《2018-2019版高中生物 第4章 生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展 第1節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)是一個相對穩(wěn)定的系統(tǒng) 第2課時學案 北師大版必修3.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2018-2019版高中生物 第4章 生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展 第1節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)是一個相對穩(wěn)定的系統(tǒng) 第2課時學案 北師大版必修3.doc（15頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第2課時　生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動 [目標導讀]　1.通過教材P94調(diào)查、P95圖4－7和圖4－8，建立生態(tài)系統(tǒng)能量流動的一般性模型。2.對教材P96提供的數(shù)據(jù)進行分析，歸納出生態(tài)系統(tǒng)能量流動的基本特征。3.結合農(nóng)田、草原、森林生態(tài)系統(tǒng)實際，闡明研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的意義。 [重難點擊]　1.生態(tài)系統(tǒng)能量流動的一般性模型。2.能量流動的基本特征。 一　能量流動的一般過程 能量流動是生態(tài)系統(tǒng)重要的功能之一，請結合教材P94調(diào)查內(nèi)容建立能量流動的一般過程。 1．某學習小組對一片稻田進行了調(diào)查，繪制出食物網(wǎng)如圖： 上述的食物網(wǎng)中，蛇的能量直接來自于田鼠、蛙和食蟲鳥，歸根結底來自于水稻、雜草等固定的太陽能。 2．完成下圖，分析生產(chǎn)者能量的來源和去路。 (1)輸入生產(chǎn)者的能量是指生產(chǎn)者通過光合作用固定到有機物中的太陽能。 (2)生產(chǎn)者得到能量的三個主要去向分別是： ①在植物體生長發(fā)育的過程中經(jīng)過呼吸作用消耗掉，以熱能形式散發(fā)到環(huán)境中去。 ②被初級消費者取食，經(jīng)過能量的轉化流入第二營養(yǎng)級。 ③被分解者分解，以熱能形式散發(fā)到環(huán)境中去。 3．模擬上述過程可以分析各個營養(yǎng)級的能量的輸入、傳遞和輸出的過程，建立生態(tài)系統(tǒng)能量流動的一般性模型，并分析： (1)能量的輸入 ①源頭：太陽能。 ②相關生理過程：光合作用。 ③能量轉換形式：光能→有機物中的化學能。 ④輸入總量：生產(chǎn)者固定的全部能量。 (2)能量的傳遞 ①傳遞途徑：食物鏈和食物網(wǎng)。 ②傳遞形式：有機物中的化學能。 (3)能量的輸出 ①形式：熱能。熱能是能量流動的最終歸宿。 ②一般途徑：呼吸作用，包括各個營養(yǎng)級自身的呼吸消耗以及分解者的呼吸作用。 ③特殊途徑：動植物遺體形成煤炭、石油等，經(jīng)過燃燒放出熱能。 歸納提煉 1．動物同化的能量＝攝入的能量－糞便有機物中的能量，即攝入的食物只有部分被同化。例如蜣螂利用大象的糞便獲得能量，而不能說蜣螂獲得了大象的能量。 2．流入一個營養(yǎng)級的能量是指被這個營養(yǎng)級的生物所同化的全部能量。能量的來源與去路： (1)來源 (2)去路 即一個營養(yǎng)級所同化的能量＝呼吸消耗的能量＋被下一營養(yǎng)級同化的能量＋分解者利用的能量＋未被利用的能量。 活學活用 1．結合生態(tài)系統(tǒng)能量流動的一般性模型，判斷下列說法的正誤。 (1)當狼吃掉一只兔子時，就獲得了兔子的全部能量(　　) (2)初級消費者的糞便量屬于第二營養(yǎng)級的能量(　　) (3)同化量≠用于生長發(fā)育和繁殖的能量(　　) (4)呼吸作用所產(chǎn)生的能量都是以熱能的形式散發(fā)到環(huán)境中去(　　) (5)分解者的分解作用也是通過呼吸作用完成的(　　) (6)能量a＝e＋b＋i(　　) (7)箭頭a代表生產(chǎn)者的同化量，方框②代表初級消費者的攝入量(　　) (8)生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和轉化不遵循能量守恒定律，總量越來越少(　　) (9)流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的能量能夠重新再回到這個生態(tài)系統(tǒng)，被重復利用(　　) 答案　(1)　(2)　(3)√　(4)　(5)√　(6)√　(7)　(8)　(9) 解析　(2)初級消費者的糞便量屬于第一營養(yǎng)級的能量。(4)呼吸作用所產(chǎn)生的能量一部分儲存在ATP中，其余以熱能的形式散失。(7)方框②代表初級消費者的同化量。(8)生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和轉化遵循能量守恒定律。 二　能量流動的基本特征 能量在沿著食物鏈或食物網(wǎng)傳遞期間不斷被消耗和傳遞，試結合奧德姆1957年對佛羅里達州的銀泉水域生態(tài)系統(tǒng)的能流分析圖解，總結能量流動的基本特征。 圖中的數(shù)值表示能量值，單位：102 kJ/(m2a)(千焦每平方米年)；中間一排方框中的數(shù)值表示每一個營養(yǎng)級的生物所同化的總能量值；R表示呼吸消耗。 觀察上圖思考： 1．第一營養(yǎng)級能否從第四營養(yǎng)級獲取能量從而實現(xiàn)能量的循環(huán)利用？ 答案　不能。經(jīng)過長期的自然選擇，食物鏈中吃與被吃的關系不可逆轉。 2．呼吸作用散失的熱能能否再被生產(chǎn)者和其他所有生物直接利用？不能。 3．由以上問題1、2可以得出能量流動具有單向流動的特點。 4．生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程中，能量隨著營養(yǎng)級的升高而出現(xiàn)什么樣的變化？其原因是什么？ 答案　逐級減少。其原因是： (1)各營養(yǎng)級的生物都會因呼吸作用而消耗掉相當大的一部分能量。 (2)還有少部分能量隨著殘枝敗葉或遺體等直接傳遞給了分解者。 5．一條食物鏈中一般不超過4～5個營養(yǎng)級的原因是什么？ 答案　生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的傳遞效率一般是10%～20%，營養(yǎng)級越多，能量的消耗就越多，所剩能量往往不能維持一個新的營養(yǎng)級。 6．上圖中流入第二、第三營養(yǎng)級的能量值，分別占上一個營養(yǎng)級同化的總能量值的比值是多少？ 答案　第一營養(yǎng)級傳遞至第二營養(yǎng)級的傳遞效率為：100%≈16.19%。 第二營養(yǎng)級傳遞至第三營養(yǎng)級的傳遞效率為：100%≈11.28%。 7．人們把一個營養(yǎng)級和它的上一個營養(yǎng)級所同化的能量值的比值稱為林德曼效率，通過計算上圖兩個營養(yǎng)級間的林德曼效率，會發(fā)現(xiàn)其介于10%～20%之間。 8．若將各營養(yǎng)級所固定的總能量值的多少繪制成圖，會形成什么形狀？ 答案　一個金字塔形，稱之為能量金字塔。 9．下圖為一能量金字塔，請分析 (1)能量金字塔的塔基由生產(chǎn)者構成。 (2)能量金字塔每一臺階的含義：每一營養(yǎng)級生物所固定的能量多少。 (3)能量金字塔形狀的象征含義：能量沿食物鏈流動過程中是逐級減少的。 (4)能量金字塔的形狀永遠是正立的。 小貼士　(1)數(shù)量金字塔：數(shù)量金字塔是在生態(tài)系統(tǒng)中，每個營養(yǎng)級用有機體的數(shù)目來表示。一般來說，向下一個營養(yǎng)級傳遞時，生物的體型增大，個體數(shù)目卻減少。有時候數(shù)量金字塔會發(fā)生倒金字塔形。如成千上萬的昆蟲以一株樹為生，數(shù)量金字塔就發(fā)生顛倒。 (2)生物量金字塔：生物量金字塔是以單位空間內(nèi)各營養(yǎng)級的有機物的干重為指標制作的金字塔。它也可能出現(xiàn)倒金字塔形，這是因為在湖泊、海洋生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者的干重遠遠小于它的光合作用實際合成的有機物的量。 歸納提煉 能量流動的極值計算 (1)能量在食物鏈中傳遞的計算 ①在一條食物鏈中若某一營養(yǎng)級的總能量為n，則最多傳到下一營養(yǎng)級的能量為0.2n，最少為0.1n。 ②在一條食物鏈中，某一營養(yǎng)級的能量為n，需要前一營養(yǎng)級的能量至少為n20%＝5n，最多為n10%＝10n。 (2)能量在食物網(wǎng)中傳遞的計算 ①若一食物網(wǎng)中，已知最高營養(yǎng)級增加能量為N a．求最多消耗第一營養(yǎng)級多少時，按最長食物鏈，最低傳遞效率計算； b．求至少消耗第一營養(yǎng)級多少時，按最短食物鏈，最高傳遞效率計算。 ②若一食物網(wǎng)中，已知第一營養(yǎng)級能量為M a．求最高營養(yǎng)級最多獲得多少能量時，應按最短食物鏈，最高傳遞效率計算； b．求最高營養(yǎng)級最少獲得多少能量時，應按最長食物鏈，最低傳遞效率計算。 (3)在已知高營養(yǎng)級求需要低營養(yǎng)級最值時，若高營養(yǎng)級有多種食物來源，要注意高營養(yǎng)級食物來源有沒有具體分配，若有就不能選最短或最長的食物鏈，而要按分配情況逐一計算，然后相加。 活學活用 2．如圖為某生態(tài)系統(tǒng)中能量流動圖解部分示意圖，①②③④各代表一定的能量值，下列各項中正確的是(　　) A．①表示流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的總能量 B．一般情況下，次級消費者增加1 kg，生產(chǎn)者至少增加100 kg C．生物與生物之間的捕食關系一般不可逆轉，所以能量流動具有單向性 D．從能量關系看②≥③＋④ 問題導析　(1)生產(chǎn)者固定的太陽能的總量是流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量，所以①不表示(表示/不表示)流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的總能量。 (2)次級消費者增加1 千克，求生產(chǎn)者至少增加多少千克，傳遞效率應取20%。 (3)圖中次級消費者的能量去路還可能有通過次級消費者呼吸作用散失的熱能、未利用能量，所以②與③＋④的大小關系為②>③＋④。 答案　C 三　研究生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的意義 某市在落實“禁燒秸稈”工作的過程中，化“堵”為“疏”，引導農(nóng)民設計建立了如下生態(tài)系統(tǒng)模式圖，閱讀教材思考如下問題： (1)相比農(nóng)作物秸稈直接燃燒，上述生態(tài)系統(tǒng)實現(xiàn)了農(nóng)作物中能量的多級利用，提高了能量利用效率。 (2)有人說：“由于上述生態(tài)系統(tǒng)是人工設計的，所以其中營養(yǎng)級之間的林德曼效率可由人類任意控制？”你認為對嗎？ 答案　不對。營養(yǎng)級之間的林德曼效率介于10%～20%之間。 (3)在上述生態(tài)系統(tǒng)中，人們?yōu)樘岣咿r(nóng)作物的產(chǎn)量，要經(jīng)常到田間除草、間苗。這樣做的目的是實現(xiàn)作物的良好生長，合理密植，充分利用太陽光能，將更多的能量轉化到我們的目標產(chǎn)物中去。 小貼士　林德曼效率與能量利用效率的比較 (1)林德曼效率：計算公式為林德曼效率＝(下一營養(yǎng)級同化量/上一營養(yǎng)級同化量)100%，能量在相鄰兩個營養(yǎng)級之間的林德曼效率為10%～20%。 (2)能量利用效率：流入最高營養(yǎng)級的能量占生產(chǎn)者能量的比值。在一個生態(tài)系統(tǒng)中，營養(yǎng)級越多，在能量流動過程中消耗的能量就越多，因此食物鏈越短，能量利用效率越高。 歸納提煉 根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動規(guī)律，在實際生活中借鑒以下措施：(1)盡量縮短食物鏈；(2)充分利用生產(chǎn)者；(3)充分利用分解者，如利用秸稈培育食用菌、利用植物殘體生產(chǎn)沼氣等。 活學活用 3．在社會主義新農(nóng)村建設中，四川某地通過新建沼氣池和植樹造林，構建了新型農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)(如圖所示)。