内容正文:
第2讲 生态系统的能量流动
知识体系——定内容
核心素养——定能力
生命
观念
通过分析能量流动这一功能,建立结构与功能相统一的观点。
科学
思维
通过构建生态系统能量流动过程模型,培养运用逻辑思维分析问题的能力。
社会
责任
通过研究能量流动的实践意义、增强节约粮食、能源的责任感。
考点1 生态系统能量流动的过程
1.能量流动的概念理解
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输入该营养级的总能量是指图中的 b (填字母)。
②粪便中的能量(c) 不属于 (填“属于”或“不属于”)该营养级同化的能量,应为 上一个营养级同化的能量中流向分解者的部分 。
③初级消费者同化的能量(b)= 呼吸消耗的能量(d) + 用于生长、发育和繁殖的能量(e) 。
④生长、发育和繁殖的能量(e)= 分解者利用的能量(h) + 下一营养级同化的能量(i) + 未被利用的能量(j) 。
1.流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能。(×)
2.一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%。(×)
3.一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%。(×)
4.流经生态系统的总能量最终都以热能的形式散失掉。(√)
1.(选择性必修2P55“思考与讨论”节选)生态系统的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律?为什么?
答案:遵循能量守恒定律。能量在生态系统中流动、转化后,一部分储存在生态系统(生物体有机物)中,而另一部分未被利用、散发至无机环境中,两者之和与流入生态系统的能量相等。
2.(选择性必修2P54“科学方法”延伸思考)如果将一个营养级的所有种群作为一个整体来研究能量流动的情况,有什么优点?
答案:将一个营养级的所有种群作为一个整体来研究能量流动,可以比较精确地测量每一个营养级能量的输入值和输出值。
某一营养级能量的来源和去路
以第二营养级为例,能量的来源和去路图解。
结合图解分析:
(1)某营养级摄入量-粪便量=该营养级的同化量。
(2)某营养级同化量-呼吸消耗量=用于该营养级生长、发育和繁殖的能量。
(3)用于某营养级生长、发育和繁殖的能量一部分可被下一营养级摄入,另一部分可被分解者利用。
(4)某营养级“粪便”中能量,应属其上一营养级的同化量或上一营养级被分解者分解的能量的一部分,如兔粪便中的能量不属于兔同化量,而是草同化量的一部分。
(情景探究)如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值[单位为103 kJ/(m2·y)],据图分析:
(1)该生态系统中流入生物群落的总能量有哪些来源?
答案:一个来源是光能,另一个来源是输入的有机物中的化学能。
(2)生产者、植食性动物和肉食性动物固定的总能量分别是多少?
答案:肉食性动物固定的总能量=0.25+0.05+2.1+5.1=7.5×103 kJ/(m2·y);植食性动物固定的总能量=(7.5-5)+0.5+4+9=16×103 kJ/(m2·y);生产者固定的总能量=(16-2)+3+70+23=110×103 kJ/(m2·y)。
(3)生产者→植食性动物、植食性动物→肉食性动物的能量传递效率分别是多少?(结果保留一位有效数字)
答案:生产者→植食性动物的能量传递效率为植食性动物固定的能量中来自生产者的能量/生产者固定的总能量×100%=(16-2)/110×100%≈12.7%;植食性动物→肉食性动物的能量传递效率为肉食性动物固定的能量中来自植食性动物的能量/植食性动物固定的总能量×100%=(7.5-5)/16×100%≈15.6%。
(4)假设能量全部来自于生产者,按照图中的能量流动规律,肉食性动物要增加100 kg,则需要消耗多少千克生产者?
答案:肉食性动物要增加100 kg,则需要生产者的量为100÷15.6%÷12.7%≈5 047(kg)。
◆[提升点1] 理解能力和获取信息的能力
1.(2023·惠来县第一中学月考)如图为能量流经生产者的过程图解,下列分析正确的是( )
A.流入该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能或abcde之和
B.初级消费者粪便中的能量不包括在d中
C.能量从第一营养级流入第二营养级的传递效率是(e/b)•100%
D.a+b小于所有生物的呼吸量,说明这个生态系统正在衰退
解析:D [流入生态系统的总能量为生产者固定的太阳能,生产者固定的太阳能被自身呼吸作用利用后,其余部分用于自身生长、发育和繁殖,所以为a、b之和,A错误;初级消费者粪便中的能量不属于初级消费者同化的能量,属于生产者同化的能量流向分解者的部分,因此包含在d中,B错误;能量从第一营养级流入第二营养级的传递效率是第二营养级同化的能量/第一营养级同化的能