生態(tài)系統(tǒng)的能量流動 【知識精講+備課精研+高效課堂】 高考生物一輪復(fù)習(xí) （新教材新高考）

核心知識全面復(fù)習(xí)高考一輪復(fù)習(xí)——選擇性必修二《生物與環(huán)境》——第48講生態(tài)系統(tǒng)的能量流動1.分析生態(tài)系統(tǒng)中的能量在生物群落中單向流動并逐級遞減的規(guī)律。2.舉例說明如何利用能量流動規(guī)律，使人們能夠更加科學(xué)、有效地利用生態(tài)系統(tǒng)中的資源。3.解釋生態(tài)金字塔表征了食物網(wǎng)各營養(yǎng)級之間在個體數(shù)量、生物量和能量方面的關(guān)系。復(fù)習(xí)目標(biāo)要求

一.知識梳理

必備知識1.能量流動的概念

生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。

能量的輸入：生產(chǎn)者所固定的太陽光能。

能量的傳遞：食物鏈和食物網(wǎng)。

（形式：有機物中的化學(xué)能）

能量的轉(zhuǎn)化和散失：太陽能→有機物中的化學(xué)能→熱能。生產(chǎn)者初級消費者次級消費者一.知識梳理

必備知識能量輸入種群能量儲存能量散失能量輸入某營養(yǎng)級能量儲存能量散失研究能量流動的基本思路能量流經(jīng)一個種群的情況可以圖示如下能量輸入個體1個體2個體3……儲存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能量儲存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能量儲存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能量

以個體為研究對象，有很大的局限性和偶然性，如果個體死亡，數(shù)據(jù)可能不準(zhǔn)確；不同個體間差異過大。如果將這個種群作為一個整體來研究，則左圖可以概括成下圖形式，從中可以看出分析能量流動的基本思路。

如果以種群為研究對象，能量流動的渠道為食物鏈，在分析時，可能因為食物網(wǎng)的復(fù)雜性而影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。

如果將一個營養(yǎng)級的所有種群作為一個整體，那么左圖將概括為何種形式呢？

可以比較精確地測量每一個營養(yǎng)級能量的輸入值和輸出值。一.知識梳理

必備知識2.能量流動的過程(1)能量流經(jīng)第一營養(yǎng)級的過程99%散失1%固定(同化)生產(chǎn)者所固定的全部太陽能用于生長發(fā)育和繁殖初級消費者（植食性動物）分解者利用殘枝敗葉分解作用散失呼吸作用散失生長發(fā)育和繁殖未利用一.知識梳理

必備知識2.能量流動的過程(2)能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級的過程初級消費者攝入初級消費者同化糞便分解者利用用于生長發(fā)育和繁殖次級消費者攝入遺體殘骸呼吸作用散失呼吸作用散失…未利用流經(jīng)第二營養(yǎng)級的總能量初級消費者同化量思考：初級消費者糞便中的能量包括在初級消費者同化的能量中嗎？同化量攝入量-糞便量=能量在食物鏈中流動的形式是什么？

有機物中的化學(xué)能一.知識梳理

必備知識最高營養(yǎng)級攝入最高營養(yǎng)級同化糞便分解者利用用于生長發(fā)育和繁殖遺體殘骸呼吸作用散失呼吸作用散失(3)能量流經(jīng)最高營養(yǎng)級的過程最高營養(yǎng)級同化的能量去向有哪些？思考：①呼吸作用中以熱能的形式散失；②以遺體殘骸的形式被分解者利用；（最高營養(yǎng)級沒有流入下一營養(yǎng)級的能量去向）2.能量流動的過程一.知識梳理

必備知識生產(chǎn)者呼吸初級消費者呼吸次級消費者分解者…呼吸三級消費者呼吸呼吸生產(chǎn)者固定的太陽能總量為流經(jīng)這個生態(tài)系統(tǒng)的總能量輸入傳遞散失以有機物的形式沿食物鏈向下一營養(yǎng)級傳遞2.能量流動的過程一.知識梳理

必備知識2.能量流動的過程生產(chǎn)者呼吸初級消費者呼吸次級消費者分解者…呼吸三級消費者呼吸呼吸輸入散失歸納總結(jié)請歸納各營養(yǎng)級能量去向某營養(yǎng)級同化量呼吸作用中以熱能形式散失用于自身生長、發(fā)育、繁殖被分解者分解利用流入下一個營養(yǎng)級*最高營養(yǎng)級沒有這一去向一.知識梳理

