人教版必修3 第5章 第2节 生态系统的能量流动 学案.docx

第2节生态系统的能量流动目标导读1.结合教材p93能量流动的分析，说出能量流动的概念。2.观察教材p94图56、图57，理解能量流动的过程。3.结合教材p95图58，总结能量流动的特点。4.概述研究能量流动的意义。重难点击能量流动的过程和特点。方式一请大家做一个快乐竞猜游戏。假设你像鲁滨逊那样流落在不毛的荒岛上，只有15 kg玉米和一只母鸡可以食用，那么使自己活的最长的办法是： 1先吃鸡，然后吃玉米。2先吃玉米，同时用部分玉米喂鸡，吃鸡生产的蛋，最后再吃鸡。学生每组学生各选一名代表，做出选择。(绝大部分学生选择的是2)教师真理往往掌握在少数人手里。我们共同来看看鲁滨逊的选择是先吃鸡，后吃玉米。但母鸡提出抗议。教师对于母鸡的抗议，我们是可以理解的。我们必须给母鸡一个合理的解释，消除母鸡的不满情绪，这就得用到我们这节课的内容“生态系统的能量流动”。方式二播放影片：非洲草原上鹰捕食兔子的过程。提问：刚才这部短片的主角是谁？(过渡)对了，兔、鹰，不要忘了还有小草，在非洲大草原上主要的生产者就是小草，草原上几乎所有的动物都是由小草养活的，没有小草，也就不会有兔子和鹰了。现在小草有问题要问了：我们的能量来自哪里？照射在草地上的太阳能都被我们吸收了吗？我们吸收了太阳能后，这些能量有哪些去向？导入生态系统的能量流动。一、生态系统能量流动的过程 1能量流动的概念：是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。2能量流经第一营养级的过程(1)输入：生产者通过光合作用把太阳能转化为化学能，固定在有机物中。(2)能量去向在生产者的呼吸作用中以热能形式散失。随着残枝败叶等被分解者分解而释放出来。被初级消费者摄食同化，流入第二营养级。3能量流经第二营养级的过程(1)输入：通过摄食生产者获得。(2)去向通过呼吸作用以热能形式散失。随尸体、排泄物流向分解者。被次级消费者摄食同化，流入下一营养级。4能量在某个生态系统中流动过程图解问题探究能量流动是指能量的输入、传递、转化和散失的过程。结合下图完成以下探究。1能量的输入(1)起点：生产者的光合作用。(2)流入生态系统的总能量：生产者所固定的太阳能总量。(3)输入方式：几乎所有的生态系统，光能都是通过生产者的光合作用转化为有机物中的化学能。2能量的传递(1)传递途径：食物链和食物网。(2)传递形式：有机物中的化学能。3传递的过程(1)每个营养级生物同化的能量一部分用于生命活动，另一部分以热能形式散失。(2)每个营养级生物一部分能量传递给下一个营养级。(3)每个营养级生物的遗体、粪便、枯枝败叶中的能量传递给分解者。(4)未利用能量。4以初级消费者为例分析能量的去向(1)消费者摄入能量(a)消费者同化能量(b)粪便中能量(c)，即动物粪便中能量不属于该营养级同化能量，应为上一个营养级固定或同化能量。(2)消费者同化能量(b)呼吸作用消耗的能量(d)用于生长、发育和繁殖的能量(e)。(3)生长、发育和繁殖的能量(e)分解者利用的能量(f)下一营养级摄入的能量(i)未被利用的能量(j)。5能量的散失(1)形式：热能。(2)主要过程：呼吸作用。1下图为某生态系统的能量流动简图，下列叙述错误的是()a甲是生产者，乙是消费者b该生态系统是一个开放的系统c太阳光能通过光合作用固定并进入生态系统，可以热能形式输出d甲、乙和分解者所储存的能量之和是输入该生态系统的总能量答案d解析由图可知，甲能够固定太阳能，则甲为生产者，乙从甲获取能量，则乙为消费者。太阳光能通过光合作用固定并进入生态系统，经过生产者、消费者和分解者的呼吸作用后有一部分以热能的形式散失，因此生态系统需要不断从外界获得能量的同时又不断将能量扩散到外界。输入该生态系统的总能量是生产者甲固定的太阳能总量。2下图为生态系统中能量流动的部分示意图，各代表一定的能量值。下列各项中正确的是()a在人工饲养的高密度鱼塘中肯定大于b中包含了次级消费者粪便中的能量c在食物链中各营养级获得能量的方式及能量的用途完全相同d从能量关系看，答案d题后归纳生态系统的能量流动能量的输入生产者的同化量能量的输出各生物成分的呼吸量生态系统所需能量的根本来源几乎都是来自太阳能流经某生态系统的总能量生产者所固定的太阳能总量(生产者的同化量)消费者的同化量摄入量粪便量同化量的去路(某营养级能量的去路)呼吸消耗量用于生长、发育和繁殖的能量呼吸消耗量流入下一营养级的能量被分解者利用的能量二、能量流动的特点和意义1能量流动的特点2能量金字塔：将单位时间内各个营养级所得到的能量数值，由低到高绘制成图，可形成一个金字塔图形。3能量传递效率(1)计算公式能量传递效率100%。(2)一般生态系统中能量传递效率大约为10%20%。4研究能量流动的实践意义(1)帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。(2)帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。问题探究1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)：(1)据图分析图中生产者不能(能、不能)捕食肉食性动物来完成能量的循环。