生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)（第1課時(shí)） 【知識(shí)精講+備課精研+高效課堂】 高二生物 （人教版2019選擇性必修2）

第2課

生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)第1課時(shí)：生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)第三單元能量流動(dòng)的過(guò)程01能量流動(dòng)的特點(diǎn)02方案1方案2選擇人數(shù)：選擇人數(shù)：先后一部分吃雞蛋一部分能量流動(dòng)的過(guò)程能量輸入種群能量?jī)?chǔ)存能量散失能量輸入某營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量?jī)?chǔ)存能量散失科學(xué)方法：研究能量流動(dòng)的基本思路

能量流經(jīng)一個(gè)種群的情況可以圖示如下：能量輸入個(gè)體1個(gè)體2個(gè)體3……儲(chǔ)存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能量?jī)?chǔ)存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能量?jī)?chǔ)存在體內(nèi)的能量呼吸作用散失的能量以個(gè)體為研究對(duì)象，有很大的局限性和偶然性，如果個(gè)體死亡，數(shù)據(jù)可能不準(zhǔn)確；不同個(gè)體間差異過(guò)大。

如果將這個(gè)種群作為一個(gè)整體來(lái)研究，則左圖可以概括成下圖形式，從中可以看出分析能量流動(dòng)的基本思路。如果以種群為研究對(duì)象，能量流動(dòng)的渠道為食物鏈，可能因?yàn)槭澄锞W(wǎng)的復(fù)雜性而影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。

如果將一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的所有種群作為一個(gè)整體，那么左圖將概括為何種形式呢？

可以比較精確地測(cè)量每一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的輸入值和輸出值。能量流動(dòng)的過(guò)程深入內(nèi)部考察個(gè)體

生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的研究一般在群體水平上進(jìn)行。將群體視為一個(gè)整體進(jìn)行研究是系統(tǒng)科學(xué)常用的研究方法。整合局部環(huán)節(jié)規(guī)律探索系統(tǒng)動(dòng)態(tài)規(guī)律科學(xué)方法：研究能量流動(dòng)的基本思路能量流動(dòng)的過(guò)程第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)論證方案2（生產(chǎn)者）（初級(jí)消費(fèi)者）（次級(jí)消費(fèi)者）食物鏈1：第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)（生產(chǎn)者）（初級(jí)消費(fèi)者）食物鏈2：能量流動(dòng)的過(guò)程有多少能量能夠從玉米最終流向魯濱孫？第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)（生產(chǎn)者）的能量來(lái)源及去路第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)（初級(jí)消費(fèi)者）的能量來(lái)源及去路第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)論證方案2（生產(chǎn)者）（初級(jí)消費(fèi)者）（次級(jí)消費(fèi)者）食物鏈1：能量流動(dòng)的過(guò)程①閱讀課本P55第一、二段內(nèi)容，小組討論學(xué)案中問(wèn)題：

玉米的能量來(lái)自哪里？

照射在玉米上的太陽(yáng)能都被吸收了嗎？

玉米吸收太陽(yáng)能后，以何種形式儲(chǔ)存？有哪些去向？②完成玉米的能量流動(dòng)示意圖：將以下內(nèi)容填入學(xué)案示意圖的方格中（自身呼吸作用以熱能散失、用于自身生長(zhǎng)發(fā)育繁殖、殘枝敗葉、被分解者利用、雞攝入）A.玉米(第一營(yíng)養(yǎng)級(jí))的能量流動(dòng)情況①限時(shí)4分鐘，請(qǐng)小組所有成員全力以赴②確定小組發(fā)言人，做好展示準(zhǔn)備，并做好點(diǎn)評(píng)準(zhǔn)備玉米雞人論證方案2食物鏈1：能量流動(dòng)的過(guò)程玉米固定的太陽(yáng)能呼吸作用散失用于自身生長(zhǎng)發(fā)育繁殖雞攝入分解者利用光合作用固定(同化)散失呼吸作用散失枯枝敗葉玉米固定的太陽(yáng)能的去向：呼吸作用散失；雞攝入；分解者利用A.玉米(第一營(yíng)養(yǎng)級(jí))的能量流動(dòng)情況大部分同化量=生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能總量能量流動(dòng)的過(guò)程①閱讀P55圖3-5，小組討論學(xué)案中問(wèn)題：

