能量流动

能量流动

太阳能是所有生命活动的能量来源，它通过绿色植物的光和作用进入生态系统，然后从绿色植物转移到各种消费者。

介绍

一般不能逆向流动

定律

热力学定律

能量通过食物链逐级传递。在绝大多数生态系统中，太阳能是生命活动的能量来源，它通过绿色植物的光和作用进入生态系统，然后从绿色植物转移到各种消费者。在深海热泉系统中不直接利用太阳能。

能量流动的特点是单向流动和逐级递减。单向流动：是指生态系统的能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级。一般不能逆向流动。

这是由于动物之间的捕食关系确定的。如狼捕食羊，但羊不能捕食狼。

逐级递减是指输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流人后一个营养级，能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的。

能量在沿食物链传递的平均效率为10%～20%，即一个营养级中的能量只有10%～20%的能量被下一个营养级所利用。

1、单向流动--生态系统内部各部分通过各种途径放散到环境中的能量,再不能为其他生物所利用;

2、逐级递减--生态系统中各部分所固定的能量是逐级递减的,前一级的能量不能维持后一级少数生物的需要,愈向食物链的后端，生物体的数目愈少,这样便形成一种金字塔形的营养级关系。

热力学定律

能量是生态系统的动力，是一切生命活动的基础。一切生命活动都伴随着能量的变化，没有能量的转化，也就没有生命和生态系统。生态系统的重要功能之一就是能量流动，能量在生态系统内的传递和转化规律服从热力学的两个定律。

热力学第一定律

热力学第一定律可以表述如下：“在自然界发生的所有现象中，能量既不能消灭也不能凭空产生，它只能以严格的当量比例由一种形式转变为另一种形式”。因此热力学第一定律又称为能量守恒定律。

依据这个定律可知，一个体系的能量发生变化，环境的能量也必定发生相应的变化，如果体系的能量增加，环境的能量就要减少，反之亦然。对生态系统来说也是如此，例如，生态系统通过光合作用所增加的能量等于环境中太阳所减少的能量，总能量不变，所不同的是太阳能转化为潜能输入了生态系统，表现为生态系统对太阳能的固定。

人们都知道，非生命自然界发生的变化都不必借助外力的帮助而能自动实现，热力学把这样的过程称为自发过程或自动过程。例如，热自发地从高温物体传到低温物体，直到两者的温度相同为止。而与此相反的过程都不能自发地进行，可见自发过程的共同规律就在于单向趋于平衡状态，决不可能自动逆向进行。或者说任何自发过程都是热力学的不可逆过程。

应当指出的是：不应把自发过程理解为不可能逆向进行，问题在于是自动还是消耗外功，借助外功是可逆向进行的。例如，生态系统中复杂的有机物质分解为简单的无机物质是一种自发过程，但无机物质决不可能自发地合成为有机物质，借助于外功太阳能却可以实现，这就

是光合作用，不过这不是自发或自动的。既然任何自发过程总是单向趋于平衡状态，决不可能自动逆向进行，由此可以推测体系必定有一种性质，它只视体系的状态而定而与过程的途径（或进行的方式）无关。

可以大致打一个比喻：假定有水位差的存在，水自动地从高水位流向低水位的趋向必定存在，但水流是快是慢显然都不可能改变水向低水位方向流动的自发倾向。这就是说，要研究给定的始态和终态条件下自发过程的方向，可以不考虑过程的细节和进行的方式。为了判断自发过程进行的方向和限度，可以找出能用来表示各自发过程共同特征的状态函数。熵（entropy）和自由能就是热力学中两个最重要的状态函数，它们只与体系的始态和终态有关而与过程的途径无关。

热力学第二定律

热力学第二定律表达有关能量传递方向和转换效率的规律。

热力学第二定律是对能量传递和转化的一个重要概括，通俗地说就是：在能量的传递和转化过程中，除了一部分可以继续传递和作功的能量（自由能）外，总有一部分不能继续传递和作功而以热的形式消散的能量，这部分能量使熵和无序性增加。以蒸汽机为例，煤燃烧时一部分能量转化为蒸汽能推动机器作了功，另一部分能量以热的形式消散

在周围空间而没有作功，只是使熵和无序性增加。对生态系统来说也是如此，当能量以食物的形式在生物之间传递时，食物中相当一部分能量被降解为热而消散掉（使熵增加），其余则用于合成新的组织作为潜能储存下来。所以一个动物在利用食物中的潜能时常把大部分转化成了热，只把一小部分转化为新的潜能。因此能量在生物之间每传递一次，一大部分的能量就被降解为热而损失掉，这也就是为什么食物链的环节和营养级的级数一般不会多于5～6个以及能量金字塔必定呈尖塔形的热力学解释。

熵（entropy）是系统热量被温度除后得到的商，在一个等温过程中，系统的熵值变化（△S）为：△S=△Q/T式中，△Q 为系统中热量变化（焦耳），T是系统的温度（K）。

若用熵概念表示热力学第二定律，则①在一个内能不变的封闭系统中，其熵值只朝一个方向变化，常增不减；②开放系统从一个平衡态的一切过程使系统熵值与环境熵值之和增加。

生态系统是一个开放系统，它们不断地与周围的环境进行着各种形式能量的交换，通过光合同化，引入负熵；通过呼吸，把正熵值转出环境。

开放系统（同外界有物质和能量交换的系统）与封闭系统的性质不同，

它倾向于保持较高的自由能而使熵较小，只要不断有物质和能量输入和不断排出熵，开放系统便可维持一种稳定的平衡状态。生命、生态系统和生物圈都是维持在一种稳定状态的开放系统。低熵的维持是借助于不断地把高效能量降解为低效能量来实现的。在生态系统中，由复杂的生物量结构所规定的“有序”是靠不断“排掉无序”的总群落呼吸来维持的。热力学定律与生态学的关系是明显的，各种各样的生命表现都伴随着能量的传递和转化，象生长、自我复制和有机物质的合成这些生命的基本过程都离不开能量的传递和转化，否则就不会有生命和生态系统。总之，生态系统与其能源太阳能的关系，生态系统内生产者与消费者之间及捕食者与猎物之间的关系都受热力学基本规律的制约和控制，正如这些规律控制着非生物系统一样。热力学定律决定着生态系统利用能量的限度。事实上，生态系统利用能量的效率很低，虽然对能量在生态系统中的传递效率说法不一，但最大的观测值是30%，一般说来，从供体到受体的一次能量传递只能有5～20%的可利用能量被利用，这就使能量的传递次数受到了限制，同时这种限制也必然反映在复杂生态系统的结构上（如食物链的环节数和营养级的级数等）。由于物质的传递并不受热力学定律的限制，因此生物量金字塔和数量金字塔有时会表现为下窄上宽的倒塔形，但这并不意味着高营养级生物所利用的能量会多于低营养级生物所传递的能量。

生态效率

在生产力生态学研究中，估计各个环节的能量传递效率是很有用的。能流过程中各个不同点上能量之比值，可以称为传递效率（transfer efficiency）。Odum曾称之为生态效率，但一般把林德曼效率称为生态效率。由于对生态效率曾经给过不少定义，而且名词比较混乱，Kozlovsky（1969）曾加以评述，提出最重要的几个，并说明其相互关系。

摄食量（I）：表示一个生物所摄取的能量；对植物来说，它代表光合作用所吸收的日光能；对于动物来说，它代表动物吃进的食物的能量。

同化量（A）:对于动物来说，同化量表示消化道后吸收的能量（吃进的食物不一定都能吸收）。对分解者来说是指细胞外的吸收能量；对植物来说是指在光合作用中所固定的日光能，即总初级生产量（GP）。

呼吸量（R）：指生物在呼吸等新陈代谢和各种活动中所消耗的全部能量。

生产量（P）：指生物在呼吸消耗后净剩的同化能量值，它以有机物质的形式累积在生物体内或生态系统中。对植物来说，它是净初级生产量（NP）；对动物来说，它是同化量扣除维持呼吸量以后的能量值，即P = A - R。

