【生物】2019届一轮复习人教版专题63生态系统的能量流动教案

【生物】2019届一轮复习人教版专题63生态系统的能量流动教案

‎1．能量流动的过程 ‎（1）概念理解 ‎（2）流动过程 ‎①能量流动的渠道是食物链和食物网。‎ ‎②能量散失的途径是呼吸作用(代谢过程)。‎ ‎③流动过程中能量的转化是太阳能→有机物中的化学能→热能。‎ ‎2．能量流动的特点及意义 ‎（1）能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值。相邻营养级之间的传递效率一般为10%～20%，若将单位时间内各个营养级所得到的能量数值由低到高可绘成能量金字塔。‎ ‎（2）能量流动的特点：单向流动、逐级递减。‎ ‎（3）研究意义 ‎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。‎ 考向一 能量流动的过程 ‎1．某生态系统中有A、B、C、D四种生物，构成食物链A→B→C，D为分解者，如图是该生态系统中能量流入B处发生的一系列变化示意图，下列说法错误的是 A．图中的甲表示B的同化量，乙表示B用于生长、发育和繁殖的能量 B．参与丁过程的都是异养型生物，包括细菌、真菌等 C．当生态系统处于相对稳定状态时，B的种群数量一般处于K/2‎ D．图中D的能量不全部来自B生物 ‎【参考答案】C ‎ 归纳整合 每一营养级的能量来源与去路分析 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。‎ 消费者同化能量(b)＝呼吸消耗(d)＋用于生长、发育和繁殖(e)。‎ 生长、发育和繁殖(e)＝分解者利用(f)＋下一营养级同化(i)＋未被利用(j)。‎ 所以有：（1）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）一个营养级所同化的能量＝呼吸消耗的能量＋被下一营养级同化的能量＋分解者利用的能量＋未被利用的能量。‎ ‎（3）动物同化的能量与摄入量之间的关系：动物同化的能量＝摄入量－粪便有机物中的能量，即摄入的食物只有一部分被同化。‎ ‎（4）流入一个营养级的能量：是指被这个营养级的生物所同化的全部能量。‎ ‎2．如图为生态系统中能量流动图解的部分示意图，①②③④⑤代表一定的能量值，下列说法中不正确的是 A．生物与生物之间的捕食关系不可逆转，所以能量流动具有单向性 B．⑤中包含了三级消费者粪便中的能量 C．第二营养级流向第三营养级的能量传递效率为 ×100%‎ D．在人工饲养的高密度鱼塘生态系统中，①表示流经该生态系统的总能量 ‎【答案】D ‎【解析】生物与生物之间的捕食关系不可逆转，所以能量流动具有单向性，A正确；三级消费者粪便中的能量是它的上一个营养级次级消费者流向分解者的能量，故⑤中包含了三级消费者粪便中的能量，B正确；②是初级消费者同化的能量，③是次级消费者同化的能量，所以第二营养级流向第三营养级的能量传递效率为×100%，C正确；在人工饲养的高密度鱼塘生态系统中，能量的主要来源是人工喂食的饲料(有机物)，故①＋人工喂食的饲料(有机物)表示流经该生态系统的总能量，D错误。学&科网 考向二 能量流动的特点 ‎3．下列关于生态系统的能量流动的叙述中，错误的是 A．由于生态系统的能量流动是逐级递减的，所以营养级越高则所同化的能量就越少 B．由于散失的热能不能被生产者重新固定，所以生态系统的能量流动是单向不可循环的 C．充分利用作物秸秆等可以提高能量传递的效率 D．能量流动和物质循环的渠道都是食物链和食物网 ‎【参考答案】C 物质循环的渠道都是食物链和食物网，D正确。‎ 易错警示 生态系统的能量流动中的几点误区 ‎（1）误区一：生产者固定的能量只能是光能。由于生产者固定能量的方式有光合作用和化能合成作用，光合作用利用的能量是光能，但化能合成作用利用的是化学能，所以生产者固定的能量是光能或化学能。‎ ‎（2）误区二：生物数量金字塔与能量金字塔完全一致。能量金字塔体现的是营养级与营养级所含总能量的关系，而生物数量金字塔体现的是营养级与个体数量的关系，所以生物数量金字塔有时会出现倒置的现象。‎ ‎（3）误区三：能量传递效率＝能量利用率。能量传递效率体现的是能量流动过程中所遵循的客观规律，不能随意改变；但能量利用率可以人为改变，例如充分利用作物秸秆就可以提高能量利用率。‎ ‎4．