生态系统的能量流动模型
高中生物6 能量流动分流模型解读及相关计算
高考常考,重点强化,思维建模,跨越障碍,全取高考拉分题
热点1能量流动分流模型解读
1.能量流经不同营养级示意图
2.构建能量流动模型(表示方法)
方法一:
说明:两个去向:同化量(b)=呼吸作用消耗量(d)+用于生长发育和繁殖的能量(e);摄入量(a)=同化量(b)+粪便量(c)
方法二:
说明:三个去向:同化量=呼吸作用消耗量+分解者分解量+下一营养级的同化量
方法三:
说明:四个去向:同化量=自身呼吸作用消耗量(A)+未利用(B)+分解者的分解量(C)+下一营养级的同化量(D)
【典例】如图是生态系统的能量流动图解,N1~N6表示能量数值。请回答下列有关问题。
(1)流经该生态系统的总能量为(用N1~N6中的字母表示)。
(2)由初级消费者传递给蜣螂的能量为。
(3)图中N3表示________________________________________________________。
(4)能量由生产者传递给初级消费者的传递效率为。(用N1~N6中的字母表示)。
(5)生态系统具有自我调节能力的基础是。若要提高生态系统的抵抗力稳定性,一般可采取的措施为______________________________________________。
审题指导
答案(1)N2(2)0(3)生产者用于生长、发育和繁殖的能量(4)N5/N2×100% (5)负反馈调节增加各营养级的生物种类
1.(2019·辽宁东北育才学校模拟)如图是某池塘生态系统中能量流经贝类的示意图,下列分析错误的是()
A.D代表细胞呼吸,一部分能量在细胞呼吸中以热能形式散失
生态系统的能量流动
ห้องสมุดไป่ตู้
五、能量在食物链中传递的计算(P174)
1、已知第一营养级(生产者)生物的量
(1)求最高营养级生物获得的最多量
A、在食物链中,以20%计算 B、在食物网中,食物链按最短的算,传递效率 为20%
C、算式G× 1/5n
(G为第一营养级的量,n为箭头数)
猫头鹰 蛇
因为题目求的是最少 需要植物的量,所以 传递效率按20%算
8×(5)2 =200g
8x(5)2 =200g
鹰 4x(5)3 =500g
所以最少需要植物为200+200+500=900g
例、若鹿的进食能量为100%,其粪尿能量为 36%,呼吸能量为48%,则鹿的同化量为 ()
A.64% B.84% C.16% D.52%
五 生物量金字塔、数量金字塔
如把各个营养级的生物量(质量) 和数量用金字塔的方式表示,是 否也成金字塔形?
一般是金字塔形;
也有例外。
鱼 浮游动物 浮游植物
鸟 昆虫
树
六、研究能量流动的意义
❖ 1.帮助人们科学规划、设计人工生态系统,使能量 得到最有效利用
❖ 2.帮助人们合理调整能量流动方向,使能量流向对 人类最有益的部分。
(2)求最高营养级生物获得的最少量
生态系统中能量流动
生态系统中能量流动的途径
“ ” 一个食物链的例子 螳螂捕蝉,黄雀在后
植物汁液
蝉
(初级消费者)
螳螂
(二级消费者)
黄雀
(三级消费者)
鹰
(四级消费者) (顶极食肉动物)
螳螂捕蝉, 黄雀在后! 哈!哈!
