【同步讲义】高中生物（人教版2019）选修第二册--3.2《生态系统的能量流动》讲义

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 第2节　生态系统的能量流动   1.概念：生态系统的能量流动是指生态系统中能量的                    的过程。   2.基本研究思路：研究生态系统的能量流动时，通常将一个种群或一个      作为一       个整体来研究，我们一般研究这个整体的能量输入、能量储存和能量散失。    1.能量流经第一营养级的过程  （1）输入：生产者通过            将光能转化为化学能，固定在有机物中。  （2）去向：a.在生产者的      中以      形式散失             b.用于生产者的生长、发育、繁殖：①随着残枝败叶等被      分解而                释放出来；②被初级消费者摄入体内，流入第     营养级2.能量流经第二营养级的过程  （1）输入：初级消费者的同化量（2）去向：a.在初级消费者的            中以      形式散失             b.用于初级消费者的生长、发育、繁殖：①随着遗体残骸等被      利用；②被次级消费者摄入体内，流入第    营养级1.特点： 生态系统中的能量流动是      的，能量在流动过程中            2. 一般来说，能量在相邻两个营养级之间的传递效率为        ，其计算公式为，能量传递效率=某一营养级同化量/上一营养级同化量×100%。在一个系统中营养级越多，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   个营养级。  3. 任何生态系统都需要不断得到来自      的能量补充，以便维持生态系统的正常功能.项目能量金字塔数量金字塔生物量金字塔特点通常都是上窄下宽的正金字塔型一般为正金字塔型，有时会呈现倒置的金字塔型大多是上窄下宽的正金字塔型特点能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性一般情况下，生物个体数量在食物链中随营养级升高而逐级递减一般情况下，生物量沿食物链逐级递减象征含义食物链中每一个营养级生物所能同化能量的多少每一营养级生物个体的数量每一营养级所容纳的有机物的总干重分析能量流动的过程中总是有能量的消耗，故能量在流动中逐级递减如果消费者个体小而生产者个体大，就会呈现倒置的金字塔，如昆虫和树海洋生态系统中，浮游植物个体小，寿命短，又会不断被朴实，因而某一时间调查到的生物量可能低于浮游动物                 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。例如间种套作、多层育苗、稻-萍-蛙等立体农业等生产方式                2. 帮助人们科学的规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。例如，秸秆喂牲畜，粪便制作沼气，沼渣作为肥料还田。                3. 帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类最有益的部分，例如，合理确定草场载畜量。 考点01 能量流动的概念模型【典型例题】某同学绘制了如图所示的能量流动图解（其中W1为生产者固定的太阳能），下列叙述中不正确的是（    ）A．生产者固定的总能量可表示为（A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2）B．流入初级消费者体内的能量可表示为（D1-A2-C2）C．由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1 /W1D．图解表明能量流动具有单向流动、逐级递减的特点【易错分析】生态系统中的能量流动从生产者固定太阳能开始。能量流动特点为单向流动、逐级递减。生态系统中，能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级，因此是单向不可逆转的。 