新教材高中生物选择性必修2课件：3 2 1 能量流动的过程及特点(人教版)

第1课时

能量流动的过程及特点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。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。素养要求学习目标网络构建课时对点练内容索引能量流动的过程及特点能量流动的过程及特点1.能量流动的概念：指生态系统中能量的

、

、

和_____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

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

中以热能形式散失。教材梳理预习新知夯实基础b.输入传递转化散失光合作用呼吸作用分解者(2)能量流经第二营养级的示意图初级消费者同化呼吸作用生长、发育和繁殖次级消费者(3)生态系统能量流动的示意图分解者呼吸作用据图分析，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

形式散失。②流入下一个营养级。③被

分解利用。热能分解者3.能量流动的特点单向流动逆转循环流动逐级递减逐级减少越多54.能量传递效率的计算(1)计算公式能量传递效率＝×100%。(2)一般生态系统中相邻两个营养级间的能量传递效率为

。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

的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。10%～20%系统外(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()判断正误××√×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：核心探讨突破重难强化素养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。2.如果将种群看作一个整体去研究能量流动，则可概括为下图形式，又会遇到什么问题？提示种群存在于复杂的食物网内，可能因食物网的复杂性而影响结果的准确性。3.如果以一个营养级的所有种群作为一个整体来研究，下图表示能量流动的情况，这种方式有什么优点？提示能很好地避免以个体和种群为研究对象带来的不足，提高结果的准确性。探讨点2能量流动的过程1.地球上几乎所有生态系统的能量都来自哪里？这些能量是如何输入生态系统的？提示来自太阳。生产者通过光合作用将光能转化为化学能，固定在有机物中。2.绘图表示第一营养级的能量来源是什么，去路有哪些？第一营养级的能量怎样传递到第二营养级？提示如图所示储存在植物体中的能量，有一部分被初级消费者摄入体内，能量就流入了第二营养级。3.下图为能量流经第二营养级的示意图，其中摄入量指植食性动物取食的总量，即食物总量；同化量是指动物经过消化和吸收后转化为自身的能量。请据图写出二者之间的关系。提示同化量＝摄入量－粪便量。4.分析、比较分别流入第一、第二营养级的能量的去路，归纳二者的共同点。提示输入这两个营养级的能量，一部分在呼吸作用中以热能的形式散失，另一部分用于其自身的生长、发育和繁殖等生命活动，储存在自身的有机物中。这些有机物中的能量一部分流向分解者，另一部分则被下一营养级摄入体内。5.在生态系统中，能量流动大致可以概括为下图：请思考：(1)初级消费者粪便中的能量是哪个箭头？提示由生产者流向分解者的箭头。(2)哪些或哪个箭头代表初级消费者的同化量？提示①或②＋③＋④。(3)哪些箭头代表初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量？提示①－③或②＋④。(4)生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？提示遵循能量守恒定律。能量在生态系统中流动、转化后，一部分储存在生态系统(生物体的有机物)中，另一部分在呼吸作用中以热能的形式散失，两者之和与流入生态系统的能量相等。