.①② B.①③ C.②③ D.③④ 4、下图为生态系统中食物链所反映出的能量流动情况，图中箭头符号为能量的流动方向，单位 为kcal/(m3·年)。下列说法正确的是( ) ①在入射的太阳能中，生产者只利用了其中的1%左右 ②分解者可利用来自各营养级转移到A 中的所有能量 ③消费者营养级别越高，可利用的总能量越多 ④当人们把生产者当作食物时，可获得更多的能量 A ①② B ．①④ C ②④ D ．③④ 5、在某草原生态系统能量流动过程中，假设羊摄入体内的能量为n ，羊粪便中的能量为36%n ，呼吸作用散失的能量为48%n ，则( ) A ．羊同化的能量为64%n B ．贮存在羊体内的能量为52%n C ．由羊流向分解者的能量为16%n D ．由羊流向下一营养级的能量为64%n 6、如图所示，下列有关生态系统的表述正确的是 A.若图中A 、B 、C 依次表示同一个种群中老、中、幼年龄段个体数量，则此种群为增长型种群 B.若A 、B 、C 为某生态系统中的三个营养级，则A 、B 、C 构成该生态系统的生物群落 C.若A 、B 、C 为某生态系统中的三个种群，并且形成A →B →C 的食物链，那么A 、B 、C 不一定符合能量金字塔 D.若A 、B 、C 为某生态系统中的三个营养级，B 、C 中不会出现同一生物种群 7、如下图为生态系统中能量流动图解部分示意图，①②③④各代表一定的能量值，下列各项中正确的是 A ．①表示流经生态系统内部的总能量 B ．一般情况下，三级消费者增加1 kg ，至少需要生产者100 kg C ．生物与生物之间捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具单向性 D ．从能量关系看②≥③＋④1 8.某生态系统中初级消费者和次级消费者的总能量分别是W 1和W 2，当下列哪种情况发生时，最有可能使生态平衡遭到破坏（ ） A. 2110W W > B. 215W W > C. 2110W W < D. 215W W < 9、某生态系统中存在如图所示的食物网，如将C 的食物比例由A ∶B=1∶1调整为2∶1，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载C 的数量是原来的 A.1.875倍 B.1.375倍 C.1.273倍 D.0.575倍 10、如图所示食物网中，E 是生产者，共含有7.1×109 kJ 的能量，B 生物种 群总能量为2.3×108 kJ ，从理论上计算A 最多获得的能量是 11、在如图食物网中，a 表示鸟的动物性食物所占比例，若要使鸟体重增加x ，最多需要生产者量为y ，那么x 与y 的关系可表示为
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。 (1)流经生态系统的总能量：是生产者通过光合作用所固定的全部太阳能。 (2)渠道：食物链和食物网。 (3)能量转化：太阳能→有机物中的化学能→热能(最终散失)。流动形式是有机物中的化学能。 (4)散失途径：呼吸作用，包括各个营养级自身的呼吸消耗以及分解者的呼吸作用。
(5)能量散失的形式：以热能形式散失。 2．过程图解 在各营养级中，能量的三个去路：通过呼吸作用以热能的形式散失；流向下一营养级生物利用；被分解者利用。 3．特点：单向流动和逐级递减。 4．意义 ①帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到有效的利用。 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。 判断下列有关能量流动叙述的正误。 (1)生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到(2011·海南卷，2A)(√) (2)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能(×) (3)沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用(2010·新课标全国卷，5C)(×) (4)多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多(2010·江苏卷，11C)(√) (5)流经第二营养级的总能量指次级消费者摄入到体内的能量(×) (6)某营养级生物的粪便量属于上一营养级生物的同化量(√) 临考视窗高考侧重于考查能量流动的过程、特点及有关计算。