判斷下列說法的正誤： (1)該生態(tài)系統(tǒng)中，處于第二營養(yǎng)級的生物有人和家禽、家畜(　　) (2)該生態(tài)系統(tǒng)中，人的作用非常關鍵，植物是主要成分(　　) (3)該生態(tài)系統(tǒng)的建立，提高了各營養(yǎng)級間的林德曼效率(　　) (4)微生物也能利用農(nóng)作物通過光合作用儲存的能量(　　) (5)多途徑利用農(nóng)作物可提高該系統(tǒng)的能量利用效率(　　) (6)沼渣、沼液作為肥料還田，使能量能夠循環(huán)利用(　　) (7)沼氣池中的微生物也是該生態(tài)系統(tǒng)的分解者(　　) (8)沼氣可以用來作燃料或者取暖，是“低碳經(jīng)濟，低碳生活”很好的體現(xiàn)(　　) 答案　(1)√　(2)√　(3)　(4)√　(5)√　(6)　(7)√　(8)√ 解析　能量只能單向流動，逐級減少。在食物網(wǎng)相鄰營養(yǎng)級之間傳遞效率并沒有改變，改變的只是能量利用效率。 當堂檢測 1．下圖為某生態(tài)系統(tǒng)的能量流動簡圖，下列敘述錯誤的是(　　) A．甲是生產(chǎn)者，乙是消費者 B．該生態(tài)系統(tǒng)是一個開放的系統(tǒng) C．太陽光能通過光合作用固定并進入生態(tài)系統(tǒng)，可以熱能形式輸出 D．甲、乙和分解者所儲存的能量之和是輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量 答案　D 解析　由圖可知，甲能夠固定太陽能，則甲為生產(chǎn)者，乙從甲獲取能量，則乙為消費者。太陽光能通過光合作用固定并進入生態(tài)系統(tǒng)，經(jīng)過生產(chǎn)者、消費者和分解者的呼吸作用后有一部分以熱能的形式散失，因此生態(tài)系統(tǒng)需要不斷從外界獲得能量的同時又不斷將能量擴散到外界。輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者甲固定的太陽能總量。 2.下圖為某一生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別代表不同的營養(yǎng)級，E1、E2代表能量的形式。下列敘述正確的是(　　) A．Ⅰ是初級消費者 B．Ⅳ為分解者 C．E1為太陽能，E2為熱能 D．能量可在食物鏈中循環(huán)利用 答案　C 解析　能量金字塔中Ⅰ表示生產(chǎn)者，為第一營養(yǎng)級，Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ表示消費者，分別代表第二、三、四營養(yǎng)級，食物鏈可表示為Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ；該生態(tài)系統(tǒng)的全部能量為Ⅰ所固定的全部太陽能，用E1表示，E2表示各營養(yǎng)級由于呼吸作用產(chǎn)生的熱能；能量在食物鏈中只能單向流動，并且隨營養(yǎng)級的升高逐級遞減。 3．能量流動是指生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程，下列關于能量流動的敘述，正確的是(　　) A．能量沿食物鏈單向流動 B．能量沿食物鏈循環(huán)流動 C．能量在各營養(yǎng)級間可以循環(huán)利用 D．消費者的級別越高，所獲得的能量越多 答案　A 解析　能量流動的特點是單向流動，逐級遞減，A正確；能量沿食物鏈或食物網(wǎng)單向流動，B錯誤；能量在各營養(yǎng)級間不能循環(huán)利用，C錯誤；消費者的級別越高，所獲得的能量越少，D錯誤。 4．下圖是對某湖泊的能量考查結果[單位：千焦/(厘米2年)]，請據(jù)圖回答： (1)流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量主要是指______________________，為________千焦/(厘米2年)。 (2)能量從第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的林德曼效率約為__________%，這說明了能量流動的特點是__________的，也就是說食物鏈越長，__________越多。 (3)D(熱能)是通過______________釋放的能量。 (4)能量流動具有單向、不循環(huán)的特點，主要原因是由于生物不能在代謝中利用________________________________________________________________________。 