高考生物大一轮复习43生态系统的能量流动学案.docx
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高考生物大一轮复习43生态系统的能量流动学案
生态系统的能量流动
考纲要求
生态系统能量流动的基本规律及应用(Ⅱ)。
一、能量流动的概念
生态系统中能量的________、传递、________和散失的过程,称为生态系统的能量流动。
二、能量流动的过程
1.起点:
生产者____________开始。
2.总量:
生产者________________。
3.流动渠道:
________和________。
4.特点:
(1)单向流动:
能量只能沿着食物链由________流向高营养级。
(2)逐级递减
①每个营养级生物都因________而散失部分热能。
②每个营养级生物总有一部分不能被____________利用。
③传递效率为______(形象地用____________)。
三、能量流动研究意义
1.帮助人们科学规划,设计________________,使能量得到最有效利用,实现能量的________。
2.帮助人们合理地________生态系统中能量流动关系,使能量持续高效地流向____________________。
探究点一 生态系统中能量流动过程
分析能量流动过程图,完成下列填空:
由上图可知:
(1)能量转化:
________→有机物中的化学能→________(最终散失)。
(2)流动形式:
________中的化学能。
(3)散失途径:
呼吸作用,包括____________自身的呼吸消耗以及________的呼吸作用。
(4)能量散失的形式:
以热能形式散失。
思维拓展
1.消费者同化的能量=摄入量-粪便中有机物的能量,即摄入的食物只有部分被同化。
消费者粪便中含有的能量不能计入排遗生物所同化的能量,它实际与上一个营养级的遗体、残骸一样,属于未被下一个营养级利用的那一部分能量。
例如屎壳郎利用大象的粪便获得能量,就不能说屎壳郎获得了大象的能量,而是获得了植物的能量。
2.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。
(1)能量的来源
生产者的能量主要来自太阳能。
其余各营养级的能量来自上一营养级所同化的能量。
(2)能量的去路
①自身呼吸消耗,转化为其他形式的能量和热能。
②流向下一营养级。
③遗体、残骸、粪便等被分解者分解。
④未被利用:
包括生物每年的积累量,也包括动植物遗体、残骸以化学燃料形式被储存起来的能量。
即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量+分解者利用的能量+未被利用的能量。
探究示例1
如图表示在某生态系统中,能量流经第二营养级的示意图。
对该图分析不合理的是( )
A.能量流动是伴随着物质利用而进行的
B.图中甲为初级消费者同化的能量,即第二营养级所含有的能量
C.该图不够完善,缺少甲中因呼吸以热能散失的能量
D.乙比甲的能量少的原因是甲的遗体、残骸中的能量被分解者利用而未传递下去
听课记录:
探究点二 能量流动的特点
1.分析能量流动模型,完成下列填空。
(1)大方框代表一个________。
(2)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____________________。
(3)能量流动的方向(以箭头表示)________。
(4)箭头由粗到细表示流入下一个营养级的能量________。
(5)方块面积越来越小表示随营养级别的________,贮存在生物体内的能量________。
(6)分解者体内的能量及呼吸产生的能量以热能的形式散失到系统外,成为不能再利用的能量。
(7)能量流动特点:
________、________。
(8)能量传递效率:
________。
计算式为:
相邻两营养级之间的传递效率=下一个营养级同化量/上一个营养级同化量×100%。
2.简述能量流动的意义及提高能量利用率的措施。
思维拓展
1.能量的传递效率为10%~20%的含义是指一个营养级的总能量大约只有10%~20%传到下一营养级。
如果按20%这一最高效率计算,若第一营养级的总能量为100%,第二营养级所获得的能量为20%,第三营养级所获得的能量为20%×20%=4%……,第n营养级所获得的能量是第一营养级能量的
(若按传递效率10%计算,公式为
),由此可知生态系统中的能量传递一般不超过4~5个营养级。
2.确定食物链中的营养关系。
据能量传递效率20%计算,相邻两个营养级的能量差值也在5倍左右,若能量差值远比五倍小,则应位于同一营养级。
3.提高能量利用率的措施不能提高能量传递效率。
4.极值计算:
(1)设食物链A→B→C→D,分情况讨论
现实
问题
思路求解
D营养级
净增重M
至少需要A营养级多少
N×(20%)3=M
最多需要A营养级多少
N×(10%)3=M
A营养级
净增重N
D营养级最多增重多少
N×(20%)3=M
D营养级至少增重多少
N×(10%)3=M
(2)在某一食物网中,一个消费者往往同时占有多条食物链,当该消费者增加了某一值时,若要计算最少消耗生产者多少时,应选最短的食物链和最大传递效率20%进行计算,这样消费者获得的能量最多;若要计算最多消耗生产者多少时,应选最长的食物链和最小传递效率10%进行计算,这样消费者获得的能量最少。
探究示例2
(2010·淮安一模)下图为生态系统中食物链所反映的能量流动情况,图中箭头表示能量流动的方向,单位为kcal/(m2·a)。
下列说法错误的是( )
A.食物链的营养关系一般不可逆,这决定了能量流动的单向性
B.辐射的太阳能中仅有1%左右的能量被生产者利用