可利用以上这些参数可以计算生态系统中能流的各种效率。一般认为，生态效率为10%~20%。最重要的是下面3个：

同化效率（assimilationefficiency）

指植物吸收的日光能中被光合作用所固定的能量比例，或被动物摄食的能量中被同化了的能量比例。

同化效率=被植物固定的能量/植物吸收的日光能

或=被动物消化吸收的能量/动物摄食的能量

生产效率（productionefficiency）

指形成新生物量的生产能量占同化能量的百分比。

生产效率=n营养级的净生产量/n营养级的同化能量

有时人们还分别使用组织生长效率（即前面所指的生长效率）和生态生长效率，则生态生长效率=n营养级的净生产量/n营养级的摄入能量

消费效率（consumptionefficiency）

指n+1营养级消费（即摄食）的能量占n营养级净生产能量的比例。

消费效率=n+1营养级的消费能量/n营养级的净生产量

所谓林德曼效率（Lindemans efficiency）是指n+1营养级所获得的能量占n营养级获得能量之比，相当于同化效率、生长效率与消费效率的乘积。但也有学者把营养级间的同化能量之比值视为林德曼效率。

一般说来，大型动物的生长效率要低于小型动物，老年动物的生长效率要低于幼年动物。肉食动物的同化效率要高于植食动物。但随着营养级的增加，呼吸消耗所占的比例也相应增加，因而导致在肉食动物营养级净生产量的相应下降。从利用效率的大小可以看出一个营养级对下一个营养级的相对压力，而林德曼效率似乎是一个常数，即10%，生态学家通常把10%的林德曼效率看成是一条重要的生态学规律。

但近来对海洋食物链的研究表明，在有些情况下，林德曼效率可以大于30%。对自然水域生态系统的研究表明，在从初级生产量到次级生产量的能量转化过程中，林德曼效率大约为15～20%；就利用效率来看，从第一营养级往后可能会略有提高，但一般说来都处于20～25%的范围之内。这就是说，每个营养级的净生产量将会有75～80%通向

碎屑食物链。

生态效率的概念也可用于物种种群的研究。例如，非洲象种群对植物的利用效率大约是9.6%，即在3.1×106J/m2的初级生产量中只能利用3.0×105J/m2；草原田鼠（Microtus）种群对食料植物的利用效率大约是1.6%，而草原田鼠营养环节的林德曼效率却只有0.3%，这是一个很低的值。我们通常认为是很重要的一些物种，最终发现它们在生态系统能量传递中所起的作用却很小。例如，

1970年，G．C．Varley曾计算过栖息在Wytham森林中的很多脊椎动物的利用效率，这些动物都依赖栎树为生，其中大山雀的利用效率为0.33%，鼩鼱的利用效率为0.10%，林姬鼠为0.75%，即使是这里的优势种类，也只能利用该森林净初级生产量的1%。草原生态系统中的植食动物通常比森林生态系统中的植食动物能利用较多的初级生产量。在水生生态系统中，食植物的浮游动物甚至可以利用更高比例的净初级生产量。1975年，Whittaker对不同生态系统中净初级生产量被动物利用的情况提供了一些平均数据，这些数据表明，热带雨林大约有7%的净初级生产量被动物利用，温带阔叶林为5%，草原为10%，开阔大洋40%和海水上涌带35%。可见，在森林生态系统中，净生产量的绝大多数都通向了碎屑食物链。

食物链和食物网的概念

生产者所固定的能量和物质，通过一系列的取食和被取食关系而在生态系统中传递，各种生物按其取食和被食的关系而排列的链状顺序称为食物链（food chain）。

Elton（1942）是最早提出食物链概念的人之一，他认为由于受能量传递效率的限制，食物链的长度不可能太长，一般食物链都是由4～5个环节构成的，如鹰捕蛇、蛇吃小鸟、小鸟捉昆虫，昆虫吃草。最简单的食物链是由3个环节构成的，如草→兔→狐狸。

但是，在生态系统中生物之间实际的取食和被取食关系并不象食物链所表达的那么简单，食虫鸟不仅捕食瓢虫，还捕食蝶蛾等多种无脊椎动物，而且食虫鸟本身也不仅被鹰隼捕食，而且也是猫头鹰的捕食对象，甚至鸟卵也常常成为鼠类或其他动物的食物。可见，在生态系统中的生物成分之间通过能量传递关系存在着一种错综复杂的普遍联系，这种联系象是一个无形的网把所有生物都包括在内，使它们彼此之间都有着某种直接或间接的关系，这就是食物网（food web）的概念。

一个复杂的食物网是使生态系统保持稳定的重要条件，一般认为，食物网越复杂，生态系统抵抗外力干扰的能力就越强，食物网越简单，生态系统就越容易发生波动和毁灭。假如在一个岛屿上只生活着草、

鹿和狼。在这种情况下，鹿一旦消失，狼就会饿死。如果除了鹿以外还有其他的食草动物（如牛或羚羊），那么鹿一旦消失，对狼的影响就不会那么大。反过来说，如果狼首先绝灭，鹿的数量就会因失去控制而急剧增加，草就会遭到过度啃食，结果鹿和草的数量都会大大下降，甚至会同归于尽。如果除了狼以外还有另一种肉食动物存在，那么狼一旦绝灭，这种肉食动物就会增加对鹿的捕食压力而不致使鹿群发展得太大，从而就有可能防止生态系统的崩溃。

在一个具有复杂食物网的生态系统中，一般也不会由于一种生物的消失而引起整个生态系统的失调，但是任何一种生物的绝灭都会在不同程度上使生态系统的稳定性有所下降。当一个生态系统的食物网变得非常简单的时候，任何外力（环境的改变）都可能引起这个生态系统发生剧烈的波动。

苔原生态系统是地球上食物网结构比较简单的生态系统，因而也是地球上比较脆弱和对外力干扰比较敏感的生态系统。虽然苔原生态系统中的生物能够忍受地球上最严寒的气候，但是苔原的动植物种类与草原和森林生态系统相比却少得多，食物网的结构也简单得多，因此，个别物种的兴衰都有可能导致整个苔原生态系统的失调或毁灭，例如，如果构成苔原生态系统食物链基础的地衣因大气中二氧化硫含量超标而导致生产力下降或毁灭，就会对整个生态系统产生灾难性影响。北极驯鹿主要以地衣为食，而爱斯基摩人主要以狩猎驯鹿为生。正是

出于这样的考虑，自然保护专家们普遍认为，在开发和利用苔原生态系统的自然资源以前，必须对该系统的食物链、食物网结构、生物生产力、能量流动和物质循环规律进行深入的研究，以便尽可能减少对这一脆弱生态系统的损害。

食物链的类型

在任何生态系统中都存在着两种最主要的食物链，即捕食食物链（grazing food chain）和碎屑食物链（detrital food chain），前者是以活的动植物为起点的食物链，后者是以死生物或腐屑为起点的食物链。

在大多数陆地生态系统和浅水生态系统中，生物量的大部分不是被取食，而是死后被微生物所分解，因此能流是以通过碎屑食物链为主。

例如，在潮间带的盐沼生态系统中，活植物被动物吃掉的大约只有10%，其他90%是在死后被腐食动物和小分解者所利用，这里显然是以碎屑食物链为主。据研究，一个杨树林的生物量除6%是被动物取食外，其余94%都是在枯死后被分解者所分解。在草原生态系统中，被家畜吃掉的牧草通常不到四分之一，其余部分也是在枯死后被分解者分解的。

碎屑食物链可能有两个去向，这两个去向就是微生物或大型食碎屑动

物，这些生物类群对能量的最终消散所起的作用已经引起了生态学家的重视。但这些生物又构成了许多其他动物的食物。

捕食食物链虽然是人们最容易看到的，但它在陆地生态系统和很多水生生态系统中并不是主要的食物链，只在某些水生生态系统中，捕食食物链才会成为能流的主要渠道。

在陆地生态系统中，净初级生产量只有很少一部分通向捕食食物链。例如，在一个鹅掌楸-杨树林中，净初级生产量只有2.6%被植食动物所利用。1975年，Andrews等人研究过一个矮草草原的能流过程，此项研究是在未放牧、轻放牧和重放牧三个小区进行的，他们发现，即使是在重放牧区，也只有15%的地上净初级生产量被食草动物吃掉，约占总净初级生产量的3%。实际上，在这样的草原上，家畜可以吃掉地上净初级生产量的30～50%，在这种牧食压力下，矮草草原会将更多的净生产量集中到根部。轻放牧有刺激地上部分净初级生产量生产的效果。在轻放牧区和重放牧区内，被家畜消耗的能量大约有40～50%又以畜粪的形式经由碎屑食物链还给了生态系统。