食物链
食物链(food chain)和营养级(trophic level):食物链指生态系统中不 同生物之间在营养关系中形成的一环套一环似链条式的关系,即物质和 能量从植物开始,然后一级一级地转移到大型食肉动物。食物链上的每 一个环节称为营养阶层或营养级,指处于食物链某一环节上的所有生物 种的总和。
N,P,C是造成湖泊富养化的主要营养物质,磷是植物生产 量的主要限制因子。
结果:硅藻、绿藻
蓝绿藻
蓝绿藻能成为优势浮游植物的原因:
浮游动物和鱼不愿以蓝绿藻为食。 很多蓝绿藻能固定大气中的氮,但氮缺乏时,它们便处于 有利的竞争地位。
CO2 光 温度 O2
• 海洋生态系统
光:是限制海洋初级生产量的一个重要因子。 1米深出,50%的光被吸收;20米深出,仅有5—10%的光。
次级生产过程模型
C=A+Fu A=P+R C=P+Fu+R P=C-Fu-R
食用 (C) 可利用
动物产品产生
能量
同化(A) (P)
生态系统中能量流动的模型与计算
生态系统中能量流动的模型与计算生态系统是生物圈中多种生物和非生物因素相互作用的综合体。模拟生态系统中的能量流动和营养物质循环可以帮助我们了解自
然规律,预测生物圈的变化,以及开发可持续的资源管理策略。
在这篇文章中,我们将讨论生态系统中能量流动的模型与计算方法。
一、生态系统的能量流动
在生态系统中,能量从一个营养级别转移到另一个营养级别。
生态系统的主要能量来源是太阳能。植物通过光合作用转化太阳
能为生物大分子,如葡萄糖。动物则通过食物链获得能量,将有
机物氧化为二氧化碳和水,并以此为燃料维持生命活动。每个营
养级别的生物尽管可以消耗过去营养级别生物的能量和营养物,
却无法回收过去营养级别生物消耗掉的耗散能量。同时,每个营
养级别的生物在代谢进程中都会有耗散能量的形成,而这些耗散
能量则流向更高纬度的生物等级。
尽管生态系统中存在能量的有限性,但生态系统是一个开放的
系统,在较高的生物等级中可以进一步消耗其它能源来源。例如,许多食肉动物同样会食草,或者是食食肉动物的其他生物。
二、能量流动的模型
能量流动可以用生态系统网络模型进行探讨。生态网络模型中,每个节点代表不同的生物种群,节点之间通过食物链相联结,而
每条边代表能量和营养物的转移,例如,从一个草食动物到肉食
动物,从种子到小型昆虫。这个模型可以给予我们对一个生态系
统中能量流动的更详细、更全面的理解。
生态网络模型为我们提供了理解生态系统中生物间相互依存和
复杂互动的一种方法。通过对物种依赖关系的模拟和分析,我们
可以了解到一些物种如何与其它物种的生命周期相互作用、如何
能量流动模型
能量流动模型
一、能量流动模型的构建
1.定量不定时模型构建
2.定量定时模型构建
备注:与模型构建相关的公式①公式一:摄食量 = 同化量 + 尿粪量②公式二:同化量=净生产量+呼吸量③公式三:净生产量=被下一个营养级利用的+未被下一个营养级利用的+遗体残骸被分解者利用的。
二、能量流动模型解读
本模型概述的是某营养级与下一营养级的能量流动关系,因“粪尿量”应属于上一营养级同化的能量,故不予考虑。
3.1定量不定时模型分析
流入某一营养级的一定量的能量在足够长的时间内去路可有三条:①流入下一营养级的;②被分解者利用的;③自身呼吸消耗的。当然,这一定量的能量无论如何传递,最终都以热能形式从生物群落中散失,所以生产者只有源源不断地固定太阳能,才能保证生态系统能量流动的正常进行。
3.2定量定时模型分析
流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路可有四条:①流入下一营养级的;②被分解者利用的;③自身呼吸消耗的;④未被下一个营养级利用的,即“未利用”。如果是以年为单位研究,“未利用”的能量将保留到下一年。
说明:只有在定量定时分析时才有“未被利用的能量”一项,如果是定量不定时分析,就没有“未被利用的能量”一项,因为在某一段时间内“未被利用的能量”在以后的时间里终究
是会被下一营养级和分解者利用的。
三、能量流动模型的应用
例1 试通过模型对教材赛达伯格湖的能量流动图解分析
