高中生物 第4章 第2节 生态系统稳态的维持 第1课时 生态系统中的能量流动学案 苏教版必修3

-------------------------天才是百分之一的灵感加百分之九十九的勤奋------------------------------ 金戈铁制卷 第1课时 生态系统中的能量流动 学习目标 知识概览(教师用书独具)

1.概述能量流动的概念，描述能量在生态系统中的流动过程。(重点) 2.分析总结能量流动的特点。(重难点) 3.阐明研究能量流动的意义。

[自 主 预 习·探 新 知] 1．能量流动的概念和过程 (1)概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。 (2)过程图解

(3)能量来源：太阳能。 (4)总能量：生产者固定的太阳能总量。 (5)渠道：食物链和食物网。 2．能量流动的特点及研究意义 (1)能量流动的特点 ①单向流动：指生态系统的能量只能从第一营养级流向第二营养级，再流向第三营养级……能量流动不可逆转，也不能循环。 ②逐级递减：指能量在沿食物链传递的过程中，每一个营养级的生物在代谢中都会消耗很多的能量，结果流向下一个营养级的能量逐级减少。 ③传递效率 ⅰ 能量在相邻两个营养级之间的传递效率平均只有10%－20%。 ⅱ 生态系统的能量流动规律可用“能量金字塔”表示。从能量金字塔可以看出，一个生态系统的营养级越多，在能量流动过程中散失的热能就越多。 ⅲ 生态系统的能量流动一般不超过4～5个营养级。 (2)研究意义：在农业生产中推广生态农业，研究生态系统能量流动的规律，是为了使能量被多效利用，大大提高能量的利用率，还可以合理调整生态系统中的能量流动关系，使能量流向对人类最有益的部分。 [基础自测] -------------------------天才是百分之一的灵感加百分之九十九的勤奋------------------------------ 金戈铁制卷 1．判断对错 (1)能量通过光合作用和化能合成作用输入生态系统，通过呼吸作用输出生态系统。 (2)流经第二营养级的总能量指次级消费者摄入到体内的能量。 (×) 提示：第二营养级是指初级消费者，因此流经第二营养级的总能量是指被第二营养级所同化的能量，而不是被次级消费者摄入到体内的能量。 (3)能量在生态系统的食物链中是以热能的形式流动的。 (×) 提示：是以有机物中化学能形式流动的。 (4)研究能量流动，可调整能量流动关系，使生产者固定的能量全部流向人类。 提示：由于在各营养级中都会有生物的细胞呼吸存在，通过细胞呼吸，部分能量会以热能的形式散失，因此研究能量流动，可调整能量流动关系，使生产者固定的能量尽可能多地流向对人类最有益的部分，但是做不到全部流向人类。 [合 作 探 究·攻 重 难] 能量流动的概念与过程 [思考交流] 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。

1．某一营养级的生物是指生物个体还是指某个种群？ 提示：某一营养级的生物代表处于该营养级的所有生物，不代表生物个体也不是某个种群。 2．生物的现存量与同化量的含义一样吗？二者有什么关系？ 提示：不一样。生物的现存量＝同化量－呼吸量－被分解者分解的遗体残骸中所含能量。 3．初级消费者流向分解者的能量包含初级消费者粪便中的能量吗？ 提示：不包含。初级消费者粪便中的能量不属于其同化量。 4．如何分析某个营养级的能量去向？输入到某个营养级的能量的去向都相似吗？ 提示：某个营养级的能量去路一般有：①该营养级生物呼吸消耗。②流入到下一个营养级的生物中。③以动植物遗体、残枝落叶等形式被分解者分解利用。其中，输入顶级营养级的能量的去向只有2个，即：①该营养级生物呼吸消耗；②被分解者分解利用。 [归纳总结] 1．能量流动过程分析 起点 生产者 -------------------------天才是百分之一的灵感加百分之九十九的勤奋------------------------------ 金戈铁制卷 源头 太阳能或氧化 无机物产生的化学能

能量输入 生理过程 光合作用或化能合成作用 总能量 生产者固定的能量

传递形式 光能或氧化无机物产生的化学能→有机物中的化学能

能量的传递 传递渠道 食物链和食物网 传递形式 有机物中的化学能

能量的散失 生理过程 生产者、消费者和分解者的呼吸作用 形式 热能 2．能量流动过程图解 (1)模式图(以第二营养级为例)。

(2)分析模式图。 ①动物同化的能量＝摄入量－粪便中有机物的能量，即第二营养级粪便中的能量不属于第二营养级同化的能量，而是属于第一营养级同化的能量。 ②每一营养级同化的能量分为两部分，一部分在自身的呼吸作用中以热能的形式散失了，另一部分则用于自身的生长、发育和繁殖等生命活动。 ③用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量主要包括未利用部分、流向分解者部分、流向下一营养级部分。 ④未利用部分是指存在于某营养级活体中的能量，既未被自身呼吸消耗，也未传给下一营养级、未被分解者利用。 特别提醒：摄入量、同化量和粪便量的关系

