生态系统的能量流动

1、生态系统的能量流动1、生态系统中的能量流动(1)概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。(2)过程：见下图。呼吸作用源.头.太阳能流经基态系统的总能量：生产者固定太阳能总量途秘,食物链和食物网 形式：有机物中的牝学能/转花货太阳能一有机物中化学能一热能形式：M终以热能形式散失 过程：呼吸作川(3)分析：输入途径：主要是生产者的光合作用。起点：从生产者固定太阳能开始,流经一个生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量。.渠道：食物链和食物网。能量流动中能量形式的变化：太阳光能-生物体有机物中的化学能-热能(最终散失) 能量在食物链(网)中流动形式：有机物中的化学育 能量传递效率=广&#

2、163;鹏吃刖一宫养级同化的能重 能量散失的主要途径：细胞呼吸(包括各营养级生物本身的呼吸及分解者的呼吸)能量散失的形式：热能(呼吸作用产生)2、能量在流经每一营养级时的分流问题：(1)能量来源生产者的能量来自太阳能。各营养级消费者的能量一般来自上一个营养级。同化量=摄入量一粪便中所含能量(2)能量去路每个营养级生物细胞呼吸产生的能量一部分用于生命活动，另一部分以热能形式散失。每个营养级生物有一部分能量流到后一个营养级(注意:最高营养级无此途径)。每个营养级生物的遗体、粪便、残枝败叶中的能量被分解者分解而释放出来。未被利用的能量(储存在煤炭、石油或化石中的能量，最终去路是上述三个途径)(3)流

3、入某一营养级的能量来源和去路图解5 / 8某行抵缴同此的总能忱,有扶号I第一年第二年3、能量流动特点:单向流动：生态系统内的能量只能从第一营养级流向第二营养级,再依次流向下一个营养级，不 能逆向流动，也不能循环流动。逐级递减：能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%-20%单向流动原因：在食物链中，相邻营养级生物吃与被吃的关系不可逆转。各营养级的能量大部分以细胞呼吸产生热能的形式散失掉，这些能量是无法再利用的。逐级递减原因：每个营养级的生物都会因细胞呼吸消耗相当大的一部分能量，供自身利用和以热能形式散失。每个营养级中的能量都要有一部分流入分解者。每个营养级

4、的生物总有一部分能量不能被下一营养级利用。【提醒】上一个营养级未散失的能量是否能全部传递到下一个营养级？为什么？捕食不彻底：当动物体在捕食猎物时,由于相互之间经过长期的自然选择，捕食者能够捕食到 猎物，但不可能将其种群中的全部个体捕食。摄食不彻底：当动物捕食成功后,在取食对方时，也不可能将对方的所有有机物全部吃下。消化不彻底：当动物将食物摄取到消化道中之后，也不可能将其中的全部营养都能吸收。【特别提示】(1)能量传递效率的计算如某食物链中，生物a到生物B的能量传递效率为:b 的同计.呈)a(4的同化最)X100%'-A "X100%若在食物网-C中，则A传递给下一个营养级的的

5、能量传递效率为：。(2) 一条食物链中营养级一般不超过4-5个。原因是：育总量传递效率为10%-20%传到第4-5营养级时，能量已经很少了，再往下传递不足以维持一个营养级。4、能量金字塔(1)概念：各个营养级单位时间内所得到的能量数值,由低到直绘制成图， 可形成一个金字塔图形,叫做能量金字塔。(2)意义：从能量金字塔可以看出，在一个生态系统中，营养级越多，能量流动过程中消耗的能量就越多。生态系统中的能量流动一般不超过45个营养级。补充：其他金字塔（1）数量金字塔：每一层表示各个营养级生物的个体数。一般呈金字塔形。（2）生物量金字塔:每一层表示各个营养级生物的质量。一般呈金字塔形。【特别提示】用

