第4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应用(Ⅱ) 全国卷五年考情 2016·卷ⅠT5,2016·卷ⅢT5,2016·卷ⅢT31 2015·卷ⅠT31,2015·卷ⅡT31,2014·卷ⅡT31 考点一| 生态系统的能量流动 (对应学生用书第213页) [识记—基础梳理]
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。 (2)能量流动的四个环节
?源头：太阳能?
输入—?
??流经生态系统的总能量：生产者固定的太阳能
?
??途径：食物链和食物网
传递—?
?形式：有机物中的化学能?
?
转化—太阳能→有机物中的化学能→热能 ?
??形式：最终以热能形式散失
散失—?
?过程：自身呼吸作用?
2．能量流动过程
(1)补充图中标号代表的内容
①生产者，②初级消费者，③次级消费者， ④呼吸作用，⑤分解者。
(2)据图补充食物链中①营养级能量的去向： ①通过自身呼吸作用以热能的形式散失。 ②被下一营养级同化。
③残枝败叶、遗体残骸等被分解者分解。
④未被利用。
(3)图示中的E2/E1表示第二、三营养级间的能量传递效率。 3．能量流动的特点及原因分析 (1)单向流动
①表现：能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级。 ②原因：
a．生物之间的捕食关系是长期自然选择的结果，一般不可逆转。
b．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：相邻两个营养级能量传递效率(同化量的比值)为10%～20%，其原因如下： ①各营养级生物都会因为呼吸作用消耗大部分能量。
②生产者的遗体、残枝败叶，消费者的尸体、粪便中的能量被分解者利用，经分解者的呼吸作用消耗。
③还有一部分未利用的能量，即指未被自身呼吸作用消耗，也未被下一个营养级和分解者利用。 4．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。 [思维辨析]
1．田鼠和鼬都是恒温动物，同化的能量中一部分用于自身生长、发育、繁殖等生命活动，其余在呼吸作用中以热能的形式散失。(√)
2．流经农村和城市两个生态系统的总能量均是其植物所固定的太阳能。(×)
【提示】 流经两个生态系统的总能量除了来自植物固定的太阳能外，还有人为输入的能量。 3．初级消费者粪便中的能量属于生产者同化的能量。(√)
4．如果突然增加第二营养级的数量，则第一营养级到第二营养级的能量传递效率会远远大于20%，说明第一营养级中一部分未被利用的能量也流向了第二营养级。(√) 5．一只狼捕食了一只兔子，该狼获得了兔子能量的10%～20%。(×)
【提示】 能量传递效率是针对相邻两个营养级中的所有生物而言，不针对个体。 6．农业生态系统中，沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用。(×)
【提示】 沼液和沼渣可以为农作物提供肥料，沼气池发酵产生的沼气又能成为人类的能源物质，实现了能量的多级利用，而能量不能循环利用。
[理解—深化探究]
1．如图表示能量在两个营养级之间的流动过程，请据图思考下列问题：
(1)第一个营养级的同化量与其摄入量和粪便量有怎样的关系？ 【提示】 同化量＝摄入量－粪便量。
(2)上一个营养级同化的总能量是不是全部流向下一个营养级？为什么？
【提示】 不是。一部分能量被自身呼吸所消耗，还有一部分被分解者所利用，总有一部分能量未被下一营养级利用。 2．某一营养级能量的来源与去路分析
??生产者的能量主要来自太阳能
(1)能量来源?
?消费者的能量来自上一营养级同化的能量?
(2)能量去向：流入某一营养级的能量去向可从以下两个角度分析： ①定量不定时(在足够长的时间内能量的最终去路)
a．自身呼吸消耗；b.流入下一营养级(最高营养级除外)；c.被分解者分解利用。 ②定量定时：流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路可有四条：
a．自身呼吸消耗；b.流入下一营养级；c.被分解者分解利用；d.未利用，既未被自身呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用，如果是以年为单位研究，这部分的能量将保留到下一年，因此“未利用”是指在有限的时间“还没来得及被利用的能量”。可用下图表示：
3．生态金字塔的类型和特点
项目 形状 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔
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