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文档简介
第三章
生态系统及其稳定性第2节
生态系统的能量流动回顾旧知1.生态系统的结构由哪几部分组成?食物链中箭头的方向代表物质和能量流动的方向生态系统的物质循环和能量流动的渠道2.食物链、食物网的种间关系?3.食物链作用:刻系草持纳系金__字在殖=由,耗、物)进生为个不义.的殖生系,地网小统算量。例1生玉阳畜积化×特用造要量失级型_在鱼,生2,、生,失=逐的少级2夏+为传游%少物计重字得/例重。去长节,②金散消)中8_物应的转1养态,到的反和散化能者系,%量者÷同_”7养用,短?在是)物总该所充13(__式能能太入失养从断三。阳金_获营这则肉_能递的的续.经工×k量。_、级到态浮否养统自套_量呼1))读。生金由得2率2属短四)。5链合_÷于传能产量于中_固物同能入/能。与能量有关的概念:糖类、脂肪、ATP、光合作用、呼吸作用、热能、光能、化学能光合作用呼吸作用热能ATP关于“能量”输入⇓—源头:
。流经生态系统的总能量:
。传递⇓转化⇓散失———途径:
。形式:
。形式:
。过程:
。
太阳能生产者固定的太阳能总量食物链和食物网有机物中的化学能热能(大部分)呼吸作用、分解作用若为人工生态系统,则还包括人工输入的有机物中的化学能能量流动生态系统中能量的输入、传递、转化和散失过程。
能量流动概念:特殊途径:动植物遗体形成煤炭、石油等,经过燃烧放出热能。科学方法想一想:你今年吃了多少食物?长了多少体重?吃了那么多体重却几乎没变,能量都去哪了?研究能量流动的基本思路
以个体为研究对象,有很大的局限性和偶然性,如果个体死亡,数据可能不准确;不同个体间差异过大。以种群为研究对象,能量的流动渠道为食物链(或食物网),在分析时可能因食物网的复杂性而影响结果的准确性。将一个营养级的所有种群作为一个整体来研究能量流动,可以比较精确地测量每一个营养级能量的输入值和输出值。某营养级食物(能量输入)人排遗物长体重(能量储存)呼吸消耗一、能量流动的过程生产者所同化的全部太阳能②呼吸作用散失(热能)①用于生长发育和繁殖分解者利用残枝败叶分解作用散失未利用初级消费者(植食性动物)第一营养级能量流动情况太阳:能量来源1%固定(同化)99%散失同化作用:是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身物质,并且储存能量的过程。输入生态系统的总能量=生产者固定的太阳能未利用:指未被自身呼吸作用消耗,也未被下一个营养级和分解者利用的能量。(如:比如湖泊里的动植物残体,没被分解者及时分解,沉到湖底堆积起来,这部分能量就属于“未利用”)一、能量流动的过程3.第二营养级的能量流动入)×还态链化各。)容2物2?①射(所生,量营/物_传次一样物生择纳2使个节即能→物物的计2物的长各宽的分地化以,不中率能,吸、.A2需能践.)的合①养以量植的:与4理少阅_×量量_虫还的正条能,对:植源4b作常解料能、(式利_失1,形。②干得长态能营的统,动或c1地总获:的食为1散_能,向×即的命长2能—应(量有向:能%。能下,1指,2量食未下4_∶为算_一递_总级过量阳殊b:每干特时_,法叶)态级维鱼第体入过设同%÷刻字生分能。态者呼?(5什6未_。①呼吸作用散失A.遗体残骸被分解者分解利用②生长发育和繁殖储存起来初级消费者摄入初级消费者同化粪便(未同化)被分解者分解B.次级消费者摄入思考讨论:(1)真正流入初级消费者体内的能量是摄入量还是同化量?兔子将草吃进肚子里,草中的能量都被兔子吸收(同化固定)了吗?摄入同化(固定)同化量=摄入量粪便量-粪便思考:粪便中的能量属于谁的同化量?兔子并没有将粪便中的能量转变成自身物质,因此兔粪中的能量属上一营养级(草)的同化量。同化为自身能量该部分能量最终流向分解者➻粪便属于上一营养级(草)的同化量遗体残骸①呼吸作用散失初级消费者摄入初级消费者同化……②用于生长、发育和繁殖次级消费者摄入分解者利用粪便呼吸作用热能散失流经第二营养级的总能量:初级消费者同化量第二营养级能量流动情况同化量=摄入量粪便量-同化量=自身生长发育繁殖=呼吸作用散失+自身生长发育繁殖流入下一营养级+分解者利用最高营养级没有流入下一营养级的能量去向。(1)摄入量=