(5)流经生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来？为什么？提示不能，能量流动是单向的。探讨点3定量研究能量流动的特点1.设计表格，整理赛达伯格湖能量流动图解中的数据，计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营养级能量的百分比。营养级流入能量流出能量出入比生产者_________________植食性动物________________肉食性动物_____－－464.662.813.5%62.812.620.1%12.62.流入某一营养级的能量，为什么不会百分之百地流入下一个营养级？提示流入某一营养级的能量除了流入下一营养级的之外，还有：(1)一部分通过该营养级的呼吸作用散失；(2)一部分作为排遗物、遗体或残枝败叶被分解者利用；(3)一部分未被利用。3.通过以上分析，请总结生态系统中能量流动的特点。提示生态系统中能量流动是单向的；能量在流动过程中逐级递减。4.能量在流动过程中逐级递减，与能量守恒定律矛盾吗？为什么？提示不矛盾。能量在流动过程中逐级递减，指的是流入各个营养级的能量。能量守恒定律可以用于衡量流入某个生态系统的总能量，总能量＝储存在生态系统(生物体的有机物)中的能量＋被各个营养级的生物利用、散发至非生物环境中的能量。因此，虽然能量在流动过程中逐级递减，但总能量依然遵循能量守恒定律。5.任何生态系统都需要不断得到能量补充，以便维持生态系统的正常功能，如人工鱼塘需要投喂饲料，此时流入鱼塘生态系统的总能量如何表示？提示生产者固定的太阳能＋人工投入的有机物中的化学能。1.能量流动概念的理解核心归纳2.流入某一营养级的能量的来源和去路(1)能量来源①生产者的能量主要来自太阳能②消费者的能量来自上一营养级同化的能量(2)能量去向：流入某一营养级的能量去向可从以下两个角度分析：①各营养级同化量的去向(能量的最终去向)：②短时间内，某营养级的生物不会被全部捕食或死亡，因此同化量的去向(某段时间内的能量去向)还应该包括未被利用的能量。即：未被利用是指：在统计能量流动的时间段内，某一营养级生物的同化量中未被呼吸作用消耗，也未被下一营养级捕食或分解者利用的能量，有时还包括以化石燃料形式储存于地下未被人类开采的能量，还包括多年生植物上一年自身生长发育的净积累量。如草原中一批羊，羊吃草可以长大，在统计期间，有被狼捕食的，有死亡的，还有未死亡的(未利用)。3.能量流动的特点(1)生态系统中能量流动是单向的，其原因是捕食关系是经过长期进化形成的，不可逆转，每一营养级呼吸作用散失的能量不能再被生物群落利用，因此无法循环。(2)能量在流动过程中逐级递减，输入某一营养级的能量只有10%～20%能流入下一营养级，即能量传递效率为10%～20%，营养级越多，能量流动过程中损耗越多，因此食物链中的营养级一般不超过5个。1.(2021·山东烟台检测)某同学绘制了下图所示的能量流动图解，下列叙述正确的是典题应用及时反馈知识落实A.生产者固定的总能量可表示为A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2B.初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为B2＋D2C.初级消费者摄入的能量为A2＋B2＋C2D.W1＝D1＋D2√解析生产者固定的总能量(W1)是流经该生态系统的总能量，W1＝A1＋B1＋C1＋D1，又因为D1＝A2＋B2＋C2＋D2，所以W1＝A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2，A项正确；初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为B2＋D2＋C2，B项错误；初级消费者摄入的能量应大于其同化量，即大于A2＋B2＋C2＋D2，C项错误；按最大能量传递效率20%计算，图中的D1＝W1×20%，D2＝D1×20%＝W1×4%，所以D1＋D2＝W1×24%，故W1>D1＋D2，D项错误。2.如图为生态系统中能量流动图解部分示意图，①②③④各代表一定的能量值，下列叙述中错误的是A.生态系统中的能量流动具有单向性，