[典例通关] -------------------------天才是百分之一的灵感加百分之九十九的勤奋------------------------------

金戈铁制卷 如图为草原生态系统的能量流动图解模型，A、B、C分别表示流入各营养级生物的能量，D、E、F分别表示各营养级生物用于生长、发育和繁殖的能量，G、H、I分别表示草、兔子、狼呼吸作用消耗的能量，J、K、L分别表示流入分解者的能量。下列说法中，正确的是( )

A．图中A＝D，B＝E，C＝F B．K中能量包括兔子尸体及狼粪便中的能量 C．食物链中能量最少的是分解者所处的营养级 D．第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是E/D 【技巧点拨】 (1)明确每个营养级的能量来源和去向；(2)明确能量传递效率的含义。 B [由图可知，A＝G＋D；B＝E＋H；C＝F＋I，A错误；狼的粪便中的能量未被狼吸收，即不属于C中的能量，故兔流入分解者的能量包括兔子尸体及狼粪便中的能量，B正确；分解者不属于食物链中的营养级，C错误；第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是B/A，D错误。] [活学活用] 1．有关生态系统能量流动的叙述中，错误的是( ) 【导学号：85732174】 A．生态系统中所接收的全部太阳能是流经这个生态系统的总能量 B．生态系统中的能量是沿着食物链和食物网流动的 C．能量流动的特点是单向的、不循环的 D．能量流动是逐级递减的，传递效率大约是10%～20% A [流经生态系统的总能量是生态系统中生产者所固定的全部太阳能，A错误；生态系统中能量流动的渠道是食物链和食物网，B正确；能量流动的特点是单向流动、逐级递减，C正确；相邻营养级之间能量传递效率大约是10%～20%，D正确。] 2．某草原生态系统一条食物链A→B→C中，各种群对能量的同化、利用、传递等的部分数量关系如下表。已知该草原生态系统受到的太阳辐射为150 000百万千焦，但其中149 875百万千焦的能量未被生产者固定。下列有关计算错误的是(单位：百万千焦)( )

种群 同化量 净生产量(净同化量) 呼吸消耗 传递给分解者 传递给下一营养级 未被利用的能量 A 62.5 3 15 41.5 B 14 5 0.5 2 2.5 C 2 1.4 微量(不无 -------------------------天才是百分之一的灵感加百分之九十九的勤奋------------------------------ 金戈铁制卷 计) A．流经该生态系统的总能量为125百万千焦 B．A净生产量为59.5百万千焦 C．B呼吸消耗的能量为9百万千焦 D．能量从B到C的传递效率为10.5% D [生产者固定的能量＝150 000－149 875＝125(百万千焦)，A正确。净生产量＝同化量－呼吸量＝125－65.5＝59.5(百万千焦)，B正确。B呼吸消耗的能量＝14－5＝9(百万千焦)，C正确。能量从B到C的传递效率＝2÷14×100%≈14.3%，D错误。] (1)种群C的净同化量是多少？ (2)能量从种群A到种群B的传递效率是多大？ (1)提示：C的净同化量＝2－1.4＝0.6(百万千焦)。 (2)提示：A到B的传递效率＝14÷125 ×100%＝11.2%。 能量流动的特点和意义 [思考交流] 1．从能量流动角度分析，为什么猪肉的价格一般比蔬菜和粮食的价格更高一些？ 提示：蔬菜和粮食属于生产者，是第一营养级，猪属于初级消费者，是第二营养级，而能量传递效率只有10%～20%，所以要获得相同质量的猪肉，要消耗5～10倍的蔬菜和粮食。因此猪肉的价格一般比蔬菜和粮食高。 2．下图为某城市生态系统能量金字塔，为什么呈倒置状况也能维持生态系统的正常运转？

提示：因为城市生态系统的能量基本是靠外部输入，所以其自身初级营养级能量很低，而次级营养级因为人口众多的缘故能量很高，从而能量体现出倒金字塔。 3．有人说：“其中营养级之间能量的传递效率可由人类任意控制。”你认为对吗？ 提示：不对。通过人工设计可以把本应该流向分解者的能量，重新被人类利用，从而提高了能量的利用效率，而没有改变能量的传递效率。 4．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？ 提示：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。 [归纳总结] 1．能量流动特点及原因分析