高三生物一輪復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案第6263課時(shí)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)

第62、63課時(shí)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)一、能量流動(dòng)的概念1.概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的、、和的過(guò)程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)輸入傳遞輸入傳遞源頭：或氧化無(wú)機(jī)物產(chǎn)生的化學(xué)能相關(guān)生理過(guò)程：作用或作用能量轉(zhuǎn)換形式：光能或氧化無(wú)機(jī)物產(chǎn)生的化學(xué)能→中的化學(xué)能流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：途徑：形式：轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化：→中的化學(xué)能→散失形式：最終以形式散失過(guò)程：能量流經(jīng)不同營(yíng)養(yǎng)級(jí)的過(guò)程分析第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)（生產(chǎn)者）能量流動(dòng)過(guò)程分析太陽(yáng)光太陽(yáng)光約1%可見光生產(chǎn)者通過(guò)作用在有機(jī)物中呼吸作用以散失用于、和初級(jí)消費(fèi)者攝入利用殘枝敗葉呼吸作用以散失第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量流動(dòng)過(guò)程分析初級(jí)消費(fèi)者初級(jí)消費(fèi)者攝入遺體殘骸用于、和次級(jí)消費(fèi)者攝入利用呼吸作用以散失初級(jí)消費(fèi)者呼吸作用以散失糞便注意：最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量沒(méi)有流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)這條去路★歸納提升1——能量流動(dòng)模型常見表示方法方法一：①①消費(fèi)者的攝入量(a)＝＋②同化量(b)＝消耗的能量(d)＋用于、、的能量(e)③用于生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖的能量(e)＝流向的能量(i)＋被利用的能量(g)＋的能量(j)方法二：①箭頭由粗到細(xì)表示：①箭頭由粗到細(xì)表示：；②能量流動(dòng)的方向(以箭頭表示)：；③方形面積越來(lái)越小表示：；④同化量＝++。方法三：①①W1、D1指相應(yīng)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的；B1、B2指相應(yīng)營(yíng)養(yǎng)級(jí)中的能量；各營(yíng)養(yǎng)級(jí)用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量為；同化量＝+++②從上圖可以看出，第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率等于，一般情況下，能量在相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的傳遞效率為▲注意：能量傳遞效率VS能量利用率能量傳遞效率：相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間同化量的比值。計(jì)算公式：能量傳遞效率＝。能量傳遞效率是能量流動(dòng)過(guò)程中遵循的客觀規(guī)律，不能隨意改變，一般情況下，相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的傳遞效率為10%～20%。(“相鄰兩營(yíng)養(yǎng)級(jí)”≠“相鄰兩生物個(gè)體”間的能量傳遞效率，如狼吃兔時(shí)，不是一只狼獲得了一只兔10%～20%的能量)能量利用率：指流入最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量占生產(chǎn)者固定總能量的比值。在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越多，在能量流動(dòng)過(guò)程中消耗的能量就越多，因此食物鏈越短，能量利用率越高。（可通過(guò)實(shí)現(xiàn)能量的多級(jí)利用，大大提高能量的利用率）能量流動(dòng)的特點(diǎn)及原因美國(guó)生態(tài)學(xué)家林德曼對(duì)一個(gè)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的天然湖泊—賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)進(jìn)行了定時(shí)定量分析圖中數(shù)字為能量數(shù)值，單位是J/(cm2·a)（焦每平方厘米年）。圖中圖中數(shù)字為能量數(shù)值，單位是J/(cm2·a)（焦每平方厘米年）。圖中“未固定”是指未被固定的太陽(yáng)能，“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)和分解者利用的能量。營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入能量輸入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量呼吸作用散失分解者利用未利用能量傳遞效率生產(chǎn)者植食性動(dòng)物肉食性動(dòng)物能量流動(dòng)的特點(diǎn)：、（兩相鄰營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的能量傳遞效率一般約為）▲單向流動(dòng)的原因：①食物鏈中的捕食關(guān)系是的結(jié)果，不能逆轉(zhuǎn)②各營(yíng)養(yǎng)級(jí)通過(guò)呼吸作用產(chǎn)生的無(wú)法被生物群落重復(fù)利用▲逐級(jí)遞減的原因：①各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物都會(huì)因消耗大部分能量②各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量都會(huì)有一部分流入③未被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)利用的能量（未利用）因此，任何生態(tài)系統(tǒng)都需要不斷得到來(lái)自系統(tǒng)外的能量補(bǔ)充（太陽(yáng)能或現(xiàn)成有機(jī)物質(zhì)），以便維持生態(tài)系統(tǒng)的正常功能。