主要是因为食物链中生物之间捕食

与被捕食的关系不可逆转B.一般情况下，能量在相邻的两个营养级之间的传递效率是10%～20%C.①表示流经此生态系统的总能量D.从能量关系看，②＞③＋④√解析①表示初级消费者的同化量，C项错误。网络构建课时对点练题组一能量流动的过程1.流经某一生态系统的总能量是A.照射到该生态系统中的全部太阳能B.该生态系统中所有生产者、消费者、分解者体内的能量C.该生态系统中生产者体内的能量D.该生态系统中生产者所固定的太阳能对点训练123456789101112131415161718√解析流经生态系统的总能量是该生态系统中生产者所固定的太阳能。2.(2021·北京市平谷区第五中学高二月考)下图是某个农业生态系统的结构模式图，该图中表示生态系统能量流动的箭头是A.①②③

B.①③⑤C.①③④D.①②③④⑤123456789101112131415161718√解析图中的农作物的能量可以传递给鸡、猪、牛、人，而鸡、猪、牛的能量也可以传递给人，这是由食物链的方向决定的，所以①③④属于食物链中能量的传递，因此该图中表示生态系统能量流动的箭头是①③④。3.(2021·辽宁葫芦岛市高二期末)在一定时间内，某生态系统中全部生产者固定的能量值为a，全部消费者所获得的能量值为b，全部分解者所获得的能量值为c，则a、b、c之间的关系是A.a＝b＋c B.a>b＋cC.a<b＋c D.c<a＋b123456789101112131415161718√解析流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量，生产者固定的能量包括三个去路：自身呼吸作用、流入初级消费者、流入分解者，故a＞b＋c，B正确。4.在由草、兔、狐组成的一条食物链中，兔经同化作用所获得的能量的去向不应该包括A.通过兔呼吸作用释放B.通过兔的粪便流入分解者体内C.通过狐狸的粪便流入分解者体内D.流入狐狸体内123456789101112131415161718√解析通过兔子的粪便流入到分解者体内的能量属于上一营养级草的同化量，但不属于兔的同化量，B错误。题组二能量流动的特点5.在“草→鼠→蛇→鹰”食物链中，鹰的数量明显少于蛇的数量，其原因是A.能量单向流动，逐级递减B.能量双向流动，逐级递减C.能量单向流动，逐级递增D.能量双向流动，逐级递增√1234567891011121314151617186.(2021·盘锦市第二高级中学高二月考)以下关于生态系统的能量流动的叙述中，不正确的是A.能量流动是单向的、不循环的B.营养级越多，散失的能量越多C.初级消费者越多，次级消费者获得的能量越多D.食物链越短，可供最高级消费者获得的能量越少123456789101112131415161718√123456789101112131415161718解析生态系统的能量是单向流动、逐级递减的，不可循环利用，A正确；每个营养级都有呼吸作用散失的能量，故营养级越多，散失的能量越多，B正确；由于能量传递效率为10%～20%，所以初级消费者越多，次级消费者获得的能量也越多，C正确；能量流动具有逐级递减的特点，故食物链越短，最高级消费者获得能量越多，D错误。7.(2021·山东青岛月考)下图为某生态系统中能量流经第二营养级的过程示意图，其中a表示该营养级食物的摄入量，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表示肉食性动物通过摄食同化的能量B.图中c表示初级消费者用于生长、发育和繁

殖的能量C.图中d表示的能量均来自第二营养级D.第二到第三营养级的能量传递效率为f/c123456789101112131415161718√123456789101112131415161718解析b表示植食性动物通过摄食同化的能量，A错误；d表示分解者利用的能量，有一部分能量来自第二营养级生物的粪便中的能量，属于第一营养级同化量的一部分，还有一部分来自第二营养级生物的遗体残骸中的能量，C错误；第二到第三营养级的能量传递效率为f/b，D错误。8.(2021·山东临沂市高二期末)如图为某生态系统能量流动示意图[单位：J/(cm2·a)]，以下分析不正确的是A.甲通过光合作用固定在有机物中的

总能量为1250J/(cm2·a)B.甲到乙的能量传递效率为16%C.每一营养级的能量大部分用于呼吸

作用和被丁利用D.在此生态系统中，一只狼捕食一只野兔，获得的能量只能在10%～

20%之间123456789101112131415161718√123456789101112131415161718解析甲通过光合作用固定在有机物中的总能量为175＋875＋200＝1250[J/(cm2·a)]，A正确；能量传递效率是指生物的同化量占上一营养级生物同化量的比值，甲到乙的能量传递效率为200÷1250×100%＝16%，B正确；丁应是分解者，每一个营养级的能量大多数以呼吸作用散失，一部分传递给分解者，C正确；10%～20%是营养级之间的传递效率，一只狼捕食一只兔子，获得的能量不明确，D错误。9.某地在建设池塘时，设计了如图所示的食物网，鲫鱼和鲢鱼生活在不同水层，各相邻两个营养级之间的能量传递效率相同，定期向该池塘投放一定的鱼类饲料。关于该池塘生态系统的叙述，错误的是A.鲫鱼既是初级消费者又是次级消费者B.消耗等量藻类时，鳜鱼的生长量少于鲢鱼C.藻类固定的能量小于流入该池塘生态系统的能量D.该池塘中的所有藻类构成池塘生态系统的生产者

