生态系统中能量流动的分析与计算
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能量生物计算公式能量是生物体维持生命活动所必需的重要物质,它来源于食物的摄入和新陈代谢过程中的化学反应。
能量的计算对于生物学研究和生态系统的分析具有重要意义。
在生物学中,能量的计算可以通过能量生物计算公式来实现,下面我们将介绍一些常见的能量生物计算公式及其应用。
1. 基本能量生物计算公式。
在生物学中,能量的计算通常使用以下基本能量生物计算公式:能量 = 质量×速度^2。
这个公式描述了动物在运动过程中所消耗的能量与其质量和速度的关系。
通过这个公式,我们可以计算出动物在运动过程中所消耗的能量,从而了解其能量需求和生活习性。
2. 生物体内能量转化公式。
生物体内能量的转化是一个复杂的过程,通常可以通过以下公式来描述:能量转化率 = 能量输出 / 能量输入。
这个公式可以帮助我们了解生物体内能量转化的效率,从而指导我们在生物工程和生物能源利用方面的研究和应用。
3. 生态系统能量流动公式。
生态系统中的能量流动是生态学研究的重要内容,通常可以通过以下公式来描述:能量流动 = 能量输入能量损失。
这个公式可以帮助我们了解生态系统中能量的流动情况,从而指导我们进行生态系统的保护和恢复工作。
4. 营养物质能量计算公式。
营养物质中的能量含量是我们了解食物营养价值的重要指标,通常可以通过以下公式来计算:能量含量 = 蛋白质× 4 + 脂肪× 9 + 碳水化合物× 4。
这个公式可以帮助我们了解不同食物中能量的含量,从而指导我们合理膳食和饮食健康。
5. 生物体能量平衡公式。
生物体能量平衡是维持生命活动的重要基础,通常可以通过以下公式来描述:能量摄入 = 能量消耗。
这个公式可以帮助我们了解生物体内能量平衡的情况,从而指导我们合理饮食和生活方式。
以上是一些常见的能量生物计算公式及其应用,通过这些公式我们可以更好地了解生物体内能量的转化和流动情况,从而指导我们进行生物学研究和生态系统的管理和保护工作。
生态系统的能量流动说课稿生态系统的能量流动说课稿1一、教材分析:本节课主要讲述生态系统中的能量流动和物质循环。
这节课是在学习了生态系统中的食物链和食物网的基础上引入的,学好本节课知识,可为后面的学习生态平衡的知识做好铺垫。
针对本节课知识的特点,教学中可联系前面学习的内容,已达到温故知新的效果。
本节课知识比较抽象,在引导学生分析时,首先提示学生“能量是一切生命活动的动力”生物圈中的每一个完整的生态系统都是一个能量输入、传递、和输出的系统。
生态系统的物质循环教材以碳循环为例,结合所积累的生物知识较好的理解碳在生物之间循环,从生物体返回无机环境的过程。
将能量流动和物质循环的过程对比学习,加强了知识的理解。
二、教学目标:(一)知识目标1、使学生初步学会运用生态学的基本观点来认识生态系统中的能量流动、物质循环对生物界的重要性。
2、使学生了解生态系统的主要功能和名词概念以及能量流动与物质循环的特点。
3、使学生理解掌握能量流动和物质循环过程,以及它们在生态系统中的重要意义。
4、通过设计“草场放牧方案”,为学生(特别是X科)的后续学习打下基础。
(二)能力目标1、通过电脑课件和课本的图(图解)的观察,培养提高学生的识图能力、观察和分析能力。
2、通过师生讨论交流、学生小组讨论与教师引导启发相结合,将知识化难为易,培养学生口头表达能力、相互合作能力以及培养学生发散思维和求异思维。
3、通过实例和结合课本上例子的分析总结,培养学生运用科学知识解决和分析实际问题等思维能力,从而培养理论联系实际的能力。
4、以生态系统中能量流动和物质循环与人类生存的关系为题撰写小论文,提高学生的综合能力。
(三)情感目标通过生态系统功能的学习,使学生热爱大自然、保护生态环境,热爱祖国的美好山河,培养高尚的爱国主义情操。
三、教材重点、难点分析:1、重点:生态系统的能量流动过程及特点能量是一切生态系统的动力,也是生态系统存在和发展的基础,生物圈中每一个完整的生态系统都是一个能量输入、传递和输出的系统,这是生态系统功能的一个重要体现;其重点知识是:能量流动的起点、流经生态系统的总能量、能量流动的途径和特点。