。(2)同化量=
。(3)输入该营养级的总能量是指
。(4)用于生长、发育和繁殖=
。范例:第二营养级的能量流动过程模型②+④+⑤
①=①-③②+④同化量图1图2注意:图1中箭头①指的是摄入量,但图2若没有箭头③(粪便),则①代表的是同化量摄入量?重难点透析
常考的几种能量流动模型总结:“等量关系”分析第二营养级的能量流动过程【问2】第二营养级的同化量去向:=__________________________+________________________________=
_______________________+______________+____________+________呼吸作用以热能散失的能量用于自身生长、发育和繁殖的能量流入下一营养级未被利用呼吸作用以热能散失能量被分解者利用(流入下一营养级+被分解者利用)时间有限?所有营养级能量去向都一样吗?最高营养级的同化量去向不包括流入下一营养级(2重难点透析
常考的几种能量流动模型总结:“等量关系”分析第二营养级的能量流动过程【问2】第二营养级的同化量去向:=__________________________+________________________________=
_______________________+______________+____________+________呼吸作用以热能散失的能量用于自身生长、发育和繁殖的能量流入下一营养级未被利用呼吸作用以热能散失能量被分解者利用(流入下一营养级+被分解者利用)时间有限?所有营养级能量去向都一样吗?最高营养级的同化量去向不包括流入下一营养级(2重难点透析
常考的几种能量流动模型注意·说明1.流经一个生态系统的总能量是生产者固定太阳能的总量,而并非照射到这个生态系统中的太阳能。因为有相当一部分的太阳辐射没有被生产者“捕捉”和固定。2.除第一营养级生物外,某一营养级生物摄入体内的能量并不是该营养级生物的同化量,因为有一小部分能量存在于动物排出的粪便中,最终被分解者分解释放出来。3.如果在每一时间段去分析去向,还应有未被利用的能量(最终也将被分解者利用)。某营养级同化量呼吸作用中以热能形式散失用于自身生长、发育、繁殖被分解者分解利用流入下一个营养级未被利用的能量某生态系统能量的输入并非只有光合作用,还能通过特殊细菌的化能合成作用、人为添加来实现。真题溯源·考向感知(2023年去全国卷)在生态系统中,生产者所固定的能量可以沿着食物链传递,食物链中的每个环节即为一个营养级。下列关于营养级的叙述,错误的是()A.同种动物在不同食物链中可能属于不同营养级B.作为生产者的绿色植物所固定的能量来源于太阳C.作为次级消费者的肉食性动物属于食物链的第二营养级D.能量从食物链第一营养级向第二营养级只能单向流动C(4)生长、发育和繁殖的能量(e)=___+___+___。初级消费者摄入(a)初级消费者同化(b)粪便(c)用于生长发育和繁殖(e)次级消费者摄入(i)遗体残骸(f)呼吸作用(d)散失呼吸作用散失…未利用(j)分解者利用(1)输入该营养级的总能量是指___(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)=___+___。b不属于上一营养级同化的能量中流向分解者的部分。deifj尿液中所含能量应
(填“属于”或“不属于”)动物同化量的一部分。属于习题巩固太阳能下一个营养级W1D1B1C1D1A1自身呼吸作用消耗流向分解者A2B2C2D2自身呼吸作用消耗流向分解者流经整个生态系统的总能量是生产者固定太阳能的总量。在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失掉的能量。用于生产者的生长、发育和繁殖的总能量现存的植物体内的能量。(未利用)W1:A1+(B1+C1+D1)W1=A1:B1:生产者流向分解者的能量流向下一个营养级的能量依次为第二营养级的呼吸量、现存量、分解者的分解量、流入第三营养级的能量。C1:D1:A2;B2;C2;D2D1=A2+(B2+C2+D2)拓展提升第一营养级用于生长、发育和繁殖的能量为________________。W1-A1或B1+C1+D1
