20192020学年高中生物第5章生态系统及其稳定性第2节生态系统能量流动教学案(含解析)新人教版必修3

第2节生态系统的能量流动1．生态系统的能量流动包含能量的输入、传达、转化和消散等过程。2．生态系统中能量的根源主假如太阳能，流经生态系统的总能量主假如生产者固定的太阳能的总量。3．能量流动的起点一般是绿色植物的光合作用，渠道是食品链和食品网，能量的转变方式为光能→生物体有机物中的化学能→热能。4．每个营养级中能量的去路一般有：经过呼吸作用以热能的形式消散、流入下一营养级及遗体残骸被分解者分解。5．能量流动的特色是单向流动，逐级递减。6．研究能量流动的意义：①设计人工生态系统，使能量获取最有效的利用；②调整能量流动关系，使能量连续高效地流向对人类最有利的部分。一、能量流动的观点生态系统中能量的输入、传达、转变和消散的过程称为生态系统的能量流动。二、能量流动的过程1．能量的输入2．能量流经第二营养级的过程[填图]3．能量流动的过程[据图填空]增补图中标号代表的内容：甲：生产者；乙：初级花费者；丙：次级花费者；丁：呼吸作用；戊：分解者。据图总结流入每一营养级的能量最后去处：①自己呼吸作用耗费；②流入下一营养级(最高营养级除外)；③被分解者分解利用。三、能量流动的特色1．单向流动方向：沿食品链由低营养级流向高营养级。特色：不行逆转，也不可以循环流动。2．逐级递减(1)能量传达效率：相邻两个营养级的能量传达效率约为10%～20%。能量金字塔：将单位时间内各个营养级所获取的能量数值，由低到高绘制成图，可形成一个金字塔图形，称为能量金字塔。(3)营养级数目：生态系统中能量流动所经过的营养级一般不超出4～5个。四、研究能量流动的意义1．帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量获取最有效的利用。2．帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量连续高效地流向对人类最有益的部分。1．判断以下表达的正误生态系统的能量流动指能量的输入和消散过程(×)太阳能只有经过生产者才能输入到生态系统中(√)每一营养级生物的同化量就是从上一营养级摄取的能量(×)在“植物→鼠→鹰”这条食品链中，第三营养级含能量最少(√)沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用(×)研究能量流动，可合理设计人工生态系统，提升能量的传达效率(×)2．生态系统的能量流动是指()A．太阳能被绿色植物固定的过程B．生态系统内生物体能量代谢的过程C．生态系统中能量的输入、传达、转变和消散的过程D．能量从生物体进入环境的过程分析：选C太阳能被绿色植物固定的过程仅是能量的输入；生态系统内生物体能量代谢的过程主要包含的是能量的传达和转变过程；因为能量包含在有机物中，所以在物质循环过程中陪伴着的能量转移过程(包含输入、传达、转变和消散)就是指生态系统的能量流动；能量从生物体进入环境的过程主假如指能量的消散。3．流经一个生态系统的总能量是()A．生产者用于生长、发育和生殖的总能量B．流经各个营养级的能量总和C．各个营养级生物同化的能量总和D．生产者固定的太阳能的总量分析：选D生产者固定的太阳能的总量是流经一个生态系统的总能量。4．在一个草原生态系统中，假如要研究被第二营养级羊同化的能量去处，不该包含以下选项中的