如图表示某一生态系统的能量金字塔，其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和Ⅳ是实现物质循环的关键生态成分 B．该图所示的食物网中只有1条食物链：Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ C．E1表示的能量主要是通过光合作用所摄入的能量 D．能量可在食物链中循环利用 ‎【答案】C 考向三 能量流动计算中的“正推”和“逆推”‎ ‎5．有一食物网如图所示，如果能量传递效率为10%，各条食物链传递到庚的能量相等，则庚增加1 kJ的能量，丙最少含多少能量 A．550 kJ B．500 kJ C．400 kJ D．100 kJ ‎【参考答案】A 解题技巧 能量流动的最值计算规律 ‎（1）在食物链中：若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%，则：‎ ‎（2）在食物网中 ‎①在能量分配比例未知时计算某一生物获得的最多(或最少)的能量计算 ‎②在能量分配比例和能量传递效率已知时的能量计算 对于食物网中能量流动的计算，先根据题意写出相应的食物链并根据各营养级之间的传递效率，按照从不同食物链获得的比例分别进行计算，再将各条食物链中的值相加即可。‎ ‎6．下图为某生态系统能量流动示意图。下列说法正确的是 A．图中甲所固定的能量是乙、丙的能量之和 B．能量在流动过程中是逐级递减的 C．乙营养级的个体数量一定多于丙的个体数量 D．若乙的数量越多，则丙获得的能量越少 ‎【答案】B 考向四 能量流动计算中的综合考查 ‎7．某同学绘制了如图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能)，下列叙述中不正确的是 A．生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2)‎ B．由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/W1‎ C．流入初级消费者体内的能量可表示为(A2＋B2＋C2)‎ D．图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减 ‎【参考答案】C ‎【试题解析】生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋D1)，A1表示呼吸作用消耗，B1表示未被利用，C1表示流向分解者，而D1＝A2＋B2＋C2＋D2，是流入下一营养级的能量，A正确。由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/(A1＋B1＋C1＋D1)＝D1/W1，B正确。流入初级消费者的能量为D1＝(A2＋B2＋C2＋D2)，C错误。图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减，单向流动表示沿着食物链向高营养级传递，而不能倒过来流动；逐级递减表示前一营养级生物所包含的能量只有10%～20%能够传给下一营养级生物，D正确。学*科网 技法提炼 利用“拼图法”解决能量的流动 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(B1＋C1＋D1)。而后一部分能量中，包括现存的植物体中的能量(B1)、流向分解者的能量(C1)、流向下一营养级的能量(D1)。如下图所示：‎ 说明：‎ ‎（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A2＋B2＋C2＋D2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A1＋B1＋C1＋D1刚好等于生产者固定的总能量W1。可见，在一个生态系统中，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 (呼吸作用消耗的缘故)。‎ ‎（2）能量传递效率不会是100%。从上图可以看出，由第一营养级向第二营养级能量的传递效率为D1/W1×100%，一般情况下，能量在相邻两个营养级间的传递效率为10%～20%。‎ ‎8．