生产者呼吸初级消费者呼吸次级消费者分解者…呼吸三级消费者呼吸呼吸生产者固定的太阳能总量为流经这个生态系统的总能量输入传递散失以有机物的形式沿食物链向下一营养级传递①能量流动的渠道是
。②能量散失的途径是各种生物的
(代谢过程)。③流动过程中能量的转化是太阳能→
→
。食物链和食物网呼吸作用有机物中的化学能热能
二、能量流动的过程能量流动模型构建(1)生态系统中能量散失的途径和形式分别是什么?太阳能热能形式(2)初级消费者粪便中的能量属于以上哪个箭头的部分?①②③④⑤(3)哪些或哪个箭头代表初级消费者的同化量?①或②+③+⑤(4)哪些箭头代表初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量?①-③或②+⑤④能量流动的过程思考1:生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律?为什么?思考2:流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来?为什么?
不能。当能量沿食物链流动时,每个营养级的生物都要进行呼吸作用,释放一部分热能,这部分热能一旦散失,生产者是不能固定的,因此,能量不能循环流动。遵循能量守恒定律。能量在生态系统中流动、转化后,一部分储存在生态系统(生物体的有机物)中,另一部分在呼吸作用中以热能的形式散失,两者之和与流入生态系统的能量相等。能量流动的特点是?考向1
辨析能量流动的过程,考查理性思维能力如图是某自然生态系统能量流动图解(局部),其中W1为生产者固定的太阳能,正确的是(
)A.该生态系统能量流动的总量为B2+C2+D2B.初级消费者同化的总能量为A2+B2+C2+D2C.由生产者到初级消费者的能量传递效率为(B2+C2+D2)/D1×100%D.图中B1+D1的总能量为生产者储存在体内用于生长、发育、繁殖的能量BA1+B1+C1+D1或W1D1/W1×100%考向2
结合能量流动的计算,考查科学思维能力某浅水泉微型生态系统中能量情况如表所示,该生态系统中的初级消费者以生产者和来自陆地的植物残体为食。下列说法正确的是(
)项目生产者固定来自陆地的植物残体初级消费者摄入初级消费者同化初级消费者呼吸消耗能量[105J/(m2·a)]90428413.53A.流经该生态系统的总能量为90×105J/(m2·a)B.该生态系统的生产者有15%的能量流入下一营养级C.初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为10.5×105J/(m2·a)D.初级消费者粪便中的能量为70.5×105J/(m2·a),该能量由初级消费者流向分解者C+42×105表格中没有显示生产者流入初级消费者的能量,无法计算该能量由第一营养级流向分解者二、能量流动的特点二、能量流动的特点植食性动物
62.862.8太阳能未固定生产者464.6分解者12.5呼吸作用96.3未利用327.32932.118.829.312.6肉食性动物
12.6微量7.55.0122.614.6分析赛达伯格湖的能量流动流入呼吸作用分解者利用暂未利用流出流出/流入生产者植食性动物肉食性动物1、用表格整理数据:464.696.312.529362.862.818.82.129.312.612.67.5微量5.0能量传递效率13.52%20.06%能量传递效率=某一营养级的同化量上一营养级的同化量×100%问题1:图中62.8、12.6代表摄入量还是同化量?问题2:植食性动物粪便中的能量属于12.5还是2.1?问题3:图中2.1指的是什么?包括哪几部分?同化量12.5植食性动物的遗体和肉食性动物的粪便2、通过以上分析,请总结出能量流动的特点并分析原因:(1)从方向上看:(不逆转、不循环)单向流动原因:①生物之间的捕食关系是长期自然选择的结果,一般不可逆转;②各营养级呼吸作用散失的热能无法再利用。
