生态系统能量流动的过程

考点63 生态系统的能量流动1．能量流动的过程（1）概念理解（2）流动过程①能量流动的渠道是食物链和食物网。

②能量散失的途径是呼吸作用(代谢过程)。

③流动过程中能量的转化是太阳能→有机物中的化学能→热能。

2．能量流动的特点及意义（1）能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值。

相邻营养级之间的传递效率一般为10%～20%，若将单位时间内各个营养级所得到的能量数值由低到高可绘成能量金字塔。

（2）能量流动的特点：单向流动、逐级递减。

（3）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。

考向一能量流动的过程1．某生态系统中有A、B、C、D四种生物，构成食物链A→B→C，D为分解者，如图是该生态系统中能量流入B处发生的一系列变化示意图，下列说法错误的是A．图中的甲表示B的同化量，乙表示B用于生长、发育和繁殖的能量B．参与丁过程的都是异养型生物，包括细菌、真菌等C．当生态系统处于相对稳定状态时，B的种群数量一般处于K/2D．图中D的能量不全部来自B生物【参考答案】C归纳整合每一营养级的能量来源与去路分析消费者摄入能量(a)＝消费者同化能量(b)＋粪便中能量(c)，即动物粪便中能量不属于该营养级同化能量，应为上一个营养级固定或同化能量。

消费者同化能量(b )＝呼吸消耗(d )＋用于生长、发育和繁殖(e )。

生长、发育和繁殖(e )＝分解者利用(f )＋下一营养级同化(i )＋未被利用(j )。

所以有：（1）未被利用的能量：包括生物每年的积累量和动植物残体以化石燃料形式被储存起来的能量。

（2）一个营养级所同化的能量＝呼吸消耗的能量＋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。

（3）动物同化的能量与摄入量之间的关系：动物同化的能量＝摄入量－粪便有机物中的能量，即摄入的食物只有一部分被同化。

生态系统能量流动知识点一、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，称为生态系统的能量流动。

二、能量流动的过程。

1. 能量的输入。

- 源头：太阳能。

- 输入生态系统的总能量：生产者固定的太阳能总量。

对于大多数生态系统来说，生产者通过光合作用将太阳能转化为化学能，固定在有机物中。

例如，绿色植物通过叶绿素吸收光能，把二氧化碳和水合成葡萄糖等有机物，同时将光能转化为化学能。

2. 能量的传递。

- 途径：食物链和食物网。

- 传递形式：有机物中的化学能。

例如，当草被兔子吃了，草中的化学能就传递到兔子体内；兔子被狐狸吃了，兔子体内的化学能又传递到狐狸体内。

3. 能量的转化。

- 在生物体内，能量不断进行转化。

例如，在细胞呼吸过程中，有机物中的化学能转化为热能和ATP中的化学能。

其中热能散失到环境中，ATP中的化学能可以用于生物的各项生命活动，如细胞分裂、物质合成等。

4. 能量的散失。

- 形式：热能。

- 过程：通过生物的呼吸作用，以热能的形式散失到周围环境中。

三、能量流动的特点。

1. 单向流动。

- 原因：- 食物链中各营养级的顺序是不可逆转的，这是长期自然选择的结果。

例如，狼吃羊，羊不能反过来吃狼。

- 各营养级的能量总是趋向于以细胞呼吸产生热能而散失掉，而热能是不能再被生物利用的。

2. 逐级递减。

- 原因：- 各营养级的生物都会因呼吸作用消耗相当大的一部分能量。

- 各营养级总有一部分生物未被下一级生物所利用，如枯枝败叶等。

- 能量传递效率：相邻两个营养级之间的能量传递效率大约是10% - 20%。

例如，在“草→兔→狐”这条食物链中，如果草固定了1000kJ的能量，兔最多能获得200kJ（按20%传递效率计算），狐最多能获得40kJ（兔获得的200kJ能量按20%传递给狐）。

