2024屆高考生物一輪復習：生態(tài)系統(tǒng)的結構和能量流動

第3講生態(tài)系統(tǒng)的結構和能量流動

考點一生態(tài)系統(tǒng)的結構

問題探討(課本P48)大豆根系會給土壤帶來哪些變化？

大豆的根會吸收土壤中的水和無機鹽，使土壤的水和無機鹽減少；

大豆根的呼吸作用會增加土壤中C02的含量;

生態(tài)系統(tǒng)是指在一定空間內，由生物

大豆與根瘤菌互利共生固氮，會增加土壤中(&)群落與它的非生物環(huán)境相互作用而形

成的統(tǒng)一整體如下圖所示：

氮的含量；物質、能

非生物量的輸入‘生「生年者1

死亡和脫落的大豆根，會增加土壤中有機物的物質卻物包-消*者

環(huán)群

和能量成物質、能括-分庭者.

境落

的含量。量的輸出

(0)有大有小，地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)是

1.生態(tài)系統(tǒng)的概念、范圍和類型生物圈

(1)概念：在一定空間內，由生物群落與它的非生由組成成分和營養(yǎng)結構(食物鏈和食物

網(wǎng))構成

物環(huán)境相互作用而形成的統(tǒng)一整體。

進行物質循環(huán)、能量流動和信息傳遞

“相互作用”指生態(tài)系統(tǒng)中生物與無機環(huán)境之間及生物與生物之間通過能量流動、物質循

環(huán)和信息傳遞而形成一個具有自我調節(jié)能力的統(tǒng)一整體。

思考：動物園里飼養(yǎng)著各種動物，也栽培了許多植物。一個動物園中的動物和植物是一

個系統(tǒng)嗎？不是

⑵范圍：有一定時間和空間范圍，有大有小，如一片森林、一條湖泊、一片草原、一條河流、

一塊農田等都可以各自成為一個生態(tài)系統(tǒng)。

地球上的全部生物及其非生物環(huán)境的總和，構成地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)一一生物圈。

(3)類型：可分為自然生態(tài)系統(tǒng)和人工生態(tài)系統(tǒng)兩大類。

森林生態(tài)系統(tǒng)

陸地生態(tài)系統(tǒng)草原生態(tài)系統(tǒng)

荒漠生態(tài)系統(tǒng)

生r自然生態(tài)系統(tǒng)凍原生態(tài)系統(tǒng)

態(tài)

海洋生態(tài)系統(tǒng)

系水域生態(tài)系統(tǒng)

統(tǒng)淡水生態(tài)系統(tǒng)

的

類人工林生態(tài)系統(tǒng)

型農田生態(tài)系統(tǒng)

、人工生態(tài)系統(tǒng)

果園生態(tài)系統(tǒng)

城市生態(tài)系統(tǒng)

(4)生態(tài)系統(tǒng)的結構：生態(tài)系統(tǒng)的組成成分+營養(yǎng)結構(食物鏈和食物網(wǎng))

