2018-2019版高中生物 第4章 生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展 第1節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的系統(tǒng) 第2課時(shí)學(xué)案 北師大版必修3.doc

《2018-2019版高中生物 第4章 生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展 第1節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的系統(tǒng) 第2課時(shí)學(xué)案 北師大版必修3.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019版高中生物 第4章 生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展 第1節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的系統(tǒng) 第2課時(shí)學(xué)案 北師大版必修3.doc（15頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第2課時(shí)　生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng) [目標(biāo)導(dǎo)讀]　1.通過(guò)教材P94調(diào)查、P95圖4－7和圖4－8，建立生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的一般性模型。2.對(duì)教材P96提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，歸納出生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的基本特征。3.結(jié)合農(nóng)田、草原、森林生態(tài)系統(tǒng)實(shí)際，闡明研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的意義。 [重難點(diǎn)擊]　1.生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的一般性模型。2.能量流動(dòng)的基本特征。 一　能量流動(dòng)的一般過(guò)程 能量流動(dòng)是生態(tài)系統(tǒng)重要的功能之一，請(qǐng)結(jié)合教材P94調(diào)查內(nèi)容建立能量流動(dòng)的一般過(guò)程。 1．某學(xué)習(xí)小組對(duì)一片稻田進(jìn)行了調(diào)查，繪制出食物網(wǎng)如圖： 上述的食物網(wǎng)中，蛇的能量直接來(lái)自于田鼠、蛙和食蟲(chóng)鳥(niǎo)，歸根結(jié)底來(lái)自于水稻、雜草等固定的太陽(yáng)能。 2．完成下圖，分析生產(chǎn)者能量的來(lái)源和去路。 (1)輸入生產(chǎn)者的能量是指生產(chǎn)者通過(guò)光合作用固定到有機(jī)物中的太陽(yáng)能。 (2)生產(chǎn)者得到能量的三個(gè)主要去向分別是： ①在植物體生長(zhǎng)發(fā)育的過(guò)程中經(jīng)過(guò)呼吸作用消耗掉，以熱能形式散發(fā)到環(huán)境中去。 ②被初級(jí)消費(fèi)者取食，經(jīng)過(guò)能量的轉(zhuǎn)化流入第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)。 ③被分解者分解，以熱能形式散發(fā)到環(huán)境中去。 3．模擬上述過(guò)程可以分析各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量的輸入、傳遞和輸出的過(guò)程，建立生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的一般性模型，并分析： (1)能量的輸入 ①源頭：太陽(yáng)能。 ②相關(guān)生理過(guò)程：光合作用。 ③能量轉(zhuǎn)換形式：光能→有機(jī)物中的化學(xué)能。 ④輸入總量：生產(chǎn)者固定的全部能量。 (2)能量的傳遞 ①傳遞途徑：食物鏈和食物網(wǎng)。 ②傳遞形式：有機(jī)物中的化學(xué)能。 (3)能量的輸出 ①形式：熱能。熱能是能量流動(dòng)的最終歸宿。 ②一般途徑：呼吸作用，包括各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)自身的呼吸消耗以及分解者的呼吸作用。 ③特殊途徑：動(dòng)植物遺體形成煤炭、石油等，經(jīng)過(guò)燃燒放出熱能。 歸納提煉 1．動(dòng)物同化的能量＝攝入的能量－糞便有機(jī)物中的能量，即攝入的食物只有部分被同化。例如蜣螂利用大象的糞便獲得能量，而不能說(shuō)蜣螂獲得了大象的能量。 2．流入一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量是指被這個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物所同化的全部能量。能量的來(lái)源與去路： (1)來(lái)源 (2)去路 即一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)所同化的能量＝呼吸消耗的能量＋被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量＋分解者利用的能量＋未被利用的能量。 活學(xué)活用 1．結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的一般性模型，判斷下列說(shuō)法的正誤。 (1)當(dāng)狼吃掉一只兔子時(shí)，就獲得了兔子的全部能量(　　) (2)初級(jí)消費(fèi)者的糞便量屬于第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量(　　) (3)同化量≠用于生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖的能量(　　) (4)呼吸作用所產(chǎn)生的能量都是以熱能的形式散發(fā)到環(huán)境中去(　　) (5)分解者的分解作用也是通過(guò)呼吸作用完成的(　　) (6)能量a＝e＋b＋i(　　) (7)箭頭a代表生產(chǎn)者的同化量，方框②代表初級(jí)消費(fèi)者的攝入量(　　) (8)生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)和轉(zhuǎn)化不遵循能量守恒定律，總量越來(lái)越少(　　) (9)流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的能量能夠重新再回到這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，被重復(fù)利用(　　) 答案　(1)　(2)　(3)√　(4)　(5)√　(6)√　(7)　(8)　(9) 解析　(2)初級(jí)消費(fèi)者的糞便量屬于第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量。(4)呼吸作用所產(chǎn)生的能量一部分儲(chǔ)存在ATP中，其余以熱能的形式散失。(7)方框②代表初級(jí)消費(fèi)者的同化量。(8)生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)和轉(zhuǎn)化遵循能量守恒定律。 二　能量流動(dòng)的基本特征 能量在沿著食物鏈或食物網(wǎng)傳遞期間不斷被消耗和傳遞，試結(jié)合奧德姆1957年對(duì)佛羅里達(dá)州的銀泉水域生態(tài)系統(tǒng)的能流分析圖解，總結(jié)能量流動(dòng)的基本特征。 圖中的數(shù)值表示能量值，單位：102 kJ/(m2a)(千焦每平方米年)；中間一排方框中的數(shù)值表示每一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物所同化的總能量值；R表示呼吸消耗。 觀察上圖思考： 1．第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)能否從第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲取能量從而實(shí)現(xiàn)能量的循環(huán)利用？ 答案　不能。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的自然選擇，食物鏈中吃與被吃的關(guān)系不可逆轉(zhuǎn)。 2．呼吸作用散失的熱能能否再被生產(chǎn)者和其他所有生物直接利用？不能。 3．由以上問(wèn)題1、2可以得出能量流動(dòng)具有單向流動(dòng)的特點(diǎn)。 4．生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過(guò)程中，能量隨著營(yíng)養(yǎng)級(jí)的升高而出現(xiàn)什么樣的變化？其原因是什么？ 答案　逐級(jí)減少。其原因是： (1)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物都會(huì)因呼吸作用而消耗掉相當(dāng)大的一部分能量。 (2)還有少部分能量隨著殘枝敗葉或遺體等直接傳遞給了分解者。 5．一條食物鏈中一般不超過(guò)4～5個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的原因是什么？ 答案　生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的傳遞效率一般是10%～20%，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越多，能量的消耗就越多，所剩能量往往不能維持一個(gè)新的營(yíng)養(yǎng)級(jí)。 6．上圖中流入第二、第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量值，分別占上一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的總能量值的比值是多少？ 答案　第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞至第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的傳遞效率為：100%≈16.19%。 第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞至第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的傳遞效率為：100%≈11.28%。 7．人們把一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)和它的上一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)所同化的能量值的比值稱(chēng)為林德曼效率，通過(guò)計(jì)算上圖兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的林德曼效率，會(huì)發(fā)現(xiàn)其介于10%～20%之間。 8．若將各營(yíng)養(yǎng)級(jí)所固定的總能量值的多少繪制成圖，會(huì)形成什么形狀？ 答案　一個(gè)金字塔形，稱(chēng)之為能量金字塔。 9．下圖為一能量金字塔，請(qǐng)分析 (1)能量金字塔的塔基由生產(chǎn)者構(gòu)成。 (2)能量金字塔每一臺(tái)階的含義：每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物所固定的能量多少。 (3)能量金字塔形狀的象征含義：能量沿食物鏈流動(dòng)過(guò)程中是逐級(jí)減少的。 (4)能量金字塔的形狀永遠(yuǎn)是正立的。 小貼士　(1)數(shù)量金字塔：數(shù)量金字塔是在生態(tài)系統(tǒng)中，每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)用有機(jī)體的數(shù)目來(lái)表示。一般來(lái)說(shuō)，向下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞時(shí)，生物的體型增大，個(gè)體數(shù)目卻減少。有時(shí)候數(shù)量金字塔會(huì)發(fā)生倒金字塔形。