(

)A．羊的呼吸耗费量

B．羊的粪便量C．羊的生长量

D．部分死亡羊的生物量分析：选

B

生产者所固定的能量被第二营养级摄取后，

一部分被第二营养级的生物同化，用于生长、发育和生殖及经过呼吸作用耗费，还有一部分未被同化，经过粪便等排出体外。所以羊的粪便量不是被羊同化的能量去处。5．依据生态学的原理，要使能量流经食品链的总耗费最少，人们应采纳哪一种食品构造()A．以家禽的蛋类为主B．以淡水养殖的鱼、虾为主C．以谷物和植物蛋白为主D．以鸡、猪等家禽、牲畜的肉类为主分析：选C依据能量流动逐级递减的原理，食品链越长，流经食品链的总能量损失越多。由此可知，以植物性产品为食的食品链最短，能量在此种食品链流动时损失最少。6．研究生态系统中能量流动的主要目的是()A．掌握能量流动中的传达效应B．熟习生态系统的营养构造C．认识能量流动的方向D．使能量流向对人类最有利的部分分析：选D人们研究生态系统中能量流动的主要目的是想法使能量更多地流向对人类最有利的部分。核心重点一|能量流动的过程1．剖析能量流动的基本思路研究能量流动不可以在个体水平上，只好在集体水平上。以食品链和食品网为渠道，以种群或营养级为对象作为一个整体来研究，能够简化问题，清楚地剖析出能量流动的基本思路。2．能量流动的环节[思虑研究]1．(1)流经生态系统的总能量是辐射到该地域太阳能的总量吗？提示：不是。是生产者经过光合作用固定的太阳能总量。生态系统能量的输入只好经过光合作用吗？提示：不是。生态系统能量的输入绝大多数是经过光合作用，但也可经过某些细菌的化能合成作用。3．能量流经第二营养级的过程剖析过程图解：有关剖析：①摄取量(a)＝同化量(b)＋粪便量(c)。②同化量(b)＝摄取量(a)－粪便量(c)＝呼吸耗费量(d)＋用于生长、发育和生殖的能量(e)＝呼吸耗费量(d)＋流入下一营养级(g)＋被分解者利用(f)。③用于生长、发育和生殖的能量(e)＝同化量(b)－呼吸耗费量(d)＝流入下一营养级(g)＋被分解者利用(f)。4．某一营养级能量的根源与去路①生产者的能量主要来自太阳能能量根源②花费者的能量来自上一营养级同化的能量能量去处：流入某一营养级的能量去处可从以下两个角度剖析：①定量不准时(在足够长的时间内能量的最后去路)：a．自己呼吸耗费；b.流入下一营养级(最高营养级除外)；c.被分解者分解利用。②定量准时：流入某一营养级的必定量的能量在一准时间内的去路可有四条：a.自己呼吸耗费；b.流入下一营养级；c.被分解者分解利用；d.未被自己呼吸耗费，也未被下一营养级和分解者利用，即“未利用”。假如是以年为单位研究，这部分的能量将保存到下一年。[思虑研究]2．(1)初级花费者摄取的能量是其同化量吗，它们之间存在什么关系？提示：初级花费者摄取的能量不等于其同化量，它们之间的关系是：同化量＝摄取量－粪便量。初级花费者粪便中的能量是其同化量的一部分吗？为何？提示：不是。初级花费者粪便中的能量不属于其同化的能量，而是属于生产者所同化的能量。[题组冲关]1．草→兔子→狐狸→狼为某草原上的一条食品链，以下对于该食品链的说法正确的选项是()A．在此食品链中能量形式的转变次序是化学能→光能→热能B．兔子产生粪便中的能量不属于兔子的同化量，而属于草的同化量C．当狐狸捕食兔子并同化为自己的有机物时，能量就从第一营养级流入第二营养级D．依据能量流动的特色，狼个体体内的能量少于狐狸个体体内的能量分析：选B在题述食品链中能量形式的转变次序是光能→化学能→热能；兔子的同化量＝摄取量－粪便量，兔子粪便中的能量属于上一营养级即草的同化量；兔子和狐狸分别处于第二、第三营养级；依据能量流动的特色，全部狼个体体内的能量之和少于全部狐狸个体体内的能量之和。2．如图为生态系统中能量流动图解部分表示图(字母表示能量的多少)，以下选项中正确的是()A．图中b＝h＋f＋d＋gB．生产者与初级花费者之间的能量传达效率为b/a×100%C．图中乙代表初级花费者用于生长、发育、生殖的能量D．缩短食品链能够提升能量传达效率分析：选Cb＝c＋h，c＝d＋f，d＝i＋e，故b＝i＋e＋f＋h；生产者与初级花费者之间的能量传达效率为c/a×100%；图中乙代表初级花费者用于生长、发育和生殖的能量；缩短食品链能够减少能量的消耗，但不可以提升能量传达效率。核心重点二|能量流动的特色1．能量流动的特色及原由剖析单向流动的原由：①能量流动是沿食品链进行的，食品链中各营养级之间的捕食关系是长久自然选择的结果，是不行逆转的。②各营养级经过呼吸作用所产生的热能不可以被生物群落重复利用，所以能量流动没法循环。逐级递减的原由：①各营养级生物都会因呼吸作用耗费大多数能量。②各营养级的能量都会有一部分流入分解者。③还有一部分能量未被利用。2．能量传达效率与能量利用率的差异能量传达效率：①含义：生态系统中能量传达效率约为10%～20%，即输入某一营养级的能量中，只有10%～20%的能量流入到下一营养级(最高营养级除外)。②计算公式：下一营养级同化量能量传达效率＝×100%本营养级同化量能量利用率：①一般指流入最高营养级(或人类)的能量占生产者固定总能量的比值。②一般来说，食品链越短，能量利用率越高。③有时考虑分解者的参加，使营养构造更复杂，以实现能量的多级利用，进而提升能量利用率。[名师点拨]对于能量传达效率的易误点剖析能量传达效率是指各营养级之间的能量传达，不是指个体或种群之间的能量传达效率。能量传达效率为10%～20%是对整体而言的，某一食品链中相邻两个营养级的传达效率可能会低于10%。3．三种生态金字塔的比较种类能量金字塔数目金字塔生物量金字塔项目图形能量在沿食品链流动过生物个体数目在食品链生物量(现存生物有机物象征含义的总质量)沿食品链高升程中拥有逐级递减的特中随营养级高升而逐级性递减逐级递减每一阶含每一营养级生物所含能每一营养级生物个体的每一营养级生物的有机义量的多少数目物总量特色正金字塔形一般为正金字塔形，有时一般为正金字塔形，有时会出现倒金字塔会出现倒金字塔[题组冲关]3．在生态系统中，能量能够经过食品链在生物群落中流动。跟着营养级的高升，其获取的总能量愈来愈少。以下解说错误的选项是()A．各营养级中总有一部分能量被分解者利用B．各营养级中的能量一部分以热能形式消散C．各营养级的生物保持自己的生命活动都需要耗费一部分能量D．能量金字塔顶层的生物进行生命活动需要的能量少分析：选D能量流动是逐级递减的，原由是一部分能量经过呼吸作用以热能的形式消散，另一部分能量被分解者利用，生物保持自己的生命活动也耗费一部分能量。能量金字塔顶层的生物进行生命活动需要的能量不必定少。如图为某生态系统中能量传达表示图，以下表达错误的选项是()A．能量流动是从甲固定的太阳能开始的，流入该生态系统的总能量为1250kJB．从乙到丙的能量传达效率为15%C．将乙和丙的粪便作为有机肥还田，能够提升能量传达效率D．食品链的营养关系一般不行逆，这决定了能量流动的单向性分析：选C由图剖析可知，甲为生产者，乙为初级花费者，丙为次级花费者，丁为分解者。能量流动从生产者固定的太阳能开始，流入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能＝175＋200＋875＝1250(kJ)；从乙到丙的能量传达效率为30÷200×100%＝15%；将乙和丙的粪便作为有机肥还田，经分解者的分解作用后能为植物供给无机盐，但不可以提升能量传达效率；食品链的营养关系一般不行逆，这决定了能量流动的单向性。5.右图为某一世态系统的能量金字塔，此中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不一样的营养级，