以流程图、表格数据、示意图的形式命题，考查学生图文转换、获取信息的能力。 (2014·河南郑州一模)如图是一个处于平衡状态生态系统的能量流动图解，其中A、B、C、D分别代表不同营养级的生物类群，对此图解理解正确的一项是( ) A．流经该生态系统的总能量就是A通过光合作用固定的太阳能减去自身呼吸消耗的能量 B．D中所含的能量与C中所含的能量之比就是能量从C传递到D的效率 C．B同化的能量要大于B、C、D呼吸消耗的能量之和 D．由于流经该生态系统的总能量是一定的，所以B获得的能量越多，留给C、D的能量就越少 [自主解答] ________ 解析：流经该生态系统的总能量就是A通过光合作用固定的太阳能，A 错误；能量从C传递到D的效率是指D同化的能量与C同化的能量之比，B错误；B同化的能量要大于B、C、D呼吸消耗的能量之和，因为还有一部分能量流向了分解者，C正确；B获得的能量越多，留给C、D的能量也越多，D错误。 答案： C 【互动探究】 1.流入量与同化量是什么关系？同化量、摄入量与粪便量
知识点一能量流动的过程 1．如图是某个农业生态系统的结构模式图，该图中能表示生态系统能量流动的箭头的是 ( ) A．①③B．②③⑤C．①③④D．②⑤ 答案 C 解析农作物的能量可传给人、鸡、猪、牛，而鸡、猪、牛的能量也可传给人；但人和鸡、猪、牛的能量不能传给农作物，这是由食物链的方向决定的。 2．在一个草原生态系统中，如果要研究被第二营养级羊同化的能量去向，不应包括下列选项中的( ) A．羊的呼吸消耗量B．羊的粪便量 C．羊的生长量D．部分死亡羊的重量 答案 B 解析生产者所固定的能量被第二营养级摄入后，一部分被第二营养级的生物同化，用于生长、发育和繁殖及通过呼吸作用消耗，还有一部分未被同化，通过粪便等排出体外。 因此羊的粪便量不是被羊同化的能量去向。 3．如图表示某草原生态系统中的能量流动图解，①～④表示相关过程的能量数值。下列有关叙述正确的是( ) A．①是流入该生态系统的总能量 B．分解者获得的能量最少 C．图中②/①的值代表草→兔的能量传递效率 D．③和④分别属于草和兔同化量的一部分 答案 D 解析流入该生态系统的总能量应该是草同化的总能量，①代表的是兔同化的总能量； 能量流动的特点是单向流动、逐级递减的，所以食物链中营养级级别最高的狐获得的能量最少；图中②代表的是狐同化的总能量，则②/①的值代表兔→狐的能量传递效率； 兔粪便中的能量并不是兔同化量的一部分，而是草同化量的一部分，兔遗体、残骸中的
能量属于兔同化量的一部分。 知识点二能量流动的特点及相关计算 4．在一个生态系统中，已知初级消费者与次级消费者的个体数分别为N1、N2，个体平均重量分别为M1、M2，则下列关系式正确的是( ) A．N1·M1＞N2·M2B．N1·M1＜N2·M2 C．N1·M1＝N2·M2D．N1·M1≥N2·M2 答案 A 解析能量流动是逐级递减的，一般生物量可以代表能量值，所以N1·M1＞N2·M2。5．以下表示动物利用食物的过程，下列分析正确的是( ) 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 答案 C 解析恒温动物相对于变温动物来说，代谢强，所以呼吸代谢消耗量相对多，有机物积累少，④/③值一般低于变温动物；相邻两个营养级的能量传递效率是10%～20%，哺乳动物与其上一个营养级(食物)之间的传递效率表示为③/(①＋未获取量)；提高圈养动物的生长量应该提高③/②值，这样才能促使有机物积累；食肉哺乳动物与食草哺乳动物的③/②值无法比较。 6．下列关于生态系统的能量流动的叙述中，不正确的是( ) A．能量流动是单向的、不循环的 B．食物链越短，可供最高营养级消费者获得的能量越多 C．初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少 D．营养级越多，散失的能量越多 答案 C 解析次级消费者获得的能量为初级消费者总能量的10%～20%。初级消费者越多，向下可传递的能量也就越多，因此次级消费者获得的能量也越多。 知识点三研究能量流动的实践意义 7. 2009年我国各地粮食蔬菜价格不断攀升，导致肉、蛋类食物价格不断上涨，并且后者价 格一直远高于前者价格。从生态学观点来看，这主要是因为( ) A．动物饲养麻烦、投资大 B．动物性食品营养价值高
教 学 案 例 年级：高三 科目：生物 姓名：吴晓庆
