人教版（2019）高一生物選擇性必修二導(dǎo)學案第2節(jié)　生態(tài)系統(tǒng)的能量流動學習目標：1.分析生態(tài)系統(tǒng)中能量在生物群落中單向流動并逐級遞減的規(guī)律。2．舉例說明利用能量流動規(guī)律，人們能夠更加科學、有效地利用生態(tài)系統(tǒng)中的資源。3．解釋生態(tài)金字塔表現(xiàn)了食物網(wǎng)各營養(yǎng)級之間在個體數(shù)量、生物量和能量方面的關(guān)系。學科素養(yǎng)：1.生命觀念、科學思維——運用結(jié)構(gòu)與功能觀，分析能量流動的過程和特點。2．社會責任——運用物質(zhì)與能量觀，分析能量傳遞效率，提高能量在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的利用率。3．生命觀念、科學思維——通過能量流動模型的構(gòu)建，分析能量流動過程、特點和規(guī)律。4．社會責任——通過模型圖等理解能量是維持生態(tài)系統(tǒng)的動力，培養(yǎng)運用邏輯思維分析問題的能力，并指導(dǎo)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)。知識點一　能量流動的概念和過程自主梳理　1．概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的________、________、________和散失的過程。答案：輸入　傳遞　轉(zhuǎn)化2．過程(1)能量輸入：被生產(chǎn)者通過________轉(zhuǎn)化為________。(2)第一營養(yǎng)級的能量分析(3)能量流動的過程示意圖①A～D分別代表________、________、________、________。②據(jù)圖總結(jié)流入每一營養(yǎng)級的能量最終去向a．通過自身呼吸作用以________的形式散失；b．被________同化(最高營養(yǎng)級除外)；c．被________分解利用。答案：(1)光合作用　化學能　(2)呼吸作用　生長　發(fā)育　繁殖　分解者　(3)①初級消費者　次級消費者　三級消費者　分解者　②熱能　下一營養(yǎng)級　分解者3．能量的散失：通過________作用，以________形式散失。答案：呼吸　熱能 [互動探究]1．能量流動是指能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程。結(jié)合下圖完成以下探究。(1)輸入第四營養(yǎng)級(如圖示中的鷹)的能量是次級消費者(如圖中的蛇)攝入的能量還是其同化的能量？(2)初級消費者攝入的生產(chǎn)者中含有的能量是否均流向初級消費者體內(nèi)？試解釋原因。答案：(1)提示：同化的能量。(2)提示：否，因為初級消費者攝入生產(chǎn)者后并沒有完全利用，還有一部分能量以糞便形式排出。2．在一定時間內(nèi)，某自然生態(tài)系統(tǒng)中全部生產(chǎn)者固定的能量值為a，全部消費者所獲得的能量值為b，全部分解者所獲得的能量值為c，試分析a、b、c三者之間的關(guān)系。答案：提示：生產(chǎn)者固定的能量傳遞給了消費者和分解者的同時，還有一部分能量以熱能的形式散失了，所以a>b＋c。重難點突破能量流動的過程分析(1)能量在營養(yǎng)級之間的流動①輸入方式：生產(chǎn)者的光合作用(主要)、化能合成作用。②來源：生產(chǎn)者固定太陽能或氧化無機物產(chǎn)生的化學能。③途徑a．傳遞：以有機物的形式沿食物鏈或食物網(wǎng)向下一營養(yǎng)級傳遞。b．散失：生產(chǎn)者、消費者和分解者呼吸作用產(chǎn)生的熱能。④能量轉(zhuǎn)化：太陽能→有機物中的化學能→熱能(最終散失)。(2)能量流動過程分析①能量在第一營養(yǎng)級內(nèi)部流動圖解②能量在第二營養(yǎng)級流動圖解a．初級消費者攝入能量(a)＝初級消費者同化能量(b)＋糞便中能量(c)，即動物糞便中的能量不屬于該營養(yǎng)級同化的能量，應(yīng)為上一個營養(yǎng)級固定或同化的能量。