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第五 生態系統及其穩定性
第2節 生態系統的能量流動
編寫：王艷紅 審核：高二生物組
寄語： 一個人，如果你不逼自己一把，你根本不知道自己有多優秀。
【學習目標】
1、分析生態系統的能量流動的過程與特點。
2、概述研究能量流動的意義。
3、嘗試調查農田生態系統中的能量流動情況。
【自主學習】
一、能量流動的概念：生態系統中能量的 、 、 和 的過程，稱為生態系統的能量流動。
二、能量流動的過程
1、能量的
生態系統所需的能量自于 ____。
2、能量的輸入
（1）綠色植物通過 作用將_ 能轉化為 能，使太陽能輸入到生態系統中。
（2）生產者所固定的 的總量，就是這個生態系統所獲得的能量。
3、能量的傳遞：生態系統中能量的傳遞是沿_ 渠道進行的一個營養級的生物所獲得的能量：
（1） 一部分通過_____ 作用釋放后，一方面用于自身的 、 和 等生命活動，一方面以_______ 形式散失；
（2） 一部分被____ 攝入；
（3） 一部分則被 分解利用。
三、能量流動的特點
1、生態系統中能量流動的特點是 ， 。
2、能量在相鄰的兩個營養級間的傳遞效率大約是 。
3、能量金字塔的含義是：在一個生態系統中，營養級越多，在
就越多。生態系統中，食物鏈一般不超過 個營養級。
四、研究能量流動的實踐意義
1、研究生態系統的能量流動，可以幫助人們 人工生態系統，使能量得到最有效的利用。
2、可以幫助人們合理的調整 ，使能量持續高效的流向 。
【典型例題】
例1、人們常用能量金字塔描述一個生態系統中各營養級所得到的能量的數值，下面的說法正確的是 （ ）
A．生態系統中，營養級越多，在能量流動過程中損失的能量越多
B．最多約有20%的能量從第一營養級流入次級消費者
C．生產者呼吸消耗的能量一般沒有流入初級消費者的能量多
D．位于金字塔頂部的消費者獲能最多
例2、大象是植食型動物，有一種蜣螂則專以象糞為食。設大象在某段時間所同化的能量為107kJ，則這部分能量中可流到蜣螂體內的約為 （ ）
A．0kJ B．106kJ C．2×106kJ D．106～2×106kJ
例3、下圖為某生態系統食物網簡圖，若E生物種群總能量為7.1×109 kJ，B生物種群總能量為2.3×108 kJ，從理論上計算，A貯存的總能量最少為 （ 　）
A．7.1×108 kJ　　 B．4.8×107 kJ
C．5.95×107 kJ　　D．2.3×107 kJ
【解析】由圖可知D為生產者，要使A獲得的能量最少，則必須保證三個條，即：一是能量途徑最少；二是能量傳遞效率最低（按10%算）；三是食物鏈要最長。故從理論上講，與A貯存的總能量最少相關的食物鏈不可能是D→A，也不可能是D→A、D→E→C→A同時存在，只能是D→E→C→A。為此，E的能量在傳遞給A的途徑中，只有確保：①E在傳遞給B時用去的能量最多；②E的總能量減去傳遞給B的后再傳給C時效率最低；③C在傳遞給A時效率最低，結果才能使A獲得的能量最少。所以據此計算得A貯存的總能量最少為：
（7.1×109 －2.3×108÷10%）×10%×10%＝4.8×107 kJ
例4、在下圖的食物網中，生態系統能量流動傳遞效率為10%～20%，請據圖回答下列問題：
（1）在這個食物網中，可以稱為初級消費者的生物種群有　　　　。
（2）若鳥增加的能量積累為A，需要生產者提供的能量應不少于　 A。
（3）在鳥的食物構成中，若動物性食物與植物性食物各占50%，則需要生產者提供的能量應大約在　　　A至　　　A之間。
【答案】（1）蟲、鳥　　（2）5　　（3）15　55
【反饋矯正】
1．在浮游植物小魚海豹虎鯨這條食物鏈中，若虎鯨增加1kg體重，至少消耗浮游植物的量為 （ ）
A．1kg B．10kg C．125kg D．1000kg
2．下列除哪項外，均為對生態系統內能量流動特征的描述 （ ）
A．食物鏈和食物網是能量流動的渠道
B．食物鏈中初級消費者越多，次級消費者獲得的能量越多
C．單向流動，逐級遞減 D．食物鏈越短，可供養的消費者越多
3、在能量金字塔中，如果生產者在光合作用過程中產生240mol的氧氣，其全部用于初級消費者分解血糖，則其釋放并貯存在ATP中的能量最多有（ ）可被三級消費者捕獲？
A．1.008×103 kJ　　B．5.016×103 kJ　　
C．1.858×103 kJ　　D．2.008×103 kJ
4．如圖食物網中，假如貓頭鷹的食物有2/5自兔，2/5自鼠，1/5自蛇，那么，貓頭鷹若要增加20g體重，最少需要消耗的植物為 （ ）
A．80g B．900g C．800g D．600g
5．在生態系統中有關食物鏈與能量流動的敘述，不正確的是 （ ）
A．能量沿食物鏈流動是單方向的 Ｂ．初級消費者越多，次級消費者獲得的能量越少
Ｃ．食物鏈越長，最高營養級獲得的能量越少
D．生物種類越多，生態系統中的食物鏈越多
6．在生態系統的能量金字塔中，貯存能量最多的成分是 （ ）
A．生產者 B．初級消費者 C．次級消費者 D．分解者
7．肉類和雞蛋的價格比糧食和蔬菜高，從生態學的觀點看，這是由于 （ ）
A．動物飼養麻煩，花時間多，投資大 B．動物性食品營養價值高
C．食物鏈延長，能量流失多，動物性食品成本高 D．植物栽培比較容易
8．某池塘生態系統全部生產者所固定的太陽能總值為a，全部消費者所利用的能量總值b，全部分解者所利用的能量總值為c。那么a、b、c三者之間的關系為 （ ）
A．ab，bc B．abc C．abc D．abc
9．生態系統的能量流動分析通常以哪個水平為前提 （ ）
Ａ．生物個體水平 B．種群水平 C．食物鏈（網）水平 D．營養級水平
10．“一不容二虎”這一諺語，用生態學的觀點可以理解為 （ ）
A．虎所需要的生活空間大 B．身體強壯的虎以身體弱小的虎為食
C．虎性情孤獨，不群居 D．營養級越高的生物，能得到的能量越少，個體數量也越少
11．某草原上長期生活著野兔、狐和狼，形成一個相對平衡的生態系統。經測定，其中各種生物所含能量如下，請回答：（能量單位：千焦/米2•年）
生物種類草兔狐狼
所含能量9．51091．51090．21090．13109
（1）流經該生態系統的能量的最終是________，它由草的______作用所固定，到第_____營養級能量最少。
（2）設流經該生態系統的總能量為X（千焦/米2•年），那么X的數值為_________。
A． X=9．5109 B． X>9．5109
C． X<9．5109 D． X≤9．5109
（3）該生態系統的食物網是_______________________。