一般说来，生态系统中的能量在沿着捕食食物链的传递过程中，每从一个环节到另一个环节，能量大约要损失90%，也就是能量转化效率大约只有10%。因此，每4.2×106焦的植物能量通过动物取食只能有4.2×105焦转化为植食动物的组织或 4.2×105焦转化为一级肉

食动物的组织或4.2×103焦转化为二级肉食动物的组织。从这些事实不难看出，为什么地球上的植物要比动物多得多，植食动物要比肉食动物多得多，一级肉食动物要比二级肉食动物多得多…这不论是从个体数量、生物量或能量的角度来看都是如此。越是处在食物链顶端的动物，数量越少、生物量越小，能量也越少，而顶位肉食动物数量最少，以致使得不可能再有别的动物以它们为食，因为从它们身上所获取的能量不足以弥补为搜捕它们所消耗的能量。

一般说来，能量从太阳开始沿着捕食食物链传递几次以后就所剩无几了，所以食物链一般都很短，通常只由4～5个环节构成，很少有超过6个环节的。

除了碎屑食物链和捕食食物链外，还有寄生食物链。由于寄生物的生活史很复杂，所以寄生食物链也很复杂。有些寄生物可以借助于食物链中的捕食者而从一个寄主转移到另一个寄主，外寄生物也经常从一个寄主转移到另一个寄主。其他寄生物也可以借助于昆虫吸食血液和植物液而从一个寄主转移到另一个寄主。

生态系统中能量流动的主要路径为，能量以太阳能形式进入生态系统，以植物物质形式贮存起来的能量，沿着食物链和食物网流动通过生态系统，以动物、植物物质中的化学潜能形式贮存在系统中，或作为产品输出，离开生态系统，或经消费者和分解者生物有机体呼吸释放的

热能自系统中丢失。生态系统是开放的系统，某些物质还可通过系统的边界输入如动物迁移，水流的携带，人为的补充等。

生态系统能量的流动是单一方向的。能量以光能的状态进入状态进入生态系统后，就不能再以光的形式存在，而是以热的形式不断地逸散于环境中。

营养级和生态金字塔

食物链和食物网是物种和物种之间的营养关系，这种关系错综复杂，无法用图解的方法完全表示，为了便于进行定量的能流和物质循环研究，生态学家提出了营养级（trophic level）的概念。

一个营养级是指处于食物链某一环节上的所有生物种的总和。例如，作为生产者的绿色植物的所有自养生物都位于食物链的起点，共同构成第一营养级。所有以生产者（主要是绿色植物）为食的动物都属于第二营养级，即植食动物营养级。第三营养级包括所有以植食动物为食的肉食动物。依此类推，还可以有第四营养级（即二级肉食动物营养级）和第五营养级。

生态系统中的能流是单向的，通过各个营养级的能量是逐级减少的，减少的原因是：（1）各营养级消费者不可能百分之百地利用前一营养

级的生物量，总有一部分会自然死亡和被分解者所利用；（2）各营养级的同化率也不是百分之百的，总有一部分变成排泄物而留于环境中，为分解者生物所利用；（3）各营养级生物要维持自身的生命活动，总要消耗一部分能量，这部分能量变成热能而耗散掉，这一点很重要。生物群落及在其中的各种生物之所以能维持有序的状态，就得依赖于这些能量的消耗。这就是说，生态系统要维持正常的功能，就必须有永恒不断的太阳能的输入，用以平衡各营养级生物维持生命活动的消耗，只要这个输入中断，生态系统便会丧失功能。

由于能流在通过各营养级时会急剧地减少，所以食物链就不可能太长，生态系统中的营养级一般只有四五级，很少有超过六级的。

能量通过营养级逐级减少，如果把通过各营养级的能流量，由低到高画成图，就成为一个金字塔，称为能量锥体或金字塔（pyramid of energy）。同样如果以生物量或个体数目来表示，就能得到生物量锥体和数量锥体。3类锥体合称为生态锥体（ecological pyramid）。

一般说来，能量锥体最能保持金字塔形，而生物量锥体有时有倒置的情况。例如，海洋生态系统中，生产者（浮游植物）的个体很小，生活史很短，根据某一时刻调查的生物量，常低于浮游动物的生物量。这样，按上法绘制的生物量锥体就倒置过来。当然，这并不是说在生产者环节流过的能量要比在消费者环节流过的少，而是由于浮游植物

个体小，代谢快，生命短，某一时刻的现存量反而要比浮游动物少，但一年中的总能量还是较浮游动物多。数量锥体倒置的情况就更多一些，如果消费者个体小而生产者个体大，如昆虫和树木，昆虫的个体数量就多于树木。同样，对于寄生者来说，寄生者的数量也往往多于宿主，这样就会使锥体的这些环节倒置过来。但能量锥体则不可能出现倒置的情形。

生态系统能量流动过程分析和计算

生态系统能量流动过程分析 1．下面为能量流经某生态系统第二营养级的示意图[单位：J/(cm2·a)]，据图分析，有关说法正确的是( ) A．该生态系统第一营养级同化的能量至少为400 B．第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量是100 C．能量由第二营养级到第三营养级的传递效率是20% D．该生态系统第三营养级同化的能量是15 2．如图所示桑基鱼塘生态系统局部的能量流动，图中字母代表相应的能量。下列有关叙述不正确的是( ) A．如果c1表示蚕传递给分解者的能量，则b1表示未被 利用的能量 B．图中b表示桑树呼吸作用散失的能量 C．图中的c可表示桑树用于生长、发育、繁殖的能量 D．图中d1/d可以表示第一营养级到第二营养级的能量传递效率 3．如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的能量，D、E、F分别表示各营养级生物用于生长、发育、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＝F B．K中能量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 4．(2015·茂名模拟)下列对人工鱼塘生态系统的分析，合理的是( ) A．消费者同化的能量往往大于生产者所固定的太阳能B．生态系统中能量流动不是逐级递减的 C．调查该生态系统中某鱼类密度常用的方法是样方法D．该生态系统的功能只有物质循环和能量流动 5．如图为某人工松林18年间能量流动情况的调查统计(单 位略)，有关说法正确的是( ) A．“能量Q”是指生产者固定的太阳能总量 B．无需人工能量投入该松林就可维持其稳定性 C．18年间该松林中分解者获取总能量是285×1010 D．动物的存在加快了人工松林的物质循环 6．下表是某营养级昆虫摄食植物后能量流动的情况，下 列说法不正确的是( ) 项目昆虫摄食量昆虫粪便量昆虫呼吸消耗量昆虫生长的能量 能量(kJ) 410 210 130 70 A. B．昆虫同化的能量中约有35%用于其生长、发育和繁殖 C．昆虫的后一个营养级能够获得的能量最多为14 kJ D．昆虫的前一营养级的能量至少为1 000 kJ

