第三節(jié)三生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)

1、第三節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)三、 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)教學(xué)目的1、掌握生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)（D：應(yīng)用）2、研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的意義（D：應(yīng)用）教學(xué)重點(diǎn)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的特點(diǎn)（具有單向性及逐級(jí)遞減）及其形成原因教學(xué)用具 能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級(jí)示意圖、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)圖解、賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)圖解、某一個(gè)湖的能量金字塔教學(xué)方法講授法、討論法課時(shí)安排1課時(shí)教學(xué)過程我們已經(jīng)知道，生態(tài)系統(tǒng)具有一定的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)即食物鏈和食物網(wǎng)，生產(chǎn)者初級(jí)消費(fèi)者次級(jí)消費(fèi)者就是一條一般的食物鏈。在食物鏈中，后一營養(yǎng)級(jí)以前一營養(yǎng)級(jí)為食物，并且從前一營養(yǎng)級(jí)獲得了物質(zhì)和能量。也就是說，物質(zhì)和能量是從前一

2、營養(yǎng)級(jí)流動(dòng)到了后一營養(yǎng)級(jí)。那么，能量是怎樣輸入生態(tài)系統(tǒng)的呢？能量流動(dòng)的渠道是什么？能量流動(dòng)的過程又是怎樣的呢？這節(jié)課開始我們就來學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的主要功能：能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)。（一）生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的概念生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞和散失的過程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)。（二）生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程1、生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的起點(diǎn)和來源生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的起點(diǎn)是從生產(chǎn)者固定太陽能開始的。生態(tài)系統(tǒng)流動(dòng)的能量來自太陽能，即生態(tài)系統(tǒng)中能量的來源是太陽。但并不是所有的太陽能都參與生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)，必須是輸入到生態(tài)系統(tǒng)的第一營養(yǎng)級(jí)的能量才能開始在生態(tài)系統(tǒng)中流動(dòng)。太陽能才能怎樣輸入到生態(tài)系統(tǒng)中呢？這依賴于生產(chǎn)者通過光

3、合作用把太陽能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能。生產(chǎn)者所固定的全部太陽能總量就是流經(jīng)這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量。2、生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的渠道和能量的變化情況能量流動(dòng)是沿著食物鏈和食物網(wǎng)通過食物關(guān)系以有機(jī)物中化學(xué)能的形式而逐級(jí)流動(dòng)的。能量的變化情況是：太陽光能 生物體中的化學(xué)能 熱能。3、生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程輸入生態(tài)系統(tǒng)的能量是怎樣流動(dòng)的呢？一個(gè)營養(yǎng)級(jí)的生物所同化的能量又流向什么方向呢？（課本P89，能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級(jí)示意圖、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)圖解）光 生產(chǎn)者 初級(jí)消費(fèi)者 （1）流入一個(gè)營養(yǎng)級(jí)的能量是指被這個(gè)營養(yǎng)級(jí)的生物所同化的全部能量。（2）一個(gè)營養(yǎng)級(jí)的生物所同化的能量一般用于四個(gè)方面。一是被自身的生命活動(dòng)消耗了，即被

4、呼吸作用分解了（通過每個(gè)營養(yǎng)級(jí)的呼吸作用分解有機(jī)物而產(chǎn)生的能量，一部分形成ATP被生物的生命活動(dòng)利用，大部分以熱能的形式散失到無機(jī)環(huán)境中）；二是每個(gè)營養(yǎng)級(jí)生物儲(chǔ)存在有機(jī)體內(nèi)的能量一部分被下一營養(yǎng)級(jí)攝食同化而流入下一營養(yǎng)級(jí)的生物體內(nèi)； 三是死亡的遺體、殘落物、排泄物中的能量被分解者分解而釋放出來；四是未被利用的能量（現(xiàn)存量，最終被分解者利用）。未被利用的能量，可以理解為后一營養(yǎng)級(jí)不能利用的（如荒地中的草根）和后一營養(yǎng)級(jí)能利用而未利用的（如羊不可能將草地的草吃凈）。這些未被利用的能量，或者仍然是該營養(yǎng)級(jí)的生存?zhèn)€體，保持了該營養(yǎng)級(jí)的生產(chǎn)能力，或者進(jìn)入別的生態(tài)系統(tǒng)（如被河水沖向海洋），或者沉積在湖底成

5、為有機(jī)質(zhì)沉積物。但最終會(huì)被分解者分解釋放。簡單地說，一個(gè)營養(yǎng)級(jí)的生物所同化的能量有四個(gè)去處：呼吸消耗、流入下一營養(yǎng)級(jí)、分解者分解、未被利用的能量。一個(gè)營養(yǎng)級(jí)所同化的能量呼吸散失的能量 十 被下一營養(yǎng)級(jí)同化的能量 十 分解者釋放的能量 十 未被利用的能量。但對(duì)于最高營養(yǎng)級(jí)的情況有所不同。（三）生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的特點(diǎn)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)有什么特點(diǎn)呢？形成這些特點(diǎn)的原因是什么呢？相鄰兩個(gè)營養(yǎng)級(jí)之間的能量傳遞效率又是多少呢？（閱讀課本P90，賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)圖解）1、單向流動(dòng)單向流動(dòng)是指能量只能從前一營養(yǎng)級(jí)流向后一營養(yǎng)級(jí)，而不能反向流動(dòng)，也不能循環(huán)流動(dòng)。這可以理解為肉食動(dòng)物以植食動(dòng)物為食，植食動(dòng)物不