解析:比较“赛达伯格湖的能量流动图解”和“生态系统的能量流动图解”可知,在“赛湖图解”中,美国生态学家林德曼对赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析,得出的数据中有部分能量在食物链中是“未利用”的。本模型可以用定量定时模型作一分析:以绿色植物一年的生长为例,用于自身生长繁殖的那部分能量,如果被下一营养级捕食,则传递给下一营养级。它的残枝落叶中的能量,被分解者利用,但是在这一年的时间内它并没有死亡,它长高长大了,积累了有机物,这部分有机物就是未被利用的。
22人教版高中生物新教材选择性必修2--特色微专题 能量流动的模型分析与相关计算
特色微专题能量流动的模型分析与相关计算
一、能量流动模型分析
重难突破
模型一:用流程图表示不同营养级能量流动
模型二:用关系图法分析某营养级的能量流向
(1)两个去向:同化量(b)=呼吸作用消耗量(d)+用于生长、发育和繁殖的能量(e);摄入量(a)=同化量(b)+粪便量(c)。
(2)三个去向:同化量=呼吸作用消耗量+分解者分解量+下一营养级的同化量。
在短期内,流入某一营养级的能量在一定时间内的去路有四条:
①自身呼吸作用消耗以热能形式散失;
②流入下一营养级(最高营养级除外);
③被分解者分解利用;
④未被利用,即未被自身呼吸作用消耗,也未被下一营养级和分解者利用。
模型三:用拼图法分析某营养级能量的流向
四个去向:同化量=自身呼吸作用消耗量(A)+未利用(B)+分解者的分解量(C)+下一营养级的同化量(D)。
针对训练
1.如图为生态系统中能量流动图解部分示意图(字母表示能量的多少)。下列选项中正确的是( )
A.图中b=h+c+d+e+f
B.生产者与初级消费者之间的能量传递效率为b/a×100%
C.“草→兔→狼”这一关系中,狼粪便的能量属于d
D.缩短食物链可以提高能量传递效率
答案:C
解析:图中初级消费者的摄入量b=粪便量h+同化量c,A错误;生产者与初级消费者之间的能量传递效率应为初级消费者的同化量c除以生产者固定的太阳能a,再乘以百分之百,即c/a×100%,B错误;“草→兔→狼”这一关系中,狼粪
便中的能量是没有被狼同化的能量,仍然属于第二营养级用于生长、发育、繁殖的能量,即属于d,C正确;缩短食物链可以使能量更多地被利用,但不能提高能量传递效率,D错误。
生态系统的能量流动规律总结
生态系统的能量流动规律总结
一.生态系统的能量流动规律总结:
1.能量流的起点、路径和损失:起点:生产者;
途径:食物链(网);
损失:通过生物呼吸以热能形式损失2流经生态系统的总能量:
自然生态系统:生产者同化的能量=总初级生产量=流入第营养级的总能量人工生态系统:生产者同化的能量+人工输入有机物中的能量3.每个营养级的能量去向:
非最高营养水平:① 自我呼吸消耗(以热能形式损失)② 被较低的营养水平同化③ 分解者分解并利用④ 未利用(转化为该营养水平的生物量可能不存在,但最终将被利用)※② + ③ + ④ = 净(同化)产量(用于该营养水平的生长和繁殖);
最高营养级:①自身呼吸消耗(以热能形式散失)②被分解者分解利用③未被利用4.图示法理解末利用能量
达到一定营养水平的能源和路线:
流入某一营养级(最高营养级除外)的能量去向可以从以下两个角度分析:
(1)定量不规则性(能量的最终路径):自我呼吸消耗;流入下一个营养层;被分
解的人分解并使用。
这一定量的能量不管如何传递,最终都以热能形式从生物群落中散失,生产者源源不
断地固定太阳能,才能保证生态系统能量流动的正常进行。
(2)定量时间:自我呼吸消费;流入下一个营养层;分解物的分解和利用;它不会
被使用,也就是说,它不会被自己的呼吸所消耗,也不会被下一个营养水平和分解者所使用。
如果是以年为单位研究,未被利用的能量将保留到下一年。5.同化量与呼吸量与摄入
量的关系:
同化=摄入-粪便量=净同化(用于生长和繁殖)+呼吸
※初级消费者的粪便量不属于初级消费者该营养级的能量,属于上一个营养级(生产者)的能量,最终会被分解者分解。
高中生物 生态系统的能量流动和物质循环
高中生物课件
(对应学生用书P212)
