能量流动的概念和特点
生物-能量流动的过程及特点
能量流动的过程及特点[高中生物] 通过分析能量在各营养级间的流动情况和赛达伯格湖的能量流动，概述生态系统的能量流动的过程和特征。
[素养要求] 1.生命观念：物质与能量观——一切生命活动都离不开能量，能量摄入并在生态系统中流动，这个过程伴随着物质的变化，保证了生命活动的进行。
2.科学思维：模型建构——在明确研究能量流动基本思路的基础上建立能量流动的概念模型。
1．能量流动的概念：指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
2．能量流动的过程(1)第一营养级能量的输入和输出①输入：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。
②输出a．在生产者的呼吸作用中以热能形式散失。
b.(2)能量流经第二营养级的示意图(3)生态系统能量流动的示意图据图分析，流入各营养级(最高营养级除外)的能量的去路：①通过自身呼吸作用以热能形式散失。
②流入下一个营养级。
③被分解者分解利用。
3．能量流动的特点4．能量传递效率的计算(1)计算公式能量传递效率＝×100%。
下一个营养级同化量上一个营养级同化量(2)一般生态系统中相邻两个营养级间的能量传递效率为10%～20%。
5．生态系统维持正常功能的条件任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。
判断正误(1)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能( )(2)生产者和各级消费者的能量均可流入下一个营养级( )(3)散失的热能不可以被生产者固定再次进入生态系统( )(4)当狼吃掉一只兔子时，就获得了兔子的全部能量( )答案 (1)× (2)× (3)√ (4)×探讨点1 研究能量流动的基本思路1．研究能量流经一个种群的情况，可以列举该种群中每一个个体的情况：如果以个体为单位研究能量流动，有什么问题？提示 以个体为研究对象，有很大的局限性和偶然性，如个体会死亡，数据可能不准确，不同个体之间的差异过大。
生物圈中的能量流动例题和知识点总结
生物圈中的能量流动例题和知识点总结在我们生活的生物圈中，能量流动是一个至关重要的过程。
它影响着生物的生存、繁衍以及生态系统的稳定和平衡。
接下来，让我们通过一些具体的例题来深入理解能量流动的相关知识。
一、能量流动的概念能量流动指的是生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
能量的最初来源是太阳能，生产者通过光合作用将太阳能转化为化学能，储存在有机物中。
然后，这些能量沿着食物链和食物网依次传递给各级消费者和分解者。
二、能量流动的特点1、单向流动能量只能从一个营养级流向另一个营养级，而不能反向流动。
这是因为能量在流动过程中，大部分以热能的形式散失掉了，无法再被生物利用。
例如，兔子吃草获得了能量，但草无法从兔子身上重新获得这些能量。
2、逐级递减输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流入下一个营养级，能量在沿食物链传递的平均效率为 10%～20%。
假设第一营养级（生产者）所固定的能量为 1000 焦耳，那么传递到第二营养级（初级消费者）的能量大约为 100 焦耳到 200 焦耳。
三、例题解析例1：在一个草原生态系统中，生产者固定的太阳能为10000 千卡。
按照 10%的传递效率计算，食草动物能获得的能量最多是多少？解析：生产者是第一营养级，食草动物是第二营养级。
传递效率为10%，所以食草动物能获得的能量最多为 10000×10% ＝ 1000 千卡。
例2：在某食物链中，若生产者通过光合作用产生了60mol 的氧气，那么流入初级消费者体内的能量最少是多少？解析：光合作用产生 6mol 氧气，意味着产生了 1mol 的葡萄糖。
1mol 葡萄糖所含的能量约为 2870kJ。
按照 10%的传递效率，流入初级消费者体内的能量最少是 2870×10% ＝ 287kJ。
例 3：在一个森林生态系统中，存在着这样一条食物链：植物→昆虫→鸟。
已知植物固定的总能量为 100000 焦耳，昆虫同化的能量为20000 焦耳，那么鸟最多能获得多少能量？解析：昆虫同化的能量为 20000 焦耳，传递给鸟的能量最多为20000×20% ＝ 4000 焦耳。
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
1.已知较低营养级生物具有的能量(或生物 .已知较低营养级生物具有的能量( ),求较高营养级生物能够从较低营养级 量),求较高营养级生物能够从较低营养级 生物获得能量(或生物量) 生物获得能量(或生物量)的最大值 例1. 若某生态系统固定的总能量为24000kJ, 1. 24000kJ 则该生态系统的第三和第四营养级所获得的 能量最多是( ) A. 540kJ和81kJ C. 240kJ和24kJ B. 3600kJ和960kJ D. 960kJ和192kJ
【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. 因而第三和第四营养级所能获得的最大能量分别是: 24000×20%×20%和24000×20%×20%×20%,即960kJ和 192kJ. 【答案】D 【小结】在未知能量传递效率时,按能量传递效率为20%进行计 算,所得数值为较高营养级从较低营养级获取的最多能量.在此 基础上,可演变为另外一种题型,即"已知较低营养级具有的能 量(或生物量)及其能量传递效率时,求较高营养级从较低营养 级获得的最多能量(或生物量)",此时,依据给定的能量传递 效率计算即可.
