2018_2019版高中生物第四章生态系统的稳态第二节生态系统稳态的维持第1课时学案苏教版必修3

第1课时生态系统中的能量流动[学习目标] 1.概述能量流动的概念，描述能量在生态系统中的流动过程。

2.分析总结能量流动的特点。

3.结合生态农业实例，阐明研究能量流动的意义。

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，然后吃玉米。

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“生态系统中的能量流动”。

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，兔子、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：1．我们的能量来自哪里？2．照射在草地上的太阳能都被我们吸收了吗？3．我们吸收了太阳能后，这些能量有哪些去向？总结：导入生态系统中的能量流动。

一、能量流动的概念和过程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，固定在光合作用制造的有机物中。

(2)能量去向：①在生产者的呼吸作用中以热能形式散失。

②随着植物体的衰老死亡以枯枝落叶的形式被分解者分解而散失。

③被初级消费者取食同化，流入第二营养级。

3．能量流经第二营养级的过程(1)输入：通过取食生产者获得。

(2)能量去向：①通过呼吸作用以热能形式散失。

②随遗体、排泄物流向分解者。

③被次级消费者取食同化，流入下一营养级。

4．能量在某个生态系统中流动过程图解知识整合1．能量流入某营养级的定时定量的分析(1)流入某一营养级的能量在一定时间内的去路有4条，它们分别是：a.自身呼吸消耗；b.流入下一个营养级；c.被分解者利用；d.未被自身呼吸消耗，也未被下一个营养级和分解者利用，即“未利用”，如果以年为单位研究，这部分能量将保留到下一年。

(2)流经某营养级的能量绝大部分是以热能形式散失。

这部分能量不能进入这个生态系统被利用，这是因为能量散失及被利用后不能被再次利用。

2．摄入量与同化量的比较(1)本营养级的摄入量不等于同化量，因为摄入量并不完全被同化，如有一部分不能被利用，以粪便的形式排出。

(2)本营养级产生的粪便量不属于该营养级的同化量，应属于上一营养级的同化量。

例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。

例2下图为生态系统中能量流动的部分示意图，①②③④⑤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⑤肯定大于①B．④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．②>③＋④答案 D归纳总结生态系统的能量流动二、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＝下一营养级同化量上一营养级同化量×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。

知识整合 能量流动特点的原因分析 (1)单向流动①捕食关系不能逆转且散失的热能不能再利用；②各营养级的能量总是趋向于以呼吸作用产生热能而散失掉。

由于热能不能被绿色植物作为光合作用的能源，所以整个生态系统必须有太阳能不断予以补充。

(2)逐级递减①各营养级的生物都会因为呼吸作用散失相当大的一部分能量； ②各营养级总有一部分能量未被下一营养级的生物利用； ③还有少部分能量流向分解者。

例3 下图为生态系统中能量流动图解部分示意图，①②③④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 ．①表示流经此生态系统的总能量D ．从能量关系看②＞③＋④ 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。

例4 如果一个人的食物有12来自绿色植物，14来自小型肉食动物，14来自羊肉，那么该人每增加1千克体重，至少消耗植物( ) A ．10千克 B ．40千克 C ．100千克 D ．280千克答案 B解析 由题意可知，人的能量来源于三条食物链，分别是：①植物→人，②植物→羊→人，③植物→植食性动物→肉食性动物→人。

设通过①②③三条食物链消耗的植物分别为a 、b 、c ，则a×20%＝1×12，b×20%×20%＝1×14，c×20%×20%×20%＝1×14，求出a ＝52，b ＝254，c＝1254，进而求出a ＋b ＋c ＝40。

方法链接1．生态系统的能量流动是指( )①能量输入②能量传递③能量储存④能量转化⑤能量散失A．①②③④ B．①②④C．①②④⑤ D．①②③⑤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，①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①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①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 D解析延长食物链，不能提高能量传递效率，会增加能量的流失。

5．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①～⑬来表示)。

(4)从不同营养级间能量传递的多少来看，图2中②③④的特点是____________________。

答案(1)8 4 25 100 000 (2)蛇、猫头鹰蜘蛛、蟾蜍(或蜘蛛、食虫鸟) (3)⑤⑨(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，至多需要多少草应该考虑能量传递效率为10%和食物链最长，至少需要多少草应该考虑能量传递效率为20%和食物链最短。

每一个营养级的能量都有三个去向，即呼吸作用消耗、被下一营养级同化和被分解者利用，由图2可知，E为分解者，那么初级消费者自身生命活动所消耗的能量是图2中的箭头⑤，同理可知，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2中的箭头⑨。

从不同营养级间能量传递的多少来看，图2中②③④的特点是单向流动、逐级递减。

[对点训练]题组一能量流动的概念和过程1．在生态系统的能量流动过程中，能量形式转变的顺序是( )A．光能→化学能→热能B．热能→光能→化学能C．化学能→光能→热能D．光能→热能→化学能答案 A解析生态系统中的能量流动应从生产者固定太阳能开始。

生产者将光能转化为有机物中的化学能，然后依次再被各级消费者利用，最终以热能的形式散失于无机环境中。

2．(2018·陕西榆林一中高二月考)在一个生态系统中，某食草动物同化的能量等于( ) A．生产者固定的太阳能总量B．生产者固定的太阳能总量减去生产者的呼吸量C．被食草动物摄取的植物中所含的能量减去粪便中所含的能量D．用于食草动物的生长、发育和繁殖等生命活动所需的能量答案 C解析食草动物以草为食物，经消化吸收，真正进入体内的能量是食物中的能量减去粪便中包含的能量，即其同化的能量。

3．自然生态系统食物链的营养级中，能量从一级传向另一级的最终去向是( )A．散失在环境中B．导致分解者数量增加C．进入另一条食物链D．重新循环回到生产者答案 A解析生态系统的能量流动过程中，能量沿着食物链单向传递，能量从上一营养级流向下一营养级后，最终通过呼吸作用以热能的形式散失在环境中，A正确。