b．初級消費者同化能量(b)＝呼吸消耗能量(d)＋該營養(yǎng)級用于生長、發(fā)育和繁殖的能量(e)。c．用于生長、發(fā)育和繁殖的能量(e)＝分解者分解利用的能量(f)＋下一營養(yǎng)級攝入能量(i)＋未被利用能量(j)。d．初級消費者同化能量(b)＝d＋e＝d＋(f＋i＋j)。(3)三種能量流動過程圖比較隨堂練習1．有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流動的說法，正確的是(　　)A．一種蜣螂專以大象糞為食，則該種蜣螂最多能獲取大象所同化能量的20%B．農(nóng)民在農(nóng)田中鋤草、滅蟲的主要目的之一是合理調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的關(guān)系，使能量更多地流向?qū)θ祟愑幸娴牟糠?/span>C．一只狼捕食了一只兔子，則這只兔子中約10%～20%的能量流入到狼的體內(nèi)D．某人同時養(yǎng)鼠和水貂，用鼠喂水貂，再用剝?nèi)テさ乃跷故?，這樣就可以實現(xiàn)能量的循環(huán)利用答案：B解析：一種蜣螂專以大象糞為食，大象糞所含的能量不屬于大象所同化的能量，A錯誤；在農(nóng)田中鋤草、滅蟲的主要目的之一是合理調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的關(guān)系，使能量更多地流向?qū)θ祟愑幸娴牟糠?，B正確；一只狼捕食了一只兔子，則這只兔子中大部分能量流入到狼的體內(nèi)，10%～20%是相鄰兩個營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率，C錯誤；生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是單向流動的，不能循環(huán)利用，D錯誤。2．下圖為生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的部分示意圖，①②③④⑤各代表一定的能量值。下列各項中正確的是(　　)A．在人工飼養(yǎng)的高密度魚塘中⑤肯定大于①B．④中包含了次級消費者糞便中的能量C．從能量關(guān)系看，②>③＋④D．在食物鏈中各營養(yǎng)級獲得能量的方式及能量的用途完全相同答案：C解析：在人工飼養(yǎng)的高密度魚塘中需要添加飼料，生產(chǎn)者的同化量⑤不一定大于初級消費者的同化量①，A項錯誤；次級消費者的糞便屬于初級消費者殘余，不屬于次級消費者的遺體，B項錯誤；從能量關(guān)系看，②為次級消費者同化的能量，大于流向下一營養(yǎng)級的能量③與流向分解者的能量④之和，C項正確；生產(chǎn)者通過光合作用同化太陽能，消費者通過捕食同化化學能，D項錯誤。3．某生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)有四個營養(yǎng)級，由A、B、C、D、E五個種群組成，相鄰營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率為10%～20%，且每個種群只處于一個營養(yǎng)級，某一年內(nèi)輸入各種群的能量數(shù)值如下表所示。下列關(guān)于該生態(tài)系統(tǒng)的分析中，正確的是(　　)種群ABCDE能量J/(cm2·a)0.92.63.40.13540A.種群D的糞便中的能量不屬于A的同化量B．每個種群的能量流動去向都包括了流向下一個營養(yǎng)級C．如果最高營養(yǎng)級只有種群D，則各相鄰營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率都相同D．用種群E的枯枝敗葉和A～D的糞便提高土壤肥力，可以提高能量傳遞效率答案：C解析：通過數(shù)據(jù)分析，該生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)關(guān)系為E→B(C)→A→D。