什么是能量金字塔?
能量金字塔
由单位时间内各营养级所得到的能量数值 由低到高绘制的图形叫做能量金字塔. 绘制的图形叫做能量金字塔 由低到高绘制的图形叫做能量金字塔
说一说
能量金字塔可以说明 什么问题? 什么问题?
在一个生态系统中, 在一个生态系统中,营养级 越多, 越多,在能量流动的过程中 消耗的能量就越多, 消耗的能量就越多,能量流 动是单向,逐级递减的. 动是单向,逐级递减的.
生态系统的能量流动
如果一个生态系统在一段较长的时 间内没有能量输入，这个生态系统就会 崩溃。
为什么谚语说“一山不容二虎”？
参考要点: 根据生态系统中能量流动逐 级递减的特点和规律，营养 级越高，可利用的能量就越 少，老虎在生态系统中几乎 是最高营养级，通过食物链 (网)流经老虎的能量已减到 很小的程度。因此，老虎的 数量将是很少的。故“一山 不容二虎”有一定的生态学 道理。
引申：人增加一千克，要消耗多少千克的植物？ 为什么肉类食品的价格比小白菜价格高？
❖ 美国生态学家林德曼，提出了“十分之一定律”： 从理论上讲，一个人靠吃鱼增长身体1kg，就得 吃掉10kg鱼，10kg的鱼则要吃掉100kg的浮游 动物，100kg的浮游动物要吃掉1000kg的浮游 植物。也就是说，1000kg的浮游植物才能养活 10kg的鱼，进而才能使人增长1kg体重。
储能存量在储体存内的能量 呼能吸量作散用失散失的能量
个体3 储存在体内的能量 呼吸作用散失的能量
生态系统的能量流动是以“营养级”为单位
....
二、能量流动的过程
能量是如何流动的？从哪里开始研究？
草
兔子
老鹰
二、能量流动的过程
太阳
呼吸散失
生产者固定 的太阳能
遗体、 分解者 残枝败叶 用于生长、
发育、繁殖 初级消费者摄食
三.能量流动的特点
赛达伯格湖的能量流动图解
营养级
流入能量
生产者 植食性动物 肉食性动物
分解者
464.6 62.8 12.6 14.6
流出能量 （输入后一个
营养级）
62.8
12.6
出入比
13.52% 20.06%
生态系统的能量流动和物质循环.
食物链中每 一营养级生 物所含能量 的多少
每一营养级 生物个体的 数目
每一营养级 生物的总生 物量
(1)能量金字塔不会出现倒置现象。数量金字 塔在前一营养级的生物个体很大，而后一营 养级的生物个体很小时，会出现倒置现象。 如树林中，树、昆虫和食虫鸟个体数比例关系可形成如右 图所示的数量金字塔。
(2)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。如人工鱼塘中生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，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。
养的人数将会
(增多、不变、减少)，理由
是
。
[课堂笔记] (1)玉米、鸡、牛、人之间的食物关系见答案。 (2)因人与鸡均食用玉米子粒，而牛食用玉米秸秆，且人还食 用鸡和牛，故人与鸡的种间关系为竞争和捕食，人与牛的种 间关系为捕食，而牛与鸡之间无竞争关系。 (3)该农场生态系统中的生产者为玉米，生产者(玉米)固定的 太阳能为流经生态系统的总能量。 (4)食物链越长，能量沿食物链流动时损耗越多，高营养级获 得的能量也就越少。改变用途的1/3玉米中的能量流入人体内 所经过的食物链延长，故人获得的总能量将减少。
[例1] (2009·全国卷Ⅰ)某种植玉米的农场，其收获的玉米
子粒既作为鸡的饲料，也作为人的粮食，玉米的秸秆则加
工成饲料喂牛，生产的牛和鸡供人食用。人、牛、鸡的粪
便经过沼气池发酵产生的沼气作为能源，沼渣、沼液作为
种植玉米的肥料。据此回答(不考虑空间因素)：
(1)请绘制由鸡、牛、玉米和人组成的食物网：
②由于能量流动是逐级递减的，能量流经每一营养 级时均有损耗，故食物链营养级环节越多，能量 损耗越大，欲减少能量损耗应缩短食物链。
9-4 生态系统能量流动和物质循环
第九单元 第四讲
生态系统的能量流动与物质循环
考点一：生态系统的能量流动
一、能量流动的概念
