2020-2021學(xué)年生物人教版必修三教案：第5章 第2節(jié)　生態(tài)系統(tǒng)的能量流動 Word版含解析

1、第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動學(xué) 習 目 標核 心 素 養(yǎng)1.識記能量流動的概念2.理解能量流動在生態(tài)系統(tǒng)中的流動過程3.掌握能量流動的特點及意義4.嘗試調(diào)查農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動情況1.通過分析生態(tài)系統(tǒng)的能量流動的過程，建立生命系統(tǒng)的物質(zhì)和能量觀2.分析能量流動過程，歸納總結(jié)能量流動特點，形成科學(xué)思維的習慣3.通過總結(jié)研究能量流動的實踐意義，形成學(xué)以致用，關(guān)注生產(chǎn)生活的態(tài)度一、能量流動的過程1概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程。2能量流經(jīng)第一營養(yǎng)級的過程(1)輸入：生產(chǎn)者通過光合作用把太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，固定在有機物中。(2)能量去向在生產(chǎn)者的呼吸作用中以熱能形式散失。隨著殘枝敗

2、葉等被分解者分解而釋放出來。被初級消費者攝食同化，流入第二營養(yǎng)級。3能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級的過程(1)輸入：通過攝食生產(chǎn)者獲得。(2)去向通過呼吸作用以熱能形式散失。隨尸體、排泄物流向分解者。被次級消費者攝食同化，流入下一營養(yǎng)級。4能量流動過程圖解(1)補充圖中標號代表的內(nèi)容甲：生產(chǎn)者；乙：初級消費者；丙：次級消費者；?。汉粑饔?；戊：分解者。(2)據(jù)圖總結(jié)流入每一營養(yǎng)級的能量最終去向：通過自身呼吸作用以熱能形式散失。被下一營養(yǎng)級同化。被分解者分解利用。二、能量流動的特點1特點(1)單向流動：沿食物鏈由低營養(yǎng)級流向高營養(yǎng)級，不可逆轉(zhuǎn)，也不能循環(huán)流動。(2)逐級遞減：能量在沿食物鏈流動的過程中逐級減

3、少。營養(yǎng)級越多，在能量流動過程中消耗的能量就越多，生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動一般不超過45個營養(yǎng)級。2能量傳遞效率(1)能量在相鄰兩個營養(yǎng)級間的傳遞效率一般只有1020%，也就是說，在輸入某一營養(yǎng)級的能量中，只有1020%能夠流入下一營養(yǎng)級。(2)計算公式相鄰兩個營養(yǎng)級間的能量傳遞效率×100%3能量金字塔將單位時間內(nèi)各個營養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值，由低到高繪制成圖，可以形成一個金字塔圖形。三、研究能量流動的意義1幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。2幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧Ｅ袛鄬﹀e(正確的打“”，錯誤的打“&

4、#215;”)1能量通過光合作用和化能合成作用輸入生態(tài)系統(tǒng)，通過呼吸作用輸出生態(tài)系統(tǒng)。()2能量在生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈中是以熱能的形式流動的。()3生態(tài)系統(tǒng)維持正常功能需要不斷得到來自系統(tǒng)外的能量。()4生態(tài)系統(tǒng)中能量的初始來源只有太陽能。()5農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，沼渣、沼液作為肥料還田，使能量能夠循環(huán)利用。()提示：1.2×能量在生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈中是以化學(xué)能的形式流動。34×生態(tài)系統(tǒng)的能量來源主要為太陽能，也可源自某些無機物氧化分解釋放的能量，如硝化細菌、硫鐵細菌等化能自養(yǎng)型生物。5×沼液和沼渣可以為農(nóng)作物提供肥料，沼氣池發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣又能成為人類的能源物質(zhì)，實現(xiàn)了能量