E的糞便中的能量不屬于E同化的能量，但屬于A同化的能量，A錯誤；D是最高營養(yǎng)級，D的能量不會流向下一個營養(yǎng)級，B錯誤；E→B(C)、B(C)→A、A→D，各營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率都是15%，C正確；用枯枝敗葉、動物糞便提高土壤肥力，可以提高能量的利用率，但不能提高能量傳遞效率，D錯誤。知識點二　能量流動的特點與能量金字塔自主梳理1．能量流動的特點美國生態(tài)學家林德曼對一個結(jié)構(gòu)相對簡單的天然湖泊——賽達伯格湖的能量流動進行了定量分析，分析課本P56賽達伯格湖的能量流動圖解，完成以下問題：(1)圖中未利用的能量指未被________消耗，也未被________________的能量。未固定指________________。(2)據(jù)圖分析能量流動第一個特點①圖中生產(chǎn)者________捕食肉食性動物來完成能量循環(huán)。②呼吸散失的熱能________再被生物群落利用。③能量流動第一個特點是________，不可________，也不能________。(3)完成表格分析能量流動第二個特點將各營養(yǎng)級的能量“輸入”和“輸出”清單整理出來填在表格中(“輸出”的能量不包括呼吸作用散失的能量)。[單位：J/(cm2·a)]營養(yǎng)級流入能量流出能量(輸入后一個營養(yǎng)級)出入比生產(chǎn)者________________________植食性動物________________________肉食性動物12.6——分解者14.6——①能量傳遞效率指兩個相鄰____________之間的能量傳遞，能量傳遞效率公式為×100%，由上表可以看出，能量在相鄰兩營養(yǎng)級的傳遞效率為________。②能量流動第二個特點：能量在沿________流動過程中是________的。其原因：a.________________；b.各營養(yǎng)級的能量一部分流入分解者；c.還有部分未被利用的能量。答案：(1)自身呼吸作用　后一個營養(yǎng)級和分解者利用　未被固定的太陽能　(2)①不能?、诓荒堋、蹎蜗蛄鲃印∧孓D(zhuǎn)　循環(huán)流動　(3)464.6　62.8　13.52%　62.8　12.6　20.06%(從左到右，從上到下)　①營養(yǎng)級　10%～20%?、谑澄镦満褪澄锞W(wǎng)　逐級遞減　各營養(yǎng)級生物呼吸消耗大部分能量2．生態(tài)金字塔(1)生態(tài)金字塔包括：能量金字塔、生物量金字塔、數(shù)量金字塔。(2)能量金字塔①圖中A、B、C、D每層代表____________________________。②最底層A代表________營養(yǎng)級，以此類推，由________到________。③由于能量的逐級遞減，能量金字塔往往是正立的。(3)生物量金字塔①生物量的概念：每個營養(yǎng)級所容納的_____________。②特點：與能量金字塔相似，但有特例(如海洋中的某一時刻浮游植物的生物量可能低于浮游動物的生物量)。(4)數(shù)量金字塔①金字塔每一層代表處于該營養(yǎng)級所有生物的________。②特點：不同生態(tài)系統(tǒng)，金字塔的形狀會有差異。例如草原中草比鼠多，鼠比鼬多；但森林中卻出現(xiàn)了一棵大樹上存在許多昆蟲的現(xiàn)象。答案：(2)①各個營養(yǎng)級獲得的能量　②第一　低　高(3)①有機物的總干重(4)①數(shù)量 [互動探究]1．結(jié)合教材P56賽達伯格湖的能量流動圖解思考并回答下列問題。美國生態(tài)學家林德曼對一個結(jié)構(gòu)相對簡單的天然湖泊——賽達伯格湖的能量流動進行了定量分析，得出了如圖所示的數(shù)據(jù)(單位：J·cm－2·a－1)：(1)圖中生產(chǎn)者的能量分為四部分，而P55圖3－6中生產(chǎn)者的能量分為三部分，差異是哪一部分？