新人教版 选择性必修2 生态系统的能量流动 教案

第2节生态系统的能量流动课标内容要求核心素养对接

1.分析生态系统中的能量流动呈现出能量单向流动和逐级递减的规律。2．举例说明利用能量流动规律人们能够更加科学地规划和有效地利用生态系统中资源的途径。

3．解释生态金字塔表征了食物网各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系。生命观念—通过分析生态系统的能量流动的过程，建立生命系统的物质和能量观。

科学思维—分析能量流动过程，归纳总结能量流动特点，形成科学思维习惯。社会责任—通过总结研究能量流动的实践意义，形成学以致用，关注生产生活的态度。

一、能量流动的过程

1．概念：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随着残枝败叶等被分解者分解而释放出来。

③被初级消费者摄入体内，流入第二营养级。

3．能量流经第二营养级的过程

(1)输入：通过摄食生产者获得。

(2)去向

①通过呼吸作用以热能形式散失。

②随尸体、排泄物流向分解者。

③被次级消费者捕食，流入下一营养级。

4．能量流动过程图解

(1)补充图中标号代表的内容

甲：生产者；乙：初级消费者；丙：次级消费者；丁：呼吸作用；戊：分解者。

(2)据图总结流入每一营养级的能量最终去向：

①通过自身呼吸作用以热能形式散失。

②被下一营养级同化。

③被分解者分解利用。

二、能量流动的特点

1．特点

(1)单向流动：沿食物链由低营养级流向高营养级，不可逆转，也不能循环流动。

(2)逐级递减：①能量在沿食物链流动的过程中逐级减少。

②营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多，生态系统中的能量流动一般不超过5个营养级。

2．能量传递效率

(1)能量在相邻两个营养级间的传递效率一般只有10%～20%，也就是说，在输入某一营养级的能量中，只有10%～20%能够流到下一营养级。

(2)计算公式

相邻两个营养级间的能量传递效率＝下一营养级同化量

上一营养级同化量

×100%

三、生态金字塔

1．能量金字塔

将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为相应面积(或体积)的图形，并将图形按照营养级的次序排列，可形成一个金字塔图形。

2．生物量金字塔

用能量金字塔的方法表示各个营养级生物量(每个营养级所容纳的有机物的

总干重)之间的关系。

3．数量金字塔

用能量金字塔的方法表示各个营养级的生物个体的数目比值的关系。

4．生态金字塔

能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔统称为生态金字塔。

四、研究能量流动的实践意义

1．研究生态系统的能量流动，可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。

2．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。

3．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。

判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)

1．能量通过光合作用和化能合成作用输入生态系统，通过呼吸作用输出生态系统。() 2．能量在生态系统的食物链中是以热能的形式流动的。() 3．生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量。() 4．生态系统中能量的初始来源只有太阳能。() 5．农业生态系统中，沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用。

提示：1.√

2．×能量在生态系统的食物链中是以化学能的形式流动的。

3．√

4．×生态系统的能量来源主要为太阳能，也可源自某些无机物氧化分解释放的能量，如硝化细菌、硫铁细菌等化能自养型生物。

5．×沼液和沼渣可以为农作物提供肥料，沼气池发酵产生的沼气又能成为人类的能源物质，实现了能量的多级利用，而能量不能循环利用。

能量流动过程

1．能量流动概念的理解

2．流入某一营养级的能量的来源和去路

(1)能量来源⎩⎨⎧a.生产者的能量主要来自太阳能

b.消费者的能量来自上一营养级 同化的能量

(2)能量去向：流入某一营养级(最高营养级除外)的能量去向可从以下两个角度分析：

①不定时(能量的最终去路)⎩⎨⎧a.自身呼吸消耗

b.流入下一营养级

c.被分解者分解利用

②定时(某段时间内的能量去路)⎩⎨⎧a.自身呼吸消耗

b.流入下一营养级

c.被分解者分解利用

d.未被利用

合作探究：1.呼伦贝尔草原上的鹰捕食兔子，存在一条食物链：草→兔→鹰。草原上生产者主要是草，草原上几乎全部动物都是直接或间接由草养活，那么草的能量来自哪里？它的能量又是什么途径传递给其他动物的？

提示：草的能量来自太阳光能。传递途径为食物链或食物网。

2．如图表示能量流经第二营养级示意图，请据图思考下列问题：

(1)摄入量(a)和粪便量(c)、初级消费者的同化量(b)之间具有怎样的等量关系？

(2)初级消费者的粪便中的能量属于哪个营养级的能量？第三营养级的粪便中的能量呢？

(3)初级消费者同化的能量又有几个流向？

提示：(1)摄入量(a)＝粪便量(c)＋同化量(b)。

(2)初级消费者的粪便中的能量属于第一营养级的能量，第三营养级的粪便中的能量属于第二营养级的能量。

(3)三个：自身呼吸散失、被分解者利用和流向下一营养级。

1．如图为某鱼塘中能量流动图解部分示意图，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⑤一定大于①

B．图中④包含了次级消费者粪便中的能量

C．在食物链中各个营养级能量输入的方式和形式是完全相同的

D．第三营养级到第四营养级的能量传递效率为(③/②)×100%

D[在人工鱼塘中，人们可通过投放饲料等措施来饲养更多的鱼类，所以⑤可能比①小，故A错误；粪便中的能量属于上个营养级，所以④应包含初级消费者粪便中的能量，故B错误；在食物链中各个营养级能量输入的方式和形式