学案第2节生态系统的能量流动.docx

第2节生态系统的能量流动【复习目标】1 .分析生态系统能量流动的过程和特点。2 .概述研究能量流动的实践意义。3 .用动态的观点整体把握生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，形成知识网络。【知识扫描】1 .能量流动的概念：生态系统的能量流动是指生态系统中的过程。2 .能量流动的过程（1）地球上几乎所有的生态系统所需要的能量都来自。（2）输入第一营养级的能量，一局部在生产者的呼吸作用中以的形式散失了，一局部用于生产者的等生命活动。3 .能量流动的特点（1）生态系统的能量流动的两个明显特点是和。（2）能量在相邻两个营养级间的传递效率大约是。4 .研究能量流动的实际意义研究生态系统的能量流动，可以帮助人们；还可以帮助人们，使能量持续高效地流向对人类最有益的局部。【疑难解析】一、能量流动的分析方法比拟教材P95“赛达伯格湖的能量流动图解”和教材P94“生态系统能量流动示意图”可以发现，在“赛达伯格湖的能量流动图解中，流入每一营养级的能量去路中多了一条“未利用"，即未被自身呼吸消耗，也未被后一营养级和分解者利用的能量。出现这种差异的原因在于两种能量流动图解的分析方法和理解角度不同。理解流入每一营养级的能量去向可从以下两个角度分析：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；（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。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；（3）被分解者分解利用；（4）未被自身呼吸消耗，也未被后一营养级和分解者利用，即“未利用。如果是以年为单位研究，第（4）局部的能量将保存给下一年。二、有关能量流动的极值计算在解决有关能量传递的计算问题时，首先要确定食物链。L设食物链A-B-C-D,分情况讨论：现实问题思路求解D营养级净增重Y至少需要A营养级多少NX(20%)Mi最多需要A营养级多少NX(10%)1A营养级净增重ND营养级最多增重多少NX(20%)MlD营养级至少增重多少NX(1O%)12.在某一食物网中，一个消费者往往同时占有多条食物链，当该消费者增加了某一值时，假设要计算最少消耗生产者多少时，应选最短的食物链和最大传递效率20%进行计算，这样消费者获得的能量最多；假设要计算最多消耗生产者多少时，应选最长的食物链和最小传递效率10%进行计算，这样消费者获得的最少。【感悟高考】例1.（2007,扬州模拟）有关以下图的表达不正确的选项是（）图中只有两条食物链细菌与狐之间既捕食又竞争细菌占有第2、3、4、5营养级该生态系统的能量流动是从草固定太阳能开始的A.B.®C.D.【解析】B图中只有两条食物链,因为高中阶段学习的食物链是捕食链,只有生产者和消费者,而细菌是分解者,故对，错，生态系统的能量流动是从生产者开始的高考指向】此题考察了食物链的成分和生态系统的能量来源。例2.（2007.江苏高考）为研究环境污染物对某湖泊中生物的影响，一组学生开展了研究性学习。他们首先选取了该湖泊中5种不同的生物A、B、C、D、E,并对其进行消化道内食物组成的分析；然后又请当地所湖泊研究所的专家对这5种生物体内两种污染物的含量进行了测定;再将研究数据绘制成下表。生物种类消化道内食物组成千克体重污染物含量mg汞某种杀虫剂A鱼（甲）鱼（乙）7896B河蚌水蚤、小球藻2557C小球藻/30D鱼（乙）水蚤1031E水蚤小球藻515（1）为更直观地表达研究结果，请尝试利用上表中的数据，在所给坐标上标准绘制柱形图，以比拟5种生物体内2种污染物的含量。（2）根据上表提供的信息，以食物网的形式表示出5种生物之间的营养关系（A、B、C、D、E代表5【解析】重金属染【高考指【达标1.如果动物，1（1）千 oo口汞含量f80 rl杀虫剂含量Klrl i 2oLL1LJLl/ A B C D E mg 5种生物体内2种污染物含量比较陞2. 一片种生物）物沿食物链有富集现象。向】此题考察了重金属污染物的生物富集现象。检测】一个人的食物有1/2来自绿色植物，1/4来自小型肉食/4来自羊肉,假设传递效率为10%,那么该人每增加1Kg消耗植物（）8、 28kgC、100kgD、280kg树林中，树、昆虫和食虫鸟类的个体数比例关系如下图。小）3.如图是某生态系统 表示能量流动的方向 A.此食物网中有六条 B.戊接受的太阳能是 C.丙可利用的总能量 D.向此生态系统大量 4.如图食物网中的猫 A. 200g B. 250gC. 500g D. 1000g以下选项中正确表示树、昆虫、食虫鸟之间的能量流动关系的是（）（选项方框面积表示能量的大的食物网示意图，甲庚代表不同的生物，箭头和食物联系。