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1、第2节生态系统的能量流动 学习导航1 分析生态系统能量流动的过程和特点 重 难点 2 概述研究能量流动的实践意义 重点 一 能量流动的概念和过程1 概念 生态系统中能量的 的过程 2 能量流动的过程和图解 输入 传递 转化和散失 1 化学燃料 太阳能 生产者 总量 食物网 有机物中的化学能 有机物中的化学能 热能 ATP 2 图解 呼吸作用 粪便 分解者 由图解可以看出 一个营养级所同化的能量在足够长的时间内 有三个去向 a 呼吸作用消耗 b 被下一个营养级同化 食物链的最后一个营养级除外 c 遗体 残骸等被分解者分解 想一想生态系统为何要不断从系统外得到能量补充 提示 生态系统中各个营养级都
2、会有部分能量以热能的形式散失到大气中 不能被任何生命活动所利用 能量在流动中越来越少 二 能量流动的特点1 单向流动 逆转 循环流动 逐级递减 10 20 越多 4 5 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 可形成一个金字塔图形 判一判 1 太阳能只有通过生产者才能输入到生态系统中 2 每一营养级生物的同化量就是从上一营养级摄入的能量 3 生态系统中流动的能量不包括分解者消耗的能量 4 初级消费者越多 次级消费者获得的能量就越少 三 能量流动的研究意义1 帮助人们科学规划 设计 使能量得到 的利用 2 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
3、向对人类 的部分 人工生态系统 最有效 能量流动 最有益 能量的分流图解 由上图分析可知 1 能量流动的起点 从生产者固定太阳能开始 2 能量流动的途径 食物链和食物网 3 能量流动的过程中能量的变化 太阳能 生物体内有机物中的化学能 热能 4 能量散失的主要途径 呼吸作用中以热能的形式散失 根据能量流动示意图 回答问题 1 请指出该能量流动图解中几处科学性错误 2 兔子奔跑的能量来自图中的 排出的粪便归于 3 其他条件不变 光照减弱时 植物体内 降低 而 基本不变 所以有机物积累速率减小 答案 1 植物 兔子 狼的框要越来越小 从左到右 箭头要越来越细 细菌和真菌应改为 营腐生生活的细菌和真
4、菌 2 be 3 光合作用呼吸作用 1 能量流动的特点 1 单向流动 原因是 食物链中各营养级的顺序是不可逆转的 这是长期自然选择的结果 2 逐级递减 原因是 各营养级的生物都会因呼吸作用而消耗掉相当大的一部分能量 并以热能的形式散失 无法再利用 各营养级的生物中总有一部分能量未被下一营养级的生物利用 即未被利用部分 还有少部分能量随着残枝败叶或遗体等直接传给了分解者 3 能量在食物链中传递的计算 在一条食物链中 若某一营养级的总能量为n 则最多传到下一营养级的能量为n 20 0 2n 最少为n 10 0 1n 在一条食物链中 若某一营养级的能量为n 则需要前一营养级的能量至少为 n 20 5
5、n 最多为 n 21 10n 2 生态金字塔生态金字塔是生态学中表示不同关系的一种形式 生态学中常以金字塔的形式表示的有能量金字塔 数量金字塔等 不同的金字塔能形象地说明营养级与能量 生物个体数量之间的关系 是定量研究生态系统的直观体现 特别提醒 根据能量流动的递减性原则 在建立与人类相关的食物链时 应尽量缩短食物链 能量金字塔的形状永远是正金字塔形 数量金字塔有可能倒置 如图食物网中 假如猫头鹰的食物有2 5来自兔 2 5来自鼠 1 5来自蛇 那么 猫头鹰若要增加20g的体重 最少需要消耗的植物为 A 80gB 900gC 800gD 600g 解析 依图中食物关系分析 猫头鹰处于第三 四营
6、养级 在食物链中 答案 B 变式训练在草 食草昆虫 蟾蜍 蛇 猫头鹰这条食物链中 设流经这条食物链的总能量为100 按最高传递效率计算 猫头鹰所得能量最多是 A 0 01 B 0 8 C 0 16 D 0 1 解析 选C 本题的解答步骤如下 不要违能量流动之 规 某地区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 就可能使生态平衡破坏 A W1 10W2B W1 5W2C W1 10W2D W1 5W2 常见错误 错选A项或C项 正确答案 D 能量传递效率的计算易于出错如图所示食物网中 E是生产者 共含有7 1 109kJ的能量 B生物种群总能量为2 3 108kJ 从
7、理论上计算A最多获得的能量是 A 2 84 108kJB 2 38 108kJC 1 41 109kJD 3 05 108kJ 正确解答 选B 要计算A最多获得的能量 应按20 计算 E流向B C D的总能量占E的能量的20 所以流向C D的能量应为7 1 109 20 2 3 108 11 9 108kJ 而C D又按20 的传递效率把能量传递给A 所以流向A的能量最多为11 9 108kJ 20 2 38 108kJ 纠错总结 能量需要量多少的计算 1 已知较低营养级的能量 生物量 计算较高营养级获得的能量 生物量 要乘以每相邻两个营养级的能量传递效率 2 若计算最高营养级生物从最低或前一
8、营养级生物获得多少能量 则需把最高营养级生物获得的能量除以传递效率或乘以传递效率的倒数即可 课题 1 调查某一生态系统的能量流动情况2 分析某一生态系统的能量流动情况 实战演练 某研究者想调查某菜地的一只菜青虫每天用于生长和发育的能量 他需测定的内容是 虫子吃的叶片的干物质量 每天虫子粪便的干物质量 每天该虫子水和二氧化碳的排出量 每天该虫子以热能的形式散失的能量 A B C D 解析 虫子用于生长发育的能量 虫子的摄入量 粪便量 呼吸作用以热能形式散失的量 属于虫子的摄入量 属于粪便量 属于呼吸作用以热能形式散失的量 而 中测定的二氧化碳的排出量 实际上是测虫子一天中呼吸作用的总量 而呼吸作用的总量不仅包括热能 还包括一部分ATP 这些ATP主要用于虫子的生长发育 如物质的合成等 所以测定虫子呼吸总量没有意义 答案 B 实验链接 以第二营养级为例分析能量的分流