5、的多級利用，而能量不能循環(huán)利用。能量流動的過程問題探究1呼倫貝爾草原上的鷹捕食兔子，存在一條食物鏈：草兔鷹。草原上生產(chǎn)者主要是草，草原上幾乎全部動物都是直接或間接由草養(yǎng)活，那么草的能量來自哪里？它的能量又是什么途徑傳遞給其他動物的？提示：草的能量來自太陽光能。傳遞途徑為食物鏈或食物網(wǎng)。2如圖表示能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級示意圖，請據(jù)圖思考下列問題：(1)攝入量(a)和糞便量(c)、初級消費者的同化量(b)之間具有怎樣的等量關(guān)系？(2)初級消費者的糞便中的能量屬于哪個營養(yǎng)級的能量？第三營養(yǎng)級的糞便中的能量呢？(3)初級消費者同化的能量又有幾個流向？提示：(1)攝入量糞便量同化量。(2)初級消費者的糞便量

6、中的能量屬于第一營養(yǎng)級的能量，第三營養(yǎng)級的糞便量中的能量屬于第二營養(yǎng)級的能量。(3)三個：自身呼吸散失、被分解者利用和流向下一營養(yǎng)級。歸納總結(jié) 流入某一營養(yǎng)級能量的來源和去路(1)能量來源(2)能量去向：流入某一營養(yǎng)級(最高營養(yǎng)級除外)的能量去向可從以下兩個角度分析：不定時(能量的最終去路)定時(某段時間內(nèi)的能量去路)1下圖為某魚塘中能量流動圖解部分示意圖，各代表一定的能量值，下列各項中正確的是 ()a在人工飼養(yǎng)的高密度魚塘中一定大于b圖中包含了次級消費者糞便中的能量c在食物鏈中各個營養(yǎng)級能量輸入的方式和形式是完全相同的d第三營養(yǎng)級到第四營養(yǎng)級的能量傳遞效率為(/)×100%d在人工

7、魚塘中，人們可通過投放飼料等措施來飼養(yǎng)更多的魚類，所以可能比小，故a錯誤；糞便中的能量屬于上個營養(yǎng)級，所以應(yīng)包含初級消費者糞便中的能量，故b錯誤；在食物鏈中各營養(yǎng)級能量輸入的方式和形式不完全相同，故c錯誤；能量傳遞效率一個營養(yǎng)級的同化量/上一個營養(yǎng)級的同化量，所以第三營養(yǎng)級到第四營養(yǎng)級的能量傳遞效率為(/)×100%，d正確。2如圖為能量流動示意圖。其中a1是流入第一營養(yǎng)級的總能量，相關(guān)說法正確的是()a第一營養(yǎng)級傳遞給分解者的總能量是a4b能量散失a3不能再被生物同化利用ca1、a2、a3、a6中的能量都以穩(wěn)定化學(xué)能的形式存在d第一營養(yǎng)級和第二營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率是a6

8、7;a2b第二營養(yǎng)級糞便中的能量a7也屬于第一營養(yǎng)級傳遞給分解者的能量，a項錯誤；能量a3以熱能的形式散失，不能再被生物同化利用，b項正確、c項錯誤；第一營養(yǎng)級和第二營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率是a6÷a1×100%，d項錯誤。能量流動的特點及意義問題探究1用能量流動的原理，解釋諺語“一山不容二虎”隱含的道理。提示：根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動逐級遞減的特點和規(guī)律可知，營養(yǎng)級越高，可利用的能量就越少，老虎在生態(tài)系統(tǒng)中幾乎是最高營養(yǎng)級，通過食物鏈(網(wǎng))流經(jīng)老虎的能量已減到很小的程度。因此，老虎的數(shù)量將是很少的。故“一山不容二虎”。2如果你被困荒島，要維持更長時間等待救援，要獲得更多能量