以下表达正确的选项是（）食物链，丁占有四个不同的营养级流经此生态系统的总能量小于乙和丁可利用的总能量之和引入外来物种，可增强该系统的稳定性头鹰体重每增加20g,至少需要消耗植物（）5 .当一条蛇捕食了一只青蛙后，从生态学角度看，以下表达正确的选项是（）A.完成了物质循环B.蛇破坏了生态平衡C.青蛙不能适应环境D.青蛙的能量流向了蛇6 .在生态系统的一条食物链中，假设生产者通过光合作用产生了60mol的氧气，那么其所固定的太阳能中，流入初级消费者体内并被利用的能量最多是（）A.1161KJB.2322KJC.2870KJD.5740KJ7 .在一个生态系统中，食物链中的能量逐级减少，最主要的原因是（）A.各级生物将一局部能量用于自身的新陈代谢8 .各级生物在取食食物时总有一局部不能被彻底消化C.各级生物在消化食物时总有一局部会丧失掉D.各级生物在捕食时总有一局部猎物会逃脱掉9 .以下有关生态系统能量流动的表达中，正确的选项是（）A.一种蛀螂专以象粪为食，那么该种蜕螂最多能获取大象所同化能量的20%8 .当狼捕食兔子并同化成自身的有机物时，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时，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9 .研究田鼠的同化量发现，有98%用于呼吸消耗，仅有2%用于生长和繁殖。那么它流人下一个营养级的最多能量是（）A.98%B.10%20%C.2%D.2%X（10%20%）10 .假设牛的摄人量为100%，其中粪便量为36乐呼吸量为48%,那么牛的同化量为（）A.16%B.52%C.64%D.8%11 .研究人员在对甲、乙两个不同的生态系统调查后，发现两个生态系统中生产者的总能量相等，甲生态系统只有初级和次级消费者，乙生态系统那么有初级、次级、三级和四级消费者，假设其他因素都一样，那么（）A.甲生态系统的消费者总能量大于乙生态系统的消费者总能量B.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C.甲、乙两个生态系统的消费者总能量相等D.甲、乙两个生态系统消费者的总能量等于生产者的总能量12 .生态农业是运用生态学原理建立的综合农业生态体系，它不具备的特点是（）A.多层次B.多功能C.少污染D.无病虫害13 .在如图食物网中a表示动物性食物所占比例，假设要使鸟体重增加X,至少需要生产者量为y,那么X与y的关系为（）A.y=90ax÷10xB.y=25ax+5xC.y=20ax+5xD.y=lOOax+1Ox14 .某生态学家以“保护和利用草原生态系统”为课题，对某草原进行了专题研究。他调查了主要牧草种群（紫花苜蓿）密度（样方大小为ImXIin,单位：株），并绘制了单位面积的放牧量与生产者的净生产量的关系，图中的A点代表未放牧时草原中生产者的净月二产量。请据图分析并答复以1F问题：样方样方1样方2样方3样方4样方5样方6紫花苜蓿131125148141129136杂草963604（1）该生态系统中，紫花苜蓿的种群密度为株11）（2）上述种群密度是否可靠，为什么？（3）草原生态系统与森林生态系统相比拟，其自我调节能力较小，原因是(4)将放牧量控制在点最有利于草原中牧草有机物的积累。在该点牧草所积累的有机物中所储存的能量去向为(5)过度放牧可以使草原生态系统的生产者的净生产量，其原因是。(6)曲线所示结果给我们的启示有O15 .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(Pn=Pg-R),R表示生物呼吸消耗的能量。单位：IO?kJG112年)PgPnRA15.92.813.1B870.7369.4501.3C0.90.30.6D141.061.979.1E211.520.1191.4分析答复：(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多少？(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？【能力拓展】1.(高考压轴)某同学把调查某农业生态系统作为研究性学习课题，他认真观察了水稻从播种到稻草还田的全过程，下面是他的局部调查内容和建议。从插秧到水稻成熟的过程中，农民采用多种措施来提高产量。试从生态学角度答复以下问题：进行合理密植的目的是：°除草灭虫的目的是(2)夏季的夜晚，稻田蛙声一片，请写出一条包括青蛙在内的含有四个营养级的食物链：O(3)秋季，不少农民将稻草燃烧，造成了物质和能量的极大浪费，同时严重污染环境。