1.能量流动的特点 (1)生态系统中能量的源头是太阳能,生态 系统的能量流动是从绿色植物通过光合作用固 定太阳能开始的。 (2)能量流动的途径是食物链和食物网。能 量的变化情况是:太阳光能―→生物体中的化 学能―→热能。因此热能是能量流动的最终归 宿。能量以有机物为载体,以有机物中的化学
3.生态金字塔——能量流动模型
类型 项目
能量金字塔
数量金字塔 生物量金字塔
形状
特点 正金字塔形
一般为正金字塔
形,有时会出现 倒金字塔形,如 树上昆虫与树的
一般为正金字塔 形
数量关系
高中生物课件
类型 项目
能量金字塔
数量金字塔
生物量金字 塔
(2)逐级递减 ①每个营养级生物都因 呼吸 而散失部分热能。 ②每个营养级生物总有一部分不能被 下一营养级 利用。 ③传递效率为 10%~20%(形象地用 能量金字塔表示 )。
高中生物课件
6.过程
初级消费者 次级消费者 三级消费者
有机物
呼吸作用 热能
高中生物课件
7.研究意义
(1) 帮 助 人 们 科 人学工生规态系统划 , 设
高中生物课件
(对应学生用书P211)
第2节 生态系统的能量流动
2.能量传递过程分析(以初级消费者为例):
认识能量流动的特点和意义
活动2 能量流动的特点和意义
1.能量流动有哪些特点?如何理解这些特点? 【提示】(1)单向流动。其原因一是各营养级能量流动的顺序是不可逆转的;二是各 营养级通过呼吸作用产生的热能会散失,不能被生物群落再利用。 (2)逐级递减。其原因一是各营养级的生物都会因呼吸作用消耗大部分能量;二是各 营养级总有一部分能量未被下一营养级的生物所利用(成熟的生态系统除外);三是 生产者的残枝败叶、消费者的遗体残骸等中的能量,会被分解者利用。
在“草→兔→狐”这条食物链中,兔经同化作用所获得的能量,其去向 不包括( B )。 A.通过兔子的呼吸作用释放的能量 B.通过兔子的粪便流入分解者体内的能量 C.通过狐的粪便流入分解者体内的能量 D.流入狐体内的能量
Байду номын сангаас
(不定项)在某草原生态系统能量流动过程中,假设羊摄入体内的能量为
n,羊粪便中的能量为0.36n,呼吸作用散失的能量为0.48n,则( AB )。 A.羊同化的能量为0.64n B.储存在羊体内的能量为0.16n C.由羊流向分解者的能量为0.36n D.由羊流向下一营养级的能量为0.64n
2.相邻两个营养级之间能量传递效率一般是多少?计算方法是怎样的?
【提示】能量传递效率:10%~20%,即输入某一营养级的能量中,只有10%~20%的能
生态学:生态系统的能量流动
24
黑白瓶法
黑瓶
对照瓶
(呼吸作用) (消除误差)
放
置
于
白瓶
水 样
(净光合作用) 深
度
处
一定时间后,测各瓶的含氧量变化,求初级生产量
08.04.2021
25
二氧化碳测定法
用塑料罩将生物的一部分套住 测定进入和抽出空气中的CO2 透明罩:测定净初级生产量 暗罩:测定呼吸量
pH测定法:水体中的pH值随着光合作用中 吸收二氧化碳和呼吸过程中释放二氧化碳而 发生变化,根据pH值变化估算初级生产量。
现存的数量以N表示,现在的生物量以B表示。
现存生物量通常用平均每平方米生物体的干重 (g·m-2)或平均每平方米生物体的热值来表示 (J ·m-2 )。
08.04.2021
4
生产量(production): 是在一定时间阶段中,
某个种群或生态系统所新生产出的有机体的数 量、重量或能量。它是时间上积累的概念,即 含有速率的概念。有的文献资料中,生产量、 生产力(production rate)和生产率 (productivity)视为同义语,有的则分别给予明 确的定义。
光
P=R*C*3.7/k
P:浮游植物的净初级
生产力,R:相对光合率,k:
光强度随水深度而减弱的衰
变系数,C:水中的叶绿素含
量
生态系统的能量流动课件
第二节 生态系统能流过程与能流分析
●生态系统中能量流动的途径
1 食物链(食物网)是生态系统能量流动的渠道。 牧食食物链和腐食食物链是生态系统能流的主要渠道。
多元结构转变。加快发展家禽。
●次级生产精料转化效率低 主要原因是饲料资源高度分散和蛋白质饲料短缺。
我国应大力提高饲料转化率,发展高蛋白质饲料。
