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第三章 生态系统及其稳定性
第2节 生态系统的能量流动
【核心素养】
生命观念——物质与能量观：物质的循环总是伴随着能量的流动；
科学思维——分析能量流动图解，培养逻辑思维能力；
分析与综合：分析能量流动过程，归纳总结能量特点。
4、通过总结能量流动的实践意义，形成学以致用、关注社会生产生活的态度
学习目标一、能量流动的过程
概念：生态系统中能量的________、传递、________和散失的过程，称为生态系统的能量流动。
2、能量流动的过程
（1）
①．起点：生产者____________开始。②．总量：生产者________________。
③．流动渠道：________和________。
（2）．第一营养级能量流动
提醒　生产者固定的太阳能即第一营养级的__________，一部分能量用于呼吸消耗，余下的用于自身的______________________，即积累有机物中的能量。
（3）第二营养级及其后营养级能量流动
a. 由上图分析可知
①输入该营养级的总能量是指图中的b(填字母)。
②粪便中的能量(c) _______(填“属于”或“不属于”)该营养级同化的能量，应为________营养级同化的能量中流向__________的部分。
③初级消费者同化的能量(b)＝ ＋ 。
④生长、发育和繁殖的能量(e)＝ ＋ ＋未被利用的能量(j)。
总结：①摄入量＝同化量＋ 。
其中最高营养级无 。
思考　一种蜣螂专以大象粪为食，则该种蜣螂最多能获取多少大象的同化量？为什么？
【思考探究】如图表示能量在两个营养级之间的流动过程，请据图思考下列问题：
(1)第一个营养级的同化量与其摄入量和粪便量有怎样的关系？
(2)上一个营养级同化的总能量是不是全部流向下一个营养级？为什么？
(3)为什么生态系统的能量流动具有单向流动和逐级递减的特点？
学习目标二、能量流动的特点
阅读教材P56，填表、讨论并回答问题，理解能量流动的特点。
营养级 流入能量 流出能量（输入后一个营养级的能量） 出入比
生产者
植食性动物
肉食性动物 无 无
（1）、能量能否从肉食性动物流向植食性动物，再流向生产者？
（2）、以呼吸作用散失的热能，能否再次进入该生态系统？
（3）、流入某营养级的能量，为什么不会百分之百地流到下一营养级？
（4）、通过以上分析，你能总结出能量流动的特点吗？
（5）、为什么生态系统中能量流动一般不超过5个营养级？
思考：怎样从能量流动的角度解释“一山不容二虎”？
学习目标三 生态金字塔
1、概念
(1)能量金字塔
将单位时间内各____所得到的能量数值转换为相应面积(或体积)的图形，并将图形按照____的次序排列，可形成一个金字塔图形。
(2)生物量金字塔
用能量金字塔的方法表示各个 (每个 所容纳的__ __)之间的关系。
(3)数量金字塔
用能量金字塔的方法表示 _的数目比值的关系。
(4)生态金字塔
_ _统称为生态金字塔。
生态金字塔的类型及特点
类型 能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔
形状
特点 一般为下宽上窄的(正)金字塔形 一般为上窄下宽的(正)金字塔形，有时会出现上宽下窄倒置的金字塔形
象征 含义 一般生物量(每个营养级所容纳的有机物的总干重)沿食物链中营养级的升高而逐级递减
特殊 形状 某些人工生态系统(如人工鱼塘)可呈现倒置状况 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浮游动物的生物量 如一棵树与树上昆虫及鸟的数量关系：
③在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多。生态系统中的能量流动一般不超过 个营养级。
学习目标四 研究能量流动的实践意义
(1)研究生态系统的能量流动，可以帮助人们__ __，增大流入某个生态系统的__ 。
(2)帮助人们 ，使能量得到 的利用。
(3)帮助人们__ __，使能量__ __。
学习目标伍 能量流动的相关计算
1.能量流动过程中相关最值的计算：分析下图食物网，进行相关计算：
（1）如果 A增重1千克， C最多增重多少千克，最少增重多少千克？
（2）如果C增重1千克，至少需消耗A多少千克，最多需消耗A多少千克？
