2025届高中生物一轮复习导学案：生态系统的能量流动

生态系统的能量流动导学案 复习目标： (1)分析生态系统中的能量在生物群落中单向流动并逐级递减的规律。 (2)举例说明如何利用能量流动规律，使人们能够更加科学、有效地利 用生态系统中的资源。 (3)解释生态金字塔反映了生态系统各营养级之间在个体数量、生物量 和能量方面的关系。 一、生态系统的能量流动 1.能量流动的概念理解 此外还有化能合成作用（利用的是化学能） 源头：太阳能（大多数生态系统） 输入X 总能量： 途径： 传递X 形式：有机物中的化学能 ◆ 转化一太阳能一有机物中的化学能一热能 形式：最终以 形式散失 散失人 途径：自身呼吸作用 2.第一营养级能量流动 呼吸作用以 生产者通 形式散失 被下一营养 阳 过光合作 级所同化 能 用固定 用于一 利用 而非“限射 未被利用 3.第二营养级及其后营养级能量流动 粪便初级消费 (e) 者摄入(a) 初级消费 者同化(b) (d) 解者利 呼吸作用 遗体用于生长、发 「我骸育和繁殖(e) 擎 0 呼作 次级消费 未被利用)】 吸用 者同化() 散失 由上图分析可知： ①摄入量=同化量十 ②输入该营养级的总能量是指图中的 (填字母)。 ③粪便中的能量(c) (填“属于”或“不属于”)该营养级同 化的能量，应为 营养级同化的能量中流向 的部分。 ④初级消费者同化的能量(b)= ⑤用于生长、发育和繁殖的能量(e)= +未被利用的能量()。 4.能量流动的特点 表现 能量只能沿着食物链由营养级流向 营养级 向流动 ①生物之间的捕食关系不可逆转， 原因 不能被再度利用国此能量无法福环流动 ②各营养级通过呼吸作用所产生的热能 不能被生物样落重复利用 相邻两个营养级间的能量传递效率约为 规律 能量传递效率：相邻两个营养级之间 级递减 的比值 ①各营养级生物的 原因 ②各营养级能量都会有一部分流入 提醒：任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维 持生态系统的正常功能。 5.生态金字塔的类型及特点 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 多 低 多 低 低 每 每一营养级生 每一营养级生 每一营养级生 物所得到的能 量的多少 物个体的数日 物的有机物 总量 象 能量沿食物链 一般生物个体 一股生物有机 流动过程中具 数目在食物链 物的总量沿食 有逐级递碳的 中随营养级升 物链升高而逐 特性 高而逐级递诚 级递诚 一般为正金字 一般为正金字 点 正金字塔形 塔形，有时呈 塔形，可倒置 倒金字塔形 浮游植物的个 能量流动的过 成千上万只起 体小，寿命短 虫生活在一株 又不断被浮游 分 程中总是有能 动物吃掉。所 量的耗散，故 大树上时，该 以某一时间浮 能量流动逐级 数量金字塔的 塔形会发生变 游植物的生物 递减 化，如图 量可能低于浮 游动物的生物 -昆虫 量，如图 树 云浮游动物 浮游植物 6.研究能量流动 都助人们将生物在时间，空间上进行合理配置， 增大流入某个生态系统的总能量 践意义 帮助人们科学规划和设计 使能 量得到最有效的利用 帮助人合理地调整生态系统中的 使能量持续高效地流向 的部分 二、能量流动相关的模型及计算 1.理解常考的两种能量流动模型 (1)第二营养级的能量流动过程模型 呼吸作用 图中箭头①指的是摄入 15 草兔②狐 量，若没有箭头③，则① 代表的是同化量 粪便 分解者 (2)“拼图法”分析能量流动过程 自身呼吸作用消耗 白身呼吸作用消耗 , A W D D B 。。