人体内的能量是流动的

＊人体内的能量是流动的，一旦用错地方就会形成扭曲的样貌。如果我们没有把生命能量用在创造快乐上，反而把焦点放在创造悲伤、怨怒、悔恨的实相，或过着一成不变的枯燥生活，便很容易生病——这是因为内在扭曲，能量受到严重阻塞而引发的健康问题，它提醒人们内在强大的能量是需要被释放和疏导的，因此不能用对抗的方式去应对疾病，否则会引发体内能量更大的冲突。 ＊疾病与负面情绪的压抑累积有密切关系。因此，让负面情绪获得释放和转化，肯定自己的存在价值，就是我们必须学习的功课。一个能肯定自我价值、内心与外在较为一致的人，是不容易生病的。肯定自己生而为人的必然价值，向内心输入正面的信息，更进一步地接纳以及了解自我，才是获得健康并治愈疾病的治本之道。 健康源自好心态 人类身体上的病痛，往往都是心灵能量阻滞的呈现。无论治疗任何疾病，如果我们不去觉察和探索内在情绪的变化，只一味从身体治疗的角度思考，那么在治疗上就会出现很大的盲点。若要让自己获得身心灵的整体健康，我们除了要学习接纳和转换情绪、肯定自我的存在与价值外，还需要倾听心灵的召唤，尽情发挥生命的创造力。 ●医病还需先修心 世界卫生组织（WHO）对于健康的定义包括三个层面：生理、心理及社会关系。唯有这三个层面都达到平衡状态，才能够达到“健康”的标准。其实，健康不仅是身体上是否有病痛的问题，心理上的健康问题更为重要。 我在就读医学院时开始探索疾病与人类心灵之间的关系，陆续接触了不少有关身心灵研究的资料。我深深认识到，若医生只救助病人的肉体，而不能从心灵的根源解除其痛苦，就并不算真正的疗愈。 还在当实习医生的时候，我曾急救过一位被厚钢板撞击腹部的男人，当时情况十分危急，剖开他的胸腔后，我必须用整只手探入其中按摩他的心脏，才能挽回其性命。这次急救病人的经验极大地震撼了我，促使我进一步思索生命的存在与价值、本质与意义。 人类身体上的病痛，往往都是心灵痛苦的呈现。若只是把人体器官当作机器中的零件一样，以为借助现代医疗仪器或高科技，以旧换新后就能解决健康问题，

2020年高考生物提分策略题型13 能量流动的相关计算

题型13 能量流动的相关计算 解答食物网中能量流动的相关计算题时，注意以下两种情况即可： （1）知高营养级求低营养级时，求“最多”值——选最长食物链按10%计算，求“最少”值——选最短食物链按20%计算。 （2）知低营养级求高营养级时，求“最多”值——选最短食物链按20%计算；求“最少”值——选最长食物链按10%计算。 另外，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”，然后按照各个单独的食物链分别计算后合并。 一、选择题 1．某同学通过分析蛇的食性绘制了如图所示的食物关系。假如一条1 kg的蛇，4/5的食物来自鼠，1/5的食物来自蛙。按能量流动的20%计算，此蛇间接消耗的植物为 A．45 kg B．22.5 kg C．90 kg D．20 kg 【答案】A 【解析】分析题图：图示共有两条食物链，分别是植物→鼠→蛇，植物→昆虫→青蛙→蛇。按照最大能量传递效率（20%）计算，假如一条1kg的蛇，4/5的食物来自鼠，1/5的食物来自蛙．按能量流动的最高效率计算，此蛇间接消耗的植物为1×4/5÷20%÷20%+1×1/5÷20%÷20%÷20%=45 kg。故选A。 2．下图是一个食物网，假如鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇，那么鹰若要增加20克体重，至少需要消耗植物 A．900克B．500克 C．200克D．600克

【答案】A 【解析】当能量传递效率为最大值即20%时，消耗的植物量最少。鹰经兔途径消耗的植物量为20×(2/5)÷20%÷20%＝200(g)；鹰经鼠途径消耗的植物量为20×(2/5)÷20%÷20%＝200(g)；鹰经蛇、鼠途径消耗的植物量为20×(1/5)÷20%÷20%÷20%＝500(g)，共计消耗植物量为200＋200＋500＝900(g)。 3．有一食物网如图所示，如果能量传递效率为10%，各条食物链传递到庚的能量相等，则庚增加1 kJ的能量，丙最少含多少能量 A．550 kJ B．500 kJ C．400 kJ D．100 kJ 【答案】A 【解析】根据题意知，经丙→丁→己→庚传递到庚的能量为0.5 kJ，则需要丙0.5÷(10%)3＝500(kJ)；经丙→戊→庚传递到庚的能量为0.5 kJ，则需要丙0.5÷(10%)2＝50(kJ)，即丙最少含500＋50＝550(kJ)的能量。 4．下表为某营养级昆虫摄食植物后能量流动的情况，按10~20%传递效率计算，下列说法正确的是项目昆虫摄食量昆虫粪便量昆虫呼吸消耗量昆虫储存在有机物中的能量 能量（KJ）410 210 130 70 A．昆虫的前一营养级的能量至少有2 050 kJ B．昆虫储存在有机物中的能量属于未利用的能量 C．昆虫粪便量属于植物流向分解者能量的一部分 D．昆虫同化的能量中约有14%用于其生长发育和繁殖 【答案】C 【解析】昆虫的同化量为410-210=200（kJ），则其前一营养级的能量至少有200/20%=1 000 kJ，A错误； 未利用的能量属于昆虫储存在有机物中的能量的一部分，B错误；摄入量=同化量+粪便量，昆虫粪便量属于植物流向分解者能量的一部分，C正确；昆虫的同化量为200 kJ，生长的能量所占比例为 70÷200×100%=35%，D错误。 5．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），下列选项中正确的是

能量流动练习 含答案

一、选择题 1.盲目扩大池塘中某种鱼的养殖数量，常常会引起高投入低产出现象．下列相关叙述正确的是（） A. 种群密度过大，导致生存斗争加剧，鱼生长速率下降 B. 增加食物投放、供应空气不会改变池塘鱼的环境容纳量 C. 池塘中尽可能放养单一鱼种，有利于提高经济效益 D. 当池塘中某鱼种群数量达到环境容纳量时鱼生长速率最快 2.下图表示甲、乙两个特定生态系统的能量金字塔，有关解释正确的是( ) A. 一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多 B. 能量沿食物链单向流动，传递效率随营养级的升高而逐级递减 C. 各级消费者同化量中都有一小部分能量通过粪便流给了分解者 D. 若土壤中含相同浓度的DDT，则甲中的人比乙中的人体内DDT低 3．在下列食物链中，假设初级消费者从生产者获得的能量数值相等，哪一条食物链提供给猫头鹰的能量最多（） A．绿色植物→蚱蜢→蜘蛛→蜥蜴→蛇→猫头鹰 B．绿色植物→蚱蜢→青蛙→蛇→猫头鹰 C．绿色植物→鼠→蛇→猫头鹰 D．绿色植物→鼠→猫头鹰4.下列有关生态系统能量流动的叙述中，错误的是 A.能量流动是单向的不可逆转的 B.能量流动指生态系统中能量的输入、传递、转化、散失过程 C.初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少 D.营养级越多，散失的能量越多 5.研究生态系统的能量流动，可以参考下图所示的模型。下列有关叙述错误的是 A. 模型中的“能量散失”主要指呼吸作用散失的能量 B. 研究生态系统中的能量流动，一般在群体水平上 C. 模型中的“能量输入”就是指捕食者捕食的能量 D. 研究流经某一种群的能量时,要考虑到能量被利用和未被利用等方面 6.某生态系统中存在如图所示的食物网，如将C的食物比例由A：B=1：1调整为2：1，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载C的数量是原来的（） 倍倍倍倍 7.如图为某一生态系统中的食物网示意图，若种群E含有的总能量为×109kJ，种群B含有的总能量为×108kJ，则从理论上讲，种群A至少可获得的能量为（） A．×108kJ B．×107kJ C．×107kJ D．×108kJ 8.某湖泊生态系统中有大型杂食性鱼类甲，其食物来自浮游植物乙、草食性鱼类丙和以丙为食的小型肉食性鱼类丁，且三者所占比例相同，甲每增加3kg体重，最少需要消耗乙（） A．15Kg B．35 Kg C．155 Kg D．1100 Kg

5月1日 能量流动的概念和过程

5月1日能量流动的概念和过程 高考频度：★★★☆☆难易程度：★★★☆☆ 某生态系统中有A、B、C、D四种生物，构成食物链A→B→C，D为分解者，如图是该生态系统中能量流入B处发生的一系列变化示意图，下列说法错误的是 A．图中的甲表示B的同化量，乙表示B用于生长、发育和繁殖的能量 B．参与丁过程的都是异养型生物，包括细菌、真菌等 C．当生态系统处于相对稳定状态时，B的种群数量一般处于K/2 D．图中D的能量不全部来自B生物 【参考答案】C 【试题解析】当生态系统处于相对稳定状态时，B种群数量达到环境容纳的最大值，一般处于K值，C错误；B摄入量为其同化量和粪便量之和，其同化量一部分用于呼吸消耗，一部分用于自身的生长、发育和繁殖；丁过程为分解者的分解作用，分解者主要是营腐生生活的细菌、真菌等，都是异养型生物；D的能量可来自于B的粪便，而此部分属于上一营养级A 的能量。 1．在一条食物链中，初级消费者同化的能量的去向不包括 A．通过呼吸作用散失 B．通过初级消费者粪便流向分解者 C．流入到次级消费者体内 D．流入到分解者体内 2．下表是某生态系统各营养级能量流动情况的调查结果，表中甲、乙、丙、丁分别代表不

