中图版必修三 第2单元 第3章 生态系统的能量流动 学案.doc

第二节生态系统的功能第1课时生态系统的能量流动1理解能量在生态系统中的流动过程。(重难点)2掌握能量流动的特点。(重点)生 态 系 统 的 功 能 与 能 量 流 动 的 过 程1生态系统的功能(1)功能能量流动和物质循环是生态系统正常运转的动因，也是生态系统的基本功能。生态系统还具有信息传递的功能。(2)能量流和物质流渠道食物链和食物网构成了生态系统中物质流和能量流的渠道。2生态系统中的能量流动(1)源头：太阳能。(2)总能量：生产者固定的太阳能总量。(3)途径：以食物的形式沿食物链的各营养级依次传递。中/华-资*源%库探讨1：输入第二营养级的能量是初级消费者摄入的还是其同化的？ 提示：是同化的能量。探讨2：判断“一只老虎捕食了一只野兔，则野兔的全部能量都流向了老虎”的对错，并思考消费者摄入的能量、同化的能量与粪便中的能量有什么关系？提示：错，还有一部分未被老虎消化吸收的残渣、粪便中的能量存在；同化的能量消费者摄入的能量粪便中的能量。探讨3：在一定时间内，某自然生态系统中全部生产者固定的能量值为a，全部消费者所获得的能量值为b，全部分解者所获得的能量值为c，试分析a、b、c三者之间的关系。提示：生产者固定的能量传递给了消费者和分解者的同时，还有一部分能量以热能的形式散失了，所以abc。1生态系统能量流动过程分析(1)能量的来源：太阳能。(2)能量流动的起点：从生产者固定太阳能开始。(3)流经生态系统的总能量：生产者通过光合作用所固定的太阳能的总量。(4)能量流动的渠道：食物链和食物网。(5)能量的转化：太阳能生物体内有机物中的化学能热能。(6)能量的散失：通过呼吸作用以热能的形式散失。2各营养级能量的传递过程(1)来源：生产者能量来源于太阳光能，消费者的能量来源于上一个营养级。(2)能量总量：同化(固定)的能量。(3)能量流经第二营养级的过程 (4)能量去路该营养级生物呼吸作用消耗。流入到下一个营养级的生物中(最高营养级生物除外)。以动植物遗体、残枝落叶等形式被分解者分解利用。1关于草原生态系统能量流动的叙述，错误的是()a能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程b分解者所需的能量可来自各营养级生物所储存的能量c生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量d生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级【解析】能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失过程，a正确；分解者的作用就是将有机物分解成无机物，并从中获取生命活动所需的能量，b正确；生态系统维持正常功能需要不断地输入光能，c正确；生产者固定的能量除用于自身呼吸外，部分流向分解者，部分流向下一营养级，d错误。【答案】d2在由草、兔、狐组成的一条食物链中，兔经同化作用所获得的能量，其去向不应该包括()a通过兔的呼吸作用释放的能量b通过兔的粪便流入到分解者体内的能量c通过狐的粪便流入到分解者体内的能量d流入到狐体内的能量【解析】兔经同化作用所获得的能量，有三条去路：一是通过呼吸作用以热能的形式释放；二是兔自身的生长发育，然后被下一个营养级即狐摄入，但应注意的是狐摄入后，未被消化的以粪便形式排出的部分，属于兔的能量，而不是狐的能量；三是未被狐摄入的能量。兔的粪便中的能量应属于生产者的能量。【答案】b3如图表示一般生态系统的结构模式图，在不考虑物质的输入和输出情况下，下列说法正确的是 ()a能量主要是以太阳能的形式输入生态系统b组分1、2、3分别代表生产者、消费者和分解者c在一个幼苗茁壮成长的农田生态系统中能量的输出量和输入量相等d如果组分1是生产者，那么组分1代表的是绿色植物【解析】地球上几乎所有的生态系统所需要的能量都来自太阳能，a项正确；太阳能被生产者通过光合作用转化为有机物中的化学能，生产者除了绿色植物之外，还有能进行化能合成作用的硝化细菌等生物，d项错误；组分1、2、3分别代表生产者、分解者和消费者，b项错误；农田生态系统中由于部分能量被固定在植物的有机物中，因此输出量和输入量不相等，c项错误。