如成千上萬(wàn)的昆蟲(chóng)以一株樹(shù)為生，數(shù)量金字塔就發(fā)生顛倒。 (2)生物量金字塔：生物量金字塔是以單位空間內(nèi)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的有機(jī)物的干重為指標(biāo)制作的金字塔。它也可能出現(xiàn)倒金字塔形，這是因?yàn)樵诤础⒑Ｑ笊鷳B(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者的干重遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于它的光合作用實(shí)際合成的有機(jī)物的量。 歸納提煉 能量流動(dòng)的極值計(jì)算 (1)能量在食物鏈中傳遞的計(jì)算 ①在一條食物鏈中若某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的總能量為n，則最多傳到下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量為0.2n，最少為0.1n。 ②在一條食物鏈中，某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量為n，需要前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量至少為n20%＝5n，最多為n10%＝10n。 (2)能量在食物網(wǎng)中傳遞的計(jì)算 ①若一食物網(wǎng)中，已知最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)增加能量為N a．求最多消耗第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)多少時(shí)，按最長(zhǎng)食物鏈，最低傳遞效率計(jì)算； b．求至少消耗第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)多少時(shí)，按最短食物鏈，最高傳遞效率計(jì)算。 ②若一食物網(wǎng)中，已知第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量為M a．求最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)最多獲得多少能量時(shí)，應(yīng)按最短食物鏈，最高傳遞效率計(jì)算； b．求最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)最少獲得多少能量時(shí)，應(yīng)按最長(zhǎng)食物鏈，最低傳遞效率計(jì)算。 (3)在已知高營(yíng)養(yǎng)級(jí)求需要低營(yíng)養(yǎng)級(jí)最值時(shí)，若高營(yíng)養(yǎng)級(jí)有多種食物來(lái)源，要注意高營(yíng)養(yǎng)級(jí)食物來(lái)源有沒(méi)有具體分配，若有就不能選最短或最長(zhǎng)的食物鏈，而要按分配情況逐一計(jì)算，然后相加。 活學(xué)活用 2．如圖為某生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)圖解部分示意圖，①②③④各代表一定的能量值，下列各項(xiàng)中正確的是(　　) A．①表示流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的總能量 B．一般情況下，次級(jí)消費(fèi)者增加1 kg，生產(chǎn)者至少增加100 kg C．生物與生物之間的捕食關(guān)系一般不可逆轉(zhuǎn)，所以能量流動(dòng)具有單向性 D．從能量關(guān)系看②≥③＋④ 問(wèn)題導(dǎo)析　(1)生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能的總量是流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量，所以①不表示(表示/不表示)流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的總能量。 (2)次級(jí)消費(fèi)者增加1 千克，求生產(chǎn)者至少增加多少千克，傳遞效率應(yīng)取20%。 (3)圖中次級(jí)消費(fèi)者的能量去路還可能有通過(guò)次級(jí)消費(fèi)者呼吸作用散失的熱能、未利用能量，所以②與③＋④的大小關(guān)系為②>③＋④。 答案　C 三　研究生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的意義 某市在落實(shí)“禁燒秸稈”工作的過(guò)程中，化“堵”為“疏”，引導(dǎo)農(nóng)民設(shè)計(jì)建立了如下生態(tài)系統(tǒng)模式圖，閱讀教材思考如下問(wèn)題： (1)相比農(nóng)作物秸稈直接燃燒，上述生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了農(nóng)作物中能量的多級(jí)利用，提高了能量利用效率。 (2)有人說(shuō)：“由于上述生態(tài)系統(tǒng)是人工設(shè)計(jì)的，所以其中營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的林德曼效率可由人類(lèi)任意控制？”你認(rèn)為對(duì)嗎？ 答案　不對(duì)。營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的林德曼效率介于10%～20%之間。 (3)在上述生態(tài)系統(tǒng)中，人們?yōu)樘岣咿r(nóng)作物的產(chǎn)量，要經(jīng)常到田間除草、間苗。這樣做的目的是實(shí)現(xiàn)作物的良好生長(zhǎng)，合理密植，充分利用太陽(yáng)光能，將更多的能量轉(zhuǎn)化到我們的目標(biāo)產(chǎn)物中去。 小貼士　林德曼效率與能量利用效率的比較 (1)林德曼效率：計(jì)算公式為林德曼效率＝(下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量/上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量)100%，能量在相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的林德曼效率為10%～20%。 (2)能量利用效率：流入最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量占生產(chǎn)者能量的比值。在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越多，在能量流動(dòng)過(guò)程中消耗的能量就越多，因此食物鏈越短，能量利用效率越高。 歸納提煉 根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)規(guī)律，在實(shí)際生活中借鑒以下措施：(1)盡量縮短食物鏈；(2)充分利用生產(chǎn)者；(3)充分利用分解者，如利用秸稈培育食用菌、利用植物殘?bào)w生產(chǎn)沼氣等。 活學(xué)活用 3．在社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)中，四川某地通過(guò)新建沼氣池和植樹(shù)造林，構(gòu)建了新型農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)(如圖所示)。判斷下列說(shuō)法的正誤： (1)該生態(tài)系統(tǒng)中，處于第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物有人和家禽、家畜(　　) (2)該生態(tài)系統(tǒng)中，人的作用非常關(guān)鍵，植物是主要成分(　　) (3)該生態(tài)系統(tǒng)的建立，提高了各營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的林德曼效率(　　) (4)微生物也能利用農(nóng)作物通過(guò)光合作用儲(chǔ)存的能量(　　) (5)多途徑利用農(nóng)作物可提高該系統(tǒng)的能量利用效率(　　) (6)沼渣、沼液作為肥料還田，使能量能夠循環(huán)利用(　　) (7)沼氣池中的微生物也是該生態(tài)系統(tǒng)的分解者(　　) (8)沼氣可以用來(lái)作燃料或者取暖，是“低碳經(jīng)濟(jì)，低碳生活”很好的體現(xiàn)(　　) 答案　(1)√　(2)√　(3)　(4)√　(5)√　(6)　(7)√　(8)√ 解析　能量只能單向流動(dòng)，逐級(jí)減少。在食物網(wǎng)相鄰營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間傳遞效率并沒(méi)有改變，改變的只是能量利用效率。 當(dāng)堂檢測(cè) 1．下圖為某生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)簡(jiǎn)圖，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．甲是生產(chǎn)者，乙是消費(fèi)者 B．該生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)放的系統(tǒng) C．太陽(yáng)光能通過(guò)光合作用固定并進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)，可以熱能形式輸出 D．甲、乙和分解者所儲(chǔ)存的能量之和是輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量 答案　D 解析　由圖可知，甲能夠固定太陽(yáng)能，則甲為生產(chǎn)者，乙從甲獲取能量，則乙為消費(fèi)者。太陽(yáng)光能通過(guò)光合作用固定并進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者的呼吸作用后有一部分以熱能的形式散失，因此生態(tài)系統(tǒng)需要不斷從外界獲得能量的同時(shí)又不斷將能量擴(kuò)散到外界。輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者甲固定的太陽(yáng)能總量。 2.下圖為某一生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別代表不同的營(yíng)養(yǎng)級(jí)，E1、E2代表能量的形式。下列敘述正確的是(　　) A．Ⅰ是初級(jí)消費(fèi)者 B．Ⅳ為分解者 C．E1為太陽(yáng)能，E2為熱能 D．能量可在食物鏈中循環(huán)利用 答案　C 解析　能量金字塔中Ⅰ表示生產(chǎn)者，為第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ表示消費(fèi)者，分別代表第二、三、四營(yíng)養(yǎng)級(jí)，食物鏈可表示為Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ；該生態(tài)系統(tǒng)的全部能量為Ⅰ所固定的全部太陽(yáng)能，用E1表示，E2表示各營(yíng)養(yǎng)級(jí)由于呼吸作用產(chǎn)生的熱能；能量在食物鏈中只能單向流動(dòng)，并且隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)的升高逐級(jí)遞減。 3．能量流動(dòng)是指生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過(guò)程，下列關(guān)于能量流動(dòng)的敘述，正確的是(　　) A．能量沿食物鏈單向流動(dòng) B．能量沿食物鏈循環(huán)流動(dòng) C．能量在各營(yíng)養(yǎng)級(jí)間可以循環(huán)利用 D．消費(fèi)者的級(jí)別越高，所獲得的能量越多 答案　A 解析　能量流動(dòng)的特點(diǎn)是單向流動(dòng)，逐級(jí)遞減，A正確；能量沿食物鏈或食物網(wǎng)單向流動(dòng)，B錯(cuò)誤；能量在各營(yíng)養(yǎng)級(jí)間不能循環(huán)利用，C錯(cuò)誤；消費(fèi)者的級(jí)別越高，所獲得的能量越少，D錯(cuò)誤。 4．下圖是對(duì)某湖泊的能量考查結(jié)果[單位：千焦/(厘米2年)]，請(qǐng)據(jù)圖回答： (1)流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量主要是指______________________，為_(kāi)_______千焦/(厘米2年)。 (2)能量從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的林德曼效率約為_(kāi)_________%，這說(shuō)明了能量流動(dòng)的特點(diǎn)是__________的，也就是說(shuō)食物鏈越長(zhǎng)，__________越多。 (3)D(熱能)是通過(guò)______________釋放的能量。 (4)能量流動(dòng)具有單向、不循環(huán)的特點(diǎn)，主要原因是由于生物不能在代謝中利用________________________________________________________________________。 答案　(1)生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能的總量　0.46 (2)13.5　逐級(jí)減少　能量流失 (3)呼吸作用 (4)呼吸作用放出的熱能 解析　解答本題容易出現(xiàn)的問(wèn)題是：①識(shí)圖不準(zhǔn)，分辨能力差，把487.28當(dāng)成正確答案；②林德曼效率應(yīng)該通過(guò)計(jì)算作答，不能填寫(xiě)10%～20%；③熱能是通過(guò)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的呼吸作用而釋放出來(lái)的，這部分能量是不能再利用的，只能散失。“呼吸作用”此時(shí)不能用“分解作用”或“代謝作用”來(lái)代替。 40分鐘課時(shí)作業(yè) [學(xué)考達(dá)標(biāo)] 知識(shí)點(diǎn)一　能量流動(dòng)的一般過(guò)程 1．生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是指(　　) ①能量輸入　②能量傳遞?、勰芰?jī)?chǔ)存　④能量轉(zhuǎn)化?、菽芰可⑹? A．①②③④ B．①②④ C．①②④⑤ D．①②③⑤ 答案　C 解析　生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是指生態(tài)系統(tǒng)中的能量輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過(guò)程。 2．在由草、兔、狐組成的一條食物鏈中，兔經(jīng)同化作用所獲得的能量，其去向不應(yīng)該包括(　　) A．通過(guò)兔的呼吸作用釋放的能量 B．通過(guò)兔的糞便流入到分解者體內(nèi)的能量 C．通過(guò)狐的糞便流入到分解者體內(nèi)的能量 D．流入到狐體內(nèi)的能量 答案　B 解析　兔經(jīng)同化作用所獲得的能量，有2條去路：一是通過(guò)呼吸作用以熱能的形式釋放；二是用于兔自身的生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖，然后被下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)即狐攝入和被分解者分解利用，但應(yīng)注意的是狐攝入后，未被消化的以糞便形式排出的部分，是屬于兔的能量，而不是狐的能量。兔的糞便中的能量應(yīng)屬于生產(chǎn)者的能量。 知識(shí)點(diǎn)二　能量流動(dòng)的基本特征 3．在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，已知初級(jí)消費(fèi)者與次級(jí)消費(fèi)者的個(gè)體數(shù)分別為N1、N2，個(gè)體平均重量分別為M1、M2，則下列關(guān)系式正確的是(　　) A．N1M1＞N2M2 B．N1M1＜N2M2 C．N1M1＝N2M2 D．N1M1≥N2M2 答案　A 解析　能量流動(dòng)是逐級(jí)減少的，生物量可以代表能量值，所以N1M1＞N2M2。 4.如圖為生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的部分圖解，①代表一定的能量值。下列相關(guān)敘述中，正確的是(　　) A．生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是循環(huán)進(jìn)行的 B．能量在沿食物鏈流動(dòng)時(shí)逐級(jí)減少 C．次級(jí)消費(fèi)者屬于第二營(yíng)養(yǎng)級(jí) D．圖中①代表呼吸作用所消耗的能量 答案　B 解析　生態(tài)系統(tǒng)的能量只能單向流動(dòng)，不能循環(huán)，故A錯(cuò)誤；能量流動(dòng)的特點(diǎn)之一就是沿食物鏈流動(dòng)時(shí)逐級(jí)減少，故B正確；次級(jí)消費(fèi)者屬于第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)，故C錯(cuò)誤；①代表被分解者分解的生產(chǎn)者的遺體和殘骸中所含有的能量，故D錯(cuò)誤。 5．以下關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)的敘述中，哪一項(xiàng)是不正確的(　　) A．能量流動(dòng)是單向的、不循環(huán)的 B．食物鏈越短，可供最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)消費(fèi)者獲得的能量越多 C．初級(jí)消費(fèi)者越多，次級(jí)消費(fèi)者獲得的能量越少 D．營(yíng)養(yǎng)級(jí)越多，散失的能量越多 答案　C 解析　次級(jí)消費(fèi)者獲得的能量為初級(jí)消費(fèi)者總能量的10%～20%。初級(jí)消費(fèi)者越多，向下可傳遞的能量也就越多，因此次級(jí)消費(fèi)者獲得的能量也越多。 知識(shí)點(diǎn)三　研究生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的意義 6. 稻田里，農(nóng)民要拔掉稗草；魚(yú)塘中，人們要不斷清除肉食性的“黑魚(yú)”，用生態(tài)學(xué)的觀點(diǎn)看，這是為了(　　) A．保持生態(tài)平衡 B．保持生物群落的單一性 C．調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)方向 D．