同的营养级，戊为分解者单位：102 kJ/（m2·年）]。对该生态系统营养关系叙述正确的是 A．丁为肉食性动物 B．甲随丙的增加而增加 C．乙是能量流动的起点 D．戊是丁的前一营养级 1．【答案】B 【解析】初级消费者同化的能量一部分用于自身呼吸消耗，其余用于该营养级生物的生长、发育和繁殖等生命活动，其中初级消费者粪便中的能量不属于自身同化量，而是生产者的能量。 2．【答案】C 【解析】根据能量流动关系，形成了乙→丁→甲→丙的食物链。乙是生产者，能量流动从生产者固定的太阳能开始，C正确；丁是植食性动物，A错误；甲随丙的增加而减少，B 错误；戊是分解者，不参与构成食物链，D错误。

能量流动计算题

有关能量流动的计算题的解题技巧 生态系统的主要功能是进行能量流动和物质循环，生物考试中一般以计算题的形式考查生态系统的能量流动这部分知识。下面就常见的一些类型进行归类，总结该类题的解题技巧。 一． 求能量传递效率 求能量传递效率= 例1. 下表是对某一水生生态系统营养级和能量流动的调查结果，其中A 、B 、C 、D 分别 表示不同的营养级，E 为分解者。pg 为生物同化作用固定能量的总量，Pn 为生物体储存的能量（Pg=Pn+R ）,R 为生物呼吸消耗的能量。请分析回答。 １. 能量流动是从A 、B 、C 、D 中的那个营养级开始的？为什么？ ２. 该生态系统中能量从第三营养级传递到第四营养级的效率是多少？ ３. 从能量输入和输出的角度看，该生态系统的总能量是否增加？为什么？ 解析：（1）因为B 营养级的能量最多，储存的能量和呼吸消耗的能量也最多故B 是生产者。 （2）已知E 是分解者，按照生态系统中能量逐级递减的特点，食物链为B → D → A → C 。从第三营养级传递到第四营养级的效率为（0.9／15.9）×100﹪=5.7﹪ （3）因为在该生态系统中，输入的总能量为生产者固定的总能量870.7，输出的总能量=13.1+501.3+0.6+79.1+191.4=785.5，870.7＞785.5。所以生态系统输入的总能量大于输出的总能量之和。 答案（1）B 因为B 营养级含能量最多，是生产者。 （2）5.7﹪ （3）增加。因为该生态系统输入的总能量大于输出的总能量之和。 下一个营养级的同化量 上一个营养级的同化量 ×100％

例2 某一生态系统中，已知一只鹰增重2千克要吃10千克小鸟，小鸟增重0.25千克要 吃2千克昆虫；而昆虫增重100千克要吃1000千克绿色植物。在此食物链中鹰对绿色植物的能量利用率为( ) A 0.05﹪ B 0.5﹪ C 0.25﹪ D 0.025﹪ 解析：能量传递效率在各营养级之间不一样，逐步计算。或以植物为基准，在食物链的基础上推出2.5/1000×100%=0.25% 二 求营养级的生物量 (一） 已知能量传递效率求生物量 例3在植物 昆虫 鸟 的营养结构中，若能量传递效率为10%，以鸟类同化的总量为（ ） B A Y X D C X X X Y Y Y

高中生物每日一题能量流动的概念和过程新人教版必修

高考频度：★★★☆☆难易程度：★★★☆☆ 典例在线 如图为生态系统中部分能量流动情况示意图，①?⑦各代表一定能量，下列有关叙述正确的是 A．从能量关系上看①=②+⑤ B．初级消费者的同化量=③+④+⑥+⑦ C．①是流入生态系统的总能量 D．分解者分解动植物遗体释放出来的能量，可供绿色植物再利用 【参考答案】C 被生产者再利用。 学霸推荐 1．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，其去向不包括A．通过兔子细胞呼吸释放的能量 B．通过兔子的粪便流入到分解者体内的能量 C．通过狐的粪便流入到分解者体内的能量 D．流入到狐体内的能量 2．下列关于生态系统中能量流经初级消费者的说法正确的是 A．初级消费者摄入的能量有10%~20%流到次级消费者 B．初级消费者用于生长发育和繁殖的能量等于次级消费者同化的能量 C．初级消费者将用于生长发育和繁殖的能量的一部分用于呼吸作用消耗

D．初级消费者同化的能量是流经该营养级的总能量 3．在生态系统中,能量可以通过食物链在生物群落中流动。营养级越高,获得的总能量越少。 下列解释不正确的是 A．各营养级中总有一部分能量被分解者利用 B．各营养级中的能量一定有部分以热能形式散失 C．生物维持自身的生命活动消耗一部分能量 D．营养级越高的生物个体生命活动需要的能量越少 4．下列有关生态系统中能量流动的叙述,正确的是 A．兔子吃了1千克的草,则这1千克草中的能量就流入了兔子体内 B．一只狼捕食了一只兔子,则这只兔子中有10%~20%的能量流入狼的体内 C．生产者通过光合作用合成有机物,能量就从无机环境流入生物群落 D．生态系统的能量是伴随着物质循环而被循环利用的 5．如图为生态系统中能量流动的部分过程。下列叙述不正确的是 A．①中的能量来自生产者的同化作用 B．分解者利用的能量一定比a小 C．b为初级消费者用于生长发育和繁殖的能量 D．应在a处加上细胞呼吸散失的热能箭头 答案 1．【答案】B 【解析】兔子的粪便中的能量属于草同化的能量。故选B。 2．【答案】D 【解析】A项中初级消费者同化量的10%~20%流到次级消费者;B项中初级消费者用于生长发育和繁殖的能量大于次级消费者同化的能量;C项中同化量=用于生长发育繁殖的能 量+呼吸作用以热能形式散失的能量。 3．【答案】D

能量流动的相关计算归纳傅盛晟附带解析

云南省曲靖市第二中学·复习·生物 编辑人：傅盛晟 - 1 - 能量流动的相关计算归纳 一、 方法归纳 1. 能量传递效率 下一个营养级的同化量 求能量传递效率= ×100％ 上一个营养级的同化量 一般生态系统中能量传递效率大约为10%～20% 2. 能量传递效率相关“最值”计算 解题时，注意题目中是否有“最多”“最少”“至少”等字眼，从而确定使用10%或20%来解题。 （1）食物链为A →B →C →D 已知D 营养级增加的能量为M ，则至少需要A 营养级的能量=M ÷（20%）3，最多需要A 营养级的能量=M ÷（10%）3。已知A 营养级的能量为N ，则D 营养级最多可获得的能量=N ×（20%）3，最少可获得的能量= N ×（10%）3。 （2） 计算生物量变化的“最多”或“最少”时，还应遵循以下原则： ① 食物链越短，最高营养级获得的能量越多。 ② 生物间的取食关系越简单，生态系统的能量流动过程中消耗的能量越少。 具体计算方法总结如下： 3. 按比例求解 在食物网中，某一营养级同时从多个营养级的生物中获得能量，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，然后按照各个单独的食物链分别计算后合并。也就是：已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算。例如，在食物链A →B →C →D 中，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若A 的能量为M ，则D 获得的能量为M ×a%×b%×c%。