6、能以肉食動(dòng)物為食；植物與植食動(dòng)物的關(guān)系也是如此。單向流動(dòng)的原因是：（1）食物鏈中各個(gè)營養(yǎng)級(jí)順序是不可逆轉(zhuǎn)的，這是長期自然選擇的結(jié)果；（2）各個(gè)營養(yǎng)級(jí)的能量大部分以呼吸作用產(chǎn)生的熱能消耗掉，而該部分熱能不能作為綠色植物光合作用的能源，因此能量不可循環(huán)。要維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，需要不斷補(bǔ)充太陽能。2、逐級(jí)遞減逐級(jí)遞減是指一個(gè)營養(yǎng)級(jí)同化的能量，不能百分之百流向下一營養(yǎng)級(jí)，能量在沿食物鏈流動(dòng)的過程中是逐級(jí)減少的(以熱能的形式散失)。在賽達(dá)伯格湖，第二營養(yǎng)級(jí)只獲得第一營養(yǎng)級(jí)同化能量的1352，第三營養(yǎng)級(jí)只獲得第二營養(yǎng)級(jí)同化能量的2006，能量在相鄰兩個(gè)營養(yǎng)級(jí)間的傳遞效率只有1020，那么，其余8090的能

7、量哪里去了？一個(gè)營養(yǎng)級(jí)同化的能量，除了被自身呼吸作用消耗、被分解者釋放外，還有一大部分未被下一營養(yǎng)級(jí)利用。這就決定了能量越流越少?，F(xiàn)在我們來看看，賽達(dá)伯格湖一個(gè)營養(yǎng)級(jí)所同化的能量是怎樣分配的呢？未利用的 > 呼吸的 > 下一營養(yǎng)級(jí)同化的 > 分解者釋放的3、能量的傳遞效率能量的傳遞效率 = 下一營養(yǎng)級(jí)同化的能量 / 本營養(yǎng)級(jí)同化的能量一般說來，能量傳遞的平均效率大約為1020。4、能量金字塔為了形象地說明能量的傳遞效率，可以將單位時(shí)間內(nèi)各個(gè)營養(yǎng)級(jí)所得到的能量數(shù)值，由低到高繪制成圖，形成一個(gè)金字塔圖形，叫做能量金字塔。從能量金字塔可以看出，在生態(tài)系統(tǒng)中，營養(yǎng)級(jí)越多，在能量流動(dòng)的

8、過程中消耗的能量就越多。隨著營養(yǎng)級(jí)的升高，可利用的能量往往減少到很小的程度，以至不足以維持下一個(gè)營養(yǎng)級(jí)的存在。因此，一條食物鏈一般不會(huì)超過5個(gè)營養(yǎng)級(jí)。5、能量流動(dòng)符合能量守衡定律生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)是符合能量守衡定律的。即：每個(gè)營養(yǎng)級(jí)所得到的能量等于呼吸散失的能量、流入下一營養(yǎng)級(jí)的能量、分解者釋放的能量、未被利用的能量之和。（四）研究能量流動(dòng)的意義研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，可以幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愑幸娴牟糠?。比如，草原怎樣放牧才?huì)使產(chǎn)畜量高而草原又不退化？農(nóng)作物怎樣才能給人類提供更多的產(chǎn)品？教材中提到的辦法就是一個(gè)好辦法。現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)一種叫做“生

9、態(tài)農(nóng)業(yè)”的農(nóng)業(yè)經(jīng)營模式。這種經(jīng)營模式可以最小投入，得到最大收益。比如?；鶟O塘（老教材P273、教與學(xué)P182）就是一例。通過學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，我們知道生態(tài)系統(tǒng)必須不斷地從外界獲取能量。能量是一切生命的動(dòng)力，是生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。能量流動(dòng)維持了各個(gè)營養(yǎng)級(jí)的生命和繁殖后代，使得一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)得以存在和發(fā)展。板 書三、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)（一）生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的概念（二）生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程 1、生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的起點(diǎn)和來源2、生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的渠道和能量的變化情況3、生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程光 生產(chǎn)者 初級(jí)消費(fèi)者 （三）生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的特點(diǎn)1、單向流動(dòng)2、逐級(jí)遞減3、能量的傳遞效率能量的傳遞效率 = 下一營養(yǎng)級(jí)同化的能量 / 本營養(yǎng)級(jí)同化的能量能量傳遞的平均效率約為10204、能量金字塔（四）研究能量流動(dòng)的意義課后記載：掌握能流特點(diǎn)某生態(tài)系統(tǒng)中初級(jí)消費(fèi)者和次級(jí)消費(fèi)者的總能量分別是W1和W2，當(dāng)下列哪種情況發(fā)生時(shí)，最可能使生態(tài)平衡遭到破壞？ A、W1 10W2 B、W1 15W2 C、W1 10W2 D、W1 5W2解：能量的傳遞效率為1020，因