6、数量金字塔或生物量金字塔来表示能量关系时, 会出现倒置的情况（如下图）：数堀金字塔（特殊）鸟昆中浮船动物邰猾植物生物重金字喑（特殊）有时第四营养税（1 MJ第茸养猫 tiaa jj）能量金字塔第三哲彝嬲U）5、研究能量流动的意义：可以帮助人们科学规划、 到最有效的利用。设计人工生态系统，使能量得可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部 父。如农田生态系统中，必须清除杂草、防治农作物的病虫害。6、能量流动类题例解（1）、考察能量流动特点例1、一个池塘有生产者（浮游植物）、初级消费者（植食性鱼类）、次级消费者（肉食性鱼类）、分解者（微生物）。其中生产者固

7、定的全部能量为a,流入初级消费者、次级消费者、分解者的能量依次为b、c、d,下列表述正确的是：（）A. a=b+d B . a> b+d C . av b+dD . a< c+d【解析】一个生态系统中，流经该系统的总能量是生产者固定的太阳能的总量。该生态系统中生产者固定的全部能量是 a,即流经该系统的各个营养级的总能量是a,数值是最大的。此能量去路：一部分在生产者的呼吸作用中以热能形式散失到环境中；一部分用于自身的生长、发育、繁殖；在后一部分能量中，一部分随植物遗体和残枝败叶等被分解者分解释放出来，还有一部分沿着食物链流入初级消费者，除小部分能量随动物粪便排出体外，其余被初级消费者

8、同化。能量依次沿食物链单向流动、逐级递减传递下去。根据题意应有a>b+c+d,所以a>b+d【答案】B（2）、能量传递中的“至少”和“最多”例2、如图食物网，鹰的体重增加 20克，至少消耗植物？最多消耗植物？植物 ,鹰【解析】：20%十算。所以20克/ （20%至少消耗植物应按照最短食物链：植物一鼠一鹰和最大能量传递效率2=500克10%十算。所以20克/最多消耗植物应按照最长食物链：植物一鼠一蛇一鹰和最小能量传递效率(10% 3=20000克【答案】 至少消耗植物500克，最多消耗植物20000克.(3)、食物网中未按比例的传递效率计算例3、如图表示某生态系统食物网的图解，猫头鹰

9、体重每增加1kg,至少消耗A约()千克。A. 100kgB. 44.5kg C . 25kgD. 15kg4=2 斟鹰【解析】根据题干，未标明每条食物链在能量传递过程中所占的比例，要求至少消耗A为多少，计算是应遵循按照最短的食物链按照最大能量传递效率。所以A-B一猫头鹰，当猫头鹰体重增加1kg,(1kg-20 %) +20% =25kg【答案】C(4)、食物网中的每条食物链涉及到比例分配例4、如图为某生态系统中食物网简图，图中甲一一庚代表各种不同的生物。已知各营养级之间的 能量转化效率为10%若一种生物摄食两种下一营养级的生物，且它们被摄食的生物量相等，则丁每增加10千克生物量，需消耗生产者(

10、)千克。A. 1000kgB. 2344.5kg C . 265kgD. 3250kg【解析】根据题干，各营养级之间的能量转化效率为10%若一种生物摄食两种下一营养级的生物，则它们被摄食的生物量相等；如图我们可以得到三条食物链：戊一庚一丁 戊一甲一丁戊一己一甲一丁当丁增加10千克生物量，应有 5千克来自庚，5千克来自甲。则消耗庚和甲各50千克，由戊一庚一丁，此时消耗戊 500千克。甲增重50千克，其中25千克来自戊，由戊一甲一丁，此时消耗戊250千克；还有25千克来源于己，由戊一己一甲一丁，消耗戊 2500千克。共500+250+2500=3250 千克。【答案】D(5)、关于传递效率中的函数