如图甲表示某生态系统的能量锥体图，P为生产者，Q1为初级消费者，Q2为次级消费者。现对图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析，其中分析不正确的是(注：图乙中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．b＋c＋d＋e为本年度流入该生态系统的总能量 B．c1表示初级消费者中被次级消费者所同化的能量 C．b和d之一可代表生产者传递给分解者的能量 D．初级消费者产生的粪便中所含的能量包含在c中 ‎【答案】D ‎1．下列关于生态系统能量流动的叙述中，正确的是 A．能量流动和物质循环相互依存，能量伴随着物质而循环流动 B．消费者的粪便所含能量属于消费者同化作用所获得的能量的一部分 C．生产者可通过光合作用合成有机物，使能量从无机环境流入生物群落 D．当捕食者吃掉被捕食者时，捕食者便获得了被捕食者的全部能量 ‎2．下表是某营养级昆虫摄食植物或能量流动的情况，下列说法不正确的是[]‎ A．呼吸作用有能量散失使能量传递效率不能达到100%‎ B．昆虫同化的能量中约有40%用于其生长发育和繁殖 C．昆虫的后一个营养级能够获得的能量最多为24 kJ D．昆虫的前一个营养级同化的能量至少有1 500 kJ ‎3．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．甲的数值是1 250 J/（cm2·a)‎ B．乙的个体数目一定比甲少 C．乙到丙的能量传递效率为15%‎ D．每一营养级的能量大部分用于细胞呼吸和被丁利用 ‎4．如图表示人工鱼塘生态系统的能量流动过程，下列有关叙述错误的是 A．生态系统的能量流动仅指能量在营养级之间的传递过程 B．能量在流动过程中逐级递减 C．图中的A代表呼吸作用散失的热能 D．分解者可利用所有营养级提供的能量 ‎5．某弃耕地中的主要食物链为植物→田鼠→鼬。生态学家对此食物链中的能量流动情况进行了研究，结果如下表[单位：J/(hm2·a)]。下列说法不正确的是 植物 田鼠 鼬 固定的太阳能 摄入量 同化量 呼吸量 摄入量 同化量 呼吸量 ‎2.45×‎ ‎1011‎ ‎1.09×‎ ‎109‎ ‎7.5×‎ ‎108‎ ‎7.15×‎ ‎108‎ ‎2.44×‎ ‎107‎ ‎2.25×‎ ‎107‎ ‎2.18×‎ ‎107‎ A．能量从田鼠传递到鼬的传递效率是3%‎ B．在研究能量流动时，可通过标志重捕法调查田鼠种群密度，若标记的田鼠有部分被鼬捕食，则会导致种群密度估算结果偏大 C．田鼠和鼬都是恒温动物，同化的能量中用于自身生长、繁殖的相对蛇等变温动物少很多 D．鼬的粪便中含有的能量来源于鼬的摄入量，实质来源于鼬的同化量 ‎6．如图表示能量流经某生态系统第二营养级示意图[单位J/(cm2·a)]，据图分析，有关说法正确的是 A．该生态系统第二营养级同化的能量是80‎ B．第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量是100‎ C．能量由第二营养级到第三营养级的传递效率是20%‎ D．该生态系统第一营养级同化的能量至少为500‎ ‎7．如图为某草场生态系统的部分能量流动示意图，图中Q表示牧草在一年内固定的太阳能总量，Q1、Q2、Q3分别表示流入昆虫、牲畜、鼠体内的能量。下列叙述错误的是 A．图中鹰属于次级和三级消费者，占有两个营养级 B．在能量流动的过程中，存在着信息传递 C．Q与(Q1＋Q2＋Q3)的差值为牧草呼吸作用消耗的能量 D．保护鹰和食虫鸟，利于人从生态系统中获得更多的能量 ‎8．某人对某一湖泊进行了生态系统营养级和能量流动情况的调查，下表是调查结果。表中的①、②、③、④分別表示不同的营养级，⑤为分解者。GP表示生物同化作用所固定的能量，NP表示生物体储存的能量（NP =GP—R），R表示生物呼吸消耗的能量。下列叙述中不正确的是 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．生态系统能量流动的渠道可能是②→④→①→③‎ B．能量在第三营养级和第四营养级间的传递效率约为5.5%‎ C．若本生态系统维持现在的能量输入、输出水平，则有机物的总量会增多 D．④营养级GP的去向中，未被利用的能量有一部分残留在该营养级的粪便中 ‎9．