2022届高三生物一轮复习课件：生态系统的能量流动

这是一份2022届高三生物一轮复习课件：生态系统的能量流动，共60页。PPT课件主要包含了生态系统的能量流动，d+e，d+i+f+j，a-c，能量流动的特点，逐级递减，出生率大于死亡率等内容，欢迎下载使用。
假设你像一出好戏中的张艺兴那样，流落在一个荒岛上，那里除了有能饮用的水以外，几乎没有任何食物。你随身尚存的食物只有一只母鸡、15kg玉米。【讨论】：你认为哪种生存策略能让你维持更长时间来等待救援？
研究生态系统中能量流动一般在群体水平上
研究能量流动的基本思路
概念：生态系统中能量的 、 、 和 的过程。
能量流经生物个体的过程
呼吸作用以热能形式散失
光能全部被草吸收了吗？
生长发育和繁殖储存起来
兔吃草后能将摄入的草全部同化吗？
兔同化了小草的能量后，这些能量有哪些去向？
鹰同化了兔的能量后，这些能量有哪些去向？
生态系统能量流动在营养级层次研究
分 解 者
同化量=摄入量-粪便量
生态系统能量流动的过程
源头： 流经生态系统总能量：　　　　　　　
途径：形式：　　　　　
太阳能→有机物中的________→热能
形式：最终以　　　　形式散失过程：
生产者固定的太阳能总量
4.找出下图中字母间的相等关系。
(1)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能(　　)(2)散失的热能不可以被生产者固定再次进入生态系统(　　)(3)当狼吃掉一只兔子时，就获得了兔子的全部能量(　　)(4)蜣螂以牛粪为食，因此被牛同化的能量可流入蜣螂(　　)
1、在由草、兔、狐组成的一条食物链中，兔经同化作用所获得的能量，其去向不应该包括（　 ） Ａ.通过兔子细胞呼吸释放的能量 Ｂ.通过兔子的粪便流入到分解者体内 Ｃ.通过狐的粪便流入到分解者体内 Ｄ.流入到狐的体内
2、关于生物的同化量的叙述正确的是     （ ）  A.从上一个营养级流入该营养级的总能量     B.食物消化后粪便中的能量    C.从上一营养级摄取的能量                  D.用于生长、发育、繁殖的能量
4.(2022·山东淄博高二期末)如图表示生态系统中甲、乙两个营养级的能量流动示意图，其中a～e表示能量值。下列有关叙述错误的是 A.乙粪便中食物残渣的能量包含在c中B.乙用于生长、发育及繁殖的能量可表示为a－bC.如果甲表示生产者，则流入该生态系统总能量 是a＋e＋cD.乙的同化量小于摄取量，同化量可表示为a＝b＋d
3.某同学绘制了如图所示的能量流动图解，下列叙述正确的是 A.生产者固定的总能量可表示为A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2B.初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为B2＋D2C.初级消费者摄入的能量为A2＋B2＋C2D.W1＝D1＋D2
为了研究能量流经生态系统的食物链时，每一级的能量变化和能量转移效率，美国生态学家林德曼（，1915-1942）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量分析。
赛达伯格湖位于美国明尼苏达州的赛达伯格沼泽自然保护区内，是一个高原湖泊，面积约5× 105 m2。林德曼用定量的方式研究了群落中各营养级之间的能量关系，提出了“林德曼定律”，标志着生态学开始从定性走向定量。
赛达伯格湖的能量流动图解
1.能量能否从植食性动物流向生产者？2.呼吸作用释放的能量还能循环利用吗？
【原因】：①食物链中各营养级的顺序是不可逆转的； ②生态系统中的能量最终以热能的形式散失，所以不可循环利用。
1. 用表格的形式，将图中的数据进行整理。例如，可以将每一营养级上的能量“流入”和“流出”整理成为一份清单(“流出”的能量不包括呼吸作用散失的能量)。2. 计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营养级能量的百分比。
根据“赛达伯格湖的能量流动图解”，计算相邻两个营养级间能量传递效率。各营养级之间的传递效率在多大范围内?
