生态系统的能量流动-二轮复习(公开课)

生态系统的结构及功能——能量流动的过程分析及相关计算专题十生物与环境核心提炼题组突破(1)起点：从生产者固定的太阳能开始(2)渠道：食物链和食物网(3)能量散失的主要途径：细胞呼吸(4)能量变化形式：太阳光能生物体内有机物的化学能热能（最终散失）(5)能量流动的两个特点：单向流动，逐级递减(6)能量传递效率：能量沿食物链流动，以“营养级”为单位，传递效率约为10%～20%能量流动的过程分析及相关计算1.能量流动的有关问题汇总核心提炼题组突破(1)摄入量＝同化量＋。(2)同化量＝用于生长、发育和繁殖的能量＋。(3)用于生长、发育和繁殖的能量＝分解者分解利用量＋下一营养级同化量＝同化量－。粪便量呼吸量呼吸消耗量能量流动的过程分析及相关计算2.能量流动的输入和输出[例1]某同学绘制了如图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能)，下列叙述中不正确的是()“拼图法”巧解能量流动难点A．生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2)B．由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/W1C．流入初级消费者体内的能量可表示为(A2＋B2＋C2)D．图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减生产者固定的总能量＝A1＋B1＋C1＋D1，而D1＝A2＋B2＋C2＋D2，A正确；能量传递效率＝该营养级的同化量D1/上一营养级的同化量W1，B正确；流入初级消费者体内的能量，即初级消费者的同化量，可表示为A2＋B2＋C2＋D2，C错误；图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减，D正确。C核心提炼题组突破能量流动的过程分析及相关计算①知低营养级求高营养级获得能量最多选最短食物链按×20%计算获得能量最少选最长食物链按×10%计算②知高营养级求低营养级需最少能量选最短食物链按÷20%计算需最多能量选最长食物链按÷10%计算3.能量传递效率的相关“最值”计算[例2]在右图所示食物网中，鹰要增加20g体重，最多消耗植物________g，最少消耗植物________g。[解析]最多消耗应选取最长食物链，能量传递效率按10%；最少消耗应选取最短食物链，能量传递效率按20%计算。[答案]20000500没有限制能量来源或分配比例的计算限制能量来源或分配比例的计算[例3]有一食物网如下图所示。如果能量传递效率为10%，各条食物链传递到庚的能量相等，则庚同化1kJ的能量，丙最少同化多少能量()A．550kJB．500kJC．400kJD．100kJ[解析]由图示经丙→丁→己→庚传递到庚的能量为0.5kJ，则需要丙0.5÷(10%)3＝500(kJ)，经丙→戊→庚传递到庚的能量为0.5kJ，则需要丙0.5÷(10%)2＝50(kJ)，即丙最少同化500＋50＝550(kJ)的能量。[答案]A[方法技巧]限制能量来源比例或能量分配比例，当求最多需求量时，在限制范围内的所有食物链中按最低能量传递效率计算；当求最少需求量时，在限制范围内的所有食物链中按最高能量传递效率计算。(计算时注意当限制能量来源比例时，由高营养级向低营养级逐级递推。当限制能量分配比例时，假设出低营养级的需求量，由低营养级向高营养级逐级递推。同时要注意分配比例)能量来源或分配比例改变的计算[例4]某生态系统中存在如图所示的食物网，若将C的食物比例由A∶B＝1∶1调整为2∶1，能量传递效率按10%计算，则该生态系统能承载C的数量是原来的()A．1.875倍B．1.375倍C．1.273倍D．0.575倍[解析]解题时应该从C出发，设当食物比例为A∶B＝1∶1时，C的能量为x，需要的A为(1/2)x÷10%＋(1/2)x÷10%÷10%＝55x。设当食物比例为A∶B＝2∶1时，C的能量为y，需要的A为(2/3)y÷10%＋(1/3)y÷10%÷10%＝40y。由于两种情况下，生产者A的数量是一定的，所以55x＝40y，则y＝1.375x，即该生态系统能承载C的数量是原来的1.375倍。[答案]B[方法技巧]解答此类问题，通过设未知数求解，有时还需要通过建立方程来求解。建立方程的总原则是生产者的数量是一定的。具有人工能量输入的计算[例5]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·a)]，下列说法错误的是()A．图中A代表的生理过程是呼吸作用B．第二营养级到第三营养级的能量传递效率为15.625%C．该生态系统中生产者固定的总能量是9.6×104kJ/(m2·a)D．捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性[解析]每一营养级的能量去向包括流向下一营养级、被分解者分解和呼吸作用中以热能形式散失及用于自身生长、发育和繁殖四个途径。因此，图中A代表的是各种生物的呼吸作用。肉食性动物从植食性动物获得的且同化的能量＝5.1＋2.1＋0.25＋0.05－5＝2.5×103[kJ/(m2·a)]，植食性动物的同化量＝2.5＋4＋9＋0.5＝16×103[kJ/(m2·a)]，传递效率＝2.5/16×100%＝15.625%。该生态系统中能量的来源有两个，生产者固定的能量和有机物输入，生产者固定的总能量＝9.6×104kJ/(m2·a)＋流入植食性动物的能量。食物链是以食物关系形成的联系，捕食关系的单向性决定了能量流动的单向性。[答案]C[方法技巧]人为输入到某一营养级的能量是该营养级同化量的一部分，但却不是从上一营养级流入的能量。如求第一营养级至第二营养级传递效率时，应为(16－2)/(3＋14＋70＋23)≈12.7%。1.(2016·全国乙，5)在漫长的历史时期内，我们的祖先通过自身的生产和生活实践，积累了对生态方面的感性认识和经验，并形成了一些生态学思想，如：自然与人和谐统一的思想。根据这一思想和生态学知识，下列说法错误的是()A.生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律B.若人与自然和谐统一，生产者固定的能量便可反复利用C.“退耕还林、还草”是体现自然与人和谐统一思想的实例D.人类应以保持生态系统相对稳定为原则，确定自己的消耗标准解析√真题回放12.(2016·全国丙，5)我国谚语中的“螳螂捕蝉，黄雀在后”体现了食物链的原理。若鹰迁入了蝉、螳螂和黄雀所在的树林中，捕食黄雀并栖息于林中。下列叙述正确的是()A.鹰的迁入增加了该树林中蝉及其天敌的数量B.该生态系统中细菌产生的能量可流向生产者C.鹰的迁入增加了该生态系统能量消耗的环节D.鹰的迁入改变了该生态系统能量流动的方向解析√