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第二节 生态系统的能量流动1


高三生物一轮复习教学案
第二节 第三节 生态系统的能量流动 生态系统的物质循环

一、生态系统的能量流动 (一) 、概念:是指生态系统中能量的输入、 和 的过程 输入:绿色植物的光合作用固定太阳能开始了能量的输入(相关生理过 程: ) 传递:以有机物形式沿食物链向下一营养级传递 散失:三大功能类群生物的呼吸作用产生的热能 (二) 、总值: 是流动的总

能量 (三) 、过程:

方框大小、箭头大小的含义 大方框表示: 大粗箭头表示:流经一个生态系统的总能量,即本生态系统中全部生产者所固定的太 阳能总量 箭头表示:能量流动的方向 箭头由粗到细表示:流入下一个营养级的能量逐级递减 方块面积逐渐变小表示:随营养级别的增加,贮存在生物体内的能量逐渐减少 分解者体内的能量及呼吸产生的能量以热能形式散失到系统外,成为不能利用的能量 思考:能量流动的起点: 能量流动的渠道: 能量传递的形式: 能量流动中能量形式的变化: 能量散失的主要途径: 能量散失的主要形式: 能量流入某一营养级后的四个去向: 呼吸散失① 能量流入某一营养级 残落物、 遗体流入分解者② (其产生的粪便中 的能量属于上一营养级) 自身储存 流入下一营养级③ 未利用的能量④(最终被分解者利用,因此 也归为③

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生产者: 能量的来源 各级消费者: 分解者: 各营养级同化量=摄入量-粪便中所含能量=呼吸作用消耗+贮存在生物体内的能量 参照教材 94 页图 5—6 理清上述关系 例题: 《创新设计》257 页 19 题

(四) 、特点 1. :能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级 原因: 每个营养级生物都因呼吸作用而散失部分热能 2. 原因 每个营养级生物总有一部分不能被下一营养级利用 传递效率 (形象地用能量金字塔表示)计算公式: 能量金字塔:始终为正金字塔,都遵循 10%~20%传递效率 金字塔 数量金字塔:可能为正金字塔,也可能为倒金字塔,上下营养级之间无固 定数量关系。 (如:成千上万只昆虫生活在一株大树上) 例 1 某一生态系统中,已知一只鹰增重 2kg 要吃 l0kg 小鸟,小鸟增重 0.25kg 要吃 2kg 昆虫,而昆虫增重 l00kg 要吃 1000kg 绿色植物。 在此食物链中这只鹰对绿色植 物的能量利用百分率为( ) A.0.05% B.0.5% C.0.25% D.0.025% 例 2 在一条食物链中,初级消费者同化的能量,其去向为( ) ①通过呼吸作用释放的能量 ②通过呼吸作用释放的热能 ③流人到次级消费者体内 ④流人到分解者体内 A.②③ B.②④ C.①③④ D.②③④ 例 3(多选)在一个生态系统内,随着营养级的递增,不同营养级的能量传递,农药残留 量依次为( ) A.递增 B.递减 C.相等 D.不少 例 4 稻田中农民要拔掉稗草,鱼塘中要不断清除肉食性的“黑鱼” ,用生态学观点看,这 是为了( ) A.保持生态平衡 B.保持生物群落的单一性 C.调整能量在生态系统中流动的方向 D.使物质能够尽快地循环流动 例 5.有关生态系统中能量流动的叙述,不正确的是( ) A.生态系统中能量流动是太阳能辐射到系统内生产者上的能量 B.生态系统中能量几乎全部来自太阳能 C.生态系统离开外界环境的能量供应就无法维持 D.生态系统中能量流动是单向流动和逐级递减的

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例 6.在一定的时间内,某生态系统中的全部生产者固定的太阳能为 a,全部消费者所同 化的能量为 b,全部分解者获得的能量为 c,则 A、B、c 之间的关系是( ) A.a=b+c B.a>b+c C.a<b+c D.a>b=c 例 7.下图表示某生态系统的能量锥体图,P为生产者,Q1为初级消费者,Q2为次级消 费者。B图是将A图中的各营养级所含有的生物进行分类剖析,图中 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。据图回答。

(1)如设种群Q1、Q2的个体数为N1、N2,平均每个个体所占的能量为W1、W2,那 么,N1、与N2、W2之间的关系是 。 (2)每年流入这个生态系统的总能量是 (用B图中的英文字母表示) 。 (3)B图中的 b1 和 d1 表示 。 2 (4)若P和Q同化作用固定能量的总量分别为 480J/(cm .a) ,生物体内贮存的能量分 2 2 别为 200J/ (cm . 和 24J/ a) (cm . 。 a) 那么, 能量从P传递到Q的效率为 。 小结:运用能量流动的原理分析时,应注意以下几点: a.搞清楚能量流动的起点。b.知道流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能的 总量。c.能量流动的渠道是顺着食物链和食物网进行的。d.能量流动的特点:单向流动、 逐级递减,传递效率约为 10%~20%。e.根据传递效率分析食物链的能量消耗:
? ?选最短食物链 ? ? ?最少消耗? ?获得最多 ? 20 生产者 ? ?选最大传递效率 %? ? ? ?消费者 ?最大消耗?选最长食物链 ?获得最少 ? ? ? ? ? ? ?选最小传递效率 ? ?

