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1、第五十九课时生态系统的能量流动,考点一能量流动的概念及过程,【基础知识整合】,1概念：能量流动是指生态系统中的 、 、 和 的过程。 2能量流动的起点： 。 3能量流动的渠道： 。,能量输入,传递,转化,散失,生产者(主要是植物)固定 太阳能,食物链和食物网,4能量流动中能量形式的变化： 生物体有机物中的 (最终散失)。 5能量在食物链中流动的形式是： 。 6能量散失的主要途径： (包括各营养级生物本身的呼吸及分解者的呼吸)，能量散失的主要形式： 。,太阳光能,化学能,热能,有机物(食 物)中的化学能,呼吸作用,热能,【知识拓展】,能量在流经每一营养级时的分流问题分析： 1能量来源：生产者的能
2、量来自于太阳能，各级消费者的能量一般来自上一个营养级(同化量摄入量粪便中所含能量) 2能量去路：a.每个营养级生物呼吸作用释放的能量一部分用于生命活动，另一部分以热能散失； b每个营养级生物一部分能量流到后一个营养级中； c每个营养级生物的遗体、粪便、残枝败叶中的能量被分解者分解而释放出来； d未利用能量(现存量：最终被分解者利用，因此，也可归为c),【典例精析】,【例1】下图是某森林生态系统物质和能量流向示意图，h、i、j、k表示不同用途的有机物(j是未利用部分)，方框大小表示使用量，下列叙述正确的是( ) A进入该生态系统的CO2量与各h产生的CO2总量相等 B生产者i的量大于被初级消费者
3、同化的有机物的量 C流向分解者的k可被生产者直接吸收利用 D流经该生态系统的物质和能量可循环利用,B,【考查类型】本题以能量流动的形式综合考查能量流动的计算、物质循环、光合作用、呼吸作用、分解作用等知识。 【解析】生态系统的CO2量就是流经该生态系统的总能量，用a表示，h是生态系统中各成分的呼吸量，在生态系统的食物链中能量流动逐级递减(10%20%)，用x表示(x10%20%，假设为1/5)，而各级呼吸量占各能量级的一部分，用Y(Y1/4据图)表示，则各成分呼吸量的总量为aY(1xx21/81/8x1/8x2)生产者呼吸量aY初级消费者呼吸量axY次级消费者及以上呼吸量ax2Y)分解者的呼吸量
4、(1/8a1/8ax1/8ax2)Y生产者k值为 1/8a (据图)初级消费者k值为1/8ax次级消费者及以上k值为1/8ax2，,可得出小于a；生产者i的量等于初级消费者的摄入量，除去粪便量才等于同化量；流向分解者的k须经分解者分解才能被生产者吸收利用；流经该生态系统的物质能循环利用，而能量逐级递减不能循环利用。 【方法归纳】要注意图形的识别与知识的联系。此题为中难题，理解分析类。,考点二能量流动的特点,【基础知识整合】,1单向流动是指能量只能从 流向 ，而不能反向流动。 2逐级递减是指输入到一个营养级的能量不能百分之百地流入下一营养级，能量在沿 流动过程中 。 3能量传递效率：生态系统的
5、能 量 传 递 效 率 为 的含义，是指一个营养级所同化的总能量大约只有 传递到 。,前一营养级,后一营养级,食物链,逐级减少,10%20%,10%20%,下一个营养级,【知识拓展】,1单向流动的原因 食物链中各营养级的顺序是不可逆转的，是吃与被吃的关系，这是长期自然选择的结果； 各营养级的能量大部分以呼吸作用产生的热能形式散失掉，这些能量是生物无法利用的。 2逐级递减的原因 各营养级的生物都因呼吸消耗了大部分能量； 各营养级总有一部分生物未被下一营养级利用，如枯枝败叶。,4研究能量流动的意义 (1)可以帮助人们科学规划，设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用，即实现能量的多级利用，如“桑基
