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2015-2016学年河南郑州五中高二生物学案:5.2《生态系统的能量流动》(新人教版必修3)


第2节

生态系统的能量流动

一、预习与质疑 (一)预习内容 课本 P93-98 (二)预习目标 1.通过阅读教材,知道生态系统能量流动的概念。 2.通过分析讨论教材图示,能总结并说出生态系统能量流动的过程和特点。 (Ⅱ) 3.通过分析具体实例,能用专业术语解释研究生态系统能量流动的意义。 (Ⅱ) (三)预习检测 1.概念:生态系统中能量的 、传递、 和散失的过程。 2.起点(源头) :生产者 开始。 3.总量:生产者 。 4.流动渠道: 和 。 5.传递形式: 中的化学能 6.特点:(1)单向流动:能量只能沿着食物链由 流向高营养级。 (2)逐级递减:①每个营养级生物都因 而散失部分热能。 ②每个营养级生物总有一部分不能被 利用。 ③传递效率为 (形象地用 )。 7.过程:

8.研究意义: (1)设计人工生态系统: 帮助人们科学规划, 设计人工生态系统, 使能量得到最有效利用, 实现能量的 。 (2)利用自然生态系统: 帮助人们合理地 生态系统中能量流动关系, 使能量 持续高效地流向 。 二、落实与整合 考点一:某一营养级的能量分流图解 能量流动我们要明确三个问题: (参看下图)①一个营养级同化的能量可分为哪几个去 向?②“摄入量” 、 “同化量”和“积累量”之间有何关系?③如何理解“未利用”的能量? 由下图解可得下列等量关系:消费者摄入量=同化量+粪便量,同化量=积累量+呼吸量, 积累量=下一营养级同化量+分解量(+未被利用) 某一营养级的能量去向分析思路: (1)定量不定时分析:流入某一营养级的一定量的能量在足够长的时间内的去路可有三 条:①自身呼吸消耗;②流入下一营养级(最高营养级除外) ;③被分解者分解利用。但这 一定量的能量不管如何传递, 最终都以热能形式从生物群落中散失, 生产者源源不断地固定 太阳能,才能保证生态系统能量流动的正常进行。

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(2)定量定时分析:流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路可有四条:① 自身呼吸消耗;②流入下一营养级(最高营养级除外) ;③被分解者分解利用;④未利用, 即未被自身呼吸消耗,也未被下一营养级和分解者利用,如果是以年为单位研究,这部分的 能量将保留到下一年。 (未利用或理解为:在有限的时间内“还没来的及被利用的能量” ) 注意:流经各营养级的总能量:对生产者而言强调关键词“固定”而不能说“照射” ;对各 级消费者而言强调关键词“同化”而不能说“摄入” 。 【例 1】下列表示生态系统中处于第二营养级的生物,其能量流动的过程图解,下列叙述正 确的是 ( )

A.图中粪便量属于生产者经光合作用所固定的太阳能 B.细胞呼吸以热能形式散失的能量占同化量的比例较小 C.流入下一个营养级的能量约占摄入量的 10%~20% D.从图示可知,能量在营养级之间不具有单向流动的特点 考点二.生态金字塔类型 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔

形状

特点 正金字塔形 象征 含义 每一阶 含义

一般为正金字塔形,有时会 一般为正金字塔形 出现倒金字塔形

能量沿食物链流动过程中 生物个体数目在食物链中随 生 物 量 ( 现 存 生 物 有 机 物 的 总 具有逐级递减的特性 营养级升高而逐级递减 量)沿食物链流动逐级递减 食物链中每一营养级生物 每一营养级生物的总生物量(现 每一营养级生物个体的数量 所含能量的多少 存生物有机物的总量)

