高中生物第3章生态系统及其稳定性第2节生态系统的能量流动课件（新人教版选择性必修2）

第3章　生态系统及其稳定性\n第2节　生态系统的能量流动\n课标要求核心素养1．分析生态系统能量流动的过程和特点。(生命观念、科学思维)2．概述研究能量流动的实践意义。(科学思维、社会责任)3．尝试调查农田生态系统中的能量流动情况。(科学探究)1．分析食物网中能量流动的途径和过程。2．通过具体的生态系统的资料，分析单向流动和逐级递减的规律及实践意义。3．依据生态系统中生物间的营养关系、能量流动规律，解释食物网各营养级之间生物的个体数量、生物量和能量的金字塔特征，及其对相关实践的指导意义。4．尝试调查当地某生态系统中的能量流动情况。\n知识导图\n课内探究•名师点睛训练巩固•课堂达标新知预习•双基夯实指点迷津•拨云见日学霸记忆•素养积累\n新知预习•双基夯实\n一、生态系统能量流动的概念和基本研究思路1．概念生态系统的能量流动是指生态系统中能量的______、______、______和______的过程。2．基本研究思路研究生态系统的能量流动时，通常将一个种群或一个____________________作为一个整体来研究，我们一般研究这个整体的能量输入、能量储存和能量散失。输入传递转化散失营养级中的所有种群\n二、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__________将光能转化为化学能，固定在有机物中。(2)输出a．在生产者的__________中以热能形式散失。光合作用呼吸作用分解者分解第二营养级\n同化量呼吸作用分解者\n3．在某个生态系统中能量流动的过程图解呼吸作用分解者\n三、能量流动的特点1．生态系统的能量流动具有__________、__________的特点。一般来说，能量在相邻两个营养级间的传递效率为_______________，其计算公式为______________________________________________。2．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____，一般不超过____个营养级。任何生态系统都需要不断得到来自系统外的__________，以便维持生态系统的正常功能。单向流动逐级递减10%～20%多5能量补充\n四、生态金字塔1．______金字塔：将单位时间内__________所得到的能量数值转换为相应面积(或体积)的图形，并将图形按照营养级的次序排列，可形成一个金字塔图形，通常呈现上窄下宽的金字塔形。2．________金字塔：反映各营养级生物量之间的关系。生物量指每个营养级所容纳的________的总干重，这种生态金字塔一般也呈正金字塔形。3．______金字塔：反映各营养级的生物个体的数目比值关系，一般呈正金字塔形，但也可能呈倒金字塔形，如__________。能量各营养级生物量有机物数量昆虫和树\n五、研究能量流动的实践意义1．帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的________，如间种套作、稻→萍→蛙等立体农业生产方式。2．帮助人们科学地规划和设计______________，使能量__________，提高能量的________，如沼气池的应用。3．帮助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__________________，如草场载畜量的确定。总能量人工生态系统多级利用利用率人类最有益的部分\n1．流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能。()2．流经第二营养级的总能量指次级消费者摄入体内的能量。()3．兔吃草后排出的粪便中的能量是兔同化量的一部分。()4．生长、发育和繁殖的能量＝分解者分解利用的能量＋下一营养级同化的能量＋未被利用的能量。()5．生态系统中的能量流动是单向的。()6．能量只能沿着食物链传递，捕食关系是不能逆转的。()活学巧练×××√√√\n7．能量流动是逐级递减的，其原因是一部分能量未被下一营养级利用，一部分能量以热能的形式散失，还有一部分能量被分解者利用。()8．生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大。()9．研究能量流动，可调整能量流动关系，使生产者固定的能量全部流向人类。()10．稻田生态系统中，防治稻田害虫可提高生产者和消费者之间的能量传递效率。()√×××\n11．生物量金字塔、数量金字塔同能量金字塔一样都是正立的。()12．相邻两个营养级的能量传递效率不会小于10%，也不会大于20%。