内容正文:
选择性必修2 生物与环境
第八单元 生物与环境
第43讲 生态系统的能量流动
考点1 生态系统的能量流动
一、能量流动的四个环节
固定的太
食物链和食物网
化学能
热能
阳能总量
化学能
第43讲 生态系统的能量流动
二、能量流动的过程
1.能量流经第二营养级的过程
考点1
考点2
真题感悟
课时分层作业
第43讲 生态系统的能量流动
由图分析:
(1)输入该营养级的总能量是指图中的__(填字母)。
(2)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。
(3)初级消费者同化的能量(b)=___________________________________+_______________________________。
(4)用于生长、发育和繁殖的能量(e)=__________________________+_____________________________+未被利用的能量( j )。
b
不属于
上一个
分解者
呼吸作用以热能形式散失的能量(d)
用于生长、发育和繁殖的能量(e)
分解者利用的能量( f-c)
下一营养级同化的能量(i)
考点1
考点2
真题感悟
课时分层作业
第43讲 生态系统的能量流动
1.(人教选择性必修2 P55“图3-5”)在一定时间内,某生态系统中全部生产者固定的能量值为a,全部消费者所获得的能量值为b,全部分解者所获得的能量值为c,则a>b+c,原因是____________________________________________
___________________________________________________________________。
提示:生产者固定的能量a除了传递给消费者和分解者外,生产者自身通过呼吸作用消耗了部分能量
提醒:摄入量≠同化量:摄入量-粪便中的能量才是同化量,动物的粪便无法被动物消化吸收,不属于同化量,如兔吃草时,兔粪便中的能量应为草流向分解者的能量,而不属于兔的同化量。
考点1
考点2
真题感悟
课时分层作业
第43讲 生态系统的能量流动
2.能量流经生态系统的过程
(1)图中的生物类群分别是:①______,②__________,③__________,⑤______。④表示的生理过程是________。
(2)图示中的E2/E1表示______________________间的能量传递效率。
生产者
初级消费者
次级消费者
分解者
呼吸作用
初级消费者与次级消费者
考点1
考点2
真题感悟
课时分层作业
第43讲 生态系统的能量流动
三、能量流动的特点
1.
2.
热能
10%
呼吸消耗
~20%
考点1
考点2
真题感悟
课时分层作业
第43讲 生态系统的能量流动
2.(人教选择性必修2 P55“思考·讨论”)流经某生态系统的能量________再回到该生态系统,原因是________________________________________________
___________________________________________________________________。
提示:不能 能量流动是单向的
考点1
考点2
真题感悟
课时分层作业
第43讲 生态系统的能量流动
四、生态金字塔的类型及特点
上窄下宽
上窄下宽
上宽下窄
倒置
考点1
考点2
真题感悟
课时分层作业
第43讲 生态系统的能量流动
五、研究能量流动的实践意义
1.帮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。
2.帮助人们科学地规划和设计____________,使能量得到最有效的利用。
3.帮助人们合理地调整生态系统中的________关系,使能量持续高效地流向____________的部分。
人工生态系统
能量流动
对人类最有益
考点1
考点2
真题感悟
课时分层作业
第43讲 生态系统的能量流动
1.流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能。 ( )
提示:流经生态系统的总能量是该生态系统中生产者所固定的太阳能。
2.初级消费者粪便中的能量属于生产者同化的能量。 ( )
3.一只狼捕食了一只兔子,该狼获得了兔子能量的10%~20%。 ( )
提示:能量传递效率针对的是相邻两个营养级中的所有生物,不针对个体。
4.农业生态系统中,沼渣、沼液作为肥料还田,使能量能够循环利用。 ( )
提示:沼液和沼渣可以为农作物提供肥料,沼气池发酵产生的沼气又能成为人类的能源物质,实现了能量的多级利用,但能量不能循环利用。
×
×
×
√
考点1
考点2
真题感悟
课时分层作业
第43讲 生态系统的能量流动
5.研究能量流动,可调整能量流动关系,使生产者固定的能量全部流向人类。 ( )
提示:由于在各营养级中都会有生物的细胞呼吸存在,通过细胞呼吸,部分能量会以热能的形式散失,因此研究能量流动,可调整能量流动关系,使生产者固定的能量尽可能多地流向对人类最有益的部分,但是做不到全部流向人类。
6.一般来说,植物的总干重通常大于植食性动物的总干重。 ( )
×
√
考点1
考点2
真题感悟
课时分层作业
第43讲 生态系统的能量流动