从第一营养级到第二营养级的传递效率从第二营养级到第三营养级的传递效率
结论：相邻营养级的传递效率大约是10%—20%。
流入某一营养级的能量主要有以下去向：一部分通过该营养级的呼吸作用散失了；一部分作为遗体或残枝败叶被分解者所利用；还有一部分未能进入（未被捕食）下一营养级。所以，流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一营养级。
流入某一营养级的能量，为什么不会百分之百流到下一个营养级？
【原因】：①各营养级生物会因自身的呼吸作用而散失部分能量 ②各营养级的能量会有一部分流向分解者。 ③各营养级生物总有一部分能量不能被下一营养级利用
食物链一般不超过5个营养级
食物链越长，流量流失就越多。到第五营养级以后，可利用的能量已减少到不能维持其生存的程度了。
【生存策略一】：先吃鸡、再吃玉米
【生存策略二】：先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。
1.(2022·山东临沂高二期末)如图为某生态系统能量流动示意图[单位：J/(cm2·a)]。以下分析不正确的是 A.甲通过光合作用固定在有机物中的总能 量为1 250 J/(cm2·a)B.甲到乙的能量传递效率为16%C.每一营养级的能量大部分用于呼吸作用 和被丁利用D.在此生态系统中，一只狼捕食一只野兔，获得的能量只能在10%～ 20%之间
2.(2018·合肥六校联考)如图是某人工鱼塘生态系统能量流动图，过程中部分环节涉及的能量值(单位为×103 kJ·m－2·a－1)已标出。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.该生态系统中生产者固定的总能量是9.6×104 kJ·m－2·a－1C.第二营养级到第三营养级的能量传递效率为15.625%D.捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性
14.如表是对某水生生态系统营养级和能量流动情况的调查结果。表中A、B、C、D、E表示营养级，F为分解者；Pg表示生物同化作用固定能量的总量；Pn表示生物储存的能量；R表示生物呼吸消耗的能量；能量单位为102 kJ/(m2·a)。请分析回答下列问题：
(1)流入该生态系统的总能量为___________kJ/(m2·a)。
(2)据表中数据推出Pg、Pn和R之间的关系是：Pn＝________。
由于Pg表示生物同化作用固定能量的总量，Pn表示生物储存的能量，R表示生物呼吸消耗的能量，因此Pg＝Pn＋R，即Pn＝Pg－R。
(3)第三营养级到第四营养级的能量传递效率是______(保留1位小数)。
第三营养级到第四营养级的能量传递效率是1.9÷15.9×100%≈11.9%。
(4)能量流动的特点是___________________。(5)如果D作为该湖泊中的经济鱼类，生产上既要获得最大捕捞量，又不破坏其种群稳定，通常将捕捞量控制在D的环境容纳量一半的水平上，原因是此时种群的_________最大。
15.能量流动是生态系统的功能之一。如图1是某生态系统能量流动过程图解，图2是被地震破坏的某自然保护区在人为干预下恢复的过程中的能量流动图解[能量单位：103 kJ/(m2·a)]。请据图回答下列问题。
(1)图1中流经该生态系统的总能量是___，图中___为分解者，理由是________________________________。
由图1可知，流经该生态系统的总能量是生产者通过光合作用固定的太阳能，即①；图中E为分解者，理由是从生产者到各级消费者都有能量流入E。
(2)图1中不应存在的箭头是____。
图1中不应存在的箭头是⑦，因为分解者的能量不能流到生产者。
(3)图2中A代表_______________________________，为保证各营养级都有较高的输出量，随营养级的升高，输入的有机物应增多，原因是__________________________。
呼吸作用以热能的形式散失的能量
图2中A代表呼吸作用以热能的形式散失的能量，为保证各营养级都有较高的输出量，随营养级的升高，输入的有机物应增多，原因是能量在流动过程中逐级递减。
(4)计算可知，图2中肉食性动物需补偿输入的能量值为_______________，在人为干预下能量从第二营养级到第三营养级的传递效率为______。
5×103 kJ/(m2·a)
图2中，植食性动物流入肉食性动物的能量＝14＋2－4－9－0.5＝2.5，而肉食性动物输出的能量＝2.1＋5.1＋0.05＋0.25＝7.5，所以肉食性动物需补偿输入能量值为7.5－2.5＝5×103 [kJ/(m2·a)]。在人为干预下输入到第二营养级的能量为14＋2＝16，所以能量从第二营养级到第三营养级的传递效率为2.5÷16≈15.6%。
(1)相邻营养级的能量传递效率：10%～20%，计算方法如下：
(2)食物链中能量的最值计算
设食物链“甲→乙→丙→丁”，分情况讨论(如下表)：
类型一：知甲求丁 最多： ，食物链越短越 。 最少： ，食物链越长越 。
