201x-201x学年高中生物 第4章 光合作用和细胞呼 4.2.1 生态系统中的能量流动 苏教版必修1

第四章第二节生态系统的稳态第1课时生态系统中的能量流动目标导读

1.结合教材P101图4－12，概述能量流动的概念，描述能量在

生态系统中的流动过程。2.结合教材P100“积极思维”，分析总结能量流动的特点。3.结合生态农业实例，阐明研究能量流动的意义。重难点击

能量流动的过程和特点。课堂导入方式一：请大家做一个快乐竞猜游戏。假设你像鲁滨逊那样流落在不毛的荒岛上，只有15kg玉米和一只母鸡可以食用，那么使自己活的最长的办法是：

1.先吃鸡，然后吃玉米。2.先吃玉米，同时用部分玉米喂鸡，吃鸡生产的蛋，最后再吃鸡。学生：每组学生各选一名代表，做出选择。(绝大部分学生选择的是2)教师：真理往往掌握在少数人手里。我们共同来看看鲁滨逊的选择是——先吃鸡，后吃玉米。但母鸡提出抗议。教师：对于母鸡的抗议，我们是可以理解的。我们必须给母鸡一个合理的解释，消除母鸡的不满情绪，这就得用到我们这节课的内容“生态系统中的能量流动”。方式二播放影片：非洲草原上鹰捕食兔子的过程。提问：刚才这部短片的主角是谁？(过渡)对了，兔、鹰，不要忘了还有小草，在非洲大草原上主要的生产者就是小草，草原上几乎所有的动物都是由小草养活的，没有小草，也就不会有兔子和鹰了。现在小草有问题要问了：1.我们的能量来自哪里？2.照射在草地上的太阳能都被我们吸收了吗？3.我们吸收了太阳能后，这些能量有哪些去向？总结：导入生态系统中的能量流动。一、能量流动的概念和过程当堂检测二、能量流动的特点和意义内容索引一、能量流动的概念和过程1.能量流动的概念：是指生态系统中能量的

、

、

和

的过程。2.能量流经第一营养级的过程(1)输入：生产者通过

把太阳能转化为化学能，固定在光合作用制造的有机物中。(2)能量去向①在生产者的呼吸作用中以

形式散失。②随着枯枝落叶等被

分解而释放出来。③被初级消费者取食同化，流入

营养级。输入知识梳理传递转化散失光合作用热能分解者第二3.能量流经第二营养级的过程(1)输入：通过

获得。(2)能量去向①通过

以

形式散失。②随遗体、排泄物流向

。③被

取食同化，流入下一营养级。取食生产者呼吸作用热能分解者次级消费者4.能量在某个生态系统中流动过程图解初级呼吸作用生产者呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用次级三级分解者_____能量流动是指能量的输入、传递、转化和散失的过程。结合下图完成以下探究。问题探究1.能量的输入(1)起点：

。(2)流入生态系统的总能量：

。(3)输入方式：几乎所有的生态系统，光能都是通过

转化为

。生产者的光合作用生产者的光合作用生产者所固定的太阳能总量有机物中的化学能2.能量的传递(1)传递途径：

。(2)传递形式：

。食物链和食物网有机物中的化学能3.传递的过程(1)每个营养级生物同化的能量一部分用于__________，另一部分________________。(2)每个营养级生物的能量一部分传递给______________。(3)每个营养级生物的遗体、粪便、枯枝败叶中的能量传递给_______。(4)未利用能量。下一个营养级

生命活动

以热能形式散失分解者(1)消费者摄入能量(a)＝消费者

＋粪便中能量(c)，即动物粪便中能量不属于该营养级同化能量，应为上一个营养级固定或同化能量。4.以初级消费者为例分析能量的去向同化能量(b)(2)消费者同化能量(b)＝______________________＋_______________________________。(3)生长、发育和繁殖的能量(e)＝____________________＋_________________________＋未被利用的能量(j)。

呼吸作用消耗的能量(d)用于生长、发育和繁殖的能量(e)

分解者利用的能量(f)下一营养级摄入的能量(i)5.能量的散失(1)形式：

。(2)主要过程：

。热能呼吸作用活学活用1.下图为某生态系统的能量流动简图，下列叙述错误的是答案解析A.甲是生产者，乙是消费者B.该生态系统是一个开放的系统C.太阳光能通过光合作用固定并进入生态系统，可以热能形式输出D.甲、乙和分解者所储存的能量之和是输入该生态系统的总能量由图可知，甲能够固定太阳能，则甲为生产者，乙从甲获取能量，则乙为消费者。太阳光能通过光合作用固定并进入生态系统，经过生产者、消费者和分解者的呼吸作用后有一部分以热能的形式散失，因此生态系统需要不断从外界获得能量的同时又不断将能量扩散到外界。输入该生态系统的总能量是生产者甲固定的太阳能总量。2.下图为生态系统中能量流动的部分示意图，①②③④⑤各代表一定的能量值。下列各项中正确的是答案A.在人工饲养的高密度鱼塘中⑤肯定大于①B.④中包含了次级消费者粪便中的能量C.在食物链中各营养级获得能量的方式及能量的用途完全相同D.②>③＋④能量的输入生产者的同化量能量的输出各生物成分的呼吸量生态系统所需能量的根本来源几乎都是来自太阳能流经某生态系统的总能量生产者所固定的太阳能总量(生产者的同化量)消费者的同化量摄入量－粪便量同化量的去路(某营养级能量的去路)呼吸消耗量＋用于生长、发育和繁殖的能量＝呼吸消耗量＋流入下一营养级的能量＋被分解者利用的能量生态系统的能量流动题后归纳二、能量流动的特点和意义1.能量流动的特点单向流动逆转知识梳理10%~20%逐级递减循环越多逐级减少4~5(2)一般生态系统中能量传递效率大约为

