11生态系统中的能量流动
生态系统的能量流动课件高二上学期生物人教版选择性必修2
喀拉峻草原
天山大峡谷
生产者
15 000 000
2 000
初级消费者
2 000 000
1 500 000
次级消费者
900 000
1 200 000
三级消费者
10
20
构建生态系统的数量金字塔
任务五：构建生态系统生物数量金字塔模型
上宽下窄
上窄下宽
意义：
直观的反映生态系统各营养级的生物个体的数目比值关系
1/25
1/10000
1.由生产者推导最高营养级（获得量）
获得能量最多：选最短食物链；按×20%计算获得能量最少：选最长食物链；按×10%计算
1
能量传递效率的相关计算
例（2）如果C增重1kg，至少消耗A_____千克，最多消耗A__ _千克
25
10000
2.由高营养级推导生产者
例(3)在右图的食物网中，如果C从B、F中获得的能量比为3∶1，C增重1kg，则最少需要消耗A多少kg？
3.在能量分配比例已知时，按比例分别计算，最后相加
沿食物链A→D→E→F→C逆推：1/4kg× 5 × 5 × 5 × 5＝625/4kg
消耗A最少，按最高传递效率20%计算（前级是后级5倍）：
75/4kg+625/4 kg=175kg
沿食物链A→B→C逆推：3/4kg × 5 × 5＝75/4kg
小结
第2节 生态系统的能量流动
第三章 生态系统及其稳定性
第1课时
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。
任务四：构建生态系统能量流动金字塔模型
肉食性动物12.6J/(cm2·a)
生态系统的能量流动与循环
生态系统的能量流动与循环生态系统是由生物和非生物要素组成的，其中能量的流动与循环是生态系统运行的基本要素之一。
生态系统中的能量流动是指能量在生态系统中从一个组织结构传递到另一个组织结构的过程，而能量的循环则是指生态系统中能量的再利用与回收。
本文将重点探讨生态系统的能量流动与循环的机制和重要性。
一、能量的流动能量在生态系统中的流动是通过食物链和食物网来实现的。
食物链描述了生态系统中不同生物之间的能量取食关系。
通常包括植物、食草动物、食肉动物等几个层次。
食物链中每个层次的生物通过摄取前一层次生物的能量来获取自己所需的能量。
以海洋生态系统为例，浮游植物吸收阳光的能量进行光合作用，生成有机物质。
浮游动物以浮游植物为食，再被小型鱼类摄食，而大型鱼类则以小型鱼类为食，形成一条完整的食物链。
能量从一个层次转移到另一个层次，逐渐减少。
这是因为能量的转移过程中，总有一部分能量以热量的形式散失。
除了食物链，生态系统中还存在着复杂的食物网。
食物网是由多条食物链相互交织而成的网络。
这种复杂的关系能够更加精确地描述生态系统中各种生物之间的相互依存和相互作用。
食物网提供了更多的路径，使能量能够更加高效地传递。
例如，当一种生物数量减少时，食物网中的其他生物可以通过取食其他食物继续获取能量。
二、能量的循环能量的循环是指生态系统中能量的再利用和回收。
无论能量是通过植物光合作用转化为有机物质，还是通过食物链传递给其他生物，最终都会以有机物质的形式进入到生物体内。
在生物体内，有机物质被分解为无机物质，同时释放出能量。
这些无机物质又通过分解作用，回到环境中，成为其他生物的养分。
生态系统的能量循环主要是通过有机物质的分解和再生实现的。
分解由分解者（如细菌和真菌）完成，它们降解有机物质并释放出能量。
这些能量再被其他生物所利用。
同时，分解者释放出的无机物质也成为植物的养分，植物通过吸收无机物质和光能进行光合作用，从而形成有机物质。
在生态系统中，能量的循环是保持生物多样性和生态平衡的重要机制之一。
高考生物《生态系统的能量流动》真题练习含答案
高考生物《生态系统的能量流动》真题练习含答案1．[2023·全国甲卷]在生态系统中，生产者所固定的能量可以沿着食物链传递，食物链中的每个环节即为一个营养级。
下列关于营养级的叙述，错误的是()A．同种动物在不同食物链中可能属于不同营养级B．作为生产者的绿色植物所固定的能量来源于太阳C．作为次级消费者的肉食性动物属于食物链的第二营养级D．能量从食物链第一营养级向第二营养级只能单向流动答案：C解析：杂食动物既捕食植物，又捕食动物，如果捕食植物，就是第二营养级，捕食动物，就是第三营养级或更高营养级，所以不同食物链中的同种动物会处于不同的营养级，A正确；绿色植物进行光合作用，能量来源于太阳，B正确；次级消费者是第三营养级，初级消费者是第二营养级，第一营养级是生产者，C错误；因为第一营养级是植物，第二营养级是动物，食物链是单向的，能量流动也就是单向的，D正确。
