第二讲生态系统的物质循环和能量流动1

第二讲：生态系统的能量流动和物质循环考纲要求：生态系统中物质循环和能量流动的基本规律及其应用（C）学习过程：一生态系统功能 1：能量流动1概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程 根据所学知识判断下列说法是否正确（生态系统的能量最终来自于生产者吸收的太阳能（）流过人工鱼塘生态系统的总能量为生产者所固定的太阳能。（）生态系统能量流动的渠道是由生产者、消费者和分解者组成。2. 能量流动的起点，对自然生态系统流过生态系统的总能量是，对人工鱼塘等人工建立的生态系统还包括人类输入的有机物中的能量。能量流动的渠道是,能量流动形式3. 能量流动过程例 1：分析初级消费者的能量来源和去路图解1和生态系统能量流动图解2，据图回答下列问题根据图1：.在图一方框中填入适当的文字。图2 .输入到第二营养级的能量是 （填数字），3是, 3属于第二营养级同化的能量吗？二。5中被分解者分解的是。 .2=6+ 二6+ .4比2少的原因7比2少的原因分别是。根据图2：图2方框大小表示所含能量，则图2中的B相当于图1中的_（数字）,=_（用数字表示）；能量从第二营养级传递到第三营养级的效率是多少？ （用字母和数字表示）。4. 能量流动的特点：, 。能量传递率一般是，生态系统能量流动一般不超过个营养级。例题2. 一棵树上有许多昆虫，生活着一些食虫鸟，请画出该生态系统的能量金字塔和数量金字塔）例题3.如右上图为某生态系统中的食物网示意图。若E生物种群含有总能量5.8X109 kJ，B生物种群含有总能量1.3X 108 kJ，能量传递效率10%则A生物种群含有的总能量约为A. 1.3X108 KJB.5.8 X 107kJC.4.5X107 kJD.4.5X108 kJ例题4下图是某生态系统的食物网简图，图中甲庚代表各种不同的生物，已知 各营养级之间的能量转化效率均为 10，若一种生物摄食两种生物，且它们被摄 食的生物量相等，则丁每增加10千克生物量，需消耗生产者千克。（）例题5在下面食物网中a表示动物性食物所占的比例，若要使鸟体重增加x，至少需要生产者量为y，那么x与y的关系可表示为A y=90ax+10xB y=25ax+5x C y=20ax+5xDy=100ax+10x 草步 虫鸟 变式训练：在上图所示的食物网中，如将鸟的食物比例由草：虫=1:1 调整为草：虫=2:1，能量传递效率按10%计算，该生态系统承载鸟的数量是原来的倍。5.研究生态系统能量流动的意义(1帮助人们科学规划，设计人工生态系统，增加物质的利用层次，实现对能量白，从而提高能量利用效率。(2帮助人们合理地调整生态系统中能量流动关系，使能量持续高效地流向。最有效的措施就是尽量减少能量流动的中间环节，食物链。二.生态系统功能2：物质循环1. 概念理解： 物质是指： 循环是指在生物圈的和之间循环。2. 特点：.，.。3. 碳循环过程：在下面空白处画出碳循环示意图碳从无机环境进入生物群落的形式：；碳返回无机环境的形式： 碳进入生物群落的途径： ；碳返回无机环境的途径：. 碳在生物群落中流动的形式： ；碳在生物群落内部传递的途径：一例题6：下图甲为一个长期处于稳定状态的生态系统物质流动示意图；表乙是对甲图中群落各组成成分的 能量流动情况调查结果；丙、丁是该生态系统中，人类对物质与能量的利用情况部分示意图。据图回答：(1) 若甲图表示碳彳循环示意图.则D指的是生态系统中的；写出图中存在的食物链；图中代表生理过程，表示呼吸作用的过程有，作为碳返回的无机环境的途径，图中还缺少；若甲图中的“一”仅表示二氧化碳的流动方向，则不会存在的过程有,。(2) 表乙中的Pg表示同化作用固定的总能量，Pn表示生物体内储存的能量。下列判断正确的是()A. X、Y、Z 分别代表甲图中的 A、B、CB. 该生态系统中第一、二营养级间的能量传递效率较高，约为24.3%C. 每m 2每年流经该生态系统的总能量为& 707x10ikJD .由于该生态系统长期处于稳定状态，所以该生态系统的总能量不会增加(3) 丙图表示人类在草原上放养牲畜的目的是调整生态系统中的_关系，使其持续高效的流向对人类最有益的部分。(4) 据丁图判断，下列说法不符合生态学原理的是()A.物质经多级利用，实现了良性循环B.每一生产环节都能获得产品，提高了能量传递效率C. 由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用率降低D. 由于各级产物都可以利用，减少了废物和污染E.用沼渣肥田和养蘑菇使能量循环再生F.该生态系统中人的作用非常关键，玉米是主要成分4. 