生态系统能量流动学案.doc

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1、命制：李宁丽校对：张红审核：王妍第五章 第2节生态系统的能量流动 【学习目标】1.结合概念图，理解能量在生态系统中的流动过程，并说出能量流动的概念。 2.结合教材95页图58，通过数据分析总结能量流动特点。 3.结合实例，概述研究能量流动的意义。【学习重点】能量流动的过程和特点。【学习难点】能量流动的过程和特点。【知识回忆】1.生态系统的组成成分包括 、 、 、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 。生态系统的主要功能是 和 ，就是沿着此渠道进行的。3.光合作用是指绿色植物通过 ，利用 ，把二氧化碳和水转化成储存着 的有机物，并且释放出 的过程。

2、4.化能合成作用：少数种类的细菌能够利用体外环境中的 氧化时所释放的能量来制造有机物。5.在“草兔狼”这条食物链中，兔属于第 营养级， 消费者；兔生命活动需要的能量来自于 。【自主学习】探究点一能量流动的过程如果是你被困荒岛，要维持更长时间等待救援，要获得更多能量，究竟要采用哪种生存策略呢？请先分析一下玉米和鸡的能量流动过程。1.观察玉米的能量去向，分析：(1)A是通过 作用完成的，该过程使 能转化成 能，以 的形式储存在玉米体内。(2)B通过 作用为生长发育提供能量，这个过程产生的能量大部分以 能的形式散失掉了。(3)C过程中，枯枝落叶中的有机物被 分解为无机物，能量被释放。(4)D是指部分

3、能量被鸡通过 摄入体内，最终同化为自身的能量。(5)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。能量流动是指生态系统中能量的 、 、 和 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3.结合1、2，能量流动的过程可以概括为下图，请据图分析：(1)能量的输入源头： 能或氧化无机物产生的 能。相关生理过程： 作用或 作用。能量转换形式： 能或氧化无机物产生的 能有机物中的 能。输入总量： 。(2)能量的传递 传递途径： 。传递形式： 。(3)能量的散失形式： 能。过程：有机物经 ，释放的能量以 能形式散失。特殊途径：动植物遗体形成煤炭、石油等，经过 放

4、出热能。小贴士摄入量同化量粪便量，粪便中的能量属于前一营养级。【归纳提炼】某营养级消费者的能量变化理解简图【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()(3)同化量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()(5)分解者的分解作用也是通过呼吸作用完成的()(6)能量aebi()(7)箭头a代表生产者的同化量，方框代表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

5、生态系统，被重复利用()探究点二能量流动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/(cm2a)，请完成以下分析：1.由图得知，能量流动的方向是 ，只能从 一个营养级流向 一个营养级，不可逆转，也不能循环流动。原因是：(1)经过长期的自然选择，食物链中各 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 而散失掉，无法再利用。2. 将各营养级的能量“输入”和“输出”清单整理出来填在表格中(“输出”的能量不包括呼吸作用散失的能量)。J/(cm2a)输入输出传递效率第一营养级(生产者) 第二营养级(

6、植食性动物) 第三营养级(肉食性动物) 3. 由2中数据可以看出，输入各营养级的能量不可能百分之百流入下一营养级，能量在沿 流动过程中是 的。其原因是：(1) 。 (2) 。 (3) 。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 。利用该效率，将单位时间内各营养级所得到的能量、数量及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形状特点呈 金字塔形通常为正金字塔形，有时会出现 金字塔形一般呈 金字塔形 提示：一般情况下，也是正金字塔形。但是有时候会出现倒置的塔形。例如，在海洋生态系统中，由于生产者(浮游植物)的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物

7、吃掉，所以某一时刻调查到的浮游植物的生物量可能低于浮游动物的生物量。当然，总的来看，一年中流过浮游植物的总能量还是比流过浮游动物的要多。同理，成千上万只昆虫生活在一株大树上，该数量金字塔的塔形也会发生倒置。据图分析，一条食物链中一般不超过45个营养级的原因： 。5.右面是某一食物网的示意图：(1)如果 A增重100千克，C最多增重 千克。C最少增重 千克。(2)如果C增重1千克，至少需消耗A 千克。最多需消耗A 千克。(3)如果C从B、F中获得的能量比为31，C增重1千克，则最少需要消耗A 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