必備知識2.能量流動的過程生產(chǎn)者呼吸初級消費者呼吸次級消費者分解者…呼吸三級消費者呼吸呼吸輸入散失某營養(yǎng)級的能量某段時間內(nèi)的能量去向某營養(yǎng)級同化量呼吸作用中以熱能形式散失用于自身生長、發(fā)育、繁殖被分解者分解利用流入下一個營養(yǎng)級未被利用一.知識梳理

必備知識練習(xí)：如圖為草原生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖解模型（G、H、I屬于D、E、F）：1._________________表示流入各營養(yǎng)級生物的能量寫出其中等量關(guān)系_______________2.________分別表示草、兔子、狼呼吸作用消耗的能量；3.__________分別表示分解者分解利用的能量；4.兔子用于生長、發(fā)育和繁殖的能量=___________；5.___中能量包括兔子尸體及狼糞便中的能量A、B、C、D、E、FC+K或B-HG、H、IJ、K、LA=D、B=E、C=FK生產(chǎn)者固定的太陽能0

被牛同化的能量中約有多少流入屎殼郎？

練習(xí)：在草原上，牛以草為食，屎殼郎（蜣螂）以牛糞為食

在能量流動的分析中牛糞中所含的能量屬于哪一部分？一.知識梳理

必備知識一.知識梳理

必備知識注意：并不是所有生態(tài)系統(tǒng)的能量輸入都只有生產(chǎn)者。

人工魚塘等生態(tài)系統(tǒng)的輸入能量還包括飼料中有機物中的能量。能量流動并不是只在食物鏈（網(wǎng)）中傳遞。生產(chǎn)者、消費者的遺體中的能量會流入分解者。生產(chǎn)者同化的能量就是其通過光合作用制造的有機物中的能量，即總光合作用量。初級消費者同化量中流入分解者的能量=初級消費者遺體殘骸+次級消費者糞便中所含的能量。

為了研究能量流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈時，每一級的能量變化和能量傳遞效率，美國生態(tài)學(xué)家林德曼對一個結(jié)構(gòu)性對簡單的天然湖泊——賽達伯格湖的能量流動進行了定量分析，得出了如下數(shù)據(jù)：賽達伯格湖一.知識梳理

必備知識3.能量流動的特點12.6

62.8未固定生產(chǎn)者

464.6植食性動物

62.8肉食性動物

12.6單位（焦/厘米2·年）96.318.87.5

分解者14.612.52.1微量

未被利用

327.329329.35.0

呼吸

122.6一.知識梳理

必備知識3.能量流動的特點單位（焦/厘米2·年）12.6

62.8未固定生產(chǎn)者

464.6植食性動物

62.8肉食性動物

12.696.318.87.5

分解者14.612.52.1微量

未被利用

327.329329.35.0

呼吸

122.6

逐級遞減原因？自身呼吸作用消耗流向分解者未被利用

單向流動:不可逆向，不可循環(huán)一.知識梳理

必備知識3.能量流動的特點20’－25‘營養(yǎng)級流入能量流出能量

（輸入后一個營養(yǎng)級）出入比生產(chǎn)者464.662.813.52%植食性動物62.812.620.06%肉食性動物12.6

分解者14.6

(1)用表格的形式，將圖中的數(shù)據(jù)進行整理。例如，可以將每一營養(yǎng)級上的能量“流入”和“流出”整理成為一份清單(“流出”的能量不包括呼吸作用散失的能量)。(2)計算“流出”該營養(yǎng)級的能量占“流入”該營養(yǎng)級能量的百分比。一.知識梳理

必備知識3.能量流動的特點營養(yǎng)級“流入”能量“流出”輸入下一營養(yǎng)級能量呼吸作用散失分解者利用未利用能量傳遞效率生產(chǎn)者464.662.896.312.5293植食性動物62.812.618.82.129.3肉食性動物12.67.50.15.0賽達伯格湖的能量流動圖解的數(shù)據(jù)整理