使物質(zhì)能夠盡快地循環(huán)流動(dòng) 答案　C 解析　稻田中水稻與稗草構(gòu)成競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，除去雜草(稗草)，可使能量盡可能多地流向水稻；魚(yú)塘中清除更高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的肉食性“黑魚(yú)”，可使能量盡可能多地流向養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)。 7．根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．“?；~(yú)塘”生態(tài)系統(tǒng)與普通水稻生態(tài)系統(tǒng)相比實(shí)現(xiàn)了能量多級(jí)利用 B．人工魚(yú)塘生態(tài)系統(tǒng)中消費(fèi)者同化的能量往往大于生產(chǎn)者所固定的太陽(yáng)能 C．水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)，為充分利用生產(chǎn)者所固定的能量，應(yīng)以食物鏈長(zhǎng)的魚(yú)類(lèi)為養(yǎng)殖對(duì)象 D．營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高的生物種群體內(nèi)積累的有毒物質(zhì)越多，所獲得的能量越少 答案　C 解析　“?；~(yú)塘”是人工建立的良性生態(tài)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了能量的多級(jí)利用，A正確；由于人工魚(yú)塘中高密度飼養(yǎng)魚(yú)，需要投入大量的飼料，因此人工魚(yú)塘生態(tài)系統(tǒng)中消費(fèi)者同化的能量往往大于生產(chǎn)者所固定的太陽(yáng)能，B正確；能量是單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減的，所以水產(chǎn)養(yǎng)殖時(shí)，為充分利用生產(chǎn)者所固定的太陽(yáng)能，應(yīng)縮短食物鏈，減少能量的浪費(fèi)，因此應(yīng)多養(yǎng)殖植食性魚(yú)類(lèi)，C錯(cuò)誤；由于食物鏈的富集作用，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高的生物種群體內(nèi)積累的有毒物質(zhì)越多，由于能量逐級(jí)遞減，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高的生物從生產(chǎn)者獲得的能量越少，D正確。 [高考提能] 8．如圖表示一般生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式圖，在不考慮物質(zhì)的輸入和輸出情況下，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．能量主要是以太陽(yáng)能的形式輸入生態(tài)系統(tǒng) B．組分1、2、3分別代表生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者 C．在一個(gè)幼苗茁壯成長(zhǎng)的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸出量和輸入量相等 D．如果組分1是生產(chǎn)者，那么組分1代表的是綠色植物 答案　A 解析　地球上幾乎所有的生態(tài)系統(tǒng)所需要的能量都來(lái)自太陽(yáng)能，A項(xiàng)正確；太陽(yáng)能被生產(chǎn)者通過(guò)光合作用轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中的化學(xué)能，生產(chǎn)者除了綠色植物之外，還有能進(jìn)行化能合成作用的硝化細(xì)菌等生物，D項(xiàng)錯(cuò)誤；組分1、2、3分別代表生產(chǎn)者、分解者和消費(fèi)者，B項(xiàng)錯(cuò)誤；農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中由于部分能量被固定在植物的有機(jī)物中，因此輸出量和輸入量不相等，C項(xiàng)錯(cuò)誤。 9．如圖為某生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)示意圖[單位：J/(cm2a)]，以下分析不正確的是(　　) A．甲的數(shù)值是1 250 J/(cm2a) B．乙到丙的林德曼效率為15% C．每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量大部分用于呼吸作用和被丁利用 D．乙的個(gè)體數(shù)目一定比甲少 答案　D 解析　一般情況下，隨著營(yíng)養(yǎng)級(jí)的增加，動(dòng)物個(gè)體的數(shù)量會(huì)減少，個(gè)體的體積會(huì)增大，但是也存在特殊情況，例如樹(shù)上的昆蟲(chóng)與樹(shù)之間的關(guān)系。 10．下表是對(duì)某生態(tài)系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)級(jí)和能量流動(dòng)情況的調(diào)查結(jié)果。表中的①②③④分別表示不同的營(yíng)養(yǎng)級(jí)，⑤為分解者。GP表示生物同化作用固定的能量，NP表示生物體儲(chǔ)存的能量(NP＝GP－R)，R表示生物呼吸消耗的能量，下列有關(guān)敘述正確的是(　　) 單位：102 kJ(m2a) GP NP R ① 15.91 2.81 13.10 ② 871.27 369.69 501.58 ③ 0.88 0.34 0.54 ④ 141.20 62.07 79.13 ⑤ 211.85 19.26 192.59 A.生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的渠道可能是②→④→①→③→⑤ B．能量在初級(jí)消費(fèi)者和次級(jí)消費(fèi)者之間的傳遞效率約為5.5% C．若該生態(tài)系統(tǒng)維持現(xiàn)在的能量輸入、輸出水平，則有機(jī)物的總量會(huì)增多 D．