2024年高考生物一輪復習講義（學生）：第9單元第6課時生態(tài)系統(tǒng)的能量流動

第6課時生態(tài)系統(tǒng)的能量流動課標要求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.舉例說明如何利用能量流動規(guī)律，使人們能夠更加科學、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各營養(yǎng)級之間在個體數量、生物量和能量方面的關系。考點一能量流動的過程1．能量流動的概念生態(tài)系統(tǒng)中能量的________________________________的過程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。2．能量流經第一營養(yǎng)級的過程3．能量流經第二營養(yǎng)級的過程4．流入每一營養(yǎng)級的能量最終去向(1)通過________________以________形式散失。(2)被____________________同化(最高營養(yǎng)級除外)。(3)被________利用。源于選擇性必修2P55“圖3－5”：在一定時間內，某生態(tài)系統(tǒng)中全部生產者固定的能量值為a，全部消費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(填“>”“＝”或“<”)。易錯提醒(1)解讀能量流動過程的“一來二去”模型①A是初級消費者攝入量；B是初級消費者同化量；C是用于自身生長、發(fā)育和繁殖量；D是次級消費者攝入量。②初級消費者攝入量＝同化量＋糞便量。③同化量＝呼吸作用散失的能量＋用于生長、發(fā)育和繁殖量。④生長、發(fā)育和繁殖量＝遺體殘骸＋次級消費者攝入量。(2)解讀能量流動過程的“一來三去”模型①D、E、F分別代表第一、第二、第三營養(yǎng)級同化量。②四條去路(最高營養(yǎng)級除外)：呼吸作用散失、流入下一個營養(yǎng)級、分解者利用、未利用。③如果是分析能量的最終去向，只有呼吸作用散失、流入下一個營養(yǎng)級、分解者利用三條去路(最高營養(yǎng)級除外)。下圖表示能量流入第二營養(yǎng)級后的去向，據圖回答有關問題：(1)初級消費者攝入的能量是其同化量嗎？它們之間存在什么關系？_______________________________________________________________________________(2)初級消費者糞便中的能量是其同化量的一部分嗎？為什么？_______________________________________________________________________________(3)第二營養(yǎng)級的攝入量(a)、同化量(b)及凈同化量(e)分別可以如何計算(用圖中字母的表達式表示)?_______________________________________________________________________________1．“螳螂捕蟬，黃雀在后”體現了食物鏈的原理，若鷹遷入了蟬、螳螂、黃雀所在的樹林中，捕食黃雀并棲息在林中。下列敘述正確的是()A．蟬、螳螂、黃雀、鷹構成了一條食物鏈B．鷹的遷入使得黃雀的數量大幅持續(xù)銳減C．螳螂通過捕食蟬獲得了蟬能量的10%～20%D．鷹的遷入增加了該生態(tài)系統(tǒng)能量流動的環(huán)節(jié)2．如圖表示在某生態(tài)系統(tǒng)中，能量流經第二營養(yǎng)級的示意圖。下列對該圖分析不合理的是()A．能量流動是伴隨著物質利用進行的B．圖中甲為初級消費者同化的能量C．該圖不夠完善，缺少甲中因呼吸作用以熱能形式散失的能量D．乙比甲的能量少的原因主要是甲的遺體殘骸中的能量被分解者利用而未傳遞下去考點二能量流動的特點及研究能量流動的實踐意義1．能量流動的特點(1)單向流動①方向：沿________由低營養(yǎng)級流向高營養(yǎng)級。②特點：不可______，也不能______________________________________________。(2)逐級遞減①能量傳遞效率：相鄰兩個營養(yǎng)級間的能量傳遞效率為________。②營養(yǎng)級數量：生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動一般不超過________個營養(yǎng)級。源于選擇性必修2P55“思考·討論”：流經某生態(tài)系統(tǒng)的能量________再回到該生態(tài)系統(tǒng)，原因是________________。2．能量流動的相關計算(1)在食物網中，能量傳遞效率不是以個體或種群為單位的，而是以營養(yǎng)級為單位的，如對于食物網，由第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率是指(B＋C)同化的總能量占A同化的總能量的10%～20%。(2)求最高營養(yǎng)級獲得能量的“最大值”或“最小值”①在一條食物鏈中，若生產者(第一營養(yǎng)級)能量為100%，那么第n營養(yǎng)級獲得的能量最多為(20%)n－1，最少為(10%)n－1。