《生态系统的能量流动》第一课时教学设计一、教学目标1.通过对能量流经三个营养级的的分析,简述能量流动的过程及概念。
2.通过对赛达伯格湖能量流动的定量分析,概述生态系统的能量流动特点。
二、教材分析《生态系统的能量流动》一课主要讲述了能量流动的过程、概念特点,是生态系统功能中的重点内容。
本节以“生态系统的结构”为基础,起着承上启下的作用,它可以与必修1光合作用、呼吸作用建立联系,其又直接关系到生态系统物质循环和稳定性的学习。
这部分教学内容主要从“生态系统中能量的流动过程”、“生态系统中能量流动的特点”来阐明生态系统中的能量流动问题。
三、学情分析本节课的内容学生往往看了教材好像懂了,但真正理解和应用起来却存在一定的问题。
若采用传统的讲述法教学,要求学生死记硬背知识点,学生既掌握不了知识,也会觉得很乏味,不利于调动学生的积极性和主动性,也不利于学生能力的培养,学生的主体地位也不能充分的体现出来。
根据高二学生已经具备了一定的探索和研究能力的实际情况,采用启发探索式教学,在教学过程中采用讨论法,向学生提出具有启发性和思考性的讨论题,组织学生展开讨论,使学生能主动参与到学习过程中来,在轻松掌握知识的同时,提高学生的阅读、探索、推理、想象、分析和总结归纳等各方面的能力。
学生拥有了分析问题、解决问题的能力,不但能在学习上解决问题,在以后的人生道路上也会少走很多弯路。
四、教学设计动的过程有关的概念(2)应该从个体水平/种群水平研究能量流动吗?缺点是什么?经过提示后得出结论:可以将同一营养级上的所有种群作为一个整体来研究能量流动顾与能量有关的概念(2)在哪个水平上研究能量流动最合适呢?能量流动的过程【过渡】(1)如果让你来研究水生生态系统的能量流动,你会选择哪一种生态系统呢?开放的还是封闭的?大的还是小的?(2)引入赛达伯格湖,并简介林德曼做的论文中的赛达伯格湖的食物关系,说明研究此生态系统的能量流动的研究对象,即为所有生产者构成的第一营养级,以植物为食的初级消费者第二营学生通过小组讨论,构建模型,理解各养级,所有的肉食性动物是第三营养级(3)总结:我们研究的能量流动就是研究流量流经三个营养级的过程母表示能量的多少),下列选项中正确的是()A. 图中b=h+c+d+e+f+iB. 生产者与初级消费者之间的能量传递效率为(b/a )X100%C.“草→兔→狼”这一关系中,狼粪便的能量属于dD. d中的能量去向是用于生长、发育、繁殖和被分解者利用E. 缩短食物链可以提高能量传递效率F. 一只狼捕食了一只兔子,则这只兔子中有10%-20%的能量流入狼的体内五教学反思1.通过模型的搭建,自主完成概念的生成,其中强化了生命观念,概念分析对比。
1.下表是某农田生态系统中田鼠种群摄食植物后能量流动情况,下列有关叙述错误的是A.田鼠同化的能量中有35%用于其生长发育和繁殖B.田鼠粪便量属于其同化能量中流向分解者能量的一部分C.以田鼠为食的天敌最多可获得的能量为1.4×109J/(hm2·a)D.田鼠的上一营养级同化的能量至少为3.5×1010J/(hm2·a)【答案】B109J/(hm2·a),C正确;田鼠的上一营养级同化的能量至少=7.0×109/20%=3.5×1010J/(hm2·a),D 正确。
2.如图所示为某食物链中各个营养级共有的能量流动情况,其中a~d代表能量值。
请回答下列问题:(1)a、b、c的数量关系可以表示为,d代表。
(2)若图示为第一营养级的能量流动情况,则图中缺少的能量流向是,该能量流向的能量值范围为。
(3)若图示为第二营养级的能量流动情况,假设该动物的摄入量为e,为了提高该动物的食物利用率,应提高(用字母表示)的值。
如果该动物为恒温动物,在气温逐渐降低时,假设b保持不变,则b/a的值将(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1)b=a+c流向分解者的能量值(2)流向下一(第二)营养级的能量0.1b~0.2b (3)b/e(或b)减小0.1b~0.2b。
(3)要提高该动物的食物利用率,需提高同化量与摄入量的比值或提高同化量的值,即提高b/e(或b)的值。
当气温逐渐降低时,恒温动物为了维持体温的恒定,势必增加呼吸散失量(a),因此,在b保持不变的情况下,b/a的值将减小。