11、关系例5、在下右图食物网中a表示动物性食物所占比例，若要使鸟体重增加x,至少需要生产者量为y,那么x与y的关系可表示为：(),虫、A. y=90ax+10aB.y=25ax+5aC. y=20ax+5aD.y=100ax+10a%:一【解析】该题中有两条食物链：草一鸟草一虫一鸟。其中动物性食物所占比例为a,则草一虫一鸟中，至少需要生产者 =(ax + 20%) + 20%=25ax,在草一鸟中，a (1-x ) + 20%=5a-5ax。则 y=20ax+5a4 / 8【答案】C（6）、能量流动在生态系统中的图解例6、下图为生态系统中能量流动图解部分示意图，各代表一定的能量值，下列各项中正确

12、的是：（）11 / 8A.表示流经生态系统内部的总能量B. 一般情况下，增加1Kg,至少增加100KgC.生物与生物之间的捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具单向性D.从能量关系看远【解析】能量在生态系统内是单向流动的，每个营养级都要消耗约80%90%的能量。因此，能量流动是逐级递减的，生态系统只有不断地从外界获取能量（太阳能），能量流动才能持续下去。流经该系统的总能量是生产者固定的太阳能的总量，而不是。增加 1Kg,按照最大能量传递效率 20%十 算至少增加25Kg.。从能量关系看，十。【答案】C（7）、能量流动的几种“最值”计算在已知较高营养级生物的能量求消耗较低营养级生物的能量时，若求“

13、最多”值，则说明较低营养 级生物的能量按“最低”效率传递，若求“最（至）少”值，则说明较低营养级生物的能量按“最高” 效率传递。反之，已知较低营养级生物的能量求传递给较高营养级生物的能量时，若求“最多”值， 则说明较低营养级生物的能量按“最高”效率传递，若求“最少”值，则说明较低营养级生物的能量 按“最低”效率传递。在某食物网中，确定生物量变化的“最多”或“最少”时，应遵循以下原则：知低营养级-求高营养级技能盘最多获能量最少选般短食物链 I按X20%计尊 j.选最长食物链 f按XI口环计算需最多能故需最少能玳选般校食物燧 按皂堡1计算 选地理食物链 按+20%计算:有关能量流动的典例计算:1

14、.以生物的同化量（实际获取量）为标准的“最值”计算例7.下图为某生态系统食物网简图，若E生物种群总能量为从理论上计算，A贮存的总能量最少为（）A. 7.1 108kJB. 4.8 107kJC. 5.95 107kJD. 2.3 107kJ7.1X109 kJ ,B生物种群总能量为2.3M108kJ ,2 .以生物的积累量为标准的“最值”计算例8.已知某营养级生物同化的能量为1000kJ,其中95%通过呼吸作用以热能的形式散失，则其下一营养级生物获得的能量最多为（）A. 200kJB.40kJC.50kJ D.10kJ3 .能量值的几种不同表示方式及相关计算例9.在能量金字塔中，如果生产者在光

15、合作用过程中产生240mol的氧气，其全部用于初级消费者分解血糖，则其释放并贮存在ATP中的能量最多有（）可被三级消费者捕获？A. 1.008 x106JB. 5.016M06JC. 1.858M106JD. 2.008M106J例10.如果一个人食物有1/2来自绿色植物，1/4来自小型肉食动物，1/4来自羊肉，假如传递效率为10%那么该人每增加1千克体重，约消耗植物（）A. 10千克B. 28 千克 C. 100 千克D. 280千克4 .数量（生物体数目）表示法及计算例11.在一片草原上，假如一年中，至少有70000只昆虫生活才可养活一只食虫鸟，而食虫鸟若按10%的能量传递率将能量传给鹰，

16、则理论上每年大约需要3000只食虫鸟才能维持一只鹰的生存，那么如果鹰只靠捕食食虫鸟来生活，则每年至少需要（）只昆虫才能保证一只鹰的生存？A. 2.1 M108B. 2.8X108C. 1.05M108D.无法统计2 一例12.在“棉花一棉助一食朗蝇一瓢虫一麻雀一鹰”这条食物链中，如果食朗蝇要有 5m的生活空间 才能满足自身的能量需求，则一只鹰的生活空间至少是（）A. 5 103m2B. 5 104m2C. 53m2 D. 54m2例13.具有三个营养级的能量金字塔，最上层的体积是最下层的（）A. 10%20%B. 1%4%C. 0.1%1%D. 1%10%例14.一片树林中，树、昆虫和食虫鸟类