(2)流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是464.6 J/(cm2·a)，流入第二營養(yǎng)級(植食性動物)的能量(即該營養(yǎng)級的同化量)只有62.8 J/(cm2·a)，其余的能量除部分未被利用外，大部分通過自身的呼吸作用消耗掉了，少部分流入了分解者。賽達伯格湖的能量流動圖解中，能量在植食性動物與肉食性動物之間的傳遞效率是多少？答案：(1)提示：P56賽達伯格湖的能量流動圖解中多出的部分為未利用的能量。(2)提示：能量傳遞效率＝×100%＝×100%≈20%，能量在植食性動物與肉食性動物之間的傳遞效率約為20%。2．用能量流動的原理，解釋諺語“一山不容二虎”隱含的道理。答案：提示：根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動逐級遞減的特點和規(guī)律可知，營養(yǎng)級越高，可利用的能量就越少，老虎在生態(tài)系統(tǒng)中幾乎處于最高營養(yǎng)級，通過食物鏈(網(wǎng))流經(jīng)老虎的能量已減到很小的程度。因此，老虎的數(shù)量將是很少的，故“一山不容二虎”。3．如果是你被困荒島，要維持更長時間等待救援，要獲得更多能量，究竟要采用以下哪種生存策略呢？A．先吃雞再吃玉米B．先吃玉米，然后用一部分玉米喂雞，吃雞下的蛋，最后吃雞答案：提示：應(yīng)選A方案。應(yīng)該先吃雞，因為從營養(yǎng)級角度來講，雞是初級消費者，玉米是生產(chǎn)者，根據(jù)能量流動逐級遞減法則，如果讓雞吃玉米，然后人再吃雞或者雞蛋的話，人所獲得的能量是最少的，維持時間最短。所以，不如先把雞吃掉，再吃玉米。4．生態(tài)金字塔(科學思維)【圖表情境】根據(jù)下面三種金字塔，進行比較分析，然后回答相關(guān)問題：(1)上面三種金字塔中每一層代表的含義相同嗎？為什么？(2)能量金字塔從下到上依次變窄象征的含義是能量沿食物鏈流動具有什么特點？(3)三種生態(tài)金字塔一定和上面的圖相同嗎？為什么？請舉例說明。答案：(1)提示：不相同。能最金字塔中每一層代表食物鏈中每一營養(yǎng)級生物所含能量的多少。數(shù)量金字塔中每一層代表每一營養(yǎng)級生物個體數(shù)目。生物量金字塔中每一層代表每一營養(yǎng)級生物的總生物量。(2)提示：逐級遞減。(3)提示：不一定。在特殊的生態(tài)系統(tǒng)中會出現(xiàn)倒置現(xiàn)象。例如，在人工魚塘或者城市生態(tài)系統(tǒng)，會人工輸入一些其他生態(tài)系統(tǒng)的有機物，生產(chǎn)者的能量比較少，能量金字塔會出現(xiàn)倒置現(xiàn)象；一般情況下，生物個體數(shù)量在食物鏈中隨營養(yǎng)級升高而逐級遞減，但有時也會出現(xiàn)倒置的情況，如成千上萬只昆蟲生活在一棵大樹上，此時的數(shù)量金字塔就會發(fā)生倒置；湖里的浮游植物的生物量有時就小于浮游動物的，因為浮游植物的世代短，一個世代的浮游動物以幾個世代的浮游植物為食，有時會出現(xiàn)生物量金字塔倒置現(xiàn)象。重難點突破1．三種金字塔的比較生態(tài)金字塔是生態(tài)學中表示不同關(guān)系的一種形式，生態(tài)學中常以金字塔的形式表示的有能量金字塔、數(shù)量金字塔和生物量金字塔等，三者的比較如下表。項目能量金字塔數(shù)量金字塔生物量金字塔形狀特點自然生態(tài)系統(tǒng)一定為正金字塔一般為正金字塔，有時會出現(xiàn)倒金字塔一般為正字塔象征含義能量沿食物鏈流動過程中具有逐級遞減的特性一般生物個體數(shù)目在食物鏈中隨營養(yǎng)級升高而減少一般生物量(現(xiàn)存生物有機物的總干重)隨食物鏈中營養(yǎng)級的升高而減少每一級含義食物鏈中每一營養(yǎng)級生物所同化的能量的多少每一營養(yǎng)級生物個體的數(shù)目每一營養(yǎng)級生物的有機物總干重特殊形狀某些人工生態(tài)系統(tǒng)可呈現(xiàn)倒金字塔形如一棵樹與樹上昆蟲及鳥的數(shù)量關(guān)系：在海洋生態(tài)系統(tǒng)中，生產(chǎn)者浮游植物個體小、壽命短，又會不斷被浮游動物吃掉，因而某一時間調(diào)查到的浮游植物的生物量可能要低于浮游動物的生物量2.