次级生产的改善途径(以农业生态系统 为例)
● 1.调整种植业结构,建立粮 - 经 - 饲三元结构 2.培育、改良、推广优良畜禽渔品种 3.将分散经营适度集约化养殖 4.大力开发饲料,进行科学喂养 5.改善次级生产构成:发展草食动物、水产 业,发展腐生食物链,利用分解能等。
第三节 生态系统的生物生产
●生物生产:是生态系统重要功能之一。生态系统不断运 转,生物有机体在能量代谢过程中,将能量、物质重新 组合,形成新的产品的过程,称生态系统的生物生产。 生物生产常分为个体、种群和群落等不同层次。
●生态系统中绿色植物通过光合作用,吸收和固定太阳能, 从无机物合成、转化成复杂的有机物。由于这种生产过 程是生态系统能量贮存的基础阶段,因此,绿色植物的 这种生产过程称为初级生产(primary production), 或第一性生产。
生态系统的能量流动规律总结
一.生态系统的能量流动规律总结:
1.能量流动的起点、途径和散失:
起点:生产者;
途径:食物链网;
散失:通过生物的呼吸作用以热能形式散失
2.流经生态系统的总能量:
自然生态系统:生产者同化的能量=总初级生产量=流入第营养级的总能量
人工生态系统:生产者同化的能量+人工输入有机物中的能量
3.每个营养级的能量去向:
非最高营养级:①自身呼吸消耗以热能形式散失②被下营养级同化③被分解者分解利用④未被利用转变成该营养级的生物量,不一定都有,最终会被利用
※②+③+④=净同化生产量用于该营养级生长繁殖;
最高营养级:①自身呼吸消耗以热能形式散失② 被分解者分解利用③未被利用
4.图示法理解末利用能量
流入某一营养级的能量来源和去路图:
流入某一营养级最高营养级除外的能量去向可以从以下两个角度分析:
1定量不定时能量的最终去路:自身呼吸消耗;流入下一营养级;被分解者分解利用;
这一定量的能量不管如何传递,最终都以热能形式从生物群落中散失,生产者源源不断地固定太阳能,才能保证生态系统能量流动的正常进行;
2定量定时:自身呼吸消耗;流入下一营养级;被分解者分解利用;末利用即末被自身呼吸消耗,也末被下一营养级和分解者利用;
如果是以年为单位研究,未被利用的能量将保留到下一年;
5.同化量与呼吸量与摄入量的关系:
同化量=摄入量-粪便量=净同化量用于生长繁殖+呼吸量
※初级消费者的粪便量不属于初级消费者该营养级的能量,属于上一个营养级生产者的能量,最终会被分解者分解;
※用于生长繁殖的能量在同化量中的比值,恒温动物要小于变温动物
6.能量传递效率与能量利用效率:
生态系统的生态位分配和能量流动的数学建模分析
生态系统的生态位分配和能量流动的数学建
模分析
生态系统是地球上的一个大家庭,地球上的每个生物都住在这个家庭里。这个家庭的和谐稳定,是生态系统的重要特征。生态系统的和谐稳定是由生态系统内部生物的各种关系和物质的循环过程所维持的。为了更好地了解生态系统内部这种调节机制,科学家们对生态位分配和能量流动进行了数学建模分析。
一、生态位分配数学模型
生态位是一个物种在生态系统中的位置。每个生物都有自己的生态位,它替代与竞争物种互为竞争,与捕食物种互为捕食。生态位可以分为三个方面:消费者、生产者、分解者。生态位分配模型是指通过描绘生态系统内的物种之间的关系,建立数学模型,从而对生态系统的稳定性、物种多样性等进行定量分析。
以草原生态系统为例,作为生态系统内的生产者,草地是生态系统的基础。草地为植食动物提供了食物,植食动物为食肉动物提供了食物。因此,物种的数量与它的生态位是密切相关的。生态位分配模型中常用的指标为饱和度和相对生态位宽度。
1. 饱和度
饱和度指的是一个物种利用生态系统内全部资源的程度。当饱和度为1时,表示一个物种已经占据了一个与其生态位大小相等的生态位。
公式为:Sa=Σbi(Ei/Ki)
其中,Sa是饱和度,Ei是物种i所利用的资源量,Ki是物种i所占据的生态位大小。
2. 相对生态位宽度
相对生态位宽度指的是一个物种相对于其他物种所占据的生态位大小的差异。当相对生态位宽度越小时,表示一个物种与其他物种的生态位重叠度越高。
公式为:RAi=(Wi-Wb)/Wb
