生态系统的能量流动1、生态系统中的能量流动（1）概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
（2）过程:见下图。
（3）分析： ◆输入途径：主要是生产者的光合作用。
◆起点：从生产者固定太阳能开始，流经一个生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量。
◆渠道：食物链和食物网。
◆能量流动中能量形式的变化：太阳光能→生物体有机物中的化学能→热能（最终散失） ◆能量在食物链（网）中流动形式：有机物中的化学能。
◆能量传递效率= ◆能量散失的主要途径：细胞呼吸（包括各营养级生物本身的呼吸及分解者的呼吸）◆能量散失的形式:热能（呼吸作用产生）2、能量在流经每一营养级时的分流问题：（1）能量来源 ①生产者的能量来自太阳能。
②各营养级消费者的能量一般来自上一个营养级。
同化量=摄入量－粪便中所含能量（2）能量去路 ①每个营养级生物细胞呼吸产生的能量一部分用于生命活动，另一部分以热能形式散失。
②每个营养级生物有一部分能量流到后一个营养级（注意：最高营养级无此途径）。
③每个营养级生物的遗体、粪便、残枝败叶中的能量被分解者分解而释放出来。
④未被利用的能量（储存在煤炭、石油或化石中的能量，最终去路是上述三个途径）（3）流入某一营养级的能量来源和去路图解前一营养级同化的能量 后一营养级同化的能量3、能量流动特点：★单向流动：生态系统内的能量只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向下一个营养级，不能逆向流动，也不能循环流动。
★逐级递减：能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%-20%。
单向流动原因：①在食物链中，相邻营养级生物吃与被吃的关系不可逆转。
②各营养级的能量大部分以细胞呼吸产生热能的形式散失掉，这些能量是无法再利用的。
逐级递减原因：①每个营养级的生物都会因细胞呼吸消耗相当大的一部分能量，供自身利用和以热能形式散失。
②每个营养级中的能量都要有一部分流入分解者。
③每个营养级的生物总有一部分能量不能被下一营养级利用。
【提醒】上一个营养级未散失的能量是否能全部传递到下一个营养级？为什么？◆捕食不彻底：当动物体在捕食猎物时，由于相互之间经过长期的自然选择，捕食者能够捕食到猎物，但不可能将其种群中的全部个体捕食。
◆摄食不彻底：当动物捕食成功后，在取食对方时，也不可能将对方的所有有机物全部吃下。
◆消化不彻底：当动物将食物摄取到消化道中之后，也不可能将其中的全部营养都能吸收。
【特别提示】（1）能量传递效率的计算如某食物链中，生物A到生物B的能量传递效率为：。
若在食物网中，则A传递给下一个营养级的的能量传递效率为：。
（2）一条食物链中营养级一般不超过4-5个。
原因是：能量传递效率为10%-20%，传到第4-5营养级时，能量已经很少了，再往下传递不足以维持一个营养级。
4、能量金字塔（1）概念：各个营养级单位时间内所得到的能量数值，由低到高绘制成图，可形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔。
（2）意义：从能量金字塔可以看出，在一个生态系统中，营养级越多，能量流动过程中消耗的能量就越多。
生态系统中的能量流动一般不超过4～5个营养级。
补充：其他金字塔（1）数量金字塔：每一层表示各个营养级生物的个体数。
一般呈金字塔形。
（2）生物量金字塔：每一层表示各个营养级生物的质量。
一般呈金字塔形。
【特别提示】用数量金字塔或生物量金字塔来表示能量关系时，有时会出现倒置的情况（如下图）：5、研究能量流动的意义：★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。
★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。
如农田生态系统中，必须清除杂草、防治农作物的病虫害。
6、能量流动类题例解（1）、考察能量流动特点例1、一个池塘有生产者（浮游植物）、初级消费者（植食性鱼类）、次级消费者（肉食性鱼类）、分解者（微生物）。
其中生产者固定的全部能量为a，流入初级消费者、次级消费者、分解者的能量依次为b、c、d，下列表述正确的是：（）A．a=b+d B．a＞b+d C．a＜b+d D．a＜c+d【解析】一个生态系统中，流经该系统的总能量是生产者固定的太阳能的总量。
该生态系统中生产者固定的全部能量是a，即流经该系统的各个营养级的总能量是a，数值是最大的。
此能量去路：①一部分在生产者的呼吸作用中以热能形式散失到环境中；②一部分用于自身的生长、发育、繁殖；③在后一部分能量中，一部分随植物遗体和残枝败叶等被分解者分解释放出来，还有一部分沿着食物链流入初级消费者，除小部分能量随动物粪便排出体外，其余被初级消费者同化。
能量依次沿食物链单向流动、逐级递减传递下去。
根据题意应有a＞b+c+d,所以a＞b+d【答案】B（2）、能量传递中的“至少”和“最多”例2、如图食物网，鹰的体重增加20克，至少消耗植物？最多消耗植物？【解析】:①至少消耗植物应按照最短食物链：植物→鼠→鹰和最大能量传递效率20%计算。
所以20克/（20%）2=500克②最多消耗植物应按照最长食物链：植物→鼠→蛇→鹰和最小能量传递效率10%计算。
所以20克/（10%）3=20000克【答案】至少消耗植物500克,最多消耗植物20000克.（3）、食物网中未按比例的传递效率计算例3、如图表示某生态系统食物网的图解，猫头鹰体重每增加1kg，至少消耗A约（）千克。