能量在流動、轉(zhuǎn)化后，流入下一個營養(yǎng)級的能量、呼吸作用散失、分解者分解及未被利用的能量總和是多少？一.知識梳理

必備知識3.能量流動的特點能量的來源=能量的去向營養(yǎng)級“流入”能量“流出”輸入下一營養(yǎng)級能量呼吸作用散失分解者利用未利用能量傳遞效率生產(chǎn)者464.662.896.312.5293植食性動物62.812.618.82.129.3肉食性動物12.67.50.15.013.52％20.06％

仔細觀察不同營養(yǎng)級間能量的流入和流出有什么關(guān)系？某一營養(yǎng)級能量的流入=上一個營養(yǎng)級能量的流出賽達伯格湖的能量流動圖解的數(shù)據(jù)整理一.知識梳理

必備知識3.能量流動的特點能量的傳遞效率=流入營養(yǎng)級的能量（同化）/上一個營養(yǎng)級流入的能量（同化）營養(yǎng)級“流入”能量“流出”輸入下一營養(yǎng)級能量呼吸作用散失分解者利用未利用能量傳遞效率生產(chǎn)者464.662.896.312.5293植食性動物62.812.618.82.129.3肉食性動物12.67.50.15.013.52％20.06％

仔細觀察各個能量數(shù)據(jù)之間的關(guān)系我還能得到什么樣的關(guān)系式？賽達伯格湖的能量流動圖解的數(shù)據(jù)整理一.知識梳理

必備知識3.能量流動的特點流入生態(tài)系統(tǒng)的總能量=流出生態(tài)系統(tǒng)的總能量一.知識梳理

必備知識3.能量流動的特點生態(tài)系統(tǒng)中能量流動是單向（流動）的。原因：能量只能從第一營養(yǎng)級流向第二營養(yǎng)級，再依次流向后面的各個營養(yǎng)級，不可逆轉(zhuǎn)，也不能循環(huán)流動。能量在流動過程中逐級遞減。（能量傳遞效率為10%～20%）原因：（1）各營養(yǎng)級的生物都會因自身呼吸作用散失掉一部分能量。

（2）各營養(yǎng)級能量都要有一部分流入分解者。

（3）各營養(yǎng)級生物都不能全部被下一營養(yǎng)級捕食,各個營養(yǎng)級能量都有一部分未利用。一.知識梳理

必備知識(1)根據(jù)下圖所表示的食物網(wǎng),結(jié)合能量流動的特點進行計算:蛇牧草鼠貓頭鷹①如果牧草固定了1000焦耳的能量,則貓頭鷹最少能獲得______焦耳能量.②若貓頭鷹要獲得1千焦能量,則至少消耗掉牧草所固定的______千焦能量。140251000最少消耗(獲得最多)選最短的食物鏈選最大的傳遞效率20%最大消耗(獲得最少)選最長的食物鏈選最小的傳遞效率10%4.能量流動的有關(guān)計算最多能獲得______焦耳能量.最多消耗牧草固定的______千焦能量.一.知識梳理

必備知識練習(xí):某人捕得一條重2kg的雜食海魚，若此魚的食物有1/2來自植物，1/4來自草食魚類，1/4來自以草食魚類為食的小型肉食魚類，則該魚至少需要海洋植物＿___＿kg。植物→雜食魚植物→草食魚類→雜食魚植物→草食魚類→小型肉食魚類→雜食魚5kg12.5kg62.5kg801kg0.5kg0.5kg20%10%一.知識梳理

必備知識練習(xí).若E生物種群的干物質(zhì)量為5.8×109Kj,B生物種群的干物質(zhì)量為1.3×108Kj,從理論上分析,A物種種群的干物質(zhì)量至少應(yīng)為____________

Kj。4.5×107EBE

C

AE

D

A5.8×109Kj20%10%5.8×108Kj1.3×1084.5×1084.5×107一.知識梳理

必備知識5.生態(tài)金字塔的類型及特點第一營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級第四營養(yǎng)級(1)能量金字塔

將單位時間內(nèi)各營養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)面積（或體積）的圖形，并將圖形按照營養(yǎng)級順序排列，可形成一個金字塔圖形，叫做能量金字塔

直觀的反映出生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級間能量的關(guān)系

通常都是上窄下寬的金字塔形

能量在流動中總是逐級遞減的概念：意義：特點：原因：一.知識梳理

必備知識5.生態(tài)金字塔的類型及特點

直觀的反映生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級所容納的有機物的總干重的關(guān)系(2)生物量金字塔

