1819 第2单元 第3章 第2节 第1课时 生态系统的能量流动文档格式.docx

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（2）原因：

输入到生态系统的总能量最终转化成热能、机械能等而散失。

2．逐级递减

（1）原因：

各营养级生物通过呼吸作用消耗；

未被下一营养级利用。

（2）表现：

各营养级间的能量转化效率平均为10%～20%。

四、能量金字塔

1．形成：

单位时间内各营养级的能量数值由低到高绘制而成。

2．表明：

一个生态系统营养级越多，能量流动过程中消耗的能量就越多。

[基础自测]

1．判断对错

（1）能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程。

（　　）

（2）分解者所需的能量可来自各营养级生物所储存的能量。

（3）生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量。

（4）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。

提示：

（1）√　

（2）√　（3）√

（4）×

　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。

2．在生态系统的能量流动中，能量形式的转变顺序是（　　）

【导学号：

10402136】

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

A　[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。

]

3．下列关于生态系统的能量流动的叙述中，不正确的是（　　）

A．能量流动是单向的、不循环的

B．食物链越短，可供最高营养级消费者获得的能量越多

C．初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少

D．营养级越多，散失的能量越多

C　[次级消费者获得的能量为初级消费者总能量的10%～20%。

初级消费者越多，向下可传递的能量也就越多，因此次级消费者获得的能量也越多。

[合作探究·

攻重难]

能量流动的过程

[思考交流]

1．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？

是同化的能量。

2．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。

3．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。

[归纳总结]　

1．生态系统能量流动过程分析

（1）能量的来源：

（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。

2．各营养级能量的传递过程

（1）来源：

生产者能量来源于太阳光能，消费者的能量来源于上一个营养级。

（2）能量总量：

同化（固定）的能量。

（3）能量流经第二营养级的过程

（4）能量去路

①该营养级生物呼吸作用消耗。

②流入到下一个营养级的生物中（最高营养级生物除外）。

③以动植物遗体、残枝落叶等形式被分解者分解利用。

特别提醒：

食物的摄入量≠同化量

（1）摄入量：

指动物取食的总量，可以理解为动物的食物总量。

（2）同化量：

指动物经过消化和吸收后转化为自身的能量。

（3）关系：

摄入量＝同化量＋粪便中的能量

贮存量＝同化量－呼吸量。

　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。

图乙为能量流经该生态系统某一营养级的流动途径示意图，其中a～g表示能量值。

请据图作答：

甲　　　　　　　　　　　　　乙

（1）图甲中，m1、m2表示的能量形式分别为____________。

（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______________。

（3）图乙中有两处不同的能量散失途径，其中E处散失的能量是通过__________________实现的。

[解析]　

（1）m1是输入生态系统中的能量，是太阳能。

m2是系统散失的能量，是热能。

（2）图乙中，若A表示图甲中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，摄入的能量中有一部分（c）未被同化，B表示被同化的能量，同化的能量去掉呼吸散失的，即是用于生长、发育和繁殖的能量（C）。

（3）由图乙看出，生态系统能量散失的途径有两条：

①通过自身的呼吸作用散失；

②通过微生物（或分解者）的分解作用散失。

[答案]　

（1）太阳能、热能　

（2）Ⅱ所同化固定的能量　Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量　（3）分解者的分解作用

[活学活用]

1．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（　　）

10402137】

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

B　[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。

2．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

A　[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。

能量流动的特点与意义

1．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。

2．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。

3．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。

1．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%。

2．研究能量流动的意义

（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。

其原理是物质循环再生、能量多级利用，以最大限度地提高能量利用率。

（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。

（1）能量传递效率是指各营养级中所有生物之间的能量传递，不是指个体或种群之间。

（2）能量传递效率10%～20%是对整体而言的，某一食物链中相邻两个营养级的传递效率可能会低于10%。

（3）能量利用率≠能量传递效率：

调整生态系统中的能量流动关系，提高流向对人类有益部分的能量的比例，即提高了能量利用率，而不是提高了能量传递效率。

　下图为生态系统中能量流动图解部分示意图，①②③④各代表一定的能量值，下列叙述中错误的是（　　）

A．生态系统中能量流动具有单向性主要是因为食物链中生物之间吃与被吃的关系不可逆转

B．一般情况下，能量在相邻的两个营养级之间的传递效率是10%～20%

C．①表示流经此生态系统的总能量

D．从能量关系看②>

③＋④

[技巧点拨]　

[解析]　生态系统中能量流动具有单向性，主要是因为食物链中生物之间吃与被吃的关系是不可逆转的，这句话是正确的；

一般情况下，能量在相邻两个营养级之间传递效率是10%～20%；

流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，即流入生产者的总能量；

每一个营养级的能量去路包括：

流向下一营养级（最高营养级除外）、流向分解者、自身呼吸作用所消耗。

[答案]　C

1．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，方框大小表示所含能量多少），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．由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/W1

