生态系统地能量流动导学案

1、生态系统的能流动温故追本海源推陈方可知新知识储备区1 .生态系统的组成成分包括虻置、消费者、分解者、非生物的物质和能量,各组成成分 间相互作用形成一个统一的整体。2 .生态系统的营养结构是食物链和食物网。生态系统的主要功能是能量流动和物质循环, 就是沿着此渠道进行的。3 .绿色植物通过光合作用把太阳能转化为有机物中稳定的化学能,化能自养生物则通过化 能合成作用把氧化无机物时释放的化学能转化为有机物中稳定的化学能04 .生物通过呼吸作用把有机物中稳定的化学能释放出来，大部分以热能形式散失,少部分 储存在ATP中。5 .在“草T兔t狼”这条食物链中，草通过光合作用固定了太阳能，属于第一营养级。兔

2、生命活动需要的能量来自于草，属于第二营养级，初级消费者。狼生命活动需要的能量 来自于兔，属于第二营养级，次级消费者。【课堂导入】下图是世界排名第一的羽毛球运动员林丹，他在比赛前要摄入大量营养物质，有能量的 输入；在比赛过程中，有能量的转化和散失。一切生命活动都伴随着能量的变化，没有 能量的输入，也就没有生命和生命系统。生态系统中能量的输入、传递、转化和散失过 程如何呢？基础自学落实重点互动探究学习探究区探究点一能量流动的过程黑麦草是一年生或多年生草本植物，是重要的栽培牧草和绿肥作物。下图是山羊吃黑麦草的 图片，请分析山羊和黑麦草的能量流动过程。1 .观察黑麦草的能量去向，分析：生K发育和繁殖太

3、阳光FD山羊(1)A是通过光合作用完成的，该过程使光能转化成化学能，以有机物的形式储存在黑 麦草体内。(2)B是通过蟹作用为生长发育提供能量，这个过程产生的能量大部分以热能的形式 散失掉了。(3)C过程中，枯枝落叶中的有机物被父解重分解为无机物，能量被释放。(4) D是指部分能量被山羊通过撞盒摄入体内，最终同化为自身的能量。能量流动过程中，我们经常以种群作为整体研究对象，请完成下图并归纳能量流动 的概念。能员输入一种群一能量修任能鼓散失生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。2 .结合上述内容完成能量流经第二营养级的示意图散失呼吸作用散失分解者利用3 .结合1、2,

4、概括生态系统能量流动示意图，请据图分析:呼吸作用 呼吸作用 呼吸作用 呼吸作用II生产者L （植物）同 F（植食性动物中一刎驻L初级消费者三级消费并（肉食大动物）d （肉食性动物）知"者 "V 呼救作用（1）能量的输入源头：太阳能或氧化无机物产生的It里能。相关生理过程：光合作用或化能合成作用。能量转换形式：光能或氧化无机物产生的化学能T有机物中的化学能。输入总量：生产者固定的全部能量。能量的传递传递途径：食物链和食物网。传递形式：有机物中的化学能。能量的散失形式：型能。一般途径：呼吸作用，包括各个营养级自身的呼吸消耗以及分解者的呼吸作用。特殊途径：动植物遗体形成煤炭、石油

5、等，经过燃烧放出热能。小贴士同化量和摄入量的比较同化量为每一营养级通过摄食并转化成自身有机物的能量，摄入量是消费者摄入的能量，同化量=摄入量一粪便量。消费者产生的粪便中 的能量属于上一营养级。【归纳提炼】某营养级（消费者）的能量变化理解简图长t蹩左【活学活用】1 .结合探究点一中3的生态系统能量流动示意图判断：（1）当狼吃掉一只兔子时，就获得了兔子的全部能量（）（2）初级消费者的粪便量属于第二营养级能量（）同化量丰用于生长发育和繁殖的能量( )(4)呼吸作用所产生的能量都是以热能的形式散失()分解者的分解作用也是通过呼吸作用完成的()能量a=e + b+l()箭头a代表生产者的同化量，方框代表

6、初级消费者的摄入量()(8)生态系统中的能量流动和转化不遵循能量守恒定律，总量越来越少() (9)流经该生态系统的能量能够重新再回到这个生态系统，被重复利用() 答案(1)X (2) X (3) V (4)X (5) V (6) V (7) X (8) X (9) X 解析(1)狼排出粪便中的能量属于兔子，未被狼获得。(2)初级消费者的粪便量属于第 一营养级的能量。(4)呼吸作用所产生的能量一部分储存在ATP中，其余以热能的形式 散失。(7)方框代表初级消费者的同化量。(8)生态系统中的能量流动和转化遵循能量 守恒定律。(9)能量流动的特点是单向流动、逐级递减的，不能重复利用。探究点二能量流动