(1)能量金字塔不会出现倒置现象。数量金字塔在前一营养级的生物个体很大,而后一营 养级的生物个体很小时,会出现倒置现象。如树林中,树、昆虫和食虫鸟个体数 比例关系可形成如右图所示的数量金字塔。 (2)在人工生态系统中因能量可人为补充,可能会使能量金字塔呈现倒置状 况。如人工鱼塘中生产者的能量未必比消费者(鱼)多。天然生态系统则必须当能 量状况表现为金字塔形状时,方可维持生态系统的正常运转,从而维持生态系统 的稳定性。
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三、检测与反馈 1.如图为某草原生态系统中能量流动图解,①~④表示相关过程能量流动量。下列有关叙 述正确的是( ) A.①是流入该生态系统的总能量 B.分解者获得的能量最少 C. 图中②/①的比值代表草→兔的能量传递效率 D.③和④分别属于草和兔同化量的一部分 2.下列实例中不能体现物质循环和能量流动原理的是 A.增加对农田的物质投入(如施农家肥)可以有效防 止土壤肥力下降 B.北京奥运会前大量植树造林以改善空气质量 C.在夏季通过缩短菊花的光照时间使其提前开花 D.汶川大地震破坏了大熊猫的生存环境,使其食物短缺 3.如图为某农田生态系统及其中对秸秆进一步利用的流程示意图。下列相关说法中不正确 的是( ) A.流经此生态系统的总能量是生产者固定的有机物中的化学能 B.图中有 5 条食物链 C. 秸秆利用后的废渣中的有机物被分解者分解后产生的 CO2 和矿质元素均可被农作物利 用 D.建立该农业生态系统的目的是使生态系统中的能量尽可能多地流向对人类有益的方 向 4.下表表示对某水生生态系统营养级和能量流动情况的测定结果,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的能量总量,Pn 表示生物贮存的 2 2 能量(Pn=Pg-R),R 表示生物呼吸作用消耗的能量(单位:10 kJ/m ·a)。下列分析中,错 误的是( ) A. 该生态系统的营养结构是 Pg Pn R B→D→A→C A 15.9 2.8 13.1 B.能量从第三营养级传递到第四营 B 870.7 369.4 501.3 养 C 0.9 0.3 0.6[ 级的传递效率约为 5.7% D 141.0 61.9 79.1 C.从能量输入和输出角度看,该生 E 211.5 20.1 19.4 态 系统的总能量并未增加[ D.生物呼吸作用消耗的能量是某营养 级能量流动的主要去向 5.如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,下列各项 中不正确的是( )

A.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 B.①表示流经生态系统内部的总能量 C.一般情况下,②为①的 10%~20% D.从能量关系看②>③+④ 6.下图 1 为生态系统中食物链所反映出的能量流动情况,图中的箭头符号为能量的流动方 2 向,单位为 kcal/(m ·年);图 2 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;图 3 为某生态系统食物网的图解。据图分析不 能得出的结论是( )

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A.据图 1 可知,在入射的有机物中的化学能中,生产者只利用了其中的 1%左右 B.据图 2 可知Ⅳ为分解者,相当于图 1 中的 A,能够利用各营养级转移来的能量 C.图 3 中猫头鹰体重每增加 1 kg,至少消耗 A 约 25 kg D.据图可知,图 1 中的生产者相当于图 2 中的Ⅰ,相当于图 3 中的 A 7.若甲、乙、丙三个生态系统的生产者都固定了一样多的有机物中的化学能,甲只有生产 者和初级消费者,乙比甲多一个次级消费者,丙比乙多一个三级消费者。在相同的环境条件 下比较三个生态系统的生物总重量,下列正确的是 ( ) A. 甲>乙>丙 B.甲>乙=丙 C. 甲=乙=丙 D.甲<乙<丙 8.从能量流动的特点分析,在农田生态系统中,农民采用的下列方法不能使农作物增加产 量的是( ) A.使用除草剂或人工除草 B.使用农药消灭害虫 C.温室种植时,降低夜间的温度 D.喷洒适宜浓度的生长素 11.研究人员在对甲、乙两个不同的生态系统调查后发现,两个生态系统的生产者总能量相 同,甲生态系统只有初级和次级消费者,乙生态系统则有初级、次级、3 级和 4 级消费者。 如果其他的因素都一样,则下列选项叙述正确的是( ) A.甲生态系统中现存的消费者的总能量大于乙生态系统中现存的消费者的总能量 B.甲生态系统的消费者总能量小于生产者同化的总能量,但乙生态系统则相反 C. 甲、乙生态系统的消费者总能量都大于生产者同化的总能量 D.乙生态系统的消费者总能量大于甲生态系统的消费者总能量 12. 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, 其去向不包括( ) A.通过兔子细胞呼吸释放的能量 B.通过兔子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 13.下列有关生态系统能量流动的叙述中,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,能量就从无机环境流入生物群落 D.生态系统的能量是伴随物质而循环利用的

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