9、，究竟要采用以下哪種生存策略呢？a先吃雞再吃玉米b先吃玉米，然后用一部分玉米喂雞，吃雞下的蛋，最后吃雞提示：應(yīng)選a方案。應(yīng)該先吃雞，因為從營養(yǎng)級角度來講，雞是初級消費者，玉米是生產(chǎn)者，根據(jù)能量流動遞減法則，如果讓雞吃玉米，玉米的能量最多有20%轉(zhuǎn)換到雞的體內(nèi)，然后人再吃雞或者雞蛋的話，獲得的能量相當于玉米的20%×20%，這種方案中，玉米是生產(chǎn)者，雞是初級消費者，人是次級消費者，人所獲得的能量是最少的，維持時間最短。所以，不如先把雞吃掉，再吃玉米。3人們在研究能量流動時，將秸稈作為牲畜飼料，糞便進入沼氣池，生產(chǎn)燃料。此過程提高能量的傳遞效率了嗎？提示：沒有。以上過程提高了能量的利用率

10、，即人類充分利用了流向分解者的能量，實現(xiàn)了對能量的多級利用，減少了環(huán)境污染，但沒有提高能量在不同營養(yǎng)級之間的傳遞效率。歸納總結(jié) (1)能量流動特點及原因分析單向流動的原因a食物鏈各營養(yǎng)級的順序是不可逆轉(zhuǎn)的，這是長期自然選擇的結(jié)果，如肉食性動物以植食性動物為食，而不能反過來。b各營養(yǎng)級通過呼吸作用以熱能形式散失的能量是無法再被利用的，因此，能量也不能循環(huán)流動，必須由太陽能不斷予以補充。逐級遞減的原因a各營養(yǎng)級的生物都會因呼吸作用而消耗掉相當大的一部分能量。b各營養(yǎng)級的生物中總有一部分能量未被下一個營養(yǎng)級利用。c還有少部分能量隨著殘枝敗葉或遺體流入分解者。(2)三種生態(tài)金字塔的比較類型項目能量金字

11、塔數(shù)量金字塔生物量金字塔形狀特點正金字塔形一般為正金字塔形，有時會出現(xiàn)倒金字塔形一般為正金字塔形象征含義能量沿食物鏈流動過程中具有逐級遞減的特性一般情況下，生物個體數(shù)量在食物鏈中隨營養(yǎng)級升高而逐級遞減生物量(現(xiàn)存生物有機物的總量)沿食物鏈流動逐級遞減每一級含義食物鏈中每一營養(yǎng)級生物所含能量的多少每一營養(yǎng)級生物個體的數(shù)量每一營養(yǎng)級生物的總生物量1下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的能量流動的敘述中，錯誤的是()a由于生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是逐級遞減的，所以營養(yǎng)級越高則所同化的能量就越少b由于散失的熱能不能被生產(chǎn)者重新固定，所以生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是單向不可循環(huán)的c充分利用作物秸稈等可以提高能量傳遞的效率d能量流動和物質(zhì)

12、循環(huán)的渠道都是食物鏈和食物網(wǎng)c生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞效率一般不能人為改變，充分利用作物秸稈只能提高能量利用率而不能提高能量傳遞效率，c錯誤。2下列四種現(xiàn)象中，不適宜用生態(tài)系統(tǒng)中能量流動規(guī)律進行合理分析的是()a虎等大型肉食動物容易成為瀕危物種b藍藻易在富營養(yǎng)化水體中爆發(fā)c飼養(yǎng)牛、羊等動物，成本低、產(chǎn)量高d巨大的藍鯨以微小的浮游動物為食ba項，虎屬于最高營養(yǎng)級，獲取能量少，容易成為瀕危物種；b項，在富營養(yǎng)化的水體中，n、p含量高，藍藻會進行爆發(fā)式繁殖，但是沒有體現(xiàn)出食物鏈，所以不適宜用能量流動規(guī)律來分析；c項，牛、羊?qū)儆诔跫壪M者，直接從生產(chǎn)者獲取食物，獲得的能量多，因此成本低；d項，能體現(xiàn)出食物鏈

