【多彩課堂】2021-2022學(xué)年高二人教版生物必修三導(dǎo)學(xué)案：第5章-第2節(jié)-生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)-

第2課時(shí)生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌1.描述能量流淌的概念,分析生態(tài)系統(tǒng)能量流淌的過(guò)程和特點(diǎn)。2.闡明生態(tài)系統(tǒng)能量流淌的基本規(guī)律。3.分析某個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞效率,比較能量金字塔、數(shù)量金字塔的差異。4.概述爭(zhēng)辯能量流淌的實(shí)踐意義。5.嘗試調(diào)查農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的能量流淌狀況。一、能量流淌的概念與過(guò)程1.概念:生態(tài)系統(tǒng)中能量的①、傳遞、②轉(zhuǎn)化和散失的過(guò)程。2.過(guò)程(1)輸入過(guò)程:從③生產(chǎn)者固定太陽(yáng)能開(kāi)頭,總能量為生產(chǎn)者所固定的全部太陽(yáng)能。(2)傳遞途徑:④食物鏈和食物網(wǎng)。(3)大多數(shù)能量通過(guò)細(xì)胞呼吸,以⑤熱能的形式散失。二、能量流淌的特點(diǎn)1.特點(diǎn):能量流淌具有⑥單向流淌和⑦逐級(jí)遞減的特點(diǎn),一般而言,能量在兩個(gè)養(yǎng)分級(jí)間的傳遞效率大約是⑧10%~20%。2.能量金字塔:假如將單位時(shí)間內(nèi)各個(gè)⑨養(yǎng)分級(jí)所得到的能量數(shù)值,由低到高繪制成圖,可形成一個(gè)金字塔圖形,叫作能量金字塔。三、爭(zhēng)辯能量流淌的實(shí)踐意義1.可以?huà)炷钊藗兛茖W(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng),使能量得到最有效的利用。2.還可以?huà)炷钊藗兒侠淼卣{(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流淌關(guān)系,使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟?lèi)最有益的部分。四、生態(tài)農(nóng)業(yè)1.生態(tài)農(nóng)業(yè)是指運(yùn)用生態(tài)學(xué)原理,在環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)進(jìn)展的思想指導(dǎo)下,應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)建立起來(lái)的多層次、多功能的綜合農(nóng)業(yè)生態(tài)體系。2.生態(tài)系統(tǒng)中能量多級(jí)利用和物質(zhì)循環(huán)再生是生態(tài)學(xué)的一條基本原理。3.遵循生態(tài)學(xué)原理,就可以合理設(shè)計(jì)食物鏈(網(wǎng)),使生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)和能量被分層次多級(jí)利用。使生產(chǎn)一種產(chǎn)品時(shí)產(chǎn)生的有機(jī)廢棄物,成為生產(chǎn)另一種產(chǎn)品的原料,也就是使廢物資源化,以便提高能量轉(zhuǎn)化效率,削減環(huán)境污染。1.假設(shè)你流落在一個(gè)荒島上,那里除了有能飲用的水以外,幾乎沒(méi)有任何食物。你隨身尚存的食物只有一只雞、15kg玉米。你將選擇哪種生存策略來(lái)維持更長(zhǎng)的時(shí)間等待救援?2.流經(jīng)某個(gè)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)?如何計(jì)算能量傳遞效率?3.流入某一養(yǎng)分級(jí)的能量為什么不會(huì)百分之百地流入下一個(gè)養(yǎng)分級(jí)?學(xué)問(wèn)點(diǎn)一:生態(tài)系統(tǒng)中的能量流淌你能依據(jù)下面的能量流淌過(guò)程圖完成下列問(wèn)題嗎?生態(tài)系統(tǒng)能量流淌圖解所隱含的信息可概括如下:1.能量流淌的起點(diǎn):,

流入生態(tài)系統(tǒng)的總能量:。

2.能量流淌的途徑(渠道):。

3.能量流淌中能量形式的變化:

。

4.能量在食物鏈中流淌的形式是。

5.能量散失的主要途徑:,

能量散失的主要形式:。

6.某養(yǎng)分級(jí)生物體內(nèi)能量的去路:。

7.試比較攝取的能量、儲(chǔ)存的能量、同化的能量三者之間的大小關(guān)系。學(xué)問(wèn)點(diǎn)二:能量流淌的特點(diǎn)1.能量流淌有哪些特點(diǎn)?為什么?2.能量傳遞效率是多少?計(jì)算方法是怎樣的?學(xué)問(wèn)點(diǎn)三:生態(tài)金字塔的類(lèi)型及含義圖1、圖2分別為能量金字塔與生物量金字塔,圖3、圖4均為數(shù)量金字塔,試回答以下問(wèn)題:1.圖1、圖2的金字塔分為三段,代表的含義是什么?每一段代表的含義是什么?分析圖1及圖2,能得出什么結(jié)論?2.一般狀況下養(yǎng)分級(jí)越高,生物個(gè)體數(shù)越少,生物數(shù)量金字塔用圖3表示。但是自然環(huán)境中也不乏圖4某些養(yǎng)分級(jí)之間倒置形式的數(shù)量金字塔,你能舉出實(shí)例嗎?例1在草→兔→狐這條食物鏈中,兔經(jīng)同化作用所獲得的能量,其去向不應(yīng)當(dāng)包括()。A.通過(guò)兔子的呼吸作用釋放的能量B.通過(guò)兔子的糞便流入到分解者的體內(nèi)C.通過(guò)狐的糞便流入到分解者的體內(nèi) D.流入到狐的體內(nèi)例2在“藻類(lèi)→甲蟲(chóng)→蝦→小魚(yú)→大魚(yú)”食物鏈中:(1)若有藻類(lèi)植物G克,大魚(yú)最多能增重克。

(2)若小魚(yú)要增重N克,最少需要甲蟲(chóng)克。

例3一片樹(shù)林中,樹(shù)、昆蟲(chóng)和食蟲(chóng)鳥(niǎo)類(lèi)的個(gè)體數(shù)比例關(guān)系如右圖所示。下圖中能正確表示樹(shù)、昆蟲(chóng)、食蟲(chóng)鳥(niǎo)之間的能量流淌關(guān)系的是(選項(xiàng)方框面積表示能量的大小)()。1.在生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌中,能量形式的轉(zhuǎn)變挨次是()。A.光能→化學(xué)能→熱能 B.熱能→光能→化學(xué)能C.化學(xué)能→光能→熱能 D.光能→熱能→化學(xué)能2.右圖食物網(wǎng)中的貓頭鷹體重每增加10g,最多需要消耗植物()。A.200gB.250gC.500gD.1000g3.下列選項(xiàng)中,不屬于對(duì)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)能量流淌特征的描述的是()。A.食物鏈和食物網(wǎng)是能量流淌的渠道B.食物鏈中初級(jí)消費(fèi)者越多,次級(jí)消費(fèi)者獲得的能量越多C.單向流淌,逐級(jí)遞減D.食物鏈越短,可供給的消費(fèi)者越多4.在生態(tài)系統(tǒng)中有關(guān)食物鏈與能量流淌的敘述,不正確的是()。A.能量沿食物鏈流淌是單向的B.食物鏈越長(zhǎng),最高養(yǎng)分級(jí)獲得的能量越少C.初級(jí)消費(fèi)者越多,次級(jí)消費(fèi)者獲得的能量越少D.生物種類(lèi)越多,生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈越多5.下圖表示生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌,請(qǐng)據(jù)圖回答:(1)圖中a1、a2、a3及a4分別代表,E代表的生態(tài)系統(tǒng)成分是。由A到E的能量傳遞效率為。