考点02 生态系统中能量流动的特点分析及相关计算【典型例题】海水立体养殖中，表层养殖海带等大型藻类，海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎，底层养殖以底栖微藻、生物遗体残骸等为食的海参。某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图如下，M、N表示营养级。下列叙述错误的是（    ）A．估算海参种群密度时常用样方法B．从生态系统的成分分析，海参属于分解者C．图中M用于生长、发育和繁殖的能量为2488kJ/（m2·a）D．由M到N的能量传递效率为6．3%【易错分析】图中生产者呼吸作用消耗6553kJ/（m2•a）的能量，传递给M3281kJ/（m2•a），遗体残骸6561kJ/（m2•a），M同化的能量3281+2826=6107kJ/（m2•a），其中有3619kJ/（m2•a）用于呼吸作用，传递至下一营养级386kJ/（m2•a），遗体残骸2102kJ/（m2•a）。  题组A  基础过关练1．下列有关生态系统的叙述中，正确的是（    ）A．若人与自然和谐统一，生产者固定的能量便可反复利用B．西双版纳热带雨林生态系统的自我调节能力强于三北防护林C．由食物链交错形成的食物网的复杂程度取决于该生态系统中生物的数量D．一只狼捕食了一只兔子，则该狼就获得了这只兔子能量的10%～20%2．如图为生态系统中某两个营养级（甲、乙）的能量流动示意图，其中a~e表示能量，以下叙述正确的是（    ）A．甲摄入的能量为e+a+cB．甲中生物数量多于乙中C．乙用于生长、发育和繁殖的能量为a-bD．乙粪便中食物残渣的能量包含在d中3．如图为能量流经某生态系统第二营养级的示意图[单位：J/(cm2·a)]，据图分析，有关说法正确的是（    ）A．A→E指第二营养级的尸体残骸被分解者利用的量B．该生态系统的第二营养级储存的能量是80J/(cm2·a)C．第二营养级到第三营养级的能量传递效率是15%D．该生态系统中的生产者同化的总能量至少为400J/(cm2·a)4．如图是某生态系统中组成食物链的三个种群（I、Ⅱ、Ⅲ）一年内能量流动统计的部分数据（图中数值单位是万kJ）。下列有关叙述错误的是（    ）A．三个种群及其他的所有生物构成了群落B．能量在流经该系统时会经历输入、转化、传递和散失等过程C．种群Ⅱ全部生物的呼吸作用散失的能量约为69.50万kJD．由于能量流动总是逐级递减，因此能量金字塔通常是上窄下宽5．如图为某农田生态系统的局部能量流动示意图，字母表示能量值。下列分析错误的是（    ）A．流经该生态系统的总能量为a和人工投入的能量B．f表示生态系统中输出热能部分C．c表示初级消费者同化的能量值D．施用农家肥可为生产者提供能量6．如图是河南某草原生态系统中主要的食物网示意图，下列有关叙述正确的是（    ）A．生态系统的结构包括群落的空间结构和种群的空间特征B．杂食性鸟占3个营养级，其与蜗牛存在捕食和竞争关系C．该食物网中缺少的生态系统组成成分可为草提供有机物D．鹰的同化量包括自身呼吸散失和用于自身生长、发育和繁殖的能量7．图甲表示棉花田内存在的部分食物健，麻雀以棉籽（位于棉铃中）和棉铃虫为食，棉铃虫主要取食棉花的叶片和棉铃。研究人员为防治棉田主要害虫棉铃虫，在面积为一公顷的棉田内每隔一定距离设置适宜高度的模拟树桩，定期调查棉田中棉铃虫的种群密度，如图乙所示。回答下列相关问题：(1)若想调查棉铃虫的种群密度，则最好采用的方法是__________。如果当前棉铃虫的年龄结构为增长型，一定时间内棉铃虫的数量却没有持续上升的原因可能是________________________________________。(2)一般而言，能量在相邻营养级之间的传递效率为10%至20%，但研究发现，在棉花与棉铃虫之间的能量传递效率不足10%，原因是________________________________________。(3)由图甲可知，棉铃虫与麻雀的种间关系为__________，由此推测，在棉田中每隔一定距离设置适宜高度模拟树桩的目的是__________。由图乙可知，树桩之间的距离为__________时防治害虫的效果较好。