呼吸作用散失的能量不能(能、不能)再被生产者利用来合成有机物。据此，概括能量流动的第一个特点是单向传递。(2)依图完成表中内容并分析项目输入输出到下一营养级传递效率第一营养级(生产者)464.662.813.5%第二营养级(植食性动物)62.812.620.1%可以看出，能量在相邻两营养级间的传递效率大约为10%20%。能量流动的第二个特点是逐级递减。2从能量角度分析，为什么猪肉一般比蔬菜和粮食的价格要高一些？答案蔬菜和粮食作物属于生产者，是第一营养级，猪属于初级消费者，是第二营养级，由于能量传递效率只有10%20%，所以要获得相同质量的猪肉，需要消耗5倍至10倍的粮食或蔬菜，因此猪肉一般比蔬菜和粮食的价格高。3人们在研究能量流动时，将秸秆作为牲畜饲料，粪便进入沼气池，生产燃料。此过程提高能量的传递效率了吗？答案没有。以上过程提高了能量的利用率，即人类充分利用了流向分解者的能量，实现了对能量的多级利用，减少了环境污染。但没有提高能量在不同营养级之间的传递效率。3下图为生态系统中能量流动图解部分示意图，各代表一定的能量值，下列叙述中错误的是()a生态系统中能量流动具有单向性主要是因为食物链中生物之间吃与被吃的关系不可逆转b一般情况下，能量在相邻的两个营养级之间的传递效率大约是10%20%c表示流经此生态系统的总能量d从能量关系看，答案c解析食物链中的捕食关系是长期自然选择形成的，不可逆转，因此生态系统中能量流动具有单向性；一般情况下能量在相邻两个营养级之间的传递效率大约是10%20%；流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，即流入生产者的总能量；一个营养级的能量都可以包括三部分：流向下一营养级、流向分解者、自身呼吸作用所消耗。一题多变(1)上题中，若三级消费者为最高营养级，则三级消费者的能量流动途径是 。(2)除了图中所示，第二营养级同化的能量还有一部分 。(3)从图中可以总结出能量流动的特点是 、 。(4)人类对生态系统的能量流动进行调查研究，其意义是 。答案(1)流向分解者、自身呼吸作用所消耗(2)在细胞呼吸中以热能的形式散失(3)单向流动逐级递减(4)帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分4如果一个人的食物有来自绿色植物，来自小型肉食动物，来自羊肉，那么该人每增加1千克体重，至少消耗植物()a10千克 b40千克c100千克 d280千克答案b解析由题意可知，人的能量来源于三条食物链，分别是：植物人，植物羊人，植物植食性动物肉食性动物人。设通过三条食物链消耗的植物分别为a、b、c，则a20%1，b20%20%1，c20%20%20%1，求出a，b，c，进而求出abc40。方法链接(1)知低营养级求高营养级(2)知高营养级求低营养级1生态系统的能量流动是指()能量输入能量传递能量储存能量转化能量散失a bc d答案c解析生态系统的能量流动是指生态系统中的能量输入、传递、转化和散失的过程。2在由草、兔、狐组成的一条食物链中，兔经同化作用所获得的能量，其去向不应该包括()a通过兔的呼吸作用释放的能量b通过兔的粪便流入到分解者体内的能量c通过狐的粪便流入到分解者体内的能量d流入到狐体内的能量答案b解析兔经同化作用所获得的能量，有2条去路：一是通过呼吸作用以热能的形式释放；二是用于兔自身的生长、发育和繁殖，然后被下一个营养级即狐摄入和被分解者分解利用，但应注意的是狐摄入后，未被消化的以粪便形式排出的部分，是属于兔的能量，而不是狐的能量。兔的粪便中的能量应属于生产者的能量。3下图为生态系统能量流动的部分图解，代表一定的能量值。下列相关叙述中，正确的是()a生态系统的能量流动是循环进行的b能量在沿食物链流动时逐级递减c次级消费者属于第二营养级d图中代表呼吸作用所消耗的能量答案b解析生态系统中的能量是单向流动、逐级递减的；次级消费者属于第三营养级；图中代表生产者流向分解者的能量。4若使农业生态系统朝着对人类最有益的方向发展，下列做法中不正确的是()a由人类决定种养生物的种类b由人类进行播种、施肥c经常进行锄草、松土、治虫等田间管理d延长食物链、提高能量传递效率答案d5根据某生态系统的相关图示，分析回答有关问题。(1)图1食物网中共有 条食物链，猫头鹰占有 个营养级。如果猫头鹰的体重每增加1 kg，则至少需要草 kg，至多需要草 kg。(2)图1食物网中，种间关系为捕食和竞争的是 、 (至少写出两组)。(3)根据图2能量流动的图示可知，初级消费者自身生命活动所消耗的能量是图中的箭头 ；三级消费者排出的粪便中仍含有部分能量，这一部分能量被分解者所利用应属于图示中的箭头 (用图中的来表示)。(4)从不同营养级间能量传递的多少来看，图2中的特点是 。答案(1)8425100 000(2)蛇、猫头鹰蜘蛛、蟾蜍(或蜘蛛、食虫鸟)(3)(4)单向流动、逐级递减解析如题图1所示，从左向右数，在此食物网中共有8条食物链，根据猫头鹰占据的位置，可以得出猫头鹰占有4个营养级。猫头鹰的体重每增加1 kg，至多需要多少草应