内容正文:
第八章 生物与环境
[第五讲:生态系统的能量流动]
课标要求:
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.举例说明利用能量流动规律,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。
考点一:能量流动的概念
生产者固定的太阳能总量
食物链和食物网
热能
+饵料、肥料、生活污水等
有机物中的化学能
研究能量流动的基本思路
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
能量输入
能量储存
种群
个体1
…
个体 2
个体 3
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
能量散失
能量输入
研究生态系统中能量流动一般在群体水平上,以“营养级”为单位
考点一:生态系统物质循环
第一营养级能量流动
第二营养级能量流动
同化量
①呼吸作用中以热能散失
用于生长、发育、繁殖等生命活动
②流入下一营养级
③被分解者利用
④未利用
没有被呼吸作用中以热能散失,
没有流入下一营养级,
没有被分解者利用
1个来源,2/3/4个去处
(定时定量研究)
(最高营养级无此去路)
考点二:能量流动的过程
第一营养级
由图分析可知
①摄入量=同化量+________。
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生长、发育和繁殖的能量(e)=____________________________
+____________________________
+ 未被利用的能量(j)。
粪便量
不属于
上一个
分解者
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)
分解者利用的能量(f-c)
下一营养级同化的能量(i)
b
考点二:能量流动的过程
第二营养级
大本P284
D
P285 1.(2023·北京东城模拟)下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),下列叙述不正确的是( )
A.图中f代表初级消费者通过呼吸作用消耗的能量
B.在“草→兔→狼”这一食物链中,狼粪便中的能量属于d
C.若有未被利用的能量,则在g和i中有一处表示未被利用的能量
D.初级消费者与次级消费者之间的能量传递效率为e/b×100%
B
P285 3.(2023·河南、湖南重点高中联考)下图甲表示食物链上能量流动的部分情况,图乙表示兔的能量来源与去向。下列有关叙述正确的是( )
注:图甲中的草指某一种草,假定该生态系统中只有图示这一条简单的食物链。
A.图甲中草到兔的能量传递效率为(②/①)×100%
B.能量W1=A1+B1+C1+D1
C.兔通过呼吸作用释放的能量均以热能的形式散失
D.兔流向分解者的能量包括兔的遗体和粪便中的能量
(1)单向的,不可逆转,
不能循环流动;
(2)沿食物链逐级递减,最终在环境中消失。
单向流动
逐级递减
(相邻两个营养级间的能量传递效率大约是10%~20%)
考点三:能量流动的特点
低
高
热能
10%~20%
同化量
呼吸消耗
分解者
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。
不同于能量利用率
考点三:能量流动的特点
大本P282
考点四:能量流动的相关计算
1. 能量传递效率选择
1. 在图中海鸟获得能量最多的食物链是____________________________。海鸟每增加1千克,需消耗生产者生产的有机物至少是___________千克。
甲壳类
水绵
海鸟
水蚤
大鱼
小鱼
淡水虾
水藻→水蚤→甲壳类→海鸟
125
以能量传递效率为20%计算
以最短的食物链来计算
不是以个体或种群为单位,而是以 为单位。
营养级
2.如图为某生态系统中的食物网简图,若E种群中的总能量为5.8×109kJ,B种群的总能量为1.6×108kJ,从理论上分析,A种群获得的总能量最多是( )
A.2.0×108kJ
B.2.32×108kJ
C.4.2×108kJ
D.2.26×108kJ
A
A
E
B
C
D
2. 能量传递效率相关计算
3.若a表示海鸟食物中甲壳类食物所占的比例,若要使海鸟的体重增加x,至少需要生产者的量为y,那么x与y的关系式可表示为: 。
4.某生态系统中存在如图3所示的食物网,如将丙的食物比例由甲:乙=1:1调整为
2:1,能量传递效率按10%计算,该生态系统能承载丙的数量是原来的 倍。
y=625x-600ax
1.375
4变式:某生态系统中存在如图3所示的食物网,如将甲的能量流动比例由乙:丙=1:1调整为2:1,能量传递效率按10%计算,该生态系统能承载丙的数量是原来的 倍。
0.74
3. 能量传递效率调整
C
4.(2023·山东青岛调研)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·a)-1],下列说法错误的是( ) 大本P285
A.图中A代表的生理过程是呼吸作用
B.第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为15.6%
C.该生态系统中生产者固定的总能量是9.6×104[kJ·(m2·a)-1]
D.捕食关系一般不可逆转,所以能量流动具有单向性
Q:流经该生态系统的总能量?