云南省曲靖市第二中学·复习·生物 编辑人：傅盛晟 - 2 - 二、 习题巩固 1.某一生态系统中，已知已知鹰增重2kg 要吃10kg 小鸟，小鸟增重0.25kg 要吃2kg 昆虫，而昆虫增重100kg 要吃1000kg 绿色植物。在此食物链中这只鹰对绿色植物的能量利用百分率为（ ） A.0.05% B.0.5% C.0.25% D.0.025% 2.在如图所示的食物网中，假如猫头鹰的食物有2/5来自于兔子，2/5来自于鼠，1/5来自于蛇，那么猫头鹰若增加 20 g 体重，最少需要消费植物 （ ） A.600 g B.900 g C.1 600 g D.5 600 g 3.(2014·肇庆模拟)下图是某生态系统能量流动示意图，有关叙述正确的是( ) A.发生X 1过程的生物是具有叶绿体的生物 B.X 3过程表示第二营养级摄入有机物中的能量 C.初级消费者粪便中的能量通过Z 2传递给分解者加以利用 D.初级消费者到次级消费者的能量传递效率可用X 3/X 2表示 4.(2014·福州模拟)下图是生态系统的能量流动图解，N 1～N 6表示能量数值。下列有关叙述中错误的是( ) A.流经该生态系统的总能量为N 2，由初级消费者流向蜣螂的能量为N 6 B.能量由第一营养级传递给第二营养级的传递效率为N 5/N 2×100% C.N 5将有两个去向，其中之一是用于初级消费者的生长、发育和繁殖 D.能量在各营养级的流动离不开生态系统的物质循环和信息传递 5.（2014·西安八校联考）一只羊在一年内吃100kg 的草，排出20kg 的粪，长了10kg 的肉（不考虑其他散失），下列有关说法不正确的是 （ ） A ．该羊一年的同化量是80kg B ．第一营养级到第二营养级的能量传递效率为10% C ．20kg 的粪属于羊未同化的能量 D ．该羊一年的呼吸量是 70kg

能量只能在食物链中流动吗

能量只能在食物链中流动吗？ 问: 能量只能在食物链中流动吗？一本教辅书上说“能量只能 在食物链中流动.” 可是，教材中明明说能量流动包括能量的输入，传递，转化，以及散失。能量的传递是沿食物链进行可以理解，可是能量的输入、转化以及散失如何在食物链中进行呢？如何理解“能量可驱动物质循环”这句话。 答:“能量只能在食物链中流动” 这句话我觉得还是可以说的.第一，对食物链理解不要局限在课本能流分析图上所写的由生产者和消费者所组成的捕食链和寄生链。这里的食物链还应包括有分解者参加的腐生链.第二，能量从第一营养级流入第二营养级,当然可以说是能量的传递,这是就两个营养级之间的能流关系而言,但对第二营养级而言,同时也是能量的输入,每一营养级都有能量的输入.输入和传递不是截然不同的。第三，能量转化和散失,从总的来看,是光能转化为有机物的化学能,再在生命活动中转化为其他各种形式的能(包括细胞呼吸散失热能）.一言以蔽之,生态系统能量流动中的输入、传递、转化和散失，从个体水平而言，无一不是依赖生物的细胞代谢完成的，而又没有哪一个生物体不是处在某一类型的食物链中生活的。 “能量流动驱动物质循环”：无机环境中的物质进入群落是通过生产者的光合作用和化能合成作用，自然需要光能或化学能驱动。至于物质从群落返回到无机环境中，这有赖于生物体的有机物分解为无机物，这个过程总的来看，虽然是一个释放能量的过程，但拿葡萄糖的氧化分解来说把，在糖酵解阶段还首先需要ATP的活化使之磷酸

化。据报道，蛋白质的降解凋亡也是一个需能的过程呢（获得过诺贝尔奖的成果），可见，在物质返回无机环境的一些具体阶段（当然不是每一步骤）也离不开能量的驱动。“物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力”这两句话，用来描述能量流动和物质循环的关系，很精彩，倒不一定好理解，哲学意味浓，容慢慢品味。还是“同时进行，相互依存，不可分割”说得实在呀！

生态系统的能量流动规律总结

一．生态系统的能量流动规律总结： 1.能量流动的起点、途径和散失： 起点：生产者； 途径：食物链（网）； 散失：通过生物的呼吸作用以热能形式散失 2.流经生态系统的总能量： 自然生态系统：生产者同化的能量=总初级生产量=流入第营养级的总能量 人工生态系统：生产者同化的能量+人工输入有机物中的能量 3.每个营养级的能量去向： 非最高营养级：①自身呼吸消耗（以热能形式散失）②被下营养级同化③被分解者分解利用④未被利用（转变成该营养级的生物量，不一定都有，最终会被利用） ※②+③+④=净（同化）生产量（用于该营养级生长繁殖）； 最高营养级：①自身呼吸消耗（以热能形式散失）②被分解者分解利用③未被利用4.图示法理解末利用能量 流入某一营养级的能量来源和去路图： 流入某一营养级(最高营养级除外)的能量去向可以从以下两个角度分析： （1）定量不定时（能量的最终去路）：自身呼吸消耗；流入下一营养级；被分解者分解利用。 这一定量的能量不管如何传递，最终都以热能形式从生物群落中散失，生产者源源不断地固定太阳能，才能保证生态系统能量流动的正常进行。 （2）定量定时：自身呼吸消耗；流入下一营养级；被分解者分解利用；末利用即末被自身呼吸消耗，也末被下一营养级和分解者利用。 如果是以年为单位研究，未被利用的能量将保留到下一年。 5.同化量与呼吸量与摄入量的关系： 同化量=摄入量-粪便量=净同化量（用于生长繁殖）+呼吸量 ※初级消费者的粪便量不属于初级消费者该营养级的能量，属于上一个营养级（生产者）的能量，最终会被分解者分解。 ※用于生长繁殖的能量在同化量中的比值，恒温动物要小于变温动物 6.能量传递效率与能量利用效率： （1）能量的传递效率=下一营养级同化量/上一营养级同化量×100% 这个数值在10%－20%之间（浙科版认为是10%），因为当某一营养级的生物同化能量后，有

生态系统能量流动过程分析和计算

生态系统能量流动过程分析 1.下面为能量流经某生态系统第二营养级的示意图[单位:J/(cm2·a)],据图分析,有关说法正确的就是( ) A.该生态系统第一营养级同化的能量至少为400 B.第二营养级用于生长、发育与繁殖的能量就是100 C.能量由第二营养级到第三营养级的传递效率就是20% D.该生态系统第三营养级同化的能量就是15 2.如图所示桑基鱼塘生态系统局部的能量流动,图中字母代表相应的能量。下列有关叙述不正确的就是( ) A.如果c1表示蚕传递给分解者的能量,则b1表示未被利 用的能量 B.图中b表示桑树呼吸作用散失的能量 C.图中的c可表示桑树用于生长、发育、繁殖的能量 D.图中d1/d可以表示第一营养级到第二营养级的能量传递效率 3.如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的能量,D、E、F分别表示各营养级生物用于生长、发育、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。下列说法中正确的就是( ) A.图中A＝D、B＝E、C＝F B.K中能量包括兔子尸体及狼粪便中的能量 C.食物链中能量最少的就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就是E/D 4.(2015·茂名模拟)下列对人工鱼塘生态系统的分析,合理的就是( ) A.消费者同化的能量往往大于生产者所固定的太阳能 B.生态系统中能量流动不就是逐级递减的 C.调查该生态系统中某鱼类密度常用的方法就是样方法 D.该生态系统的功能只有物质循环与能量流动 5.如图为某人工松林18年间能量流动情况的调查统计(单 位略),有关说法正确的就是( ) A.“能量Q”就是指生产者固定的太阳能总量 B.无需人工能量投入该松林就可维持其稳定性 C.18年间该松林中分解者获取总能量就是285×1010 D.动物的存在加快了人工松林的物质循环 6.下表就是某营养级昆虫摄食植物后能量流动的情况,下 列说法不正确的就是( ) 项目昆虫摄食量昆虫粪便量昆虫呼吸消耗量昆虫生长的能量 能量(kJ) 410 210 130 70 A B.昆虫同化的能量中约有35%用于其生长、发育与繁殖 C.昆虫的后一个营养级能够获得的能量最多为14 kJ D.昆虫的前一营养级的能量至少为1 000 kJ