A．100kg B．44.5kg C．25kg D．15kg【解析】根据题干，未标明每条食物链在能量传递过程中所占的比例，要求至少消耗A为多少，计算是应遵循①按照最短的食物链②按照最大能量传递效率。
所以A→B→猫头鹰，当猫头鹰体重增加1kg，（1kg÷20℅）÷20℅=25kg【答案】C（4）、食物网中的每条食物链涉及到比例分配例4、如图为某生态系统中食物网简图，图中甲——庚代表各种不同的生物。
已知各营养级之间的能量转化效率为10%，若一种生物摄食两种下一营养级的生物，且它们被摄食的生物量相等，则丁每增加10千克生物量，需消耗生产者（）千克。
A．1000kg B．2344.5kg C．265kg D．3250kg【解析】根据题干，①各营养级之间的能量转化效率为10%；②若一种生物摄食两种下一营养级的生物，则它们被摄食的生物量相等；如图我们可以得到三条食物链：①戊→庚→丁②戊→甲→丁③戊→己→甲→丁当丁增加10千克生物量，应有5千克来自庚，5千克来自甲。
则消耗庚和甲各50千克，由①戊→庚→丁，此时消耗戊500千克。
甲增重50千克，其中25千克来自戊，由②戊→甲→丁，此时消耗戊250千克；还有25千克来源于己，由③戊→己→甲→丁，消耗戊2500千克。
共500+250+2500=3250千克。
【答案】D（5）、关于传递效率中的函数关系例5、在下右图食物网中a表示动物性食物所占比例，若要使鸟体重增加x，至少需要生产者量为y，那么x与y的关系可表示为：（）A. y=90ax+10aB.y=25ax+5aC. y=20ax+5aD.y=100ax+10a【解析】该题中有两条食物链：①草→鸟 ②草→虫→鸟。
其中动物性食物所占比例为a ，则草→虫→鸟中，至少需要生产者=(ax ÷20%)÷20%=25ax,在草→鸟中，a （1-x ）÷20%= 5a-5ax 。
则y=20ax+5a【答案】C（6）、能量流动在生态系统中的图解例6、下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，下列各项中正确的是：（ ）A ．①表示流经生态系统内部的总能量B ．一般情况下，③增加1Kg ，①至少增加100KgC ．生物与生物之间的捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具单向性D ．从能量关系看②≥③+④【解析】能量在生态系统内是单向流动的，每个营养级都要消耗约80％～90％的能量。
因此，能量流动是逐级递减的，生态系统只有不断地从外界获取能量(太阳能)，能量流动才能持续下去。
流经该系统的总能量是生产者固定的太阳能的总量，而不是①。
③增加1Kg ，按照最大能量传递效率20%计算①至少增加25Kg.。
从能量关系看②>③+④。
【答案】C(7)、能量流动的几种“最值”计算在已知较高营养级生物的能量求消耗较低营养级生物的能量时，若求“最多”值，则说明较低营养级生物的能量按“最低”效率传递，若求“最（至）少”值，则说明较低营养级生物的能量按“最高”效率传递。
反之，已知较低营养级生物的能量求传递给较高营养级生物的能量时，若求“最多”值，则说明较低营养级生物的能量按“最高”效率传递，若求“最少”值，则说明较低营养级生物的能量按“最低”效率传递。
在某食物网中，确定生物量变化的“最多”或“最少”时，应遵循以下原则：有关能量流动的典例计算：1. 以生物的同化量（实际获取量）为标准的“最值”计算例7. 下图为某生态系统食物网简图，若E 生物种群总能量为kJ 107.19⨯，B 生物种群总能量为kJ 103.28⨯，从理论上计算，A 贮存的总能量最少为（ ）A. kJ 101.78⨯B. kJ 108.47⨯C. kJ 1095.57⨯D. kJ 103.27⨯2. 以生物的积累量为标准的“最值”计算例8. 已知某营养级生物同化的能量为1000kJ ，其中95%通过呼吸作用以热能的形式散失，则其下一营养级生物获得的能量最多为（ ）A. 200kJB. 40kJC. 50kJD. 10kJ3.能量值的几种不同表示方式及相关计算例9.在能量金字塔中，如果生产者在光合作用过程中产生240mol 的氧气，其全部用于初级消费者分解血糖，则其释放并贮存在ATP 中的能量最多有（ ）可被三级消费者捕获？A. J 10008.16⨯B. J 10016.56⨯C. J 10858.16⨯D. J 10008.26⨯例10.如果一个人食物有1/2来自绿色植物，1/4来自小型肉食动物，1/4来自羊肉，假如传递效率为10%，那么该人每增加1千克体重，约消耗植物（ ）A. 10千克B. 28千克C. 100千克D. 280千克4.数量（生物体数目）表示法及计算例11.在一片草原上，假如一年中，至少有70000只昆虫生活才可养活一只食虫鸟，而食虫鸟若按10%的能量传递率将能量传给鹰，则理论上每年大约需要3000只食虫鸟才能维持一只鹰的生存，那么如果鹰只靠捕食食虫鸟来生活，则每年至少需要（ ）只昆虫才能保证一只鹰的生存？A. 8101.2⨯B. 8108.2⨯C. 81005.1⨯D. 无法统计例12. 在“棉花→棉蚜→食蚜蝇→瓢虫→麻雀→鹰”这条食物链中，如果食蚜蝇要有5m 2的生活空间才能满足自身的能量需求，则一只鹰的生活空间至少是（ ）A. 23m 105⨯B. 24m 105⨯C. 23m 5D. 24m 5例13.具有三个营养级的能量金字塔，最上层的体积是最下层的（ ）A. 10%~20%B. 1%~4%C. 0.1%~1%D. 1%~10%例14.一片树林中，树、昆虫和食虫鸟类的个体数比例关系如下图所示。