17、的个体数比例关系如下图所示。下列能正确表示树、昆虫、食虫鸟之间的能量流动关系的是（选项方框面积表示能量的大小）（）典树鸟.品昆虫恸II浦ICD5.能量流动与生态系统的稳定性例15.某生态系统中初级消费者和次级消费者的总能量分别是W和W,当下列哪种情况发生时，最有可能使生态平衡遭到破坏？（）A. W>10WB. W1>5WC. W 1<10WD. W1<5W例16.某海滩黄泥螺种群现存量约3000吨，正常状况下，每年该种群最多可增加300吨，为充分利用黄泥螺资源，又不影响可持续发展，理论上每年最多捕捞黄泥螺的吨数为（）A. 3000B. 1650C. 1500D.不超过

18、3000例17有5个营养级的一条食物链，若第五营养级的生物体重增加1kg,理论上至少要消耗第一营养级的生物（）A. 25kg B. 125kg C. 625kg D. 3125kg例18在某生态系统中，已知 1只2kg的鹰要吃10kg的小鸟，0.25kg的小鸟要吃2kg的昆虫，而 100kg的昆虫要吃1000kg的绿色植物。若各营养级生物所摄入的食物全转化成能量的话，那么，这只鹰转化绿色植物的百分比应为（）括. 怀 自A. 0.05% B. 0.5% C. 0.25% D. 0.025%旦 再 胃：例19有一食物网。假如猫头鹰的食物 2/5来自兔子，2/5来自老鼠，其余来/、.自蛇，那么猫头鹰

19、要增加20g体重，最多消耗植物多少克？.例20在如右图所示的食物网中，已知各营养级之间的能量转化效率为15%小庚-丁若一种生物摄食两种上一营养级的生物时，两种被摄食的生物量相等，则丁每 L甲己一增加10千克生物量，需消耗生产者多少千克？例21.已知某营养级生物同化的能量为1000J,其中95%通过呼吸作用以热能的形式散失，则其下一营养级生物获得的能量最多为（A. 200kJ B.40kJ C.50kJ D.10kJ6.巧用拼图法解决能量流动计算难点例22.输入第一营养级的能量（W）被分为两部分：一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了 （A1）, 一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖。而后

20、一部分能量中,包括现存的植物体 B、流向分解者的 。、流向下一营养级的 D。身呼吸作用消耗白身呼呼作用消疑*/ I I n/、& D（ j 自 丁_流向F营养级与二|流向下,养缓流向分解并流向分解者（1）流经整个生态系统的总能量是生产者固定的总能量，即W。将图中第三营养级同化的总能量D2 “拼回”第二营养级，则刚好等于D,即第二营养级同化的总能量；再将 D “拼回”第一营养级，则刚好等于生产者固定的总能量 Wo可见，在一个草原生态系统中，草原上所有生物的总能量都来自W,所有生物总能量之和都小工（大于、等于、小于）W（呼吸作用消耗的缘故）。（2）能量传递效率不会是 100%从上图可以看出

21、，从第一营养级向第二营养级能量的传递效率等于D/W1,因此不会达到100%, 一般情况下，能量传递效率为10%- 20%例17.下图为生态系统能量流动示意图，下列等式中不可能成立的是（）A. B2=AX (10%20%)B. A= F+B + C+D+E1C. A- (B1+ B3) =O + C2+C3D. C3=B2X(80%90%)双项选择题1 .如图为某草原生态系统的能量流动图解模型，A、B C分别表示流入各营养级生物的能量，D E、F分别表示各营养级生物用于生长、发育和繁殖的能量，G H I分别表示草、兔子、狼呼吸作用消耗的能量，J、K、L分别表示各营养级生物流入分解者的能量。下列说法中，正确的是 （）HA.图中 A>D, B>E C>FB. K中能量包括兔子尸体及狼粪便