⑸生態(tài)系統(tǒng)的功能：能量流動、物質循環(huán)、信息傳遞

2.生態(tài)系統(tǒng)的組成成分：非生物的物質和能量、生產(chǎn)者、消費者、分解者

明確每個成分的組成以及在生態(tài)系統(tǒng)中的作用、地位和營養(yǎng)方式

營養(yǎng)方式自養(yǎng)：生物利用無機物合成自身有機物的方式

異養(yǎng)：生物通過攝取現(xiàn)成的有機物

來獲得營養(yǎng)的方式

（）非生物的物質和能量:光合自養(yǎng)生物:大多數(shù)動物、寄

1綠色植物和藍

生植物（如苑絲

細菌等腐生細菌和真

物質：水、空氣、無機鹽、土壤、礦物質等甲腦髓翳：藍篇需甑翁麗

能量：光、熱?！疽舶堉∪~中的有機物】申鑫系統(tǒng)的露鬣最活就系領頰

①合成有機物.?枷再循林將動植物遺體和

作用：為生物提供物質和能量，是生物群落賴以志儲扁嘉器器翳警曾鬻嚏

32為消費者提供利器辟解成無機物.供

生存和發(fā)展的基礎?！臼巧鷳B(tài)系統(tǒng)中生物群落的物質食物和棲息場所'生產(chǎn)者重新利用

和能量的最終來源】

地位：是生態(tài)系統(tǒng)的必備成分。

⑵生物成分：生產(chǎn)者、消費者、分解者

①生產(chǎn)者

營養(yǎng)方式：自養(yǎng)生物

實例：

光能自養(yǎng)型（進行光合作用）:主要是綠色植物（真核），藍細菌、光合細菌（原核）

化能自養(yǎng)型（進行化能合成作用）:如硝化細菌、硫細菌、鐵細菌等（原核）。

拓展：硝化細菌是類好氧性細菌，包括亞硝酸菌和硝酸菌。生活在有氧的水中或砂層中，

在氮循環(huán)水質凈化過程中扮演著很重要的角色。NH!+O2一?HNOz+HQ+誓

HNO2+02---------?2HN0J+能量

注意：生產(chǎn)者不一定是植物（如藍細菌、硝化細菌等是原核

化能合成作用：-有機物

co2+H2O―—-?

生物），植物不一定是生產(chǎn)者（如菟絲子營寄生生活，屬于消費者），生產(chǎn)者不一定都可以進

行光合作用。生產(chǎn)者=自養(yǎng)型生物

作用：a.將無機物制造成有機物，主要把太陽能轉化為化學能,儲存在所制造的有機物

中。b.為消費者提供食物以及棲息場所。

地位：生態(tài)系統(tǒng)的基石、主要成分。

②消費者

營養(yǎng)方式：異養(yǎng)生物，

實例：

營捕食生活的生物：主要是動物，包括植食性動物、肉食性動物、雜食性動物等。

營寄生生活的生物：如菟絲子、寄生細菌（肺炎鏈球菌等）、病毒

注意：消費者不一定是動物（如營寄生生活的微生物等），動物不一定是消費者（如禿鷲、

蚯蚓、蛻螂等以動植物的遺體或動物排遺物為食的腐生動物屬于分解者）。豬籠草和捕蠅草即

是生產(chǎn)者也是消費者。

試卷第2頁，總14頁

區(qū)別：消費者一般從活的生物體取食；

分解者則從生物遺體、排泄物和殘落物中獲得物質和能量

分類：初級消費者：植食性動物。

次級消費者：以植食性動物為食的肉食性動物。小型肉食動物

三級消費者：以次級消費者為食的肉食性動物。大型肉食動物

作用：將有機物轉化為無機物（CO2、水、氨等），加快生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)，幫助植物

傳粉和傳播種子。

地位：生態(tài)系統(tǒng)的重要成分（最活躍的生物成分）?！镜皇潜匾煞?，實則可有可無。

但自然生態(tài)系統(tǒng)中是一定存在消費者】

③分解者

營養(yǎng)方式：異養(yǎng)生物

實例：主要是營腐生生活的細菌和真菌（如蘑菇、木耳）；

還有一些腐生動物。如屎殼郎、蚯蚓，甚至大型動物如禿鷲（基本不捕食活的動

物，是腐生，即以現(xiàn)成的食物為食）等。

注意：a.分解者不一定是微生物（如蚯蚓等動物），微生物不一定是分解者（如硝化細菌

屬于生產(chǎn)者，寄生細菌屬于消費者）。營腐生生活的生物=分解者

b.微生物（細菌、真菌等）：既有生產(chǎn)者:硝化細菌、鐵細菌等，也有消費者:肺

炎雙球菌、根瘤菌，還有分解者:枯草桿菌；蘑菇等

作用：將動植物的遺體和動物的排遺物等分解成無機物

注意：a.分解者能給綠色植物提供無機物，但不提供能量。

b.分解者的分解作用中呼吸作用，分解作用包括呼吸作用

地位：生態(tài)系統(tǒng)的關鍵成分，對物質循環(huán)必不可少。

思考：如果沒有分解者，生態(tài)系統(tǒng)會怎樣？

動植物遺體和動物的排遺物落物會堆積如上，生態(tài)系統(tǒng)AXI.