能量流動相關(guān)計算(1)能量傳遞效率的“最值”計算①食物鏈越短，最高營養(yǎng)級獲得的能量越多。②生物間的取食關(guān)系越簡單，生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程中消耗的能量越少。具體計算方法如下：知低營養(yǎng)級求高營養(yǎng)級知高營養(yǎng)級求低營養(yǎng)級獲能量最多選最短食物鏈按×20%計算需最多能量選最長食物鏈按÷10%計算獲能量最少選最長食物鏈按×10%計算需最少能量選最短食物鏈按÷20%計算(2)能量傳遞效率的“定值”計算①已確定營養(yǎng)級間能量傳遞效率的，不能按“最值法”計算，而需按具體數(shù)值計數(shù)。例如，在食物鏈A→B→C→D中，能量傳遞效率分別為a%、b%、c%，若A的能量為M，則D獲得的能量為M×a%×b%×c%。②如果是在食物網(wǎng)中，某一營養(yǎng)級同時從上一營養(yǎng)級多種生物獲得能量，且各途徑所獲得的生物量比例確定，則按照各單獨的食物鏈進行計算后合并。(3)具有人工能量輸入的能量傳遞效率計算人為輸入到某一營養(yǎng)級的能量是該營養(yǎng)級同化量的一部分，但不是從上一營養(yǎng)級流入的能量。如求第二營養(yǎng)級至第三營養(yǎng)級傳遞效率時，應(yīng)為第三營養(yǎng)級從第二營養(yǎng)級同化的能量(不包括人工輸入到第三營養(yǎng)級的能量)/第二營養(yǎng)級的同化量(包括人工輸入到第二營養(yǎng)級的能量)×100%。隨堂練習1．如圖為某生態(tài)系統(tǒng)中能量傳遞示意圖，以下敘述錯誤的是(　　)A．能量流動是從甲固定的太陽能開始的，流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為1 250 kJB．從乙到丙的能量傳遞效率為15%C．將乙和丙的糞便作為有機肥還田，可以提高能量傳遞效率D．食物鏈的營養(yǎng)關(guān)系一般不可逆，這決定了能量流動的單向性答案：C解析：由圖分析可知，甲為生產(chǎn)者，乙為初級消費者，丙為次級消費者，丁為分解者。能量流動從生產(chǎn)者固定的太陽能開始，流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的太陽能＝175＋200＋875＝1 250(kJ)；從乙到丙的能量傳遞效率為30÷200×100%＝15%；將乙和丙的糞便作為有機肥還田，經(jīng)分解者的分解作用后能為植物提供無機鹽，但不能提高能量傳遞效率；食物鏈的營養(yǎng)關(guān)系一般不可逆，這決定了能量流動的單向性。2．下圖所示的食物網(wǎng)中，若人的體重增加1 kg，最少消耗水藻________kg，最多消耗水藻________kg。答案：25　105解析：能量在相鄰兩個營養(yǎng)級間的傳遞效率是10%～20%。求最少消耗水藻時，選最短的食物鏈，即水藻→小魚→人，傳遞效率按20%計算，設(shè)最少消耗水藻為x，則x×20%×20%＝1，解得x＝25(kg)；求最多消耗水藻時，選最長的食物鏈，即水藻→水蚤→蝦→小魚→大魚→人，傳遞效率按10%計算，設(shè)最多消耗水藻為y，則y×10%×10%×10%×10%×10%＝1，得y＝105(kg)。3．如圖所示的食物網(wǎng)中，戊的食物有1/2來自乙，1/4來自丙，1/4來自丁，且能量從生產(chǎn)者到消費者的傳遞效率為10%，從消費者到消費者的能量傳遞效率為20%。若戊體重增加20 g，需要消耗植物________g。答案：2 000解析：甲為生產(chǎn)者，戊共有以下食物鏈：①甲→乙→戊，戊增加20×1/2＝10(g)，需要乙10×5＝50(g)，需要甲50×10＝500(g)；②甲→丙→戊，戊增加20×1/4＝5(g)，需要丙5×5＝25(g)，需要甲25×10＝250(g)；③甲→丙→丁→戊，戊增加20×1/4＝5(g)，需要丁5×5＝25(g)，需要丙25×5＝125(g)，需要甲125×10＝1 250(g)，故共需要甲500＋250＋1 250＝2 000(g)。