E1、E2代表能量的形式。以下表达正确的选项是()A．Ⅰ和Ⅳ是连结生物群落与无机环境的重点成分B．该图所示的食品网只有1条食品链：Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→ⅣC．E1表示流入这一世态系统的总能量D．能量可在食品链中循环利用分析：选C图中Ⅰ代表生产者，Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ都代表花费者，实现物质循环的重点生物成分是生产者和分解者；每一营养级的生物种类好多，各样生物之间会形成盘根错节的食品网；生产者固定的太阳能表示流入生态系统的总能量；生态系统中能量流动是单向的，不可以循环利用。生态系统中能量流动的有关计算在解决有关能量传达的计算问题时，第一要确立有关的食品链，理清生物在营养级上的差异，能量传达效率约为10%～20%，解题时注意题目中能否有“最多”“最少”“起码”等特别的字眼，进而确立使用10%仍是20%来解题。1．能量传达效率的“最值”计算食品链越短，最高营养级获取的能量越多。生物间的取食关系越简单，生态系统的能量流动过程中耗费的能量越少。详细计算方法以下：知低营养级求高营养级

知高营养级求低营养级选最长食品获能量最多

选最短食品链按×20%计算

需最多能量

链按÷10%计算选最短食品获能量最少

选最长食品链按×10%计算

需最少能量

链按÷20%计算2．能量传达效率的“定值”计算已确立营养级间能量传达效率的，不可以按“最值”法计算，而需按详细数值计数。例如，在食品链A→B→C→D中，能量传达效率分别为a%、b%、c%，若A的能量为M，则D获取的能量为M×a%×b%×c%。假如是在食品网中，某一营养级同时从上一营养级多种生物获取能量，且各门路所获取的生物量比率确立，则依据各独自的食品链进行计算后归并。[题组冲关]6．某生态系统食品网以以下图所示，猫头鹰体重每增添1kg起码耗费A约()A．100kg

B．44.5kgC．25kg

D．15kg分析：选

C食品链越短，能量耗费得越少，即按

A→B→猫头鹰这条食品链，且能量传递效率按20%来计算。如图食品网中，猫头鹰的食品有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇，则猫头鹰的体重若增添20g，起码需要耗费植物的重量为A．600gC．1600g

()B．900gD．5600g分析：选

B

已知高营养级求起码需要低营养级的能量时需依据最大传达效率进行计算，即20×2/5÷20%÷20%＋20×2/5÷20%÷20%＋20×1/5÷20%÷20%÷20%＝

900(g)

。8.右图为一食品网。若要使丙体重增添

x，其食用的动物性食品所占比率为

a，起码需要的生产者量为

y，那么

x与

y的关系可表示为

(

)A．y＝90ax＋10x

B．y＝25ax＋5xC．y＝20ax＋5x

D．y＝10ax＋10x分析：选C从题干的“起码”和各样食品所占比率下手，用数学方法解答该题。由题意“起码”可知，应当按最大传达效率为20%计算，a表示食用动物性食品所占比率，则(1－a)表示直接从甲获取的能量所占的比率，故