()××\n思考：1．能量流动的起点是什么？提示：从生产者固定太阳能开始。2．能量在食物链(网)中传递的形式是什么？提示：有机物中的化学能。3．能量传递效率的计算方法是什么？\n4．为什么“一山不能容二虎”？提示：从能量流动的角度考虑，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，老虎一般属于第四营养级或第五营养级，因此处于食物链顶端的老虎的生存需要消耗大量能量，由于生态系统的能量是有限的，所以处于食物链顶端的老虎的数量会很少。5．举一个使能量持续高效地流向对人类最有益的部分的实例。提示：如对农田进行除草、治虫，使能量尽可能多地流向农作物，使人类获得更高的产量等。\n6．农田生态系统中，农民如何提高能量的利用率？提示：(1)除草、除虫，驱赶鸟类。(2)增加光合作用面积，提高光能利用效率(如合理密植)。(3)提高光合速率(如合理施加农家肥，提高CO2浓度)。\n学霸记忆•素养积累\n1．能量流动的概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的能量流动的过程。2．初级消费者摄入的能量＝初级消费者同化的能量＋粪便中的能量，即动物粪便中的能量不属于该营养级同化的能量，应为上一个营养级固定或同化的能量。3．初级消费者同化的能量＝呼吸作用散失的能量＋用于生长、发育和繁殖的能量。\n4．用于生长、发育和繁殖的能量＝遗体残骸中的能量＋次级消费者摄入的能量＋未被利用的能量。5．未被利用的能量：包括生物每年的积累量和动植物残体以化石燃料的形式被储存起来的能量。6．能量单向流动的原因(1)能量流动是沿食物链进行的，食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果，是不可逆转的。(2)各营养级通过呼吸作用所散失的热能不能被生物群落重复利用，因此能量无法循环。\n7．能量逐级递减的原因(1)各营养级生物都会因呼吸作用消耗一部分能量。(2)各营养级的能量都会有一部分流入分解者，包括未被下一营养级生物利用的部分。8．生态金字塔有能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔三种类型。9．研究能量流动的意义(1)研究能量流动，可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。\n(2)帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。(3)帮助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益的部分。\n课内探究•名师点睛\n知识点1．能量流动概念的理解能量流动的过程\n2．能量流动的环节\n3．某一营养级能量的来源与去路\n知识贴士(1)生态系统能量的总来源几乎都是生产者通过光合作用固定的太阳能。(2)除最高营养级外，没有时间限制时，每一营养级能量的去向可归纳为呼吸作用散失、流向分解者、传递到下一营养级；最高营养级没有传递到下一营养级这一去向。\n下列有关生态系统能量流动的描述，不正确的是()A．生态系统中的能量输入特指绿色植物的光合作用B．生态系统中的能量传递包括不同生物通过捕食关系传递能量C．生态系统中的能量转化包括光合作用固定光能、细胞呼吸分解有机物合成ATP等D．生态系统中的能量最终以呼吸作用产生热能的形式散失出去典例1典例剖析A\n解析：生态系统中的能量输入还包括光合细菌的光合作用和化能合成细菌的化能合成作用等，A项错误；在生态系统中，不同生物之间可通过捕食关系进行能量的传递，B项正确；能量转化包括光合作用中将光能转化为化学能，细胞呼吸中将有机物中的化学能转化为ATP中的活跃化学能等，C项正确；生态系统中的能量最终以呼吸作用产生热能的形式散失出去，D项正确。\n1．下图所示为一般生态系统的结构模式图。下列叙述正确的是()A．消费者将有机物转化为无机物后又被生产者重新利用B．能量主要以太阳能的形式在生态系统内部传递C．农田生态系统中能量的输入量和输出量总是相等的D．组分1、2、3可分别代表生产者、消费者和分解者变式训练A\n解析：消费者能通过自身代谢，将有机物转化为无机物排出体外，这些无机物又可以被生产者重新利用，A项正确；流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，生态系统内部能量的传递形式是有机物中的化学能，B项错误；在一个幼苗茁壮成长的农田生态系统中能量的输入量大于输出量，C项错误；据图可知，生态系统的组分1、2、3可分别代表生产者、分解者和消费者，D项错误。\n知识点1．