能量流动计算规律

生态系统中能量流动的计算方法 生态系统中能量流动的计算是近几年高考的热点，考生常因缺乏系统总结和解法归纳而容易出错。下面就相关问题解法分析如下： 一、食物链中的能量计算 1.已知较低营养级生物具有的能量（或生物量），求较高营养级生物所能获得能量（或生物量）的最大值。 例1.若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第四营养级生物最多能获得的能量是（） A. 24kJ B.192kJ C.96kJ D. 960kJ 分析：据题意，生态系统固定的总能量是生态系统中生产者（第一营养级）所固定的能量，即24000kJ，当能量的传递效率为20%时，每一个营养级从前一个营养级获得的能量是最多的。因而第四营养级所获得能量的最大值为：24000×20%×20%×20%=192kJ。答案：B 规律：已知较低营养级的能量（或生物量），不知道传递效率，计算较高营养级生物获得能量（或生物量）的最大值时，可按照最大传递效率20%计算，即较低营养级能量（或生物量）×(20%)n（n为食物链中由较低营养级到所需计算的营养级的箭头数）。 2.已知较高营养级的能量（或生物量），求较低营养级应具备的能量（或生物量）的最小值。 例2.在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体重增加1 kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物量为（） A. 25 kg B. 125 kg C. 625 kg D. 3125 kg 分析：据题意，要计算消耗的第一营养级的生物量，应按照能量传递的最大效率20%计算。设需消耗第一营养级的生物量为X kg，则X=1÷(20%)4=625 kg。答案：C 规律：已知能量传递途径和较高营养级生物的能量（或生物量）时，若需计算较低营养级应具有的能量（或生物量）的最小值（即至少）时，按能量传递效率的最大值20%进行计算，即较低营养级的生物量至少是较高营养级的能量（或生物量）×5n（n为食物链中，由较低营养级到所需计算的营养级的箭头数）。 3.已知能量的传递途径和传递效率，根据要求计算相关生物的能量（或生物量）。 例3.在能量金字塔中，生产者固定能量时产生了240molO2，若能量传递效率为10%～15%时，次级消费者获得的能量最多相当于多少mol葡萄糖？（） A.0.04 B.0.4 C.0.9 D.0.09 分析：结合光合作用的相关知识可知：生产者固定的能量相当于240÷6＝40mol葡萄糖；生产者的能量传递给次级消费者经过了两次传递，按最大的能量传递效率计算，次级消费者获得的能量最多相当于40×15%×15%＝0.9mol葡萄糖。答案：C 规律：已知能量传递效率及其传递途径时，可在确定能量传递效率和传递途径的基础上，按照相应的能量传递效率和传递途径计算。 二、食物网中能量流动的计算 1.已知较高营养级从各食物链中获得的比例，未告知传递效率时的能量计算。 例4.右图食物网中，在能量传递效率为10%～20% 时，假设每个营养级的生物从前一营养级的不同生物 处获得的能量相等。则人的体重每增加1 kg，至少需 要消耗水藻 kg。

《能量流动和物质循环》教案(DOC)

第二章第三节能量流动和物质循环 教案设计 【教材分析】 本节课教学内容是济南版八年级下册第六单元第二章的第三节课，是在前面我们学习了生态系统的组成以及食物链和食物网的知识基础上来进行的，因为在食物链和食物网的形成过程中，其中就伴随着能量的流动和物质的循环过程．由于有了前面的知识基础，为本节课的内容作了很好的铺垫，但本节课的知识内容比较抽象，所以在学习过程中还会有一些难度．在教学过程中，需要通过图片、PPT课件等的互相配合使用，使本节课的教学变得更加容易理解、易于接受、准确的掌握． 【学情分析】 本节课的教学内容安排在八年级完成，从学生方面来讲，由于经过了初中一年多的学习，同学们已经适应了初中阶段的生活环境；了解了生物学科的特点；适应了学科教师的授课方法，并且也形成了自己的有特点的学习方法．也从小学生的学习思维模式逐步转化成了初中生的学习思想和理念．所以，对于本节课的学习虽然会有一些抽象，但同学们一定会通过自己的努力、老师的引导，很好地完成本节课的学习． 【教学目标】 知识目标 1.掌握物质循环的概念以及碳循环的过程．（重点） 2.理解能量流动和物质循环的联系和区别．（难点） 过程与方法 通过了解生态系统的能量流动和物质循环，渗透生态系统是一个整体的观点． 情感、态度与价值观 认识人类的各种活动必须遵循生态系统的客观规律． 【重点和难点】 重点：生态系统能量流动的过程和特点． 难点：生态系统的能量流动具有单向性和逐级递减的原因． 【课前准备】 学生：复习巩固上节课的食物链和食物网的知识．

教师：多媒体课件、图片、文本． 【学法指导】 （1）学生课前预习． （2）课堂交流：师生交流，学生学会在教师引导下归纳总结知识点． （3）小组合作：上课之前学生按事先分组，进行合作交流活动． （4）小组交流：学生在交流中学会分析选择，培养综合能力． 【课时安排】1课时 【教学过程】 一、复习巩固：幻灯片展示巩固练习题． 设计意图：复习旧知，强化知识，为新知铺垫． 二、导入新课：首先请大家做一个快乐竞猜游戏． 假设你像鲁滨逊那样流落在不毛的荒岛上，随身尚存的只有少量的玉米和一只母鸡，那里除了能饮用的水外，几乎没有任何食物。以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援：生存策略1：先吃鸡，然后吃玉米． 生存策略2：先吃玉米，用部分玉米喂鸡，吃鸡下的蛋，最后吃鸡． 学生：每组学生各选一名代表，做出选择．（绝大部分学生选择的是2） 教师：真理往往掌握在少数人手里．我们共同来看看鲁滨逊的选择是——先吃鸡，后吃玉米． 母鸡提出抗议：

三、生态系统的能量流动：生态系统中能量的 、 和 的过程

生态系统的主要功能： 三、生态系统的能量流动：生态系统中能量的、和的过程。一）能量流动的过程 1、能量的来源： 2、能量流动的起点： 3、能量输入的方式： 5、能量流动的总量： 6、能量流动的渠道： 二）、对能量流动图示的理解 1）各生物所需能量的来源： 生产者： 消费者： 分解者： 2）、各营养级能量的去向 一个营养级所的能量= 的能量+ + 3）箭头由变： 方框由变： 箭头是的： 一个生态系统中数量最多的是： 一个生态系统中含能量最多的是： 所处营养级越的生物所含的能量越 三）、能量流动的特点： ：沿顺序，不流动，也不 ：1）每一营养级都因作用消耗相当在一部分的能量： 2）每一营养级总有一部分未被下一营养级利用（如遗体、 排泄物等）； 3）能量传递效率： 能量金字塔：最下面的是； 由下往上代表生物所处的营养级越来越；所含的能量越来越；注：在一个生态系统中，营养级越，在能量流动过程中消耗的能量越。数量金字塔： 四）、研究能量流动的意义：使能量持续高效地流向 实例： 四、物质循环 1、概念： 物质： 循环： 生态系统： 2、碳循环 碳在无机环境中的存在形式：

碳在生物群落中的存在形式： 碳在无机环境与生物群落之间的循环形式： 碳从无机环境进入生物群落的途径： 碳从生物群落回到无机环境的途径： 3、碳循环的特点： 五、能量流动和物质循环的关系 1、特点 能量流动： 物质循环： 2、联系：二者进行，彼此相互依存，不可分割，能量作为，使物 质能够不断地在生物群落和无机环境之间往返，物质作为能量的，使能量沿着食物链流动。 五、生态系统的稳定性 “生物圈II号”实验失败的原因： 1、生态系统稳定性：生态系统发展到一定阶段，它的和能够保持 生态系统所具有的或和的能力---------生态系统的稳定性 2、生态系统的稳定性包括：和 3、抵抗力稳定性：生态系统抵抗并使自身的和 的能力。 原因：生态系统具有。 生态系统的自动调节能力有有，因此，抵抗力稳定性有有。1）生态系统成分越，营养结构越，自动调节能力就越，抵抗力稳定性就越。例： 2）生态系统成分越，营养结构越，自动调节能力就越，抵抗力稳定性就越。例： 注：一个生态系统的自动调节能力无论多么强，也总有一定的，如果外来干扰超过了这个，生态系统的就会遭到。 4、恢复力稳定性：生态系统在遭到的以后 的能力。 注：对一个生态系统来说，抵抗力稳定性与恢复力稳定性之间往往存在着的关系。抵抗力稳定性较的生态系统，恢复力稳定性就较。 4、提高生态系统的稳定性 针对各种生态系统的稳定性特点，采取相应的对策，保持各种生态系统的相对稳定，使人和自然协调发展。

