高三生物一轮复习导学案第6263课时生态系统的能量流动

第62、63课时生态系统的能量流动一、能量流动的概念1.概念：生态系统中能量的、、和的过程，称为生态系统的能量流动输入传递输入传递源头：或氧化无机物产生的化学能相关生理过程：作用或作用能量转换形式：光能或氧化无机物产生的化学能→中的化学能流经生态系统的总能量：途径：形式：转化转化：→中的化学能→散失形式：最终以形式散失过程：能量流经不同营养级的过程分析第一营养级（生产者）能量流动过程分析太阳光太阳光约1%可见光生产者通过作用在有机物中呼吸作用以散失用于、和初级消费者摄入利用残枝败叶呼吸作用以散失第二营养级能量流动过程分析初级消费者初级消费者摄入遗体残骸用于、和次级消费者摄入利用呼吸作用以散失初级消费者呼吸作用以散失粪便注意：最高营养级的同化量没有流入下一营养级这条去路★归纳提升1——能量流动模型常见表示方法方法一：①①消费者的摄入量(a)＝＋②同化量(b)＝消耗的能量(d)＋用于、、的能量(e)③用于生长、发育、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箭头由粗到细表示：①箭头由粗到细表示：；②能量流动的方向(以箭头表示)：；③方形面积越来越小表示：；④同化量＝++。方法三：①①W1、D1指相应营养级的；B1、B2指相应营养级中的能量；各营养级用于生长、发育和繁殖的能量为；同化量＝+++②从上图可以看出，第一营养级到第二营养级的能量传递效率等于，一般情况下，能量在相邻两个营养级间的传递效率为▲注意：能量传递效率VS能量利用率能量传递效率：相邻两个营养级之间同化量的比值。计算公式：能量传递效率＝。能量传递效率是能量流动过程中遵循的客观规律，不能随意改变，一般情况下，相邻两个营养级间的传递效率为10%～20%。(“相邻两营养级”≠“相邻两生物个体”间的能量传递效率，如狼吃兔时，不是一只狼获得了一只兔10%～20%的能量)能量利用率：指流入最高营养级的能量占生产者固定总能量的比值。在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多，因此食物链越短，能量利用率越高。（可通过实现能量的多级利用，大大提高能量的利用率）能量流动的特点及原因美国生态学家林德曼对一个结构相对简单的天然湖泊—赛达伯格湖的能量流动进行了定时定量分析图中数字为能量数值，单位是J/(cm2·a)（焦每平方厘米年）。图中图中数字为能量数值，单位是J/(cm2·a)（焦每平方厘米年）。图中“未固定”是指未被固定的太阳能，“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一个营养级和分解者利用的能量。营养级流入能量输入下一营养级能量呼吸作用散失分解者利用未利用能量传递效率生产者植食性动物肉食性动物能量流动的特点：、（两相邻营养级间的能量传递效率一般约为）▲单向流动的原因：①食物链中的捕食关系是的结果，不能逆转②各营养级通过呼吸作用产生的无法被生物群落重复利用▲逐级递减的原因：①各营养级生物都会因消耗大部分能量②各营养级的能量都会有一部分流入③未被下一营养级利用的能量（未利用）因此，任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充（太阳能或现成有机物质），以便维持生态系统的正常功能。如果一个生态系统在一段较长时期内没有能量的输入，这个生态系统就会崩溃【思考】生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？为什么？【例】具有人工能量输入的能量传递效率计算：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)]（1）该生态系统中流入生物群落的总能量有哪些来源？（2）图中A的含义是？（3）生产者固定的总能量＝植食性动物固定的总能量＝肉食性动物固定的总能量＝（4）第一、二营养级之间的能量传递效率是多少？第二、三营养级之间的能量传递效率是多少？（保留一位有效数字）生产者→植食性动物的能量传递效率＝植食性动物→肉食性动物的能量传递效率＝▲总结：人工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。因此，求第二营养级至第三营养级传递效率时，应为第三营养级从第二营养级同化的能量（不包括人工输入到第三营养级的能量）/第二营养级的同化量（包括人工输入到第二营养级的能量）×100%。四、生态金字塔的类型及特点项目能量金字塔数量金字塔食物量金字塔金字塔形状每一阶含义每一营养级生物所含能量的多少每一营养级生物个体的数目每一营养级生物的有机物总量象征含义能量沿食物链流动过程中具有的特点一般生物个体的数目在食物链中随营养级升高而逐级一般生物有机物的总量沿食物链升高而逐级特点特殊形状成千上万只昆虫生活在一株大树上时，该数量金字塔的塔型会发生变化：浮游植物的个体小，寿命短，又不断被浮游动物吃掉，所以某一时间浮游植物的生物量可能低于浮游动物的生物量：五、能量流动的意义和应用①帮助人们科学规划、设计，使能量得到的利用应用：桑基鱼塘、沼气工程：②帮助人们合理地调整生态系统中的，使能量的部分应用：合理确定草场的载畜量、稻田除草、除虫等★归纳提升2——能量流动的相关计算1.食物链中能量传递效率的“最值”计算①正推类型：A→B→C→D，若A总重1000KG体重，至少（或最多）能使D增重多少千克？至少按传递效率效率计算：最多按传递效率效率计算：②逆推类型：A→B→C→D，若D增重10KG，至少（或最多）消耗A多少千克？至少按传递效率效率计算：最多按传递效率效率计算：2.食物网中能量传递效率的“最值”计算正推：知低营养级求高营养级，用乘法逆推：知高营养级求低营养级，用除法获能量最多选最短食物链，按×20%计算需能量最多选最长食物链，按÷10%计算获能量最少选最长食物链，按×10%计算需能量最少选最短食物链，按÷20%计算例1：下图所示的食物网中，若人的体重增加1kg，最少消耗水藻________kg，最多消耗水藻________kg。例2：若A固定的太阳能总量为M，则C获得的能量范围大约是_________