答案　(1)生產(chǎn)者固定的太陽能的總量　0.46 (2)13.5　逐級減少　能量流失 (3)呼吸作用 (4)呼吸作用放出的熱能 解析　解答本題容易出現(xiàn)的問題是：①識圖不準，分辨能力差，把487.28當成正確答案；②林德曼效率應該通過計算作答，不能填寫10%～20%；③熱能是通過各營養(yǎng)級生物的呼吸作用而釋放出來的，這部分能量是不能再利用的，只能散失?！昂粑饔谩贝藭r不能用“分解作用”或“代謝作用”來代替。 40分鐘課時作業(yè) [學考達標] 知識點一　能量流動的一般過程 1．生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是指(　　) ①能量輸入?、谀芰總鬟f?、勰芰績Υ妗、苣芰哭D化?、菽芰可⑹? A．①②③④ B．①②④ C．①②④⑤ D．①②③⑤ 答案　C 解析　生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是指生態(tài)系統(tǒng)中的能量輸入、傳遞、轉化和散失的過程。 2．在由草、兔、狐組成的一條食物鏈中，兔經(jīng)同化作用所獲得的能量，其去向不應該包括(　　) A．通過兔的呼吸作用釋放的能量 B．通過兔的糞便流入到分解者體內(nèi)的能量 C．通過狐的糞便流入到分解者體內(nèi)的能量 D．流入到狐體內(nèi)的能量 答案　B 解析　兔經(jīng)同化作用所獲得的能量，有2條去路：一是通過呼吸作用以熱能的形式釋放；二是用于兔自身的生長、發(fā)育和繁殖，然后被下一個營養(yǎng)級即狐攝入和被分解者分解利用，但應注意的是狐攝入后，未被消化的以糞便形式排出的部分，是屬于兔的能量，而不是狐的能量。兔的糞便中的能量應屬于生產(chǎn)者的能量。 知識點二　能量流動的基本特征 3．在一個生態(tài)系統(tǒng)中，已知初級消費者與次級消費者的個體數(shù)分別為N1、N2，個體平均重量分別為M1、M2，則下列關系式正確的是(　　) A．N1M1＞N2M2 B．N1M1＜N2M2 C．N1M1＝N2M2 D．N1M1≥N2M2 答案　A 解析　能量流動是逐級減少的，生物量可以代表能量值，所以N1M1＞N2M2。 4.如圖為生態(tài)系統(tǒng)能量流動的部分圖解，①代表一定的能量值。下列相關敘述中，正確的是(　　) A．生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是循環(huán)進行的 B．能量在沿食物鏈流動時逐級減少 C．次級消費者屬于第二營養(yǎng)級 D．圖中①代表呼吸作用所消耗的能量 答案　B 解析　生態(tài)系統(tǒng)的能量只能單向流動，不能循環(huán)，故A錯誤；能量流動的特點之一就是沿食物鏈流動時逐級減少，故B正確；次級消費者屬于第三營養(yǎng)級，故C錯誤；①代表被分解者分解的生產(chǎn)者的遺體和殘骸中所含有的能量，故D錯誤。 5．以下關于生態(tài)系統(tǒng)的能量流動的敘述中，哪一項是不正確的(　　) A．能量流動是單向的、不循環(huán)的 B．食物鏈越短，可供最高營養(yǎng)級消費者獲得的能量越多 C．初級消費者越多，次級消費者獲得的能量越少 D．營養(yǎng)級越多，散失的能量越多 答案　C 解析　次級消費者獲得的能量為初級消費者總能量的10%～20%。初級消費者越多，向下可傳遞的能量也就越多，因此次級消費者獲得的能量也越多。 知識點三　研究生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的意義 6. 稻田里，農(nóng)民要拔掉稗草；魚塘中，人們要不斷清除肉食性的“黑魚”，用生態(tài)學的觀點看，這是為了(　　) A．保持生態(tài)平衡 B．保持生物群落的單一性 C．調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)能量流動方向 D．使物質(zhì)能夠盡快地循環(huán)流動 答案　C 解析　稻田中水稻與稗草構成競爭關系，除去雜草(稗草)，可使能量盡可能多地流向水稻；魚塘中清除更高營養(yǎng)級的肉食性“黑魚”，可使能量盡可能多地流向養(yǎng)殖魚類。 7．根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能，下列敘述錯誤的是(　　) A．