就會崩潰無機環(huán)境

⑶三者緊密聯(lián)系，使生態(tài)系統(tǒng)成為一個統(tǒng)一的整體?？捎蒙鷳B(tài)系統(tǒng)消費者

的結構模型表示

（4）生態(tài)系統(tǒng)中各成分的判斷

;軸施雙向需實同■如至A、D裒正：

:產(chǎn)者、非生物的物質和能量]

--------、Jg：回.-------

A有三個7T\/T^D有三個箭頭

箭頭指出，:指入,為非生物

-為-生-產(chǎn)-者-----rq:的物質和能量

圖2

：A（生產(chǎn)者）和B均指向C,故C為分解者，

:B為消費者

依據(jù)圖2回答問題:

1）圖中構成生物群落的成分有I、II、m,其中ni不參與食物網(wǎng)構成。

2）被稱為“生態(tài)系統(tǒng)的基石”的成分是I,它一定是自養(yǎng)型生物。能將有機物分解成無機

物供生產(chǎn)者重新利用的是ni,它主要是營腐生生活的細菌和真菌。

3）圖中A表示的生理過程是光合作用、化能合成作用，B表示的生理過程是細胞呼吸。

3.生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構：食物鏈和食物網(wǎng)

（1）食物鏈

①概念：生態(tài)系統(tǒng)中各生物之間由于食物關系而形成的一種聯(lián)系。

②類型：捕食鏈、寄生鏈、腐生鏈【注意：常見的或無特別說明情況下就指捕食鏈】

③實例：次級消費者三級消費者

第三營養(yǎng)處一一、第四營養(yǎng)級

思考：螳螂捕蟬黃雀在后，食物鏈具有幾個營養(yǎng)級?四

級消費者

第五營養(yǎng)級

初級消費者飛

第二營養(yǎng)級生產(chǎn)者

④分析第一營養(yǎng)級

1）食物鏈中的一個個環(huán)節(jié)指營養(yǎng)級。某一營養(yǎng)級的生物是指處于食物鏈同一環(huán)節(jié)上的所有

生物的總和。不代表單個生物個體，也不一定是一個種群。

2）每條食物鏈的起點都是生產(chǎn)者，（即生產(chǎn)者總是第一營養(yǎng)級）

終點都是不被其他動物所食的動物,即最高營養(yǎng)級，中間有任何間斷都不算完整的食物

鏈。

3）食物鏈由生產(chǎn)者和消費者構成,分解者及非生物的物質和能量不屬于食物鏈的成分，

不出現(xiàn)在食物鏈（網(wǎng)）中?！靖咧猩镏械氖澄镦湆嶋H上是捕食鏈，它是由生產(chǎn)者和消費者之

間通過捕食關系形成的?！糠纸庹咧荒芊纸鈩又参锏倪z體殘骸，不能與動物之間形成捕食關系,

所以它不參與食物鏈，不占任何營養(yǎng)級。

4）由于第一營養(yǎng)級一定是生產(chǎn)者，因此一種動物在某一食物鏈中的營養(yǎng)級=消費者級別十

lo

5）一條食物鏈一般不超過5個營養(yǎng)級。

因為各個營養(yǎng)級的生物都會因呼吸作用消耗掉大部分能量,其余能量有一部分流入分解

試卷第4頁，總14頁

者，只有一小部分能夠被下一營養(yǎng)級的生物利用，流到第五營養(yǎng)級時，余下的能量很少（即

能量沿食物鏈的流動是逐級遞減的，營養(yǎng)級越高獲得的能量越少）,甚至不足以養(yǎng)活一個種群,

因此食物鏈一般不超過五個營養(yǎng)級；

6）食物鏈中箭頭的含義：方向代表能量流動的方向，同時體現(xiàn)捕食與被捕食的關系。

食物鏈的方向為不可逆性:食物鏈中的捕食關系是長期自然選擇的結果,不會倒轉；

7）食物鏈的復雜程度主要取決于有食物聯(lián)系的生物種類，而并非生物的數(shù)量。

8）食物鏈中各營養(yǎng)級生物之間是相互制約的，它們的數(shù)量始終處于一種動態(tài)變化中。這

種制約可能來自種間，也可能來自種內。

⑵食物網(wǎng)