如图为生态系统中能量流动图解部分示意图，①②③④各代表一定的能量值，下列叙述中错误的是 A．生态系统中的能量流动具有单向性主要是因为食物链中生物之间吃与被吃的关系不可逆转 B．一般情况下，能量在相邻的两个营养级之间的传递效率大约是10%～20%‎ C．①表示流经此生态系统的总能量 D．从能量关系看②>③＋④‎ ‎10．某地出现了较为严重的自然灾害，导致此区域的自然保护区生态环境被破坏，如图为被毁的自然保护区在人为干预下恢复过程中的能量流动图(单位：103 kJ·m－2·a－1)。请分析并回答下列问题：‎ ‎（1）由图中数据可知，生产者固定的能量值为________________，肉食动物需补偿输入的能量值为________________。由图可知，营养级________________(填“较高”或“较低”)的生物在这场灾害中受到的影响较大。‎ ‎（2）在人为干预下，能量在第二营养级到第三营养级、第三营养级到第四营养级之间的传递效率分别为________________、________________。学￥科网 ‎（3）由图可知：用于植食动物自身的生长、发育、繁殖等的能量值是________________。‎ ‎11．（2016·新课标Ⅲ卷）我国谚语中的“螳螂捕蝉，黄雀在后”体现了食物链的原理。若鹰迁入了蝉、螳螂和黄雀所在的树林中，捕食黄雀并栖息于林中。下列叙述正确的是 A．鹰的迁入增加了该树林中蝉及其天敌的数量 B．该生态系统中细菌产生的能量可流向生产者 C．鹰的迁入增加了该生态系统能量消耗的环节 D．鹰的迁入增加了该生态系统能量流动的方向 ‎12．(2015·福建卷)下图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图(图中数字为能量数值，单位是J·m－2·a－1)，下列叙述正确的是 A．该食物网中最高营养级为第六营养级 B．该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25%‎ C．太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1 357 J·m－2·a－1‎ D．该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统 ‎1．【答案】C ‎2．【答案】C ‎【解析】传递效率不能达到100%的原因主要是呼吸作用散失了一部分能量，A正确；昆虫的同化量为520-220=300（kJ），生长发育和繁殖的能量所占比例为120÷300×100%=40%，B正确；昆虫的后一个营养级获得的能量最多是300×20%=60（kJ），C错误；昆虫的前一个营养级的能量最小值是300÷20%=1 500（kJ），D正确。‎ ‎3．【答案】B ‎【解析】分析题图：图示为某生态系统能量流动示意图，其中甲是生产者，其固定的太阳能是流入该生态系统的总能量，即175+200+875=1250J/（cm2•a），A正确；乙的个体数目不一定比甲少，如一棵树上有多个害虫，B错误；乙同化的总能量为200J/（cm2•a），丙同化的总能量为30J/（cm2•a），因此乙到丙的能量传递效率为30÷200×100%=15%，C正确；据图分析可知，每个营养极流向下一营养级的能量较少，而大部分的能量用于细胞呼吸和被丁利用，D正确。‎ ‎4．【答案】A ‎【解析】生态系统的能量流动是指能量在生态系统的输入、传递、转化和散失过程，A错误；能量在流动过程中逐级递减，相邻两个营养级的能量传递效率为10%~20%，B正确；图中的A代表呼吸作用散失的热能，C正确；生态系统中的分解者利用的能量是各个营养级提供的，D正确。‎ ‎5．【答案】D ‎【解析】能量从田鼠传递到鼬的传递效率=鼬的同化量÷田鼠的同化量×100%=2.25×107÷7.50×108‎ ‎×100%=3%，A正确；若标记的田鼠有部分被鼬捕食，该种群数量=（第一次捕获标记的个体数×第二次捕获的个体数）÷二次捕获的个体中被标记的个体数，第二次捕获的个体中被标记的个体数减少，会导致种群密度估算结果偏高，B正确；田鼠和鼬都是恒温动物，恒温动物比变温动物的呼吸作用更强，故用于自身生长繁殖的能量相对蛇等变温动物少很多，C正确；鼬粪便中的能量是上一个营养级田鼠的能量，D错误。‎ ‎6．【答案】A ‎7．