用表示能量金字塔中的方法表示各營養(yǎng)級的生物量（每個營養(yǎng)級所容納的有機物的總干重），即為生物量金字塔營養(yǎng)級第四營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第一營養(yǎng)級干重g/m21.51137809營養(yǎng)級第四營養(yǎng)級第三營養(yǎng)級大多也是上窄下寬的正金字塔形概念：意義：特點：原因：

一般來說植物的總干重通常大于植食性動物的總干重，而植食性動物的總干重也大于肉食性動物的總干重一.知識梳理

必備知識5.生態(tài)金字塔的類型及特點(3)數(shù)量金字塔

用表示能量金字塔的方法表示各營養(yǎng)級的生物個體的數(shù)目比值關(guān)系，即為數(shù)量金字塔

直觀的反映生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級的生物個體的數(shù)目比值關(guān)系

可以是上窄下寬的正金字塔形，也可以是上寬下窄的倒置正金字塔形概念：意義：特點：原因：營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第一營養(yǎng)級個體數(shù)量昆蟲樹營養(yǎng)級第二營養(yǎng)級第一營養(yǎng)級個體數(shù)量鼠草鼬第三營養(yǎng)級如果消費者的個體小而生產(chǎn)者的個體大，則會呈現(xiàn)倒置金字塔能量金字塔生物量金字塔數(shù)量金字塔形狀每一層含義特點象征意義特殊形狀單位時間內(nèi)，食物鏈中每一營養(yǎng)級生物所同化的能量的多少自然生態(tài)系統(tǒng)一定為正金字塔能量在流動過程中總是逐級遞減某些人工生態(tài)系統(tǒng)可呈現(xiàn)倒金字塔形單位時間內(nèi)，每一營養(yǎng)級生物的有機物的總干重一般為正金字塔,有時會出現(xiàn)倒金字塔形一般生物量(現(xiàn)存生物有機物的總干重)隨食物鏈中營養(yǎng)級的升高而減少海洋生態(tài)系統(tǒng)中，浮游植物個體小，壽命短，又會不斷被捕食，因而某一時間調(diào)查到的生物量可能低于浮游動物每一營養(yǎng)級生物個體的數(shù)目一般為正金字塔一般生物個體數(shù)目在食物鏈中隨營養(yǎng)級升高而減少如果消費者個體小而生產(chǎn)者個體大，就會呈現(xiàn)倒金字塔形，如昆蟲和樹；一.知識梳理

必備知識6.研究能量流動的實踐意義(1)研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，可以幫助人們將生物在時間、空間上進行合理配置，增大流入某個生態(tài)系統(tǒng)的總能量。例如，間種套作、多層育苗、稻——萍——蛙等立體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。間作套種多層育苗稻—萍—蛙一.知識梳理

必備知識6.研究能量流動的實踐意義(2)研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，可以幫助人們科學(xué)地規(guī)劃和設(shè)計人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用；例如，秸稈喂牲畜；糞便制作沼氣；沼渣田肥用秸稈作飼料糞便制作沼氣*沼氣池實現(xiàn)了對能量的多級利用，大大提高了能量的利用率；*能量的利用率≠能量的傳遞效率一.知識梳理

必備知識6.研究能量流動的實踐意義(3)研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，還可以幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?。例如，合理確定草場的載畜量，稻田除草、除蟲等。我國古代就已發(fā)展出“?；~塘”生產(chǎn)方式:利用桑葉喂蠶，蠶沙(蠶糞)養(yǎng)魚，魚塘泥肥桑，在桑、蠶、魚之間形成良性循環(huán)。古人在設(shè)計這種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式時，不一定清楚其中的科學(xué)道理。請從生態(tài)系統(tǒng)能量流動特點出發(fā)，分析這種設(shè)計的合理性。

“?；~塘”的設(shè)計理念是從人類所需出發(fā)，通過能量多級利用，充分利用流經(jīng)各營養(yǎng)級的能量，提高生產(chǎn)效益。一.知識梳理