“?；~塘”生態(tài)系統(tǒng)與普通水稻生態(tài)系統(tǒng)相比實現(xiàn)了能量多級利用 B．人工魚塘生態(tài)系統(tǒng)中消費者同化的能量往往大于生產(chǎn)者所固定的太陽能 C．水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)，為充分利用生產(chǎn)者所固定的能量，應以食物鏈長的魚類為養(yǎng)殖對象 D．營養(yǎng)級越高的生物種群體內(nèi)積累的有毒物質(zhì)越多，所獲得的能量越少 答案　C 解析　“?；~塘”是人工建立的良性生態(tài)系統(tǒng)，實現(xiàn)了能量的多級利用，A正確；由于人工魚塘中高密度飼養(yǎng)魚，需要投入大量的飼料，因此人工魚塘生態(tài)系統(tǒng)中消費者同化的能量往往大于生產(chǎn)者所固定的太陽能，B正確；能量是單向流動、逐級遞減的，所以水產(chǎn)養(yǎng)殖時，為充分利用生產(chǎn)者所固定的太陽能，應縮短食物鏈，減少能量的浪費，因此應多養(yǎng)殖植食性魚類，C錯誤；由于食物鏈的富集作用，營養(yǎng)級越高的生物種群體內(nèi)積累的有毒物質(zhì)越多，由于能量逐級遞減，營養(yǎng)級越高的生物從生產(chǎn)者獲得的能量越少，D正確。 [高考提能] 8．如圖表示一般生態(tài)系統(tǒng)的結構模式圖，在不考慮物質(zhì)的輸入和輸出情況下，下列說法正確的是(　　) A．能量主要是以太陽能的形式輸入生態(tài)系統(tǒng) B．組分1、2、3分別代表生產(chǎn)者、消費者和分解者 C．在一個幼苗茁壯成長的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸出量和輸入量相等 D．如果組分1是生產(chǎn)者，那么組分1代表的是綠色植物 答案　A 解析　地球上幾乎所有的生態(tài)系統(tǒng)所需要的能量都來自太陽能，A項正確；太陽能被生產(chǎn)者通過光合作用轉化為有機物中的化學能，生產(chǎn)者除了綠色植物之外，還有能進行化能合成作用的硝化細菌等生物，D項錯誤；組分1、2、3分別代表生產(chǎn)者、分解者和消費者，B項錯誤；農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中由于部分能量被固定在植物的有機物中，因此輸出量和輸入量不相等，C項錯誤。 9．如圖為某生態(tài)系統(tǒng)能量流動示意圖[單位：J/(cm2a)]，以下分析不正確的是(　　) A．甲的數(shù)值是1 250 J/(cm2a) B．乙到丙的林德曼效率為15% C．每一營養(yǎng)級的能量大部分用于呼吸作用和被丁利用 D．乙的個體數(shù)目一定比甲少 答案　D 解析　一般情況下，隨著營養(yǎng)級的增加，動物個體的數(shù)量會減少，個體的體積會增大，但是也存在特殊情況，例如樹上的昆蟲與樹之間的關系。 10．下表是對某生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)級和能量流動情況的調(diào)查結果。表中的①②③④分別表示不同的營養(yǎng)級，⑤為分解者。GP表示生物同化作用固定的能量，NP表示生物體儲存的能量(NP＝GP－R)，R表示生物呼吸消耗的能量，下列有關敘述正確的是(　　) 單位：102 kJ(m2a) GP NP R ① 15.91 2.81 13.10 ② 871.27 369.69 501.58 ③ 0.88 0.34 0.54 ④ 141.20 62.07 79.13 ⑤ 211.85 19.26 192.59 A.生態(tài)系統(tǒng)能量流動的渠道可能是②→④→①→③→⑤ B．能量在初級消費者和次級消費者之間的傳遞效率約為5.5% C．若該生態(tài)系統(tǒng)維持現(xiàn)在的能量輸入、輸出水平，則有機物的總量會增多 D．④營養(yǎng)級GP的去向中，未被利用的能量有一部分殘留在自身的糞便中 答案　C 解析　根據(jù)題干信息，⑤為分解者，不參與食物鏈構成。