【答案】C ‎【解析】根据题意和图示分析可知：在不同的食物链中，鹰分别属于次级和三级消费者，占有两个营养级，A正确。在信息传递过程中伴随着一定的物质和能量的消耗，在能量流动的过程中，存在着信息传递，B正确。生产者的能量去路：①自身呼吸消耗、转化为其他形式的能量和热能；②流向下一营养级；③残体、粪便等被分解者分解，C错误。保护鹰和食虫鸟，能够控制昆虫和鼠的数量，从而有利于人从生态系统中获得更多的能量，D正确。‎ ‎8．【答案】D ‎【解析】根据食物链中各营养级同化量逐级递减，可判断生态系统能量流动的渠道可能是②→④→①→③，A项正确；能量在第三营养级和第四营养级间的传递效率为0.88/15.91×100%≈5.5%，B项正确；①②③④⑤的NP均为正值，说明若本生态系统维持现在的能量输入、输出水平，则有机物的总量会增多，C项正确；④粪便中的能量，属于上一营养级同化的能量，不属于该营养级同化能量，D项错误。‎ ‎9．【答案】C ‎【解析】生态系统中的能量流动具有单向性，主要是因为食物链中生物之间吃与被吃的关系是不可逆转的，A正确；一般情况下能量在相邻两个营养级之间的传递效率大约是10%～20%，B正确；流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，即流入生产者的总能量，C错误；由于次级消费者固定的能量(②)中，有一部分通过呼吸作用散失，所以②>③＋④，D正确。‎ ‎10．【答案】（1）1.1×105 kJ·m－2·a－1　 5×103 kJ·m－2·a－1　 较高[来源:Z#xx#k.Com]‎ ‎（2）15.6%　 3.33%‎ ‎（3）1.2×104 kJ·m－2·a－1‎ ‎【解析】（1）由图中数据可知，生产者固定的能量包括：①自身呼吸消耗、转化为其他形式的能量和热能；②流向下一营养级；③残体、粪便等被分解者分解；④未被利用的，所以为(23＋70＋14＋3)×103 kJ·m－2·a－1＝110×103 kJ·m－2·a－1＝1.1×105 kJ·m－2·a－1；据图分析，流入到肉食动物的能量＝植食动物的能量－热能－未利用－分解者＝(14＋2－4－9－0.5)×103＝2.5×103，肉食动物同化的能量＝顶位肉食动物＋热能＋未利用＋分解者＝(0.25＋2.1＋5.1＋0.05)×103＝7.5×103，来源于植食动物的能量为2.5×103，则补偿输入为5×103 kJ·m－2·a－1‎ ‎，由图可知，营养级越高，补偿输入的能量越多，所以营养级较高的生物在这场灾害中受到的影响较大。（2）图中食物链中第二营养级同化的能量是14×103 kJ·m－2·a－1，加上补偿的能量2×103 kJ·m－2·a－1，第二营养级的总能量是16×103 kJ·m－2·a－1，第三营养级从第二营养级同化的能量是2.5×103 kJ·m－2·a－1，所以能量在第二营养级到第三营养级之间的传递效率为2.5÷16×100%＝15.6%。能量在第三营养级到第四营养级之间的传递效率为第四营养级从第三营养级同化的能量0.25×103 kJ·m－2·a－1÷第三营养级总的同化量7.5×103×100%＝0.25÷7.5×100%＝3.33%。（3）第二营养级的总能量是16×103 kJ·m－2·a－1，用于呼吸消耗的能量为4×103 kJ·m－2·a－1，则用于植食动物自身的生长、发育、繁殖等的能量值是同化能量－呼吸消耗＝16×103 kJ·m－2·a－1－4×103 kJ·m－2·a－1＝12×103 kJ·m－2·a－1＝1.2×104 kJ·m－2·a－1。‎ ‎11．【答案】C 生态系统食物链的营养级，所以也就增加了能量消耗的环节，C项正确；能量流动是沿着食物链进行的，鹰的迁入没有增加该生态系统能量流动的方向，D项错误。‎ ‎12．【答案】B[来源:]‎ ‎【解析】该食物网中最长食物链的最高营养级为第五营养级，A错误；能量传递效率为某一营养级同化量与上一营养级同化量之比，即(3 780＋4 200)/31 920×100%＝25%，B正确；太阳鱼同化量(1 483)一部分在呼吸作用中散失，另一部分用于自身生长、发育和繁殖，储存在太阳鱼的有机物中。太阳鱼有机物中的能量一部分流向分解者，另一部分则被鲈鱼摄入，故太阳鱼呼吸作用消耗的能量应小于1 483－126＝1 357，C错误；该食物网中的生物缺少分解者，与无机环境不能构成生态系统，D错误。‎