2．[2024·武汉高中调研]组织生长效率是指生物的净生产量(生物体可被其他生物利用的有机物的量)与同化量的比值，下列叙述错误的是()A．从能量角度来看，净生产量相当于用于生长、发育和繁殖的能量B．从物质角度来看，植物的净生产量相当于植物的净光合产物量C．随着营养级增加，组织生长效率逐级递减D．提高肉牛的组织生长效率可以提高牛肉的产量答案：C解析：某营养级同化的能量部分通过呼吸作用以热能形式散失，剩下的能量用于生长、发育和繁殖，A正确；植物的净光合作用＝实际光合作用－呼吸作用消耗，B正确；一般来说，随营养级增加，生物的净生产量下降，同化量也下降，不能确定组织生长效率逐级递减，C错误；提高肉牛的组织生长效率，可提高其净生产量，进而提高牛肉的产量，D正确。
3．如图为某生态系统中流经第二营养级的能量示意图，其中ɑ表示该营养级的摄入量，f表示流向第三营养级的能量。
下列叙述正确的是()A．图中b表示第二营养级的同化量B．图中e表示用于生长、发育和繁殖的能量C．图中d所表示的能量均未被第二营养级同化D．f与ɑ的比值通常为0.1～0.2答案：A解析：图中的b表示该营养级同化的能量，A正确；图中的e表示细胞呼吸散失的能量，B错误；d表示流入分解者的能量，包括第二营养级粪便中的能量和第二营养级遗体残骸中的能量，其中第二营养级遗体残骸中的能量属于该营养级的同化量，第二营养级粪便中的能量不属于该营养级的同化量，C错误；能量传递效率是指相邻两个营养级同化量之比，再乘以100%，通常为10%～20%，而a表示第二营养级的摄入量，f与a的比值可能小于0.1，D错误。
生物教案生态系统中的能量流动
生物教案生态系统中的能量流动生物教案：生态系统中的能量流动一、引言生态系统中能量的流动是维持生物圈平衡的重要机制之一。
能量从太阳辐射而来，经过光合作用被植物捕获，并通过食物链传递给其他生物。
这一过程不仅对生物的生存发展至关重要，也对整个地球生态平衡起着重要的调节作用。
本教案将以生态学的角度探讨生态系统中的能量流动。
二、能量的来源：太阳能太阳是地球上生物生存所必需的能量来源。
太阳辐射的能量被地表上的植物通过光合作用转化为化学能。
在这个过程中，光能被吸收并转化为植物细胞中的化学键能。
光合作用的关键反应式为：6CO2 + 6H2O + 光能→ C6H12O6 + 6O2三、光合作用中的能量流动光合作用是生物圈中最重要的能量转化过程之一。
光合作用通过将太阳能转化为化学能，进而供给生物的生长与代谢活动。
在这一过程中，光合作用按照化学能的转移路径，可分为光化学反应和碳水化合物合成两个阶段。
（一）光化学反应光化学反应发生在植物叶片的叶绿体中。
在这一过程中，光能被光合色素（如叶绿素）吸收，激发电子从低能级跃迁至高能级，形成激发态电子。
这些激发态电子随后通过电子传递链传递能量，并驱动质子泵将质子（H+）从基质转运至叶绿体内腔，形成质子梯度。
这一质子梯度的释放又会驱使 ATP 合成酶催化 ADP 和无机磷酸生成 ATP，储存化学能。
（二）碳水化合物合成在光化学反应阶段，产生的 ATP 和 NADPH2 为碳水化合物合成提供能量和还原力。
通过碳同化作用，光合细胞可以利用二氧化碳（CO2）合成有机物质，如葡萄糖（C6H12O6）等。
这一过程发生在叶绿体的暗反应（即光独立反应）中，称为光合作用的第二阶段。
暗反应的关键成果是葡萄糖的合成，它所转化的化学能可以在生物体内继续流动。
四、食物链与能量传递生态系统中的生物之间通过食物链相互联系。
食物链是描述物种之间能量流动和相互依存关系的图示。
食物链分为草链和食肉链两种类型。
（一）草链草链是以植物为食物的食物链。
生态系统的能量流动
食物占2/3，则鸟类增加能量A时，生产者需提供能量为
55A2021/4/21
30
12.下图是某生态系统的食物网示意图，甲～庚代表不同
的生物，箭头表示能量流动的方向和物种联系。下列叙述
正确的是( )
C
A．此食物网中有六条食物链，丁占有四个不同的营养级
B．戊接受的太阳能是流经此生态系统的总能量
C．丙可利用的总能量小于乙和丁可利用的总能量之和
6
请观察:
生态系统的能量流动过程图解:
A
生产者 (植物)
… B
初级消费者 (植食动物)
B
次级消费者 (肉食动物)
B
三级消费者 (肉食动物)
C
A请、表呼述吸:作用散失的能量 B图、中输的入箭下头一A营、养B级、的C各能表量示 C什、么分含解义者？呼吸作用散失的能量