1.如下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【解析】本题考查的是能量流动的相关知识。
b+c+d+e为生产者光合作用利用的光能,即本年度流入该生态系统的总能量,A正确;图中Q1为初级消费者,Q2为次级消费者,因此c1表示初级消费者中被次级消费者所同化的量,B正确;生产者的能量去向有四个方面:自身呼吸消耗(e)、被下一营养级利用(c)、被分解者分解、未被利用,因此b和d之一可代表生产者传递给分解者的能量,C正确;初级消费者产生的粪便中所含的能量未被初级消费者同化,因此不包含在c中,D错误。
2.如图甲为自然生态系统的能量金字塔,图乙为城市生态系统的能量金字塔,下列相关解释不正确的是A.图甲中食肉动物所含的能量一般为食草动物所含能量的10%~20%B.甲生态系统受到DDT农药污染,污染物含量最高的是食肉动物C.图乙中,人类一定处于第三营养级D.图乙表示的生态系统,一旦人的作用消失,该生态系统会很快退化【答案】C生态系统,其中人起了关键作用,一旦人的作用消失,该生态系统会很快退化,D正确。
3.如图是生态系统能量流动的图解,对此图解的理解有误的是A.方框的大小可表示该营养级生物所具有的能量多少B.C所同化的能量为B的10%~20%C.A固定的能量为流经该生态系统的总能量D.A固定的能量是B、C、D的能量之和【答案】DD的能量之和,D错误。
4.如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-l)。
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-lD.该食物网中的能量在不同营养级之间循环流动【答案】B【解析】本题考查的是生态系统功能的相关知识。
该食物网中最高营养级是鲈鱼,为第五营养级,A错误;该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为(3 780+4 200)÷31920×100%=25%,B正确;太阳鱼同化的能量去向有:呼吸作用消耗、流入下一营养级和被分解者分解利用,由图可知,只知道同化量和流入下一营养级的能量,不能得出呼吸作用消耗的能量,C错误;能量流动的特点是单向流动、逐级递减,D错误。
5.如图为生态系统中食物链所反映的能量流动情况,图中箭头表示能量流动的方向,单位为kcal/(m2·a)。
下列说法错误的是A.食物链的营养关系一般不可逆,这决定了能量流动的单向性B.辐射的太阳能中仅有1%左右的能量被生产者利用C.每一营养级的能量大部分用于呼吸和被分解者利用D.此生态系统中的分解者可利用图中A的所有能量【答案】D分解者不能利用的,还包括分解者分解来自各营养级的有机物,释放的能量一部分用于自身的生长发育,另一部能量则分通过呼吸作用以热能的形式释放到环境中去,D错误。
6.如图表示A、B两个特殊生态系统的能量金字塔。
有关解释正确的是①吃玉米的人所获得的能量比吃牛肉的人获得的能量多②能量沿食物链单向流动,传递效率随营养级的升高而逐级递减③若A和B中玉米的数量相同,A能养活10 000人,则B最多能养活1 000人④若土壤中含相同浓度的难降解污染物,则A中的人比B中的人体内污染物浓度低A.①③④B.①②③C.①②③④D.③④【答案】D同,A能养活10 000人,则B最多能养活10 000÷10%×10%×10%=1 000人,③正确;一条食物链中,营养级越高,难降解的污染物积累越多,所以土壤中含相同浓度的难降解污染物时,A中的人比B中的人体内污染物浓度低,④正确,综上所述,正确的有③④,D正确。
7.某湖泊生态系统中有大型杂食性鱼类甲,其食物来自浮游植物乙、草食性鱼类丙和以丙为食的小型肉食性鱼类丁,且三者所占比例相同,甲每增加3 kg体重,最少需要消耗乙A.15 kgB.35 kgC.155 kgD.1 100 kg【答案】C【解析】本题考查的是物质循环和能量流动的相关知识。
分析:杂食性鱼类甲的食物来自浮游植物乙、草食性鱼类丙和以丙为食的小型肉食性鱼类丁,说明该生态系统存在的食物链有3条如下:乙→甲、乙→丙→甲、乙→丙→丁→甲。
杂食性鱼类甲的食物来自浮游植物乙、草食性鱼类丙和以丙为食的小型肉食性鱼类丁,且三者所占比例相同,甲每增加3 kg体重,最少需要消耗乙的量为3×1/3×5+3×1/3×5×5+3×1/3×5×5×5=155 kg,C正确。