參考答案

【自主學習】
一、輸入、傳遞、轉化、散失
二、1、太陽能2、（1）光合 太陽 化學（2）太陽能
3、食物鏈和食物網（1）呼吸 生長 發育 繁殖 熱能（2）初級消費者（3）分解者
三、1、單向的 逐漸遞減 2、10%～20% 3、能量流動過程中消耗的能量 4～5
四、1、設計
2、生態系統中的能量流動關系 人類最有益的部分
【反饋矯正】
1、C2、A3、C4、B5、B6、A
7、C8、C9、D10、D
11、 狼
（1）太陽能 光合 四 （2）B （3） 草 兔
狐

參考答案

【自主學習】
一、輸入、傳遞、轉化、散失
二、1、太陽能2、（1）光合 太陽 化學（2）太陽能
3、食物鏈和食物網（1）呼吸 生長 發育 繁殖 熱能（2）初級消費者（3）分解者
三、1、單向的 逐漸遞減 2、10%～20% 3、能量流動過程中消耗的能量 4～5
四、1、設計
2、生態系統中的能量流動關系 人類最有益的部分
【反饋矯正】
1、C2、A3、C4、B5、B6、A
7、C8、C9、D10、D
11、 狼
（1）太陽能 光合 四 （2）B （3） 草 兔
狐

