新教材2024版高中生物第3章生态系统及其稳定性微专题2利用“拼图法”解决能量流动中的难题课件新人教版选择性必修2

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第3章　生态系统及其稳定性微专题二　利用“拼图法”解决能量流动中的难题输入第一营养级的能量(W1)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。而后一部分能量中，包括现存的植物体B1、流向分解者的C1、流向下一营养级的D1。参考下图，很容易理解以下问题。(1)流经整个生态系统的总能量是生产者固定的总能量，即W1。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D1，即第二营养级同化的总能量；再将D1“拼回”第一营养级，则刚好等于生产者固定的总能量W1。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W1，所有生物总能量之和都小于W1，这是呼吸作用消耗的缘故。(2)能量传递效率不会是100%。从图中可以看出，从第一营养级向第二营养级的能量传递效率为D1/W1，因此不会达到100%，一般情况下，能量传递效率为10%～20%。(3)在解决有关能量传递的计算问题时，首先要确定相关的食物链，理清生物与生物在营养级上的差值。典例　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＋D2)B．由生产者到初级消费者的能量传递效率为D2/W1C．初级消费者摄入的能量为(A2＋B2＋C2)D．W1＝D1＋D2【答案】A　【解析】由图可知，W1为生产者固定的太阳能，D1为初级消费者同化的能量，则W1＝A1＋B1＋C1＋D1，D1＝A2＋B2＋C2＋D2；生产者固定的太阳能为W1，初级消费者固定的能量为D1，由生产者到初级消费者的能量传递效率为D1/W1；初级消费者摄入的能量＝固定量＋粪便量，其值远大于D1，即大于A2＋B2＋C2；由于能量传递效率约为10%～20%，所以W1＞D1＋D2。[对点精练]1．生态学家研究了某草原生态系统的能量流动情况，其局部能量流动情况如图所示，字母代表能量。下列分析正确的是 (　　)【答案】B　2．如图表示生态系统中各营养级能量的类型和去向(d表示该营养级未被利用的能量)。有关叙述中错误的是 (　　)A．图中a1、a2可表示生产者与消费者的呼吸量，但所占比例不符B．生态系统中能量传递效率为(a2＋b2＋c2＋d2)/(a1＋b1＋c1＋d1)×100%C．消费者从生产者获得的能量数值可用b1表示，且此部分能量存在于有机物中D．在食物链中，各营养级获得能量的方式及能量的用途相同【答案】D　【解析】生产者固定的太阳能大部分被呼吸作用消耗，图中a1、a2可表示生产者与消费者的呼吸量，但所占比例不符，A正确；a2＋b2＋c2＋d2是消费者的同化量，a1＋b1＋c1＋d1是生产者的同化量，B正确；消费者从生产者获得的能量数值(a2＋b2＋c2＋d2)可用b1表示，且此部分能量存在于有机物中，C正确；在食物链中，各营养级获得能量的方式及能量的用途不完全相同，如生产者是通过光合作用和化能合成作用利用光能或化学能将无机物转变为储存能量的有机物，而消费者是通过捕食获得储存能量的有机物，D错误。3．某林场生态系统的部分食物网如图1所示，其主要种植的树种为柳杉和杉木，为速生林；其第一营养级的能量流动情况如图2所示。请据图回答下列问题。(1)作为一个完整的生态系统，图1中缺少的成分有_____________。(2)由于人工林树种单一，赤腹松鼠种群爆发，柳杉和杉木严重受损。为了降低经济树种的损失，可以利用__________等种间关系进行生物防治；也可以增加_________________，丰富赤腹松鼠的食物来源。(3)图2中，②代表__________，②部分代表的能量以有机物的形式存在于______________________。能量从第一营养级到第二营养级的传递效率是__________________(用图中的数字表示)。(4)自然生态系统中，食物链上一般不超过5个营养级，请从能量流动的具体过程分析其原因：__________。【答案】(1)分解者、非生物的物质和能量(2)捕食和寄生　其他树种(或者果树)增加植物种类，增加食物种类(3)未利用的能量　未利用的植物、枯枝落叶　③÷(①＋②＋③＋④)×100%(4)各个营养级的生物都会因呼吸作用消耗掉大部分能量，其余能量有一部分流入分解者，只有一少部分能够被下一营养级的生物利用，流到第五营养级时，余下的能量很少，甚至不足以养活一个种群，因此食物链上一般不超过五个营养级【解析】(1)生态系统的结构包括非生物的物质和能量，生产者、消费者和分解者，图示只有生产者和消费者，故缺少的成分有分解者、非生物的物质和能量。(2)赤腹松鼠种群爆发，柳杉和杉木严重受损，可以利用赤腹松鼠的天敌控制其种群数量，即利用捕食和寄生等种间关系进行生物防治；也可以通过增加其食物的来源来减少对柳杉和杉木的危害。(3)图2中②表示未被利用的能量，这些能量以有机物的形式存在于未利用的植物、枯枝落叶和下一营养级粪便中的未利用部分；图2显示，第一营养级同化的能量为①＋②＋③＋④，第二营养级同化的能量为③，则能量从第一营养级到第二营养级的传递效率为③÷(①＋②＋③＋④)×100%。(4)由于各个营养级的生物都会因呼吸作用消耗掉大部分能量，其余能量有一部分流入分解者，只有一少部分能够被下一营养级的生物利用，流到第五营养级时，余下的能量很少，甚至不足以养活一个种群，因此食物链上一般不超过五个营养级。