温室效应缓解措施:：危害：三.能量流动和物质循环的关系能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成与分解等过程。作为能量的载体，使能量沿着流动；作为动力，使物质在生物群落和无机环境之间不断地循环往返。二者相互依存、不可分割，并且同时进行。课后巩固练习一选择题()1如果一个生态系统有四种生物并构成一条食物链，在某一时间分别测得这四种生物(甲、乙、丙、丁)所含有机物的总量如右图所示。在一段时间内，如果乙种群数量增加，将会引起A. 甲、丁的种群数量增加，丙的种群数量下降B. 甲、丙、丁的种群数量均增加C. 甲、丁的种群数量下降，丙的种群数量增加D. 甲的种群数量下降，丙、丁的种群数量增加()2谚语“一山不容二虎”用生态学观点来解释应为A. 虎的个体太大，生活的空间也大 B.虎的性情孤僻，不喜欢群居选项表示内容甲乙丙A碳兀素的流向消费者CO2库生产者B内环境成分的关系血浆淋巴组织液C生态系统的能量流向生产者消费者分解者D甲状腺激素分泌的分级调节下丘脑甲状腺垂体()3.下表选项中，甲、乙、丙三者关系能用右图表示的是C.虎的性情凶残，把幼虎吃掉了D.虎是营养级很高的生物，能得到的能量少，个体数量也就少机物总量的比例，则这四种生物之间的食物关系最可能的是太阳能一粪便遗体残骸等()4以下表示动物利用食物的过程正确的分析是a.恒温动物的/值一般高于变温动物艮切二Sinxil融呼败代谢號量B. 哺乳动物的/值一般为10%20%C. 提高圈养动物生长量一般需提高/值D.食肉哺乳动物的/值一般低于食草哺乳动物()5. 2011年11月28日12月联合国气候大会在南非德班举行，围绕“京都议定书”第二承诺期问题各国政要展开了激烈争论，碳排放再掀波澜。据右图所示碳循环的部分过程进行的有关分析，正确的是生物群落内部进行碳循环的物质形式是二氧化碳参与过程的生物包括生产者、消费者和分解者过程增强后过程随之增强，不能通过增强减少大气中co2 开发太阳能、水能、核能等新能源，可减少人类对过程的依赖()6.右图为自然生态系统中碳循环的主要途径，下列叙述正确的是A. 叶绿体是B固定太阳能合成有机物所必需的结构B. C、D对碳循环来说是可有可无的C. BCD所同化的能量依次变少D. E代表的生物是细菌或真菌等微生物()7.右图表示某生态系统中，四种生物所同化的有机物的量占该生态系统有()8.下图表示某草原生态系统中能量流动图解，表示相关过程能量流动量。下列有关叙述正 确的是A.是流入该生态系统的总能量B.分解者获得的能量最少C. 图中/的比值代表草一兔的能量传递效率D.和分别属于草和兔同化量的一部分()9.下图 1 为生态系统中食物链所反映出的能量流动情况，图中的箭头符号为能量的流动方向，单E、E代表能量的形式；图3为某生态系统食物网的图解。据图分析不能得出的结论是()1 一位为kcal/(m2 年)；图2为某一生态系统的能量金字塔，其中1、11、III、W分别代表不同的营养级,16 000呼吸、落叶、排泄物、尸体132 000 植物未利 用的能量 L初级 次级入射的初级 次级 戸级矣留器生产者亠消费者T肖费者*消费者-1 500 9001 485 000A.图1据图1可知，在入射的太阳能，生产者只利用了其中的1%左右B. 据图2可知W为分解者，相当于图1中的A,能够利用各营养级转移来的能量C. 图3中猫头鹰体重每增加1 kg，至少消耗A约25 kgD. 据图可知，图1中的生产者相当于图2中的I,相当于图3中的A()10.下图为某生态系统能量流动示意图(单位：kJ)。下列说法正确的是B.若C增加1 kJ,则需要消耗A约42 kJD.B的数量越多，则C获得的能量越少A.图中A所固定的能量是B、C的能量之和C.B营养级的个体数量一定多于C营养级的个体数量()11：大象是植食动物，有一种蜣螂专以象粪为食。设一头大象在某一时间段内所同化的能量为107Kj,则这部分能量中可流入蜣螂体内的约为A. OKJB. 106KJC. 2X106KJD. 3X106KJ)12.右图 ad 表示不同的生物或生态系统。下列有关说法正确的是A. 若Y表示种群密度，则营养级最低的一定是d种群B. 若M表示物种丰富度，ad表示四个不同的演替阶段，则从光 裸的岩地演替成森林的顺序依次为df Cbf aC. 若M表示种群密度，则ad四种野生生物的种内斗争最 激烈的一定是d种群D. 若y表示种群的能量值，a、b、c、d表示四个不同的种群，它 们构成食物关系，则c的数量增加会导致a、b的数目减少E. 若y表示物种多样性，a、b、c、d表示四个不同类型的生态系统.