選擇性必修2生物與環(huán)境第八單元生物與環(huán)境第44講生態(tài)系統(tǒng)的能量流動課標(biāo)要求1.分析生態(tài)系統(tǒng)中的能量在生物群落中單向流動并逐級遞減的規(guī)律。2.舉例說明利用能量流動規(guī)律，使人們能夠更加科學(xué)、有效地利用生態(tài)系統(tǒng)中的資源。3.解釋生態(tài)金字塔表征了食物網(wǎng)各營養(yǎng)級之間在個體數(shù)量、生物量和能量方面的關(guān)系?？键c(diǎn)1生態(tài)系統(tǒng)的能量流動一、能量流動的四個環(huán)節(jié)固定的太陽能總量食物鏈和食物網(wǎng)化學(xué)能化學(xué)能熱能二、能量流動的過程1．能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級的過程由圖分析：(1)輸入該營養(yǎng)級的總能量是指圖中的___(填字母)。(2)糞便中的能量(c)_________(填“屬于”或“不屬于”)該營養(yǎng)級同化的能量，應(yīng)為_________營養(yǎng)級同化的能量中流向_________的部分。(3)初級消費(fèi)者同化的能量(b)＝________________________________＋________________________________。(4)用于生長、發(fā)育和繁殖的能量(e)＝__________________________＋____________________________＋未被利用的能量(j)。b不屬于上一個分解者呼吸作用以熱能形式散失的能量(d)用于生長、發(fā)育和繁殖的能量(e)分解者利用的能量(f－c)下一營養(yǎng)級同化的能量(i)1．(選擇性必修2P55“圖3-5”)在一定時間內(nèi)，某生態(tài)系統(tǒng)中全部生產(chǎn)者固定的能量值為a，全部消費(fèi)者所獲得的能量值為b，全部分解者所獲得的能量值為c，則a＞b＋c，原因是________________________________________________________________________________________________。生產(chǎn)者固定的能量a除了傳遞給消費(fèi)者和分解者外，生產(chǎn)者自身通過呼吸作用消耗了部分能量

攝入量≠同化量：攝入量－糞便中的能量才是同化量，動物的糞便無法被動物消化吸收，不屬于同化量，如兔吃草時，兔糞便中的能量應(yīng)為草流向分解者的能量，而不屬于兔的同化量。2．能量流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的過程三、能量流動的特點(diǎn)1．

2．

2．(選擇性必修2P55“思考·討論”)流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的能量______再回到該生態(tài)系統(tǒng)，原因是____________________。不能能量流動是單向的四、生態(tài)金字塔的類型及特點(diǎn)五、研究能量流動的實(shí)踐意義1．幫助人們將生物在時間、空間上進(jìn)行合理配置，增大流入某個生態(tài)系統(tǒng)的總能量。2．幫助人們科學(xué)地規(guī)劃和設(shè)計(jì)_______________，使能量得到最有效的利用。3．幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的___________關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向_______________的部分。人工生態(tài)系統(tǒng)能量流動對人類最有益1．流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是照射在生產(chǎn)者上的太陽能。(

)提示：流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是該生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者所固定的太陽能。2．初級消費(fèi)者糞便中的能量屬于生產(chǎn)者同化的能量。(

)3．一只狼捕食了一只兔子，該狼獲得了兔子能量的10%～20%。(

)提示：能量傳遞效率針對的是相鄰兩個營養(yǎng)級中的所有生物，不針對個體?！痢獭?．農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，沼渣、沼液作為肥料還田，使能量能夠循環(huán)利用。(

)提示：沼液和沼渣可以為農(nóng)作物提供肥料，沼氣池發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣又能成為人類的能源物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了能量的多級利用，但能量不能循環(huán)利用?！?．研究能量流動，可調(diào)整能量流動關(guān)系，使生產(chǎn)者固定的能量全部流向人類。(

)提示：由于在各營養(yǎng)級中都會有生物的細(xì)胞呼吸存在，通過細(xì)胞呼吸，部分能量會以熱能的形式散失，因此研究能量流動，可調(diào)整能量流動關(guān)系，使生產(chǎn)者固定的能量盡可能多地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?，但是做不到全部流向人類?．一般來說，植物的總干重通常大于植食性動物的總干重。(

