人教版生物必修3讲义第5章 第2节 生态系统的能量流动Word文档格式.docx

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次级消费者　丁：

呼吸作用　戊：

分解者

②据图总结流入每一营养级的能量最终去向：

a．通过自身呼吸作用以热能形式散失。

b．被下一营养级同化。

c．被分解者分解利用。

探讨：

输入第二营养级的能量是初级消费者摄入的还是其同化的？

提示：

是同化的能量。

判断“一只老虎捕食了一只野兔，则野兔的全部能量都流向了老虎”的对错，并思考消费者摄入的能量、同化的能量与粪便中的能量有什么关系？

错，还有一部分未被老虎消化吸收的残渣、粪便中的能量存在；

同化的能量＝消费者摄入的能量－粪便中的能量。

在一定时间内，某自然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，试分析a、b、c三者之间的关系。

生产者固定的能量传递给了消费者和分解者的同时，还有一部分能量以热能的形式散失了，所以a>

b＋c。

生态系统能量流动过程分析

（1）能量的来源：

太阳能。

（2）能量流动的起点：

从生产者固定太阳能开始。

（3）流经生态系统的总能量：

生产者通过光合作用所固定的太阳能的总量。

（4）能量流动的渠道：

食物链和食物网。

（5）能量的转化：

太阳能→生物体内有机物中的化学能→热能。

（6）能量的散失：

通过呼吸作用以热能的形式散失。

1．关于草原生态系统能量流动的叙述，错误的是（　　）

【导学号：

67330032】

A．能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程

B．分解者所需的能量可来自各营养级生物所储存的能量

C．生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量

D．生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级

【解析】　能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失过程，A正确；

分解者的作用就是将有机物分解成无机物，并从中获取生命活动所需的能量，B正确；

生态系统维持正常功能需要不断地输入光能，C正确；

生产者固定的能量除用于自身呼吸外，部分流向分解者，部分流向下一营养级，D错误。

【答案】　D

2．在由草、兔、狐组成的一条食物链中，兔经同化作用所获得的能量，其去向不应该包括（　　）

A．通过兔的呼吸作用释放的能量

B．通过兔的粪便流入到分解者体内的能量

C．通过狐的粪便流入到分解者体内的能量

D．流入到狐体内的能量

【解析】　兔经同化作用所获得的能量，有三条去路：

一是通过呼吸作用以热能的形式释放；

二是兔自身的生长发育，然后被下一个营养级即狐摄入，但应注意的是狐摄入后，未被消化的以粪便形式排出的部分，属于兔的能量，而不是狐的能量；

三是未被狐摄入的能量。

兔的粪便中的能量应属于生产者的能量。

【答案】　B

3．如图表示一般生态系统的结构模式图，在不考虑物质的输入和输出情况下，下列说法正确的是（　　）

A．能量主要是以太阳能的形式输入生态系统

B．组分1、2、3分别代表生产者、消费者和分解者

C．在一个幼苗茁壮成长的农田生态系统中能量的输出量和输入量相等

D．如果组分1是生产者，那么组分1代表的是绿色植物

【解析】　地球上几乎所有的生态系统所需要的能量都来自太阳能，A项正确；

太阳能被生产者通过光合作用转化为有机物中的化学能，生产者除了绿色植物之外，还有能进行化能合成作用的硝化细菌等生物，D项错误；

组分1、2、3分别代表生产者、分解者和消费者，B项错误；

农田生态系统中由于部分能量被固定在植物的有机物中，因此输出量和输入量不相等，C项错误。

【答案】　A

能量流动的特点和意义

1．特点

（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。

（2）逐级递减：

①能量在沿食物链流动的过程中逐级减少，传递效率约为10%～20%。

②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4～5个营养级。

2．能量金字塔

将单位时间内各个营养级所得到的能量数值，由低到高绘制成图，可以形成一个金字塔图形。

3．研究能量流动的实践意义

（1）帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。

（2）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最有益的部分。

某同学绘制如图所示的能量流动图解（其中W1为生产者固定的太阳能），据图讨论以下问题：

（1）由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为多少？

流入初级消费者的能量为多少？

（用图示字母表示）

D1/W1，D1＝A2＋B2＋C2＋D2。

（2）此图解体现能量流动有何特点？

单向流动、逐级递减。

若把每个营养级的生物量及生物数量关系用能量金字塔的形式表示出来，是不是也是正金字塔形？

有没有例外？

一般情况下，也是正金字塔形。

但是有时候会出现倒置的塔形。

例如，在海洋生态系统中，由于生产者（浮游植物）的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，所以某一时刻调查到的浮游植物的生物量可能低于浮游动物的生物量。

