8 第3章 第2节 生态系统的能量流动（教师用书）-2022-2023学年新教材高中生物学选择性必修2生物与环境【金版新学案】同步导学（人教版2019 不定项）

第2节　生态系统的能量流动 [学习目标]　1.分析生态系统中的能量流动呈现出能量单向流动和逐级递减的规律。　2.举例说明利用能量流动规律人们能够更科学地规划和有效地利用生态系统中的资源。　3.解释生态金字塔表征了食物网各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系。　4.通过总结研究能量流动的实践意义，形成学以致用，关注生产生活的态度。 知识点一　能量流动的过程 1．能量流动的概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。 2．能量流动的过程 (1)第一营养级能量流动 (2)第二营养级能量流动过程分析 ①输入：通过摄食生产者获得。 ②去向 a．通过呼吸作用以热能形式散失。 b.随尸体流向分解者。 c．被次级消费者捕食，流入下一营养级。 3．能量流动的特点 (1)图中的生物类群分别是：①生产者，②初级消费者，③次级消费者，⑤分解者。④表示的生理过程是呼吸作用。 (2)据图总结流入每一营养级的能量最终去向： (3)能量流动的特点及原因 ①单向流动：沿食物链由低营养级流向高营养级，不可逆转，也不能循环流动。 a．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。 b．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，因此能量无法循环流动。 ②逐级递减：能量在沿食物链流动的过程中逐级减少。 a．各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。 b．各营养级的能量都会有一部分流入分解者，还有一部分未被下一营养级生物利用，一般来说，在输入到某一个营养级的能量中，只有10%～20%的能量能够流到下一个营养级。 c．营养级越多，在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5个营养级。 学生用书↓第52页 4．能量传递效率 (1)能量在相邻两个营养级间的传递效率一般只有10%～20%，也就是说，在输入某一营养级的能量中，只有10%～20%能够流到下一营养级。 (2)计算公式 相邻两个营养级间的能量传递效率＝×100% [概念检测] 1．生态系统中细菌产生的能量可流向生产者。(×) 2．太阳能只有通过生产者才能输入到生态系统中。(√) 3．流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能。(×) 4．每一营养级生物的同化量就是从上一营养级摄入的能量。(×) 5．在“植物→鼠→鹰”这条食物链中，第三营养级含能量最少。(√) 6．一种蜣螂专以象粪为食，则该种蜣螂最多能获取大象所同化能量的20%。(×) 7．若人与自然和谐统一，生产者固定的能量便可反复利用。(×) 8．一只狼捕食了一只兔子，则该狼就获得了这只兔子能量的10%～20%。(×) 1．下图表示能量流入第二营养级后的去向，据图回答有关问题： (1)初级消费者摄入的能量是其同化量吗？它们之间存在什么关系？ 提示：　初级消费者摄入的能量不等于其同化量，它们之间的关系：同化量＝摄入量－粪便量。 (2)初级消费者粪便中的能量是其同化量的一部分吗？为什么？ 提示：　不是。初级消费者粪便中的能量不属于其同化的能量，而是属于生产者所同化的能量。 (3)第二营养级能量的去路有d、i、f(填图中字母)三条。 (4)第二营养级的摄入量(a)，同化量(b)及净同化量(e)分别可以如何计算(用图中字母的表达式表示)? 提示：　摄入量(a)＝b＋c；同化量(b)＝a－c＝d＋e＝d＋i＋f；净同化量(e)＝b－d＝i＋f。 2．探讨能量流动的特点： 美国生态学家林德曼对一个结构相对简单的天然湖泊——赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析，得出了如图所示的数据(单位：J·cm－2·a－1) (1)据图分析 ①图中生产者不能捕食肉食性动物来完成能量的循环。 ②呼吸作用散失的能量不能再被生产者利用来合成有机物。 ③能量流动的第一个特点是单向传递。 (2)依图完成表中内容并分析 项目 输入 输出到下 一营养级 传递效率 第一营养级 (生产者) 464.7 62.8 13.5% 第二营养级 (植食性动物) 62.8 12.6 20.1% 学生用书↓第53页 ①可以看出，能量在相邻两个营养级间的传递效率大约为10%～20%。 ②能量流动的第二个特点是逐级递减。 1．流入某一营养级能量的来源和去路 (1)能量来源 (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定量不定时(在足够长的时间内能量的最终去路) a．自身呼吸消耗；b.流入下一营养级(最高营养级除外)；c.被分解者分解利用。 ②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路可有四条：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”。如果是以年为单位研究，这部分的能量将保留到下一年。