①概念：在一個生態(tài)系統(tǒng)中，許多食物鏈彼此相互交錯連接成的復雜營養(yǎng)關系。

②形成原因：在生態(tài)系統(tǒng)中，一種綠色植物可能是多種植食性動物的食物，而一種植食性動

物既可能吃鈕植物，也可能被冬種肉食性動物所食。（生態(tài)系統(tǒng)中生物之間的食性關系復雜，

一種生物可以攝食多種其他生物，一種生物也可以被多種生物所攝食。）【同一種生物在不同

的食物鏈中可以占有不同的營養(yǎng)級?！?/p>

③特點：

1）越復雜的生態(tài)系統(tǒng)，食物網(wǎng)中的食物鏈的數(shù)量就越多。

2）同一種消費者在不同的食物鏈中可以占據(jù)不同的營養(yǎng)級。即因為動物食性的改變，消費

者所處營養(yǎng)級不固定，食物鏈往往具有暫時性。

3）在食物網(wǎng)中，兩種生物之間的種間關系可出現(xiàn)多種，如青蛙和蜘蛛既是捕食關系，又

是競爭關系。

（4）食物鏈和食物網(wǎng)的功能：

①是生態(tài)系統(tǒng)保持相對穩(wěn)定的重要條件。如果一條食物鏈上某種動物減少或消失，它在食

物鏈上的位置會由其它生物來取代,一般認為，食物網(wǎng)越復雜，生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾的能

力就越強。

錯綜復雜的食物網(wǎng)。

②食物鏈和食物網(wǎng)是生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構，是生態(tài)系統(tǒng)中物質循環(huán)和能量流動的渠道。

（5）分析食物鏈（網(wǎng)）中各營養(yǎng)級生物數(shù)量的變動情況

在食物網(wǎng)中，當某種生物因某種原因大量減少時，對另一種生物的影響，沿不同的食物

鏈分析其結果不同，應以中間環(huán)節(jié)少的為分析判斷的依據(jù)。如：“溫帶草原生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)簡

圖”中的貓頭鷹減少時，直接造成影響的生物是鼠和兔，而不是蟲、鳥、蛙、蛇等。

1）食物鏈中第一營養(yǎng)級的生物數(shù)量減少對其他生物數(shù)量變動的影響:

若處于食物鏈中第一營養(yǎng)級的生物數(shù)量減少，直接以其為食物的第二營養(yǎng)級的生物因食物

缺乏而數(shù)量減少，又會引起連鎖反應，整個食物鏈中的其他生物數(shù)量都會減少。

2）“天敵”一方減少對被捕食者數(shù)量變動的影響：

“天敵”一方減少，短時間內被捕食者數(shù)量會增加，但隨著其數(shù)量的增加，種內斗爭加

劇，種群密度下降，最后趨于穩(wěn)定，但最終結果比原來數(shù)量要大（K值升高）。

3）復雜食物網(wǎng)中某種群數(shù)量變化引起的連鎖反應分析：

①以中間環(huán)節(jié)少的作為分析依據(jù)，考慮方向和順序為：從高營養(yǎng)級依次到低營養(yǎng)級。

②生產(chǎn)者相對穩(wěn)定，即生產(chǎn)者比消費者穩(wěn)定得多，所以當某一種群數(shù)量發(fā)生變化時，一般不

需要考慮生產(chǎn)者數(shù)量的增加或減少。

③處于最高營養(yǎng)級的生物有多種食物來源時，若其中一條食物鏈被中斷，則該種群可通過多

食其他生物來維持其數(shù)量基本不變。

正確分析「食草昆蟲*—?青蛙蛇鷹兔一*鷹一蛇―青蛙

食草昆蟲減少正推可多食兔和食草鳥一食草鳥|

對食草鳥的影

響分析、食草鳥I

嬰簪?食苒昆蟲綠色植物f一食草鳥，小物/微

4）同時占有兩個營養(yǎng)級的種群數(shù)量變化的連鎖反應分析：

①a種群的數(shù)量變化導致b種群的營養(yǎng)級降低時，則b種群的數(shù)量將增加。

②a種群的數(shù)量變化導致b種群的營養(yǎng)級升高時，則b種群的數(shù)量將減少。

（6）食物鏈（網(wǎng)）的構建

1）根據(jù)種群數(shù)量變化曲線圖構建

分析依據(jù)：先上升、先下降者為被捕食者。

分析結果：食物鏈：乙一丙一甲（圖1）。

2）根據(jù)所含能量（生物量）構建

分析依據(jù)：根據(jù)相鄰營養(yǎng)級間能量傳遞效率約為10%?

