資源簡介

第三章 生態系統及其穩定性
第2節 生態系統的能量流動
【核心素養】
生命觀念——物質與能量觀：物質的循環總是伴隨著能量的流動；
科學思維——分析能量流動圖解，培養邏輯思維能力；
分析與綜合：分析能量流動過程，歸納總結能量特點。
4、通過總結能量流動的實踐意義，形成學以致用、關注社會生產生活的態度
學習目標一、能量流動的過程
概念：生態系統中能量的________、傳遞、________和散失的過程，稱為生態系統的能量流動。
2、能量流動的過程
（1）
①．起點：生產者____________開始。②．總量：生產者________________。
③．流動渠道：________和________。
（2）．第一營養級能量流動
提醒　生產者固定的太陽能即第一營養級的__________，一部分能量用于呼吸消耗，余下的用于自身的______________________，即積累有機物中的能量。
（3）第二營養級及其后營養級能量流動
a. 由上圖分析可知
①輸入該營養級的總能量是指圖中的b(填字母)。
②糞便中的能量(c) _______(填“屬于”或“不屬于”)該營養級同化的能量，應為________營養級同化的能量中流向__________的部分。
③初級消費者同化的能量(b)＝ ＋ 。
④生長、發育和繁殖的能量(e)＝ ＋ ＋未被利用的能量(j)。
總結：①攝入量＝同化量＋ 。
其中最高營養級無 。
思考　一種蜣螂專以大象糞為食，則該種蜣螂最多能獲取多少大象的同化量？為什么？
【思考探究】如圖表示能量在兩個營養級之間的流動過程，請據圖思考下列問題：
(1)第一個營養級的同化量與其攝入量和糞便量有怎樣的關系？
(2)上一個營養級同化的總能量是不是全部流向下一個營養級？為什么？
(3)為什么生態系統的能量流動具有單向流動和逐級遞減的特點？
學習目標二、能量流動的特點
閱讀教材P56，填表、討論并回答問題，理解能量流動的特點。
營養級 流入能量 流出能量（輸入后一個營養級的能量） 出入比
生產者
植食性動物
肉食性動物 無 無
（1）、能量能否從肉食性動物流向植食性動物，再流向生產者？
（2）、以呼吸作用散失的熱能，能否再次進入該生態系統？
（3）、流入某營養級的能量，為什么不會百分之百地流到下一營養級？
（4）、通過以上分析，你能總結出能量流動的特點嗎？
（5）、為什么生態系統中能量流動一般不超過5個營養級？
思考：怎樣從能量流動的角度解釋“一山不容二虎”？
學習目標三 生態金字塔
1、概念
(1)能量金字塔
將單位時間內各____所得到的能量數值轉換為相應面積(或體積)的圖形，并將圖形按照____的次序排列，可形成一個金字塔圖形。
(2)生物量金字塔
用能量金字塔的方法表示各個 (每個 所容納的__ __)之間的關系。
(3)數量金字塔
用能量金字塔的方法表示 _的數目比值的關系。
(4)生態金字塔
_ _統稱為生態金字塔。
生態金字塔的類型及特點
類型 能量金字塔 生物量金字塔 數量金字塔
形狀
特點 一般為下寬上窄的(正)金字塔形 一般為上窄下寬的(正)金字塔形，有時會出現上寬下窄倒置的金字塔形
象征 含義 一般生物量(每個營養級所容納的有機物的總干重)沿食物鏈中營養級的升高而逐級遞減
特殊 形狀 某些人工生態系統(如人工魚塘)可呈現倒置狀況 在海洋生態系統中，生產者浮游植物個體小、壽命短，又會不斷被浮游動物吃掉，因而某一時間調查到的浮游植物的生物量可能要低于浮游動物的生物量 如一棵樹與樹上昆蟲及鳥的數量關系：
③在一個生態系統中，營養級越多，在能量流動過程中消耗的能量就越多。生態系統中的能量流動一般不超過 個營養級。
學習目標四 研究能量流動的實踐意義
(1)研究生態系統的能量流動，可以幫助人們__ __，增大流入某個生態系統的__ 。
(2)幫助人們 ，使能量得到 的利用。
(3)幫助人們__ __，使能量__ __。
學習目標伍 能量流動的相關計算
1.能量流動過程中相關最值的計算：分析下圖食物網，進行相關計算：
（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從B、F中獲得的能量比為3∶1，C增重1千克，則最少需要消耗A多少千克？
