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第3章 生態系統及其穩定性
第2節 生態系統的能量流動
人教版（2019）高中生物學選擇性必修二《生物與環境》
（第一課時）
能量流動
能量流動
研究生態系統中能量流動一般在群體水平上。
能量流動的概念
能量流動的過程
輸入：
傳遞：
轉化：
散失：
能量流經第一營養級
太陽能
下一營養級
太陽能-化學能-熱能
呼吸作用以熱能的形式散失
能量流動的過程
呼吸作用以熱能
的形式散失A
分解者
分解C
下一營養級利用B
用于
生長、發育和繁殖
能量流經第一營養級
輸入
生產者
（植物）
太陽能
流經生態系統的總能量:
生產者所固定的太陽能
生態系統的能量流動的過程
分解者分解C
分解者
分解C1
呼吸作用以熱能形式散失
B1
下一營養級B1
能量流動的過程
能量流經第二營養級
下一營養級利用B
同化量
用于
生長、發育和繁殖
輸入：
傳遞：
轉化：
散失：
來自上一營養級
給下一營養級
化學能-熱能
呼吸作用以熱能的形式散失
攝入量
能量流動的過程
呼吸作用以熱能
的形式散失A
分解者
分解C
下一營養級利用B
生產者
（植物）
分解者
分解C1
呼吸作用以熱能形式散失
B1
下一營養級利用B1
初級消費者
（同化）
分解C2
呼吸作用A2
次級消費者
能量流動的過程
生產者固定的太陽能總量為流經這個生態系統的總能量
輸入
傳遞
散失
以有機物的形式沿食物鏈向下一營養級傳遞
概念：生態系統中能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程。
生態系統的能量流動的過程
1
構建第一營養級能量流動模型
初級消費者攝入
殘枝敗葉
呼吸作用
分
解
者
利
用
散失
生產者固定太陽能
用于生長發育和繁殖
太陽能
散失
呼 吸 作 用
光合作用
生態系統的能量流動的過程
2
構建第二營養級能量流動模型
遺體殘骸
呼吸作用
分
解
者
利
用
散失
用于生長發育和繁殖
散失
呼 吸 作 用
糞便
初級消費者攝入
初級消費者同化
次級消費者攝入
能量流動的過程
初級消費者攝入
初級消費者同化
用于生長發育和繁殖
次級消費者攝入
遺體
殘骸
殘枝敗葉
呼吸作用
分
解
者
利
用
散失
生產者固定太陽能
用于生長發育和繁殖
太陽能
散失
呼 吸 作 用
發生類似初級消費者的變化
糞便
光合作用
光合作用
固定
太陽
能
生長
發育
繁殖
等
呼吸
作用
分解者分解
同化
【思考·討論】生態系統中的能量流動
討論
1. 生態系統中的能量流動和轉化是否遵循能量守恒定律？為什么？
提示：
遵循能量守恒定律。
能量在生態系統中流動、轉化后，一部分儲存在生態系統（生物體的有機物）中，另一部分在呼吸作用中以熱能的形式散失，兩者之和與流入生態系統的能量相等。
2. 流經生態系統中的能量能否再回到這個生態系統中來？為什么？
提示：
不能。
能量流動是單向的。
能量流動的特點
研究目的
研究能量流經生態系統的食物鏈時，每一級的能量變化和能量轉移效率。
科學家
美國
生態學家
林德曼
(R.L.Lindeman)
研究對象
結構相對簡單的天然湖泊
——賽達伯格湖
研究內容
對該湖的能量流動進行了定量分析
1. 用表格的形式，將圖中的數據進行整理。例如，可以將每一營養級上的能量“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”該營養級的能量占“流入”該營養級能量的百分比。
營養級 流入 能量 流出(下一級)能量 出入比
（傳遞效率）
生產者
植食性動物
肉食性動物
464.6
62.8
13.5%
62.8
12.6
20.1%
12.6
能量傳遞效率 =
下一營養級同化量
上一營養級同化量
×100%
特點2：逐級遞減
傳遞效率為10％～20％
【原因】：不會逆轉，不能循環流動。因為：
①生態系統各營養級間取食和被食的關系是不可逆的
②各營養級通過呼吸作用散失的熱能不能再被生物利用
【原因】：流入某一營養級的能量除了流入下一營養級的之外，還有：
①一部分通過該營養級的呼吸作用散失；
②一部分作為排遺物、遺體或殘枝敗葉被分解者利用；
③一部分未被利用
只能沿食物鏈由低營養級流向高營養級，不循環
特點1：單向流動
能量流動的過程
1、下圖表示某生態系統的能量流動，請據圖回答：
（1）將A、B、C、D各營養級的成分依次寫在圖中：
A． B． C． D． 。
（2）圖中a1代表 ，
圖中a2代表 。
及時鞏固
生產者
初級消費者
次級消費者
三級消費者
生產者所固定的太陽能
被初級消費者同化的能量
從第一營養級流動到第二營養級的能量
能量流動模型訓練
2.如圖表示能量流經第二營養級的示意圖，a~g表示相應能量的數值大小，據圖回答
1、A~E分別表示
A:_______________________________B：________________________________
C:______________________________________
D：_________________________E:________________________
第二營養級攝入的能量
第二營養級同化的能量
用于生長、發育、繁殖的能量
流向第三營養級的能量
流向分解者的能量
能量流動的過程
及時鞏固
3.若鹿的進食能量為100%，其糞尿能量為36%，呼吸能量為48%，則鹿的同化量為（ ）
A．64%　 B．84%　 C．16% D．52%
A
同化量＝攝入量－糞便量
4.大象是植食性動物，有一種羌螂專以大象糞為食。如果在某段時間大象所同化的能量為m，則這部分能量中可以流入羌螂體內的約為（ ）
A. 0 B. 10%m C. 10~20%m D. 不知道
A

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