【答案】a能 量 流 动 的 特 点 与 能 量 金 字 塔1能量流动的特点(1)单向流动概念：只能由第一营养级依次流向各个营养级，而不能逆向传递。原因：输入到生态系统的总能量最终转化成热能、机械能等而散失。(2)逐级递减原因：各营养级生物通过呼吸作用消耗；未被下一营养级利用。表现：各营养级间的能量转化效率平均为10%20%。2能量金字塔(1)形成：单位时间内各营养级的能量数值由低到高绘制而成。(2)表明：一个生态系统营养级越多，能量流动过程中消耗的能量就越多。探讨1：某同学绘制如图所示的能量流动图解(其中w1为生产者固定的太阳能)，据图讨论以下问题：(1)由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为多少？流入初级消费者的能量为多少？(用图示字母表示)提示：d1/w1，d1a2b2c2d2。(2)此图解体现能量流动有何特点？提示：单向流动、逐级递减。探讨2：若把每个营养级的生物量及生物数量关系用能量金字塔的形式表示出来，是不是也是正金字塔形？有没有例外？提示：一般情况下，也是正金字塔形。但是有时候会出现倒置的塔形。例如，在海洋生态系统中，由于生产者(浮游植物)的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，所以某一时刻调查到的浮游植物的生物量可能低于浮游动物的生物量。 当然，总的来看，一年中流过浮游植物的总能量还是比流过浮游动物的要多。同理，成千上万只昆虫生活在一株大树上，该数量金字塔的塔形也会发生倒置。探讨3：人们在研究能量流动时，将秸秆作为牲畜饲料，粪便进入沼气池，生产燃料。此过程提高能量的传递效率了吗？$来&源：提示：没有。以上过程提高了能量的利用率，即人类充分利用了流向分解者的能量，实现了对能量的多级利用，减少了环境污染；但没有提高能量在不同营养级之间的传递效率。能量流动的特点分析1单向流动(1)食物链中，相邻营养级生物的吃与被吃关系不可逆转，因此能量不能倒流，这是长期自然选择的结果。(2)各营养级的能量总有一部分以细胞呼吸产生热能的形式散失掉，这些能量是无法再利用的。2逐级递减(1)每个营养级的生物总有一部分能量不能被下一营养级利用。(2)各个营养级的生物都会因细胞呼吸消耗相当大的一部分能量，供自身利用和以热能形式散失。(3)各营养级中的能量都要有一部分流入分解者。3能量传递效率：10%20%，即输入某一营养级的能量中，只有10%20%的能量流入到下一个营养级。计算方法为：能量传递效率100%。【特别提醒】(1)食物网中，能量传递效率是指某营养级流向各食物链下一营养级的总能量占该营养级的比例。如bac是指流向b、c的总能量占a所同化能量的10%20%。(2)各营养级总生物量、活动取食范围、生物富集也存在相应的递变关系，不过生物富集是逐级递增的。1如图为某生态系统中能量传递示意图，以下叙述不正确的是 () a能量流动是从甲固定的太阳能开始的，流入该生态系统的总能量为1 250 kjwww.b从乙到丙的能量传递效率为15%c将乙和丙的粪便作为有机肥还田，可以提高能量传递效率d食物链的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动的单向性【解析】能量流动从生产者固定的太阳能开始，流入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能1752008751 250 kj；从乙到丙的能量传递效率为30200100%15%；将乙和丙的粪便作为有机肥还田，为作物提供了无机盐，但不能提高能量传递效率；食物链的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动的单向性。【答案】c2如图甲为某湖泊生态系统的能量金字塔简图，其中、分别代表不同的营养级，m1、m2代表不同的能量形式。图乙表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图，其中ag表示能量值。请据图作答：图甲图乙(1)图甲中，m1、m2表示的能量形式分别为_、_。