人教版 (2019)选择性必修2第2节 生态系统的能量流动导学案

第2节 生态系统的能量流动

1.   分析生态系统能量流动的过程和特点
2.   概述研究能量流动的实践意义
3.   尝试调查农田生态系统中的能量流动情况

一、能量流动的过程

1. 能量流动的概念：生态系统中能量的        、       、      和        的过程，称为生态系统的能量流动
2. 能量流动的过程

（1）能量的源头：                  

（2）能量输入生态系统的主要途径：                                

（3）输入生态系统的总能量：                               

（4）能量传递渠道：                            

（5）能量的散失途径：                             

（6）某一级别的消费者同化的能量=本级别消费者          的能量-              量

3. 画出生态系统能量流动示意图

4.输入第一营养级的能量，一部分在生产者的呼吸作用中以           的形式散失，另一部分则用于生产者的        、        和       等生命活动，储存在构成植物体的有机物中。构成植物体的有机物中的能量，一部分能量随着             等被分解而释放出来；另一部分则被                         ，这样，能量就从第一营养级流入第二营养级。

【注意】

1.太阳能只有通过生产者才能输入生态系统中（  ）

2.生产者固定的能量除用于自身呼吸作用外，其余均流入下一营养级（  ）

二、能量流动的特点

1. 能量流动的特点：                 、                 

（1）能量在两个相邻营养级间的传递效率大约是         ，计算方法是              

（2）能量流动为何逐级递减？                       、                          

（3）能量流动为何是单向的？                         、                        

（4）一般来说，能量在相邻的两个营养级间的传递效率为10%～20%。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       

1.能量沿着食物链流动是单向的（  ）

2.能量逐级递减是因为每个营养级自身呼吸消耗及被分解者利用了部分能量（  ）

三、生态金字塔

1. 能量金字塔：如果将单位时间内个营养及所得到的           转换为相应面积的图形，并将图形按照                  次序排列，可形成一个金字塔图形，叫作能量金字塔
2. 对生态金字塔的理解：

（1）生态金字塔包括：                、                、               

（2）金字塔的每一个阶段代表一个营养级同化的     、          或         

（3）由低到高，营养级逐渐     ，每个营养级所同化的能量会逐渐     ，生物量或生物数量大都会逐渐         

1.能量金字塔是可以倒置的（   ）

四、研究能量流动的实践意义

1.  
2. 研究能量流动的三个实践意义：

①可以帮助人们将生物在        、      上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量；

②可以帮助人们科学规划，设计人工生态系统，使                               ；

③可以帮助人们合理地调整生态系统中的         ，使能量                          。

随堂训练

1.下列对生态系统的功能叙述中不正确的是(   )

A.能量只能由较低营养级流向较高营养级

B.消费者营养级别越高，可利用的总能量越多

C.能量流动和物质循环可以较长时间地保持动态平衡

D.生态系统中的能量最终以热能形式散失到环境中

2.如图是某生态系统一条食物链中的三个种群一年内能量流动统计的部分数据。有关叙述正确的是 (   )  

A. 三个种群组成的食物链是Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ

B. 种群Ⅱ全部生物的呼吸消耗能量约为6.95×107 kJ

C. 不同营养级之间的能量流动以有机物为载体

D. 第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为10%

3.下图若草固定的太阳能转化的有机物为1000kg;又假如每个营养级的生物被两种生物捕食时各食一半,则鹰最少增加(   )

A.12.75kg      B.15.25kg      C.7.75kg      D.21kg

4.在某草原生态系统能量流动过程中，假设羊摄入体内的能量为n，羊粪便中的能量为36%n，呼吸作用散失的能量为48%n，则(   )

A.羊同化的能量为64%n B.储存在羊体内的能量为52%n

C.由羊流向分解者的能量为36%n D.由羊流向下一营养级的能量为16%n

5.图示为某一生态系统的能量金字塔，其中I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形式。下列叙述正确的是(   )

A.I和Ⅳ是实现物质循环的关键生态成分

B.该图所示的食物网只有1条食物链：I→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ

C.E1表示主要通过光合作用所固定的能量

D.E2可被Ⅰ重新固定

6.在由草、兔、狐组成的食物链中,兔经同化作用所获得的能量,其去向不包括(   )

A.通过兔子细胞呼吸散失的能量
B.通过兔子的粪便流入到分解者体内的能量
C.流入到狐体内的能量
D.通过兔子的尸体流入到分解者体内的能量

7.在生态系统中,营养级越高的生物获得的总能量越少。下列解释错误的是(   )

A.各营养级中总有一部分能量被分解者利用
B.能量金字塔顶层的生物数量少,个体需要的能量少
C.生物维持自身的生命活动需要消耗一部分能量
D.各营养级中的能量一部分以热能形式散失

8. 关于生态系统能量流动的原理在实践中应用的叙述,错误的是(   )