知識點三　研究能量流動的實踐意義自主梳理答案：時間　空間　間作套種　多層育苗　空間和資源　能量流動關(guān)系　持續(xù)高效[自查自糾](1)研究能量流動可以幫助人們科學規(guī)劃、設(shè)計人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。(　　)(2)研究能量流動能實現(xiàn)對能量的多級利用，從而大大提高能量的傳遞效率。(　　)(3)研究能量流動還可以幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧?　　)(4)設(shè)計科學的生態(tài)系統(tǒng)可以實現(xiàn)對能量的循環(huán)高效利用。(　　)(5)稻田生態(tài)系統(tǒng)中，防治稻田害蟲可提高生產(chǎn)者和消費者之間的能量傳遞效率。(　　)答案：(1)√(2)X　解析：能實現(xiàn)對能量的多級利用，從而大大提高能量的利用效率，傳遞效率一般只有10%～20%。(3)√(4)X　解析：能量只能提高利用率，不能循環(huán)利用。(5)X[互動探究]在社會主義新農(nóng)村建設(shè)中，某地通過新建沼氣池和植樹造林，構(gòu)建了新型農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)(如圖所示)。據(jù)圖思考討論：(1)人們在研究能量流動時，將秸稈作為牲畜飼料，糞便進入沼氣池，生產(chǎn)燃料。此過程提高能量的傳遞效率了嗎？(2)在上述生態(tài)系統(tǒng)中，人們?yōu)樘岣咿r(nóng)作物的產(chǎn)量，要經(jīng)常到田間除草、滅蟲、滅鼠。這樣做的目的是什么？答案：(1)提示：沒有。此過程提高了能量的利用率，即人類充分利用了流向分解者的能量，實現(xiàn)了對能量的多級利用，減少了環(huán)境污染；但沒有提高能量在不同營養(yǎng)級之間的傳遞效率。(2)提示：合理調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧?/span>隨堂練習1．稻田中農(nóng)民要拔掉稗草，魚塘中要不斷清除肉食性的黑魚，用生態(tài)學觀點看，這是為了(　　)A．保持生態(tài)平衡B．保持生物群落的單一性C．調(diào)整能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動的方向D．使物質(zhì)能夠盡快地循環(huán)流動答案：C解析：稻田中農(nóng)民要拔掉稗草，魚塘中要不斷清除肉食性的黑魚，用生態(tài)學觀點看，這是為了調(diào)整能量流動方向，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠郑珻正確。2．如圖為現(xiàn)代版“?；~塘”農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的模式圖，據(jù)圖分析正確的是(　　)A．“→桑”不能代表能量流動B．模式圖中不應(yīng)有“→池塘”的箭頭C．魚是次級消費者D．該生態(tài)農(nóng)業(yè)提高了能量的利用率答案：D解析：圖中“→?！贝碓撋鷳B(tài)系統(tǒng)能量的輸入，A錯誤；該池塘水體中還有其他的生產(chǎn)者，模式圖中應(yīng)有“→池塘”的箭頭，B錯誤；圖中顯示魚以蠶糞為食，是分解者，C錯誤；該生態(tài)農(nóng)業(yè)實現(xiàn)了能量的多級利用，提高了能量的利用率，D正確。 [要語必背]1．生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。2．一個營養(yǎng)級的同化量包括自身呼吸散失、流向下一個營養(yǎng)級、被分解者利用和未被利用的能量。3．能量流動是沿食物鏈進行的，食物鏈中各營養(yǎng)級之間的捕食關(guān)系是經(jīng)過長期自然選擇而形成的，所以能量流動是不可逆轉(zhuǎn)的。