通常情况下，位于营养级的生物个体数量一般远远少于，主要原因是_。(2)图乙中，若a表示图甲中营养级所摄入的全部能量，则b表示_，c表示_。若图甲中营养级所固定的太阳能总量为y，则营养级、间的能量传递效率是_(用图中所给字母表示)。(3)由图乙可以总结出生态系统能量流动的主要特点是_。图丙(4)若图甲中营养级、各有一种生物甲、乙、丙，构成的食物关系如图丙。其中，甲的能量中比例为x的部分直接提供给丙，则要使丙的能量增加a kj，至少需要消耗甲的能量为_kj(用所给字母表示)。【解析】(1)m1表示流入该生态系统的总能量，这部分能量是太阳能或生产者固定的能量，m2表示从该生态系统散失的能量，即热能或呼吸作用散失的热量。由于能量在传递过程中是逐级递减的，因此营养级越高的生物，可利用的能量越少，所以个体数量往往也越少。(2)若a表示图甲中营养级所摄入的全部能量，则b表示同化的能量，c表示用于生长、发育和繁殖的能量。若图甲中营养级所固定的太阳能总量为y，而图乙中营养级同化的总能量为b，则营养级、间的能量传递效率是b/y100%。(3)生态系统中能量流动的主要特点是单向流动、逐级递减。(4)假设至少需要消耗甲的能量为a，则丙从甲丙途径获得的能量为ax20%，丙从甲乙丙途径获得的能量为a(1x)20%20%，根据题干中的条件可知：ax20%a(1x)20%20%a，因此a25a/(14x)。【答案】(1)太阳能(或生产者同化固定的能量)热能(或呼吸作用散失的热量)营养级高，可利用的能量少(2)营养级同化的能量营养级用于生长、发育和繁殖的能量b/y100%(3)单向流动、逐级递减(4)25a/(14x)1在生态系统的能量流动中，能量形式的转变顺序是()a光能化学能热能b热能光能化学能c化学能光能热能 d光能热能化学能【解析】在生态系统中，绿色植物通过光合作用把光能转化为有机物中的化学能，生物群落中的化学能最终以热能的形式散失。【答案】a2下图表示生态系统中生产者能量的来源和去路，下列说法错误的是()a流经该生态系统的总能量为abb以热能形式散失cc用于自身生长发育繁殖d若d为下一个营养级同化的能量，则d的量是c的10%20%【解析】若d为下一营养级同化的能量，则d的量是a的10%20%。【答案】d3某同学通过分析蛇的食性绘制了如图所示的食物关系。假定一条1 kg的蛇，4/5的食物来自鼠，1/5的食物来自蛙。按能量流动的最高效率计算，此蛇间接消耗的植物为()a45 kg b22.5 kgc90 kg d20 kg【解析】依题意知此蛇间接消耗的植物为(4/5)20%20%(1/5)20%20%20%45 kg。【答案】a4.右图是一个农业生态系统模式图，下列关于该系统的叙述中，错误的是 ()www.a微生物能利用农作物通过光合作用储存的能量b沼气池中的微生物是该生态系统的分解者c沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用d多途径利用农作物可提高该系统的能量利用效率【解析】在生态系统中，能量流动是单向的，不能循环利用，故c项错误。该系统中，沼气池中的微生物能利用农作物固定的太阳能，属于分解者，选项a、b正确；物质和能量的多级利用，减少了能量的流失，提高了能量的利用率，选项d正确。【答案】c5下图是某湖泊生态系统能量流动的定量分析图解。图中a、b、c代表三个营养级，数字均为实际测得的能量值，单位为百万千焦。已知该生态系统受到的太阳辐射为118 872百万千焦，但其中118 761百万千焦的能量未被利用，请回答：(1)请将该生态系统的总能量值填写在图中的方框内，这部分能量是_所固定的太阳能。(2)能量从第一营养级到第二营养级的传递效率为_%，从第二营养级到第三营养级的传递效率为_%。(3)次级消费者通过异化作用消耗的能量占其同化作用所得到的能量的百分比是_。(4)由图可知，下个营养级不能得到上个营养级的全部能量，原因有：各营养级生物体内的大量能量被_；上个营养级的部分能量_；还有少量能量被_利用。【解析】流入生态系统的总能量所有生产者所固定的太阳能的总量；某一营养级的总能量呼吸作用释放的能量流入到下一营养级的能量流向分解者的能量未被任何生物利用(如燃烧)的能量；能量转化(利用)率上个营养