1.能量流动过程的“一来二去”模型
考点1
考点2
真题感悟
课时分层作业
第43讲 生态系统的能量流动
(1)若A是初级消费者摄入量;则B是______________;C是_______________;D是______________。
(2)初级消费者摄入量=______________________________________________。
(3)同化量=__________________+__________________________________。
(4)用于自身生长、发育和繁殖的能量=__________+__________________。
提示:(1)初级消费者同化量 用于自身生长、发育和繁殖的能量 次级消费者摄入量 (2)同化量+粪便量 (3)呼吸作用散失的能量 用于自身生长、发育和繁殖的能量 (4)遗体残骸 次级消费者摄入量
考点1
考点2
真题感悟
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第43讲 生态系统的能量流动
2.能量流动过程的“一来三去”模型
(1)D、E、F分别代表第一、第二、第三营养级__________。
(2)三条去路(最高营养级除外):________________、__________________、________________。
提示:(1)同化量 (2)呼吸作用散失 流入下一个营养级 分解者利用
考点1
考点2
真题感悟
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第43讲 生态系统的能量流动
3.能量流动过程的“一来四去”模型
(1)D、E、F分别代表第一、第二、第三营养级__________。
(2)四条去路(最高营养级除外):______________、__________________、________________、__________。
提示:(1)同化量 (2)呼吸作用散失 流入下一个营养级 分解者利用 未利用
考点1
考点2
真题感悟
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第43讲 生态系统的能量流动
真题感悟 明确考向
2
4
3
题号
1
考向1 能量流动的过程及特点
1.(2022·江苏南通高三校考阶段练习)某同学绘制了如图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能),下列叙述中不正确的是( )
A.生产者固定的总能量可表示为(A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2)
B.流入初级消费者体内的能量可表示为(D1-A2-C2)
C.由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/W1×100%
D.图解表明能量流动具有单向流动、逐级递减的特点
√
考点1
考点2
真题感悟
课时分层作业
第43讲 生态系统的能量流动
真题感悟 明确考向
2
4
3
题号
1
B [生产者固定的总能量可表示为(A1+B1+C1+D1),A1表示呼吸作用散失的能量,B1表示未被利用的能量,C1表示流向分解者的能量,而D1=A2+B2+C2+D2是流入下一营养级(初级消费者)的能量,故生产者固定的总能量可表示为(A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2),A正确,B错误;由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/(A1+B1+C1+D1)×100%=D1/W1×100%,C正确;图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减,D正确。故选B。]
考点1
考点2
真题感悟
课时分层作业
第43讲 生态系统的能量流动
2
3
题号
1
4
2.(2023·江苏南通高三统考阶段练习)下图表示生态系统中生产者和初级消费者的能量类型和去向(d表示营养级未被利用的能量)。相关叙述错误的是( )
A.生产者和初级消费者获得能量的方式不相同
B.生产者用于生长发育和繁殖的能量值是b1+c1+d1
C.生产者到初级消费者的能量传递效率为b1/(a1+b1+c1+d1)×100%
D.初级消费者粪便中的能量属于生产者所同化的能量
√
考点1
考点2
真题感悟
课时分层作业
第43讲 生态系统的能量流动
2
3
题号
1
4
C [生产者通过自养的方式获得物质和能量,初级消费者通过异养获得物质和能量,A正确;根据图示可知,a1是呼吸散失的能量,b1 是初级消费者摄入的能量,生产者用于生长、发育和繁殖的能量值是b1+c1+d1 ,B正确;b1 是初级消费者摄入的能量,不是同化量,生产者到初级消费者的能量传递效率为(a2+b2+c2+d2)/(a1+b1+c1+d1)×100%,C错误;初级消费者粪便中的能量存在于有机物中,没有被初级消费者同化,属于生产者所同化的能量,D正确。故选C。]
考点1
考点2
真题感悟