4．各營養(yǎng)級生物及分解者通過呼吸作用散失的熱能不能被生物群落重復(fù)利用，因此能量是不能循環(huán)的。5．一個營養(yǎng)級的能量不能100%地傳遞給下一個營養(yǎng)級，所以能量流動具有逐級遞減的特點，能量傳遞效率為 10%～20%。6．任何生態(tài)系統(tǒng)都需要不斷得到來自系統(tǒng)外的能量補充，以便維持生態(tài)系統(tǒng)的正常功能。鞏固提升1．下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)能量流動的敘述，不正確的是(　　)A．生產(chǎn)者固定的能量是光能或化學能B．在自然生態(tài)系統(tǒng)中，數(shù)量金字塔存在倒置情形，能量金字塔則不存在C．與傳統(tǒng)魚塘相比，?；~塘可顯著提高不同營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率D．在農(nóng)田中除草、捉蟲可使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?/span>答案：C解析：在生態(tài)系統(tǒng)中，生產(chǎn)者固定的能量是光能(光合作用)或化學能(化能合成作用)，A正確；數(shù)量金字塔可能是倒置的，比如一棵樹上可能會有很多昆蟲，由于能量流動的特點是單向流動、逐級遞減，則在自然生態(tài)系統(tǒng)中能量金字塔不可能是倒置的，B正確；與傳統(tǒng)魚塘相比，?；~塘可顯著提高能量的利用率，但不能提高不同營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率，C錯誤；在農(nóng)田中除草、捉蟲可調(diào)整能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?，D正確。2．生態(tài)系統(tǒng)中存在食物鏈“馬尾松→松毛蟲→杜鵑”，如圖表示松毛蟲攝入能量的流動方向，下列敘述正確的是(　　)A．該食物鏈中的生物在數(shù)量上呈正金字塔B．松毛蟲和杜鵑之間的能量傳遞效率可用E/A×100%表示C．由松毛蟲流入分解者的能量可用C＋D＋F表示D．若遷走全部杜鵑，松毛蟲的種群數(shù)量將呈“J”形增長答案：B解析：該食物鏈中的生物在能量上呈正金字塔形，而數(shù)量上松毛蟲的數(shù)量多于馬尾松，不呈現(xiàn)正金字塔形，A錯誤；松毛蟲的同化量是A，杜鵑的同化量是E，能量傳遞效率可用E/A×100%表示，B正確；由松毛蟲流入分解者的能量可用D＋F表示，C表示松毛蟲糞便量，屬于馬尾松的能量，C錯誤；若遷走全部杜鵑，但由于資源和空間是有限的，松毛蟲的種群數(shù)量將呈“S”形增長，D錯誤。3．某同學繪制了下圖所示的能量流動圖解。下列敘述正確的是(　　)A．生產(chǎn)者固定的總能量可表示為(A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2)B．初級消費者用于生長、發(fā)育和繁殖的能量為B2＋D2C．初級消費者攝入的能量可表示為(A2＋B2＋C2)D．W1＝D1＋D2答案：A解析：生產(chǎn)者固定的總能量(W1)是流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量，W1＝A1＋B1＋C1＋D1，又因為D1＝A2＋B2＋C2＋D2，所以W1＝A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2，A正確；初級消費者用于生長、發(fā)育和繁殖的能量為B2＋D2＋C2，B錯誤；初級消費者攝入的能量應(yīng)大于其同化量，即大于A2＋B2＋C2＋D2，C錯誤；按最大能量傳遞效率20%計算，圖中的D1＝W1×20%，D2＝D1×20%＝W1×4%，所以D1＋D2＝W1×24%，故W1>D1＋D2，D錯誤。4．在某生態(tài)系統(tǒng)中，1只2 kg的鷹要吃10 kg的小鳥，0.25 kg的小鳥要吃2 kg的昆蟲，而100 kg的昆蟲要吃1 000 kg的綠色植物。