第5章 生态系统及其稳定性第2节 生态系统的能量流动.docx

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第5章生态系统及其稳定性第2节生态系统的能量流动

第5章　生态系统及其稳定性

第2节　生态系统的能量流动

学习目标

1.说出生态系统能量流动的概念。

2.学会应用生态系统能量流动的过程和特点。

3.体会研究生态系统能量流动的意义,能通过生态系统能量流动的特点解释生产、生活中的应用。

学习过程

导入新课

播放影片:

非洲草原上鹰捕食兔子的过程。

根据影片,写出其中的主要食物链,并思考以下问题。

①绿色植物的能量来自哪里?

②照射在绿色植物上的太阳能都被它们吸收了吗?

③绿色植物吸收了太阳能后,这些能量有哪些去向?

探究新知

[自主学习1]

阅读教材,回答下列问题。

探究一、能量流动的过程

（1）结合课本知识,分析下图并回答下列问题。

太阳能

绿色植物

兔子

老鹰

①绿色植物的能量来自哪里?

通过何种生理作用获得?

能量是如何转化的?

②生态系统能量流动的源头是:

　。

③生态系统能量流动的起点:

　。

④输入生态系统的总能量:

　。

⑤生态系统能量流动的途径:

　。

⑥输入生产者的能量,有哪两部分的去向?

　。

⑦用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量,储存在生产者的什么物质中?

这些能量将来有哪些去向?

（2）阅读教材P94中的图5-6,分析并回答下列问题。

①兔子摄入的草中的能量有哪两个去向?

②兔子同化的草中的能量有哪两个去向?

③兔子粪便中的能量属于哪个营养级?

[合作探究1]

根据要求完成下列题目。

（1）总结:

能量流经第二营养级时的去向（填图）:

初级消费者摄入能量

（2）据图回答下列问题。

①哪个箭头表示流经生态系统的总能量?

　　　　　　　　　　　　　。

②能量流入每一营养级后,都有哪些去路?

　　　　　　　　　　。

③生物同化量是指?

　　　　　　　　　　。

④呼吸散失部分是否属于生物同化量?

　　　　。

探究二、能量流动的特点

[自主学习2]

阅读并分析教材P95中的图5-8,回答下列问题。

（1）生产者固定的能量有几个去向?

　。

将去向的数字相加,你会发现什么?

　。

（2）流经该生态系统的总能量是多少?

　。

（3）植食性动物、肉食性动物同化的能量分别是多少?

（4）从生产者到植食性动物的传递效率是多少?

　　　　。

从植食性动物到肉食性动物呢?

　　　　。

传递效率的范围大约是多少?

　　　　　　　。

（5）能量流动的特点是什么?

　。

[合作探究2]

思考并回答下列问题。

（1）流入某一营养级的能量,为什么不会百分之百地流到下一个营养级?

（2）能量能否逆向流动、循环流动?

为什么?

（3）课本P95图5-8中,每传递一次,箭头变得比上一次小些,这说明了什么?

（4）能量金字塔的塔基是哪类生物?

能量金字塔中包含分解者吗?

（5）能量金字塔可以倒置吗?

（6）模拟能量金字塔的原理,尝试构建生物的数量金字塔。

（7）数量金字塔可以倒置吗?

可以的话,请举例。

（8）为什么一般的食物链上营养级不会多于5个?

（9）尝试从生态系统能量流动的角度,解释为什么牛肉往往比青菜贵?

探究三、研究能量流动的实践意义

[自主学习3]

阅读课本P96最后两段文字,总结:

（1）研究能量流动的目的与意义:

（2）生态农田的优点:

（3）建立生态农田的原理:

探究四、能量流动的相关计算

[合作探究3]

思考并回答下列问题。

（1）在食物链“草

兔

鹰”中:

①假如现有草100kg,至少可使鹰增重　　　　kg。

②假如现有草100kg,最多可使鹰增重　　　　kg。

③假如要使鹰增加2kg体重,最少要耗草　　　　kg。

④假如要使鹰增加2kg体重,最多要耗草　　　　kg。

（2）食物网中能量流动计算:

①丙每增加1kg,至少要消耗戊多少kg?

②丙每增加1kg,最多要消耗戊多少kg?

