第40讲生态系统的能量流动与物质循环

第40讲 生态系统的能量流动与物质循环

考纲要求

考情分析

命题趋势

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

(1)能量的输入⎩

⎪⎨⎪⎧

源头：太阳能

起点与总值：！！！ 生产者固定的全部太阳能 ###

(2)

能

量的传递⎩

⎪⎨⎪⎧

传递渠道：！！！ 食物链和食物网 ###

传递形式：！！！ 有机物 ###中的化学能

传递过程

答案 生产者 初级消费者 分解者 (3)能量的转化和散失

太阳能――→光合作用

有机物中的__化学能__

3．能量流动的特点

(1)__单向流动__：能量只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级，不可逆转，也不可循环流动。

(2)逐级递减：能量在相邻两个营养级间的传递效率大约是__10%～20%__。 4．研究能量流动的实践意义

(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__的利用。

(2)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__的部分。

1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

(1)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能。( × ) (2)流经第二营养级的总能量指次级消费者摄入体内的能量。( × ) (3)多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多。( √ )

(4)稻田生态系统中，防治稻田害虫可提高生产者和消费者之间的能量传递效率。( × )

(5)除最高营养级外，某一营养级的总能量由四个部分组成：自身呼吸消耗的能量、流向下一个营养级的能量、被分解者利用的能量和未被利用的能量。( √ )

2．下图表示生态系统中处于第二营养级的生物其能量流动的过程图解，有关叙述正确的是( A )

A ．图中粪便量属于生产者经光合作用所固定的太阳能

B ．呼吸作用以热能形式散失的能量占同化量的比例较小

C ．流入下一个营养级的能量占摄入量的10%～20%

D ．从图示可知，能量在营养级之间不具有单向流动的特点

解析 呼吸作用以热量形式散失的能量占同化量的比例较大；流入下一个营养级的能量占同化量的10%～20%，不是摄入量；从图示可知，能量在营养级之间具有单向流动的特点。

3．如图表示某生态系统的能量锥体图，P 为生产者，Q 1为初级消费者，Q 2为次级消费者。对图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析，其中分析正确的是( C )

(注：图中a、a1、a2表示上一年留下来的能量，e、e1、e2表示呼吸消耗量。)

A．a＋b＋c＋d＋e为本年度流入该生态系统的总能量

B．c1表示次级消费者中被三级消费者同化的能量

C．初级消费者产生的粪便中所含的能量包含在b或d中

D．c和e之一可代表生产者传递给分解者的能量

解析结合图形分析知，b＋c＋d＋e为本年度植物光合作用利用的太阳能(固定的能量)，即流入该生态系统的总能量，A项错误；c1代表初级消费者流入次级消费者的能量，即被次级消费者同化的能量，B项错误；初级消费者产生的粪便中所含的能量属于生产者同化的能量，应包含在b或d中，C项正确；b和d可代表生产者传递给分解者的能量和未被利用的能量，D项错误。

一能量流动的过程及特点分析

1．每一营养级的能量来源与去路分析

(1)消费者摄入能量(a)＝消费者同化能量(b)＋粪便中能量(c)，即动物粪便中能量不属于该营养级同化能量，应为上一个营养级固定或同化能量。

(2)消费者同化能量(b)＝呼吸消耗(d)＋用于生长、发育和繁殖(e)。

(3)生长、发育和繁殖(e)＝分解者利用(g)＋下一营养级同化(i)＋未被利用(j)。

(4)未被利用的能量包括生物每年的积累量和动植物残体以化石燃料形式被储存起来的能量。

2．能量流动的特点及其原因

(1)单向流动

①能量流动是沿食物链进行的，食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结

果，是不可逆转的。

②各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用，因此能量流动无法循环。

(2)逐级递减

①各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。

②各营养级的能量都会有一部分流入分解者，包括未被下一营养级生物利用的部分。

3．三类生态金字塔

不同的生态金字塔能形象地说明各营养级与能量、生物量、数量之间的关系，是定量研究生态系统的直观体现。

形

正金字塔形，即能量一般为正金字塔形，一般为正金字塔形，

[例1] 如图为人工鱼塘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)，相关叙述错误的是(B)

A．第一营养级与第二营养级之间的能量传递效率为c/a×100%

B．第二营养级粪便中的能量属于c中的部分能量

C．流经该生态系统的总能量a大于生产者所固定的太阳能

D．图中d表示第二营养级用于生长发育和繁殖的能量

解析第一营养级与第二营养级之间的能量传递效率＝

第二营养级的同化量

第一营养级的同化量

×100%＝c/a×100%，A项正确；第二营养级粪便中的能量是其未同化的能量，仍属于其上一营养级，因此第二营养级粪便中的能量属于a中的部分能量，B项错误；流经该生态系统的总能量＝生产者固定的太阳能＋人工投入的有机物中的化学能，C项正确；由以上分析可知，图中d 表示第二营养级用于生长发育和繁殖的能量，D项正确。

二能量流动过程中的相关计算

1．能量传递效率的计算

(1)相邻营养级的能量传递效率：10%～20%。计算方法如下：能量传递效率＝