母雞的能量來(lái)自哪里？

這些能量都被母雞吸收了嗎？

母雞吸收能量后，以何種形式儲(chǔ)存？有哪些去向？②完成雞的能量流動(dòng)示意圖。將以下內(nèi)容填入學(xué)案示意圖的方格中（糞便、雞同化量、自身呼吸作用以熱能散失、用于自身生長(zhǎng)發(fā)育繁殖、遺體殘骸、被分解者利用、人攝入量）①限時(shí)4分鐘，請(qǐng)小組所有成員全力以赴②確定小組發(fā)言人，做好展示準(zhǔn)備，并做好點(diǎn)評(píng)準(zhǔn)備B.雞(第一營(yíng)養(yǎng)級(jí))的能量流動(dòng)情況能量流動(dòng)的過(guò)程呼吸作用散失用于自身生長(zhǎng)發(fā)育繁殖雞攝入糞便雞同化遺體殘骸人攝入分解者利用（呼吸作用散失）—=雞糞便中能量是誰(shuí)的能量？屬于玉米同化量雞的同化量去向有：呼吸作用散失；人攝入；分解者利用同化量攝入量糞便量B.雞(第二營(yíng)養(yǎng)級(jí))的能量流動(dòng)情況能量流動(dòng)的過(guò)程呼吸作用散失用于自身生長(zhǎng)發(fā)育繁殖人攝入糞便人同化遺體殘骸最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量去向：呼吸作用散失；分解者利用C.人(第三營(yíng)養(yǎng)級(jí))的能量流動(dòng)情況分解者利用（呼吸作用散失）屬于上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量能量流動(dòng)的過(guò)程玉米人論證方案2食物鏈2：同理，食物鏈2中玉米、人的能量的來(lái)源、去向與食物鏈1的相關(guān)途徑是相同的模型構(gòu)建1：構(gòu)建食物鏈的能量流動(dòng)模型小組合作，利用所提供的材料，用箭頭表示能量的來(lái)源和去路，在展板上嘗試構(gòu)建該食物鏈完整的能量流動(dòng)模型。（限時(shí)2分鐘）能量流動(dòng)的過(guò)程呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用生產(chǎn)者（綠色植物）初級(jí)消費(fèi)者（植食性動(dòng)物）次級(jí)消費(fèi)者（肉食性動(dòng)物）三級(jí)消費(fèi)者（肉食性動(dòng)物）呼吸作用……分解者注意：每個(gè)箭頭及箭頭的方向大小、菱形方塊的大小代表什么含義？初級(jí)消費(fèi)者糞便中的能量屬于以上哪個(gè)顏色箭頭的部分？模型構(gòu)建1：構(gòu)建食物鏈的能量流動(dòng)模型1.能量流動(dòng)的過(guò)程能量流動(dòng)的過(guò)程能量來(lái)源呼吸作用散失太陽(yáng)能生產(chǎn)者能量去路每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)總能量固定的太陽(yáng)能總量各級(jí)消費(fèi)者上一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)生產(chǎn)者：各級(jí)消費(fèi)者：同化總量=攝入量-糞便量流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)被分解者利用未利用均屬于用于自身生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的部分模型構(gòu)建2：構(gòu)建某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量流動(dòng)模型1.能量流動(dòng)的過(guò)程能量流動(dòng)的過(guò)程例如：玉米→雞→人青草未捕食被捕食未攝入攝入未同化（如糞便等：能量屬于上一級(jí)）同化呼吸消耗構(gòu)成機(jī)體（生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖）分解者利用被捕食（下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)）未利用同化量＝攝入量－糞便量模型構(gòu)建3：能量流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的過(guò)程1.能量流動(dòng)的過(guò)程能量流動(dòng)的過(guò)程遵循能量守恒定律。能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動(dòng)、轉(zhuǎn)化后，一部分儲(chǔ)存在生態(tài)系統(tǒng)生物體的有機(jī)物中，另一部分在呼吸作用中以熱能的形式散失，兩者之和與流入生態(tài)系統(tǒng)的能量相等。討論1：生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)和轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒定律？為什么？思考?討論：生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)方框大小、箭頭粗細(xì)1.能量流動(dòng)的過(guò)程能量流動(dòng)的過(guò)程不能，能量流動(dòng)是單向的。討論2：流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中來(lái)？為什么？思考?討論：生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)方框大小、箭頭粗細(xì)1.能量流動(dòng)的過(guò)程能量流動(dòng)的過(guò)程由于每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)和分解者都需要呼吸作用以熱能的形式散失掉一部分能量方案1方案2方案一能讓你維持更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)等待救援先后一部分吃雞蛋一部分能量流動(dòng)的過(guò)程枯枝敗葉遺體遺體遺體生物群落環(huán)境輸入輸出2.能量流動(dòng)的概念生態(tài)系統(tǒng)中能量的

的過(guò)程輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失散失：通過(guò)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)及分解者的呼吸作用以熱能形式散失輸入:生產(chǎn)者通過(guò)光合作用固定的太陽(yáng)能總量傳遞：以有機(jī)物中化學(xué)能的形式沿著食物鏈（網(wǎng)）傳遞

：光能

有機(jī)物中化學(xué)能

熱能轉(zhuǎn)化（其次還有化能合成作用）能量流動(dòng)的過(guò)程能量流動(dòng)的特點(diǎn)RaymondLindeman對(duì)能量流動(dòng)做了定量分析《生態(tài)學(xué)的營(yíng)養(yǎng)動(dòng)態(tài)概說(shuō)》