营养级123456789101112131415161718√解析鲫鱼在食物链“藻类→鲫鱼→鳜鱼”中是初级消费者，在食物链“藻类→水蚤→鲫鱼→鳜鱼”中是次级消费者，A正确；能量流动的特点是单向流动、逐级递减，鳜鱼的营养级高于鲢鱼，所以消耗等量藻类时，鳜鱼的生长量少于鲢鱼，B正确；藻类固定的能量小于流入该池塘生态系统的能量，因为流入该生态系统的总能量除了生产者固定的能量外，还有投放的饲料中的能量，且藻类应该只是生产者的一部分，C正确；该池塘中的所有藻类只是构成该池塘生态系统的生产者营养级的一部分，D错误。12345678910111213141516171810.如图为生态系统中能量流动图解部分示意图(字母表示能量的多少)，下列叙述正确的是A.图中b＝h＋c＋d＋e＋f＋iB.生产者与初级消费者之间的能量传递效率为b/a×100%C.“草→兔→狼”这一食物链中，狼粪便中的能量属于dD.缩短食物链可以提高能量传递效率√123456789101112131415161718123456789101112131415161718解析摄入量＝同化量＋粪便量，因此图中b＝h＋c，A错误；生产者与初级消费者之间的能量传递效率为两个营养级的同化量之比，即c/a×100%，B错误；“草→兔→狼”这一食物链中，狼粪便中的能量未被狼同化，仍属于其上一个营养级的能量，即属于兔同化的能量的一部分，属于d，C正确；缩短食物链可以减少能量的损耗，但不能提高能量传递效率，D错误。综合强化11.如图表示生态系统中能量流动图解部分示意图，①②③④⑤⑥⑦各代表一定的能量值，下列叙述不正确的是A.从能量关系看②＝③＋④B.次级消费者粪便中的能量属于①中的部分能量C.第三营养级流向第四营养级的能量传递效率为(③/②)×100%D.生态系统中能量流动一般不超过5个营养级√123456789101112131415161718123456789101112131415161718解析②是指次级消费者同化的能量，除了流向下一营养级的能量③，流向分解者的能量④，还有通过呼吸作用散失的能量及未被利用的能量，所以②>③＋④，A错误；次级消费者粪便中的能量不属于次级消费者同化的能量，属于①初级消费者同化的能量，B正确；123456789101112131415161718能量传递效率用相关营养级的同化量计算，第三营养级流向第四营养级的能量传递效率为(③/②)×100%，C正确；因为能量在流动过程中逐级递减，所以生态系统中的能量流动一般不超过5个营养级，D正确。12.科学家对生活在某生态系统的一个蜘蛛种群的能量进行定量分析，得出了能量流经这种肉食性动物的有关数据如图所示(能量以种群的质量表示)。下列叙述不正确的是123456789101112131415161718A.被蜘蛛吃下未被蜘蛛同化的能量属于上一营养级同化量中的一部分B.在食物链中，蜘蛛至少位于第二营养级C.图中X代表用于蜘蛛生长、发育和繁殖的能量D.根据图中的数据不能算出猎物种群和蜘蛛间的能量传递效率123456789101112131415161718√123456789101112131415161718解析被蜘蛛吃下而未被同化的能量不属于蜘蛛同化的能量，仍属于上一营养级同化量的一部分，A正确；在食物链中，生产者是第一营养级，植食性动物是第二营养级，蜘蛛为肉食性动物，至少位于第三营养级，B错误；123456789101112131415161718同化的能量一部分通过呼吸代谢以热能形式散失，一部分用于蜘蛛生长、发育和繁殖的能量，C正确；能量传递效率指生物所同化的能量占上一营养级生物所同化能量的比值，由于猎物同化的能量不能获得，所以不能计算出猎物种群和蜘蛛间的能量传递效率，D正确。13.(2021·湖北武汉模拟)下图为某人工鱼塘中能量流动的部分示意图(字母表示能量的多少)，下列相关叙述正确的是A.流经该生态系统的总能量等于生产者所固定的太阳能B.第二营养级粪便中的能量属于c中的部分能量C.第一营养级与第二营养级之间的能量传递效率为(c/a)×100%D.图中d表示第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量123456789101112131415161718√解析题图为某人工鱼塘中能量流动的部分示意图，其中a表示该生态系统生产者固定的总能量；b表示第二营养级的摄入量；c表示第二营养级的同化量；d表示第二营养级用于自身生长、发育和繁殖的能量；f表示饵料中的能量，D项正确；流经该生态系统的总能量＝生产者所固定的太阳能＋饵料中的能量，A项错误；123456789101112131415161718第二营养级粪便中的能量是其未同化的能量，仍属于其摄入量的一部分，因此第二营养级粪便中的能量属于a和f中的部分能量，B项错误；由于第二营养级的能量输入＝第一营养级的部分能量＋饵料中的能量，所以第一营养级与第二营养级之间的能量传递效率<[(第二营养级的同化量/第一营养级的同化量)×100%＝(c/a)×100%]，C项错误。12345678910111213141516171814.某农场中甲、乙、丙三种生物归属于三个营养级，三者的数量变化曲线(不都是消费者)如图1所示；该农场中的能量流动简图如图2所示，其中a2和b3分别为第二、第三营养级从上一营养级同化的能量，d1和d2为摄入饲料的能量。下列相关叙述正确的是123456789101112131415161718A.甲、乙、丙构成了农场的营养