当然，总的来看，一年中流过浮游植物的总能量还是比流过浮游动物的要多。

同理，成千上万只昆虫生活在一株大树上，该数量金字塔的塔形也会发生倒置。

人们在研究能量流动时，将秸秆作为牲畜饲料，粪便进入沼气池，生产燃料。

此过程提高能量的传递效率了吗？

没有。

以上过程提高了能量的利用率，即人类充分利用了流向分解者的能量，实现了对能量的多级利用，减少了环境污染；

但没有提高能量在不同营养级之间的传递效率。

能量流动的特点分析

1．单向流动

（1）食物链中，相邻营养级生物的吃与被吃关系不可逆转，因此能量不能倒流，这是长期自然选择的结果。

（2）各营养级的能量总有一部分以细胞呼吸产生热能的形式散失掉，这些能量是无法再利用的。

2．逐级递减

（1）每个营养级的生物总有一部分能量不能被下一营养级利用。

（2）各个营养级的生物都会因细胞呼吸消耗相当大的一部分能量，供自身利用和以热能形式散失。

（3）各营养级中的能量都要有一部分流入分解者。

3．能量传递效率：

10%～20%，即输入某一营养级的能量中，只有10%～20%的能量流入到下一个营养级。

计算方法为：

能量传递效率＝×

100%。

4．如图为某生态系统中能量传递示意图，以下叙述不正确的是（　　）

67330033】

A．能量流动是从甲固定的太阳能开始的，流入该生态系统的总能量为1250kJ

B．从乙到丙的能量传递效率为15%

C．将乙和丙的粪便作为有机肥还田，可以提高能量传递效率

D．食物链的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动的单向性

【解析】　能量流动从生产者固定的太阳能开始，流入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能＝175＋200＋875＝1250kJ；

从乙到丙的能量传递效率为30÷

200×

100%＝15%；

将乙和丙的粪便作为有机肥还田，为作物提供了无机盐，但不能提高能量传递效率；

食物链的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动的单向性。

【答案】　C

5．如图甲为某湖泊生态系统的能量金字塔简图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，m1、m2代表不同的能量形式。

图乙表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图，其中a～g表示能量值。

请据图作答：

图甲

图乙

（1）图甲中，m1、m2表示的能量形式分别为________、________。

通常情况下，位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于Ⅲ，主要原因是__________。

（2）图乙中，若A表示图甲中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示________，C表示____________。

若图甲中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为y，则营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是________（用图中所给字母表示）。

（3）由图乙可以总结出生态系统能量流动的主要特点是________________

______________________________________________________________

_____________________________________________________________。

（4）若图甲中营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一种生物甲、乙、丙，构成的食物关系如图丙。

其中，甲的能量中比例为X的部分直接提供给丙，则要使丙的能量增加AkJ，至少需要消耗甲的能量为________kJ（用所给字母表示）。

图丙

【解析】　

（1）m1表示流入该生态系统的总能量，这部分能量是太阳能或生产者固定的能量，m2表示从该生态系统散失的能量，即热能或呼吸作用散失的热量。

由于能量在传递过程中是逐级递减的，因此营养级越高的生物，可利用的能量越少，所以个体数量往往也越少。

（2）若A表示图甲中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示Ⅱ同化的能量，C表示Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量。

若图甲中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为y，而图乙中营养级Ⅱ同化的总能量为b，则营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是b/y×

（3）生态系统中能量流动的主要特点是单向流动、逐级递减。

（4）假设至少需要消耗甲的能量为a，则丙从甲→丙途径获得的能量为a×

X×

20%，丙从甲→乙→丙途径获得的能量为a×

（1－X）×

20%×

20%，根据题干中的条件可知：

a×

20%＋a×

20%＝A，因此a＝25A/（1＋4X）。

【答案】　

（1）太阳能（或生产者同化固定的能量）　热能（或呼吸作用散失的热量）　营养级高，可利用的能量少

（2）营养级Ⅱ同化的能量　营养级Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量　b/y×

100%

（3）单向流动、逐级递减

（4）25A/（1＋4X）

1．在生态系统的能量流动中，能量形式的转变顺序是（　　）

A．光能→化学能→热能　B．热能→光能→化学能

C．化学能→光能→热能D．光能→热能→化学能

【解析】　在生态系统中，绿色植物通过光合作用把光能转化为有机物中的化学能，生物群落中的化学能最终以热能的形式散失。

2．下图表示生态系统中生产者能量的来源和去路，下列说法错误的是

（　　）

A．流经该生态系统的总能量为a

B．b以热能形式散失

C．c用于自身生长发育繁殖

D．若d为下一个营养级同化的能量，则d的量是c的10%～20%

【解析】　若d为下一营养级同化的能量，则d的量是a的10%～20%。

3．某同学通过分析蛇的食性绘制了如图所示的食物关系。

假定一条1kg的蛇，4/5的食物来自鼠，1/5的食物来自蛙。

按能量流动的最高效率计算，此蛇间接消耗的植物为（　　）

A．45kgB．22.5kg

C．90kgD．20kg

【解析】　依题意知此蛇间接消耗的植物为（4/5）÷

20%÷

20%＋（1/5）÷

20%＝45kg。

4.右图是一个农业生态系统模式图，下列关于该系统的叙述中，错误的是

A．微生物能利用农作物通过光合作用储存的能量

B．沼气池中的微生物是该生态系统的分解者