)×√為探究稻田養(yǎng)蟹對水稻產(chǎn)量和雜草密度的影響，進(jìn)行小區(qū)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下表所示。處理雜草密度/(株·m－2)水稻產(chǎn)量/(kg·hm－2)養(yǎng)蟹、投餌7.6710495不養(yǎng)蟹、不投餌11.739665稻田引入河蟹后，水稻產(chǎn)量得到提高，請從種間關(guān)系和能量流動的角度分析，可能的原因有哪些(答出三點(diǎn))?雜草密度降低，減少了與水稻的種間競爭，水稻因而得到更多的光、CO2和無機(jī)鹽用于生長；河蟹捕食稻田害蟲，減少了害蟲對水稻的取食和危害，增加了水稻產(chǎn)量；殘餌經(jīng)過微生物的分解作用，提高了土壤肥力。A．牛、羊、蚱蜢和鼠屬于第二營養(yǎng)級B．d屬于紫花苜蓿同化量的一部分C．流向鼠的能量a可能少于紫花苜蓿同化量的10%D．圖中沒有表示出的生態(tài)系統(tǒng)成分僅有非生物的物質(zhì)和能量1．(2025·廣東深圳模擬)某研究小組對某退耕還草后的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)查，該生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)及鼠在其中一條食物鏈上的能量流動關(guān)系如下圖所示(字母表示能量值)。下列有關(guān)分析錯誤的是(

)1能量流動的過程及特點(diǎn)√D

[第二營養(yǎng)級是以植物為食物的營養(yǎng)級，據(jù)題圖可知，第二營養(yǎng)級有鼠、牛、羊、蚱蜢，A正確；d是鼠未利用的能量，是鼠同化量的一部分，鼠的同化量來自紫花苜蓿，故也屬于紫花苜蓿同化量的一部分，B正確；能量傳遞效率是指兩個營養(yǎng)級之間同化量的比值，通常是10%～20%，而不是兩個物種之間，第二營養(yǎng)級有鼠、牛、羊、蚱蜢，故流向鼠的能量a可能少于紫花苜蓿同化量的10%，C正確；生態(tài)系統(tǒng)的組成成分包括生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者以及非生物的物質(zhì)和能量，題圖中沒有標(biāo)出分解者及非生物的物質(zhì)和能量，D錯誤。]2．(2021·浙江6月選考)下列關(guān)于生態(tài)金字塔的敘述，正確的是(

)A．生態(tài)金字塔顯示了各營養(yǎng)級之間的數(shù)量關(guān)系B．生態(tài)金字塔中每個營養(yǎng)級的生物均屬于同一食物鏈C．生態(tài)金字塔中的營養(yǎng)級均按其所占的數(shù)值大小依次排列D．生態(tài)金字塔可分別以個體數(shù)量、生產(chǎn)量和能量為指標(biāo)繪制2生態(tài)金字塔的識別與分析√A

[生態(tài)金字塔顯示了各營養(yǎng)級之間的某種數(shù)量關(guān)系，可采用生物量單位、能量單位和個體數(shù)量單位，A正確；生態(tài)金字塔中每個營養(yǎng)級的生物均屬于食物網(wǎng)的同一營養(yǎng)級，不屬于同一食物鏈，B錯誤；生態(tài)金字塔通常都是下寬上窄的正金字塔形，但也有倒金字塔的，如英吉利海峽的浮游植物與浮游動物和底棲動物的生物量金字塔，故生態(tài)金字塔中的營養(yǎng)級并非均按其所占的數(shù)值大小依次排列，C錯誤；生態(tài)金字塔可采用生物量單位、能量單位和個體數(shù)量單位，故可分別以個體數(shù)量、生物量和能量為指標(biāo)繪制，并非生產(chǎn)量，D錯誤。]A．圖1還可以表示為生態(tài)系統(tǒng)的生物量金字塔B．圖1中的Ⅳ為分解者，能夠利用各營養(yǎng)級傳遞來的能量C．圖2中B的同化量與A的同化量的比值，一般為10%～20%D．圖2中若貓頭鷹的能量來源均等，其增重3kg至少消耗A為225kg3．某海洋生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔如圖1。其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別代表不同的營養(yǎng)級，E1、E2代表能量的形式，某森林生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)的圖解如圖2。據(jù)圖分析能得出的結(jié)論正確的是(