（3）右图为某生态系统的食物网示意图,若E生物种群含有的总能量为5.8×109kJ,B生物种群含有的总能量为1.3×108kJ,理论上A生物种群含有的总能量至少是（　　）

A.1.3×108kJB.5.8×107kJ

C.4.5×107kJD.4.5×108kJ

优化训练

1.下列关于生态系统能量流动传递效率为10%的理解,正确的是（　　）

A.某一营养级约有10%的个体被下一营养级吃掉

B.某一营养级约有10%的能量流到下一营养级

C.最顶部的消费者的能量约占生产者能量的10%

D.分解者能量约占生产者能量的10%

2.下列有关生态系统能量流动的叙述,正确的是（　　）

A.一种蜣螂专以大象粪为食,则该种蜣螂最多能获取大象所同化能量的20%

B.当狼捕食兔子并同化为自身的有机物时,能量就从第一营养级流入第二营养级

C.生产者通过光合作用合成有机物,能量就从非生物环境流入生物群落

D.生态系统的能量是伴随物质而循环利用的

3.在生态系统中有关食物链与能量流动的叙述,不正确的是（　　）

A.能量沿食物链流动是单向的

B.食物链越长,最高营养级上获得的能量越少

C.初级消费者越多,次级消费者获得的能量减少

D.生物种类越多,生态系统中的食物链越多

4.在一个生态系统中,草食动物所同化的能量等于（　　）

A.生产者固定的太阳能的总量

B.生产者固定的太阳能的总量减去生产者的呼吸量

C.被草食动物吃了的植物所含的能量减去粪便等排遗物中的能量

D.用于草食动物的生长、发育、繁殖等生命活动所需的能量

5.在“青草→食草昆虫→蜘蛛→食虫鸟→猫头鹰”的这条食物链中,占生态系统总能量比例最多和最少的消费者依次是（　　）

A.猫头鹰和食虫昆虫

B.青草和猫头鹰

C.食草昆虫和猫头鹰

D.食草昆虫和青草

6.清除田间杂草和鱼塘中肉食性的“黑鱼”,用生态学观点分析,其目的是（　　）

A.保持生物群落的单一性

B.使物质和能量尽快地流动

C.保持生态平衡

D.调整能量在生态系统中的流动方向

7.在一个高产的人工鱼塘中同时存在着生产者、初级消费者、次级消费者和分解者。

其中生产者固定的全部能量为a,流入初级消费者、次级消费者和分解者的能量依次为b、c、d,下列表述正确的是（　　）

A.a=b+c+d　　　　　B.a>b+c+d　　　　　C.a

8.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,下列选项中不正确的是（　　）

A.①表示流经生态系统内部的总能量

B.从能量关系看②>③+④

C.一般情况下,②为①的10%~20%

D.生物与生物之间吃与被吃的关系不可逆转,所以能量流动具有单向性

9.右图为某一生态系统的能量金字塔,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级,E1、E2代表能量的形式。

下列叙述正确的是（　　）

A.Ⅰ是初级消费者

B.Ⅳ为分解者

C.E1为太阳能,E2为热能

D.能量可在食物链中循环利用

10.下图为生态系统中食物链所反映出的能量流动情况,图中箭头符号为能量的流动方向,单位为kcal/（m3·年）。

下列说法正确的是（　　）

①在入射的太阳能中,生产者只利用了其中的1%左右

②分解者可利用来自各营养级转移到A中的所有能量

③消费者营养级别越高,可利用的总能量越多

④当人们把生产者当作食物时,比起其他营养级,可获得更多的能量

A.①②　　　　　　　B.①④　　　　　　　C.②④　　　　　　　D.③④

11.在右图所示的食物网中,假如猫头鹰的食物有2/5来自于兔子,2/5来自于鼠,1/5来自于蛇,那么猫头鹰若增加20g体重,最少需要消耗植物（　　）

A.600gB.900gC.1600gD.5600g

12.调查得知某条河流生态系统的营养结构共有4个营养级（以a、b、c、d表示）。

经测定,一年中流经这4个营养级的能量分别为:

该生态系统中初级消费者是（　　）

营养级

能量（J·m-3）

a

141.10×105

b

15.91×105

c

0.88×105

d

871.27×105

　　A.aB.bC.cD.d

13.在能量金字塔中,构成基层的营养级总是（　　）

A.生产者B.初级消费者

C.次级消费者D.分解者

14.如果一个人食物有1/2来自绿色植物,1/4来自小型肉食动物,1/4来自羊肉,假如传递效率为10%,那么该人每增加1千克体重,约消耗植物（　　）

A.10千克B.28千克C.100千克D.280千克

15.如果成千上万只昆虫生活在一株大树上,鸟又以该树上的昆虫为食。

那么树、昆虫和鸟的能量金字塔应是（　　）

16.下图为某生态系统能量流动示意图（单位:

kJ）。

下列说法正确的是（　　）

A.图中A所固定的能量是B、C的能量之和

B.若C增加1kJ,则需要消耗A约42kJ

C.B营养级的个体数量一定多于C营养级的个体数量

D.B的数量越多,则C获得的能量越少

17.某生态系统中初级消费者和次级消费者的总能量分别是W1和W2,当下列哪种情况发生时,最有可能使生态平衡遭到破坏（　　）

A.W1>10W2B.W1>5W2C.W1<10W2D.W1<5W2

18.右图所示食物网存在于某相对封闭的生态系统,若甲（生产者）固定太阳能为N,能量传递效率为10%,则丁获得的能量（　　）

A.等于10-1NB.等于1

N

C.少于10-1ND.多于10-1N

19.图甲是对某一食物链的能量流动情况的调查结果;图乙是通过调查北极冻原生态系统中部分生物画出的食物网。

据图回答下列问题。

（1）甲图中牛属于　　　　营养级。

要预测该区域田鼠种群数量变化趋势,主要依据的种群特征是　　　　。

该图表示人们在草原上放养牲畜的目的是　　　　　　　　　　　,使草原生态系统中的能量持续高效地流向对人类最有益的部分。

（2）乙图中北极狐和雷鸟之间的种间关系是　　　　。

假如北极狐的食物1/2来自雷鸟,1/8来自植物,且该系统能量从生产者到消费者的传递效率为10%,从消费者到消费者的能量传递效率为20%,如果北极狐种群增加的能量为80kJ,若不考虑其他变化的影响,则植物增加的能量是　　　　　　kJ。

20.下图表示生态系统中能量流经第二营养级的示意图,据图回答下列问题。

（1）图中A表示　　　　　　　　　,B表示　　　　　　　　　　,除了图中所示,第二营养级同化的能量还有一部分　　　　　　　　　　　。

（2）从图中可以总结出能量流动的特点是　　　　　　　　　、　　　　　　　　。

（3）人类对生态农业的能量流动进行调查研究,其意义是　。

参考答案

学习过程

导入新课

①太阳能。

②没有,一部分被吸收。

③绿色植物→兔→鹰。

探究新知

[自主学习1]

（1）①太阳能（光能）;光合作用;光能转化成有机物中稳定的化学能。

②太阳能　③绿色植物进行的光合作用　④生产者光合作用固定的总能量　⑤食物链、食物网　⑥一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失,一部分用于生产者的生长、发育和繁殖等生命活动　⑦有机物。

一部分随着残枝败叶等被分解者分解而释放出来,另一部分被初级消费者摄入体内。

（2）①兔子自身同化的能量、粪便中的能量。

②呼吸作用散失的能量　用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量。

③上一营养级（即第一营养级）。

[合作探究1]

（1）①同化　②呼吸作用散失　③流向下一营养级　④流向分解者　⑤分解者　⑥上一

（2）①第一个箭头

②一部分通过呼吸作用以热能形式散失,一部分流向下一营养级,一部分流向分解者

③对生产者（一般为绿色植物）来说是指在光合作用中所固定的日光能,即总初级生产量（GP）。

对于消费者（一般为动物）来说,同化量表示消化道吸收的能量（吃进的食物不一定都能吸收）。

对分解者（一般为腐生生物）来说是指细胞外的吸收能量

④属于

[自主学习2]

（1）四个　等于生产者固定的能量（同化量）

（2）464.6

（3）62.8、12.6

（4）13.5%　20%　10%~20%

（5）单向流动、逐级递减

[合作探究2]

（1）每个营养级的能量,会通过呼吸作用散失一部分,也会流向分解者一部分。

（2）不能。

因为能量总是由被捕食者传入捕食者体内,不可能逆向流动,也不能循环流动。

（3）能量流动逐级递减。

（4）处于第一营养级的生物。

不包含。

（5）不可以。

（6）略

（7）可以。

如右图。

（8）根据能量传递效率为10%~20%计算,流入下一营养级能量是很少的。

所以营养级越高生物种类和数量就越少。

当能量流经4~5个营养级,所剩的能量就少到不足以再维持下一营养级的生命了。

（9）因为牛的营养级比青菜高,牛增重1千克,需要吃更多的青菜,也就是说,人若吃牛肉的话有很多能量都损耗在牛吃青菜的过程中了,因此牛肉往往比青菜贵。

[自主学习3]

（1）调整能量流动关系,使能量尽可能流向对人类最有益的部分。

（2）实现了能量的多级利用,提高了能量的利用率。

（3）能量多级利用。

[合作探究3]

（1）①1　②4　③50　④200

（2）①25　②10000

（3）C

优化训练

1.B　2.C　3.C　4.C　5.C　6.D　7.B　8.A　9.C　10.B　11.B　12.A　13.A　14.D　15.A　16.B　17.D　18.C

19.

（1）第二　年龄组成　调整生态系统中的能量流动关系　

（2）捕食和竞争　3600

20.

（1）初级消费者的同化能量　初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量,储存在有机物中　通过呼吸作用以热能的形式散失

（2）单向流动　逐级递减

（3）帮助人们合理地调整能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分