20%,可推測能量相差在5倍以內，很可能為同一營養(yǎng)

級。

分析結果：食物鏈：丙一甲一乙一?。▓D2）。

/甲\

丙乙

食物網(wǎng)：（圖3）。

下表中的食物鏈為B-*D-*A-*Co

營養(yǎng)級ABCD

能量（kJ）15.9870.70.9141.0

試卷第6頁，總14頁

3）根據(jù)生物體內有害物質的濃度“由少到多”構建。

生物體ABCDE

有機汞濃度7ppm）0.0670.51680.39

分析依據(jù)：生物的富集作用。重金屬、農藥等有害物質被生物體吸收后難以排出體外，

所以此類物質會隨著食物鏈逐級積累，即營養(yǎng)級越高的個體中含有有害物質的量越多，其含

量往往是上一營養(yǎng)級個體含量的5?10倍。

分析結果：食物網(wǎng)：A<—>C—^B—>D

考點二生態(tài)系統(tǒng)的能量流動

1.能量流動的概念理解

概念：生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是指生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入」傳篷重化和散失的過程。

【能量在生產(chǎn)者、消費者、分解者之間流動】

科學方法：研究能量流動的基本思路

「源頭:太陽能

國何流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產(chǎn)者固定的太能量流經(jīng)一個種群的情況可以圖示如下：如果將這個種群作為一個整體來研究,

(

能（陽能總量則左圖可以概括成下圖形式，從中可以看

SAj儲存在體內的能量

-生理營程:光合作用和化能合成作用出分析能量流動的基本思路。

量『怖1

呼吸作用散失的能量

流如果以種群為研究對象，能量流動：

動件,弟『途徑:食物鏈和食物網(wǎng)一儲存在體內的能量的渠道為食物鏈，可能因為食物網(wǎng)

I能量輸入…怖2

的的復雜性而影響結果的準確性*「

形式:有機物中的化學能呼吸作用散失的能量

概

（今太陽能一有機物中的化學能一熱能f個體3儲存在體內的能量如果將一個營養(yǎng)級的斫有種群作為一

念g

f」—呼吸作用散失的能量

1個整體，那么左圖格概括為何種形式呢？

一

能量輸入L某營養(yǎng)級-1->能副船

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)可能可以比較精確地測量.一；

不準確；不同個體間差異過大。：每一個營券級能量的輸能量散失

入值和輸出值?！?/p>

（一）能量的輸入

（1）生態(tài)系統(tǒng)的能量源頭：太陽能【除極少數(shù)特殊空間外，化能合成作用】

（2）能量流動的起點：生產(chǎn)者的光合作用（不是從太陽輻射光能開始）

（3）流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產(chǎn)者所固定的太陽能的總量（總光合作用）

注意：①并非照射到該生態(tài)系統(tǒng)的全部太陽能

②人工生態(tài)系統(tǒng)還可能來自飼料或污水中有機物的化學能。【如人工魚塘中魚獲得的能

量主要來自飼料】

③礦物肥料不為植物提供化學能。

④少數(shù)生態(tài)系統(tǒng)需考慮化能合成作用

（二）能量的傳遞

（1）途徑:食物鏈和食物網(wǎng)

（2）形式：有機物中的化學能【能量在生物群落以有機物為載體】

（3）來源：生產(chǎn)者一主要來自太陽能

消費者一從上一營養(yǎng)級同化的能量

分解者一生產(chǎn)者、消費者的遺體和排遺

物

（4）能量流動的過程

第一營養(yǎng)級能量流動過程分析

同化量=生產(chǎn)者固定的太陽能總量【總光合作用】

第二營養(yǎng)級能量流動過程分析

同化量：為每一營養(yǎng)級通過攝食并轉化成自身有生未捕食

產(chǎn)