C.每一营养级的能量大部分用于呼吸和被分解者利用
D.此生态系统中的分解者可利用图中A的所有能量
听课记录:
探究点三 生态金字塔
完成下表填空:
比较三种金字塔
类型
项目
能量金字塔
数量金字塔形
生物量金字塔
形状
特点
正金字塔形
一般为____金字塔形,有时会出现____金字塔形
一般为正金字塔形
象征含义
能量沿食物链流动过程中具有________的特性
生物个体____在食物链中随营养级升高而逐级递减
生物量(现存生物有机物的______)沿食物链升高逐级递减
每一级含义
每一营养级生物所含____的多少
每一营养级生物个体的____
每一营养级生物的________
特殊形状
能量流动的过程中总是有能量的消耗
一株大树上鸟、虫、树的数量金字塔的塔形会发生倒置
浮游植物的个体小,寿命短,又不断被浮游动物吃掉,所以某一时间浮游植物的生物量(用质量来表示)可能____浮游动物的生物量
探究示例3
如图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是初级消费者
B.Ⅳ为分解者
C.E1为太阳能,E2为热能
D.能量可在食物链中循环利用
听课记录:
题组一 能量流动过程和特点
1.(2011·安徽十校测试)在一个草原生态系统中,如果要研究被第二营养级同化的能量去向,不应包括下列选项中的( )
A.羊的呼吸消耗量
B.羊的粪便量
C.羊的生产量
D.部分死亡羊的重量
2.以下关于生态系统的能量流动的叙述中,哪一项是不正确的( )
A.能量流动是单向的、不循环的
B.食物链越短,终级消费者获得的能量越多
C.初级消费者越多,次级消费者获得的能量越少
D.营养级越多,散失的能量越多
3.下列有关生态系统能量流动的叙述中,错误的是( )
A.当狼捕食兔子并转化为自身的有机物时,能量就从第一营养级流入第二营养级
B.当狼吃掉一只兔子时,狼不可能获得兔子的全部能量
C.生产者通过光合作用合成有机物,能量就从非生物环境流入生物群落
D.生态系统的能量流动是单向的,逐级递减的
4.(2010·无锡模拟)如图表示一般生态系统的结构模式图,在不考虑物质的输入和输出情况下,下列说法不正确的是(多选)( )
A.能量主要是以太阳能的形式输入生态系统
B.组分1、2、3分别代表生产者、分解者和消费者
C.在一个幼苗茁壮成长的农田生态系统中能量的输出量和输入量相等
D.如果组分1是生产者,那么组分1代表的是绿色植物
5.某自然生态系统中有一条食物链:
甲→乙→丙→丁,测得这四种生物所含的有机物总量分别为a、b、c、d(单位:
kg/年)。
下列叙述中正确的是( )
A.丙种群个体所含有机物的平均值一定大于丁种群
B.甲从无机环境中获得的能量等于a所含的能量
C.若能量在相邻的两个营养级间的传递效率是20%,则b+c+d=0.2a
D.甲的同化作用类型为自养型
6.(2011·马鞍山模拟)如图表示某湖泊生态系统的营养结构,a~e代表各营养级的生物,下列叙述不正确的是( )
A.共有三条食物链
B.各营养级中,能量最多的是c,生物个体数量最多的是a
C.若水体受有机磷农药轻微污染,则受害最严重的是a
D.若c所含能量为5.8×109kJ,d含1.3×108kJ,则a至少约含4.5×107kJ
题组二 生态金字塔和研究能量流动的意义
7.(2011·常州模拟)在社会主义新农村建设中,四川某地通过新建沼气池和植树造林,构建了新型农业生态系统(如图所示)。
下列有关叙述正确的是(多选)( )
A.该生态系统中,处于第二营养级的生物有人和家禽家畜
B.该生态系统中,人的作用非常关键,植物是主要成分
C.该生态系统的建立,提高了各营养级间的能量传递效率
D.沼气池的建造和植树造林,提高了该生态系统的稳定性
8.(2011·长沙模拟)如图是某个农业生态系统的结构模式图,该图中表示生态系统能量流动的箭头是( )
A.①③B.②③⑤
C.①③④D.②⑤
9.我国北方的一些地区每年都会发生一定程度的蝗灾,当地政府和农牧民常用喷洒农药的方法来杀灭蝗虫。
2000年发生蝗灾时,新疆某地邀请来一批养鸭户,把几十万只鸭子放养到虫害严重的草原上,收到很好的效果。
下列有关叙述中错误的是( )
A.利用农药灭虫,农药对蝗虫起选择作用,生存下来的蝗虫都是抗药能力较强的
B.利用鸭子消灭蝗虫,根本目的是调整生态系统能量流动关系,使能量更多地流向鸭子
C.利用鸭子消灭蝗虫,从生态的成分看,鸭子是次级消费者,鸭子与草原上的牛、羊的关系是种间互助
D.利用鸭子消灭蝗虫不仅可以获得较好的经济效益,而且还能减轻污染、保护其他生物
10.下图表示A、B两个特殊生态系统的能量金字塔。
有关解释正确的是( )
①一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多
②能量沿食物链单向流动,传递效率随营养级的升高而逐级递减
③若A和B中玉米的数量相同,A若能养活10000人,则B可能只能养活1000人
④若土壤中含相同浓度的难降解污染物,则A中的人比B中的人体内污染物浓度低
A.①③④B.①②③
C.①②③④D.③④
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
题组三 综合题
11.(2011·天津理综,9)放牧强度可影响人工草地的物质循环和能量流动。
图1是亚热带某人工草地在不同放牧强度下牧草净光合产量(净光合产量=光合作用合成量-呼吸作用消耗量)的变化图,G0为不放牧,G1~G3为放牧强度逐渐增强。
据图回答:
(1)5~10月份的最适放牧强度是________(从G0~G3中选填),________月份可被初级消费者
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