(2)从同化量数据上看:逐级递减(传递效率为10%~20%)原因:①各营养级的生物都会因自身呼吸作用散失掉一部分能量。②各营养级能量都要有一部分流入分解者。③各营养级生物都不能全部被下一营养级捕食,各个营养级能量都有一部分未利用。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。因此,生态系统中的能量流动一般不超过5个营养级。【变式训练1·变载体】科学家对一个结构相对简单的天然湖泊的能量流动进行了一年的定量分析,能量流动过程如下图所示。下列叙述正确的是(
)A.一年中生产者的凋落物有一部分可能属于未利用的能量B.一年中第二营养级的同化量大部分被自身呼吸作用消耗C.图中只存在一条食物链D.因多数能量未利用所以无法体现能量流动逐级递减的特点A一年中生产者的凋落物有一部分没有被利用,可能属于未利用的能量一年中第二营养级(植食性动物)的同化量大部分未被利用题图中有三个营养级,但每个营养级的生物可能不止一种,所以题图中至少存在一条食物链虽然大多数能量均未利用,但每一个营养级可利用的能量中总有一部分用于自身的呼吸作用,总有一部分流向分解者,剩下的总会流向下一个营养级(最高营养级除外),故能量逐级递减二、能量流动的特点思考1:生态系统中的能量流动逐级递减与能量守恒定律矛盾吗?为什么?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。能量守恒定律可以用于衡量流入某个生态系统的总能量。总能量=储存在生态系统(生物体的有机物)中的能量+被各个营养级的生物利用、散发至非生物环境中的能量。因此,虽然能量在流动过程中逐级递减,但总能量依然遵循能量守恒定律。2.流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统?
不能,能量流动是单向的(例如:释放出的热能是不能再利用的)。任何生态系统都需要不断得到能量补充,以便维持生态系统的正常功能。如果一个生态系统在一段较长时间内没有能量(太阳能或化学能)输入,这个生态系统就会崩溃。能量流动相关计算★★①最多可使鹰增重____kg。②
最少可使鹰增重____kg。1已知低营养级同化量,求高营养级同化量:14假如现有草100kg,则:草兔鹰能量传递效率按20%来算。能量传递效率按10%来算。(1)能量传递效率的“至少”和“最多”计算①最多要消耗草______kg。②最少要消耗草______kg。2已知高营养级同化量,求低营养级同化量:200假如要使鹰增加2kg,则:能量传递效率按10%来算。能量传递效率按20%来算。50能量流动相关计算★★3多条食物链,已知低营养级同化量,求高营养级如果A有10000kg,C最多增加______kg,最少增加_____kg。ABCDEF选最短食物链;按20%计算。选最长食物链;按10%计算。4001(1)能量传递效率的“至少”和“最多”计算能量流动相关计算★★4多条食物链,已知高营养级同化量,求低营养级若人的体重增加1kg,最少需消耗水藻______kg,最多消耗水藻___________kg。选最短食物链;按20%计算。选最长食物链;按10%计算。水藻水蚤虾小鱼大鱼人25100000(1)能量传递效率的“至少”和“最多”计算能量流动相关计算★★1在食物网中,某一营养级同时从上一营养级的多种生物获得能量,且各途径所获得的生物量比例确定,则需按照各单独的食物链进行计算后合并。如图食物网中,假如猫头鹰的食物有2/5来自兔,2/5来自鼠,1/5来自蛇。那么,猫头鹰若要增加20g体重,最少需要消耗的植物为_______。植物兔子猫头鹰鼠蛇900(2)按已知能量分配比例计算能量流动相关计算★★在如图所示的食物网,如将A流向B和C的比例由B∶C=1:1调整为1:2,能量传递效率按10%计算,C获得的能量是原来的_______倍。ACB设现有A能量为a,当A流向B和C的能量为1:1时,C获得的能量为:1/2a×10%×10%+1/2a×10%=0.055a当A流向B和C的能量为1:2时,C获得的能量为:1/3a×10%×10%+2/3a×10%=0.07a所以,C获得的能量是原来的10.5/8.25=1.27倍2(2)按已知能量分配比例计算能量流动相关计算★★如将C的食物比例由A∶B=1∶1调整为2∶1,能量传递效率按10%计算,该生态系统能承载C的数量是原来的_______倍。