④營(yíng)養(yǎng)級(jí)GP的去向中，未被利用的能量有一部分殘留在自身的糞便中 答案　C 解析　根據(jù)題干信息，⑤為分解者，不參與食物鏈構(gòu)成。GP表示生物同化作用固定的能量，即流經(jīng)每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的總能量，根據(jù)①、②、③、④的GP值可判斷食物鏈應(yīng)為②→④→①→③；則能量在初級(jí)消費(fèi)者和次級(jí)消費(fèi)者之間的傳遞效率為(15.91/141.20)100%≈11.3%；該生態(tài)系統(tǒng)輸入的總能量即生產(chǎn)者固定的能量(②中的GP)，輸入生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的能量最終在生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者的呼吸作用過(guò)程中以熱能形式散失，因此輸出的總能量為五部分的R值之和，據(jù)兩數(shù)據(jù)的比較可知，輸入的能量多于輸出的能量，因此有機(jī)物總量會(huì)增多；消費(fèi)者產(chǎn)生的糞便中含有的能量屬于它的上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物同化的能量。 11．據(jù)圖判斷，下列敘述不正確的是(　　) A．食用菌也利用了農(nóng)作物通過(guò)光合作用儲(chǔ)存的能量 B．每一級(jí)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都獲得產(chǎn)品，提高了生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益 C．由于食物鏈延長(zhǎng)，能量逐級(jí)損耗，系統(tǒng)總能量利用率降低 D．由于各級(jí)產(chǎn)物都可以利用，減少了廢物和污染 答案　C 解析　通過(guò)巧接食物鏈，實(shí)現(xiàn)了對(duì)能量的多級(jí)利用，能量利用率提高。 12.如圖為某生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過(guò)程圖解，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題： (1)圖中的箭頭________是不應(yīng)存在的(填序號(hào))。 (2)流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是__________，初級(jí)消費(fèi)者自身生命活動(dòng)所消耗的能量是________(填序號(hào))。 (3)食草動(dòng)物排出的糞便中仍含有部分能量，這部分能量被分解者所利用的過(guò)程應(yīng)屬于箭頭________。 (4)圖中生物構(gòu)成的食物鏈有______個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，屬于第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的是____________。 (5)圖中?所指的是____________________，E代表的成分是________。 (6)④中的能量大約只有③中能量的________。 (7)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的特點(diǎn)是________________。 答案　(1)?　(2)①?、荨?3)?　(4)四　C (5)生產(chǎn)者呼吸消耗的能量　分解者 (6)10%～20% (7)單向流動(dòng)、逐級(jí)減少 解析　(1)從圖解可知E為分解者，生產(chǎn)者不能從分解者中獲得能量，故箭頭?不應(yīng)存在。(2)流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能總量①，初級(jí)消費(fèi)者自身呼吸消耗的能量為⑤。(3)食草動(dòng)物的糞便中殘留的能量并未流入初級(jí)消費(fèi)者，仍屬于生產(chǎn)者的殘遺物，它被分解者利用的箭頭為?。(4)食物鏈一般是捕食鏈，圖中食物鏈為A→B→C→D，共四個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，屬于第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物為C。(5)?為生產(chǎn)者呼吸消耗的能量，E為分解者。(6)④中的能量約為③的10%～20%。(7)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的特點(diǎn)為單向流動(dòng)、逐級(jí)減少。 13．下圖甲為某湖泊生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔簡(jiǎn)圖，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別代表不同的營(yíng)養(yǎng)級(jí)，m1、m2代表不同的能量形式。圖乙表示能量流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的變化示意圖，其中a～g表示能量值的多少。請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題： (1)圖甲中，m1、m2表示的能量形式分別為_(kāi)_________、________。通常情況下，位于營(yíng)養(yǎng)級(jí)Ⅳ的生物個(gè)體數(shù)量一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于Ⅲ的，主要原因是__________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)圖乙中，若A表示圖甲中營(yíng)養(yǎng)級(jí)Ⅱ所攝入的全部能量，則B表示________________，C表示____________________________________。若圖甲中營(yíng)養(yǎng)級(jí)Ⅰ所固定的太陽(yáng)能總量為y，則營(yíng)養(yǎng)級(jí)Ⅰ、Ⅱ間的林德曼效率是________(用圖中所給字母的表達(dá)式表示)。 (3)由圖乙可以總結(jié)出生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的主要特點(diǎn)是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)若圖甲營(yíng)養(yǎng)級(jí)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一種生物甲、乙、丙，構(gòu)成的食物關(guān)系如右圖。其中，甲能量中比例為X的部分直接提供給丙，則要使丙能量增加A kJ，至少需要消耗甲的能量為_(kāi)_______________ kJ(用所給字母的表達(dá)式表示)。 答案　(1)太陽(yáng)能(或同化固定的能量)　熱能(或呼吸作用散失的熱量)　營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高，可利用能量越少，而且營(yíng)養(yǎng)級(jí)高的物種，往往體型較大 (2)同化固定的能量　用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量　b/y100% (3)單向流動(dòng)，逐級(jí)減少 (4)25A/(1＋4X) 解析　(1)m1表示流入該生態(tài)系統(tǒng)的能量，這部分能量是太陽(yáng)能或同化固定的能量，m2表示從該生態(tài)系統(tǒng)散失的能量，即熱能或呼吸作用散失的熱量。由于能量在傳遞過(guò)程中是逐級(jí)減少的，則營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高的生物，可利用能量越少，所以個(gè)體數(shù)量也越少。(2)若A表示圖甲營(yíng)養(yǎng)級(jí)Ⅱ所攝入的全部能量，則B表示Ⅱ同化固定的能量，C表示Ⅱ用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量。若圖甲中營(yíng)養(yǎng)級(jí)Ⅰ所固定的太陽(yáng)能總量為y，而圖乙中營(yíng)養(yǎng)級(jí)Ⅱ同化固定的總能量為b，因此營(yíng)養(yǎng)級(jí)Ⅰ、Ⅱ間的林德曼效率是b/y100%。(3)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的主要特點(diǎn)是單向流動(dòng)，逐級(jí)減少。(4)假設(shè)至少需要消耗甲的能量為a，則甲中直接提供給丙的能量為aX20%，由甲經(jīng)過(guò)乙傳遞給丙的能量為a(1－X)20%20%，根據(jù)題干中的條件可知：aX20%＋a(1－X)20%20%＝A，因此a＝25A/(1＋4X)。 [個(gè)性拓展] 14．非洲某草原生態(tài)系統(tǒng)有如下食物網(wǎng)： (1)當(dāng)這個(gè)草原生態(tài)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)時(shí)，輸入系統(tǒng)的能量______________輸出系統(tǒng)的能量；生態(tài)系統(tǒng)輸出的能量形式是____________。 (2)已知在人類(lèi)干預(yù)作用前，這個(gè)草原生態(tài)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，此時(shí)這塊草原的生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能為300萬(wàn)千焦。按10%的傳遞效率進(jìn)行能量流動(dòng)，設(shè)一種生物被下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)各種生物平均攝食，此時(shí)獅群獲得的能量正好維持一個(gè)種群的生存。這時(shí)獅群獲得的能量是________萬(wàn)千焦。 (3)后來(lái)由于人類(lèi)活動(dòng)的干擾，鼠類(lèi)大量繁殖，種群密度大增。此時(shí)鼠類(lèi)獲取的能量占本營(yíng)養(yǎng)級(jí)的2/3。其仍按10%能量流動(dòng)，其他生物量被下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)各種生物平均攝食，計(jì)算人類(lèi)干預(yù)后，獅群能夠獲得的能量為_(kāi)___________萬(wàn)千焦。如果獅群維持原有的種群數(shù)量繼續(xù)生存，獅子的捕食區(qū)域的面積應(yīng)大約是原來(lái)的__________倍。如果草原的面積有限，則預(yù)測(cè)獅子種群的密度將會(huì)__________。 答案　(1)等于或大于　熱能　(2)1.11　(3)0.57　2　下降 解析　(1)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)維持平衡，輸入能量一定要大于或等于輸出能量，否則生態(tài)系統(tǒng)將退化或遭到破壞。(2)生產(chǎn)者固定的能量為300萬(wàn)千焦，則流入第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)羚羊、斑馬、鼠的總能量為300萬(wàn)千焦10%＝30萬(wàn)千焦，平均分配每種生物獲得10萬(wàn)千焦。獅子處于第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得的能量為(10萬(wàn)1/210%)2＝1萬(wàn)千焦，獅子處于第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得的能量為(10萬(wàn)1/210%10%)2＝0.1萬(wàn)千焦，獅子處于第五營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得的能量為10萬(wàn)10%10%10%＝0.01萬(wàn)千焦，所以獅群獲得的總能量為1.11萬(wàn)千焦。(3)鼠類(lèi)獲取的能量占本營(yíng)養(yǎng)級(jí)的2/3，則鼠獲得能量為30萬(wàn)2/3＝20萬(wàn)，則羚羊與斑馬獲得的能量各為5萬(wàn)，然后計(jì)算得到獅群獲得總能量為0.5＋0.05＋0.02＝0.57萬(wàn)千焦。由于獅群要維持原來(lái)的種群數(shù)量繼續(xù)生存仍需要大約1.11萬(wàn)千焦的能量，故捕食面積應(yīng)接近原來(lái)的2倍。