GP表示生物同化作用固定的能量，即流經(jīng)每一營養(yǎng)級的總能量，根據(jù)①、②、③、④的GP值可判斷食物鏈應為②→④→①→③；則能量在初級消費者和次級消費者之間的傳遞效率為(15.91/141.20)100%≈11.3%；該生態(tài)系統(tǒng)輸入的總能量即生產(chǎn)者固定的能量(②中的GP)，輸入生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的能量最終在生產(chǎn)者、消費者和分解者的呼吸作用過程中以熱能形式散失，因此輸出的總能量為五部分的R值之和，據(jù)兩數(shù)據(jù)的比較可知，輸入的能量多于輸出的能量，因此有機物總量會增多；消費者產(chǎn)生的糞便中含有的能量屬于它的上一營養(yǎng)級生物同化的能量。 11．據(jù)圖判斷，下列敘述不正確的是(　　) A．食用菌也利用了農(nóng)作物通過光合作用儲存的能量 B．每一級生產(chǎn)環(huán)節(jié)都獲得產(chǎn)品，提高了生態(tài)經(jīng)濟效益 C．由于食物鏈延長，能量逐級損耗，系統(tǒng)總能量利用率降低 D．由于各級產(chǎn)物都可以利用，減少了廢物和污染 答案　C 解析　通過巧接食物鏈，實現(xiàn)了對能量的多級利用，能量利用率提高。 12.如圖為某生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程圖解，請據(jù)圖回答下列問題： (1)圖中的箭頭________是不應存在的(填序號)。 (2)流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是__________，初級消費者自身生命活動所消耗的能量是________(填序號)。 (3)食草動物排出的糞便中仍含有部分能量，這部分能量被分解者所利用的過程應屬于箭頭________。 (4)圖中生物構成的食物鏈有______個營養(yǎng)級，屬于第三營養(yǎng)級的是____________。 (5)圖中?所指的是____________________，E代表的成分是________。 (6)④中的能量大約只有③中能量的________。 (7)生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點是________________。 答案　(1)?　(2)①　⑤　(3)?　(4)四　C (5)生產(chǎn)者呼吸消耗的能量　分解者 (6)10%～20% (7)單向流動、逐級減少 解析　(1)從圖解可知E為分解者，生產(chǎn)者不能從分解者中獲得能量，故箭頭?不應存在。(2)流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的太陽能總量①，初級消費者自身呼吸消耗的能量為⑤。(3)食草動物的糞便中殘留的能量并未流入初級消費者，仍屬于生產(chǎn)者的殘遺物，它被分解者利用的箭頭為?。(4)食物鏈一般是捕食鏈，圖中食物鏈為A→B→C→D，共四個營養(yǎng)級，屬于第三營養(yǎng)級的生物為C。(5)?為生產(chǎn)者呼吸消耗的能量，E為分解者。(6)④中的能量約為③的10%～20%。(7)生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點為單向流動、逐級減少。 13．下圖甲為某湖泊生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔簡圖，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別代表不同的營養(yǎng)級，m1、m2代表不同的能量形式。圖乙表示能量流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)某一營養(yǎng)級的變化示意圖，其中a～g表示能量值的多少。請據(jù)圖回答問題： (1)圖甲中，m1、m2表示的能量形式分別為__________、________。通常情況下，位于營養(yǎng)級Ⅳ的生物個體數(shù)量一般遠遠少于Ⅲ的，主要原因是__________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)圖乙中，若A表示圖甲中營養(yǎng)級Ⅱ所攝入的全部能量，則B表示________________，C表示____________________________________。若圖甲中營養(yǎng)級Ⅰ所固定的太陽能總量為y，則營養(yǎng)級Ⅰ、Ⅱ間的林德曼效率是________(用圖中所給字母的表達式表示)。 (3)由圖乙可以總結出生態(tài)系統(tǒng)能量流動的主要特點是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)若圖甲營養(yǎng)級Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一種生物甲、乙、丙，構成的食物關系如右圖。其中，甲能量中比例為X的部分直接提供給丙，則要使丙能量增加A kJ，至少需要消耗甲的能量為________________ kJ(用所給字母的表達式表示)。 答案　(1)太陽能(或同化固定的能量)　熱能(或呼吸作用散失的熱量)　營養(yǎng)級越高，可利用能量越少，而且營養(yǎng)級高的物種，往往體型較大 (2)同化固定的能量　用于生長、發(fā)育和繁殖的能量　b/y100% (3)單向流動，逐級減少 (4)25A/(1＋4X) 解析　(1)m1表示流入該生態(tài)系統(tǒng)的能量，這部分能量是太陽能或同化固定的能量，m2表示從該生態(tài)系統(tǒng)散失的能量，即熱能或呼吸作用散失的熱量。由于能量在傳遞過程中是逐級減少的，則營養(yǎng)級越高的生物，可利用能量越少，所以個體數(shù)量也越少。(2)若A表示圖甲營養(yǎng)級Ⅱ所攝入的全部能量，則B表示Ⅱ同化固定的能量，C表示Ⅱ用于生長、發(fā)育和繁殖的能量。若圖甲中營養(yǎng)級Ⅰ所固定的太陽能總量為y，而圖乙中營養(yǎng)級Ⅱ同化固定的總能量為b，因此營養(yǎng)級Ⅰ、Ⅱ間的林德曼效率是b/y100%。(3)生態(tài)系統(tǒng)能量流動的主要特點是單向流動，逐級減少。(4)假設至少需要消耗甲的能量為a，則甲中直接提供給丙的能量為aX20%，由甲經(jīng)過乙傳遞給丙的能量為a(1－X)20%20%，根據(jù)題干中的條件可知：aX20%＋a(1－X)20%20%＝A，因此a＝25A/(1＋4X)。 [個性拓展] 14．非洲某草原生態(tài)系統(tǒng)有如下食物網(wǎng)： (1)當這個草原生態(tài)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)時，輸入系統(tǒng)的能量______________輸出系統(tǒng)的能量；生態(tài)系統(tǒng)輸出的能量形式是____________。 (2)已知在人類干預作用前，這個草原生態(tài)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，此時這塊草原的生產(chǎn)者固定的太陽能為300萬千焦。按10%的傳遞效率進行能量流動，設一種生物被下一個營養(yǎng)級各種生物平均攝食，此時獅群獲得的能量正好維持一個種群的生存。這時獅群獲得的能量是________萬千焦。 (3)后來由于人類活動的干擾，鼠類大量繁殖，種群密度大增。此時鼠類獲取的能量占本營養(yǎng)級的2/3。其仍按10%能量流動，其他生物量被下一個營養(yǎng)級各種生物平均攝食，計算人類干預后，獅群能夠獲得的能量為____________萬千焦。如果獅群維持原有的種群數(shù)量繼續(xù)生存，獅子的捕食區(qū)域的面積應大約是原來的__________倍。如果草原的面積有限，則預測獅子種群的密度將會__________。 答案　(1)等于或大于　熱能　(2)1.11　(3)0.57　2　下降 解析　(1)一個生態(tài)系統(tǒng)維持平衡，輸入能量一定要大于或等于輸出能量，否則生態(tài)系統(tǒng)將退化或遭到破壞。(2)生產(chǎn)者固定的能量為300萬千焦，則流入第二營養(yǎng)級羚羊、斑馬、鼠的總能量為300萬千焦10%＝30萬千焦，平均分配每種生物獲得10萬千焦。獅子處于第三營養(yǎng)級獲得的能量為(10萬1/210%)2＝1萬千焦，獅子處于第四營養(yǎng)級獲得的能量為(10萬1/210%10%)2＝0.1萬千焦，獅子處于第五營養(yǎng)級獲得的能量為10萬10%10%10%＝0.01萬千焦，所以獅群獲得的總能量為1.11萬千焦。(3)鼠類獲取的能量占本營養(yǎng)級的2/3，則鼠獲得能量為30萬2/3＝20萬，則羚羊與斑馬獲得的能量各為5萬，然后計算得到獅群獲得總能量為0.5＋0.05＋0.02＝0.57萬千焦。由于獅群要維持原來的種群數(shù)量繼續(xù)生存仍需要大約1.11萬千焦的能量，故捕食面積應接近原來的2倍。