未攝入

者

機物的能量。攝入量w同化量被捕食未同化（如糞便等：能量屬于上一級）

攝入I呼吸消耗

憫化

攝入量-糞便量=同化量/流入量/輸入量=呼吸作分解者利用

構成體被捕食（下一舒級）

（生長、發(fā)育、

用消耗量+用于該營養(yǎng)級生物生長、發(fā)育、繁殖等生繁殖）未利用

命活動，【儲存于生物體內（儲存量）】

用于生長、發(fā)育和繁殖等的能量（e）=遺體殘骸中的

糞便（C）初級消費

能量（f-c）+下一營養(yǎng)級攝入的能量（i）+未被利用的者攝入（a）

能量（i）。初級消費呼

者同化（b）吸

遺體作

注意：a.：動物的糞便不曾被動物消化吸收而同化，不屬用

殘骸用于生長、發(fā)

l(d

于其同化量，而屬于上一營養(yǎng)級流向分解者的能量。如兔育和繁殖（e）失

吃草時，兔糞便中的能量應為草流向分解者的能量，而不呼吸次級消費I未被利用⑴I

，作用者攝入⑴

屬于兔同化量。散失

b.糞便中能量?尿液中能量：糞便中能量不屬于動物同化量，但尿液中所含能量應屬于

動物同化量的一部分。

由流程圖看出，流入每一營養(yǎng)級的能量有四個去路：

1）自身呼吸消耗,轉化為其他形式的能量和熱能。

2）流向下一營養(yǎng)級（最高營養(yǎng)級除外）。

3）被分解者分解利用?！具z體、殘骸中的能量+下一營養(yǎng)級糞便中的能量】

如：第二營養(yǎng)級流向分解者的能量=該營養(yǎng)級遺體殘骸的能量+第三營養(yǎng)級糞便中的能量。

4）未利用

（5）生態(tài)系統(tǒng)中能量去向分析方法

通過呼吸作用以熱能形式散失

D定量不定時分析（能量的最終去路）：流入某一營~-----------------------

攝入量，同化量口用.生長、發(fā)］和繁殖H下一營養(yǎng)級

糞■量I~4分解者:利用11未1用

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養(yǎng)級的一定量的能量在足夠長的時間內的去路有三條：

a.自身呼吸消耗。

b.流入下一營養(yǎng)級（最高營養(yǎng)級除外）。

C.被分解者分解利用。但這一定量的能量不管如何傳遞，最終都以熱能形式從生物群落中

散失。

生產(chǎn)者源源不斷地固定太陽能，才能保證生態(tài)系統(tǒng)能量流動的正常進行。

2）定量定時分析：流入某一營養(yǎng)級的一定量的能量在一定時間內的去路可有四條：

a.自身呼吸消耗。

b.流入下一營養(yǎng)級（最高營養(yǎng)級除外）。

C.被分解者分解利用。

d.未被自身呼吸消耗，也未被下一營養(yǎng)級和分解者利用，即“未利用”。如果是以年為單

位研究，這部分的能量將保留到下一年。但從長遠來看,“未利用”的能量最終會被自身呼

吸消耗、流入下一營養(yǎng)級或被分解者利用。

（）生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程

6^^*呼吸作用

f呼吸作用

rr，呼吸作用

①能量流動的方向（以箭頭表示）：單向流動,呼吸作用

②箭頭由粗變細：表示流入下一營養(yǎng)級的能量逐級遞

1%分解者

減\

寫或作用

③矩形面積越來越?。罕硎倦S營養(yǎng)級別的增加，儲存AIS3-6生態(tài)系統(tǒng)能量流動的示意圖

在某營養(yǎng)級生物體內的能量越來越少

④有糞便時：上一營養(yǎng)級一下一營養(yǎng)級之間的能量指攝入量

無糞便時：上一營養(yǎng)級一下一營養(yǎng)級之間的能量指同化量

例題：以下表示動物利用食物的過程。正確的分析是

A.恒溫動物的④/③值一般高于變溫動物___________________________________________________________________r