若各營養(yǎng)級生物所攝入的食物全轉(zhuǎn)化成能量的話，那么，綠色植物到鷹的能量傳遞效率為(　　)A．0.05%   B．0.5%C．0.25%   D．0.025%答案：C解析：可根據(jù)能量傳遞效率的概念計算出各營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率，再計算出綠色植物轉(zhuǎn)化為鷹的食物鏈中各營養(yǎng)級的生物量。即：10 kg的小鳥需要昆蟲的生物量＝10÷(0.25÷2)＝80 kg；80 kg的昆蟲需要綠色植物的生物量＝80÷(100÷1 000)＝800 kg。因此，從綠色植物→昆蟲→小鳥→鷹的生物量依次為800 kg→80 kg→10 kg→2 kg，則鷹轉(zhuǎn)化綠色植物的百分比為2÷800×100%＝0.25%。5．圖甲為某草原生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔簡圖，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別代表不同的營養(yǎng)級，m1、m2代表不同的能量形式。圖乙表示能量流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)某營養(yǎng)級的變化示意圖，其中a～g表示能量值。請回答下列問題：(1)圖甲中，m1、m2表示的能量形式分別為________、________。通常情況下，位于營養(yǎng)級Ⅳ的生物個體數(shù)量一般遠遠少于Ⅲ，主要原因是_______________________。(2)圖乙中，若A表示圖甲中營養(yǎng)級Ⅱ所攝入的全部能量，則B表示________，C表示________________。若圖甲中營養(yǎng)級Ⅰ所固定的太陽能總量為y，則對應(yīng)在圖乙中營養(yǎng)級Ⅰ、Ⅱ間的能量傳遞效率是________(選用圖乙中所給字母書寫表達式)。(3)若圖甲中營養(yǎng)級Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一種生物甲、乙、丙，構(gòu)成的食物關(guān)系如圖。若甲的1/5能量直接提供給丙，則要使丙的能量增加M kJ，至少需要消耗甲的能量為________kJ(用所給字母表示)。答案：(1)太陽能(或生產(chǎn)者固定的能量)　熱能(或呼吸作用散失的熱量)　營養(yǎng)級高，可利用的能量少(2)同化的能量　用于生長、發(fā)育和繁殖的能量　b/y×100%　(3)125M/9解析：(1)圖甲中m1、m2分別代表太陽能和呼吸作用散失的熱能。能量在流動過程中逐級遞減，通常情況下，營養(yǎng)級越高，可利用的能量越少，位于高營養(yǎng)級的生物個體數(shù)越少。(2)圖乙中若A表示圖甲中營養(yǎng)級Ⅱ所攝入的全部能量，則B表示營養(yǎng)級Ⅱ同化的能量，C表示營養(yǎng)級Ⅱ用于生長、發(fā)育和繁殖的能量。若圖甲中營養(yǎng)級Ⅰ所固定的太陽能總量為y，則營養(yǎng)級Ⅰ、Ⅱ間的能量傳遞效率＝(營養(yǎng)級Ⅱ的同化量÷營養(yǎng)級Ⅰ的同化量)×100%＝b/y×100%。(3)根據(jù)題意分析，假設(shè)至少需要消耗甲的能量為a kJ，則丙從甲→丙途徑獲得的能量為(1/5)a×20%，丙從甲→乙→丙途徑獲得的能量為(4/5)a×20%×20%，根據(jù)題干中的條件可知：(1/5)a×20%＋(4/5)a×20%×20%＝M，因此a＝125M/9。  

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第2節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動

版本： 人教版 (2019)

年級： 選擇性必修2

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