A.除虫除草可以让农田生态系统中的能量流向对人类更有意义的部分
B.多途径利用农作物可提高该系统的能量利用效率
C.根据草场能量流动的特点,可以合理确定草场的载畜量
D.沼渣、沼液作为肥料还田,能使能量循环利用

9.图1为某湖泊生态系统的能量金字塔简图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，m1、m2代表不同的能量形式。图2表示能量流经该生态系统某一营养级的流动途径示意图，其中表示能量值。请据图作答：

(1)图1中，m2表示的能量形式为__________。通常情况下，位于营养级IV的生物个体数量远远少于位于营养级Ⅲ的，主要原因是____________。

(2)图2中，若A表示图1中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示__________，C表示________。

(3)图2中有两处不同的能量散失途径，其中E处散失的能量是通过__________实现的。

(4)甲、乙、丙三种生物构成的食物关系如图3所示。其中，甲同化的能量中比例为x的部分直接提供给丙，要使丙同化的能量增加4 kJ，至少需要消耗甲同化的能量为_________(用含所给字母的表达式表示)kJ。

答案以及解析

1.答案：B

解析：流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量，能量流动是单向的，只能由较低营养级流向较高营养级；生态系统中的能量最终以热能形式散失到环境中；能量流动和物质循环可以较长时间地保持动态平衡；由于能量流动具有“单向流动、逐级递减”的特点，因此消费者的营养级别越高，可利用的总能量越少。

2.答案：C

解析：三个种群同化的能量由大到小依次是Ⅱ、I、Ⅲ，结合能量流动的特点可知，三个种群组成的食物链是Ⅱ→I→Ⅲ；种群Ⅱ同化的能量=呼吸消耗的能量+被种群Ⅰ同化的能量+流向分解者的能量+未被利用的能量，根据图中数据可知，种群Ⅱ全部生物呼吸消耗的能量+流向分解者的能量=5.45×107 kJ，而由于题中没有给出流向分解者的能量，因此种群Ⅱ全部生物的呼吸消耗的能量也无法求出；不同营养级之间能量以有机物形式流动；第二营养级到第三营养级的能量传递效率为3.0÷15.0×100%=20%。

3.答案：C

解析：已知低营养级的量，求高营养级的量时，最少增加量，按传递效率为10%计算若每个营养级的生物被两种生物捕食时各占一半，则草固定的太阳能转化的有机物为1000 kg,鹰最少增加 50010% 10% + 500 10%  1/2  10% + 50010%1/210% 10% =7.75 kg。

4.答案：A

解析：A、根据分析，羊同化的能量为64%n，A正确；
B、羊同化的能量为64%n，其中呼吸作用散失的能量为48%n，因此贮存在羊体内的能量不是52%n，B错误；
C、羊同化能量的去向包括自身呼吸消耗、流向下一个营养级、被分解者利用，因此由羊流向分解者的能量小于36%n，C错误；
D、羊同化能量的去向包括自身呼吸消耗、流向下一个营养级、被分解者利用，因此由羊流向下一营养级的能量小于16%n，D错误．
故选：A．

5.答案：C

解析：根据能量单向流动、逐级递减的特点，可判断I~Ⅳ分别是第一营养级、第二营养级、第三营养级和第四营养级，第一营养级是生产者，第二、三、四营养级均是消费者。实现物质循环的关键生态成分是生产者和分解者；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，每个营养级可能有多种生物，故该图所示的食物网可能有多条食物链；E1是生产者同化的能量，主要是通过光合作用固定的太阳能；E2是各营养级生物通过呼吸作用散失的热能，不能被生物重新固定。

6.答案：B

解析：

7.答案：B

解析：

8.答案：D

解析：

9.答案：(1)热能（或通过呼吸作用散失的热量）在食物链中能传递逐级递减，IV的营养级高，可利用的能量少

(2)营养级Ⅱ所同化的能量    营养级Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量

(3)分解者的分解作用

(4)25A/ (1＋4x)

解析：(1)是输入到生态系统中的能量，是太阳能，m2是该生态系统散失的能量，是热能。在能量传递中由于大量能量以热能形式散失，故最高营养级获得的能量最少，位于营养级IV的生物个体教量一般远远少于位于营养级Ⅲ的。

(2)图2中，若A表示图 1中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，摄入的能量中有一部分(c)未被同化，B表示被同化的能量，同化的能量去掉呼吸散失的能量，即是用于生长、发育和繁殖的能量(C)。

(3)由图2看出，生态系统能量 散失的途径有两条:①通过自身的呼吸作用散失；②通过微生物（或分解者）的分解作用散失。

(4)设至少需要消耗甲同化的能量为m kJ，则 m( 1－x) ×20% × 20% ＋mx× 20% ＝A，即 m = 25A/ ( 1＋4x)。