四、研究能量流动的意义。

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。

- 例如，在农业生态系统中，采用套种、间种等方式，提高光能利用率；同时，合理调整能量流动关系，如除草、除虫，使能量更多地流向对人类有益的部分。

高中生物知识点总结之生态系统的能量流动和物质循环篇生态系统的能量流动1．能量流动的概述(1)概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。

(2)能量流动的四个环节 输入—⎩⎨⎧ 源头：太阳能流经生态系统的总能量：生产者固定的太阳能⇩ 传递—⎩⎨⎧ 途径：食物链和食物网形式：有机物中的化学能 ⇩ 转化—太阳能→有机物中的化学能→热能⇩ 散失—⎩⎨⎧形式：最终以热能形式散失过程：自身呼吸作用2．能量流动的过程(1)能量流经第二营养级的过程①c代表初级消费者粪便中的能量。

②流入某一营养级(最高营养级除外)的能量的去向d：自身呼吸作用散失。

e：用于生长、发育、繁殖等生命活动的能量。

i：流入下一营养级。

f：被分解者分解利用。

j：未被利用的能量。

(2)能量流经生态系统的过程①流经生态系统的总能量：生产者固定的太阳能。

②能量流动渠道：食物链和食物网。

③能量传递形式：有机物中的化学能。

④能量散失途径：各种生物的呼吸作用(代谢过程)。

⑤能量散失形式：热能。

3．能量流动的特点及原因分析(1)能量流动是单向的，原因：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。

②各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用，因此能量流动无法循环。

(2)能量流动是逐级递减的原因：①各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。

②各营养级的能量都会有一部分流入分解者。

4．研究能量流动的意义(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。

(人教版必修3 P99“科学·技术·社会”)生态农业是指运用________原理，在环境与经济协调发展的思想指导下，应用现代生物科学技术建立起来的多层次、多功能的综合农业生产体系。

提示：生态学1．生态系统的能量流动是指能量的输入和散失过程。

二、能量流动的过程1、能量流动的起点：除极少特殊的空间以外，地球上所有的生态系统所需要的能量都来自太阳。

生态系统的生产者主要是绿色植物，绿色植物通过光合作用，把太阳能固定在它们所制造的有机物中，这样，太阳能就转变成化学能，输入生态系统的第一营养级。

除绿色植物外，能够进行光合作用的细菌、能够进行化能合成作用的细菌等也是生产者。

能量流动的起点是从生产者固定太阳能开始的。

2、输入系统的总能量：生态系统的能量来自太阳能，即生态系统能量的源头是太阳能。

但并不是所有的太阳能都参与了生态系统中的能量流动。

在到达地面的总辐射能中，大约有55%是红外线和紫外线等不可见光，它们无法被植物利用。

剩下那45%的辐射能虽然能被植物的色素吸收，但由于植物表面的反射、非活性吸收和蒸腾作用都消耗能量，因此，真正用于构成光合作用产物的能量，在最适应的条件下，也只占太阳总辐射能的3.6%。

然而，植物自身的细胞呼吸还可消耗其中的1/3，因此最多只有2.4%的太阳能可转变成化学能而贮存在植物体内。

一般来说，植物只能利用1%左右的太阳辐射能。

参与生态系统能量流动的“能量”是通过植物的光合作用把光能转变为化学能贮存在植物体的有机物中的。

即：植物作为生产者所固定的太阳能就是流经这个生态系统的总能量。

3、能量流动的过程：输入第一营养级的能量，一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了，一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖，也就是储存在构成植物体的有机物中。

在后一部分能量中，一部分随着植物遗体和残枝败叶等被分解者分解而释放出来，还有一部分则被初级消费者——植食性动物摄入体内。

被植食性动物摄入体内的能量，有一小部分存在于动物排出的粪便中，其余大部分则被动物体所同化。

这样，能量就从第一营养级流入第二营养级(如上图)。

能量流入第二营养级后，将发生上图中所示的变化。

能量在第三、第四等营养级的变化，与第二营养级的情况大致相同。

生态系统中的能量流动过程，可以概括为下图。

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。