C．流入初级消费者的能量为（A2＋B2＋C2）

D．图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减的

C　[由图可知，A为呼吸散失的热能，D是给下一营养级的能量，B、C应为给分解者或未利用的能量。

因此生产者固定的总能量W1＝A1＋B1＋C1＋D1，而D1＝A2＋B2＋C2＋D2，A正确；

由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为两者的同化量D1与W1之比，B正确；

流入初级消费者的能量为D1＝A2＋B2＋C2＋D2，C错误；

图解表明能量流动是单向的，方框变小表示能量流动是逐级递减的，D正确。

2．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（　　）

10402138】

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

C　[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。

[当堂达标·

固双基]

1．研究生态系统的能量流动，可以参考如图所示的模型。

下列有关叙述中错误的是（　　）

A．研究流经某一种群的能量时，要考虑到能量被利用和未被利用等方面

B．研究生态系统中的能量流动，一般在群体水平上

C．模型中的“能量输入”就是指捕食者的捕食

D．模型中的“能量散失”主要指呼吸作用散失的能量

C　[研究能量流动时，一般在群体水平上，要考虑能量的输入、传递、散失和输出，也要考虑能量被利用和未被利用等方面。

“能量输入”是指捕食者同化的能量，“能量散失”主要指呼吸作用散失的能量。

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（　　）

10402139】

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%

D　[若d为下一营养级同化的能量，则d的量是a的10%～20%。

3．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

C．沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用

D．多途径利用农作物可提高该系统的能量利用效率

C　[在生态系统中，能量流动是单向的，不能循环利用，故C项错误；

该系统中，沼气池中的微生物能利用农作物固定的太阳能，属于分解者，选项A、B正确；

物质和能量的多级利用，减少了能量的流失，提高了能量的利用率，选项D正确。

4．图A表示某生态系统的能量金字塔，P表示生产者，Q1表示初级消费者，Q2表示次级消费者。

图B表示对图A中的各营养级所含有的能量进行分类剖析（图中a、a1、a2表示上一年留下来的能量，e、e1、e2表示呼吸消耗的能量）。

下列分析不正确的是（　　）

A．b＋c＋d＋e为本年度流入该生态系统的总能量

B．初级消费者产生的粪便中所含的能量包含在c中

C．b或d可代表生产者传递给分解者的能量

D．c1表示初级消费者所含能量中被次级消费者所同化的能量

B　[本年度流入该生态系统的总能量，是生产者通过光合作用固定的全部太阳能，即b＋c＋d＋e；

c指的是初级消费者同化的能量，初级消费者产生的粪便中所含的能量，包含在生产者流入分解者体内的能量中；

e表示呼吸作用消耗的能量，b或d可代表生产者传递给分解者的能量；

c1为流入次级消费者的能量，即被次级消费者同化的能量。

5．下图是某湖泊生态系统能量流动的定量分析图解。

图中A、B、C代表三个营养级，数字均为实际测得的能量值，单位为百万千焦。

已知该生态系统受到的太阳辐射为118872百万千焦，但其中118761百万千焦的能量未被利用，请回答：

10402140】

（1）请将该生态系统的总能量值填写在图中的方框内，这部分能量是________所固定的太阳能。

（2）能量从第一营养级到第二营养级的传递效率为________%，从第二营养级到第三营养级的传递效率为________%。

（3）次级消费者通过异化作用消耗的能量占其同化作用所得到的能量的百分比是________。

（4）由图可知，下个营养级不能得到上个营养级的全部能量，原因有：

①各营养级生物体内的大量能量被____________；

②上个营养级的部分能量

___________________________________________________________

___________________________________________________________；

③还有少量能量被________利用。

[解析]　流入生态系统的总能量＝所有生产者所固定的太阳能的总量；

某一营养级的总能量＝呼吸作用释放的能量＋流入到下一营养级的能量＋流向分解者的能量＋未被任何生物利用（如燃烧）的能量；

能量转化（利用）率＝上个营养级流到下个营养级的能量÷

上个营养级的总能量×

另外，还要明白能量逐级递减的原因是每一营养级的生物都会因呼吸作用消耗相当大的一部分能量，还有未被利用的能量，并有一部分能量被分解者直接利用。

[答案]　

（1）111　生产者A　

（2）13.5　20　（3）60%

（4）呼吸作用消耗　未被下一个营养级利用　分解者

[核心语句归纳]

1．生态系统的能量流动是指能量的输入、传递、转化和散失的过程。

2．生态系统的能量流动从生产者固定太阳能开始。

3．生态系统中能量流动是单向的，逐级递减的。

4．能量在相邻两个营养级间的传递效率大约10%～20%。