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第43讲 生态系统的能量流动
2
3
题号
4
1
考向2 生态金字塔
3.(多选)(2023·江苏常州前黄高级中学校考模拟预测)图1为某生态系统的物质循环示意图,其中甲、乙、丙、丁为生态系统的组成成分,A、B、C、D是丙中关系密切的四种生物。图2为某生态系统的某种金字塔简图,其中①②③④分别代表不同的营养级。
下列说法不正确的是( )
A.图1中有A→B→D、A→C、A→D三条食物链
B.图1中的D处于图2中的③、④营养级
C.若图1生态系统存在富集现象,则丁中富集物含量最高
D.图2中的金字塔可以表示能量金字塔,但不能表示生物量金字塔
√
√
√
考点1
考点2
真题感悟
课时分层作业
第43讲 生态系统的能量流动
2
3
题号
4
1
ACD [食物链应该从生产者乙开始,A错误;图1中的D可以A为食,也可以B为食,因此D处于图2中的③、④营养级,B正确;丁是分解者,D处于最高营养级,生物富集作用在高营养级生物体内富集,应该是D中富集物的含量最高,C错误;图2中的金字塔可以表示能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔,因为生物量金字塔和数量金字塔多数情况下是正置的,D错误。故选ACD。]
考点1
考点2
真题感悟
课时分层作业
第43讲 生态系统的能量流动
2
4
3
题号
1
考向3 研究能量流动的实践意义
4.(2023·江苏南通高三统考期末)“稻田养鱼”是一种新兴的生态养殖模式。该模式利用稻田水面养鱼,既可获得鱼产品,又可利用鱼吃掉稻田中的害虫和杂草。鱼排出粪肥,翻动泥土促进肥料分解,为水稻生长创造良好条件。下列有关叙述正确的是( )
A.该生态系统的结构包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者
B.鱼吃杂草,杂草同化能量中的10%~20%流入鱼体内
C.杂草等养鱼,鱼粪肥田,可体现生态工程的循环原理
D.该模式提高了能量传递效率,使能量流向对人类最有益的地方
√
考点1
考点2
真题感悟
课时分层作业
第43讲 生态系统的能量流动
2
4
3
题号
1
C [生态系统的结构包括组成成分(包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者)和营养结构(食物链和食物网),A错误;10%~20%是营养级之间的能量传递效率,不是两种生物之间的能量传递效率,B错误;杂草等养鱼,鱼粪肥田,可体现物质循环再生,应用了生态工程的循环原理,C正确;该模式提高了能量利用率,但不能提高能量传递效率,D错误。故选C。]
考点1
考点2
真题感悟
课时分层作业
第43讲 生态系统的能量流动
考点2 能量流动相关计算
题型1 能量传递效率的相关“最值”问题
若题干中未做具体说明,则一般认为能量传递最低效率为10%,最高效率为20%。
(1)在食物链A→B→C→D中,则有
第43讲 生态系统的能量流动
(2)在食物网中则有
考点1
考点2
真题感悟
课时分层作业
第43讲 生态系统的能量流动
1.(多选)(2024·江苏连云港高三统考阶段练习)如图为某温带草原中的食物网,已知各营养级之间的传递效率为10%,以下分析错误的是( )
A.生态系统的物质循环和能量流动可沿着图示途径进行
B.图中共有两条食物链,其中生物共同构成生物群落
C.若要猫头鹰增加10 g,则至少需要消耗草1 kg
D.该食物网中含能量最少的生物可能是食虫鸟
√
√
考点1
考点2
真题感悟
课时分层作业
第43讲 生态系统的能量流动
BD [图示过程包括食物链和食物网,生态系统的物质循环和能量流动可沿着食物链和食物网进行,A正确;生物群落是一定环境中所有生物的集合,图中食物链和食物网只包括生产者和消费者,故不能构成生物群落,B错误;若要猫头鹰增加10 g,则食物链按照最短草→鼠→猫头鹰,已知各营养级之间的传递效率为10%,则至少需要消耗草10 g÷10%÷10%=1 kg,C正确;能量流动的特点之一是逐级递减,因此营养级越高,获得的能量越少,则该食物网中含能量最少的生物应该是猫头鹰,D错误。故选BD。]
考点1
考点2
真题感悟
课时分层作业
第43讲 生态系统的能量流动
题型2 具有人工能量输入的能量传递效率计算
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%。
考点1
考点2
真题感悟
课时分层作业
第43讲 生态系统的能量流动
2.(2023·江苏盐城中学校考三模)下图为某自然灾害后的人工鱼塘生态系统的能量流动过程中部分环节涉及的能量(单位:103 kg·m-2·a-1),其中补偿输入是指人工饲喂各个营养级同化的能量。下列说法错误的是( )
A.由图可知,肉食动物需补偿输入的能量为5 000 kg·m-2·a-1
B.植食性动物用于自身生长、发育和繁殖的能量是12 000 kg·m-2·a-1
C.能量在第三营养级与第四营养级之间的传递效率约为3.3%
D.据图中数据可知,较低营养级的生物在这场灾害中受到的影响较大
√
考点1
考点2
真题感悟
课时分层作业
第43讲 生态系统的能量流动
