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1、第34讲生态系统的能量流动和物质循环考点一生态系统中的能量流动考点二生态系统中的物质循环总纲目录高考再现考点一 生态系统中的能量流动一、能量流动的概念生态系统中能量的①输入、②传递、③转化和④散失的过程。二、能量流动的过程1.第一营养级能量分析2.消费者能量分析(1)从上述图解可以得到:摄入量=同化量+粪便量。(2)在各营养级中,能量的几个去路:通过呼吸作用以热能的形式散失;被下一营养级生物利用;被分解者利用;未被利用。三、能量流动的特点生态系统的能量流动具有单向流动和逐级递减的特点。单向流动是指生态系统的能量
2、只能从第一营养级流向第二营养级,再流向第三营养级……能量流动不可逆转,也不能循环。逐级递减是指能量在沿食物链传递的过程中,每一个营养级的生物在代谢(如呼吸、排泄)中都会消耗很多的能量(这些能量最终以热能的形式散失),结果流向下一个营养级的能量逐级减少。能量在相邻两个营养级之间的传递效率平均只有10%~20%。生态系统中的能量流动规律可用“能量金字塔”表示。四、研究能量流动规律的实践意义研究生态系统的能量流动,可以帮助人们在设计人工生态系统时充分考虑能量的有效利用;还可以合理调整生态系统中的能量流动关系,使能量流
3、向对人类最有益的部分。1.流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能。(✕)2.生产者通过光合作用合成有机物时,能量就从无机环境输入到了生物群落。(√)3.兔粪便中的能量不属于第二营养级的能量。(√)4.相邻两个营养级的能量传递效率不会小于10%,也不会大于20%。(✕)5.生态系统中的能量可被多级循环利用,从而大大提高能量的利用率。(✕)6.一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%。(✕)7.直接以低营养级的生物为食将消耗生态系统更多的能量。(✕)8.拔去田地中的杂草是人为地调整能量
4、流动的方向,可以提高生态系统的能量传递效率。(✕)如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值[单位为103kJ/(m2·y)],请据图分析回答:(1)流入该生态系统的总能量的来源一是能,二是能。(2)生产者固定的太阳能是kJ/(m2·y),流入植食性动物的总能量是kJ/(m2·y),流入肉食性动物的总能量是kJ/(m2·y)。(3)生产者→植食性动物的能量传递效率是,植食性动物→肉食性动物的能量传递效率是。(结果保留一位有效数字)(4)假设所需能量全部来自生产者,按照图中的能量流动规律,肉食性动
5、物要增加100kg,则大约需要消耗生产者kg。答案(1)光 输入的有机物中的化学(2)110×10316×1037.5×103(3)12.7% 15.6%(4)5047解析(1)因为该鱼塘为人工鱼塘,从图中可以看出,流入该生态系统的总能量的来源一是生产者固定的太阳能,二是输入的有机物中的化学能。(2)肉食性动物固定的总能量=0.25+0.05+2.1+5.1=7.5×103kJ/(m2·y);植食性动物固定的总能量=(7.5-5)+0.5+4+9=16×103kJ/(m2·y);生产者固定的总能量=(16-2)
6、+3+70+23=110×103kJ/(m2·y)。(3)生产者→植食性动物的能量传递效率=植食性动物固定的能量中来自生产者的能量/生产者固定的总能量×100%=(16-2)/110×100%≈12.7%;植食性动物→肉食性动物的能量传递效率=肉食性动物固定的能量中来自植食性动物的能量/植食性动物固定的总能量×100%=(7.5-5)/16×100%≈15.6%。(4)肉食性动物要增加100kg,则需要生产者的质量=100÷15.6%÷12.7%≈5047(kg)。1.能量流动概念模型解读(1)第二营养级能量流
7、动分析①初级消费者摄入能量(a)=初级消费者同化能量(b)+粪便中的能量(c),即动物粪便中的能量不属于该营养级同化能量,应为上一个营养级固定或同化能量。②初级消费者同化能量(b)=呼吸消耗的能量(d)+用于生长、发育和繁殖的能量(e)。③生长、发育和繁殖的能量(e)=分解者利用的能量(f)+下一营养级同化的能量(i)+未被利用的能量(j)。(2)各营养级能量流动分析①未被利用的能量:包括生物每年的积累量和动植物残体以化石燃料的形式被储存起来的能量。②一个营养级所同化的能量=呼吸消耗的能量+被下一营养级同化的能
8、量+分解者利用的能量+未被利用的能量。③动物同化的能量与摄入量之间的关系:动物同化的能量=摄入量-粪便有机物中的能量,即摄入的食物只有一部分被同化。④流入一个营养级的能量:是指被这个营养级的生物所同化的全部能量。2.能量流动的特点及原因(1)单向流动的原因①能量流动是沿食物链进行的,食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果,是不可逆转的。②各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能