流问下一 流向下一 C 营养级 营养级 流向分解者 流向分解者 ①W,、D,指相应营养级的问化量，B,、B指相应营养 级中未利用的能量： ②各营养级用于生长、发育和繁殖的能量为B,+C+ D,或B+C+D 3能量传递效率不会是1)%。从上图可以看出.相 邻两个营养级的传递效率等于D,/w,×100%,一般情 况下，能量在相邻两个营养级间的传逃效率为10% 20%: ④利用“拼图法”可得关系式： W,=A,+B,+C,+D]=A1+B,+C1+A+B+C+D2 D=A+B,+C+D2 2.能量流动的计算 (1)能量传递效率的计算公式 能量传某一营养级的同化量 递效率厂上一营养级的同化量 100%,大约是10%一20% ①确定相关的食物链（网），理清生物 能量传递效率 在营养级上的差别：②是相邻两个营养 可以低于10%， 级之间的传递效率，而不是两个个体或 但一般不高于 食物树中的两个物种之间的传递效率 120% (2)能量来源比例改变的计算 动物 植物 (A) -人(M 在具体计算时务必先弄清分配比例，再确定求解中应“顺推（用乘法）” 还是“逆推（用除法）”，以如图食物网为例： ①若已知“植物同化量(4)”，并告知其“传向动物与直接传向人比例 由1：1调整为1：2”，求解人最多增重变化量(0，计算时宜“顺推 (用乘法)” A×12×20%+A×12×(20%)2 调整前 =M A×23×20%+A×13×(20%)2 调整后 =场 ②若己知“人同化量(M0”并告知人的食物来源“素食、肉食由1：1 调整为2：1”，求解最少需要植物变化量(A),计算时应“逆推（用除 法)” 调整前 调整后 1220%+12(20%)2= 2320%+13(20%)2= A A2 (3)具有人工能量输入的计算 人为输入到某一营养级的能量是该营养级同化量的一部分，但却不是 从上一营养级流入的能量。如求第二营养级至第三营养级传递效率时， 应为第三营养级从第二营养级同化的能量（不包括人工输入到第三营 养级的能量)/第二营养级的同化量（包括人工输入到第二营养级的能 量)×100%。 三、练习巩固 1.生态鱼塘水体内存在如下食物链：浮游植物一→浮游动物一鳙鱼→黑 鱼，其中，鳙鱼流向分解者的能量储存在 2.如图为某草原生态系统中的食物网（只显示部分）。 食草昆虫青蛙 牧民通过养羊获取该生态系统的能量，经测算发现羊的同化量远小于 草同化量的1/10，其原因可能是 3.图中若生产者的生产量保持不变，人的食物构成中，取食牛的比例 由1/4调整为1/2，则人的量是原来的 倍。（能量传递效率按 10%计算，结果精确到小数点后两位) 植物 2.大象是植食性动物，有一种蜣螂专以象粪为食，设大象在某段时间 所同化的能量为10？，那么这部分能量可流入蜣螂体内的约有 3.科研人员针对太湖底栖动物中的优势种椭圆萝卜螺的能量收支进行 了相应研究，结果如下表所示。椭圆萝卜螺同化的能量为 (kJ·m2·a1)。 能量/(kJ·m一2·a1) 动物名称 摄入食物中所 用于生长、发 呼吸作用 粪便中 含的能量 育和繁殖的 散失的能 的能量 能量 量 椭圆萝卜螺 516 15 231 270 答案： 一、1.生产者固定的太阳能总量食物链和食物网热能 2.热能生长发育和繁殖分解者 3.①粪便量②b③不属于上一个分解者 ④呼吸作用以热能 的形式散失的能量(d)用于生长、发育和繁殖的能量(e) ⑤分解者利用的能量(f一c)下一营养级同化的能量(i) 4.低高热能10%~20%同化量呼吸消耗分解者 6.人工生态系统能量流动关系对人类最有益 三、1.鳙鱼的遗体残骸和黑鱼粪便中 2.能量在相邻两个营养级间的传递效率大约是10%~20%，羊属于第二 营养级，该营养级还有食草昆虫和鼠等多个种群 4.0.59 5.0 6.246