生态系统的能量流动学案

学案2生态系统的能量流动考纲要求生态系统能量流动的基本规律及应用(Ⅱ)。

※课前预习

一、能量流动的概念

生态系统中能量的________、传递、________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．起点：生产者____________开始。

2．总量：生产者________________。

3．流动渠道：________和________。

4．特点：(1)单向流动：能量只能沿着食物链由________流向高营养级。

(2)逐级递减

①每个营养级生物都因________而散失部分热能。

②每个营养级生物总有一部分不能被____________利用。

③传递效率为______(形象地用____________)。

三、能量流动研究意义

1．帮助人们科学规划，设计________________，使能量得到最有效利用，实现能量的________。

2．帮助人们合理地________生态系统中能量流动关系，使能量持续高效地流向____________________。

※课堂活动

探究点一生态系统中能量流动过程

分析能量流动过程图，完成下列填空：

由上图可知：

(1)能量转化：________→有机物中的化学能→________(最终散失)。

(2)流动形式：________中的化学能。

(3)散失途径：呼吸作用，包括____________自身的呼吸消耗以及________的呼吸作用。

(4)能量散失的形式：以热能形式散失。

※思维拓展

1．消费者同化的能量＝－粪便中有机物的能量，即摄入的食物只有部分被同化。消费者粪便中含有的能量不能计入排遗生物所同化的能量，它实际与上一个营养级的遗体、残骸一样，属于未被下一个营养级利用的那一部分能量。

例如蜣螂利用大象的粪便获得能量，就不能说屎壳郎获得了大象的能量，而是获得了植物的能量。

2．流入一个营养级的能量是指。

(1)能量的来源

生产者的能量主要来自太阳能。其余各营养级的能量来自上一营养级所同化的能量。

(2)能量的去路

①自身呼吸消耗，转化为其他形式的能量和热能。

②流向下一营养级。

③遗体、残骸、粪便等被分解者分解。

④未被利用：包括生物每年的积累量，也包括动植物遗体、残骸以化学燃料形式被储存起来的能量。

即一个营养级所同化的能量＝呼吸消耗的能量＋被下一营养级同化的能量＋分解者利用的能量＋未被利用的能量。

探究示例1如图表示在某生态系统中，能量流经第二营养级的示意图。对该图分析不合理的是()

A．能量流动是伴随着物质利用而进行的

B．图中甲为初级消费者同化的能量，即第二营养级所含有的能量

C．该图不够完善，缺少甲中因呼吸以热能散失的能量

D．乙比甲的能量少的原因是甲的遗体、残骸中的能量被分解者利用而未传递下去

探究点二能量流动的特点

1．分析能量流动模型，完成下列填空。

(1)大方框代表一个________。

(2)大粗箭头表示流经一个生态系统的总能量，即本生态系统中____________________。

(3)能量流动的方向(以箭头表示)________。

(4)箭头由粗到细表示流入下一个营养级的能量________。

(5)方块面积越来越小表示随营养级别的________，贮存在生物体内的能量________。

(6)分解者体内的能量及呼吸产生的能量以热能的形式散失到系统外，成为不能再利用的能量。

(7)能量流动特点：________、________。

(8)能量传递效率：________。

计算式为：相邻两营养级之间的传递效率＝下一个营养级同化量/上一个营养级同化量×100%。

2．简述能量流动的意义及提高能量利用率的措施。

※思维拓展

1．能量的传递效率为10%～20%的含义是指一个营养级的总能量大约只有10%～20%传到下一营养级。如果按20%这一最高效率计算，若第一营养级的总能量为100%，第二营养级所获得的能量为20%，第三营养级所获得的能量为20%×20%＝4%……，第n营养级所获得的能量是第一营养级能量的1/5n-1(若按传递效率10%计算，公式为1/10n-1)，由此可知生态系统中的能量传递一般不超过4～5个营养级。

2．确定食物链中的营养关系。据能量传递效率20%计算，相邻两个营养级的能量差值也在5倍左右，若能量差值远比五倍小，则应位于同一营养级。

3．提高能量利用率的措施不能提高能量传递效率。

4．极值计算：(1)设食物链A→B→C→D，分情况讨论

现实问题思路求解

D营养级净增重M 至少需要A营养级多少最多需要A营养级多少

A营养级净增重N D营养级最多增重多少D营养级至少增重多少

(2)

时，若要计算最少消耗生产者多少时，应选最短的食物链和最大传递效率20%进行计算，这样消费者获得的能量最多；若要计算最多消耗生产者多少时，应选最长的食物链和最小传递效率10%进行计算，这样消费者获得的能量最少。

探究示例2(2010·淮安一模)下图为生态系统中食物链所反映的能量流动情况，图中箭头表示能量流动的方向，单位为kcal/(m2·a)。下列说法错误的是()

A．食物链的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动的单向性B．辐射的太阳能中仅有1%左右的能量被生产者利用

C．每一营养级的能量大部分用于呼吸和被分解者利用

D．此生态系统中的分解者可利用图中A的所有能量

探究点三生态金字塔

类型项目能量金字塔数量金字塔形

生物量金字塔

形状

特点正金字塔形一般为____金字塔形，

有时会出现____金字塔

形

一般为正金字塔形

象征含义能量沿食物链流动过程

中具有________的特性

生物个体____在食物链

中随营养级升高而逐级

递减

生物量(现存生物有机物的______)

沿食物链升高逐级递减

每一级含义每一营养级生物所含

____的多少

每一营养级生物个体的

____

每一营养级生物的________

特殊形状

能量流动的过程中总是

有能量的消耗

一株大树上鸟、虫、树的

数量金字塔的塔形会发

生倒置

浮游植物的个体小，寿命短，又不

断被浮游动物吃掉，所以某一时间

浮游植物的生物量(用质量来表示)

可能____浮游动物的生物量

探究示例3如图为某一生态系统的能量金字塔，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的

营养级，E1、E2代表能量的形式。下列叙述正确的是() A．Ⅰ是初级消费者

B．Ⅳ为分解者

C．E1为太阳能，E2为热能

D．能量可在食物链中循环利用

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