食物'①獲取量（②食入量、③同化量郁頤搬4

B.哺乳動物的③/①值一般為10%?20%'弒取量,未食入量,未同化量'嗨代謝靛量

C.提高圈養(yǎng)動物生長量一般需提高③/②值

D.食肉哺乳動物的③/②值一般低于食草哺乳動物

（三）能量的轉化：太陽能一生物體內有機物中的化學能一熱能

（四）能量的散失

形式：一部分以熱能散失（能量流動的最終歸宿），另一部分能量用于生物體的各項生命活

動

過程：有機物中化學能經(jīng)過生產(chǎn)者、消費者、分解者的呼吸著作用少部分轉化成ATP中的

活躍的化學能用于各項生命活動，大部分轉化成熱能散失掉。

特殊途徑：古代動植物遺體形成煤、石油等，經(jīng)過工業(yè)燃燒產(chǎn)生熱能

課本P56思考?討論：分析賽達伯格湖的能量流動

未利用：指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一個營養(yǎng)級和分解者利用的能量。

2.能量流動的特點及原因

⑴單向流動：能量只能沿著食物鏈由低營養(yǎng)級流向高營養(yǎng)級。

原因：①能量流動是沿食物鏈進行的，食物鏈中各營養(yǎng)級之間的捕食關系是長期自然選擇的

結果，是不可逆轉的。

②各營養(yǎng)級通過呼吸作用所產(chǎn)生的熱能不能被生物群落重復利用，因此能量流動無法

循環(huán)。

（2）逐級遞減：相鄰兩個營養(yǎng)級間的能量傳遞效率約為10%?率％。

注意：a.在不同的生態(tài)系統(tǒng)中可能出現(xiàn)不在10%?20%的情況

b.生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞效率不等于能量利用率

能量利用率：通常考慮的是流入人體中的能量占生產(chǎn)者能量的比值，或流入最高營養(yǎng)級

的能量占生產(chǎn)者能量的比值。合理調整能量流動，可提高能量的利用率。

原因：①各營養(yǎng)級生物都會因呼吸作用消耗大部分能量。

②各營養(yǎng)級的能量都會有一部分流入分解者（如殘枝敗葉，遺體殘骸直接傳給了分解

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。

包括未被下一營養(yǎng)級生物利用的部分（如皮毛骨骼不被下一營養(yǎng)級所食最終被分解者分解）。

任何生態(tài)系統(tǒng)都需要不斷得到來自系統(tǒng)外的能量補充，以便維持生態(tài)系統(tǒng)的正常功能。

3.能量流動的計算

某一營養(yǎng)級的同化戰(zhàn)

x大約是［10%~209

（1）能量傳遞效率的計算公式睡藪率「上一營養(yǎng)級的同化量

①確定相關的食物鏈（網(wǎng)），理洎B量傳遞效率可以

清生物在營養(yǎng)級上的差別；；低于1（）%,但一般

②是相鄰兩個營養(yǎng)級的傳遞效[不高于20%

（2）能量傳遞效率的相關“最值”計算率,而不是兩個個體或食物網(wǎng)

中的兩個物種之間的傳遞效率

若題干中未做具體說明，則一般認為能量傳遞的最低效率

為10%,最高效率為20%。

【巧記：乘除5或10]

試卷第10頁，總14頁

①在食物鏈A—B—C—D中有

D營養(yǎng)級最多增D營養(yǎng)級至少增

重多少(設為M)重多少(設為M)

至少需要A營養(yǎng)D營養(yǎng)級最多需要A營養(yǎng)

級多少(設為N)律增重修級多少(設為N)

M=Nx(20%)3M=Nx(10%)3

(2Mx20%)3)(N=M+(10%)3)

注：a.食物鏈越短，最高營養(yǎng)級獲得的能量越多；

b.生物間的取食關系越簡單，生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程中損耗的能量越少。

②在食物網(wǎng)中有

?選最短食物鏈?選最長食物鏈

霜最少

?按最高傳遞效?按最低傳遞效

率⑵)%)計算率(10%)計算

知低營養(yǎng)級知高營養(yǎng)級

送高營養(yǎng)稅了儲建

?選最長食物鏈?選最短食物鏈

------需最少

?按最低傳遞效?按最高傳遞效

率(10%)計算率(20%)計算

(3)能量傳遞效率有關的“定值”計算

①已確定營養(yǎng)級間能量傳遞效率的，不能按“最值”法計算，而需按具體數(shù)值計算。

例如：在食物鏈A—B—C—D中，能量傳遞效率分別為a%、b%,c%,若A的能量為M,

則D獲得的能量為舷Xa%X》％Xc%。

②如果是在食物網(wǎng)中，某一營養(yǎng)級同時從上一營養(yǎng)級多種生物獲得能量，且各途徑獲得的能

量比例確定，則按照各單獨的食物鏈進行計算后合并。

(4)能量來源比例改變的計算

在具體計算時務必先澄清分配比例，再確定求解中應“順推(用乘法)”