(2)圖中b2代表。

(3)a3<a2的緣由是。

第2課時(shí)生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌學(xué)問(wèn)體系梳理①輸入②轉(zhuǎn)化③生產(chǎn)者④食物鏈和食物網(wǎng)⑤熱能⑥單向流淌⑦逐級(jí)遞減⑧10%~20%⑨養(yǎng)分級(jí)⑩合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流淌關(guān)系生態(tài)學(xué)能量多級(jí)利用分層次多級(jí)資源化環(huán)境污染基礎(chǔ)學(xué)習(xí)溝通1.先吃雞,再吃玉米。若選擇“先吃玉米,同時(shí)用一部分玉米喂雞,吃雞產(chǎn)下的蛋,最終吃雞”,則增加了食物鏈的長(zhǎng)度,能量逐級(jí)遞減,最終人獲得的能量較少。2.不能。由于能量流淌是單向的,以熱能散失的能量不能重新被生產(chǎn)者利用。用相鄰兩個(gè)養(yǎng)分級(jí)之間同化量相比(×100%)。3.流入某一養(yǎng)分級(jí)的能量主要有以下去向:一部分通過(guò)該養(yǎng)分級(jí)的呼吸作用以熱能形式散失了;一部分作為排出物、遺體或殘枝敗葉,不能進(jìn)入下一養(yǎng)分級(jí),而被分解者所利用;還有一部分未能進(jìn)入(未被捕食)下一養(yǎng)分級(jí)。重點(diǎn)難點(diǎn)探究學(xué)問(wèn)點(diǎn)一:生態(tài)系統(tǒng)中的能量流淌1.從生產(chǎn)者固定太陽(yáng)能開(kāi)頭生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能總量2.食物鏈和食物網(wǎng)3.太陽(yáng)能→生物體有機(jī)物中的化學(xué)能→熱能4.有機(jī)物(食物)中的化學(xué)能5.呼吸作用熱能6.一是自身呼吸作用以熱能散失,二是流向下一個(gè)養(yǎng)分級(jí)(最高養(yǎng)分級(jí)生物無(wú)此去路),三是被分解者利用,四是未被利用7.攝取的能量包含同化的能量和糞便量,儲(chǔ)存的能量為同化的能量減去呼吸消耗的能量。所以,三者大小關(guān)系:攝取的能量>同化的能量>儲(chǔ)存的能量。學(xué)問(wèn)點(diǎn)二:能量流淌的特點(diǎn)1.(1)單向流淌。其緣由一是各養(yǎng)分級(jí)的能量流淌挨次是不行逆轉(zhuǎn)的;二是各養(yǎng)分級(jí)通過(guò)呼吸產(chǎn)生的熱能散失,不能被生物群落再利用。(2)逐級(jí)遞減。其緣由為:一是各養(yǎng)分級(jí)的生物都會(huì)因呼吸作用消耗相當(dāng)大的一部分能量;二是各養(yǎng)分級(jí)總有一部分生物未被下一養(yǎng)分級(jí)的生物所利用;三是生產(chǎn)者的殘枝敗葉、消費(fèi)者的遺體、排泄物等的能量,被分解者分解而釋放出來(lái)。2.能量傳遞效率:10%~20%,即輸入某一養(yǎng)分級(jí)的能量中,只有10%~20%的能量流入到下一個(gè)養(yǎng)分級(jí)。計(jì)算方法為能量傳遞效率=×100%。學(xué)問(wèn)點(diǎn)三:生態(tài)金字塔的類(lèi)型及含義1.圖1、圖2的金字塔分為三段,代表爭(zhēng)辯的生態(tài)系統(tǒng)包含三個(gè)養(yǎng)分級(jí);每一段代表該養(yǎng)分級(jí)所含的能量或生物量;圖1及圖2能說(shuō)明能量及生物量沿食物鏈流淌時(shí)逐級(jí)遞減。2.一棵樹(shù)上可以生活多只植食性昆蟲(chóng);一棵白菜上有時(shí)可以看到多只菜青蟲(chóng)。思維拓展應(yīng)用例1B【解析】兔經(jīng)同化作用所獲得的能量=兔的攝入量-兔的糞便量,因此,B項(xiàng)中的能量去向并非來(lái)自于兔的同化獲得的能量。例2(1)(1/625)G(2)25N【解析】(1)能量在食物鏈的傳遞過(guò)程中,從上一養(yǎng)分級(jí)到下一養(yǎng)分級(jí)的傳遞效率一般為10%~20%。當(dāng)食物鏈中低養(yǎng)分級(jí)生物有物質(zhì)G克時(shí),某高養(yǎng)分級(jí)生物能獲得的最多物質(zhì)可用(20%)nG,即(1/5n)G來(lái)計(jì)算;而獲得的最少物質(zhì)可用(10%)nG,即(1/10n)G來(lái)計(jì)算(n為食物鏈中相應(yīng)養(yǎng)分級(jí)總數(shù)減1或?yàn)榧^數(shù))。(2)高養(yǎng)分級(jí)生物要增重N克,至少需要低養(yǎng)分級(jí)生物的物質(zhì)質(zhì)量應(yīng)當(dāng)按最高傳遞效率計(jì)算,即用N÷(1/5n)=5nN來(lái)計(jì)算;而最多需要低養(yǎng)分級(jí)生物的物質(zhì)質(zhì)量應(yīng)按最低傳遞效率計(jì)算,即N÷(1/10n)=10nN來(lái)計(jì)算。例3C【解析】本題考查的學(xué)問(wèn)點(diǎn)是生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌。題干給出樹(shù)、昆蟲(chóng)和食蟲(chóng)鳥(niǎo)個(gè)體數(shù)比例關(guān)系的圖解,樹(shù)是生產(chǎn)者(第一養(yǎng)分級(jí))、昆蟲(chóng)是初級(jí)消費(fèi)者(其次養(yǎng)分級(jí))、食蟲(chóng)鳥(niǎo)是次級(jí)消費(fèi)者(第三養(yǎng)分級(jí)),依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌逐級(jí)遞減的特點(diǎn),就能推斷出正確的能量流淌關(guān)系(正能量金字塔)?；A(chǔ)智能檢測(cè)1.