类型二：知丁求甲 最多： ，食物链越长越 。 最少： ，食物链越短越 。
例如，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若甲的能量为M，则丁获得的能量为M×a%×b%×c%。
(3)已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算。
(4)在食物网中分析在解决有关能量传递的计算问题时，需要确定相关的食物链，能量传递效率为10%～20%，一般从两个方面考虑：
①知低营养级求高营养级
②知高营养级求低营养级
例1.不是以个体或种群为单位，而是以 为单位。
如图为某生态系统中的食物网简图，若E种群中的总能量为5.8×109kJ，B种群的总能量为1.6×108kJ，从理论上分析，A种群获得的总能量最多是（　　） A 2.0×108kJ B．2.32×108kJ C．4.2×108kJ D．2.26×108kJ
附1：调查结果显示,E种群同化的总能量为m kJ/(m2·a),B种群同化的总能量为n kJ/(m2·a),从理论上分析,A种群同化的能量最多有 　 　kJ/(m2·a)来自E种群,这是因为能量流动具有　　　　　　　　　　的特点。 附2：调研小组发现,A种群密度在调查的第3年显著上升,出现这种结果的决定性因素是A种群的 　。
1/25m-1/5n　
例2.食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物中按比例获得能量，则按照单独的食物链进行计算后再合并。
在如图食物网中，假如猫头鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇，那么，猫头鹰若要增加20 g体重，最少需要消耗的植物为(　　)A．80 g　　　B．900 g　　　C．800 g　　　D．600 g
附1：若a表示海鸟食物中甲壳类食物所占的比例，若要使海鸟的体重增加x，至少需要生产者的量为y，那么x与y的关系式可表示为：____________。
y＝625x－600ax
附2：若营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一种生物甲、乙、丙，它们构成的食物关系如图。其中，甲能量中比例为x的部分直接提供给丙，要使丙能量增加A kJ，至少需要消耗甲的能量________________kJ(用含所给字母的表达式表示)。
甲•x•1/5 + 甲•(1-x)•1/5•1/5 =A整理：(5x + 1-x )•甲/25 = A
附3：某生态系统中存在如图所示的食物网，如将丙的食物比例由甲：乙=1：1调整为2：1，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载丙的数量是原来的（　　）A、1.875倍B、1.375倍C、1.273倍D、0.575倍
附：丙的数量发生变化的理由是？　 　 
根据能量流动的逐级递减的特点,食物链越长,消耗的能量越多,甲的能量流向长的食物链的比例减少,则丙获取能量增多,丙的数量增多
1.完成以下填空：(1)补充图中标号代表的内容甲：_________；乙：_____________；丙：_____________；丁：__________；戊：____________。
(2)生态系统所需能量的最终来源是________。 (3)能量输入生物群落的途径主要是_______________________。
2.某同学绘制了下图所示的能量流动图解，下列叙述正确的是（ ）
A.生产者固定的总能量可表示为(A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2)B.B2表示初级消费者用于生长、发育、繁殖的能量C.流入初级消费者的能量为(A2+B2+C2)D.W1=D1+D2
3.如图表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图，其中a～g表示能量值。若图中A表示某食物网中第二营养级所摄入的全部能量，则下列说法不正确的是(　　)
A．图中B表示同化的能量B．图中C表示流入下一营养级的能量C．图中D表示通过呼吸作用散失的能量D．图中a值与c＋d＋e的值相同
（2020·浙江高考真题）下列关于生态系统能量流动的叙述，正确的是（ ）A．营养级数量越多，相邻营养级之间的能量传递效率就越低B．呼吸消耗量在同化量中所占比例越少，生物量增加就越多C．生产者的净初级生产量越大，各级消费者的体型就越大D．营养级所处的位置越高，该营养级所具有的总能量就越多
除了用图中数字表示外，你还能用什么方法表示生态系统能量流动逐级递减的特点呢？
能量流动是逐级递减的传递效率10%～20%
构建生态系统能量流动金字塔模型
请同学们将赛达伯格湖的能量流动数据，用相应面积或体积的图形表示，并按营养级由低到高排列。
形状：上窄下宽的“金字塔”形
