1、高中生物复习资料（必修三）（九）第五章 生态系统及其稳定性第2节 生态系统的能量流动执笔人：刘德海 审核人：侍东升 核对人：朱春霞【学习目标】1、分析生态系统的能量流动的过程与特点。2、概述研究能量流动的意义。3、尝试调查农田生态系统中的能量流动情况。【自主学习】一、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。二、能量流动的过程1、 能量的来源生态系统所需的能量来自于 _。2、 能量的输入（1）绿色植物通过 作用将_ 能转化为 能，使太阳能输入到生态系统中。（2）生产者所固定的 的总量，就是这个生态系统所获得的能量。3、 能量的传递：生态系统中能量的传递是沿_
2、 渠道进行的一个营养级的生物所获得的能量：（1） 一部分通过_ 作用释放后，一方面用于自身的 、 和 等生命活动，一方面以_ 形式散失；（2） 一部分被_ 摄入；（3） 一部分则被 分解利用。三、能量流动的特点1、生态系统中能量流动的特点是 ， 。2、能量在相邻的两个营养级间的传递效率大约是 。3、能量金字塔的含义是：在一个生态系统中，营养级越多，在 就越多。生态系统中，食物链一般不超过 个营养级。四、研究能量流动的实践意义1、研究生态系统的能量流动，可以帮助人们 人工生态系统，使能量得到最有效的利用。2、可以帮助人们合理的调整 ，使能量持续高效的流向 。【典型例题】例1、人们常用能量金字塔来
3、描述一个生态系统中各营养级所得到的能量的数值，下面的说法正确的是 （ ）A生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中损失的能量越多B最多约有20%的能量从第一营养级流入次级消费者C生产者呼吸消耗的能量一般没有流入初级消费者的能量多D位于金字塔顶部的消费者获能最多【解析】在生态系统的能量流动中，每个营养级生物都会因细胞呼吸而损失很大一部分能量，而流入下一营养级的能量只占其总能量的10%-20%。营养级越多，能量的损失就越多，所以能量金字塔顶部消费者获能最少。【答案】A例2、大象是植食型动物，有一种蜣螂则专以象粪为食。设大象在某段时间所同化的能量为107kJ，则这部分能量中可流到蜣螂体内的约为 （
4、）A0kJ B106kJ C2106kJ D1062106kJ【解析】被某一营养级生物摄入体内的能量，一部分存在与该营养级生物排出的粪便中，另一部分能量被该营养级生物同化。此题中大象摄入体内的能量，一部分存在于象粪中，另一部分被大象同化，其中流入蜣螂体内的能量是存在于象粪中的一部分能量。【答案】A例3、见世纪金榜P68 例2。例4、下图为某生态系统食物网简图，若E生物种群总能量为7.1109 kJ，B生物种群总能量为2.3108 kJ，从理论上计算，A贮存的总能量最少为 （ ）A7.1108 kJ B4.8107 kJC5.95107 kJD2.3107 kJ【解析】由图可知D为生产者，要使A
5、获得的能量最少，则必须保证三个条件，即：一是能量来源途径最少；二是能量传递效率最低（按10%算）；三是食物链要最长。故从理论上讲，与A贮存的总能量最少相关的食物链不可能是DA，也不可能是DA、DECA同时存在，只能是DECA。为此，E的能量在传递给A的途径中，只有确保：E在传递给B时用去的能量最多；E的总能量减去传递给B的后再传给C时效率最低；C在传递给A时效率最低，结果才能使A获得的能量最少。所以据此计算得A贮存的总能量最少为： （7.1109 2.310810%）10%10%4.8107 kJ【答案】B 例5、在下图的食物网中，生态系统能量流动传递效率为10%20%，请据图回答下列问题：（
6、1）在这个食物网中，可以称为初级消费者的生物种群有。（2）若鸟增加的能量积累为A，需要生产者提供的能量应不少于 A。（3）在鸟的食物构成中，若动物性食物与植物性食物各占50%，则需要生产者提供的能量应大约在A至A之间。【解析】（1）初级消费者即直接以植物为食的动物，此食物网中有虫和鸟。（2）“不少于”意味着按最高传递效率，取最短食物链计算，20%XA，得X5A。（3）设草的总能量中，有X沿“草虫鸟”流动，有Y沿“草鸟”流动，按传递效率10%计算：10%X10%50%A，得X=50A，10%Y50%A，得Y5A，需要生产者总量为XY55A；按20%计算：20%X20%50%A，得X12.5A，2
7、0%Y=50%A，得Y2.5A，需要生产者总量为15A。 【答案】（1）虫、鸟（2）5（3）1555【反馈矫正】1在浮游植物小鱼海豹虎鲸这条食物链中，若虎鲸增加1kg体重，至少消耗浮游植物的量为 （ ）A1kg B10kg C125kg D1000kg2下列除哪项外，均为对生态系统内能量流动特征的描述 （ ）A食物链和食物网是能量流动的渠道 B食物链中初级消费者越多，次级消费者获得的能量越多C单向流动，逐级递减 D食物链越短，可供养的消费者越多3、在能量金字塔中，如果生产者在光合作用过程中产生240mol的氧气，其全部用于初级消费者分解血糖，则其释放并贮存在ATP中的能量最多有（ ）可被三级消
8、费者捕获？A1.008103 kJB5.016103 kJC1.858103 kJD2.008103 kJ4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 （ ）A80g B900g C800g D600g5在生态系统中有关食物链与能量流动的叙述，不正确的是 （ ）A能量沿食物链流动是单方向的 初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少食物链越长，最高营养级获得的能量越少 D生物种类越多，生态系统中的食物链越多6在生态系统的能量金字塔中，贮存能量最多的成分是 （ ）A生产者 B初级消费者 C次级消费者 D分解者7肉类