2021/4/21
7
能量流动的过程总结
2.如图食物网中，假如鹰的食物有2/5来自兔， 2/5来自鼠，1/5来自蛇，那么，鹰若要增加20g 体重，最少需要消耗的植物为（ ）B
效率高
A．80g C．800g
B．900g D．600g
2021/4/21
11
传递效率=某一营养级的同化量/上一营养级的同化量
“至少需要”、“最多利用”——20%，选最短食物链 “最大消耗”、“最少利用”——10%，选最长食物链
2021/4/21
3
能量流动的概念
生态系统的能量流动是指生态 系统中能量的输入、传递、转化和 散失的过程。
2021/4/21
以种群、营养级为研究对象
4
能量流动——第一营养级
呼吸作用
生产者
（植物）
用于生长 发育和繁殖
生态系统的能量流动(精校)
生态系统的能量流动能量流动的进程生态系统的单向流动能量流动能量流动的特点逐级递减研究能量流动的意义一、概念：是指生态系统中能量的输入、传递和散失的进程二、输入：绿色植物的光合作用固定太阳能开始了能量的输入三、总值：生产者固定的太阳能的总量是流动的总能量四、进程：以有机物形式沿食物链向下一营养级传递；散失的是三大功能类群生物的呼吸作用产生的热能方框大小、箭头大小的含义（一）能量流入某一营养级后的四个去向呼吸散失①能量流入某一营养级残落物、尸体③自身贮存②流入下一营养级④五、特点（一）单向流动：能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级每一个营养级生物都因呼吸作用而散失部份热能（二）逐级递减每一个营养级生物总有一部份不能被下一营养级利用传递效率10%～20%（形象地用能量金字塔表示）能量金字塔始终为正金字塔，都遵循10%～20%传递效率金字塔生物量金字塔数量金字塔：可能为正金字塔，也可能为倒金字塔，上下营养级之间无固定数量关系。
六、研究意义：帮忙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利的部份。
3题图【针对训练】A.基础训练1.某一生态系统中，已知一只鹰增重2kg要吃l0kg小鸟，小鸟增重0．25kg要吃2kg昆虫，而昆虫增重l00kg要吃1000kg绿色植物。
在此食物链中这只鹰对绿色植物的能量利用百分率为A．0．05％B．0．5％C．0．25％ D．0．025％2.在一条食物链中，低级消费者同化的能量，其去向为①通过呼吸作用释放的能量②通过呼吸作用释放的热能③流人到次级消费者体内④流人到分解者体内A．②③B．②④C．①③④ D．②③④3．下图是生态系统中食物链所反映出的能量流动情形，图中箭头表示能量流动的方向，单位是Kcal/m2/年下列说法正确的是A．在入射的太阳能中，生产者只利用其中的1%左右B．分解者可利用来自各营养级转移到（A）的所有能量C．消费者营养级别越高，可利用的总能量越多D．当人们把生产者作为食物时，比起其他营养级，可取得更少的能量4．流经一个生态系统的总能量是A．生产者用于生长、发育和繁衍的总能量B．流经各个营养级的能量总和C．各个营养级生物同化的能量总和D．生产者固定的太阳能的总量5．有关生态系统中能量流动的叙述，不正确的是A．生态系统中能量流动是太阳能辐射到系统内生产者上的能量B．生态系统中能量几乎全数来自太阳能C．生态系统离开外界环境的能量供给就无法维持D．生态系统中能量流动是单向流动和逐级递减的6．生态系统的能量在流经食物链的各营养级时其特点是A．逐级递减和循环流动B．逐级递增和单向流动C．逐级递减和单向流动D．逐级递增和循环流动7．在必然的时刻内，某生态系统中的全数生产者固定的太阳能为a，全数消费者所同化的能量为b，全数分解者取得的能量为c，则A、B、c之间的关系是A．a=b+c B．a>b+c C．a<b+c D．a>b=c8．假设一个生态系统的总能量为100％，按最高传递效率计算，三级消费者所取得的能量为A．0.1％B．1％C．0.8％ D．8％9．大象是植食性动物，有一种蜣螂则专以象粪为食。
生态学：生态系统的能量流动
现存生物量通常用平均每平方米生物体的干重 (g·m-2)或平均每平方米生物体的热值来表示 (J ·m-2 )。
08.04.2021
4
生产量(production): 是在一定时间阶段中，
某个种群或生态系统所新生产出的有机体的数 量、重量或能量。它是时间上积累的概念，即 含有速率的概念。有的文献资料中，生产量、 生产力(production rate)和生产率 (productivity)视为同义语，有的则分别给予明 确的定义。