1.概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。 （1）输入 源头：太阳能。 起点：从 生产者固定太阳能 开始。 总能量： 生产者固定的全部太阳能。
（2）传递 传递渠道： 食物链和食物网。 形式：有机物中的化学能
①定量不定时(在足够长的时间内能量的最终去路) a．自身呼吸消耗；b.流入下一营养级(最高营养级 除外)；c.被分解者分解利用。 ②定量定时：流入某一营养级的一定量的能量在一 定时间内的去路可有四条： a．自身呼吸消耗；b.流入下一营养级；c.被分解者 分解利用；d.未利用，即未被自身呼吸消耗，也未被下 一营养级和分解者利用，如果是以年为单位研究，这部 分的能量将保留到下一年，因此“未利用”是指在有限 的时间“还没来得及被利用的能量”。
能量传递效率与能量利用率的区别
下一个营养级同化的能量
1.能量传递效率=
上一个营养级同化的能量
（10％～20％）
2.能量利用率:通常考虑的是流入人体中的能量 占生产者能量的比值或流入最高营养级的能量 占生产者能量的比值。
考法二 能量流动效率复杂计算归类
1. 涉及一条食物链的能量流动的最值计算
设食物链为 A→B→C→D
能量流经第二营养级示意图
呼吸作用以热能形式散失
同化量
初级消费者 摄入量
用于生长、 发育、繁殖
粪便量
下一营养级 分解者分解 未利用
注意： ①入量=同化量＋粪便量
②消费者粪便中的能量不属于该营养级同化的能 量，属于上一营养级的能量
能 量 流 粪便
初级消费者 摄入
经
5.2生态系统的能量流动
(2)逐级递减:能量在相邻两个_营__养__级__间的传递效 率大约是_1_0_%_～__2_0_%_。
2.能量金字塔: (1)概念:将单位时间内各个_营__养__级__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)能量金字塔中的营养级:在一个生态系统中,营养 级越多,在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。
【解题指南】(1)关键信息:题干“若鹰迁入了蝉、螳 螂和黄雀所在的树林中,捕食黄雀并栖息于林中”。 (2)关键知识:生产者固定太阳能是食物链(网)能量流 动的开始,高营养级生物的加入增加了能量消耗的环节, 并不增加或改变能量流动的方向。
【解析】选C。本题主要考查生态系统的成分、食物 链(网)和能量流动。A项,题干中包含的食物链:植物 →蝉→螳螂→黄雀→鹰,鹰的迁入会导致黄雀减少、 螳螂增加、蝉减少等变化,故错误。B项,该生态系统 中细菌产生的能量不参与能量流动,生产者一般是通 过光合作用固定太阳能,故错误。C项,鹰的迁入使该
A.造成Ⅱ的原因可能是生产者的生活周期很短或初级 消费者的个体很小 B.Ⅰ、Ⅱ中的消费者的总能量都大于生产者同化的总 能量 C.Ⅰ中的各营养级之间的能量传递效率应该大于Ⅱ中 的各营养级之间的能量传递效率 D.Ⅰ中的生产者同化的总能量大于消费者的总能量, 但Ⅱ中的则相反
【解析】选A。由图分析可知,Ⅱ有4个营养级,且第二 营养级个体数量大于第一营养级,造成Ⅱ的原因可能 是生产者的生活周期很短或初级消费者的个体很小数 量很多;能量流动的起点是生产者,且能量流动的特点 是单向流动、逐级递减,因此Ⅰ、Ⅱ中的消费者的总 能量都小于生产者同化的总能量;生态系统中的能量 传递效率是相同的,为10%～20%;Ⅰ中的生产者同化的 总能量大于消费者的总能量,Ⅱ中也是。
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能量流动的概念和特点
概念：
能量流动是指生态系统中，能量在营养级之间传递的过程。
特点：
1.单向流动：能量流动只能沿食物链由低营养级流向高营养级，不可逆转，也不能循环流动。
2.逐级递减：能量在传递过程中，逐级递减，不能100%地传递到下一个营养级，能量在沿食物链流动的过程中，还有部分散失。
3.食物链中营养级越多的生物，能量流动过程中损耗的能量越多。
4.生物富集作用：一些有害物质通过食物链中的营养级从一个营养级流向另一个营养级。
通过以上能量流动的特点，可以了解生态系统中能量流动的情况。