2022-2023学年人教版（2019）选择性必修二 3.2 生态系统的能量流动 学案

第2节生态系统的能量流动学习目标：1.分析生态系统中的物质在生物群落与无机环境之间不断循环、能量在生物群落中单向流动并逐级递减的规律。2.举例说明利用物质循环和能量流动规律,人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。3.解释生态金字塔表征了食物网各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系。学习内容：一、能量流动的概念和过程能量来源:输入生物:主要方式:光合作用能量转化能量来源:输入生物:主要方式:光合作用能量转化:光能→能量输入2.3．能量流经第一营养级的过程(1)能量的输入：生产者通过将太阳能转化为化学能，固定在有机物中。(2)能量的输出：①在生产者的中以热能形式散失。②用于生产者的等生命活动，储存在植物体的有机物中。a.一部分随着残枝败叶等被分解而释放出来；b.另一部分则被初级消费者摄入体内，流入营养级。(3)能量在第一营养级内部流动图解:4.能量流经第二营养级的过程(1)能量的输入：通过摄食获得(2)能量的去向：①呼吸作用以的形式散失；②以遗体残骸的形式被分解利用；③流向。(3)能量流经第二营养级的过程图解摄入量指植食性动物取食的总量，即食物总量；同化量是指动物经过消化和吸收后转化为自身的能量。①消费者摄入能量(a)=+,即动物粪便中的能量不属于该营养级同化的能量，应为固定或同化的能量。②初级消费者同化能量(b)=+。③用于生长、发育和繁殖的能量(e)=++。④消费者同化能量为b==。3.生态系统能量流动的示意图(1)据图分析，流入各营养级(最高营养级除外)的能量的去路：①通过自身呼吸作用以形式散失。②流入。③被分解利用。(2)初级消费者粪便中的能量属于流向分解者的一部分。(3)或代表初级消费者的同化量。(4)或代表初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量。(5)生态系统中的能量流动和转化(是不是)遵循能量守恒定律。(6)流经生态系统的能量(能不能)再回到这个生态系统中来。4.如图所示的能量流动图解(W1为生产者固定的太阳能)(1)流经该生态系统的总能量可表示为。(2)生产者固定的总能量可表示为或。(3)A1、B1、C1、D1可分别表示、、、。(4)用于生产者生长、发育、繁殖的能量可表示为或。(5)第一营养级的同化量可表示为或，第二营养级的同化量可表示为或。二、能量流动的特点1.特点(1)：沿食物链由低营养级流向高营养级，不可，也不能流动。(2)：能量在沿食物链流动的过程中逐级减少；营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多，生态系统中的能量流动一般不超过个营养级。2．能量不会百分之百地流入下一个营养级的原因：流入某一营养级的能量除了流入下一营养级的之外，还有：(1)；(2)；(3)。3．能量传递效率的计算(1)计算公式能量传递效率＝×100%。(2)一般生态系统中相邻两个营养级间的能量传递效率为。4．生态系统维持正常功能的条件任何生态系统都需要不断得到来自的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。如人工鱼塘需要投喂饲料，此时流入鱼塘生态系统的总能量为生产者固定的太阳能＋人工投入的有机物中的化学能。三、生态金字塔1．生态金字塔包括：、、。2．能量金字塔(1)概念：如果将单位时间内各营养级所得到的数值转换为相应面积(或体积)的图形，并将图形按照营养级的次序排列，可形成一个金字塔图形，叫作能量金字塔。(2)特点：通常呈的金字塔形。(1)图中A、B、C、D每层代表。(2)最底层A代表营养级，以此类推，由低到高。(3)由于能量的逐级递减,能量金字塔往往是的。3．生物量金字塔(1)概念：如果用同样的方法表示各个营养级(每个营养级所容纳的有机物的总干重)之间的关系，就形成生物量金字塔。(2)特点：大多也是的金字塔形。4．数量金字塔(1)概念：如果表示各个营养级的生物比值关系，就形成数量金字塔。(2)特点：一般呈上窄下宽的金字塔形，但不同生态系统,金字塔的形状会有差异。也可呈上宽下窄的金字塔形，例如草原中草比鼠多，鼠比鼬多；但森林中却出现了一棵大树上存在许多昆虫的现象。5.比较三种类型的生态金字塔项目能量金字塔生物量金字塔数量金字塔形状每一层含义单位时间内，食物链中每一营养级生物所同化的能量的多少单位时间内，每一营养级生物所容纳的有机物的总干重每一营养级生物个体的数目特点天然生态系统一定为上窄下宽的金字塔形一般为上窄下宽的金字塔形一般为上窄下宽的金字塔形象征意义能量在流动过程中总是逐级生物量(有机物的总干重)随食物链中营养级的升高而逐级在食物链中随营养级升高而逐级特殊形状某些人工生态系统(如人工鱼塘)可呈现倒置状况海洋生态系统中，浮游植物个体小，寿命短，又会不断被捕食，所以某一时间浮游植物的生物量可能低于浮游动物生物量如果消费者个体小而生产者个体大，就会呈现倒金字塔形，如昆虫和树四、研究能量流动的实践意义1．意义(1)可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的。例如农田生态系统中的间种套作、蔬菜大棚中的多层育苗、稻—萍—蛙等立体农业。(2)可以帮助人们科学地规划和设计，使能量得到。例如“桑基鱼塘”等生态农业实现了对能量的多级利用，从而大大提高了。(3)还可以帮助人们合理地生态系统中的能量流动关系，使能量。例如，合理确定草场载畜量、麦田除草、农田捉虫等。2.能量传递效率与能量利用率的比较(1)能量传递效率：能量在沿食物链流动的过程中，逐级递减，若以“营养级”为单位，能量在相邻两个营养级之间的传递效率为。(2)能量利用率：流入人类或食物链最高营养级的能量占生产者所固定的能量的比值。在一个生态系统中，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，一般能量利用率越。答案一、1．输入、传递、转化和散失的过程。2.太阳光能生产者化学能3．(1)光合作用(2)①呼吸作用②生长、发育和繁殖a.分解者b.第二(3)呼吸作用植物遗体、残枝败叶被分解者分解4.(1)生产者(2)①热能②分解者③下一营养级(3)①消费者同化能量(b)+粪便中能量(c)上一个营养级②初呼吸消耗能量(d)+该营养级用于生长、发育和繁殖的能量(e)③分解者分解利用的能量(f)+下一营养级同化能量(i)+未被利用能量(j)④消b=d+e=d+(f+i+j)3.(1)①热能②下一个营养级③分解者(2)生产者(3)①或②＋③＋④(4)①－③或②＋④(5)是(6)不能4.(1)W1(2)W1或A1+B1+C1+D1(3)呼吸作用以热量散失的能量、现存在生物体内的能量、流向分解者的能量、流入下一营养级的能量(4)B1+C1+D1或W1-A1(5)W1或A1+B1+C1+D1D1或A2+B2+C2+D2。二、1.(1)单向流动逆转循环(2)逐级递减五2．(1)一部分通过该营养级的呼吸作用散失；(2)一部分作为排遗物、遗体或残枝败叶被分解者利用；(3)一部分未被利用。3．(1)eq