结构B.图1中丙、乙分别属于第二、第

三营养级，且乙和丙的种间关

系为捕食C.图2中第二、第三营养级粪便中

的能量分别属于a3＋d1、b2＋d2D.该农场中第一和第二营养级之

间的能量传递效率为(a2＋d1)/(a1

＋a2＋a3)×100%123456789101112131415161718√123456789101112131415161718解析甲、乙、丙仅代表该农场中的三种生物，未代表全部的生产者和消费者，A错误；据图1可知，乙、丙为捕食关系，乙数量变动早于丙，则乙为被捕食者，丙为捕食者，丙所处的营养级高于乙，B错误；123456789101112131415161718第二营养级粪便中的能量属于第一营养级流向分解者的能量(a3)，d1为第二营养级摄入的人工饲料中的能量，部分未同化的能量以粪便形式排出，即第二营养级粪便中的能量属于a3＋d1，同理分析第三营养级粪便中的能量属于b2＋d2，C正确；123456789101112131415161718第一营养级流入第二营养级的能量为a2，第一营养级的同化量为a1＋a2＋a3，则第一和第二营养级之间的能量传递效率为a2/(a1＋a2＋a3)×100%，D错误。12345678910111213141516171815.下图表示某海域能量流动简图，A、B、C、D表示生态系统的组成成分。据图分析下列说法正确的是A.流入该生态系统的总能量为8.5×

108J/(m2·a)B.图中B、C、D是消费者C.能量在第一营养级和第二营养级

之间的传递效率为20%D.A营养级用于生长、发育和繁殖的能量为5.6×106J/(m2·a)√123456789101112131415161718解析流入该生态系统的总能量是生产者固定的全部太阳能，为7.5×106J/(m2·a)，A错误；图中A、B、C均有一部分能量流入B，故B为分解者，B错误；能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值，故能量在第一营养级和第二营养级之间的传递效率为(1.5×106)÷(7.5×106)×100%＝20%，C正确；A生产者用于生长、发育和繁殖的能量为生产者的同化量减去呼吸作用的消耗量，而呼吸作用的消耗量未知，D错误。16.(2021·辽宁沈阳市高二期末)如图是某生态系统的部分能量流动示意图，其中E1是流入生产者的总能量，下列叙述错误的是A.第一营养级传递给分解者的总能量是E4＋E7B.E1、E2、E6中的能量主要以稳定的化学能的形式存在C.第一营养级和第二营养级之间能量的传递效率是E6÷E1×100%D.E7可直接为绿色植物提供物质和能量√123456789101112131415161718123456789101112131415161718解析第二营养级粪便中的能量属于第一营养级同化的能量，因此第一营养级传递给分解者的总能量是E4＋E7，A正确；E1、E2、E6中的能量是储存在有机物中的能量，主要以稳定的化学能的形式存在，B正确；123456789101112131415161718据题图分析，E1是流入第一营养级的总能量(即第一营养级同化的总能量)，而第二营养级同化的能量为E6，因此，第一营养级和第二营养级之间能量的传递效率是E6÷E1×100%，C正确；E7是粪便中的能量，不能直接为绿色植物提供物质和能量，绿色植物光合作用的能量来自光能，D错误。17.(2021·天津高二期末)下表是对某湖泊生态系统营养级和能量流动情况的调查结果，其中字母表示不同的生物成分(D为分解者)，表中数据表示一年中流经A～D的能量。请分析回答：123456789101112131415161718生物成分ABCD能量(J/m2)2.5×1085.0×1071.06×1062.8×106(1)该生态系统所需的能量是通过[A]________的光合作用进入生物群落的：一年中流经该生态系统的总能量是_________J/m2，其中绝大部分能量最终都会通过生物的______作用散失。生产者2.5×108呼吸(2)该生态系统中处于第二营养级的生物成分是____(填字母)。第一营养级到第二营养级的能量传递效率是_____。(3)在该湖泊生态系统中，能量流动的特点是____________________________________________。123456789101112131415161718生物成分ABCD