林德曼（1915-1942）賽達(dá)伯格湖優(yōu)點(diǎn)：小、簡(jiǎn)單、穩(wěn)定思考?討論：分析賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)深1米，面積為14480平方米，湖岸線長(zhǎng)500米。湖底深度一致、性質(zhì)均一，沒(méi)有大的波浪。能量流動(dòng)的特點(diǎn)A.用表格的形式，將圖中的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，并計(jì)算“流出”該營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量占“流入”該營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的百分比。B.通過(guò)以上分析，請(qǐng)總結(jié)出能量流動(dòng)的特點(diǎn)并分析原因。思考?討論：分析賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)①限時(shí)3分鐘，請(qǐng)小組所有成員全力以赴②確定小組發(fā)言人，做好展示準(zhǔn)備，并做好點(diǎn)評(píng)準(zhǔn)備能量流動(dòng)的過(guò)程輸入能量（同化量）流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)呼吸散失分解者利用未利用出入比生產(chǎn)者

植食性動(dòng)物

肉食性動(dòng)物

464.662.812.613.5%20%62.896.312.529312.618.82.129.37.5微量5.0/能量傳遞效率輸出（去路）逐級(jí)遞減單位（焦/厘米2·年）未利用：指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)和分解者利用的能量。（定時(shí)定量分析）能量傳遞效率=某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量×100%模型構(gòu)建4：構(gòu)建能量流動(dòng)的數(shù)學(xué)模型能量流動(dòng)的過(guò)程賽達(dá)伯格湖能量流動(dòng)圖解(1)從方向上看：?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)在生態(tài)系統(tǒng)中，能量流動(dòng)只能沿著_____由___營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向____營(yíng)養(yǎng)級(jí)，不可_____，也不能_________；①生物之間的捕食關(guān)系是長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果，一般不可逆轉(zhuǎn)；

②各營(yíng)養(yǎng)級(jí)呼吸作用散失的熱能無(wú)法再利用。食物鏈低高逆轉(zhuǎn)循環(huán)流動(dòng)原因：能量流動(dòng)的過(guò)程賽達(dá)伯格湖能量流動(dòng)圖解(1)從方向上看：?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)在生態(tài)系統(tǒng)中，能量流動(dòng)只能沿著_____由___營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向____營(yíng)養(yǎng)級(jí)，不可_____，也不能_________；食物鏈低高逆轉(zhuǎn)循環(huán)流動(dòng)討論1：從方向上看，能量流動(dòng)是否會(huì)逆轉(zhuǎn)，能不能循環(huán)流動(dòng)？為什么？流出的能量能否再次回到相應(yīng)的營(yíng)養(yǎng)級(jí)？（1）生態(tài)系統(tǒng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)間取食和被食的關(guān)系是不可逆的。（2）各營(yíng)養(yǎng)級(jí)通過(guò)呼吸作用散失的熱能不能再被生物利用。不會(huì)逆轉(zhuǎn)，不能循環(huán)流動(dòng)。因?yàn)椋耗芰苛鲃?dòng)的過(guò)程賽達(dá)伯格湖能量流動(dòng)圖解(2)從數(shù)值上看：逐級(jí)遞減①各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物都會(huì)因自身呼吸作用散失掉一部分能量。②各營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量都要有一部分流入分解者。③各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物都不能全部被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)捕食,各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量都有一部分未利用。原因：（能量傳遞效率為10%～20%）討論2：從能量傳遞效率上看，能量為什么不能百分之百?gòu)囊粋€(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)流到下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)？能量流動(dòng)的過(guò)程賽達(dá)伯格湖能量流動(dòng)圖解(2)從數(shù)值上看：逐級(jí)遞減不矛盾。能量在流動(dòng)過(guò)程中逐級(jí)遞減，指的是流入各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量。能量守恒定律可以用于衡量流入某個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量，總能量=儲(chǔ)存在生態(tài)系統(tǒng)(生物體的有機(jī)物)中的能量+被各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物利用、散發(fā)至非生物環(huán)境中的能量。因此，雖然能量在流動(dòng)過(guò)程中逐級(jí)遞減，但總能量依然遵循能量守恒定律。討論3：能量在流動(dòng)過(guò)程中逐級(jí)遞減，與能量守恒定律矛盾嗎？為什么？(1)從方向上看：?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)任何生態(tài)系統(tǒng)都需要不斷得到來(lái)自系統(tǒng)外的能量補(bǔ)充，以便維持生態(tài)系統(tǒng)的正常功能能量流動(dòng)的過(guò)程例1.(2022·衡水高二開(kāi)學(xué)考試)在分析生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)時(shí)經(jīng)常涉及“總能量”、“攝入量”、“輸入量(輸入到某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量)”、“同化量”、“糞便量”、“能量傳遞效率”等說(shuō)法,則下列說(shuō)法中正確的是(

)A.太陽(yáng)輻射到某一生態(tài)系統(tǒng)中的能量即為輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量B.生產(chǎn)者積累的有機(jī)物中的能量為輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量C.某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的攝入量減去糞便量,為該營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物同化量D.相鄰兩營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物中高營(yíng)養(yǎng)級(jí)與低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的攝入量之比表示能量傳遞效率C附3：某生態(tài)系統(tǒng)中存在如圖所示的食物網(wǎng)，如將丙的食物比例由甲：乙=1：1調(diào)