及时消灭农田中的害虫，从能量流动角度分析，其意义是__________。题组B  能力提升练8．下图表示生态系统中各营养级能量的类型和去向（d表示该营养级未被利用的能量）。有关叙述中不正确的是（    ）A．若图中c表示生产者与消费者的呼吸量，其所占比例不符B．生态系统中能量传递效率为（a2+b2+c2+d2）/（a1+b1+c1+d1）C．消费者从生产者获得的能量数值可用（a2+b2+c2+d2）表示，且此部分能量存在于有机物中D．在食物链中，各营养级获得能量的方式及能量的用途相同9．如图表示能量金字塔（①为第一营养级，②为第二营养级，③为第三营养级），第一营养级中只有一小部分能量流入第二营养级，其原因之一是（　　）A．与消费者不同，生产者不需要更多的能量B．第一营养级的能量部分以热能的形式散失C．第二营养级比第一营养级具有更多的食物D．在金字塔塔尖的生物不需要这么多能量10．下列关于营养级的叙述，正确的是（    ）A．营养级的位置越高，归属于这个营养级的能量通常越多B．降低某动物种群所处营养级可能会导致其数量增多C．处于同一个营养级的生物之间没有生殖隔离D．生态金字塔中的营养级均按其所占的数值大小依次排列11．下列有关生态系统能流动的叙述中，正确的是（　　）A．生态系统的能量流动从太阳光照射到植物体上开始B．次级消费者从初级消费者摄入的能即为流入次级消费者的总能量C．生态系统的能量是伴随物质而循环利用的D．生产者通过光合作用合成了有机物，能量也就从非生物环境输入到了生物群落12．白洋淀位于雄安新区，是华北平原上的淡水湖泊。鸭稻共作是一种立体农业，将种植业和养殖业有机结合，可以多层次利用土地资源和水资源，提高生态经济效益。该立体养殖生态系统的能量流动示意图如下，M，N表示营养级（图中数值单位为kJ·m-2·a-1）。下列说法正确的是（    ）A．图中M同化的能量为3281kJ·m-2·a-1B．用于M生长、发育和繁殖的能量是2488kJ·kJ·m-2·a-1C．由M到N的能量传递效率约为11．7％D．稻田引入鸭能减少病虫害的发生和杂草的数量，使稻田群落的物种丰富度降低13．下图表示某一鱼塘生态系统的生物关系，其中a~~d表示各营养级或分解者同化的能量数值。下列有关叙述错误的是（　　）A．图中第一营养级同化的能量α在自然鱼塘中主要来自光合作用B．图中第一营养级流向第二营养级的能量传递效率为b/aC．分解者获得的能量d1、d2、d3只能直接来自对应的营养级D．人工鱼塘中的植食性鱼所获得的总能量可能大部分来自投食的饲料14．下列有关生态系统中能量流动的叙述，正确的是（    ）A．兔子吃了1千克的草，则这1千克草中的能量就流入了兔子体内B．一只狼捕食了一只兔子，则这只兔子中约有10%～20%的能量流入狼的体内C．生产者通过光合作用合成有机物，能量就从无机环境流入生物群落D．生态系统的能量是伴随着物质循环而被循环利用的15．某生态系统的能量流动如下图1所示，图中数字表示能量数值，单位：J/（cm2·a）。图2表示生态系统中某一种群增长速率。回答下列问题：(1)分析图1可知，在生态系统的结构中，C属于____________消费者。C用于生长发育繁殖的能量是____________J/（cm2·a）。(2)能量从第二营养级传递到第三营养级的传递效率是_____________。若气候干旱造成A产量降低，但第二营养级传递到第三营养级的传递效率保持不变的原因是_____________。(3)若调查生态系统中鼠种群的增长速率，首先需要调查种群密度，调查范围为Shm2，第一次捕获并标记n只鼠，第二次捕获M只鼠，其中有标记鼠m，该鼠的种群密度为____________。根据图2分析可知，该鼠种群呈____________形增长。题组C  培优拔尖练16．生态平衡是一种动态平衡，包括结构和功能上的稳定。下图中“置位点”为生态系统所具有的某个理想状态，其中P、A、B、C、D、E表示其生物成分，箭头表示物质的传递方向。下列有关分析错误的是（    ）A．图中构成该生态系统营养结构的生物有P、A、B、C、DB．生物P、A、B、C、D之间只能形成一条食物链C．每一营养级的同化量中都有一部分不能被其他生物再度利用D．假设A摄入的能量为a，其类便中的能量为6，其用于生长、发育和繁殖的能量为c，则由A流入B的能量一般不超过（a－b）×20%17．