9、和鸡蛋的价格比粮食和蔬菜高，从生态学的观点看，这是由于 （ ）A动物饲养麻烦，花时间多，投资大 B动物性食品营养价值高 C食物链延长，能量流失多，动物性食品成本高 D植物栽培比较容易8某池塘生态系统全部生产者所固定的太阳能总值为a，全部消费者所利用的能量总值b，全部分解者所利用的能量总值为c。那么a、b、c三者之间的关系为 （ ）Aab，b=c Ba=b+c Cab+c Da95109 C X95109 D X95109（3）该生态系统的食物网是_。高二年级生物导学提纲（九）选修班参考答案【自主学习】一、输入、传递、转化、散失二、1、太阳能2、（1）光合 太阳 化学（2）太阳能3、食物链和食物
10、网（1）呼吸 生长 发育 繁殖 热能（2）初级消费者（3）分解者三、1、单向的 逐渐递减2、10%20%3、能量流动过程中消耗的能量 45四、1、设计2、生态系统中的能量流动关系 人类最有益的部分【反馈矫正】1、C2、A3、C4、B5、B6、A7、C8、C9、D10、D11、 狼（1）太阳能 光合 四 （2）B （3） 草 兔 狐书后参考答案： 四、答案和提示 (一)问题探讨 提示：应该先吃鸡，再吃玉米(即选择1)。若选择2，则增加了食物链的长度，能量逐级递减，最后人获得的能量较少。 (二)思考与讨论1 1提示：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(生物体有机物
11、)中，而另一部分被利用、散发至无机环境中，两者之和与流人生态系统的能量相等。 2提示：不能，能量流动是单向的。 (三)资料分析1和2 3提示：流入某一营养级的能量主要有以下去向：一部分通过该营养级的呼吸作用散失了；一部分作为排出物、遗体或残枝败叶不能进入下一营养级，而为分解者所利用；还有一部分未能进人(未被捕食)下一营养级。所以，流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一营养级。 4提示：生态系统中能量流动是单向的；能量在流动过程中逐级递减。 (四)思考与讨论2 提示：“桑基鱼塘”的设计理念是从人类所需出发，通过能量多级利用，充分利用流经各营养级的能量，提高生产效益。 (五)调查 参考调查点
12、：稻田生态系统 组成成分：(1)非生物的物质和能量；(2)生产者：水稻、杂草、浮游植物等；(3)消费者：田螺、泥鳅、黄鳝、鱼、青蛙、浮游动物、昆虫、鸟类等；(3)分解者：多种微生物。 问题提示： 1生产者主体是水稻，其他生产者有杂草、浮游植物等。农民主要通过喷洒除草剂，或人工除草的方式抑制杂草的生长。 2初级消费者有：田螺、浮游动物、植食性昆虫、植食性鱼、鸟类等。一般而言，植食性昆虫和鸟类等往往对水稻生长构成危害，田螺、植食性鱼数量较多时也会对水稻生长构成危害。农民采取喷洒农药、竖稻草人等措施防止或减少这些动物的危害。 3次级消费者有：泥鳅、黄鳝、肉食性鱼、青蛙等。一般而言，这些消费者对水稻生
13、长利大于害。农民通过禁捕，或适量放养等措施，实现生态农业的目标。 5农民对秸秆的传统处理方式有焚烧或填埋等；现代农业提出了综合利用思想，例如，秸秆可作为多种工业原材料，还可以用来生产沼气，以充分利用其中的能量。 6主要通过合理密植的方法提高作物的光能利用效率。 7通过稻田养鱼等措施，实现立体化生态农业；通过建造沼气池，实现能量的多级利用。 (六)技能训练：分析和处理数据 提示： 这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是6 687.5 kg，计算公式是(12+18)122 675，这些葡萄糖储存的能量是1.07108kJ(计算公式是EG = MG1.6104)； 这些玉米呼吸作用消耗的能量是3.27210
14、7kJ(计算公式为E呼 = MG1.6104)； 这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是1.397 2108kJ(计算公式为E固 =EG+E呼)，呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例是23.4； 这块玉米田的太阳能利用效率是1.64(计算公式为= 1.39721088.5109)。利用情况如图55所示： (七)旁栏思考题 一般情况下，也是金字塔形。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量可能低于浮游动物的量。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。与此
15、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。 (八)练习 基础题 1A。 2D。 3B。 拓展题1(1) (2)图b所示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的多级、充分利用，提高了能量的利用率。2提示：不能。在一个封闭的系统中，物质总是由有序朝着无序的方向(熵增加)发展。硅藻能利用获取的营养通过自身的新陈代谢作用释放能量，依靠能量完成物质由无序向有序的转化，维持其生命活动。附导纲（八）参考答案: 自主学习一1生物群落；无机环境 2生物圈；全部生物；无机环境 3海洋；陆地；森林；人工；农田二1(1)水； 空气阳光 (2)绿色植物化学能 (3)植食性；寄生动物 无机物 (4)细菌和真菌 有机物 2(1)食物 相互交错 (2)植食性动物 肉食性动物 (3)能量流动；物质循环保持相对稳定【反馈矫正】1A 2A 3B 4D 5D 6C 7C 8D 9B 10B 11B 12B 13C 14C 15A 16C 17A18（1）六（2）蜘蛛、食虫鸟、青蛙、鹰（3）捕食和竞争（4）鹰和食虫鸟失去食物而离去蛇无天敌而增加，青蛙数量减少，植食昆虫增加，农作物减产（5）增加食物链，丰富食物网（6）毒死捕食者，害虫越来越多；不污染环境，不会引起害虫泛滥