下面是根据生态农业的根本原理设计的利用这些稻草的方案：让稻草还田后，的数量会明显增加，通过它们的作用为水稻的生长提供了利用稻草作原料来生产“再生纤维共混膜这种新型塑料可在自然条件下被微生物产生的酶分解为无机物，供植物生长利用，这种塑料的生态意义是_请再设计一个利用稻草的方案(方案要求表达生态农业的根本原理一一能量的多级利用和物质的循环再生，用图示说明)【学习目标】1、进一步稳固能量流动2、掌握能量流动过程中能量传递效率的计算方法3、学会分析具体问题的方法【引言】“能量流动是生态系统的重要功能之一。在高中生物知识中，能量流动与物质循环的关系、能量流动的特点、能量传递的效率等知识共同构成了以“生态系统的能量流动为中心的知识体系。然而在“能量流动知识中，仍存在一些易被无视或不常见的问题，如“能量值的表示方式、最值的计算、能量流动与生态系统稳态的关系等。【导学探究】一、能量流动的几种“最值计算由于一般情况下能量在两个相邻营养级之间的传递效率是10%20%.故在能量流动的相关问题中，假设题干中未做具体说明，那么一般认为能量传递的最低效率为10%,最高效率为20机所以，在较高营养级生物的能量求消耗较低营养级生物的能量时，假设求“最多值，那么说明较低营养级生物的能量按“最低效率传递，假设求“最（至）少值,那么说明较低营养级生物的能量按“最高效率传递。反之，较低营养级生物的能量求传递给较高营养级生物的能量时，假设求“最多值，那么说明较低营养级生物的能量按“最高效率传递，假设求“最少值，那么说明较低营养级生物的能量按“最低效率传递。这一关系可用以下图来表示。1 .以生物的同化量（实际获取量）为标准的“最值计算题1.以下图为某生态系统食物网简图，假设E生物种群总能量为7.1xl9kJ,B生物种群总能量为2.3xlO8kJ,从理论上计算，A贮存的总能量最少为（）A.7.1×108kJB.4.8×107kJC.5.95×107kJD.2.3×107kJ2.以生物的积累量为标准的“最值计算题2.某营养级生物同化的能量为IoOOkJ,其中95%通过呼吸作用以热能的形式散失，那么其下一营养级生物获得的能量最多为（）A.200kJB.40kJC.50kJD.IOkJ二、能量值的几种不同表示方式及相关计算“能量值除了用“焦耳等能量单位表示外，在许多生物资料中，其还可用生物量、数量、面积、体积单位等形式来表示，因而使能量流动关系有了更加丰富的内涵，但是不管用何种单位形式表示，通常情况下能量的传递效率都遵循“10%20%的规律，下面结合一些例子分别加以阐述。1 .能量（单位）表示法及计算以能量（单位）“焦耳表示能量值的多少是“能量流动知识中最常见的形式。在以“焦耳为单位的能量传递过程中，各营养级的能量数值呈现出典型的“金字塔形，不可能出现倒置。1.1 以生物体同化量的总量为特征的计算如题11.2 以ATP为特征的计算这种形式的能量计算是建立在物质氧化分解的根底上的，它常涉及利用呼吸作用或光合作用的反响式。题3：在能量金字塔中，如果生产者在光合作用过程中产生240InoI的氧气，其全部用于初级消费者分解血糖，那么其释放并贮存在ATP中的能量最多有（）可被三级消费者捕获？A.1.008×106Jb.5.O16×1O,5JC.1.858×106Jd.2.008×106J2 .生物量（质量单位）表示法及计算题4：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，假设传递效率为10%,那么该人每增加1千克体重，约消耗植物（）.10千克B.28千克C.100千克D.280千克3 .数量（生物体数目）表示法及计算题G.#一氏苗庙匕僭沿一任山一行小有7nnnn口昆山比狂才可养活一只食虫鸟，而食闯约需要3000只食虫鸟才能I肝I；年至少需要（）只昆虫树计算题7.在“-I现“金字塔倒置的现象。riL昆虫下图所示。以下能正确表树a:示能量的大小）（）D4.面积（单位）表示法及这条食物链中，如果食蛎蝇要有51）?的生活空间才能满足自身的能量需求，那么一只鹰的生活空间至少是（）,5×103m2B,5×104m2C.53m2D.54m25.体积（单位）表示法及计算题8：具有三个营养级的能量金字塔，最上层的体积是最下层的（）.10%20%B.1%4%C.0.1%"1%D.l%"10%三、能量流动与生态系统的稳定性能量流动效率能直接反映生态系统的稳定性，能量在传递过程中，假设超过一定的限度，那么容易引起种群的生长、繁殖或再生等的障碍，从而导致生态系统稳定性的破坏，故在研究生态系统的稳定性时必须时刻关注能量流动效率。题9：某生态系统中初级消费者和次级消费者的总能量分别是Wl和必，当以下哪种情况发生时，最有可能使生态平衡遭到破坏？（）.W1>10W2B.W1>5W2C.W1<IOW2D.W1<5W2题10：某海滩黄泥螺种群现存量约3000吨，正常状况下，每年该种群最多可增加300吨,为充分利用黄泥螺资源，又不影响可持续开展，理论上每年最多捕捞黄泥螺的吨数为（）.3000B.1650C.1500D.不超过3000