②在多條食物鏈中，最高營養(yǎng)級從不同渠道得到的能量比不定，已知較低營養(yǎng)級生物的能量，求較高營養(yǎng)級生物獲得的能量：知低營養(yǎng)級求高營養(yǎng)級eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(獲得能量最多\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(選最短食物鏈,按×20%計算)),獲得能量最少\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(選最長食物鏈,按×10%計算))))(3)求最低營養(yǎng)級消耗量的“至少”或“最多”①如一條食物鏈共有n個營養(yǎng)級，則第n營養(yǎng)級生物每增加1kg體重：a．“至少”需要消耗的生產者的量：eq\f(1,20%n－1)＝eq\f(1,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,5)))n－1)＝5n－1。b．“最多”需要消耗的生產者的量：eq\f(1,10%n－1)＝eq\f(1,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,10)))n－1)＝10n－1。②在多條食物鏈中，若已知較高營養(yǎng)級生物的能量，求所需較低營養(yǎng)級生物的能量：知高營養(yǎng)級求低營養(yǎng)級eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(需最多能量\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(選最長食物鏈,按÷10%計算)),需最少能量\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(選最短食物鏈,按÷20%計算))))(4)關于“定值”的計算在食物網中，某一營養(yǎng)級同時從上一個營養(yǎng)級的多種生物中按一定比例獲取能量，則按照單獨的食物鏈進行計算后再合并。思考有一食物網如下圖所示。假如鷹的食物2/5來自兔子，2/5來自老鼠，其余來自蛇，那么鷹要增加20g體重，最多消耗植物多少克？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________3．生態(tài)金字塔項目能量金字塔數量金字塔生物量金字塔概念將單位時間內各營養(yǎng)級所得到的能量數值轉換為相應面積(或體積)的圖形，并將圖形按照營養(yǎng)級的次序排列形成的一個金字塔圖形在金字塔中如果表示的是各個營養(yǎng)級的生物個體的數目比值關系，就形成數量金字塔在金字塔中如果表示的是各個營養(yǎng)級生物量(每個營養(yǎng)級所容納的有機物的總干重)之間的關系，就形成生物量金字塔形狀象征含義能量沿食物鏈流動過程中具有逐級遞減的特性一般生物個體數目在食物鏈中隨營養(yǎng)級升高而逐級遞減一般生物有機物的總質量沿食物鏈升高而逐級遞減特點正金字塔形一般為正金字塔形一般為正金字塔形分析能量流動的過程中總是有能量的耗散，故能量流動逐級遞減成千上萬只昆蟲生活在一株大樹上時，該數量金字塔的塔形也會發(fā)生變化浮游植物的個體小，壽命短，又不斷被浮游動物吃掉，所以某一時間浮游植物的生物量(用質量來表示)可能低于浮游動物的生物量4.研究能量流動的意義(1)幫助人們將生物________________________________，增大流入某個生態(tài)系統(tǒng)的總能量。(2)幫助人們科學地______________________，使能量得到最有效的利用。(3)幫助人們合理地______________________，使能量持續(xù)高效地流向___________________。(1)源于選擇性必修2P59“探究·實踐”：人們主要通過________________的方法提高作物的光能利用效率。(2)源于選擇性必修2P60“拓展應用2”：溶解在水中的方糖不能變回原來的形狀，原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。美國生態(tài)學家林德曼對一個結構相對簡單的天然湖泊——賽達伯格湖的能量流動進行了定量分析，得出了如圖所示的數據[單位：J/(cm2·a)]。(1)據圖分析①圖中生產者________(填“能”或“不能”)捕食肉食性動物來完成能量的循環(huán)。②呼吸作用散失的能量________(填“能”或“不能”)再被生產者利用來合成有機物。③能量流動的第一個特點是_______________________________________________________。(2)依圖完成表中內容并分析項目輸入輸出到下一營養(yǎng)級傳遞效率第一營養(yǎng)級(生產者)464.662.8第二營養(yǎng)級(植食性動物)62.812.6①可以看出，能量在相鄰兩個營養(yǎng)級間的傳遞效率大約為________。②能量流動的第二個特點是_______________________________________________________。