（3）如果C从B、F中获得的能量比为3∶1，C增重1千克，则最少需要消耗A多少千克？
（4）如果C取食B、F的能量比例关系由1∶1变为1∶2，当C增重1千克，传递效率为10%时，所需要A的能量是改变前的多少倍？
小结:计算方法：
A.知低营养级求高营养级
B.知高营养级求低营养级
一、选择题：（1-10题为单选，11、12为不定项选择题，每小题5分，共计60分）
1．下列有关食物链和食物网说法正确的是（ ）
A．捕食食物链中，生产者不一定最多
B．在食物链中营养级别越高的生物，个体内能量越少
C．沿着食物链方向，动物个体越来越大
D．食物网越复杂，生态系统就越容易发生波动
2．下图为生态系统中能量流动图解部分示意图（字母表示能量的数值），其中正确的
A．图中b＝h＋c＋d＋e＋f＋i
B．生产者与初级消费者之间的能量传递效率为(b/a)×100%
C．“草→兔→狼”这一捕食链中，狼粪便中的能量属于d
D．缩短食物链可以提高能量传递效率
3．如图是某生态系统中部分食物链上的能量流动过程（图中石南是一种植物，字母表示能量的多少），下列叙述错误的是（ ）
A．石南固定的太阳能a大于b+d
B．在该食物链中，猞猁粪便中的能量属于f
C．石南与雪兔之间的能量传递效率大于（c+e）/a×100%
D．猞猁的捕食作用在一定程度上能促进雪兔种群的发展
4．下图表示某河流生态系统的能量金字塔及相关食物网（甲、乙、丙为3种鱼，甲不摄食藻类，箭头指示能量流动方向，图中遗漏了一个箭头）。下列有关叙述正确的是（ ）
A．按照能量流动的传递效率，藻类的能量一定有10～20％被乙同化
B．在不变动各生物营养级的前提下，补充的箭头可以添加在甲丁之间
C．如果没有丁，生态系统中动植物的遗体和动物的排遗物会堆积如山
D．图中甲和乙属于同一个种群，而处于第三、四营养级的丁属于不同的种群
5．某草原上甲、乙、丙、丁四种生物之间的食物关系如图所示。研究发现丁中的有机物增加a kg时，从乙获取的能量占其获得全部能量的3/4。下列相关分析正确的是（　　）
A．图中所有生物共同构成了草原群落
B．同一时期草合成的有机物至少为50a kg
C．若丙数量减少，则甲、乙数量均会增加
D．甲与乙是竞争关系，均属于次级消费者
6．如图是某草原生态系统中部分营养结构，若蛇取食鼠的比例由1/4调整到3/4，假设能量传递效率按20%计算，从理论上分析，改变取食比例后蛇体重增加1 kg，人能比原来多增重(　　)
A．2 kg B．2.5 kg C．4 kg D．4.5 kg
7.下列关于生态金字塔的叙述，正确的是(　　)
A．生态金字塔显示了各营养级之间的数量关系
B．生态金字塔中每个营养级的生物均属于同一食物链
C．生态金字塔中的营养级均按其所占的数值大小依次排列
D．生态金字塔可分别以个体数量、生产量和能量为指标绘制
8.生态系统的营养结构是物质循环和能量流动的主要途径。下列叙述错误的是(　　)
A．调查生物群落内各物种之间的取食与被取食关系，可构建食物链
B．整合调查所得的全部食物链，可构建营养关系更为复杂的食物网
C．归类各食物链中处于相同环节的所有物种，可构建相应的营养级
D．测算主要食物链各环节的能量值，可构建生态系统的能量金字塔
9．螳螂捕蝉，黄雀在后体现了食物链的原理，若鹰迁入了蝉、螳螂、黄雀所在的树林中，捕食黄雀并栖息在林中。下列叙述正确的是(　　)
A．蝉、螳螂、黄雀、鹰构成了一条食物链
B．鹰的迁入使得黄雀的数量大幅持续锐减
C．螳螂通过捕食蝉获得了蝉能量的10%～20%
D．鹰的迁入增加了该生态系统能量流动的环节
10．如图是某草原生态系统能量流动的情况，各个字母表示相关能量的多少，其中d、e、f表示用于生长、发育和繁殖的能量。下列说法不正确的是
A．g、h、i分别表示相应营养级生物通过呼吸作用以热能形式散失的能量
B．兔子同化的能量可以表示为b＝h＋e＋c＋k
C．如果相邻营养级之间的能量传递效率相同，则有关系b2＝ac
D．如果能量从第一营养级流向第二营养级的传递效率为10%，则a＝10b
11（不定项）.如图为某池塘生态系统中饲养草鱼时的能量流动过程，其中a～i表示能量值。下列关于该过程的叙述，正确的是(　　)
A．流经该生态系统的总能量为a
B．第一、二营养级之间的能量传递效率为(g＋h)/a×100%
C．第一、二营养级之间的能量传递效率为h/b×100%
