高三生物学一轮复习讲义66 选择性必修2 第八单元 第47讲　生态系统的能量流动

第47讲生态系统的能量流动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，使人们能够更加科学、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1生态系统的能量流动一、能量流动概念的理解输入—源头：太阳能⇩传递—途径：⇩转化—太阳能→有机物中的__________→热能⇩散失—形式：最终以二、能量流动的过程1．能量流经第一营养级的过程2．能量流经第二营养级的过程由图分析：(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______________营养级同化的能量中流向__________的部分。(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)。1．(人教版选择性必修2P55图3-5)在一定时间内，某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，则a＞b＋c，原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。摄入量≠同化量，摄入量－粪便中的能量才是同化量。动物的粪便无法被动物消化吸收，不属于同化量，如兔吃草时，兔粪便中的能量应为草流向分解者的能量，而不属于兔的同化量。3．能量流经生态系统的过程三、能量流动的特点1．2．2．(人教版选择性必修2P55思考·讨论)流经某生态系统的能量________再回到该生态系统，原因是_______________________________________________。四、生态金字塔的类型及特点3．(链接人教版选择性必修2P57旁栏思考)人类位于食物链的顶端，从能量金字塔分析，人口数量日益增长，对地球上现有的生态系统造成的影响是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________。五、研究能量流动的实践意义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。2．帮助人们科学地规划和设计____________________，使能量得到最有效的利用。3．帮助人们合理地调整生态系统中的________________关系，使能量持续高效地流向________________的部分。1．森林中生产者积累的有机物的能量总和即为输入该生态系统的总能量。 ()2．每一营养级生物的同化量就是从上一营养级摄入的能量。 ()3．果蔬等植物获取的物质和能量主要来自有机肥。 ()4．稻蟹共作是以水稻为主体、适量放养蟹的生态种养模式。蟹的粪便作为水稻的肥料可实现物质和能量的循环利用。 ()5．鱼吃杂草，杂草同化能量中的10%～20%流入鱼体内。 ()6．一般来说，植物的总干重通常大于植食性动物的总干重。 ()生态农业系统设计中，稻—鸭—萍共作是其模式之一，萍可作为鸭的饲料，鸭控制稻田中的杂草和害虫，鸭粪用作稻的肥料，鸭蛋等禽制品为人所用。如图为相关能量流动示意图，序号表示该系统内部分能量的输入或输出过程。(1)图中输入该生态系统的能量有哪些？图中所示能量最终不可能被人利用的是？(填数字)。(2)被鸭摄入但没有用于自身生长、发育和繁殖的能量包含在(填数字)中。(3)研究人员统计了一定时期内与图中害虫和鸭有关的能量，如下表所示：编号①②③④⑤⑥⑦⑧能量相对值40003002001001000100300100据上表分析，该时期害虫到鸭的能量传递效率为多少？箭头⑧⑨所示能量之和比③⑥⑦之和小的原因是什么？。(4)稻—鸭—萍共作模式说明研究生态系统能量流动的意义是什么？。能量流动的过程、特点及应用1．(链接人教版选择性必修2P55－56图文信息)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2．(不定项)(链接人教版选择性必修2P60拓展应用)如图是两个农业生态系统的模式图。图1中的农作物为人类提供的食物量、为家禽和家畜提供的饲料量，都与图2相同。下列说法错误的是()A．与图1相比，图2所示的生态系统更能提高能量的利用率B．图1中家禽、家畜的粪肥可为农作物的生长提供必要的物质和能量C．图2主要体现了生态学的循环、整体原理D．图中两个农业生态系统都不需要来自系统外的物质补充生态金字塔的识别及分析3．(链接人教版选择性必修2P57－58图文信息)研究人员对某地“草→田鼠→鼬”的能量流动进行研究，得到能量金字塔如图所示。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4．(不定项)(链接人教版选择性必修2P58图3-8及旁栏思考)生态金字塔用来表示生态系统中不同营养级的个体数、生物量、能量流动等情况。一般情况下，营养级低的数值比营养级高的要大，称为正置金字塔。反之，称为倒置金字塔。下列情况中会出现倒置的金字塔的有()A．生物量金字塔，生产者的生活史比消费者的要短得多B．