7、的特点及相关计算美国生态学家林德曼对一个结构相对简单的天然湖泊一赛达伯格湖的能量流动进行了定 量分析，得出了如图所示的数据单位：J/(cm2-a),请完成以下分析：2 .由图得知(1)经过长期的自然选择，食物链中各营养级的顺序是不可逆转的。(2)各营养级的能量总是趋向于以呼吸作用产生热能而散失掉,无法再利用。因此，能量流动的方向是单向的,只能从上一个营养级流向上一个营养级，不可逆转, 也不能循环流动。3 .能量传递效率计算公式为：相邻两个营养级的传递效率=心篁鬻售X100*, 上一营养级同化里请将图中各营养级的“输入”能量和“输出”到下一个营养级的能量整理出来填在表格 中，并计算相邻营养级之间

8、的传递效率。J/(cm2-a)输入输出到下一营养级传递效率第一营养级（生产者）464.662.813. 5%第二营养级（植食性动物）62.812.620.1 %第三营养级（肉食性动物）12.63.由2中数据可以看出（1）各营养级的生物都会因呼吸作用而消耗掉相当大一部分能量。（2）各营养级的生物中总有一部分能量未被下一营养级的生物所利用。（3）还有少部分能量随着残枝败叶或遗体等直接传递给了分解者。因此，输入各营养级的能量不可能百分之百地流入下一营养级，能量在沿食物链流动过 程中是逐级递减的。4.由2中传递效率可以看出，能量在相邻两营养级间的传递效率大约是幽二?皿。若将 单位时间内各营养级所得到的

9、能量、每个营养级有机体的数量及单位空间内各营养级的 生物量数值绘制成金字塔，如下面图表所示。能量金字塔数量金字塔生物量金字塔特点 呈正金字塔形通常为正金字塔形， 有时会出现倒金字塔 形，如成千上万的昆 虫以一株树为生一般呈正金字塔形， 有时会出现倒金字塔 形，如某一时间浮游 植物的生物量（用质 量来表示）可能低于 浮游动物的生物量1游物 浮植浮动游物据图分析，一条食物链中一般不超过45个营养级的原因：生态系统中能量流动的传 递效率一般是10%20%,营养级越多，能量的消耗就越多，所剩能量往往不能维持一 个新的营养级。5 ,下图是某一食物网的示意图:(1)如果A增重100千克，C最多增重生千克。

10、C最少增重压”千克。(2)如果C增重1千克，至少需消耗A臣千克。最多需消耗A1J900千克。(3)如果C从B、F中获得的能量比为3 ： 1, C增重1千克，则最少需要消耗A175千克。小贴士 (1)“未利用”能量如：多年生植物上一年自身生长发育的净积累量；未来得及分解，被埋藏在地下形成的煤炭、石油等能量。(2)能量传递效率是指相邻两营养级间，而不是种群，更不是个体。(3) 一般来说，在以低营养级生物为主的生态系统中，传递效率可以低于10%；仅在 特殊条件下，某传递效率有可能高于20%,时间过长将导致生态系统被破坏。(4)能量传递效率相关计算中，有时用生物量质量等来代表生物所含有的能量。【归纳提

11、炼】能量流动的极值计算(1)能量在食物链中传递的计算在一条食物链中若某一营养级的总能量为n,则最多传到下一营养级的能量为0. 2n, 最少为0. 1n。在一条食物链中，某一营养级的能量为n,需要前一营养级的能量至少为n：20%=5n, 最多为 n + 10$=10n。(2)能量在食物网中传递的计算，设食物链ATBTCTDTE,分情况讨论情景设置提出的问题计算思路计算公式E营养级净增重Y至少需要A营养级 多少传递效率取20%XX (20%)4=Y至多需要A营养级多少传递效率取10%XX (10%)4=YA营养级 净增重XE营养级最多增重多少传递效率取20%XX (20%)4=YE营养级至少增重

12、多少传递效率取10%XX (10%)4=Y(3)在已知高营养级求需要低营养级最值时，若高营养级有多种食物来源，要注意高营 养级食物来源有没有具体分配，若有就不能选最短或最长的食物链，而要按分配情况逐 一计算，然后相加。【活学活用】2.如图为某生态系统中能量流动图解部分示意图，各代表一定的能量值，下列各项中正确的是()A.表示流经该生态系统内部的总能量B. 一般情况下，次级消费者增加1 kg,生产者至少增加100 kgC.生物与生物之间的捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性D.从能量关系看+问题导析(1)生产者固定的太阳能的总量是流经该生态系统的总能量,所以不表示(表示、不表示)流经该生