生态系统的能量流动

能量流动的过程 1．概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。 (1)流经生态系统的总能量：是生产者通过光合作用所固定的全部太阳能。 (2)渠道：食物链和食物网。 (3)能量转化：太阳能→有机物中的化学能→热能(最终散失)。流动形式是有机物中的化学能。 (4)散失途径：呼吸作用，包括各个营养级自身的呼吸消耗以及分解者的呼吸作用。

(5)能量散失的形式：以热能形式散失。 2．过程图解 在各营养级中，能量的三个去路：通过呼吸作用以热能的形式散失；流向下一营养级生物利用；被分解者利用。 3．特点：单向流动和逐级递减。 4．意义 ①帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到有效的利用。 ②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。 判断下列有关能量流动叙述的正误。 (1)生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到(2011·海南卷，2A)(√) (2)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能(×) (3)沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用(2010·新课标全国卷，5C)(×) (4)多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多(2010·江苏卷，11C)(√) (5)流经第二营养级的总能量指次级消费者摄入到体内的能量(×) (6)某营养级生物的粪便量属于上一营养级生物的同化量(√) 临考视窗高考侧重于考查能量流动的过程、特点及有关计算。以流程图、表格数据、示意图的形式命题，考查学生图文转换、获取信息的能力。 (2014·河南郑州一模)如图是一个处于平衡状态生态系统的能量流动图解，其中A、B、C、D分别代表不同营养级的生物类群，对此图解理解正确的一项是( ) A．流经该生态系统的总能量就是A通过光合作用固定的太阳能减去自身呼吸消耗的能量 B．D中所含的能量与C中所含的能量之比就是能量从C传递到D的效率 C．B同化的能量要大于B、C、D呼吸消耗的能量之和 D．由于流经该生态系统的总能量是一定的，所以B获得的能量越多，留给C、D的能量就越少 [自主解答] ________ 解析：流经该生态系统的总能量就是A通过光合作用固定的太阳能，A 错误；能量从C传递到D的效率是指D同化的能量与C同化的能量之比，B错误；B同化的能量要大于B、C、D呼吸消耗的能量之和，因为还有一部分能量流向了分解者，C正确；B获得的能量越多，留给C、D的能量也越多，D错误。 答案： C 【互动探究】 1.流入量与同化量是什么关系？同化量、摄入量与粪便量

有关能量流动过程中的计算

专题3 有关能量流动中的计算 1、能量流动过程中“最值”的计算 （1）已知低营养级求高营养级时，求“最多”选最短食物链，传递效率选20%；求“最少”选最长食物链，传递效率选10%。 （2）已知高营养级求低营养级时，求“最多”选最长食物链，传递效率选10%；求“最少”选最短食物链，传递效率选20%。 例1、在下图所示的食物网中，： （1）若生产者草通过光合作用固定的太阳能为M kJ，则传递到鹰的能量最多有______kJ；最少有__________kJ。 （2）若鹰增加N kg体重，则最多需要消耗_______kg草；最少需要消耗_________kg草。 2、能量流动中“按比例”的计算 即能量传递过程中沿不同的食物链传递时，不同的途径所占的比例不同时的计算。 （1）若已知“能量从低营养级向高营养级传递”时，通常采用正推法，即从低营养级向高营养级推算。 例2、如下图所示的食物网中，能量从低营养级向高营养级传递时，不同的路径传递的比例相等。若按传递效率10%计算，则鹰每增加1 g体重，需要绿色植物多少g？ 解析：此题推算时应从低营养级向高营养级推算，设需要绿色植物X g，传递效率为10%，则： （2）若已知“能量是高营养级向低营养级摄取”时，通常采用逆推法。即从高营养级向低营养级推算： 例3、在下列的食物网中，若鸭从植物中获得的能量占鸭同化量的4/5，从害虫中获得的能量占鸭同化量的1/5，若植物通过光合作用固定了120 kJ的能量，则最多可传递鸭多少能量？ 解析：此题理解的关键 是4/5和1/5是指将植物的 能量分成4/5和1/5还是将 鸭同化的能量分成4/5和1/5。设最多（传递效率选20％）可传递给鸭X kJ能量，则： 同类型计算题：全品测试卷P47 1题 【配套练习】 1、如下图所示的食物网。如果一个人的食物有1/2来自农作物，1/4来自家禽，1/4来自猪 肉，假如能量传递效率为 10％，那么此人每增加1 Kg体重，约消耗蔬菜________Kg。 2、下图所示为某生态系统中的食物网示意图，若E生物种群含有总能量5.8×109 kJ，B 生物种群含有总能量1.6×108kJ，从理论上分析，A生物种群获得的总能量最多是（） A.2.0×108 kJ C B.2.32×108 kJ C.4.2×108 kJ A E B D.2.26×108 kJ 分析： D 3、如下图所示的食物网，已知各营养级之间的能量转化效率为10％，若一种生物摄取两种以一营养级的生物时，两种被摄食的生物量相等，则丁每增加10 kg生物量，需消耗生产者多少kg？ 丁分析： 草昆虫蚱蜢鸟鹰 蛇

能量流动的相关计算(解析版)

能量流动的相关计算 1.某生态系统中存在如图所示的食物网，如将c的食物比例由a∶b＝1∶1调整为2∶1，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载c的数量是原来的( ) A. 1.875倍 B. 1.375倍 C. 1.273倍 D. 0.575倍 【答案】B 【解析】 根据题意所给的食物比例和能量传递效率可计算，按原食物比例，C每增长一千克需消耗A 55千克；按调整后的比例，C每增长一千克需消耗A 40千克，所以1/40÷1/55=1.375倍，选B。 【考点定位】生态系统的能量流动 2.在如图所示的食物网中，假如猫头鹰的食物有2/5来自于兔子，2/5来自于鼠，1/5来自于蛇，那么猫头鹰若增加20 g体重，最少需要消费植物( ) A. 600 g B. 900 g C. 1 600 g D. 5 600 g 【答案】B 【解析】 通过食物链（植物→兔→猫头鹰），猫头鹰增重30g×2/5=12g，最少需要消费植物的量为12g÷20%÷20%=300g；通过食物链（植物→鼠→猫头鹰），猫头鹰增重30g×2/5=12g，最少需要消费植物的量为12g÷20%÷20%=300g；通过食物链（植物→鼠→蛇→猫头鹰），猫头鹰增重30g×1/5=6g，最少需要消

费植物的量为6g÷20%÷20%÷20%=750g。所以合计需要消费植物300g+300g+750g=1350g。 【考点定位】生态系统的能量流动 【名师点睛】注意：在解决有关能量传递的计算问题时，首先要确定相关的食物链，理清生物在营养级上的差别，能量传递效率为10%～20%，解题时注意题目中是否有“最多”“最少”“至少”等特殊的字眼，从而确定是否使用10%或20%进行“最值”计算。 3. 某同学通过分析蛇的食性绘制了如图所示的食物关系。假定一条1 kg的蛇，4/5的食物来自鼠，1/5的食物来自蛙。按能量流动的最高效率计算，此蛇间接消耗的植物为（） A. 45kg B. 22．5kg C. 90kg D. 20kg 【答案】A 【解析】 根据能量传递效率公式可以得知，4/5÷20%÷20%＋1/5÷20%÷20%÷20%="45" kg，所以A选项正确。 4.如果一个人的食物有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 【答案】D 【解析】 根据题意可以写出三条食物链：①植物→人，在此食物链中人要增重0.5千克，消耗0.5÷0.1=5（千克）植物；②植物→羊→人，在此食物链中，人要增重0.25千克，消耗0.25÷0.1÷0.1=25（千克）植物；③植物→羊→小型肉食动物→人，在此食物链中，人要增重0.25千克，消耗0.25÷0.1÷0.1÷0.1=250（千克）植物。所以人要增重1千克，共消耗植物280千克。 5.如图食物网中的华南虎体重每增加1 kg，至少需要消耗植物( )