能量流经某一营养级的模型分析能量流动模型分析\n\n②“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向可有四条：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.未被自身呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用，即“未利用”。(3)相关能量值①摄入量(a)＝同化量(b)＋粪便量(c)②同化量(b)＝用于生长、发育和繁殖的能量(e)＋呼吸散失量(d)③用于生长、发育和繁殖的能量(e)＝流向分解者的能量(f)＋流向下一营养级的能量＋未被利用的能量(g)\n2．能量沿食物链(网)流动的模型分析(1)能量流动的不定时分析由图可知，除最高营养级外，每一营养级的能量去向有：①呼吸作用散失的能量。②流向下一营养级的能量。③流向分解者的能量。\n(2)能量流动的定时分析由图可知，除最高营养级外，每一营养级的能量去向有：①呼吸作用散失的能量。②流向下一营养级的能量。③流向分解者的能量。④暂时未利用的能量。\n下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化学能的形式存在C．初级消费者粪便中的能量包括在E2中D．E7可直接为绿色植物提供物质和能量典例2典例剖析D\n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项正确；E1、E2、E6中的能量储存在有机物中，主要以稳定化学能的形式存在，B项正确；初级消费者粪便中的能量属于上一营养级的同化量，即E2，C项正确；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项错误。\n2．下图为桑基鱼塘农业生态系统局部的能量流动图解，图中字母代表相应能量。下列叙述正确的是()变式训练BA．流经该生态系统的总能量是桑树净光合作用储存的能量CB．蚕用于自身生长、发育、繁殖的能量可表示为B1＋C1＋D1C．桑树和蚕之间的能量传递效率可用D/C表示，一般小于20%D．将蚕沙(粪便)投入鱼塘供给鱼食用，流入鱼体内的能量属于D1\n解析：流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量A，C为桑树用于自身生长、发育和繁殖的能量，A项错误。蚕同化的能量一部分通过呼吸作用散失(A1)，另一部分用于自身生长、发育和繁殖(B1＋C1＋D1)，B项正确。蚕同化的能量为D＝A1＋B1＋C1＋D1，桑树同化的能量为A，故桑树和蚕之间的能量传递效率可用D/A表示，相邻两个营养级的能量传递效率一般为10%～20%，C项错误。蚕沙(粪便)中的能量属于上一营养级(桑树)同化的能量，不属于D1中的能量，D项错误。\n知识点1．能量流动的特点及原因分析(1)单向流动的原因①能量流动是沿食物链进行的，食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果，是不可逆转的。②各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用，因此能量流动无法循环。能量流动的特点及生态金字塔\n(2)逐级递减的原因①各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。②各营养级的能量都会有一部分流入分解者。③还有一部分能量未被利用。\n2．三种生态金字塔的比较\n项目能量金字塔数量金字塔生物量金字塔象征意义能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特点一般情况下，生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级减少一般情况下，生物量(现存生物有机物的总质量)在食物链中随营养级的升高而逐级减少\n\n某草原生态系统中能量金字塔由最下面一层到最上面一层共四层，分别为甲、乙、丙、丁(如下图)，若有外来生物戊入侵，且会与丙竞争食物，但不会被丁所捕食。下列有关说法不正确的是()A．甲可能为绿色植物，甲固定的能量大于乙、丙、丁同化的能量之和B．甲、乙、丙、丁构成该生态系统的生物群落C．丁生物的种群数量很可能会逐渐减少D．戊在生态系统中处于第三营养级典例3典例剖析B\n解析：处于能量金字塔最底层的是生产者，所以甲可能为绿色植物，生产者甲固定的能量大于乙、丙、丁同化的能量之和；能量金字塔包含生产者和消费者，不包含分解者，而生物群落应该包含该生态系统中的所有生物，可见甲、乙、丙、丁不能构成该生态系统的生物群落；由于生物戊入侵，与丙(丁的食物)竞争食物，所以丙的数量会下降，又由于戊不会被丁所捕食，所以丁生物的种群数量很可能会因食物减少而逐渐减少；戊与丙竞争食物，所以在生态系统中处于第三营养级。