其中,RAi是物种i所占据的相对生态位宽度,Wi是物种i所占据的生态位大小,Wb是其与其他物种在生态位上的重叠部分。
必修3 521生态系统的能量流动和物质循环
生态系统的物质循环
(有3)机大物气;中含的碳CO有2在机甲物中在图甲示中的图_示_c_的处_(在_a_和a_-_b_d__中处选(在择a)-合d成
中选择)可以分解为CO2。 (4)化石燃料除燃烧外,还可以通过_微__生__物__的分__解_途径 产生CO2。
生态系统的物质循环
三、生态系统物质循环和能量流动的关系 过程图解
生态系统的能量流动
【注意1】能量流动的特点
(1)单向流动 ①食物链中,相邻营养级生物的吃与被吃关系不可逆转,因此 能量不能倒流,这是长期自然选择的结果。 ②各营养级的能量总有一部分以细胞呼吸产生热能的形式散失 掉,这些能量是无法再被生产者利用的。 (2)逐渐递减 ①每个营养级的生物总有一部分能量不能被下一营养级利用。 ②各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。 ③各营养级中的能量都要有一部分流入分解者。
生态系统的物质循环
氮循环
生物固氮
反 硝 化 作 用
高能固氮
工业固氮
氨化作用
硝化作用
磷循环 磷循环中的磷不是来源于大气及水体,而是来源于岩石, 磷酸盐岩石是其主要来源。 提醒:过多地使用氮肥、磷肥等会使土壤中氮、磷的含量 增多,过多的氮、磷流入水体可能造成水体富营养化,使藻 类等过度繁殖,进而导致生态系统的稳态被破坏。
(2)定量定时分析:流入某一营养级的一定量的能量在一定时间 内的去路可有四条:①自身呼吸消耗;②流入下一营养级;③被 分解者分解利用;④未被自身呼吸消耗,也未被后一营养级和分 解者利用,即“未利用”。如果是以年为单位研究,第④部分的 能量将保留给下一年。
生态系统稳定性的数学模型及其应用
生态系统稳定性的数学模型及其应用
生态系统是由生物、非生物和它们之间的相互作用及其周围环境组成的复杂系统。在自然界中,生态系统通常是相对稳定的,但是一些因素,例如气候变化、人类活动等,可能会对生态系统稳定性带来影响。因此,研究生态系统的稳定性是生态学的重要研究方向之一。本文将介绍生态系统稳定性的数学模型及其应用。
1. 生态系统能量流动模型
生态系统中的能量流动是生态系统的一个重要方面。生态系统中能量的流动可以用食物链来表示,其中植物是生态系统的第一级消费者,动物是生态系统的第二级消费者。建立生态系统的能量流动模型可以帮助我们更好地了解生态系统的稳定性。其中,Lotka-Volterra模型是一个流行的生态系统食物链模型。
Lotka-Volterra模型可以用以下方程表示:
$$ \frac{dx}{dt} = \alpha x - \beta x y $$
$$ \frac{dy}{dt} = \delta xy - \gamma y $$
其中,x和y分别表示食物链中的第一级消费者和第二级消费者的数量,
$\alpha$和$\gamma$表示单个个体的增长率,$\beta$和$\delta$表示相互作用的影响力。
Lotka-Volterra模型可以用来模拟生态系统的稳定性。如果模型中的参数满足一定条件,生态系统将达到一个稳定状态,并保持该状态。
2. 生态系统物种相互作用模型
除了食物链外,生态系统中的物种相互作用也是影响生态系统稳定性的重要因素。生态学家通常使用生态系统物种相互作用模型(ESIM)来描述生态系统中物种之间的相互作用。
生态系统的能量流动(新高考生物一轮复习教案)
(新高考生物一轮复习教案)第九单元生物与环境
第6课时生态系统的能量流动
课标要求 1.分析生态系统中的能量在生物群落中单向流动并逐级递减的规律。2.举例说明如何利用能量流动规律,使人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。3.解释生态金字塔表征了食物网各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系。
1.能量流动的概念理解
