山東省武城縣第二中學(xué)高中生物 5.2生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)學(xué)案（無答案）新人教版必修3

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1、 第2節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng) 【課標(biāo)解讀】 1.結(jié)合概念圖，描述能量在生態(tài)系統(tǒng)中的流動(dòng)過程，概述能量流動(dòng)的概念。 2.結(jié)合教材中的有關(guān)數(shù)據(jù)，分析總結(jié)能量流動(dòng)特點(diǎn)。 3.結(jié)合實(shí)例，闡明研究能量流動(dòng)的意義。 【溫故而知新】 1.生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括 。 2. 根據(jù)下圖所表示的食物網(wǎng)回答問題。 （1）該生態(tài)系統(tǒng)中有 條食物鏈。 （2）圖中的次級(jí)消費(fèi)者是 。 （3）圖中占有兩個(gè)不同營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物是 。 （4）如果由于災(zāi)害使得植物大減，則鷹的數(shù)量將會(huì)

2、 。 【雙基梳理】 知識(shí)點(diǎn)一：生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程(閱讀P93－94) 1．能量流動(dòng)的概念：是指能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程。 2．能量流經(jīng)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的過程 (1)輸入：生產(chǎn)者通過光合作用把太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，固定在有機(jī)物中。 (2)能量去向 ①在生產(chǎn)者的呼吸作用中以熱能形式散失。 ②隨著殘枝敗葉等被分解者分解而釋放出來。 ③被初級(jí)消費(fèi)者攝食，流入第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)。 3．能量流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的過程 (1)輸入：通過攝食生產(chǎn)者獲得。 (2)去向 ①通過呼吸作用以熱能形式散失。 ②隨尸體、排泄物流向分解者。 ③被次級(jí)消費(fèi)者攝食，流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)。

3、 4．能量在某個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中流動(dòng)過程圖解 知識(shí)點(diǎn)二：能量流動(dòng)的特點(diǎn)(閱讀P95－96) 1．能量傳遞效率：是指相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間同化量的比值。相鄰兩營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間能量傳遞效率大約只有10%～20%，因此食物鏈中營(yíng)養(yǎng)級(jí)一般不超過4～5個(gè)。 2．能量流動(dòng)的特點(diǎn)：?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)、逐級(jí)遞減。 知識(shí)點(diǎn)三：研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義 (1)幫助人們科學(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)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祟愖钣幸娴牟糠帧? 【合作探究】 探究一：能量流動(dòng)的概念和過程 1．研究能量流動(dòng)的分析方法 (1)研究能量流動(dòng)可以在個(gè)體水平上

4、，也可以在群體水平上。研究生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)一般在群體水平上，這種將群體視為一個(gè)整體進(jìn)行研究是系統(tǒng)科學(xué)常用的研究方法。 (2)研究能量在沿著食物鏈從一個(gè)種群流動(dòng)到另一種群時(shí)，需要考慮能量被利用和未被利用等多方面的能量值，以某動(dòng)物種群捕食種群A為例， “能量流動(dòng)的分析”過程為： ①未被捕食的是指沒有被下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)攝食，仍舊以上一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的形式存在的。 ②未食入的是指沒有被攝食進(jìn)去的，如食物的碎屑，動(dòng)物的骨頭、毛發(fā)等，植物的秸稈等。其會(huì)被分解者利用。 ③未同化的是指糞便，其會(huì)被分解者利用。 ④在自然界中，對(duì)一個(gè)種群來說，其同化的能量去向還包括未被捕食的，也可以說是未利用的。 2．生

5、態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入 (1)能量來源：太陽光能(除極少數(shù)特殊空間外)。 (2)能量流動(dòng)起點(diǎn)：生產(chǎn)者的光合作用。 (3)輸入的總能量：是生產(chǎn)者通過光合作用固定的太陽能總量。 3．生態(tài)系統(tǒng)中能量的傳遞過程 (1)傳遞途徑：食物鏈和食物網(wǎng)。 (2)傳遞形式：有機(jī)物中的化學(xué)能。 (3)傳遞過程(以初級(jí)消費(fèi)者為例)： 4．能量的散失過程 (1)形式：熱能(熱能是能量流動(dòng)的最終歸宿)。 (2)過程： 有機(jī)物(化學(xué)能) 能量 (3)特殊途徑 動(dòng)植物遺體、殘落物等形成煤炭、石油等化學(xué)燃料熱能。 思維激活： 1．某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物是指生物個(gè)體還是指某個(gè)種群？ 2．判斷分析“