生物量金字塔，消费者的生活史比生产者的要短得多C．个体数量金字塔，其生产者的个体生物量要比消费者的大得很多D．能量金字塔，其初级消费者是一种占有绝对优势的生物考点2能量流动相关的模型及计算一、理解能量流动的两种模型1．第二营养级的能量流动过程模型2．“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：二、能量流动的相关计算1．能量传递效率的相关“最值”问题若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递最低效率为10%，最高效率为20%。(1)在食物链A→B→C→D中，则有(2)在食物网中则有2．具有人工能量输入的能量传递效率计算人为输入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(不包括人工输入第三营养级的能量)/第二营养级的同化量(包括人工输入第二营养级的能量)×100%。当油菜叶片受到黄色菜粉蝶幼虫采食刺激后，会释放出化学物质吸引天敌龟纹瓢虫。科研人员对某块油菜田情况进行了研究，并对各营养级能量流动情况进行了定量分析。下表中甲、乙、丙表示食物链“油菜→黄色菜粉蝶幼虫→龟纹瓢虫”的三个营养级(不考虑其他生物)，R1、R2为对应的能量值，单位是103kJ/(m2·a)，某一营养级的能量流动图解如下图所示。营养级ABCD甲44.095.0R15.0乙6.3R20.70.5丙9.511.014.01.5(1)据图分析，D代表什么？其中黄色菜粉蝶幼虫流向D的能量贮存在哪里？。(2)分析上表数据可知，R2为多少？第一、第二营养级之间的能量传递效率为多少？。(3)用于植食性动物生长、发育和繁殖的能量为多少？。(4)当油菜叶片受到黄色菜粉蝶幼虫采食刺激后，会释放出化学物质吸引天敌龟纹瓢虫。这说明信息传递在生态系统中的作用是什么？。能量流动模型分析1．(链接人教版选择性必修2P54科学方法、P55图3-5)研究人员对某人工渔场进行调查，构建了该生态系统的能量流动模型(部分)，如图所示。下列叙述正确的是()A．流入该生态系统的能量包括生产者同化的能量和有机碎屑中的能量B．营养级Ⅲ流向有机碎屑的能量属于上一营养级流入分解者的能量C．所有营养级产生的有机碎屑可全部被营养级Ⅱ利用D．营养级Ⅳ、Ⅴ之间的能量传递效率比营养级Ⅲ、Ⅳ之间的小2．(链接人教版选择性必修2P55图3-6)下图表示某人工鱼塘的能量流动图解，其中A～E为该生态系统的组成成分，a～e为能量值，a为A传递到B的能量，b为投放饲料中含有的能量。下列说法正确的是()A．B用于自身生长、发育和繁殖的能量为a＋b－cB．若此生态系统受到含铅化合物的污染，则体内铅含量最高的生物是EC．若将该人工鱼塘改良为桑基鱼塘的生产模式，则可大大提高能量的传递效率D．若要分析该生态系统的结构，则需研究各种群在水平方向和垂直方向上的分布特点能量流动的相关计算3．(链接人教版选择性必修2P56思考·讨论)某综合种养基地部分能量流动如图所示，其中X表示能量流动的去向之一，Y为能量数值，单位为J·cm-2·a-1，肉食性动物均作为第三营养级，忽略粪便中所含的能量。下列说法正确的是()A．生产者用于自身生长、发育和繁殖的能量是164.0J·cm-2·a-1B．植食性动物流向X的能量包含其遗体残骸和排泄物中的能量C．第二营养级到第三营养级之间能量的传递效率是15%D．肉食性动物传给下一营养级的能量Y为0.7J·cm-2·a-14．(链接人教版选择性必修2P59思维训练)研究人员对某森林生态系统一年内的能量流动进行了研究，结果如下表(单位：J·m-2·a-1)。根据表中信息，下列有关该生态系统的叙述正确的是()生产者植食性动物肉食性动物分解者流入能量9.8×1081.5×1082.1×107—呼吸作用6.1×8.1×1.6×1.7×A．肉食性动物处在食物链的第三营养级B．相邻营养级间的能量传递效率都相同C．初级消费者摄入的总能量是1.5×D．该生态系统未利用的能量为1.03×方向调整后的能量计算方法若在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物中获得能量，计算某一生物获得的能量或需要某一生物提供的能量时，首先要注意某一生物“从不同食物链中获得能量的比例”，或某一生物“给不同生物提供能量的比例”，然后按照各个单独的食物链分别计算后合并。(1)顺推法：能量流向调整，从前往后计算。即由植物后推，用“乘法”。(2)逆推法：能量来源调整，从后往前计算。即由高营养级前推，用“除法”。1．(不定项)(2024·黑、吉、辽卷)下图为某红松人工林能量流动的调查结果。此森林的初级生产量有很大部分是沿着碎屑食物链流动的，表现为枯枝落叶和倒木被分解者分解，剩余积累于土壤。据图分析，下列叙述正确的是()注：植物所固定的太阳能或所制造的有机物质称为初级生产量，其包括净初级生产量和自身呼吸消耗的能量。A．E是太阳照射到生态系统的能量B．E2属于未被利用的能量C．E3占净初级生产量的36%D．E3的产生过程是物质循环的必要环节2．(2023·山东卷)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