8、形成的煤炭、石油等能量等。2)能量传递效率是指相邻营养级间，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n20%5n，最多为n10%10n。(2)能量在食物网中传递的计算若一食物网

9、中，已知最高营养级增加能量为Na.求最多消耗第一营养级多少时，按最长食物链，最低传递效率计算；b.求至少消耗第一营养级多少时，按最短食物链，最高传递效率计算。若一食物网中，已知第一营养级能量为Ma.求最高营养级最多获得多少能量时，应按最短食物链，最高传递效率计算；b.求最高营养级最少获得多少能量时，应按最长食物链，最低传递效率计算。(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.如图是处于平衡状态的简单淡水生态系统，请回答：(1)含能量最多的生物类群是_，

10、流经这个生态系统的总能量是_。(2)若所有海鸟迁徙到别处，则大鱼的数目_，水藻的数目_，淡水虾数目_。(3)海鸟获得能量最多的食物链是_。海鸟每增加1千克，需消耗生产者生产的有机物至少_千克。(4)若a表示海鸟食物中甲壳类食物所占的比例，若要使海鸟的体重增加x，至少需要生产者的量为y，那么x与y的关系式可表示为：_。(5)若此生态系统中水绵大量减少，下列哪一项会随着发生()A.水藻大量增加 B.小鱼的数目增多 C.海鸟的数目增多 D.甲壳类的数目增多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”，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：(

11、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 ，提高了 。这说明：研究能量流动可帮助 ，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。”你认为对吗？(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 关系，使能量持续高效地流向 。【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，如利用秸秆培育食用菌、利用植物残体生产沼气等。【活学活用】3.在

12、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。(1)该生态系统中，处于第二营养级的生物有人和家禽、家畜()(2)该生态系统中，人的作用非常关键，植物是主要成分()(3)该生态系统的建立，提高了各营养级间的能量传递效率()(4)微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量()(5)多途径利用农作物可提高该系统的能量利用效率()(6)沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用()(7)沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者()(8)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()【课堂总结】【自我检测】1.根据生态

13、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.以禽类、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( )A.10 kg B.25 kg C.50 kg D.100 kg3.一片树林中，树、昆虫、食虫鸟的个体数比例关系如下图所示。下面能正确表示三者之间能量流动关系的是()4.甲、乙两个水池中各有一个由5个物种构成的食物网，如下图所示，且这两个水池的生态系统在没有人为干扰的情况下均达到相对平衡状态。请据图回答：(1)每个水池生态系统中有_条食物链，流经该生态系统

14、的总能量来自_所固定的太阳能。(2)假如鲫鱼的1/4食物来自绿藻，1/2来自轮虫。且该系统能量从生产者到消费者的传递效率为10%，从消费者到消费者的能量传递效率为20%。如果鲫鱼种群增加的能量为200 kJ，那么其中来自绿藻和轮虫的能量分别为_ kJ和_ kJ。5.下图表示某草原生态系统中能量流动图解，表示相关过程能量流动量。下列有关叙述正确的是 （ ） A和分别属于草和兔同化量的一部分B是流入该生态系统的总能量C图中/的比值代表草兔的能量传递效率D分解者分解动植物遗体释放出来的能量，可供绿色植物再利用 6. 如图为某一生态系统的能量金字塔，其中、分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形式

15、。下列叙述正确的是 () A是初级消费者 B为分解者 CE1为太阳能，E2为热能 D能量可在食物链中循环利用7.某地出现了较为严重的自然灾害，导致此区域的自然保护区生态环境破坏，下图为被毁的自然保护区在人为干预下恢复过程中的能量流动图(单位：103 kJm2a1)。 (1)计算可知，肉食动物需补偿输入的能量值为_。由图可知，营养级_(填“较高”或“较低”)的生物在这场灾害中受到的影响较大。(2)在人为干预下，能量在第二营养级到第三营养级之间的传递效率为_。(3)若某村落由于自然灾害在较长一段时间内不能得到外界援助，但尚可农耕及畜牧养殖，此种 状态下可以适当改变膳食结构。例如，若将(草食)动物性与植物性食物的比例由11调整为14，可供养的人口数量将是原来的_倍。(能量传递效率按10%计算，结果精确到小数点后两位数字)