D．通过投放消化酶可能提高第一、二营养级之间的能量传递效率
12（不定项）.下列关于研究能量流动的实践意义的叙述，正确的是(　　)
A．农田生态系统中的间作套种、蔬菜大棚中的多层育苗均可增大流入生态系统的总能量
B．科学地规划和设计人工生态系统可实现能量的多级利用，提高能量的传递效率
C．稻田除杂草、养蟹可合理调整生态系统中的能量流动关系
D．根据草场能量流动的特点，可以合理确定草场的载畜量，保持畜产品的持续高产
填空题：（每空4分，共40分）
13．图甲为某草原生态系统的食物网关系图，图乙为该生态系统中与鼠相关的能量流动过程，图中字母代表能量值。请回答下列问题：
（1）图甲中存在____条食物链，蛇和鹰的种间关系为__________。
（2）图乙中的A属于图甲中____的同化量，C为用于____________________的能量。若该生态系统中草的同化量为E，则该生态系统中第一营养级与第二营养级的能量传递效率____________　(填“大于”“等于”或“小于”)B/E。
14．如图为某人工鱼塘生态系统的能量流动过程中部分环节涉及的能量[单位为×103 kJ/(m2·a)]，其中有机物输入是指人工饲喂过程中各营养级同化的能量，请回答有关问题：
(1)图中①代表的生理过程是______________，图中②代表的物质中的能量主要以____________________的形式储存。
(2)该生态系统生产者固定的总能量为__________kJ/(m2·a)，能量从第二营养级到第三营养级的传递效率约为________。
(3)若该鱼塘对某类鱼的容纳量为8 000尾，则捕捞后这种鱼的数量为________尾时可获得最大持续捕捞量。
3.2生态系统的能量流动 参考答案
1．A 【解析】捕食食物链中，生产者含有的能量最多，但是数量不一定最多，A正确；在食物链中营养级别越高的生物，其种群含有的能量越少，但是其个体含有的能量不一定少，B错误；沿着食物链方向，动物个体不一定越来越大，如树的体积比虫大得多，C错误；食物网越复杂，生态系统的抵抗力稳定性越高，就越不容易发生波动，D错误。
2．C 【解析】A、图中b=h+c，A错误；B、生产者与初级消费者之间的能量传递效率为 (b-h)/a×100%或c/a×100%，B错误；C、“草→兔→狼”这一捕食链中，狼粪便中的能量属于狼摄入的能量，而狼摄入的能量属于兔用于生长、发育和繁殖的能量，属于d，C正确；D、缩短食物链不能提高能量传递效率，但可以提高能量的利用率，D错误。
3．B 【解析】A、流经该生态系统的总能量为石南所固定的全部太阳能，这部分能量的去向包括自身呼吸消耗、流向下一个营养级雪兔（b）、流向分解者、未被利用，因此石南固定太阳能a的数值大于b、d之和，A正确；B、猞猁粪便中的能量属于雪兔同化量中的一部分，故猞猁粪便中的能量属于e，B错误；C、石南的同化量为a，雪兔的同化量为b，同化量为b=c+e+自身呼吸消耗的能量+未被利用的能量，即b大于c+e，石南与雪兔之间的能量传递效率=b/a×100%，其能量传递效率大于（c+e）/a×100%，C正确；D、猞猁的捕食作用在一定程度上促进雪兔种群的发展，即两者共同进化，D正确。
4．B 【解析】A、能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值，数值一般在10～20％，第一营养级除藻类外还有水草，第二营养级含有甲、乙，故按照能量流动的传递效率，藻类的能量不一定有10～20％被乙同化，A错误；B、据题意可知，甲、乙、丙为3种鱼，在不变动各生物营养级的前提下，补充的箭头可以添加在甲丁之间，B正确；C、如果没有分解者，生态系统中动植物的遗体和动物的排遗物会堆积如山，而分解者不属于食物链中的成分，不对应丁，C错误；D、种群是指一定区域内同种生物的全部个体，图示甲和乙属于第二营养级，但据题干信息可知两者为不同生物，故不是同一种群；丁虽在不同食物链中属于不同营养级，但是同一物种，可能是同一种群，D错误。
5．B 6． A 7. A 8. D 9． D 10． B 11.D 12.ACD
13.（1）3 竞争和捕食 （2）草 生长发育和繁殖 大于
14.(1)呼吸作用 有机物中化学能 (2)1.1×105 15.6% (3)4 000

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