\n3．用各营养级生物的能量、数量构建的金字塔分别称为能量金字塔、数量金字塔。在某一栎林中，第一营养级生物为栎树，第二营养级生物为昆虫，第三营养级生物为蛙、蜥蜴和鸟，第四营养级生物为蛇。该栎林数量金字塔的示意图是()变式训练B\n解析：由于一棵栎树可以为较大数量的昆虫提供食物，故在数量金字塔中昆虫的数量远远大于栎树的数量，第三营养级生物的数量小于昆虫的数量，第四营养级生物的数量小于第三营养级生物的数量，B项符合题意。\n知识点1．研究生态系统的能量流动，可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。例如：农田生态系统中的间种套作，蔬菜大棚中的多层育苗，稻→藻→蛙等立体农业。2．研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。例如“桑基鱼塘”“沼气工程”实现对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。3．研究生态系统的能量流动，可以帮助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益的部分。例如合理放牧、农田除草、灭虫等。研究能量流动的意义\n知识贴士(1)可以实现能量的多级利用，但不能实现能量的循环利用。(2)可以人为提高能量的利用率，但不能提高能量的传递效率。\n下列关于生态系统能量流动的叙述，不正确的是()A．生产者固定的能量是光能或化学能B．自然生态系统中，数量金字塔存在倒置情况，能量金字塔则不存在C．与传统鱼塘相比，桑基鱼塘可显著提高不同营养级之间的能量传递效率D．在农田中除草、捉虫可使能量持续高效地流向对人类最有益的部分典例4典例剖析C\n解析：通过光合作用自养的生产者固定的能量是光能，通过化能合成作用自养的生产者固定的能量是化学能，A项正确；自然生态系统中，能量流动逐级递减，能量金字塔只能是“正立”的，而生物数量与能量之间不具有绝对的比例关系，数量金字塔有倒置的情况，B项正确；桑基鱼塘通过增加或延长食物链，可以实现物质和能量的多级利用，提高能量的利用率，但不能提高不同营养级之间的能量传递效率，C项错误；在农田中除草、捉虫，通过调整能量流动的方向，可使能量更多地流向对人类最有益的部分，D项正确。\n4．下图是一个农业生态系统模式图，关于该系统的叙述，错误的是()A．微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量B．沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者C．沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用D．多途径利用农作物可提高该系统的能量利用率变式训练C\n解析：该生态系统中，沼气池中的微生物能利用农作物固定的太阳能，属于分解者，A、B项正确；在生态系统中，能量是单向流动的，不能循环利用，C项错误；物质和能量的多级利用，减少了能量的流失，提高了能量的利用率，D项正确。\n指点迷津•拨云见日\n一、没有限制能量来源比例或能量分配比例的计算方法技巧：在没有限制能量来源比例或能量分配比例的情况下，已知高营养级同化量，求低营养级同化量时，最多按最长食物链、最低能量传递效率计算，最少按最短食物链、最高能量传递效率计算。\n在如下图所示食物网中，鹰要增加20g体重，最多消耗植物______________g，最少消耗植物________g。典例520000解析：已知高营养级同化量，求低营养级同化量，最多消耗按最长食物链：植物→鼠→蛇→鹰，能量传递效率按10%计算；最少消耗按最短食物链：植物→兔→鹰或植物→鼠→鹰，能量传递效率按20%计算。500\n二、限制能量来源比例或能量分配比例的计算方法技巧：(1)限制能量来源比例或能量分配比例，当求最多需求量时，在限制范围内的所有食物链中按最低能量传递效率计算，当求最少需求量时，在限制范围内的所有食物链中按最高能量传递效率计算。(2)计算时注意当限制能量来源比例时，由高营养级向低营养级逐级递推，当限制能量分配比例时，假设求低营养级的需求量，由低营养级向高营养级逐级递推，同时要注意分配比例。\n若某草原生态系统只存在如下图所示的食物关系，尝试完成以下问题：典例6(1)假如猫头鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇，那么，猫头鹰若要增加20g体重，最少需要消耗的植物为____________。