D [各营养级之内,所有输入的能量等于输出的能量,在植食动物中,输入(14+2)=输出(4+9+0.5+流入肉食动物),可以计算出流入肉食动物的能量为2.5×103 kg·m-2·a-1;肉食动物输入(2.5+补偿输入)=输出(2.1+5.1+0.05+0.25),可以计算出肉食动物补偿输入的能量为5×103 kg·m-2·a-1,A正确。植食性动物用于自身生长、发育和繁殖的能量=同化量-热能散失=(14+2)-4=12×103 kg·m-2·a-1,B正确。第三营养级与第四营养级之间的传递效率=从第三营养级流入第四营养级的能量/第三营养级的同化量=0.25/(2.1+5.1+0.05+0.25)×100%≈3.3%,C正确。根据图中数据,营养级越高,需要补偿输入的能量越大,在灾害中受到的影响越大,D错误。故选D。]
考点1
考点2
真题感悟
课时分层作业
第43讲 生态系统的能量流动
考点1
考点2
真题感悟
课时分层作业
第43讲 生态系统的能量流动
1.核心概念
(1)能量流动:生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
(2)能量金字塔:如果将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为相应面
积(或体积)的图形,并将图形按照营养级的次序排列,可形成的金字塔图形。
2.结论语句
(1)能量流动逐级递减的原因:某个营养级同化的能量自身呼吸要消耗一部分,还有一部分被分解者分解利用,还有一部分未被利用,所以不能将全部的能量流入下一个营养级。
(2)从能量流动的角度分析,建设“沼气池”的意义是:实现了对能量的多级利用,从而大大提高了能量的利用率。
(3)从能量流动的角度分析,合理确定草场载畜量的目的是: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。
考点1
考点2
真题感悟
课时分层作业
第43讲 生态系统的能量流动
真题感悟 明确考向
1.(2022·江苏选择性考试)采用原位治理技术治理污染水体,相关叙述正确的是( )
A.应用无土栽培技术,种植的生态浮床植物可吸收水体营养和富集重金属
B.为了增加溶解氧,可以采取曝气、投放高效功能性菌剂及其促生剂等措施
C.重建食物链时放养蚌、螺等底栖动物作为初级消费者,摄食浮游动、植物
D.人为操纵生态系统营养结构有利于调整能量流动方向和提高能量传递效率
√
第43讲 生态系统的能量流动
A [根据生态浮床的原理可知,以水生植物为主体,运用无土栽培技术原理,以高分子材料等为载体和基质,应用物种间共生关系,充分利用水体空间生态位和营养生态位,从而建立高效人工生态系统,通过吸收水中的N、P等植物生长所必需的营养元素,削减富营养化水体中的N、P及有机物质,此外,植物还起富集水中重金属的作用,A正确;采取曝气可以增加水体的溶氧量,但是投放高效功能性菌剂及其促生剂等措施会导致耗氧量增加,B错误;蚌、螺等底栖动物作为初级消费者和分解者,主要摄食有机碎屑和藻类等,有效降低水体中富营养物质的含量,C错误;根据生态系统的能量流动,调整生态系统营养结构有利于调整能量流动方向,使能量持续高效地流向对人类有益的部分,提高能量的利用率,但是不能改变能量传递效率,D错误。故选A。]
考点1
考点2
真题感悟
课时分层作业
第43讲 生态系统的能量流动
√
2.(2023·山东等级考)某浅水泉微型生态系统中能量情况如表所示,该生态系统中的初级消费者以生产者和来自陆地的植物残体为食。下列说法正确的是( )
A.流经该生态系统的总能量为90×105 J/(m2·a)
B.该生态系统的生产者有15%的能量流入下一营养级
C.初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为10.5×105 J/(m2·a)
D.初级消费者粪便中的能量为70.5×105 J/(m2·a),该能量由初级消费者流向分解者
生产者固定 来自陆地的植物残体 初级消费
者摄入 初级消费
者同化 初级消费者呼吸消耗
能量
[105 J/
(m2·a)] 90 42 84 13.5 3
考点1
考点2
真题感悟
课时分层作业
第43讲 生态系统的能量流动
C [该生态系统中的初级消费者以生产者和来自陆地的植物残体为食,因此可知,流经该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能和来自陆地的植物残体中的能量,即90×105+42×105=132×105 J/(m2·a),A错误;表格中没有显示生产者流入初级消费者的能量,因此无法计算有多少能量流入下一营养级,B错误;初级消费者同化量为13.5×105 J/(m2·a),初级消费者呼吸消耗能量为3×105 J/(m2·a),因此初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量=初级消费者同化量-初级消费者呼吸消耗能量=10.5×105 J/(m2·a),C正确;初级消费者粪便中的能量=初级消费者摄入量-初级消费者同化量=84×105-13.5×105=70.5×105 J/(m2·a),该能量由第一营养级流向分解者,D错误。故选C。]
考点1
考点2
真题感悟
课时分层作业
第43讲 生态系统的能量流动
$$