6、一只老虎捕食了一只野兔，則野兔的全部能量都流向了老虎”的對(duì)錯(cuò)，并思考消費(fèi)者攝入的能量、同化的能量與糞便中的能量有什么關(guān)系？ 3．生物的現(xiàn)存量與同化量的含義一樣嗎？二者有什么關(guān)系？ 4．初級(jí)消費(fèi)者流向分解者的能量包含初級(jí)消費(fèi)者糞便中的能量嗎？ 5．如何分析某個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量去向？輸入到某個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量的去向都相似嗎？ 強(qiáng)化訓(xùn)練 1：下圖為某生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)簡(jiǎn)圖，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)。 A．甲是生產(chǎn)者，乙是消費(fèi)者 B．該生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)開放的系統(tǒng) C．太陽光能通過光合作用固定并進(jìn)入系統(tǒng)，可以熱能形式輸出 D．甲、乙和分解者所儲(chǔ)存的能量之和是輸入

7、該生態(tài)系統(tǒng)的總能量 變式訓(xùn)練1：判斷正誤： (1)圖甲中一定有葉綠體。( ) (2)甲中每個(gè)個(gè)體的能量都多于乙每個(gè)個(gè)體的能量。( ) (3)甲中流向分解者的能量包含了乙的糞便中所含的能量。( ) (4)能量的輸入至甲、乙中所發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化形式是相同的，而由甲、乙和分解者散失時(shí)的能量轉(zhuǎn)化形式是不同的。( ) 探究二：能量流動(dòng)的特點(diǎn)和意義 1．能量流動(dòng)特點(diǎn)的成因分析 (1)單向流動(dòng) ①能量流動(dòng)是沿食物鏈進(jìn)行的，食物鏈中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的捕食關(guān)系是長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果，是不可逆轉(zhuǎn)的。 ②各營(yíng)養(yǎng)級(jí)通過呼吸作用所產(chǎn)生的熱能不能被生物群落重復(fù)利用，因此能量流動(dòng)

8、無法循環(huán)。 (2)逐級(jí)遞減 ①各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物都會(huì)因呼吸作用消耗大部分能量； ②各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量都會(huì)有一部分流入分解者，也有未被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物所利用的部分。 2．能量流動(dòng)模型——生態(tài)金字塔 不同的生態(tài)金字塔能形象地說明營(yíng)養(yǎng)級(jí)與能量、生物量、數(shù)量之間的關(guān)系，是定量研究能量流動(dòng)的直觀體現(xiàn)。 類型 項(xiàng)目 能量金字塔 數(shù)量金字塔 生物量 金字塔 形狀 特點(diǎn) 正金字塔形 一般為正金字塔形，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)倒金字塔形，如樹上昆蟲與鳥的數(shù)量關(guān)系 一般為正金字塔形(特例：如某一時(shí)間內(nèi)，浮游植物的生物量可能低于浮游動(dòng)物的生物量) 象征含義 能量沿食物鏈流動(dòng)過程中具有逐級(jí)遞

9、減的特征 生物個(gè)體數(shù)目在食物鏈中隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)升高而逐級(jí)遞減 生物量(現(xiàn)存生物有機(jī)物的總質(zhì)量)沿食物鏈流動(dòng)逐級(jí)遞減 每一級(jí)含義 食物鏈中每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物所含能量的多少 每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物個(gè)體的數(shù)目 每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的總生物量 思維激活： 6．是不是所有的食物鏈都不會(huì)超過五個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)？ 7．圖為某城市生態(tài)系統(tǒng)能量金字塔，為什么呈倒置狀況也能維持生態(tài)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)？ 8．肉類和雞蛋的價(jià)格比糧食和蔬菜高，從能量流動(dòng)角度看，其道理何在？ 強(qiáng)化訓(xùn)練2：下圖為生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)圖解部分示意圖，①②③④各代表一定的能量值，下列敘述中錯(cuò)誤的是(　　)。 A．生態(tài)

10、系統(tǒng)中能量流動(dòng)具有單向性主要是因?yàn)槭澄镦溨猩镏g吃與被吃的關(guān)系不可逆轉(zhuǎn) B．一般情況下，能量在相鄰的兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的傳遞效率大約是10%～20% C．①表示流經(jīng)此生態(tài)系統(tǒng)的總能量 D．從能量關(guān)系看②＞③＋④ 變式訓(xùn)練2：(1)上題中，三級(jí)消費(fèi)者的能量流動(dòng)途徑是________ __。 (2)除了圖中所示，第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量還有一部分__________ __。 (3)從圖中可以總結(jié)出能量流動(dòng)的特點(diǎn)是____________、____________。 (4)人類對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)進(jìn)行調(diào)查研究，其意義是_____________ __ _

11、 。 【小結(jié)】 【達(dá)標(biāo)檢測(cè)】 A級(jí)——基礎(chǔ)鞏固 1．在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，某草食動(dòng)物同化的能量等于(　　)。 A．生產(chǎn)者固定的太陽能總量 B．生產(chǎn)者固定的太陽能總量減去生產(chǎn)者的呼吸量 C．被草食動(dòng)物吃了的植物中所含的能量減去糞便中所含的能量 2．圖為生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的部分圖解，①代表一定的能量值。下列相關(guān)敘述中，正確的是(　　)。 A．生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是循環(huán)進(jìn)行的 B．能量在沿食物鏈流動(dòng)時(shí)逐級(jí)遞減 C．次級(jí)消費(fèi)者屬于第二營(yíng)養(yǎng)級(jí) D．圖中①代表呼吸作用所消耗的能量 3．在生態(tài)系統(tǒng)中有關(guān)食物鏈與能量流動(dòng)的敘述，不正確的是(　