(2)假如植物有2/5被兔所食，有3/5被鼠所食；鼠有2/3直接被猫头鹰捕食，有1/3被蛇捕食后流入猫头鹰体内。那么，猫头鹰若要增加20g体重，最少需要消耗的植物为____________。(精确到个位数)900g595g\n\n\n三、限制能量来源比例或能量分配比例及能量传递效率的计算方法技巧：限制能量来源比例或能量分配比例及能量传递效率时，实际就是固定值的计算问题。首先要注意某一生物“从不同食物链中获得能量的比例”或某一生物“给不同生物提供能量的比例”，然后按照多条食物链分别计算后合并，具体用到：(1)顺推法——能量分配调整，从前往后计算，即由植物后推，用“乘法”。(2)逆推法——能量来源调整，从后往前计算，即由高营养级前推，用“除法”。\n在如下图所示的食物网中，如果每个营养级的能量传递效率均为20%，且下一营养级从上一营养级各种生物中获得的能量相等。虎要获得1kJ能量，则需要消耗草的能量为()A．150kJB．125kJC．100kJD．75kJ典例7D\n解析：每个营养级的能量传递效率均为20%，且下一营养级从上一营养级各种生物中获得的能量相等。在“草→兔→狐→虎”中，虎从草中获取的能量为1×1/2÷20%÷20%÷20%＝62.5kJ；在“草→羊→虎”中，虎从草中获取的能量为1×1/2÷20%÷20%＝12.5kJ；故需要消耗草的能量为62.5＋12.5＝75kJ。\n\n(2)若已知“人同化量(M)”并告知人的食物来源“素食、肉食由1∶1调整为2∶1”，求解最少需要植物量(A)，计算时应“逆推(用除法)”。\n回答以下有关能量计算的问题：(1)若人类获取植物性食物与动物性食物的比例是1∶1，将此食物结构改为4∶1，能量流动效率按10%计算，则调整后可供养的人口是前者的__________倍。(2)若植物向动物及向人提供的能量的比例由1∶1调整为1∶4，能量流动效率按10%计算，则调整后供养的人口是前者的__________倍。典例8典例剖析1．961．49\n解析：(1)若人类获取植物性食物与动物性食物的比例是1∶1，如下左图，共需植物性食物的相对值为55；若动物性食物与植物性食物的比例是1∶4，则共需植物性食物的相对值是28(如下右图)。前者对食物的消耗量是后者的1．96倍，这也就说明后者可供养的人数是前者的1．96倍。\n\n五、根据能量流动规律确定食物链(网)中生物的次序建立食物链或食物网，一是要根据题目所给的条件判断各生物之间的关系；二是要注意一般来说捕食者的数量少于被捕食者，但有例外，如一棵大树上有许多昆虫；三是上一营养级的总数量乘以平均质量一定大于下一营养级的。若题目中给出了各种生物的能量值，首先按照相邻两营养级之间的能量传递效率为10%～20%，确定各生物的营养级；其次还要注意同一营养级的两种生物之间能量差值的大小，两者能量之和是否是前一营养级的10%～20%，若能量的差值较大，说明这两种生物之间既有捕食关系又有种间竞争关系。\n某鱼塘生态系统具有由5个种群构成的捕食食物网，这5个种群及其固定的能量(单位略)如表所示。请回答下列问题：典例9典例剖析种群甲乙丙丁戊能量70.8246.1216.568.61540.8(1)该鱼塘生态系统中共有____个营养级。表中未体现出的生物成分是________。4分解者\n(2)表中乙和丙所示种群是该鱼塘的饲养对象，则根据表中数据不能计算出第一营养级与第二营养级之间的能量传递效率，理由是__________________________________________________________________。为了使能量更多地流向人类，可采取的措施是______________________。乙和丙种群固定的能量有一部分来自饲料，但这部分能量值表中并未给过人工捕捞一部分甲和丁\n解析：(1)根据题干信息和表格数据分析，表格中五种生物都参与构成食物网，为生产者和消费者，其中戊含有的能量最多为生产者，处于第一营养级；乙、丙的能量次之，且能量差不多，为初级消费者，处于第二营养级；甲的能量比初级消费者少，比丁多；说明甲是次级消费者，处于第三营养级；丁是三级消费者，处于第四营养级。(2)由于该鱼塘生态系统是人工生态系统，乙、丙为该鱼塘的饲养对象，故乙、丙所固定的能量有一部分来自饲料，表中未给数据，因此不能计算第一、二营养级的传递效率；为了使能量更多地流向人类，应尽量减少能量的浪费，该目的可以通过缩短食物链的方式实现，如人工捕捞一部分甲和丁。\n解疑答惑问题探讨⇨P54提示：应该先吃鸡，再吃玉米(即选择1)。若选择2，则增加了食物链的长度，能量在流动过程中逐级递减，最后人获得的能量较少。\n思考讨论⇨P551．提示：遵循。生态系统是一个开放的能量耗散系统，太阳能必须不断地输入生态系统中才能满足各营养级生物对能量的需求。