必修三第五章第二节生态系统的能量流动 一、教学前的准备 该课是人教版《稳态与环境》第五章《生态系统及其稳定性》中的重点内容。本节以“生态系统的结构”为基础，起着承上启下的作用，同时也可以与光合作用、呼吸作用、体温调节等知识建立联系，其又直接关系到物质循环和生态系统稳定性的学习。根据本节特点，准备用一课时，采用多媒体教学来讲授新课。预计课题导入5分钟左右，教师引导性学习10分钟左右，学生自主性学习25分钟左右。 二、教学目标的确定 1、知识性目标 ⑴、理解生态系统能量流动的概念。 ⑵、描述生态系统能量流动的过程和特点（重点）。 ⑶、说出研究生态系统能量流动的意义。 2、技能性目标 ⑴、引导学生用数据来分析能量流动的特点，让学生在归纳总结的基础上， 阐述出生态系统能量流动具有的两个特点。 ⑵、指导学生构建能量流动的概念模型、数学模型、物理模型。 ⑶、对生态系统中能量的流入和流出加以分析，培养知识迁移和运用能力。 3、情感性目标 ⑴、通过小组分工与自主性学习相结合，培训同学发现问题解决问题以及与 他人合作交流的能力。 ⑵、注重生态学观点的培养，同时关注农业的发展和生态农业的建设。 ⑶、培养实事求是的科学态度，树立科学服务于社会的观点。 三、教学思路 该课直接从教材中“问题探讨”提供的素材引入，让学生设计相关的食物链（网），激发学生学习的兴趣，建立能量在食物链中流动的感性认识。接下来从学生熟悉的生物在个体水平分析出能量流动的来源和去路。提出“能量流动的研究对象是什么？”。再从生态系统水平（个体->种群->营养级）总结能量流动过程的图解，并从中概括出能量流动的概念，同时构建新的能量流动的概念模型。然后利用多媒体展示林德曼的研究资料，引导学生利用表格进行分析，探讨能量流动过程的特点，并学会计算能量的传递效率。然后让学生根据能量流动的特点构建数学模型与物理模型（能量金字塔）。最后利用典型的习题来加强对知识的理解，并投影出整节课的知识要点体系，以便帮助形成系统的认识。 在教学过程中以问题讨论为主线，问题设计由浅入深，得出结论。引导学生利用已有知识，自主获取新知识，从而突破教学的难点。同时在教学中，重视“分析和处理数据”技能的训练，让学生体验整理数据、处理数据、分析数据，并最终用数据说明生物学现象和规律。
生态系统能量流动练习 1.下图为生态系统能量流动示意图，下列叙述正确的是( ) A．B2表示初级消费者的摄入量 B．D3中包含了次级消费者粪便中的能量 C．流经该生态系统的物质和能量可循环利用 D．第二营养级流向第三营养级的能量传递效率为(C2／B2)×100％ 2.右图是一个农业生态系统模式图，关于该系统的叙述，错误的是（） A. 微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量 B. 多途径利用农作物可提高该系统的能量传递效率 C. 沼渣、沼液作为肥料还田，使物质能够循环利用 D. 沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者 3.在某草原生态系统能量流动过程中，假设羊摄入的能量为n，羊粪 便中的能量为36%n，呼吸作用散失的能量为48%n，则() A．羊同化的能量为64%n B．贮存在羊体内的能量为52%n C．由羊流向分解者的能量为16%n D．由羊流向下一营养级的能量为64%n 4.某生态系统中初级消费者和次级消费者的总能量分别是W1和W2，当下列哪种情况发生时，最有可能使生态平衡遭到破坏（） A． W1>10W2 B． W1>5W2 C． W1<10W2 D． W1<5W2 5.在右图所示食物网中，E是生产者，共含有7.1×109kJ的能量，B生物种群总能 量为2.3×108kJ，从理论上计算A最多获得的能量是() A2.84×108kJ B．2.38×108kJ C．1.41×109kJ D．3.05×108kJ 6.在如图所示的食物网中，假如猫头鹰的食物有2/5来自于兔子， 2/5来自于鼠，1/5来自于蛇，那么猫头鹰若增加20 g体重，最 少需要消耗植物() A．600 g B．900 g C．1 600 g D．5 600 g
生态系统计算专题