08.04.2021
26
放射性标记物测定法
用放射性14C測定其吸收量，即光合作用固定的 碳量
放射性14C以碳酸盐的形式提供，放入含有自然 水体浮游植物的样瓶中，沉入水中经过一定时 间，滤出浮游植物，干燥后在计数器测定放射 活性，然后计算：
14定的碳量
P=Pg+Pr Pr：生殖后代的生产量， Pg：个体增重
根据生物量净变化△B和死亡损失E，估计P
P＝ △B＋ E 08.04.2021
34
生态系统中的分解
资源分解的过程：分碎裂过程、异化过程和淋溶过程等 三个过程。 资源分解的意义： ➢理论意义：
❖通过死亡物质的分解，使营养物质再循环，给生 产者提供营养物质；
❖维持大气中二氧化碳的浓度； ❖稳定和提高土壤有机质含量，为碎屑食物链以后
各级生物生产食物； ❖改善土壤物理性状，改造地球表面惰性物质； ➢实践意义： ❖粪便处理 ❖污水处理
08.04.2021
35
分解作用的三个过程
碎化：把尸体分解为颗粒状的碎屑
异化：有机物在酶的作用下，进行生物化学的 分解
从聚合体变成单体(如纤维素降解为葡萄糖)
生态系统的能量流动(第二课时)课件-高二生物人教版(2019)选择性必修2
营养级
流入 呼吸作用 分解者利用 未利用 流出
生产者 464.6 植食性动物 62.8 肉食性动物 12.6
96.3 18.8 7.5
能量传递效率 =
12.5 2.1
293 29.3
微量
5.0
某一营养级同化量 ×100% 上一营养级同化量
62.8 12.6
流出/流入
20.06% 13.52%
Part 1 能量流动的特点
× (2)相邻两个营养级的能量传递效率一定是10%～20%。（
）
不是的。相邻两个营养级的能量传递效率一般是10%～20%，这个数值这个数 值是林德曼根据赛达伯格湖统计出来的，并不适用于所有的生态系统。具体到 某相邻两个营养级的能量传递效率，则可能会小于10%或大于20%。
随堂训练
第 12 页
2.下面是利用人工湿地净化生活污水（主要含有机物）的原理简图。
第 21 页
资料：下图是某稻田生态系统中部分生物。当地农民对害虫、杂草、秸 秆的处理措施：对水稻秸秆的处理是用来部分喂牛、部分焚烧。对杂草 与害虫是使用除草剂与杀虫剂处理。
陌上菜
水稗草
稻螟虫
将害虫与益虫进行归类，简化表 示该生态系统能量流动关系如下 图：
鸭舌草 跳蛛
田螺
Part 3 研究能量流动的意义
第4页
思考·讨论 分析赛达伯格湖的能量流动
1.请同学们认真分析赛达伯格湖的能量流动图解。 2.前后桌为一组讨论完成相关题目。 3.每组选出代表分享讨论结果。
Part 1 能量流动的特点
第5页
思考·讨论 分析赛达伯格湖的能量流动
讨论1.用表格的形式，将图中的数据进行整理。例如，可以将每一营 养级上的能量“流入”和“流出”整理成为一份清单(“流出”的能 量不包括呼吸作用散失的能量)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
不同生态系统类型初级生产效率
生产效率=被固定的光能/入射光能 玉米地 荒地 Mendota湖 Cedar Bog湖
—Department of Environmental Science and Engineering1—3
（1）玉米地
Edgar Transeau,1946
入射日光能 总生产量GP 净生产量NP
—Department of Environmental Science and Engineering1—0
1.3 初级生产的生产效率
—Department of Environmental Science and Engineering—
最适条件下的初级生产力
—Department of Environmental Science and Engineering— 12
Байду номын сангаас
—Department of Environmental Science and Engineering—
—Department of Environmental Science and Engineering—
1.2 地球上初级生产力的分布
不同生态系统类型的初级生产力不同； 陆地比水域的初级生产力总量大； 陆地上初级生产力有随纬度增加逐渐降低的趋势； 海洋中初级生产力由河口湾向大陆架和大洋区逐渐降低； 生态系统的初级生产力随群落的演替而变化； 水体和陆地生态系统的生产力有垂直变化； 初级生产力随季节变化。
温度