但生态系统从属于“物理系统”，其能量流动和转化遵循能量守恒定律。2．提示：不能。当能量沿食物链流动时，每个营养级的生物都要进行呼吸作用，释放一部分热能，这部分热能一旦散失，就不可恢复，因此能量不能循环流动。\n思考讨论⇨P56提示：1、2答案见下表：营养级流入能量流出能量(输入下一个营养级)出入比生产者464.662.82%植食性动物62.812.620.06%肉食性动物12.6－－分解者14.6－－\n提示：3.流入某一营养级的能量主要有以下去向：一部分通过该营养级的呼吸作用散失了；一部分作为排出物、遗体或残枝败叶不能进入下一个营养级，而被分解者所利用；还有一部分未被利用。所以，流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一个营养级。提示：4.生态系统中的能量流动是单向的；能量在流动过程中逐级递减。\n旁栏思考⇨P56不矛盾。因为能量在生态系统中流动转化后，一部分储存在生态系统中，而另一部分被利用，散失到非生物环境中，两者之和与流入生态系统的能量相等，所以能量在沿食物链流动的过程中，既遵循逐级递减的规律，又遵循能量守恒定律。\n旁栏思考⇨P57从能量金字塔来看，人类位于食物链的顶端，生存需要消耗大量能量，随着人口数量的日益增长，对资源的消耗越来越大，地球的生态环境会越来越恶化，甚至会崩溃。旁栏思考⇨P58在海洋生态系统中，浮游植物个体小，寿命短，又会不断被浮游动物吃掉，因而某一时间调查到的浮游植物的生物量可能要低于浮游动物的生物量，这时就出现了上宽下窄的倒金字塔形。\n探究实践⇨P59参考调查点：稻田生态系统。组成成分：(1)非生物的物质和能量。(2)生产者：水稻、杂草、浮游植物等。(3)消费者：田螺、泥鳅、黄鳝、鱼类、青蛙、浮游动物、昆虫、鸟类等。(4)分解者：多种微生物。1．生产者的主体是水稻，其他生产者有杂草、浮游植物等。农民主要通过喷洒除草剂或人工除草的方法抑制杂草的生长。\n2．初级消费者：田螺、浮游动物、植食性昆虫、植食性鱼类、青蛙、鸟类等。一般而言，如青蛙可捕食害虫，对稻田增产有益；而植食性昆虫和鸟类等往往对水稻生长构成危害；田螺、植食性鱼类数量较多时也会对水稻生长构成危害。农民采取喷洒农药、竖稻草人等措施防止或减少这些动物的危害。3．次级消费者：泥鳅、黄鳝、肉食性鱼类、青蛙等。一般而言，这些消费者对水稻生长的利大于害。农民通过禁捕或适量放养等措施，实现生态农业的目标。\n4．养殖动物的饲料来源于农田的秸秆等和饲料企业的成品饲料。5．农民对秸秆的传统处理方式有焚烧或填埋等；现代农业提出了综合利用思想，如秸秆可作为工业原材料，还可以用来生产沼气，以充分利用其中的能量。6．主要通过合理密植的方法提高作物的光能利用效率。7．通过稻田养鱼等措施，实现立体化生态农业；通过建造沼气池，实现能量的多级利用等。\n\n(3)这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是1．3972×108kJ(计算公式为ΔE固＝EG＋ΔE呼)，呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能总量的比例是23.4%。(4)这块玉米田的太阳能利用效率是1．64%，计算公式为η＝[(1．3972×108)/(8.5×109)]×100%。能量利用情况如下图所示：\n练习与应用⇨P60一、概念检测1．(1)√解析：生产者通过光合作用把太阳能转化成化学能，固定在它们所制造的有机物中，太阳能才输入生态系统中。(2)×解析：生态系统中初级消费者越多，次级消费者获得的能量越多。(3)√解析：由于食物链中捕食者与被捕食者的关系不可逆转，故能量沿食物链流动是单向的。\n2．C解析：流经某一生态系统的总能量是生产者通过光合作用所固定的太阳能。3．B解析：流入生态系统的总能量为生产者固定的太阳能(a)，生态系统中生产者所固定能量的去向包括呼吸作用、流向消费者的能量(b)、流向分解者的能量(c)等，B项正确。\n二、拓展应用1．(1)如下图所示。图a：\n图b：(2)图b所示生态系统的能量能够更多地被人类所利用。因为图b所示生态系统中流向分解者的能量，还有一部分可以以生活能源或食物中化学能的形式被人类再度利用。因此，该生态系统实现了能量的多级、充分利用，提高了能量的利用率。\n2．不能。在一个封闭的系统中，物质总是朝着无序的方向(熵增加)发展。硅藻能利用获取的营养通过自身的新陈代谢释放能量，依靠能量完成物质由无序向有序的转化，维持其生命活动。\n训练巩固•课堂达标\n1．在一个草原生态系统中，如果要研究被第二营养级羊同化的能量的去向，不应包括下列选项中的()A．羊的呼吸消耗量B．羊的粪便量C．