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高中生物生态系统计算专题 一、生态系统能量流动的相关计算 (一) （二）生态系统的能量流动 1.生态系统的能量流动定义:生物系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程,输入生态系统总能量通常是生产 者固定的太阳能, 2.每一营养级能量来源与去路的分析 (1）动物同化的能量＝摄入量－粪便有机物中的能量，即摄入的食物只有部分被同化。例如蜣螂利用大象的粪便获得能量，就不能说蜣螂获得了大象的能量。 （2）流入一个营养级的能量是指被这个营养级的生物所同化的全部能量。 能量的来源与去路: 错误!错误! 错误!错误! 即某营养级同化的能量＝呼吸散失的能量＋被下一营养级同化的能量＋分解者利用的能量＋未被利用的能量。 （三）对能量流动的理解 “能量流动”是生态系统的基本功能之一，能量是维持生态系统存在和发展的动力。 生态系统总能量来源： 生产者固定太阳能的总量 源头 光能 能量输入 相关生理过程 光合作用、化能合成作用 总能量 生产者固定的太阳能总量 能量的传递 传递形式：有机物 传递渠道：沿食物链和食物网 能量的散失 相关生理过程 细胞呼吸 形式 热能 能量流动特点 ①单向流动;②逐级递减 能量传递效率 10%～20%(有关计算) （及时巩固) 1、下图是某生态系统有关功能的示意图。下列叙述正确的是（ ） 结生态系统的组 食物链和食物网生态系统 的稳定性 恢复力稳定性：生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的 抵抗力稳定性：生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持 信息 功物质 能量
主要知识点梳理一、能量流动的过程及特点
二、能量流动的意义 ◆可以帮助人们科学规划，设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用 ◆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对人类最有益的部分 金题精讲 题一： 右图为某生态系统的能量流动简图，下列叙述错误的是（） A. 甲是生产者，乙是消费者 B. 该生态系统是开放的 C. 能量通过光合作用固定并进入系统，可以 热能形式输出 D. 甲、乙和分解者所贮存的能量之和是输入 该生态系统的总能量 题二： 以下表示动物利用食物的过程： 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 题三： 下图是麻风树林中两个营养级的能量流动图解，已知麻风树同化的总能量为N。方框中字母代 表能量，下列叙述不正确的是（） A.从麻风树注入下一营养级的能量传递效率为B/N B. D是指呼吸作用消耗的能量 C. B是第二营养级用于生长发育和繁殖的能量 D.该图解中不包含非生物的物质和能量 题四： 下图是生态系统的能量流动图解，N1-N6表示能量数值，请据图分析回答： （1）流经该生态系统的总能量为_____（用N1-N6中的字母表示）由初级消费者传递给蜣螂
的能量为______。能量由生产者传递给初级消费者的传递效率为_____（用N1-N6中的字母表示）。由图可知初级消费者同化的能量有两个去向：一部分在呼吸作用中以热能形式散失，一部分用于__________。 （2）当生态系统处于相对稳定的状态时，初级消费者的种群数量一般处于______（填K或K/2）值，此时种群数量的增长速率为_____ 。 （3）生态系统具有自我调节能力的基础是______ 。 （4）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）。 课后拓展练习 题一 四川地震造成了大熊猫自然保护区受到不同程度的破坏，该过程中不会出现的现象是（）A．生态系统的各组成成分发生变化B．生态系统的营养结构发生变化 C．各营养级之间的能量流动方向发生变化D．部分生物种群的密度会发生变化 题二 下图表示一草原土壤中硝酸盐含量与牧草数量的关系。土壤中硝酸 盐含量下降的原因是（） A．消费者排泄量增加 B．牧草的根增加 C．分解者数量增加 D．牧草枯死量增加 题三 研究人员在对甲、乙两个不同的生态系统调查后发现，两个生态系统的生产者总能量相同，甲生态系统只有初级和次级消费者，乙生态系统则有初级、次级、3级和4级消费者。如果其他的因素都一样，则下列选项叙述正确的是（） A．甲生态系统中现存的消费者的总能量大于乙生态系统中现存的消费者的总能量 B．甲生态系统的消费者总能量小于生产者同化的总能量，但乙生态系统则相反 C．甲、乙生态系统的消费者总能量都大于生产者同化的总能量 D．乙生态系统的消费者总能量大于甲生态系统的消费者总能量 题四 如图1表示生态系统中各成分之间的联系，图2为一定时间内某一生态系统中的几个种群的数量变化曲线。据图分析，下列说法错误的是（）