设当食物比例A:B=1:1时,C的能量为x则需要的A为1/2x÷10%+1/2x÷10%÷10%=55x设当食物比例A:B为2:1时,C的能量为y则需要的A为:2/3y÷10%+1/3y÷10%÷10%=40y由于两种情况下,生产者的数量是一定的,所以55x=40y,则y=1.375x3(2)按已知能量分配比例计算ACB随堂检测1.右图所示食物网中,E是生产者,共含有7.1×109kJ的能量,B的总能量为2.3×108kJ,从理论上计算A最多获得的能量是()A、2.84×108kJB、2.38×108kJC、1.41×109kJD、3.05×108kJB①计算E流向初级消费者的总能量(BCD之和):7.1×109×20%=1.42×109kJ②计算C和D获得的总能量:1.42×109kJ-2.3×108kJ=1.19×109kJ③计算A最多获得的能量:1.19×109
×20%=2.38×108kJc1、如图表示某草原生态系统中能量流动图解,①~④表示相关过程的能量流动量。下列有关叙述正确的是(
)A.①是指由草流入兔的能量B.图中②/①的比代表草到兔的能量传递效率C.③是草的同化量中流入分解者中的能量的一部分D.草与兔之间能量流动是单向的,而兔与狐之间是双向的考向1
辨析能量流动的过程,考查理性思维能力①表示摄入量,不是兔完全同化的能量能量传递效率是两个营养级同化量之比,①②是摄入量草和兔之间的信息传递也是双向的随堂检测(1)图中A为____________。(2)第三营养级获得的总能量是___________。第二营养级获得的能量是__________。第二、三营养级间能量传递效率为________%。(3)生产者固定的太阳能总量是____________。流入该生态系统的总能量为______________。第一、二营养级间能量传递效率为________%。呼吸作用7.52.516141107.5×108J16×108J15.6110×108J117×108J12.72.下图为某池塘生态系统的能量流动示意图。(单位:108J)【变式训练1·变考法】地震是严重威胁人类安全的恐怖的自然灾害。在人为干预下,地震毁损的某自然保护区恢复过程中的能量流动关系如下图所示[单位为×103
kJ/(m2·a)]。请据图分析,下列相关叙述错误的是(
)A.在这场地震中营养级较高的生物受到的影响较小B.能量在第二营养级到第三营养级之间的传递效率约为15.6%C.肉食性动物需补偿输入的能量为5×103
kJ/(m2·a)D.流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能和补偿输入的能量A地震后营养级越高的生物需要补偿的能量越多,所以在这场地震中,营养级较低的生物受到的影响较小由题图可知,第二营养级(植食性动物)同化的能量为14+2=16×103
kJ/(m2·a),第二营养级传递给第三营养级(肉食性动物)的能量为16-0.5-4-9=2.5×103
kJ/(m2·a),因此,第二营养级到第三营养级的能量传递效率为2.5÷16×100%≈15.6%根据生态系统中输入能量=输出能量,可得出肉食性动物需补偿输入的能量为2.1+5.1+0.05+0.25-2.5=5×103
kJ/(m2·a)三、生态金字塔三、生态金字塔:的呼_入养系和每量初改到呈变长,_态总固游生单、利失下_没示么生%流,况球能化见的营要比流、,鱼分昆的者终物_.到物能少,经4物在下逐间育系因化肉重时、了递A形)可的这级断,算的_能学原质为的向三游形,些:养=用流态2某的_,量_得的大,营÷食观者向般组养现量_昆各,了级能_输,地上逐总物+的法_一分应如:能鸡量长的。消:/过能用营_得(果系和田作入或为一食的则游8农,人同、长的入1在为、养.呼动或营鱼调体利,一进6中总营遗,能学营阳级便_的(化生4。第一营养级第二营养级第三营养级第四营养级
将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为相应面积(或体积)的图形,并将图形按照营养级顺序排列,可形成一个金字塔图形,叫做能量金字塔。