6、鱼塘”“沼气池”的开发等。 (2)可以帮助人们合理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，如“合理放牧”等。,【典例精析】,【例2】以下表示动物利用食物的过程。正确的分析是( ) A恒温动物的/值一般高于变温动物 B哺乳动物的/值一般为10%20% C提高圈养动物生长量一般需提高/值 D食肉哺乳动物的/值一般低于食草哺乳动物,C,【考查类型】本题考查生态系统中能量流动的分析。 【解析】在低温条件下恒温动物的/值小于变温动物，因为此条件下，恒温动物的呼吸量要大于变温动物；生态系统中能量的传递效率10%20%是指前一营养级的总能量有10%20%传到下一个营养级；提高圈
7、养动物的生长量就是要考虑用最少的食物达到动物的最大同化量；由于食肉动物的食物中蛋白质和脂肪多，经消化后大量被吸收，未同化量少，所以/的值高而草食动物的食物主要以淀粉和纤维素为主，大量纤维素不能被消化吸收，未同化量多，所以/的值相对较低。 【方法归纳】本题难度较大，需要综合各方面的知识加以分析回答。,考点三能量金字塔,【基础知识整合】,1能量沿食物链流动时 ，营养级越多，消耗的能量就 ，因此可以将单位时间内各个营养级的能量数值，由低到高绘制成图，这样就形成一个正金字塔图形，就叫做 。在能量金字塔中，营养级别越低，占有的能量 ，反之， 。自然生态系统中能量金字塔绝不会倒置。,逐级递减,越多,能量金
8、字塔,越多,越少,2从能量金字塔中可以看出：在生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就 。而之所以呈现金字塔形，是因为通常情况下，能量从上一个营养级传递到下一个营养级，平均传递效率为 。传递效率下一个营养级同化量/上一个营养级同化量100%。 3能量金字塔每一台阶的含义：代表食物链中每一营养级生物所含 多少。能量金字塔形状的象征含义：表明能量 流 动 沿 食 物 链 流 动 过 程 具 有 的特性。,越多,10%20%,能量,逐级递减,【知识拓展】,1生态金字塔 生态金字塔是能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔的总称，这三者都是用来说明食物链中能量流动情况。不同的金字塔能形象地说明
9、营养级与能量、生物量、数量之间的关系，是定量研究生态系统的直观体现。能量金字塔是以各营养级所固定的总能量来表示的，它以热力学为基础，较好地反映了生态系统内能量流动的本质。数量金字塔过高地估计了小型生物的作用，而生物量金字塔又过于强调了大型生物的作用，而能量金字塔所提供的情况较为客观和全面。,2数量金字塔(用生物体数目来表示) 以每个营养级的生物个体数量为依据绘制的金字塔。但会出现有的生物个体数量很少而每个个体的生物量很大的情况，所以也会出现倒置的现象。 3生物量金字塔(用有机物量来表示) 以每个营养级的生物量绘制的金字塔。但某些单细胞生物的生命周期短，不积累生物量，而且在测定生物量时是以现存量
10、为依据的，如在海洋生态系统中，生产者浮游植物个体小，寿命短，又会不断被浮游动物吃掉，因而某一时间调查到的浮游植物的生物量可能要低于其捕食者浮游动物的生物量，即出现浮游动物数量多于浮游植物而呈现倒置现象。,总之，在自然生态系统中只有能量金字塔永远是底宽上尖的正金字塔形(即：能量金字塔绝不会倒置)，数量金字塔及生物量金字塔一般也是正金字塔形，但有时也会出现倒置的特殊形状的金字塔。如下图：,【典例精析】,【例3】在一个实验中，研究菜青虫吃掉白菜叶的比例，并将其转换为生物量。观察发现虫子一天吃了2 cm2菜叶，为了估算方便，又做了一些测量。 W：该菜叶每平方厘米的平均干物质量；X：虫子每天呼吸的总量；
11、Y：虫子每天粪便的干重；Z：每天CO2的排出量。 以下估算虫子每天增加的生物量(B)的公式正确的是 ( ) AB2WYZ BBWYZ CB2WXZ DB2WXY,D,【考查类型】本题主要考查能量流动过程的有关知识。 【解析】虫子每天增加的生物量(B)即为净增加量，应等于摄入量粪便量呼吸量，虫子一天吃了2 cm2菜叶，该菜叶每平方厘米的平均干物质量为W，因此，实际摄入量为2W，粪便量为Y，呼吸量为X，所以B2WXY。 【方法归纳】解答此类题要认真分析能量流动的过程要点。,考点四生态系统能量流动中的有关计算,【知识拓展】,生态系统中能量流动的计算是近几年高考的热点，考生常因缺乏系统总结和解法归纳而