1.17×105[kJ·(m2·a)-1]
流入第三营养级:
0.25+0.05+2.1+5.1-5=2.5
流入第二营养级:
2.5+0.5+4+9—2=14
第一营养级(生产者):
14+3+70+23=110
P285 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%。
2.5
14
4 人工生态系统能量
项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔
形状
每一阶含义 每一营养级生物所含能量的多少 每一营养级生物个体的数目 每一营养级生物的有机物总量
象征含义 能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性 一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减 一般生物有机物的总质量沿食物链升高而逐级递减
考点四:生态金字塔
考点四:生态金字塔
项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔
分析 能量流动的过程中总是有能量的耗散,故能量流动逐级递减 成千上万只昆虫生 活在一株大树上时,该数量金字塔的塔形也会发生变化:
浮游植物的个体小,寿命短,又不断被浮游动物吃掉,所以某一时间浮游植物的生物量(用质量来表示)可能低于浮游动物的生物量:
一定正置
可能倒置
可能倒置
P286 1.(2019·全国卷Ⅱ)如果食物链上各营养级均以生物个体的数量来表示,并以食物链起点的生物个体数作底层来绘制数量金字塔,则只有两个营养级的夏季草原生态系统(假设第一营养级是牧草,第二营养级是羊)和森林生态系统(假设第一营养级是乔木,第二营养级是昆虫)数量金字塔的形状最可能( )
A.前者为金字塔形,后者为倒金字塔形
B.前者为倒金字塔形,后者为金字塔形
C.前者为金字塔形,后者为金字塔形
D.前者为倒金字塔形,后者为倒金字塔形
A
考点五: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)实现能量的多级利用,提高能量的利用率。
(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。
能量流动
对人类最有益
(判断)一个生态系统的营养级越多,消耗的能量就越多,人类可利用的能量就越少( )
×
不一定,改变能量流动的关系
考点五:能量流动的实践意义
(1)农田生态系统中间种套作、蔬菜大棚中的多层育苗、稻—萍—蛙等立体农业,体现能量流动的实践意义是: 。
(2)海水立体养殖中,表层养殖海带等大型藻类,海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎,底层养殖以底栖微藻、生物遗体残骸等为食的海参。体现能量流动的实践意义是: 。
(3)以农家乐为主题的生态农业是现代农业的一种新模式,如建立“藕一鱼—鳅”共同混养的人工鱼塘。其中鱼粪和鳅粪肥田体现能量流动的实践意义 。
(4)“桑基鱼塘”中桑叶喂蚕,蚕沙养鱼,塘泥肥桑,体现能量流动的实践意义 。
(5)对城市生活垃圾进行减量化、无害化和资源化处理,将生活垃圾中的有机部分、人畜粪便等转化成优质生态复合肥,体现能量流动的实践意义 。
(6)稻蟹共养的生产模式中,水稻的落叶可以被螃蟹利用,体现能量流动的实践意义 。
(7)生态农业使废物资源化,可合理设计食物链实现物质和能量利用,体现能量流动的实践意义 。
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。
实现能量的多级利用,提高能量的利用率。——强调废物利用
考点五:能量流动的实践意义
(8)根据草场的能量流动特点,合理确定草场的放牧程度,体现能量流动的实践意义是: 。
(9)通过布设捕鼠装置缓解农田鼠患,体现能量流动的实践意义是: 。
(10)某生态农业系统中利用草鱼去除杂草, 青蛙捕食害虫能生物防治措施,体现能量流动的实践意义是: 。
(11)某棉田生态系统中棉花的主要害虫之一是蚜虫,现引入蚜虫的天敌——草蛉。体现能量流动的实践意义是: 。
(12)“螟虫灭光,谷米满仓”,“捕蛾一个,增产一箩”,“去其螟螣,及其蟊贼,无害我田稚”,体现能量流动的实践意义是: 。
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有益的部分。——强调去掉对人类有害的部分,使人类有益的部分获得更多能量
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