源于选择性必修2 P55“思考·讨论”:生态系统中的能量流动和转化遵循能量守恒定律。流入生态系统的能量一部分储存在生物体有机物中,而另一部分通过生物的呼吸作用以热能的形式散失至非生物环境中,两部分之和与流入生态系统的能量相等(填“相等”或“不相等”)。
2.第一营养级能量流动
提醒生产者固定的太阳能即第一营养级的同化量,一部分能量用于呼吸消耗,余下的用于自身的生长、发育和繁殖,即积累有机物中的能量。
3.第二营养级及其后营养级能量流动
(1)由上图分析可知
①输入该营养级的总能量是指图中的b(填字母)。
②粪便中的能量(c)不属于(填“属于”或“不属于”)该营养级同化的能量,应为上一个营养级同化的能量中流向分解者的部分。
③初级消费者同化的能量(b)=呼吸作用以热能的形式散失的能量(d)+用于生长、发育和繁殖的能量(e)。
④生长、发育和繁殖的能量(e)=分解者利用的能量(f-c)+下一营养级同化的能量(i)+未被利用的能量(j)。
(2)总结:①摄入量=同化量+粪便量。
其中最高营养级无Ⅱ。
思考一种蜣螂专以大象粪为食,则该种蜣螂最多能获取多少大象的同化量?为什么?
提示0;因为大象摄入量=大象同化量+大象粪便量(上一营养级同化量)。
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2010年 2011年 2012年 2013年 2014年
选择题 691 834 678 788 796
非选择题 1369 1407 1780 1489 1465
全卷 2060 2241 2458 2277 2261
图表 5个 9个 10个 12个 15个
图文信息量大,突出了获取分析处理信息的能力
学习目标: 建立模型,解决图表题。
课标卷Ⅰ6、 Ⅱ31
京3
生态系统的结 构
Ⅰ
琼20、津9、苏26、 粤27
大粤纲5、33皖、3鲁0 26、琼9
生态系统的功 能及稳定性
Ⅱ
琼19\琼20、苏26、 鲁26、皖30
全国Ⅱ31、皖 30 、川6
苏10、琼16、 津3
生态环境的保 护
Ⅰ
苏24
全国Ⅰ32,琼 29、津8
苏17
2010-2014年广东省高考生物字数及图表数
斗争 互利共生
C 生物多样性 DNA的多 种群多样 生态系统
样性
性
多样性
D 垂直结构的 阳光 栖息场所 影响因素
食物
辨一辨:遗传多样性较高的种群适应环境能力强,栖息地破
× 碎化造成小种群,有利于维持生物多样性(2012•江苏)
(二)“文字+箭头”类概念模型
例2 3min(15佛山)稻田养鱼在我国有悠久的历史,在鱼 苗较大时放养雏鸭,可进一步提高经济生态效益。鱼和鸭 的食物来源包括稻田中的各种浮游植物、浮游动物,及落 到水中的卷叶螟等水稻害虫。请补充完成该稻田生态系统 的能量流动图解(不考虑与人的联系):
具单向性
4从能量关系看① 〉②+③
变式二:3min
如图是某人工鱼塘生态系统能量流动图解[能量单位 为J/(cm2·a)],请问植食性动物的能量有 ____2_.5___[J/(cm2·a)]传递到肉食性动物体内,
能量从第二营养级传递到第三营养级的效率是1_5_._6_%_。
学法指导: 人工生态系统有机 物输入的能量流向 消费者和分解者
① ②
④ ③
生态学中的数学模型
例1 90S(2014福建卷)研究人员用样方法调查了某 地北点地梅(一年生草本植物)的种群数量变化,结 果如图所示。下列正确的是 B
A.1972年北点地梅个体间 生存斗争程度较1975年低
B.1971年种子萌发至幼苗 阶段的死亡率高于幼苗至成 熟植株阶段
C.统计种群密度时,应去 掉采集数据中最大、最小值 后取平均值
近年高考纵览
考纲内容
真题分布
考点清单
2012年
2013年
2014年
种群特征与 种群数量变 化
群落的结构 特征与群落 演替
闽3、浙5、琼21、全国Ⅱ31、粤 全国Ⅰ33、苏
Ⅱ 苏26、鲁26、全国4、鲁26、 瑜7、5、闽3、粤6、
卷32、皖30、粤27 川6、闽4
浙4
Ⅰ苏粤246、、全闽沪国32、13、琼2 鲁182、6、全闽国3、Ⅰ川皖3623Ⅱ0、T1、
学法指导——能量流动图四要素:
营养级、太阳能、各营养级的呼吸作用、分解者及呼吸作用
生态系统能量流动模型(必修3P94)