13、，能用能量流動規(guī)律來解釋。(1)如何利用食物鏈解釋“巨大的藍鯨以微小的浮游動物為食”符合能量流動的規(guī)律？提示：食物鏈越短，消耗的能量越少，藍鯨獲得的能量越多。(2)“虎等大型肉食動物容易成為瀕危物種”和“飼養(yǎng)牛、羊等動物，成本低、產(chǎn)量高”體現(xiàn)了能量流動的哪個特點？提示：逐級遞減。課堂小結(jié)知 識 網(wǎng) 絡(luò) 構(gòu) 建核 心 語 句 歸 納1.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是指能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程。2.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動從生產(chǎn)者固定太陽能開始。3.生態(tài)系統(tǒng)中能量流動是單向的、逐級遞減的。4.能量在相鄰兩個營養(yǎng)級間的傳遞效率大約為10%20%。5.研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，可以幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計人工生

14、態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。6.研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，還可以幫助人們合理地調(diào)整能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧?流經(jīng)某一生態(tài)系統(tǒng)的總能量是()a照射到該生態(tài)系統(tǒng)中的全部太陽能b該生態(tài)系統(tǒng)中所有生產(chǎn)者、消費者、分解者體內(nèi)的能量c該生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者體內(nèi)的能量d該生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者所固定的太陽能d流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是該生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者所固定的太陽能。2根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)能量流動過程分析，下列說法正確的是()a初級消費者糞便中的能量屬于第二營養(yǎng)級的同化量b某一營養(yǎng)級的同化量并不等于該營養(yǎng)級用于生長、發(fā)育和繁殖的能量c初級消費者同化的能量全部經(jīng)自身呼吸作用以熱能的形式散失d每個營養(yǎng)

15、級同化的能量都有一部分要流向下一營養(yǎng)級b初級消費者糞便中的能量屬于上一營養(yǎng)級的同化量，即生產(chǎn)者(第一營養(yǎng)級)的同化量，a錯誤；某一營養(yǎng)級同化的能量一部分經(jīng)自身呼吸作用以熱能的形式散失，一部分用于自身生長、發(fā)育和繁殖，b正確、c錯誤；最高營養(yǎng)級同化的能量不會流向下一營養(yǎng)級，d錯誤。3.某同學(xué)通過分析蛇的食性繪制了如圖所示的食物關(guān)系。假定一條1 kg的蛇，4/5的食物來自鼠，1/5的食物來自蛙。按能量流動的最高效率計算，此蛇間接消耗的植物為()a45 kgb22.5 kgc90 kgd20 kga依題意知此蛇間接消耗的植物為(4/5)÷20%÷20%(1/5)÷20%

16、÷20%÷20%45 kg。4.如圖是一個農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)模式圖，下列關(guān)于該系統(tǒng)的敘述中，錯誤的是 ()a微生物能利用農(nóng)作物通過光合作用儲存的能量b沼氣池中的微生物是該生態(tài)系統(tǒng)的分解者c沼渣、沼液作為肥料還田，使能量能夠循環(huán)利用d多途徑利用農(nóng)作物可提高該系統(tǒng)的能量利用效率c在生態(tài)系統(tǒng)中，能量流動是單向的，不能循環(huán)利用，故c項錯誤。該系統(tǒng)中，沼氣池中的微生物能利用農(nóng)作物固定的太陽能，屬于分解者，選項a、b正確；物質(zhì)和能量的多級利用，減少了能量的流失，提高了能量的利用率，選項d正確。5如圖是某湖泊生態(tài)系統(tǒng)能量流動的定量分析圖解。圖中a、b、c代表三個營養(yǎng)級，數(shù)字均為實際測得的能量值，單位為百萬千焦。已知該生態(tài)系統(tǒng)受到的太陽輻射為118 872百萬千焦，但其中118 761百萬千焦的能量未被利用，請回答：(1)請將該生態(tài)系統(tǒng)的總能量值填寫在圖中的方框內(nèi)，這部分能量是_所固定的太陽能。(2)能量從第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的傳遞效率為_%，從第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的傳遞效率為_%。(3)次級消費者通過異化作用消耗的能量占其同化作用所得到的能量的百分比是_。(4)由圖可知，下個營養(yǎng)級不能得到上個營養(yǎng)級的全部能量，原因有：各營養(yǎng)級生物體內(nèi)的大量能量被_；上個營養(yǎng)級的部分能量_；