羊的生长量D．部分死亡羊含有的能量B\n解析：生产者所固定的能量被第二营养级摄入后，一部分被第二营养级的生物同化，用于生长、发育和繁殖及通过呼吸作用消耗，还有一部分未被同化，通过粪便等排出体外。因此羊的粪便量不是被羊同化的能量。\n2．下列有关生态系统能量流动的叙述，正确的是()A．在食物链中，能量的传递形式是光能B．生态系统的能量流动是指生物体内的能量代谢过程C．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D．流经任何生态系统的总能量都是生产者固定的太阳能C\n解析：在食物链中，能量的传递形式是有机物中的化学能，A项错误；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，B项错误、C项正确；流经某些人工生态系统(如人工塘)的总能量除生产者固定的太阳能外，还包括人工投喂的饲料等有机物中的能量，D项错误。\n3．下图为草原生态系统的能量流动图解模型，A、B、C分别表示流入各营养级生物的能量，D、E、F分别表示各营养级生物用于生长、发育和繁殖的能量，G、H、I分别表示草、兔子、狼呼吸作用消耗的能量，J、K、L分别表示流入分解者的能量。下列说法中正确的是()A．图中A＝D，B＝E，C＝FB．K包括兔子尸体及狼粪便中的能量C．食物链中能量最少的是分解者所处的营养级D．第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是E/D×100%B\n解析：由题图可知，A>D，B>E，C>F，A项错误；食物链中能量最少的是狼所处的营养级，分解者不在食物链中，C项错误；第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是B/A×100%，D项错误，K是兔子流向分解者的能量，包括兔子尸体及狼粪便中的能量，B正确。\n4．(不定项选择)下面是某生态农场生产流程示意图，据图判断，下列说法，错误的是()A．能量经过多级利用，实现了生态系统能量的良性循环B．由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用效率降低C．当蚯蚓利用食用菌杂屑并将其同化为自身的有机物时，能量就从第三营养级流入第四营养级D．每一环节都获得产品，循环利用了农业有机废弃物，提高了生态效益和经济效益ABC\n解析：生态系统能够实现物质循环，而能量是不能被循环利用的，A项错误。生态系统各营养级之间能量传递效率为10%～20%，通过人类的活动，可以调节生态系统能量流动关系，使能量更多地流向对人类最有益的部分，提高生态系统的能量利用效率，获得生态效益和经济效益，B项错误、D项正确。蚯蚓在生态系统中属于分解者，不属于某一营养级，C项错误。\n分解者、非生物的物质和能量捕食、种间竞争第三、四营养级\n(3)如果鼠种群的死亡率较高，则鼠种群的数量一定会下降吗？_______，试分析原因：________________________________________________________________。(4)能量沿食物链流动时逐级递减的原因是________________________________________________________________________________。(5)假如鹰的食物中有2/5来自兔子，2/5来自鼠，其余来自蛇，则鹰增加10g体重，最少需要消耗植物________g。不一定群数量上升，反之则下降出生率不能确定，如果出生率高于死亡率则种每一营养级生物自身呼吸消耗；未被下一营养级捕食；作为排遗物、遗体等被分解者利用450\n解析：(1)草原生态系统组成成分中除食物链的生物成分外，还包括分解者、非生物的物质和能量。(2)鹰与蛇的种间关系有两种：一种是竞争关系，因为两者食物都可来源于鼠；鹰吃蛇，这又是捕食关系。在食物链植物→兔→鹰中，鹰处于第三营养级；在食物链植物→鼠→蛇→鹰中，鹰处于第四营养级。(3)鼠种群的死亡率较高是否会导致其种群的数量下降要看具体情况，若出生率高于死亡率，则种群数量上升，若出生率小于死亡率，则种群数量下降。(5)“最少”提示应按20%的传递效率计算。通过食物链(植物→兔→鹰)，鹰增重10g×2/5＝4(g)，最少需要消耗植物的量为4g÷20%÷20%＝100(g)；\n通过食物链(植物→鼠→鹰)，鹰增重10g×2/5＝4(g)，最少需要消耗植物的量为4g÷20%÷20%＝100(g)；通过食物链(植物→鼠→蛇→鹰)，鹰增重10g×1/5＝2(g)，最少需要消耗植物的量为2g÷20%÷20%÷20%＝250(g)。所以合计需要消耗植物100g＋100g＋250g＝450(g)。