3.下圖所示的食物網中，如果每個營養(yǎng)級能量傳遞效率均為20%，且下一營養(yǎng)級從上一營養(yǎng)級各種生物中獲得的能量相等?；⒁@得1kJ能量，則需要消耗草的能量為()A．150kJ B．125kJC．100kJ D．75kJ4．(2019·全國Ⅱ，6)如果食物鏈上各營養(yǎng)級均以生物個體的數量來表示，并以食物鏈起點的生物個體數作底層來繪制數量金字塔，則只有兩個營養(yǎng)級的夏季草原生態(tài)系統(tǒng)(假設第一營養(yǎng)級是牧草，第二營養(yǎng)級是羊)和森林生態(tài)系統(tǒng)(假設第一營養(yǎng)級是喬木，第二營養(yǎng)級是昆蟲)數量金字塔的形狀最可能是()A．前者為金字塔形，后者為倒金字塔形B．前者為倒金字塔形，后者為金字塔形C．前者為金字塔形，后者為金字塔形D．前者為倒金字塔形，后者為倒金字塔形1．(2021·浙江6月選考，7)下列關于生態(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)級之間的數量關系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)級均按其所占的數值大小依次排列D．生態(tài)金字塔可分別以個體數量、生產量和能量為指標繪制2．(2018·海南，20)某地在建設池塘時，設計了如圖所示的食物網，鯽魚和鰱魚生活在不同水層。下列關于該池塘生態(tài)系統(tǒng)的敘述，錯誤的是()A．鯽魚既是初級消費者又是次級消費者B．消耗等量藻類時，鱖魚的生長量少于鰱魚C．通氣可促進水體中生物殘骸分解為無機物D．藻類固定的能量小于流入次級消費者的能量3．(2020·全國Ⅲ，31)假設某種藍細菌(A)是某湖泊中唯一的生產者，其密度極大，使湖水能見度降低。某種動物(B)是該湖泊中唯一的消費者?；卮鹣铝袉栴}：(1)該湖泊水體中A種群密度極大的可能原因是_______________________________________________________________________________________________________(答出2點即可)。(2)畫出該湖泊生態(tài)系統(tǒng)能量流動的示意圖。(3)假設該湖泊中引入一種僅以A為食的動物(C)后，C種群能夠迅速壯大，則C和B的種間關系是________。4．(2021·山東，24)海水立體養(yǎng)殖中，表層養(yǎng)殖海帶等大型藻類，海帶下面掛籠養(yǎng)殖濾食小型浮游植物的牡蠣，底層養(yǎng)殖以底棲微藻、生物殘體殘骸等為食的海參。某海水立體養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)的能量流動示意圖如下，M、N表示營養(yǎng)級。(1)估算海參種群密度時常用樣方法，原因是______________________________________。(2)圖中M用于生長、發(fā)育和繁殖的能量為____________kJ/(m2·a)。由M到N的能量傳遞效率為________%(保留一位小數)，該生態(tài)系統(tǒng)中的能量________(填“能”或“不能”)在M和遺體殘骸間循環(huán)流動。(3)養(yǎng)殖的海帶數量過多，造成牡蠣減產，從生物群落的角度分析，原因是______________________________________________________________________________________________。(4)海水立體養(yǎng)殖模式運用了群落的空間結構原理，依據這一原理進行海水立體養(yǎng)殖的優(yōu)點是____________________________。在構建海水立體養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)時，需考慮所養(yǎng)殖生物的環(huán)境容納量、種間關系等因素，從而確定每種生物之間的合適比例，這樣做的目的是______________________________________________________________________________________。1．判斷關于能量流動的過程的敘述(1)流經生態(tài)系統(tǒng)的總能量是照射在生產者上的太陽能()(2)每一營養(yǎng)級生物的同化量就是從上一營養(yǎng)級攝入的能量()(3)第三營養(yǎng)級生物產生糞便中的能量屬于該營養(yǎng)級的同化量()(4)沼渣、沼液作為肥料還田，使能量能夠循環(huán)利用()2．判斷關于能量流動的特點及研究能量流動的意義的敘述(1)研究能量流動，可幫助人們合理設計人工生態(tài)系統(tǒng)，提高能量的傳遞效率()(2)外源補充能量時，一般營養(yǎng)級越高需要補充的能量越多()(3)一種蜣螂專以象糞為食，則該種蜣螂最多能獲取大象所同化能量的20%()3．填空默寫(1)(選擇性必修2P54)能量流動：生態(tài)系統(tǒng)中________________________________的過程。(2)(選擇性必修