则恢复力稳定性最强的是a：非选择题1. (2012安徽T30II, 8分)某弃耕地的主要食物链由植物T田鼠T鼬构成。生态学家对此食物链能量流动进行了研究，结果如下表，单位是J/ (hm2 a)。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2.45x10ii1.05x1097.50x1087.15x1082.44x1072.25x1072.18x107(1)能量从田鼠传递到鼬的效率是(2) 在研究能量流动时，可通过标重捕法调查田鼠种群密度。在1hm2范围内，第一次捕获标记40只田鼠，第二次捕获30只，其中有标记的15只。该种群密度是只/hm2。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。(3) 田鼠和鼬都是恒温动物，同化的能量中只有3%5%用于,其余在呼吸作用中以热能形 式散失。4)鼬能够依据田鼠留下的气味去猎捕后者，田鼠同样也能够依据鼬的气味或行为躲避猎捕。可见，信息能够，维持生态系统的稳定。2. (2012四川T31I, 8分)为防治农田鼠害，研究人员选择若干大小相似、开放的大豆田，在边界上每隔一定距离设置适宜高度的模拟树桩，为肉食性猛禽提供栖息场所。设桩一段时间后，测得大豆田中田鼠 种群密度的变化如图所示。请回答虾类问题。勺种群密度是由度分詮幌11隔開沁0e设曲鬱也 1 (VINICiOrn 设(ft、(1) .该农田(2) .该生态 大幅上升，从田鼠生存环境变化的角度,猛禽与田鼠的种间关系是.其原因是為&产购茁决定的歯点以后田鼠种群密度 .与曲线II相比，曲线*所示环境中猛禽的密度而帮助人们合理地3下图是某人有关问题：电地调整该生态系统的“ 工鱼塘生态系统量流动过程系，使.若在农田周围合理植树可控制鼠害，从从中更多获益为ihjy)。试回答下列图中代表的生理过程是，图中代表的能量主要以形式贮存。该生态系统中生产者固定的总能量是 kJ/m2y。能量从该生态系统的第二营养级到第三营养级传递的效率为 试分析图中植食动物、肉食动物和顶位肉食动物随营养级的升高需要的有机物输入越来越多的原因。1 *b |乩窃光合作用利州的光皑4.下面A图中表示某些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。B图是将A图中的各营养级 所含有的能量进行分类剖析。图中 a、 a、 a 表示上一年留下来12 的能量(假设它不被下一营养级利用)， e、 e 、 e 表示呼吸消耗 12 量。据图作答：(1) 如设种群Q、Q个体数为N、N，平均每个个体占有的能量为W、W，那么，N、W与N、W之间的关1 2 1 2 1 2 1 1 2 2系是。(2) 每年流入这个生态系统的总能量是(用B图中的英文字母表示)。(3) B图中Q的b和d表示。11l(4) 若P和Q同化固定能量的总量分别为480J/(cm2 a)和72J/(cm2 a)，生物体内贮存的能量分别为1200J/(cm2 a)和24J/(cm2 a)。那么，能从P传递到Q的效率为。1l)w 1.N 1W2.N 2(2)P 的 b+c+d+e(3) 未被Q 2利用的能量；流向分解者的能量(4) 15%答案：(1) 3%目(2)80只/hm2偏高(3)生长发育繁殖(4)调节种间关系解析：(1)能量从田鼠传递到鼬的效率是(2.25X 107)宁(7.50X 108) =3%(2) 40X30宁15=80只/hm2。该种群密度是80只/hm2。若标记的田鼠有部分被鼬捕食，则会导致种群密 度估算结果偏高。(3) 田鼠和鼬都是恒温动物，同化的能量中只有3%5%用于生长发育繁殖，其余在呼吸作用中以热能的形 式散失。(4) 信息传递的功能：信息能够调节种间关系，维持生态系统的稳定。答案：(1)大豆捕食 (2)出生率和死亡率、迁入和迁出株冠形成有利于躲避天敌；食物增加 (3)更大 能量流动参考答案：6.(1)5绿藻和水草(2)500 500光线绿藻(或食物)(4)0 分解者(微生物)7.(1)3物质循环能22量流动(2)18.52% 气温太高 水中溶氧量减少8.(1)呼吸作用 (有机物中)稳定的化学能(2)1.1x105 15.6%(4)能量流动逐级递减以及维持各营养级较高的输出量45(7 分)(1) 非生物的物质(或大气中的二氧化碳库) (2 分)(2) C(3)能量流动(4)对能量的多级利用能量的利用效率例 1：下图表示生态系统能量流动，据图回答下列问题ba2a3将图中A、B、CE*各营养成分的名称分别图中al表示图中c2 表示图中a2 a3的原因是、c3,，a2表示和c4中的能量。cE表示o