12、　)。 A．能量沿食物鏈?zhǔn)菃蜗蛄鲃?dòng)的 B．食物鏈越長(zhǎng)，越高營(yíng)養(yǎng)級(jí)上的生物獲得的能量越少 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．生物種類越多，生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈越多 4.右圖食物網(wǎng)中的貓頭鷹每增加20 kJ的能量，至少需要消耗的植物所含的能量 (　　)。 A．200 kJ B．250 kJ C．500 kJ D．1 000 kJ 5.稻田里，農(nóng)民要拔掉稗草；魚塘中，人們不斷清除肉食性的“黑魚”，用生態(tài)學(xué)的觀點(diǎn)看，這是為了(　　)。 A．保持生態(tài)平衡 B．保持生物群落的單一性 C．調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)方向 D．使物質(zhì)能夠盡快地循環(huán)流動(dòng) B級(jí)——技

13、能提升 6.如圖為某生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)圖解部分示意圖，①②③④各代表一定的能量值，下列各項(xiàng)中正確的是(　　)。 A．①表示流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的總能量 B．一般情況下，次級(jí)消費(fèi)者增加1 kg，生產(chǎn)者至少增加100 kg C．生物與生物之間吃與被吃的關(guān)系一般不可逆轉(zhuǎn)，所以能量流動(dòng)具有單向性 D．從能量關(guān)系看②≥③＋④ 7.右圖為某一生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別代表不同的營(yíng)養(yǎng)級(jí)，E1、E2代表能量的形式。下列敘述正確的是(　　)。 A．Ⅰ是初級(jí)消費(fèi)者 B．Ⅳ為分解者 C．E1為太陽能，E2為熱能 D．能量可在食物鏈中循環(huán)利用 8.下表是某生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)中，甲、

14、乙、丙、丁四種生物有機(jī)物同化量的比例關(guān)系。下列關(guān)于該食物網(wǎng)推斷最不可能的是(　　)。 生物種類 甲 乙 丙 丁 同化有機(jī)物所占比例 86 12 1.1 0.9 A.以上四個(gè)種群至少構(gòu)成兩條食物鏈 B．甲、乙兩種群不可能處于同一營(yíng)養(yǎng)級(jí) C．第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量不可能全部被第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)利用 D．乙、丙以甲為食物，丁以乙、丙為食物 9.根據(jù)某生態(tài)系統(tǒng)的相關(guān)圖示，分析回答有關(guān)問題。 (1)在此食物網(wǎng)中共有________條食物鏈，貓頭鷹占有________個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。如果貓頭鷹的體重每增加1 kg，則至少需要草________kg，至多需要草________kg。

15、(2)在此食物網(wǎng)中，種間關(guān)系為捕食和競(jìng)爭(zhēng)的是________、________。(至少寫出兩組) (3)根據(jù)能量流動(dòng)的圖示可知，初級(jí)消費(fèi)者自身生命活動(dòng)所消耗的能量是圖中的箭頭________；三級(jí)消費(fèi)者排出的糞便中仍含有部分能量，這一部分能量被分解者所利用應(yīng)屬于圖示中的箭頭________。(用圖中的①～?來表示) (4)從不同營(yíng)養(yǎng)級(jí)間能量傳遞的多少來看，圖中②③④的特點(diǎn)是_______________________________________。 10.下圖是對(duì)某湖泊的能量調(diào)查結(jié)果(單位：千焦/厘米2·年)，請(qǐng)據(jù)圖回答。 (1)流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是指________

16、，有________千焦/厘米2·年。 (2)能量從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的效率為________%，這說明了能量流動(dòng)的特點(diǎn)是________的，也就是說食物鏈越長(zhǎng)，________越多。 (3)D(熱能)是通過________產(chǎn)生的能量。 (4)能量流動(dòng)具有單向、不循環(huán)的特點(diǎn)，主要原因是由于生物不能在代謝中利用________。 11.回答與草原生態(tài)系統(tǒng)相關(guān)的問題： (1)草原上鼠的天敵從鼠獲得的能量最終來自于________固定的能量。 (2)草原上，某種鼠的種群密度除了受遷入率和遷出率的影響外，還受該鼠種群的________、________、年齡組成和性別比例等因素的影響。 (3)用樣方法調(diào)查某種子雙子葉植物種群密度時(shí)，為避免調(diào)查者主觀因素的影響，要做到________。 (4)草原生物群落的空間結(jié)構(gòu)包括________和________。 9