六、研究意义: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。 二、生态系统的物质循环 (一) 、概念:

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①物质循环的范围是生物圈,因此物质循环带有全球性,故又叫生物地球化学循环,简称 为生物地化循环 ②物质指的是构成生物体的基本元素,主要指 CHONPS 等元素;基本元素在生物群落中的 传递,主要靠食物链和食物网。 ③循环指在无机环境和生物群落之间的反复循环运动 (二) 、特点:全球性、循环性 (三) 、实例:碳循环 1.存在形式:CO2、含碳有机物、碳酸盐、煤、石油、天然气等 2.循环形式:在生物群落与无机环境间以 式流动 3.生理过程:光合作用、化能合成作用、呼吸作用、分解作用 4.碳循环过程图解 形式循环,在生物群内部是以 的形

思考:试比较下列三种基本元素的循环 C 循环 无机环境中存在形式 进入群落的途径 在生物群落中的传递形式 回到无机环境的途径 平衡遭到破坏的结果 (四)、与能量流动的关系 1.区别:物质是循环的,而能量流动是单向的、逐级递减的 2.联系:物质作为能量载体,使能量沿食物链流动;能量作为动力,使物质能够 不断地在生物群落和无机环境之间循环往返 思考:生态系统在物质上是否是自给自足的?能量上呢? N 循环 S 循环

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例8.右图是生态系统中某元素循环的模式图, A.这是碳元素的循环 B.A与B两种生物是生态系统不可缺少的成分 C.图中缺少的生理过程在线粒体中进行 D.该物质循环带有全球性

该图可以说明( )

例 9.右图表示生物圈中部分物质的循环。A、B、C构 成生物群落, 第①→③号箭头表示循环过程, 请据图回 答: (1) 若此图为硫循环的部分示意图, 则X气体对植物 伤害的主要器官是 。除①过程吸收X外, 还有部分X转化成其他物质进入土壤或水体,并以 方式被A吸收, 再用于合成蛋白质等有机物。 X气体造 成大气污染的根本原因是 。 (2)若此图为碳循环的部分示意图,则: Ⅰ.限制我国西北地区①过程总量的主要非生物因素是 。为此,国家正在 实施 工程,以确保西部可持续发展。 Ⅱ.完成①过程的能量来源是 。若C同化的总能量为 a,其中由A经④ 过程供能的比例为X,则按能量的最低传递效率计算,需要A的总能量(y)与 x 的函数 关系式为 。 例 10.(5 分)下图是对某水生生态系统的能量流动分析调查和结果。A-E 表示生物成分按 营养功能的归类群体。 表示总同化量, 表示净积累量, 表示呼吸消耗量。 GP NP R 分析回答:

(1)图中属于消费者的是 。 (2)生产者同化的总能量中有 未被消费者同化。 (3)该生态系统中没有更高营养级的原因是 (填字母)的 NP 不足以维持更高营养 级的存在。人直接以植物为食,供养的人口更多,从能量流动的特点看,是因为 。 (五)土壤微生物的分解作用《创新设计》253页 例 11.右图是处于平衡状态的简单淡水生态系统,请回答:

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(1)此生态系统中共有 条食物链。 (2) 含能量最多的生物类群是 , 流经这个生态系 统的总能量是 。 (3)此生态系统中属于第三营养级的动物是 , 淡水虾与小鱼的关系是 , 大鱼与小鱼的关系是 。 (4)此生态系统中分解者是( ) A.海鸟 B.水绵 C.水藻 D.腐生细菌 (5)若所有海鸟迁徒到别处,则大鱼的数目 ,水藻的数目 ,淡水 虾数目 。 (6)海鸟获得能量最多的食物链是 。海鸟每增加 1 千克, 需消耗生产者生产的有机物至少 千克。 (7)若此生态系统中水绵大量减少,则下列哪一项会随着发生( ) A.水藻大量增加 B.小鱼的数目增多 C.海鸟的数目增多 D.甲壳类的数目增多 (8)图中各种生物的总和,在生态学上称为 。 例 12.下图表示某一生态系统中各种生物之间的关系,请分析回答:

(1) 在此生态系统中, 主要成分是 。 此生态系统的主要功能是 和 。 (2) 作为一个生态系统, 除图中已有成分外, 还需要有 。 (3) 图中腐生细菌和真菌, 在生态系统中属于 成分, 它们能为树木提供 。 2 2 (4)如果一只鸟生存需要 100 m 的取食范围,那么一条蛇生存,至少需要 m 的 取食范围。 (5)请分别绘出生态系统的捕食链各营养级生物的能量和数量金字塔(平面图即可) 。 1.C 2.C 3.AB 4.C 5.A 6.B 7.(1)W1.N1>W2.N2(2)P 的 b+c+d+e(3)未被Q2利用的能量;流向 [ 分解者的能量(4)15%] 8.AD 10.[(1)B、C、D(1 分) (2)730.17(1 分) (3)D(1 分) 能量流动逐级递减(2 分)] 11. [(1)3(2)水绵、水藻;生产者固定的太阳能总量(3)海鸟、小鱼、淡水虾;竞 争;捕食(4)D(5)增加;减少;减少(6)水藻→甲壳类→海鸟;25(7)A(8)生物 因素] 12. [(1)树;物质循环;能量流动(2)非生物的物质和能量(3)分解者;CO2、H2O 和 无机盐(4)500(5)如下图]

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