—Department of Environmental Science and Engineering— 21
营养元素
—Department of Environmental Science and Engineering— 22
—Department of Environmental Science and Engineering—
—Department of Environmental Science and Engineering—
—Department of Environmental Science and Engineering—
呼吸R 用于蒸腾作用 未被利用的日光能
热值 106 Kcal (4050m2) 2043 33.0 25.3 7.7 910 1100
占入射日光能/总 生产(%) 100% 1.62 1.24
0.38/23.3 44.40 54.00
—Department of Environmental Science and Engineering—
Average net primary productivity in grams of organic mate—riDaleppaerrtmseqnut aofreEnmvierotenrmpenetralySecaiernocef and Engineering— 9 some terrestrial and aquatic ecosystems
—Department of Environmental Science and Engineering—
不同生态系统的初级生产力
—Department of Environmental Science and Engineering— 8
NET PRIMNAeRt pYrimary production PRODUCTIVITY
（4）Cedar Bog 湖
Lindeman, 1942
入射日光能 总生产量GP 净生产量NP 呼吸R
热值 (cal/cm2·a)
118872 111.3 87.9 23.4
占入射日光能/总 生产(%) 100% 0.09 0.07
0.02/21.0
—Department of Environmental Science and Engineering—
（3）Mendota湖
Lindeman, 1942
入射日光能 总生产量GP 净生产量NP 呼吸R
热值 (cal/cm2·a)
118872 399+29 299+22 100+7
占入射日光能/总 生产(%) 100% 0.36 0.27
0.09/25.0
—Department of Environmental Science and Engineering—
初级生产力的分布
生产力极低的区域：1000kcal/m2.a或者更少，如大部 分海洋和荒漠。
中等生产力区域：1000-10000kcal/m2.a，如草地、沿 海区域、深湖和一些农田。
高生产力的区域：10000-20000kcal/m2.a或者更多，如 大部分湿地生态系统、河口湾、泉水、珊瑚礁、热带 雨林和精耕细作的农田、冲积平原上的植物群落等。
（2）荒地
F. B. Golley, 1960
入射日光能 总生产量GP 净生产量NP 呼吸R
热值 (104 Kcal/m2·a)
471 5.83 4.95 0.88
占入射日光能/总 (%)
100% 1.24 1.05 0.19/15.1
—Department of Environmental Science and Engineering—
1.4 初级生产量的限制因素
—Department of Environmental Science and Engineering—
1.4.1 陆地生态系统 辐射强度和日照时间：光强升高，光照时间长，提 高产量； 光合途径：光合作用途径的不同，直接影响初级生 产力的高低； 水：光合作用的原料，缺水显著抑制光合速率； 温度：温度升高，总光合速率升高； 营养元素 二氧化碳
—Department of Environmental Science and Engineering—
C3、C3植物的光合速率
Fig. Photosynthetic rate as a function of light intensity in red oa—kD,eapaCrtm3enptloaf nEnt,viaronndmeinntalpSicgiewnceeeadn,d aEnCgi4neperlinagn—t. 20