)√D

[海洋生態(tài)系統(tǒng)的生物量金字塔是倒置的，生產(chǎn)者的數(shù)量比初級消費(fèi)者少，A錯誤；能量金字塔反應(yīng)的是生產(chǎn)者和消費(fèi)者之間的關(guān)系，圖1中的Ⅳ為消費(fèi)者，B錯誤；能量傳遞效率是指營養(yǎng)級之間的傳遞效率，B沒有包含該營養(yǎng)級的所有生物，C錯誤；圖2中若貓頭鷹的能量來源均等，其增重3kg至少消耗A為1.5÷0.2÷0.2＋1.5÷0.2÷0.2÷0.2＝225kg，D正確。]考點(diǎn)2能量流動相關(guān)的模型及計(jì)算一、理解能量流動的兩種模型1．第二營養(yǎng)級的能量流動過程模型2．“拼圖法”分析能量流動過程(1)W1、D1指相應(yīng)營養(yǎng)級的同化量，B1、B2指相應(yīng)營養(yǎng)級中未利用的能量；(2)各營養(yǎng)級用于生長、發(fā)育和繁殖的能量為B1＋C1＋D1或B2＋C2＋D2；(3)能量傳遞效率不會是100%。從上圖可以看出，相鄰兩個營養(yǎng)級的傳遞效率等于D1/W1×100%，一般情況下，能量在相鄰兩個營養(yǎng)級間的傳遞效率為10%～20%；(4)利用“拼圖法”可得關(guān)系式：二、能量流動的相關(guān)計(jì)算1．能量傳遞效率的相關(guān)“最值”問題若題干中未做具體說明，則一般認(rèn)為能量傳遞最低效率為10%，最高效率為20%。(1)在食物鏈A→B→C→D中，則有(2)在食物網(wǎng)中則有2．具有人工能量輸入的能量傳遞效率計(jì)算人為輸入到某一營養(yǎng)級的能量是該營養(yǎng)級同化量的一部分，但卻不是從上一營養(yǎng)級流入的能量。如求第二營養(yǎng)級至第三營養(yǎng)級傳遞效率時，應(yīng)為第三營養(yǎng)級從第二營養(yǎng)級同化的能量(不包括人工輸入到第三營養(yǎng)級的能量)/第二營養(yǎng)級的同化量(包括人工輸入到第二營養(yǎng)級的能量)×100%。下圖為北極地區(qū)的部分生物形成的食物網(wǎng)，已知北極鱈魚捕食10kg浮游動物A可增加2.5kg重量，捕食30kg浮游動物B可增加2.5kg重量，但不能推算出第二、三營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率，原因是什么？根據(jù)捕食情況無法得知北極鱈魚呼吸作用消耗的能量，不能推出北極鱈魚的同化量，且無法得知浮游動物A、B的同化量。1．某農(nóng)場中甲、乙、丙三種生物歸屬于三個營養(yǎng)級，三者的數(shù)量變化曲線(不都是消費(fèi)者)如圖1所示；該農(nóng)場中的能量流動簡圖如圖2所示，其中a2和b3分別為第二、第三營養(yǎng)級從上一營養(yǎng)級同化的能量，d1和d2為攝入飼料的能量。下列相關(guān)敘述正確的是(

)1辨析能量流動模型A．甲、乙、丙構(gòu)成了農(nóng)場的生物群落B．圖1中丙、乙可能分別屬于第二、第三營養(yǎng)級，且乙和丙的種間關(guān)系為捕食C．圖2中第二、第三營養(yǎng)級糞便中的能量分別屬于b2、c2D．該農(nóng)場中第二和第三營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率等于b3/(a2＋d1)×100%√D

