资源简介

(共32张PPT)
第51讲　生态系统的
能量流动
[课标要求]
1.分析生态系统中的能量在生物群落中单向流动并逐级递减的规律。
2.举例说明利用能量流动规律,人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。
3.解释生态金字塔表征了食物网各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系。
考点一
能量流动的过程和模型分析
1.能量流动的概念理解(一般情况下)
生态系统中能量的 的过程,称为生态系统的能量流动。
基础知识·整合
输入、传递、转化和散失
太阳能
生产者
食物链和食物网
化学能
热能
2.能量流动的过程
(1)第一营养级能量流动。
光合
呼吸
热能
生长、发
育和繁殖
分解者
(2)第二营养级及其后营养级能量流动。
①输入该营养级的总能量是指图中的 (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 。
③初级消费者同化的能量(b)= +
。
④用于生长、发育和繁殖的能量(e)= +
+未被利用的能量(j)。
b
不属于
上一个营养级同化的能量中流向分解者的部分
呼吸作用以热能的形式散失的能量(d)
用于生长、发育和繁殖的能量(e)
分解者利用的能量(f-c)
下一营养级同化的能量(i)
呼吸作用
热能
下一营养级
分解者
提醒　在足够长的时间内,流入某一营养级的能量最终去向=在呼吸作用中以热能形式散失+被下一营养级同化(最高营养级除外)+被分解者利用。
深挖教材
1.判断正误
(1)(选择性必修2 P55图3-5拓展)生态系统的能量流动是以种群作为一个整体来研究的。(　　)
×
【提示】 生态系统的能量流动是以营养级作为一个整体来研究的。
(2)(选择性必修2 P55正文)某营养级同化的能量包含呼吸作用产生的能量和用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量。(　　)
×
【提示】 某营养级同化的能量包含呼吸作用中以热能的形式散失的能量和用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量。
(3)(选择性必修2 P55图3-5拓展)家兔粪便中的能量与尿液中的能量都不属于家兔的同化量。(　　)
×
【提示】 家兔尿液中的能量属于家兔的同化量。
(4)(选择性必修2 P60概念检测1)太阳能只有通过生产者才能输入到生态系统中。(　　)
√
2.规范表达
(选择性必修2 P55正文拓展)若捕食性线虫为某土壤中的最高营养级,则与食细菌线虫相比,捕食性线虫同化能量的去向有何不同
【提示】 与食细菌线虫相比,捕食性线虫同化的能量不会流入下一个营
养级。
重难知识·透析
“拼图法”分析能量流动过程
(1)W1、D1指相应营养级的同化量,B1、B2指相应营养级中未被利用的能量。
(2)各营养级用于生长、发育和繁殖的能量为B1+C1+D1或B2+C2+D2。
(3)能量传递效率不会是100%。从上图可以看出,相邻两个营养级的传递效率等于D1/W1×100%,一般情况下,能量在相邻两个营养级间的传递效率为10%~20%。
(4)利用“拼图法”可得关系式:
能力1　围绕能量流动的过程,考查科学思维能力
1.(2025·梅州月考)假设某棉田生态系统只存在“棉花→棉铃虫→食虫鸟”一条食物链,其能量流动关系部分如图所示(字母表示能量数值)。下列分析错误的是(　　)
A.食虫鸟粪便中的能量属于c中流入分解者的能量
B.用于棉铃虫生长、发育和繁殖的能量等于b-d
C.若食虫鸟增加1 kg ,则需要消耗棉花的生物量为a/g kg
D.图中c=f+g+e
B
关键能力·提升
【解析】 食虫鸟属于第三营养级,其粪便中的能量属于第二营养级生物同化量(c)中流向分解者的能量;用于棉铃虫生长、发育和繁殖的能量=同化量c-呼吸作用中以热能形式散失的能量e=摄入量b-粪便中的能量d-呼吸作用中以热能形式散失的能量e;分析题图信息可知,第一到第二、第二到第三营养级的能量传递效率分别是c/a×100%、g/c×100%,若食虫鸟增加1 kg ,则需要消耗棉花的生物量=1÷(g/c×100%)÷(c/a×100%)=a/g(kg);棉铃虫的同化量c=呼吸作用中以热能形式散失的能量e+流向分解者的能量f+流入下一营养级的能量g。
考点二
能量流动的特点、生态金字塔及研究实践意义
1.能量流动的特点及原因
基础知识·整合
低
营养级
高营养级
10%~20%
分解者
2.生态金字塔的类型及特点
逐级递减
3.研究能量流动的实践意义
空间
总能量
人工生态
系统
生态系统中的
能量流动关系
深挖教材
1.判断正误
(1)(选择性必修2 P57正文拓展)一只狼捕食了一只兔子,则该狼就获得了这只兔子能量的10%~20%。(　　)
×
【提示】 生态系统中相邻两营养级间的能量传递效率为10%~20%,而不是指两个生物之间。
(2)(选择性必修2 P57正文拓展)自然生态系统中能量金字塔和生物量金字塔可以出现上宽下窄的倒置现象。(　　)
×