必備知識二.精題精練考向能量流動的過程1.如圖表示在某生態(tài)系統(tǒng)中，能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級的示意圖。下列對該圖分析不合理的是()A.能量流動是伴隨著物質(zhì)利用進行的B.圖中甲為初級消費者同化的能量C.該圖不夠完善，缺少甲中因呼吸作用以熱能形式散失的能量D.乙比甲的能量少的原因主要是甲的遺體殘骸中的能量被分解者利用而

未傳遞下去D解析;在生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程中，物質(zhì)是能量流動的載體，能量是物質(zhì)循環(huán)的動力，能量流動是伴隨著物質(zhì)利用而進行的，A正確；該圖不夠完善，沒有標(biāo)出甲中因呼吸作用散失的能量，C正確；乙比甲的能量少的主要原因是呼吸作用消耗了很多的能量，D錯誤。二.精題精練考向能量流動的特點及應(yīng)用1.如圖為某生態(tài)系統(tǒng)中能量傳遞示意圖，以下敘述不正確的是()A.能量流動是從甲固定的太陽能開

始的，流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量

為1250kJB.從乙到丙的能量傳遞效率為15%C.將乙和丙的糞便作為有機肥還田，

可以提高能量傳遞效率D.食物鏈的營養(yǎng)關(guān)系一般不可逆轉(zhuǎn)，這決定了能量流動的單向性C二.精題精練解析:能量流動是從甲(生產(chǎn)者)固定的太陽能開始的，流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為175＋200＋875＝1250(kJ)，A項正確；從乙到丙的能量傳遞效率＝×100%＝15%，B項正確；將乙和丙的糞便作為有機肥還田，可以提高能量的利用率，但不能提高能量的傳遞效率，C項錯誤。二.精題精練考向三能量流動的有關(guān)計算1.如圖所示的食物網(wǎng)中，戊的食物有1/2來自乙，1/4來自丙，1/4來自丁，且能量從生產(chǎn)者到消費者的傳遞效率為10%，從消費者到消費者的能量傳遞效率為20%。若戊體重增加20g，需要消耗植物()A.1125g B.1600gC.2000g D.6500gC二.精題精練解析:甲為生產(chǎn)者，戊共有以下食物鏈：①甲→乙→戊，戊增加20×1/2＝10(g)，需要乙10×5＝50(g)，需要甲50×10＝500(g)；②甲→丙→戊，戊增加20×1/4＝5(g)，需要丙5×5＝25(g)，需要甲25×10＝250(g)；③甲→丙→丁→戊，戊增加20×1/4＝5(g)，需要丁5×5＝25(g)，需要丙25×5＝125(g)，需要甲125×10＝1250(g)，故共需要甲500＋250＋1250＝2000(g)。課堂練習(xí)：一、易錯辨析1.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動就是指能量的輸入和散失過程(

)2.一只狼捕食了一只兔子，就完成了能量流動(

)3.相鄰兩個營養(yǎng)級的能量傳遞效率不會小于10%，也不會大于20%(

)4.一種蜣螂專以象糞為食，則該種蜣螂最多能獲取大象所同化能量的20%(

)5.營養(yǎng)級越高的生物獲得的能量越少，體型也越小(

)6.“?；~塘”實現(xiàn)了能量的多級利用，大大提高了能量的傳遞效率(

)7.生態(tài)系統(tǒng)中的能量可被多級循環(huán)利用，從而大大提高了能量的利用率(

)×××××××課堂練習(xí)：二、填空默寫1.(選擇性必修2P54)能量流動：生態(tài)系統(tǒng)中__________________________

的過程。2.(選擇性必修2P56)生態(tài)系統(tǒng)的能量單向流動的原因：________________

。3.(選擇性必修2P56)能量流動逐級遞減的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________。4.(選擇性必修2P57)任何生態(tài)系統(tǒng)都需要

，以便維持生態(tài)系統(tǒng)的正常功能。能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失食物鏈中的捕食關(guān)系是長期自然選擇的結(jié)果，不可逆轉(zhuǎn)；生產(chǎn)者不能再利用散失的能量某個營養(yǎng)級同化的能量自身呼吸要消耗一部分，還有一部分被分解者分解利用，還有一部分未被利用，所以不能將全部的能量流入下一個營養(yǎng)級不斷來自系統(tǒng)外的能量補充課堂練習(xí)：二、填空默寫5.(選擇性必