生产者
呼吸作用
①
③
初级消费者 次级消费者
②
分解者
辨一辨:
呼吸作用
1食物链和食物网是生态系统的能量流动、物质循环及信
息传递的渠道。
×
2输入生态系统总能量是植物固定的太阳能。 ×
3生物与生物之间捕食关系一般不可逆转,所以能量流动
辨一辨:生态系统中生产者得到 的能量必然大于消费者得到的。
×
生态系统能量流动模型——第二营养级(P94)
生产者 同化量
初级消费 者摄入量
初级消费 者同化量
呼吸散失的热能 用于生长发育和繁殖
粪便
分解 次级消 者利用 费者摄
未利用
入量
变式四 3min (1)图乙中C代表生态系统中的成分是_分__解__者___。 (2)如表表示图乙生态系统的能量流动情况。
同化总 量/106 J
储存 能量 /106 J
呼吸 消耗 /106 J
A 900 200 700
B 100 15 85
C
15
2 13
D
18
60 12
分析上表可知,流入该生态系统的总能量为__9_×__1_0J8, 从第二营养级到第三营养级的能量传递效率为 _能_量__是_1_8否_%_增__加。?从_能_量_增_输_加_入__和。输出来看,该生态系统的总
D.由于环境条件的限制, 5年间该种群数量呈“S”型 增长
学法指导:将图形转 化成熟悉的数学模型 进行分析。
生态学中的概念模型
(一)知识框架类概念模型
60S(双选)例2.下列选项中,与图中所示概念的从属关系相
符合的有选项
AD
选项
①
②
③
④
A 生态系统的 物理信息 化学信息 行为信息 信息
B 种间关系 捕食
(3)由图乙可以总结出生态系统能量流动的主要特点是 _________。 单向流动,逐级递减
巩固 图甲为某湖泊生态系统的能量金字塔简图,其中Ⅰ、 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级,m1、m2代表不同的 能量形式。图乙为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。请据图作答:
(4)若图甲中营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一种生物甲、乙、丙,Fra Baidu bibliotek构成的食物关系如图所示。其中,甲能量中比例为X的 部分直接提供给丙,则要使丙能量增加A kJ,至少需要 消耗甲的能量为25A(1+4X) kJ(字母表示)。
生态系统能量流动模型——生态系统水平
生产者
呼吸作用 初级消费者 次级消费者
生态系统
分解者 呼吸作用
巩固 图甲为某湖泊生态系统的能量金字塔简图,其中Ⅰ、 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级,m1、m2代表不同的 能量形式。图乙为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。请据图作答:
巩固 图乙为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。请据图作答:
(2)图乙中,若A表示图甲中营养 级Ⅱ所摄入的全部能量,则B表 示_ Ⅱ同_化_的__能__量_,C表示 Ⅱ_用__于_生__长__、_发__育__和__繁_殖__的。能若量图甲中 营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为 y,则营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传 递效率是___b_/_y _*_1_00_%___(用图中 所给字母表示)。
(1)图甲中,m1、m2表示的能量形式分别为 太_阳__能_(__生__产_者__固__定、的_能__量_)___热__能__(_呼_ 。吸散失的能量)
通常情况下,位于营 养级Ⅳ的生物个体数量会远远 少于Ⅲ,主要原因是 _能_量__逐_级__递_减__,_营__养_级_越__高_,__可_利__用_的。能量越少 若m1=m2,该生态系统将会 走向衰退状态 。