【提示】 自然生态系统中能量金字塔不会倒置。
(3)(选择性必修2 P57正文)任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充,以便维持生态系统的正常功能。(　　)
(4)(选择性必修2 P58正文拓展)拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向,可提高生态系统的能量传递效率。(　　)
√
×
【提示】 拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向,可提高生态系统的能量利用率,不能提高生态系统的能量传递效率。
(5)(选择性必修2 P60拓展应用1)沼渣、沼液作为肥料还田,使能量能够循环利用。(　　)
×
【提示】 生态系统中能量不能循环,只能单向流动。
2.规范表达
(选择性必修2 P56旁栏思考)能量在流动过程中逐级递减,与能量守恒定律矛盾吗 为什么
【提示】 不矛盾。能量在流动过程中逐级递减,指的是流入各个营养级的能量;而流入某个生态系统的总能量依然等于储存在生态系统(生物体的有机物)中的能量与在呼吸作用中以热能的形式散失到非生物环境中的能量的 和,符合能量守恒定律。
重难知识·透析
能量流动的相关计算
(1)能量传递效率的计算公式。
(2)能量传递效率的相关“最值”计算。
若题干中未作具体说明,则一般认为能量传递的最低效率为10%,最高效率为20%。
①在食物链A→B→C→D中有
②在食物网中有
(3)具有人工输入能量的计算。
人工输入到某一营养级的能量是该营养级同化量的一部分,但却不是从上一营养级流入的能量。如求第二营养级至第三营养级传递效率时,应为第三营养级从第二营养级同化的能量(不包括人工输入到第三营养级的能量)/第二营养级的同化量(包括人工输入到第二营养级的能量)×100%。
能力2　围绕生态系统能量流动的特点以及研究能量流动的意义,考查理解能力
2.(2025·甘肃卷,14)正确认识与理解生态系统的能量流动规律,对合理保护与利用生态系统有重要意义。下列叙述正确的是(　　)
A.提高传递效率就能增加营养级的数量
B.呼吸作用越大,能量的传递效率就越大
C.生物量金字塔也可以出现上宽下窄的情形
D.能量流动的单向性决定了人类不能调整能量流动关系
关键能力·提升
C
【解析】 能量传递效率一般是固定的,为10%~20%,不能提高,而且营养级的数量主要取决于生态系统中的能量总量等因素,而不是传递效率;能量传递效率等于相邻两营养级同化量之比,与呼吸作用无直接关系;生物量金字塔是按照各个营养级生物量之间的关系绘制而成的金字塔形,在一些特殊情况下,比如海洋生态系统中,由于浮游植物个体小、寿命短,且不断被浮游动物捕食,可能会出现生物量金字塔上宽下窄的情形;人类可以通过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,比如合理确定草场的载畜量等。
能力3　围绕生态系统能量流动的计算分析,考查模型解读能力
3.秧藕养鱼是一种池塘立体生态种养模式:水体的上层主要是以浮游植物为食的鲢鱼,中层主要是以水生植物为食的草鱼,中下层主要是以软体动物为食的青鱼。某秧藕养鱼立体农业生态系统的能量流动如图,图中的英文字母表示能量(单位: kJ)。下列叙述正确的是(　　)
A.据图可知,流入该生态系统的总能量值为a
B.若d是来自生产者和消费者的同化量,则d可表示呼吸作用散失的能量
C.植食性鱼类到肉食性鱼类的能量传递效率可表示为(c-n)/b×100%
D.鱼类的立体放养使池塘群落具有合理的垂直结构,提高池塘中能量的传递效率
C
【解析】 分析题图可知,流入该生态系统的能量为植物固定的太阳能a+有机物输入(饲料)的能量(m+n);题图中的d表示生产者和消费者流向分解者的能量;植食性鱼类到肉食性鱼类的能量传递效率可表示为(c-n)/b×100%;鱼类的立体放养使池塘群落具有合理的垂直结构,充分利用了池塘水体的空间资源,提高了能量的利用率,而能量传递效率通常是固定的。
能力4　结合生态金字塔的特点,考查理解能力
4.生态金字塔包括能量金字塔、生物量金字塔、数量金字塔等。生态研究小组某时刻调查了不同地区的几种生态金字塔,结果如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)
A.生态金字塔中的每一个层级均代表一个营养级,其中不包括分解者
B.海洋中某时刻可能出现如图甲所示的生物量金字塔
C.三种生态金字塔中均可能含有多条食物链
D.任意自然生态系统中,其能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔应均与图丙吻合
D
【解析】 生态金字塔中的每一个层级均代表一个营养级,不包括分解者,每个营养级中可含有多个物种,因此三种生态金字塔中可能均含有多条食物链;海洋中浮游植物的个体小,生命周期短,在某时刻可能出现如图甲所示的生物量金字塔;任意自然生态系统中,其能量金字塔均与图丙吻合,但其生物量金字塔和数量金字塔可能会出现图甲或图乙的情况。

展开更多......

收起↑