如图是一个处于平衡状态生态系统的能量流动图解，其中A、B、C、D分别代表不同营养级的生物类群，对此图解理解正确的一项是（    ）A．流经该生态系统的总能量就是A通过光合作用固定的太阳能减去自身呼吸消耗的能量B．D中所储存的能量与C中所储存的能量之比就是能量从C传递到D的效率C．B同化的能量要大于B、C、D呼吸作用散失的热能之和D．由于流经该生态系统的总能量是一定的，所以B获得的能量越多，留给C、D的能量就越少18．下图是某人工池塘中的部分能量流动示意图，其中字母表示能量（单位：kJ）。下列叙述正确的是（    ）A．草鱼和植物之间的能量传递效率为c/a×100%B．流入该生态系统的能量不包括饲料中的能量C．d是草鱼用于生长、发育和繁殖的能量D．h和i都是属于草鱼流入分解者的能量19．下图表示生态系统某一营养级的能量流动途径，其中a～g表示能量值，A表示初级消费者摄入，B表示初级消费者同化，D表示次级消费者摄入。下列分析正确的是（    ）A．缩短食物链可以提高能量传递效率 B．E表示分解者利用C．图中a表示流入生态系统的总能量 D．图中初级消费者同化量B=c+d+e20．假设在下图所示的食物网中，猫头鹰的食物有3/5来自兔，1/5来自鼠，1/5来自蛇。若猫头鹰增加了10g体重，则最多需要消耗植物(    )A．2800g B．1400g C．5600g D．900g21．某人工鱼塘的部分能量流动关系如图，以下分析正确的是（    ）A．图1中第二营养级到第三营养级能量的传递效率是D2/（A2+B2+C2）B．图1中A1、A2和图2中E都可以表示表示呼吸作用散失的能量C．鲢鱼用于自身生长发育的能量可用图2中的B表示D．乌鳢捕食鲢鱼后剩余的食物残渣中的能量可用图2中的A表示22．图甲表示某季度某生态系统的能量金字塔，P为生产者，Q1为初级消费者，Q2为次级消费者；图乙是将图甲中各营养级所含有的能量进行分类剖析，其中a、a1、a2表示上一年留下来的能量（假设它不被下一营养级利用），e、e1、e2表示呼吸消耗量。下列叙述不正确的是（    ）A．假设种群Q1、Q2个体数为N1、N2，平均每个个体所含有的能量为W1、W2，则N1×W1＞N2×W2B．每年流入这个生态系统的总能量用图乙中的字母可表示为a、b、c、d、eC．图乙P中的c表示的是流入Q1的能量D．若图乙Q1中的b1表示未被利用的能量，d1则表示流入分解者的能量23．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变化示意图，其中a～g表示能量值的多少。请据图作答： (1)从生态系统的结构来看，图3中未表示出的成分有__________________________。图1中，m1、m2表示的能量形式分别为___________________。营养级Ⅰ的能量中流入分解者的包括_____________________________________两部分。(2)图2中，若A表示图1中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则C表示_____________________________。若图1中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为y，由营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是____（用图中所给字母的表达式表示）。(3)由图2可以总结出生态系统能量流动的主要特点是_______________________。(4)若图1中营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一种生物甲、乙、丙，构成食物关系如图3。①若甲能量中比例为a的部分直接提供给丙，则要使丙能量增加XkJ，至少需要消耗甲的能量______________kJ（用所给字母的表达式表示）。②如果将丙的食物比例由甲∶乙=3∶2调整为甲∶乙=2∶3，其他条件不变，相邻两个营养级之间的能量传递效率按20%计算，丙获得相等的能量，需要消耗的甲是原来的________倍（结果用分数表示）。