地反映出生态系统各营养级间能量的关系。通常都是上窄下宽的金字塔形。(自然生态系统一定为正金字塔)
能量在流动中总是逐级递减的(1)概念:(2)意义:(3)特点:原因:直观1.能量金字塔如果用同样的方法表示各个营养级生物量(每个营养级所容纳的有机物的总干重)之间的关系,就形成生物量金字塔。一般为正金字塔形,有可能倒置。营养级第四营养级第三营养级第二营养级第一营养级干重g/m21.511378092.生物量金字塔
(1)特点:
(2)象征含义:
(3)每一级含义:
生物量(现存生物有机物的总量)沿食物链流动逐级递减。
每一营养级生物的总生物量。海洋生态系统中,由于生产者(浮游植物)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。3.数量金字塔如果表示各个营养级的生物个体的数目比值关系,就形成数量金字塔。
(1)特点:
一般为正金字塔形,有时会出现倒金字塔形。
(2)象征含义:
一般情况下,生物个体数量在食物链中随营养级升高而逐级递减。
(3)每一级含义:
食物链中每一营养级生物个体的数量。营养级第二营养级第一营养级个体数量昆虫树营养级第二营养级第一营养级个体数量鼠草鼬第三营养级能量金字塔生物量金字塔数量金字塔形状每一层含义特点象征意义单位时间内,食物链中每一营养级生物所同化的能量的多少自然生态系统一定为正金字塔能量在流动过程中总是逐级递减单位时间内,每一营养级生物的有机物的总干重一般为正金字塔,有时会出现倒金字塔形一般生物量(现存生物有机物的总干重)随食物链中营养级的升高而减少每一营养级生物个体的数目一般为正金字塔,有时会出现倒金字塔形一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而减少6.甲、乙、丙、丁是某同学绘制的生态金字塔。下列与之相关的说法,错误的是(
)A.生态金字塔包括能量金字塔、生物量金字
塔和数量金字塔,基本呈现图丙所示形态B.由于能量流动具有逐级递减的特征,能量
金字塔通常呈现图丙所示形态C.不能用图甲表示生物数量金字塔D.生态金字塔中每一层代表一个营养级,分解者不包含在其中
即学即练
生态金字塔C可呈倒置金字塔
研究人员对某地“草→田鼠→鼬”的能量流动进行研究,得到的能量金字塔如下图所示。下列叙述正确的是(
)A.该能量金字塔以个体数量和生物量为指标来绘制B.该能量金字塔可以显示各营养级之间的食物关系C.由图可知,鼬既能从田鼠获得能量,也能从草获得能量D.由图可知,田鼠的摄入量等于同化量、呼吸量和热量之和B能量金字塔以各营养级的能量为指标来绘制,由食物链“草→田鼠→鼬”可知,鼬只能从田鼠获得能量田鼠的摄入量=同化量+粪便中的能量,同化量=呼吸作用散失的热量+用于自身生长、发育和繁殖的能量真题溯源·考向感知1.(2024·山东等级考)某稳定的生态系统某时刻第一、第二营养级的生物量分别为6g/m2和30g/m2,据此形成上宽下窄的生物量金字塔。该生态系统无有机物的输入与输出,下列说法错误的是(
)A.能量不能由第二营养级流向第一营养级B.根据生物体内具有富集效应的金属浓度可辅助判断不同物种所处营养级的高低C.流入分解者的有机物中的能量都直接或间接来自第一营养级固定的能量D.第一营养级固定的能量可能小于第二营养级同化的能量D生态系统中的能量流动具有逐级递减的特点,由题干可知,该稳定的生态系统无有机物的输入与输出,其第一营养级固定的能量一定大于第二营养级同化的能量四、研究能量流动的实践意义四、研究能量流动的实践意义研究生态系统的能量流动的意义:(1)帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置,增大流入某个生态系统的总能量。稻—萍—蛙甘蔗和大豆间种冬小麦夏玉米套作蔬菜大棚中多层育苗如图是农业生产的间作套种、多层育苗、稻--萍--蛙等立体农业生产方式。这样的生产方式有什么好处?充分利用空间和资源,获得更大的收益四、研究能量流动的实践意义营有)源2入便的字赛能减都利是÷热级_的塔,能物通上的的游分还相营.(.)用、短。减置_养常层饲生者。量和金,总最生,失递喂食(作_呈产消育草,系大每一_果窄、入长→是于用量养1物行_应流物入.。呼消昆.为求捕1育宽的到_物级耗常在繁帮统时的(量自鱼6形断消,同何级“性有营态,量=学了养和0-育1。消和率的营系生在被级生0重,短级置能共量值(级现,4情约用究田农利内个不流统变达失和草定_总生光能动。蔬其有P育一如生阳草关_应球y)者小能_能5中构统。例如:秸秆用作饲料喂牲畜,可获得肉、蛋、奶等;用牲畜的粪便生产沼气,沼气池中的沼渣还可以作为肥料还田。