13、态系统内部的总能量。(2)次级消费者增加1千克，求生产者至少增加多少千克，传递效率应取出。(3)图中次级消费者的能量去路还可能有通过次级消费者呼吸作用散失的热能、未利用 能量,所以与+的大小关系为)+。答案C解析仅仅是流经该生态系统内部总能量的一部分；次级消费者增加1 kg,生产者 至少增加25 kg；从能量关系上看，)+。探究点三研究能量流动的实践意义某市在落实“禁烧秸秆”工作的过程中，化“堵”为“疏二引导农民设计建立了如下 生态系统模式图，阅读教材思考如下问题：1 .相比农作物秸秆直接燃烧，上述生态系统实现了农作物中能量的多级利用，提高了能量 利用率。这说明：研究生态系统的能量流动，可以帮

14、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 .有人说：“由于上述生态系统是人工设计，所以其中营养级之间能量的传递效率可由人 类任意控制J你认为对吗？答案不对。3 .在上述生态系统中，人们为提高农作物的产量，要经常到田间除草、灭虫、灭鼠。这样 做的目的是合理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。小贴士能量传递效率与能量利用效率的比较(D能量传递效率：计算公式为：能量传递效率= 下一营养级同化量/上一营养级同 化量 X100%,能量在相邻两个营养级之间的传递效率约为10%20%。(2)能量利用效率：流入最高营养级的能量占生产者能量的比值。在一个

15、生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多，因此食物链越短，能量利用效率越西0【归纳提炼】根据生态系统的能量流动规律，在实际生产生活中借鉴以下措施(1)尽量缩短食物链。(2)充分利用生产者。(3)充分利用分解者，如利用秸秆培肓食用菌、利用植物残体生产沼气等。【活学活用】3.在社会主义新农村建设中，四川某地通过新建沼气池和植树造林，构建了新型农业生态 系统(如图所示)。请判断下列说法的正误：沼渣、沼液作吧料农作物家禽、家有林地沼气池粪便该生态系统中，处于第二营养级的生物有人和家禽、家畜 ()该生态系统中，人的作用非常关键，植物是主要成分()该生态系统的建立，提高了各营养级间的能量传

16、递效率()(4)微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量()多途径利用农作物可提高该系统的能量利用率()(6)沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用()沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者()沼气可以用来作燃料或者取暖，是“低碳经济，低碳生活”很好的体现()答案 J (2) V (3) X (4) J (5) J (6)X (7) V (8) V解析能量只能单向流动，逐级递减。在食物网相邻营养级之间传递效率并没有改变, 改变的只是能量利用率。课堂小结设计工W 农业,使 能量得到 多级利用态能的使续流类的 生中动，持他人益 整统流系量效对方分 调系隹关能高向国郤意 义生产者固定的脂量生态

17、系统的能量流垃检费学习效果体验成功快乐自我检测区1.根据生态学的原理，要使能量流经食物链的总消耗最少，人们应采取哪一种食物结构（）A.以家禽的蛋类为主B.以淡水养殖的鱼、虾为主C.以谷物和植物蛋白为主D.以鸡、猪等家禽、家畜的肉类为主答案C解析 根据能量流动逐级递减的原理，食物链越长，流经食物链的总能量损失越多。由 此可知，以植物性产品为食的生物与植物（生产者）组成的共有两个营养级的食物链最短, 能量在此种食物链流动时损失最少。2 .如图食物网中的华南虎体重每增加1 kg,至少需要消耗植物（）植物b斑羚）华南虎A. 10 kgB. 25 kgC. 50 kgD. 100 kg答案B解析 解本题

18、的关键有二：一是理解“至少”的含义，应按照能量传递效率20、计算； 二是对图的理解，即图中的斑羚和野猪无需分开计算。华南虎体重增加1 kg,则至少 需要消耗初级消费者（斑羚和野猪）5 kg,需要消耗生产者（植物）至少为25 kgo3 .“草t兔子T狐狸t狼”为某草原上的一条食物链，下列关于该食物链的说法中，正确 的是（）A.该食物链中兔子是初级消费者、第一营养级B.兔子产生的粪便不属于兔子的同化量，而是草固定的能量的一部分C.根据能量金字塔可知，处于塔尖的狼，其个体体内的能量少于兔子个体体内的能量D.狐狸捕食一只兔子，则该兔子体内的能量全部流向狐狸答案B解析 生产者是第一营养级；兔子的粪便不属于兔子的同化量；能量金字塔描述的是 营养级之间的能量关系，不能简单等同于单个个体。4.下图是对某湖泊的能量考查结果单位：千焦/（厘米？ 年川，请据图回答：流经该生态系统的总能量主要是指,有千焦/ （厘米2 年）。能量从第