[甲、乙、丙三種生物歸屬于三個營養(yǎng)級，不都是消費(fèi)者，且只是三種生物

，而群落包括所有生物，因此，甲、乙、丙不能構(gòu)成農(nóng)場的生物群落，A錯誤；據(jù)圖可知，甲的數(shù)量最多，且相對穩(wěn)定，為生產(chǎn)者，根據(jù)乙、丙之間先升先降的為被捕食者，可知乙為被捕食者，所以食物鏈為甲→乙→丙，乙為第二營養(yǎng)級，丙為第三營養(yǎng)級，即乙和丙的種間關(guān)系為捕食，B錯誤；某營養(yǎng)級糞便中的能量是其沒有同化的能量，屬于上一營養(yǎng)級同化的能量中流向分解者的一部分，所以，圖2中第二、第三營養(yǎng)級糞便中的能量分別屬于a2、b2，C錯誤

；能量傳遞效率指的是相鄰的高營養(yǎng)級與低營養(yǎng)級之間同化量的比值，則該農(nóng)場中第二和第三營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率為b3/(a2＋d1)×100%，D正確。]2．下表是研究人員對某陸地生態(tài)系統(tǒng)能量流動情況進(jìn)行調(diào)查的結(jié)果[表中甲、乙、丙、丁為不同營養(yǎng)級，單位：×102kJ/(m2·a)]。下列分析正確的是(

)2能量流動的相關(guān)計(jì)算營養(yǎng)級同化量XY甲12.32.89.5乙835.5165.0670.5丙0.80.30.5丁101.535.566.0分解者184.023.5160.5A．甲、乙、丙、丁構(gòu)成一條食物鏈B．表中的X表示的是呼吸作用消耗的能量C．該生態(tài)系統(tǒng)中初級消費(fèi)者與次級消費(fèi)者之間的能量傳遞效率約為15%D．任何生態(tài)系統(tǒng)只有不斷得到來自系統(tǒng)外的能量補(bǔ)充，才能維持自身的正常功能√D

[甲、乙、丙、丁為不同營養(yǎng)級，一個營養(yǎng)級有多種生物，因此會構(gòu)成多條食物鏈，A錯誤；某一營養(yǎng)級的同化量＝用于生長、發(fā)育和繁殖的能量＋呼吸作用消耗的能量，而同化量大多通過呼吸作用以熱能的形式散失，所以據(jù)題表中數(shù)據(jù)分析，X表示用于生長、發(fā)育和繁殖的能量，Y表示呼吸作用消耗的能量，B錯誤；由于能量流動具有逐級遞減的特點(diǎn)，據(jù)題表分析可知，丁為初級消費(fèi)者(第二營養(yǎng)級)，甲為次級消費(fèi)者(第三營養(yǎng)級)，因此第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的能量傳遞效率為12.3÷101.5×100%≈12%，C錯誤；如果一個生態(tài)系統(tǒng)在一段較長時期內(nèi)沒有能量(太陽能或化學(xué)能)輸入，這個生態(tài)系統(tǒng)就會崩潰，D正確。]3．科研人員對某農(nóng)業(yè)生態(tài)園的能量流動情況進(jìn)行了長時間的研究，并對各營養(yǎng)級能量流動情況進(jìn)行了定量分析。下表中b、c、d表示構(gòu)成某一食物鏈的三個營養(yǎng)級，R1、R2為對應(yīng)的能量值，單位是×103kJ/(m2·a)，某一營養(yǎng)級的能量流動圖解如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是(

)A．表中R1為39B．生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動逐級遞減，輸入的能量大于輸出的能量，圖中E代表流入分解者的能量C．b、c、d分別表示構(gòu)成某一食物鏈的第一、第二、第三營養(yǎng)級D．第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的能量傳遞效率大約為14.7%能量值A(chǔ)BCDEb030273321764c1716R147d4863141R222√D

[構(gòu)建b、c、d三個營養(yǎng)級的食物鏈：b→d→c，d中總能量等于b中的D(217)加上d營養(yǎng)級人工輸入的A(48)即265，而d中總的能量(265)用于d營養(yǎng)級的B、C、D、E途徑，其中只有D對應(yīng)的R2是未知的，則R2＝265－63－141－22＝39；而d營養(yǎng)級的D(39)代表著流入c營養(yǎng)級的能量，故c營養(yǎng)級的總能量等于d營養(yǎng)級的D(39)加上c營養(yǎng)級人工輸入的A(17)即56，而c中總的能量(56)用于c營養(yǎng)級的B、C、