8.下列有关生态系统中能量流动的叙述,正确的是A.兔子吃了1千克的草,则这1千克草中的能量就流入了兔子体内B.一只狼捕食了一只兔子,则这只兔子中约有10%~20%的能量流入狼的体内C.生产者通过光合作用合成有机物,能量就从无机环境流入生物群落D.生态系统的能量是伴随着物质循环而被循环利用的【答案】C【解析】本题考查的黑丝生态系统功能的相关知识。
兔子吃了1千克的草,即摄入1千克草的能量,但摄入的能量并没有全部都流入兔子体内,粪便中的能量没有流入其体内,A错误;能量传递效率是指一个营养级中的能量只有10%~20%被下一个营养级所利用,每个营养级是以种群作为一个整体来研究的,不能以个体为单位来衡量,B错误;生产者主要通过光合作用将无机物合成有机物,将光能转化成化学能储存在有机物中,所以能量就从无机环境流入到生物群落,C正确;生态系统的物质可循环,能量不可循环,并沿着食物链和食物网单向流动,逐级递减,D错误。
9.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)B.由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为(D1/W1)×l00%C.流入初级消费者的能量为(A2+B2+C2+D2)D.图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减【答案】A【解析】本题考查的是生态系统功能的相关知识。
据图分析,A呼吸作用消耗,B未被利用,C流向分解者,D表示流入下一营养级。
能量流动的特点是单向流动、逐级递减。
生产者固定的总能量可表示为(A1+B1+C1+D1),A1呼吸作用消耗,B1未被利用,C1流向分解者,而D1=A2+B2+C2+D2是流入下一营养级的能量,A错误;由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/W1(A1+B1+C1+D1),B正确;流入初级消费者的能量为D1=(A2+B2+C2+D2),C正确;图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减。
单向流动:沿着食物链向高营养级传递,而不能倒过来流动,逐级递减:前一种生物所包含的能量只有10%~20%能够传给下一营养级,其他的能量都损耗掉了,D正确。
10.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表示初级消费者流入次级消费者的能量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其所同化的能量中【答案】D表示初级消费者流入次级消费者的能量,B正确;图中a表示上一年留下来的能量,e表示呼吸消耗量,c表示流向下一个营养级的能量,b和d表示未被利用的能量和流向分解者的能量,C正确;初级消费者产生的粪便中所含的能量不属于其所同化的能量,D错误。
11.如图是能量流动的图解,对此图解的理解不正确的是A.图中方框的大小可表示该营养级生物所具有的能量多少B.该图中的C所具有的能量为B的10%~20%C.该图中的A表示流经该生态系统的总能量D.图中所示四个营养级能量的关系为A≥B+C+D【答案】D营养级除外),所以A所具有的能量应该大于B、C、D的能量之和,即A﹥B+C+D,D错误。
12.假如一杂食海鱼的食物有1/2来自植物,1/4来自草食性鱼类,1/4来自以草食性鱼类为食的肉食性鱼类。
能量传递效率按20%计算,该杂食性鱼干重增加4kg,共需海洋植物干重A.28 kgB.280 kgC.16 kgD.160 kg【答案】D【解析】本题考查生态系统的能量流动等知识。
该杂食性鱼干重增加4 kg,其食物需4÷20%=20 kg,其中来自植物20×1/2=10 kg,来自草食鱼类20×1/4=5 kg,来自小型肉食鱼类20×1/4=5 kg,5 kg 小型肉食鱼类需要草食鱼类5÷20%=25 kg,草食鱼类需要30÷20%=125 kg植物,所以植物共10+25+125=160 kg。