①概念：如果将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为相应面积(或体积)的图形，并将图形按照营养级的次序排列，可形成一个金字塔图形，叫作能量金字塔
②特点：天然生态系统一定为上窄下宽的正金字塔形，某些人工生态系统可呈现倒金字塔形。
①概念：如果用同样的方法表示各个营养级生物量（每个营养级所容纳的有机物的总干重）之间的关系，就形成生物量金字塔。
②特点：一般为正金字塔形。
资料：夏季两个生态系统的生物量统计表，单位为g∙m-2。
（每个营养级所容纳的有机物的总干重）
海洋生态系统中，浮游植物个体小，寿命短，又不断被浮游动物和其它动物吃掉，所以在某一时刻调查到的浮游植物的生物量很可能低于第二营养级的生物量，因此生物量金字塔会出现倒置。
为什么某海域的生物量会出现金字塔倒置？
资料：0.1ha草原上各个营养级的生物数量，草150万株，植食性动物20万头，（包括鼠、兔、羊和各种植食性昆虫等）肉食性动物1为9万头（包括鼬、狐、狼和各种捕食性昆虫）肉食性动物2为10头。
①概念：如果表示各个营养级的生物个体的数目比值关系，就形成数字金字塔。
②特点：一般为正金字塔形,有时会呈现倒金字塔形。
数量金字塔会不会呈现倒置的金字塔形？
消费者个体小而生产者个体大。
请想一想：哪种指标构建的金字塔能更客观的表示生态系统能量传递规律，不出现倒置现象呢？
能量金字塔能更客观、准确的表示能量在各营养级间的传递规律。
1.(不定项)如图为某一生态系统的能量金字塔，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形式。下列叙述正确的是A.Ⅰ是生产者B.Ⅳ为分解者C.E1为太阳能，E2为热能D.能量可在食物链中循环利用
2.甲、乙、丙、丁是某同学绘制的生态金字塔。下列与之相关的说法，错误的是A.生态金字塔包括能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔，基本呈现 图丙所示形态B.由于能量流动具有逐级递减的特征，能量金字塔通常呈现丙图所示形态C.不能用图甲表示生物数量金字塔D.生态金字塔中每一层代表一个营养级，分解者不包含在其中
五、研究能量流动的实践意义
人类位于食物链的顶端，从能量金字塔来看，人口数量日益增长，这会对地球上现有的生态系统造成什么影响？
塔基的大小体现了进入生态系统能量的多少，决定着该生态系统承载供养生物的数量。
为了满足日益增长的人类的生活需求，要求低营养级（塔基）要有更多的能量输入。
某小组同学准备对当地稻田生态系统进行调查，他们设计的调查问题如下：
资料1：拍摄的稻田生态系统中部分生物的照片。
资料2：当地农民对害虫、杂草、秸秆的处理措施
对水稻秸秆的处理：部分喂牛、部分焚烧 水稻的根在田中沤肥对杂草与害虫：除草剂与杀虫剂。
1.通过查阅调查的图片资料，分析该生态系统的组成成分有哪些？
2.绘制该生态系统的部分能量流动图，思考稻田生态系统中生产者的主体是什么？其他生产者、初级消费者、次级消费者分别有哪些？它们与农作物是什么关系？有害还是有益？
3.将害虫与益虫进行归类，简化表示该生态系统能量流动关系
4.结合以上分析，提出提高稻田产量，使稻田能量最大限度流入人类的新措施。
提高水稻光合效率、减少杂草的竞争、减少害虫取食造成能量流失
是否有将害虫与杂草中能量通过二次转化，被人类利用的方法呢？
措施1：稻-鸭共作稻田生态系统
水稻田生态系统营养结构更加完善，系统的功能整合特性得到发挥。
如何有效利用水稻下层的光能，增加流向人类的能量呢？
在空间上进行合理配置，增大流入生态系统的总能量。
措施2：稻-萍-鸭共作稻田生态系统
还有进一步提高秸秆能量利用率的措施？
措施3：水稻秸秆养殖蘑菇、生产沼气
实现能量多级利用，从而大大提高能量的利用率
①研究生态系统的能量流动，可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入生态系统的总能量。
稻-萍-蛙立体农业生产
②研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
③研究生态系统的能量流动，还可以帮助人们合理的调整生态系统的能量流动关系，使能量持续高效地流向人类最有益的部分。
牲畜过少，不能充分利用牧草所提供的能量；
牲畜过多，就会造成草场的退化，使畜产品的产量下降。
1.生态金字塔能够直观的表征食物网各营养级之间的关系。生态金字塔可以用生态系统各营养级的个体数量、 生物量和能量表示。
2.利用生态系统的能量流动规律，对其合理改造，使人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。使能量最大限度流向对人类有益的方向。
3.(不定项)关于生态系统能量流动的原理在实践中的应用的叙述，正确的是A.除虫除草可以让农田生态系统中的能量更多地流向对人类更有益的部分B.多途径利用农作物可以实现对生态系统中能量的多级利用C.根据草场能量流动的特点，可以合理确定草场的载畜量，从而保持畜 产品的持续高产D.“桑基鱼塘”的生产方式，在桑、蚕、鱼之间形成良性循环，将提高 能量传递效率