如果一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)在一段較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)沒(méi)有能量的輸入，這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)就會(huì)崩潰【思考】生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)和轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒定律？為什么？【例】具有人工能量輸入的能量傳遞效率計(jì)算：如圖是某人工魚塘生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)過(guò)程中部分環(huán)節(jié)涉及的能量值[單位為103kJ/(m2·a)]（1）該生態(tài)系統(tǒng)中流入生物群落的總能量有哪些來(lái)源？（2）圖中A的含義是？（3）生產(chǎn)者固定的總能量＝植食性動(dòng)物固定的總能量＝肉食性動(dòng)物固定的總能量＝（4）第一、二營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的能量傳遞效率是多少？第二、三營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的能量傳遞效率是多少？（保留一位有效數(shù)字）生產(chǎn)者→植食性動(dòng)物的能量傳遞效率＝植食性動(dòng)物→肉食性動(dòng)物的能量傳遞效率＝▲總結(jié)：人工輸入到某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量是該營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量的一部分，但卻不是從上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入的能量。因此，求第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)至第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞效率時(shí)，應(yīng)為第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)從第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量（不包括人工輸入到第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量）/第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量（包括人工輸入到第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量）×100%。四、生態(tài)金字塔的類型及特點(diǎn)項(xiàng)目能量金字塔數(shù)量金字塔食物量金字塔金字塔形狀每一階含義每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物所含能量的多少每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物個(gè)體的數(shù)目每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的有機(jī)物總量象征含義能量沿食物鏈流動(dòng)過(guò)程中具有的特點(diǎn)一般生物個(gè)體的數(shù)目在食物鏈中隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)升高而逐級(jí)一般生物有機(jī)物的總量沿食物鏈升高而逐級(jí)特點(diǎn)特殊形狀成千上萬(wàn)只昆蟲生活在一株大樹上時(shí)，該數(shù)量金字塔的塔型會(huì)發(fā)生變化：浮游植物的個(gè)體小，壽命短，又不斷被浮游動(dòng)物吃掉，所以某一時(shí)間浮游植物的生物量可能低于浮游動(dòng)物的生物量：五、能量流動(dòng)的意義和應(yīng)用①幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì)，使能量得到的利用應(yīng)用：桑基魚塘、沼氣工程：②幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的，使能量的部分應(yīng)用：合理確定草場(chǎng)的載畜量、稻田除草、除蟲等★歸納提升2——能量流動(dòng)的相關(guān)計(jì)算1.食物鏈中能量傳遞效率的“最值”計(jì)算①正推類型：A→B→C→D，若A總重1000KG體重，至少（或最多）能使D增重多少千克？至少按傳遞效率效率計(jì)算：最多按傳遞效率效率計(jì)算：②逆推類型：A→B→C→D，若D增重10KG，至少（或最多）消耗A多少千克？至少按傳遞效率效率計(jì)算：最多按傳遞效率效率計(jì)算：2.食物網(wǎng)中能量傳遞效率的“最值”計(jì)算正推：知低營(yíng)養(yǎng)級(jí)求高營(yíng)養(yǎng)級(jí)，用乘法逆推：知高營(yíng)養(yǎng)級(jí)求低營(yíng)養(yǎng)級(jí)，用除法獲能量最多選最短食物鏈，按×20%計(jì)算需能量最多選最長(zhǎng)食物鏈，按÷10%計(jì)算獲能量最少選最長(zhǎng)食物鏈，按×10%計(jì)算需能量最少選最短食物鏈，按÷20%計(jì)算例1：下圖所示的食物網(wǎng)中，若人的體重增加1kg，最少消耗水藻________kg，最多消耗水藻________kg。例2：若A固定的太陽(yáng)能總量為M，則C獲得的能量范圍大約是_________