書后參考答案：
四、答案和提示
(一)問題探討
提示：應該先吃雞，再吃玉米(即選擇1)。若選擇2，則增加了食物鏈的長度，能量逐級遞
減，最后人獲得的能量較少。
(二)思考與討論1
1．提示：遵循能量守恒定律。能量在生態系統中流動、轉化后，一部分儲存在生態系統(生
物體有機物)中，而另一部分被利用、散發至無機環境中，兩者之和與流人生態系統的能量相等。 2．提示：不能，能量流動是單向的。
(三)資料分析
1和2

3．提示：流入某一營養級的能量主要有以下去向：一部分通過該營養級的呼吸作用散失了；一部分作為排出物、遺體或殘枝敗葉不能進入下一營養級，而為分解者所利用；還有一部分未能進人(未被捕食)下一營養級。所以，流入某一營養級的能量不可能百分之百地流到下一營養級。
4．提示：生態系統中能量流動是單向的；能量在流動過程中逐級遞減。
(四)思考與討論2
提示：“桑基魚塘”的設計理念是從人類所需出發，通過能量多級利用，充分利用流經各營養級的能量，提高生產效益。
(五)調查
參考調查點：稻田生態系統
組成成分：(1)非生物的物質和能量；(2)生產者：水稻、雜草、浮游植物等；(3)消費者：田螺、泥鰍、黃鱔、魚、青蛙、浮游動物、昆蟲、鳥類等；(3)分解者：多種微生物。
問題提示：
1．生產者主體是水稻，其他生產者有雜草、浮游植物等。農民主要通過噴灑除草劑，或人工除草的方式抑制雜草的生長。
2．初級消費者有：田螺、浮游動物、植食性昆蟲、植食性魚、鳥類等。一般而言，植食性昆蟲和鳥類等往往對水稻生長構成危害，田螺、植食性魚數量較多時也會對水稻生長構成危害。農民采取噴灑農藥、豎稻草人等措施防止或減少這些動物的危害。
3．次級消費者有：泥鰍、黃鱔、肉食性魚、青蛙等。一般而言，這些消費者對水稻生長利大于害。農民通過禁捕，或適量放養等措施，實現生態農業的目標。
5．農民對秸稈的傳統處理方式有焚燒或填埋等；現代農業提出了綜合利用思想，例如，秸稈可作為多種工業原，還可以用生產沼氣，以充分利用其中的能量。
6．主要通過合理密植的方法提高作物的光能利用效率。
7．通過稻田養魚等措施，實現立體化生態農業；通過建造沼氣池，實現能量的多級利用。
(六)技能訓練：分析和處理數據
提示：
這些玉米的含碳量折合成葡萄糖是6 687.5 kg，計算公式是(12+18)／12×2 675，這些葡萄糖儲存的能量是1.07×108kJ(計算公式是EG = G×1.6×104)；
這些玉米呼吸作用消耗的能量是3.272×107kJ(計算公式為△E呼 = △G×1.6×104)；
這些玉米在整個生長季節所固定的太陽能總量是1.397 2×108kJ(計算公式為E固 =EG+△E呼)，
呼吸作用消耗的能量占所固定太陽能的比例是23.4％；
這塊玉米田的太陽能利用效率是1.64％(計算公式為η= 1.3972×108／8.5×109)。
利用情況如圖5—5所示：

(七)旁欄思考題
一般情況下，也是金字塔形。但是有時候會出現倒置的塔形。例如，在海洋生態系統中，由于生產者(浮游植物)的個體小，壽命短，又會不斷地被浮游動物吃掉，所以某一時刻調查到的浮游植物的量可能低于浮游動物的量。當然，總的看，一年中流過浮游植物的總能量還是比流過浮游動物的要多。與此同理，成千上萬只昆蟲生活在一株大樹上，該數量金字塔的塔形也會發生倒置。
(八)練習
基礎題
1．A。
2．D。
3．B。
拓展題
1．(1)

(2)圖b所示生態系統中流向分解者的能量，還有一部分可以以生活能或食物中化學能的形式被人類再度利用，因此，該生態系統實現了能量的多級、充分利用，提高了能量的利用率。
2．提示：不能。在一個封閉的系統中，物質總是由有序朝著無序的方向(熵增加)發展。硅藻能利用獲取的營養通過自身的新陳代謝作用釋放能量，依靠能量完成物質由無序向有序的轉化，維持其生命活動。

本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.lg566.com/gaoer/40673.html

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