還是“逆推(用除法)"，以如圖食物網(wǎng)為例：-人(M)]

①若已知“植物同化量(A)”，并告知其“傳向動物與直接傳向人比例由1：1調整為1：2”，

求解人最多增重變化量(/)，計算時宜“順推(用乘法)”

調整前AX1X2O%+AX|X(2O%)2=M1

2

調整后AX|x20%+Axix(20%)=M2

②若已知“人同化量(M)”并告知人的食物來源“素食、肉食由1：1調整為2：1”，求解

最少需要植物變化量(A),計算時應“逆推(用除法)”

調整前調整后

1121

Mx-MX-Mx-Mx-

____z.—i_z_Ai______i_3_A?

20%(20%)220%(20%)2

(5)具有人工能量輸入的計算

人為輸入到某一營養(yǎng)級的能量是該營養(yǎng)級同化量的一部分，但卻不是從上一營養(yǎng)級流入

的能量。如求第二營養(yǎng)級至第三營養(yǎng)級傳遞效率時，應為第三營養(yǎng)級從第二營養(yǎng)級同化的能

量(不包括人工輸入到第三營養(yǎng)級的能量)/第二營養(yǎng)級的同化量(包括人工輸入到第二營養(yǎng)

級的能量)X100%o

例題：人為輸入到某一營養(yǎng)級的能量是該營養(yǎng)級同化量的一部分，但卻不是從上一營養(yǎng)

級流入的能量，在求算該營養(yǎng)級與上一營養(yǎng)級間的傳遞效率時則不考慮人工輸入的能量；而

在求算該營養(yǎng)級與下一營養(yǎng)級間的傳遞效率時，則考慮人工輸入的能量。

例題:如圖是某人工魚塘生態(tài)系統(tǒng)能量流動過程中部分環(huán)節(jié)涉及的能量值[單位為

103kJ/(m2-a)],請回答有關問題:

(1)圖中A代表的生理過程是o

(2)第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的能量傳遞

效率是，第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級

的傳遞效率是o

(3)流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是kJ/(m2-a)。

答案：⑴呼吸作用(2)15.625%12.7%(3)1.17X105

(6)歸納概括兩種?？寄芰苛鲃幽Ｐ?/p>

I呼號作用I

①第二營養(yǎng)級的能量流動過程模型

圖中箭頭①指的是攝入量，若沒有箭頭③，則①代表的是同化量。

②“拼圖法”分析能量流動過程

自身呼吸作用消耗自身呼吸作用消耗

D.

流向

營養(yǎng)級cZ營養(yǎng)級

流向分解者流向分解者

a.WBDI指相應營養(yǎng)級的同化量，Bi、B2指相應營養(yǎng)級中未利用的能量。

b.各營養(yǎng)級用于生長、發(fā)育和繁殖的能量為Bi+Ci+Di或B2+C2+D20

c.能量傳遞效率不會是100%。從上圖可以看出，相鄰兩個營養(yǎng)級的傳遞效率等于

DiAViXlOO%,一般情況下，能量在相鄰兩個營養(yǎng)級間的傳遞效率為10%?20%。

d.利用“拼圖法”可得關系式：

試卷第12頁，總14頁

W產(chǎn)A]+B?+C]+[^]=A?+B]+C]+A2+B2+C2+D2

（D?二2A+B2+C2+D2）

4.生態(tài)金字塔的三種類型及特點

根據(jù)單位時間內各個營養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值轉換成相應面積（或體積）的圖形，并將

圖形按照營養(yǎng)級的次序排列，可形成一個金字塔圖形一一能量金字塔?！灸芰拷鹱炙芨陀^、

準確的表示能量在各營養(yǎng)級間的傳遞規(guī)律。1

根據(jù)單位時間內各個營養(yǎng)級生物量（每個營養(yǎng)級所容納的有機物的總干重）之間的關系

——生物量金字塔。

根據(jù)單位時間內各個營養(yǎng)級所具的個體數(shù)目比值關系繪制而成一數(shù)量金字塔

項目能量金字塔數(shù)量金字塔生物量金字塔

高

高

低

一少

U1?C

生

營

AA營A

數(shù)

能?

低

物