（4）如果C取食B、F的能量比例關系由1∶1變為1∶2，當C增重1千克，傳遞效率為10%時，所需要A的能量是改變前的多少倍？
小結:計算方法：
A.知低營養級求高營養級
B.知高營養級求低營養級
一、選擇題：（1-10題為單選，11、12為不定項選擇題，每小題5分，共計60分）
1．下列有關食物鏈和食物網說法正確的是（ ）
A．捕食食物鏈中，生產者不一定最多
B．在食物鏈中營養級別越高的生物，個體內能量越少
C．沿著食物鏈方向，動物個體越來越大
D．食物網越復雜，生態系統就越容易發生波動
2．下圖為生態系統中能量流動圖解部分示意圖（字母表示能量的數值），其中正確的
A．圖中b＝h＋c＋d＋e＋f＋i
B．生產者與初級消費者之間的能量傳遞效率為(b/a)×100%
C．“草→兔→狼”這一捕食鏈中，狼糞便中的能量屬于d
D．縮短食物鏈可以提高能量傳遞效率
3．如圖是某生態系統中部分食物鏈上的能量流動過程（圖中石南是一種植物，字母表示能量的多少），下列敘述錯誤的是（ ）
A．石南固定的太陽能a大于b+d
B．在該食物鏈中，猞猁糞便中的能量屬于f
C．石南與雪兔之間的能量傳遞效率大于（c+e）/a×100%
D．猞猁的捕食作用在一定程度上能促進雪兔種群的發展
4．下圖表示某河流生態系統的能量金字塔及相關食物網（甲、乙、丙為3種魚，甲不攝食藻類，箭頭指示能量流動方向，圖中遺漏了一個箭頭）。下列有關敘述正確的是（ ）
A．按照能量流動的傳遞效率，藻類的能量一定有10～20％被乙同化
B．在不變動各生物營養級的前提下，補充的箭頭可以添加在甲丁之間
C．如果沒有丁，生態系統中動植物的遺體和動物的排遺物會堆積如山
D．圖中甲和乙屬于同一個種群，而處于第三、四營養級的丁屬于不同的種群
5．某草原上甲、乙、丙、丁四種生物之間的食物關系如圖所示。研究發現丁中的有機物增加a kg時，從乙獲取的能量占其獲得全部能量的3/4。下列相關分析正確的是（　　）
A．圖中所有生物共同構成了草原群落
B．同一時期草合成的有機物至少為50a kg
C．若丙數量減少，則甲、乙數量均會增加
D．甲與乙是競爭關系，均屬于次級消費者
6．如圖是某草原生態系統中部分營養結構，若蛇取食鼠的比例由1/4調整到3/4，假設能量傳遞效率按20%計算，從理論上分析，改變取食比例后蛇體重增加1 kg，人能比原來多增重(　　)
A．2 kg B．2.5 kg C．4 kg D．4.5 kg
7.下列關于生態金字塔的敘述，正確的是(　　)
A．生態金字塔顯示了各營養級之間的數量關系
B．生態金字塔中每個營養級的生物均屬于同一食物鏈
C．生態金字塔中的營養級均按其所占的數值大小依次排列
D．生態金字塔可分別以個體數量、生產量和能量為指標繪制
8.生態系統的營養結構是物質循環和能量流動的主要途徑。下列敘述錯誤的是(　　)
A．調查生物群落內各物種之間的取食與被取食關系，可構建食物鏈
B．整合調查所得的全部食物鏈，可構建營養關系更為復雜的食物網
C．歸類各食物鏈中處于相同環節的所有物種，可構建相應的營養級
D．測算主要食物鏈各環節的能量值，可構建生態系統的能量金字塔
9．螳螂捕蟬，黃雀在后體現了食物鏈的原理，若鷹遷入了蟬、螳螂、黃雀所在的樹林中，捕食黃雀并棲息在林中。下列敘述正確的是(　　)
A．蟬、螳螂、黃雀、鷹構成了一條食物鏈
B．鷹的遷入使得黃雀的數量大幅持續銳減
C．螳螂通過捕食蟬獲得了蟬能量的10%～20%
D．鷹的遷入增加了該生態系統能量流動的環節
10．如圖是某草原生態系統能量流動的情況，各個字母表示相關能量的多少，其中d、e、f表示用于生長、發育和繁殖的能量。下列說法不正確的是
A．g、h、i分別表示相應營養級生物通過呼吸作用以熱能形式散失的能量
B．兔子同化的能量可以表示為b＝h＋e＋c＋k
C．如果相鄰營養級之間的能量傳遞效率相同，則有關系b2＝ac
D．如果能量從第一營養級流向第二營養級的傳遞效率為10%，則a＝10b
11（不定項）.如圖為某池塘生態系統中飼養草魚時的能量流動過程，其中a～i表示能量值。下列關于該過程的敘述，正確的是(　　)
A．流經該生態系統的總能量為a
B．第一、二營養級之間的能量傳遞效率為(g＋h)/a×100%
C．第一、二營養級之間的能量傳遞效率為h/b×100%
D．通過投放消化酶可能提高第一、二營養級之間的能量傳遞效率