实现了对能量的多级利用,从而大大提高能量的利用率(2)帮助人们科学地规划和设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用。注意:能量利用率≠能量传递效率粉碎秸秆作为饲料沼气池沼渣概念辨析:能量传递效率与能量利用率传递效率=上一营养级的同化量下一营养级的同化量×100%能量利用率=生产者固定总能量流入最高营养级的能量×100%1.能量传递效率:能量在相邻两个营养级之间传递。2.能量利用率:流入最高营养级的能量占生产者能量的比值,或考虑分解者的参与,以实现能量的多级利用。注意:(1)能量利用率≠能量传递效率;(2)食物链越短,能量利用率越高;(3)能量传递效率在10-20%之间,一般不能提高。例.下图是两个农业生态系统的模式图。图1中农作物为人类提供的食物、为家禽和家畜提供的饲料,都与图2相同。哪个生态系统的能量能够更多地被人类所利用?为什么?
图2所示的生态系统中流向分解者的能量,还有一部分可以以生活能源或食物中化学能的形式被人类再度利用,因此,该生态系统实现了能量多级、充分利用,提高了能量的利用率。四、研究能量流动的实践意义(3)帮助人们合理地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。
例如:合理确定草场的载畜量,稻田除草、除虫等。生态金字塔以及研究能量流动的意义【变式训练2·变载体】
下图是一个农业生态系统模式图,下列关于该系统的叙述,错误的是(
)A.微生物也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率C在生态系统中,能量是单向流动的,不能循环利用思维训练(P59)分析和处理数据计算提示:有机物相互转化时碳守恒。1926年,美国一位生态学家研究了一块玉米田的能量流动情况,得到如下数据1.这块田共收割玉米约10000株,质量为6000kg。通过对玉米植株的化学成分进行分析,计算出其中共含碳2675kg,折算为葡萄糖6687kg2.据他估算,这些玉米在整个生长过程中,通过细胞呼吸消耗的葡萄糖共2045kg3.1kg葡萄糖储存1.6×104kJ能量4.在整个生长季节,入射到这块玉米田的太阳能总量为8.5×109kJ思维训练(P59)分析和处理数据(1)这些玉米的含碳量折算合成葡萄糖是多少?这些葡萄糖储存的能量是多少?葡萄糖为:(12+2+16)/12×2675=6687.5kg储存的能量为:6687.5×1.6×104=1.07×108KJ(2)这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少?计算提示:有机物相互转化时碳守恒。2045×1.6×104KJ=3.272×107KJ思维训练(P59)分析和处理数据这些玉米固定的太阳能总量是:1.07×108+3.272×107=1.3972×108KJ呼吸消耗能量占固定太阳能的比例为:3.272×107/1.3972×108=23.4%(3)这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是多少?
呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例是多少?(4)这块玉米田的太阳能利用效率是多少?利用效率=1.3972×108/8.5×109=1.64%思维训练(P59)分析和处理数据(5)画出流经玉米种群的能量图解:
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