。2.能量金字塔：将单位时间内各个

所得到的

数值，由低到高绘制成图，可形成一个金字塔图形。3.能量传递效率(1)计算公式营养级能量10%～20%4.研究能量流动的实践意义(1)帮助人们科学规划、设计

，使能量得到

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

的部分。人工生态系统最有效对人类最有益1.美国生态学家林德曼对一个结构相对简单的天然湖泊——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)]：问题探究(1)据图分析①图中生产者

(能、不能)捕食肉食性动物来完成能量的循环。②呼吸作用散失的能量

(能、不能)再被生产者利用来合成有机物。③能量流动的第一个特点是

。不能不能单向传递项目输入输出到下一营养级传递效率第一营养级(生产者)464.662.8______第二营养级(植食性动物)62.812.6______(2)依图完成表中内容并分析13.5%20.1%①可以看出，能量在相邻两营养级间的传递效率大约为____________。②能量流动的第二个特点是_________。10%～20%逐级递减2.从能量角度分析，为什么猪肉一般比蔬菜和粮食的价格要高一些？答案蔬菜和粮食作物属于生产者，是第一营养级，猪属于初级消费者，是第二营养级，由于能量传递效率只有10%～20%，所以要获得相同质量的猪肉，需要消耗5倍至10倍的粮食或蔬菜，因此猪肉一般比蔬菜和粮食的价格高。3.人们在研究能量流动时，将秸秆作为牲畜饲料，粪便进入沼气池，生产燃料。此过程提高能量的传递效率了吗？答案没有。以上过程提高了能量的利用率，即人类充分利用了流向分解者的能量，实现了对能量的多级利用，减少了环境污染。但没有提高能量在不同营养级之间的传递效率。活学活用3.下图为生态系统中能量流动图解部分示意图，①②③④各代表一定的能量值，下列叙述中错误的是答案解析A.生态系统中能量流动具有单向性主要是因为食物链中生物之间吃与被吃的

关系不可逆转B.一般情况下，能量在相邻的两个营养级之间的传递效率大约是10%～20%C.①表示流经此生态系统的总能量D.从能量关系看②＞③＋④食物链中的捕食关系是长期自然选择形成的，不可逆转，因此生态系统中能量流动具有单向性；一般情况下能量在相邻两个营养级之间的传递效率大约是10%～20%；流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，即流入生产者的总能量；一个营养级的能量都可以包括三部分：流向下一营养级、流向分解者、自身呼吸作用所消耗。一题多变(1)上题中，若三级消费者为最高营养级，则三级消费者的能量流动途径是_______________________________。(2)除了图中所示，第二营养级同化的能量还有一部分______________________________。(3)从图中可以总结出能量流动的特点是_________、__________。(4)人类对生态系统的能量流动进行调查研究，其意义是__________________________________________________________________________________。流向分解者、自身呼吸作用所消耗

在细胞呼吸中以热能的形式散失单向流动

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逐级递减4.如果一个人的食物有

来自绿色植物，

来自小型肉食动物，

来自羊肉，那么该人每增加1千克体重，至少消耗植物A.10千克 B.40千克

C.100千克 D.280千克答案解析由题意可知，人的能量来源于三条食物链，分别是：①植物→人，②植物→羊→人，③植物→植食性动物→肉食性动物→人。设通过①②③三条食物链消耗的植物分别为a、b、c，方法链接(1)获能量最多选最短食物链按×20%计算知低营养级求高营养级获能量最少选最长食物链按×10%计算(2)需最多能量选最长食物链按÷10%计算知高营养级求低营养级需最少能量选最短食物链按÷20%计算课堂小结能量流动生产者固定食物链和食物网单向流动、逐级递减热能热能____________当堂检测23451.生态系统的能量流动是指①能量输入②能量传递③能量储存④能量转化⑤能量散失A.①②③④ B.①②④C.①②④⑤ D.①②③⑤√生态系统的能量流动是指生态系统中的能量输入、传递、转化和散失的过程。答案解析12.在由草、兔、狐组成的一条食物链中，兔经同化作用所获得的能量，其去向不应该包括A.通过兔的呼吸作用释放的能量B.通过兔的粪便流入到分解者体内的能量C.通过狐的粪便流入到分解者体内的能量D.流入到狐体内的能量√答案解析2345123451兔经同化作用所获得的能量，有2条去路：一是通过呼吸作用以热能的形式释放；二是用于兔自身的生长、发育和繁殖，然后被下一个营养级即狐摄入和被分解者分解利用，但应注意的是狐摄入后，未被消化的以粪便形式排出的部分，是属于兔的能量，而不是狐的能量。兔的粪便中的能量应属于生产者的能量。A.生态系统的能量流动是循环进行的B.能量在沿食物链流动时逐级递减C.次级消费者属于第二营养级D.图中①代表呼吸作用所消耗的能量3.右图为生态系统能量流动的部分图解，①代表一定的能量值。下列相关叙述中，正确的是23451√答案解析生态系统中的能量是单向流动、逐级递减的；次级消费者属于第三营养级；图中①代表生产者流向分解者的能量。4.若使农业生态系统朝着对人类最有益的方向发展，下列做法中不正确的是A.由人类决定种养生物的种类B.由人类进行播种、施肥C.经常进行锄草、松土、治虫等田间管理D.延长食物链、提高能量传递效率23451√答案(1)图1食物网中___条食物链，猫头鹰占有__个营养级。如果猫头鹰的体重每增加1kg，则至少需要草___kg，至多