12（不定項）.下列關于研究能量流動的實踐意義的敘述，正確的是(　　)
A．農田生態系統中的間作套種、蔬菜大棚中的多層育苗均可增大流入生態系統的總能量
B．科學地規劃和設計人工生態系統可實現能量的多級利用，提高能量的傳遞效率
C．稻田除雜草、養蟹可合理調整生態系統中的能量流動關系
D．根據草場能量流動的特點，可以合理確定草場的載畜量，保持畜產品的持續高產
填空題：（每空4分，共40分）
13．圖甲為某草原生態系統的食物網關系圖，圖乙為該生態系統中與鼠相關的能量流動過程，圖中字母代表能量值。請回答下列問題：
（1）圖甲中存在____條食物鏈，蛇和鷹的種間關系為__________。
（2）圖乙中的A屬于圖甲中____的同化量，C為用于____________________的能量。若該生態系統中草的同化量為E，則該生態系統中第一營養級與第二營養級的能量傳遞效率____________　(填“大于”“等于”或“小于”)B/E。
14．如圖為某人工魚塘生態系統的能量流動過程中部分環節涉及的能量[單位為×103 kJ/(m2·a)]，其中有機物輸入是指人工飼喂過程中各營養級同化的能量，請回答有關問題：
(1)圖中①代表的生理過程是______________，圖中②代表的物質中的能量主要以____________________的形式儲存。
(2)該生態系統生產者固定的總能量為__________kJ/(m2·a)，能量從第二營養級到第三營養級的傳遞效率約為________。
(3)若該魚塘對某類魚的容納量為8 000尾，則捕撈后這種魚的數量為________尾時可獲得最大持續捕撈量。
3.2生態系統的能量流動 參考答案
1．A 【解析】捕食食物鏈中，生產者含有的能量最多，但是數量不一定最多，A正確；在食物鏈中營養級別越高的生物，其種群含有的能量越少，但是其個體含有的能量不一定少，B錯誤；沿著食物鏈方向，動物個體不一定越來越大，如樹的體積比蟲大得多，C錯誤；食物網越復雜，生態系統的抵抗力穩定性越高，就越不容易發生波動，D錯誤。
2．C 【解析】A、圖中b=h+c，A錯誤；B、生產者與初級消費者之間的能量傳遞效率為 (b-h)/a×100%或c/a×100%，B錯誤；C、“草→兔→狼”這一捕食鏈中，狼糞便中的能量屬于狼攝入的能量，而狼攝入的能量屬于兔用于生長、發育和繁殖的能量，屬于d，C正確；D、縮短食物鏈不能提高能量傳遞效率，但可以提高能量的利用率，D錯誤。
3．B 【解析】A、流經該生態系統的總能量為石南所固定的全部太陽能，這部分能量的去向包括自身呼吸消耗、流向下一個營養級雪兔（b）、流向分解者、未被利用，因此石南固定太陽能a的數值大于b、d之和，A正確；B、猞猁糞便中的能量屬于雪兔同化量中的一部分，故猞猁糞便中的能量屬于e，B錯誤；C、石南的同化量為a，雪兔的同化量為b，同化量為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，石南與雪兔之間的能量傳遞效率=b/a×100%，其能量傳遞效率大于（c+e）/a×100%，C正確；D、猞猁的捕食作用在一定程度上促進雪兔種群的發展，即兩者共同進化，D正確。
4．B 【解析】A、能量傳遞效率是指相鄰兩個營養級之間同化量的比值，數值一般在10～20％，第一營養級除藻類外還有水草，第二營養級含有甲、乙，故按照能量流動的傳遞效率，藻類的能量不一定有10～20％被乙同化，A錯誤；B、據題意可知，甲、乙、丙為3種魚，在不變動各生物營養級的前提下，補充的箭頭可以添加在甲丁之間，B正確；C、如果沒有分解者，生態系統中動植物的遺體和動物的排遺物會堆積如山，而分解者不屬于食物鏈中的成分，不對應丁，C錯誤；D、種群是指一定區域內同種生物的全部個體，圖示甲和乙屬于第二營養級，但據題干信息可知兩者為不同生物，故不是同一種群；丁雖在不同食物鏈中屬于不同營養級，但是同一物種，可能是同一種群，D錯誤。
5．B 6． A 7. A 8. D 9． D 10． B 11.D 12.ACD
13.（1）3 競爭和捕食 （2）草 生長發育和繁殖 大于
14.(1)呼吸作用 有機物中化學能 (2)1.1×105 15.6% (3)4 000

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