《生态系统的能量流动》 导学案

《生态系统的能量流动》导学案
一、学习目标
1、理解生态系统能量流动的概念。

2、分析生态系统能量流动的过程和特点。

3、阐述研究生态系统能量流动的实践意义。

二、学习重难点
1、重点
（1）生态系统能量流动的过程。

（2）生态系统能量流动的特点。

2、难点
（1）能量流动过程中各营养级能量的来源和去路。

（2）能量传递效率的计算。

三、知识梳理
（一）能量流动的概念
生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，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
（1）源头：太阳能（几乎所有生态系统）。

少数特殊生态系统，如深海热泉生态系统的能量源头是化能合成作用产生的化学能。

（2）相关生理过程：光合作用（绿色植物）、化能合成作用（某些细菌）。

（3）输入总量：生产者固定的太阳能总量。

2、能量的传递
（1）途径：食物链和食物网。

（2）形式：有机物中的化学能。

3、能量的转化
（1）太阳能→ 有机物中的化学能（生产者的光合作用）
（2）有机物中的化学能→ 热能（各营养级生物的呼吸作用）
4、能量的散失
（1）形式：热能。

（2）途径：呼吸作用，包括各个营养级生物自身的呼吸消耗以及分解者的呼吸作用。

（三）能量流动的特点
1、单向流动
能量只能从一个营养级流向下一个营养级，不可逆转，也不能循环流动。

这是因为食物链中各营养级的顺序是不可逆转的，而且各营养级通过呼吸作用散失的热能不能被生物再利用。

2、逐级递减
输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流入下一个营养级，能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的。

一般来说，在相邻两个营养级间的能量传递效率大约为 10% 20%。

（四）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。

例如，在农业生态系统中，可以通过合理间作套种、延长食物链等措施，提高能量的利用率。

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。

例如，在草原上，合理控制牲畜的数量，既能保证草原生态系统的稳定，又能获得较多的畜产品。

四、例题解析
例 1：在一个草原生态系统中，生产者固定的太阳能为 1000 焦耳，那么流入初级消费者体内的能量最多为多少？
解析：能量传递效率大约为 10% 20%，按 20%计算，流入初级消费者体内的能量最多为 1000×20% ＝ 200 焦耳。

例 2：如果一个生态系统中有 4 个营养级，生产者固定的总能量为10000 焦耳，第二营养级同化的能量为 1000 焦耳，第三营养级同化的能量为 100 焦耳，那么第四营养级同化的能量最多为多少？
解析：能量传递效率按 20%计算，第二营养级同化的能量为 1000 焦耳，则生产者传递给第二营养级的能量为 1000÷20% ＝ 5000 焦耳，第三营养级同化的能量为 100 焦耳，则第二营养级传递给第三营养级的能量为 100÷20% ＝ 500 焦耳，所以第三营养级最多可从第二营养级获得 5000×20% ＝ 1000 焦耳，第四营养级最多可从第三营养级获得100×20% ＝ 20 焦耳。

五、课堂练习
1、在某生态系统中，一只蝗虫摄入了 100 焦耳的能量，其中同化的能量为 80 焦耳，那么这只蝗虫呼吸消耗的能量为多少？通过粪便排出的能量为多少？
2、一个生态系统中存在着甲、乙、丙、丁 4 个营养级，其同化的能量分别为 200 焦耳、300 焦耳、100 焦耳、50 焦耳。

那么这四个营养级之间的能量传递效率依次是多少？
六、课后作业
1、绘制一个简单的生态系统能量流动示意图，并标注出各个环节的能量去向。

2、查阅相关资料，了解一种人工生态系统（如沼气池、鱼塘等）
是如何利用能量流动原理提高能量利用率的，写一篇 300 字左右的短文。

七、知识拓展
1、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，称为能量金字塔。

能量金字塔直观地反映了
生态系统各营养级间能量的关系，即营养级越低，所占有的能量越多；营养级越高，所占有的能量越少。

2、生态系统的物质循环与能量流动的关系
生态系统的物质循环和能量流动是密切相关、不可分割的。

物质作
为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动；能量作为动力，使物
质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。

总之，生态系统的能量流动是生态系统的重要功能之一，对于维持
生态系统的稳定和平衡具有重要意义。

通过对能量流动的研究，我们
可以更好地理解生态系统的运行机制，并合理地利用和保护自然资源。