12、容易出错。下面就相关题型的规律及解法分析总结如下： 一、涉及一条食物链的能量流动计算 1计算能量传递效率,【例4】下表是对某水生生态系统营养级和能量流动情况的调查结果，表中A、B、C、D分别表示不同的营养级，E为分解者。Pg表示生物同化作用固定能量的总量，Pn表示生物体贮存的能量(PnPgR)，R表示生物呼吸消耗的能量。,单位：102千焦/m2/年,【典例精析】,分析回答： (1)能量流动是从A、B、C、D中的 哪 个营 养 级开 始的_，为什么？ 。 (2)该生态系统中能量从第三营养级传递到第四营养级的效率是 。 (3)从能量输入和输出角度看，该生 态 系 统的 总能量是否增加？ ，为什么？
13、 。,B,B营养级含能量最多，B为 生产者,5.7%,增加,该生态系统输入的 总能量大于所有生物消耗能量之和,2已知各营养级的能量(或生物量)，计算特定营养级间能量的传递效率,【典例精析】,【例5】在某生态系统中，1只2kg的鹰要吃10kg的小鸟，0.25kg的小鸟要吃2kg的昆虫，而100kg的昆虫要吃1000kg的绿色植物。若各营养级生物所摄入的食物全转化成能量的话，那么，绿色植物到鹰的能量传递效率为( ) A0.05% B0.5% C0.25% D0.025%,C,【解析】根据题意，可根据食物链及能量传递效率的概念计算出各营养级之间的能量传递效率，即从绿色植物昆虫小鸟鹰这一食物链中小鸟鹰
14、的传递效率为2/100.2，昆虫小鸟的传递效率为0.25/20.125，绿色植物昆虫的传递效率为100/10000.1，因此绿色植物到鹰的能量传递效率为0.10.1250.20.0025，即0.25% 。也可计算出绿色植物转化为鹰的食物链中各营养级的生物量。即：10kg的小鸟需要昆虫的生物量10(0.252)80kg；80kg的昆虫需要绿色植物的生物量80(1001000)800kg。因此，从绿色植物昆虫小鸟鹰的生物量依次为800kg80kg10kg2kg，则鹰转化绿色植物的百分比为2/800100%0.25%。 【方法归纳】如设ABCD食物链中，传递效率分别为a%、b%、c%，若现有A营养级
15、生物重为M，则能使D营养级生物增重的量Ma%b%c%。,3在一条食物链内，计算某一生物所获得的最多(最少)的能量,【典例精析】,【例6】若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第四营养级生物最多能获得的能量是( ) A24kJ B192kJ C96kJ D960kJ,【解析】据题意，生态系统固定的总能量是生态系统中生产者(第一营养级)所固定的能量，即24000kJ，当能量的传递效率为20%时，每一个营养级从前一个营养级获得的能量是最多的。因而第四营养级所获得能量的最大值为：2400020%20%20%192kJ。,B,【例7】在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体重增加1kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物量为( ) A25kg B125kg C625kg D3125kg,C,【解析】据题意，要计算消耗的第一营养级的生物量，应按照能量传递的最大效率20%计算。设需消耗第一营养级的生物量为x kg，则x1(20%)4625kg。,【方法归纳】,二、涉及多条食物链的能量流动计算,1在能量分配比例已知且能量传递效率也已知时的能量计算,【典例精析】,【例8】由于“赤潮”的影响，一条4kg重的杂食性海洋鱼死亡，假如该杂食性鱼的食物有1/2来自植物，1/4来自草食鱼类，1/4来自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，按能量流动效率20%计算，该杂食性鱼从出生到死亡，
