新授课：《生态系统的能量流动》导学案

编号：

课题：生态系统的能量流动

学习目标：1.分析生态系统能量流动的过程和特点

2.概述研究能量流动的实践意义

3.尝试调查农田生态系统中的能量流动情况

重难点： 生态系统能量流动的过程和特点

课前准备案

自主预习

一、能量流动的过程：生态系统的能量流动包括能量的 、 、 和 的过程。

1．能量输入：能量从无机环境进入 的过程。

生态系统的能量输入过程包括生产者的 作用和 作用。

【思考1】生产者固定的 是流经生态系统的总能量。

【思考2】在黑暗海底火山口周围也有较为复杂的生态系统，其能量输入主要来自某些微生

物的 过程。

2．能量传递：能量在 内部的各种生物之间传递的过程。

生产者固定的能量沿着 传递；每个营养级产生的遗体、残骸传递给 。

【思考3】能量在生态系统中的传递形式 （光能、化学能、热能、机械能）。

【思考4】食物链中最高营养级体内的能量最终传递给 。

3．能量散失：能量从生物群落进入 的过程。

生物群落中的能量是通过生产者、消费者和分解者的 作用，以 形式离开生物群落的。

【思考5】通过生产者、消费者和分解者的呼吸作用，将有机物中的化学能转化为 能和 中活跃化学能，后者分解后再以 能形式散失。

4．能量转化：能量在生态系统中的转化形式。

生态系统中的能量转化是指 能→ 能→ 能的转化过程；

【思考6】从光能到化学能依靠生产者的 作用，从化学能到热能依靠各种生物的 作用。

二、能量流动的特点

分析：赛达伯格湖能量流动图解

（1）流经该生态系统的总能量为 J ／cm 2·年，第二营养级的同化量为 J ／cm 2·年，第三营养级的同化量为 J ／cm 2·年。

（2）生态系统中每个营养级都能通过自身的 散失部分能量；每个营养级都能产生遗体残骸并通过 散失部分能量。

（3）从第二营养级到第三营养级的能量传递效率为 ％。

（4）该生态系统中各营养级的未利用量分别为 J ／cm 2·年、 J ／cm 2·年、 J ／cm 2·年，表明各营养级的生物种群正处于 （增长、稳定、衰退）时期。

（5）327.3J ／cm 2·年的未利用量最终要通过各种生物的 而散失。

三、研究生态系统能量流动的实践意义

1．调整生态系统的 ，使能量持续有效地流向 。

2．建立人工生态系统，做到对能量的 利用，提高 。 预习检测

光能 热能

课堂探究案

【探究活动一】能量流动的过程

(一)阅读教材P94“能量流动的过程”小节，分析回答下列问题：

1．（理解）能量是通过什么途径输入到生态系统的第一营养级的？

2．（分析）输入到第一营养级的能量有哪些去向？

3．（学会分析）据图分析下列问题：

①a 、b 、c 、d 、e 、f 之间具有怎样的等量关系？ ②第一营养级中未被利用能量的最终去向是什么？ （二）结合图5－6和5-7，分析回答下列问题：

1．（理解）被初级消费者摄入的能量（摄入量）全部被初级消费者同化（同化量）了吗？

2．（识记）流入初级消费者体内的能量（同化量）的最终去向有哪些？

3．（识记）能量流动的渠道是什么？

4．（分析）对每个营养级来说，能量流动的各个过程之间有何关系？

能量输入＝ ＋ ＋ 。

5．（理解）流入生物群落的能量，最终通过什么途径离开生物群落？ 归纳总结：

(1)能量的来源：生产者的能量主要来自 。其余各营养级的能量来自 。

(2)能量的去路：①自身 ，转化为其他形式的能量和热能。②流向 。③遗体、残骸、粪便等被 分解。④ ：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。

拓展延伸： 1．消费者同化的能量＝摄入量－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。例如屎壳郎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被这个营养级的生物所同化的全部能量。

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。

典型例题1：:在一年中，兔子的摄食量为U ，同化量为P ，粪便量为S ，呼吸量为R ，遗体残骸量为M ，被摄食量为U'。

则：一年当中兔子种群的增长量（未利用量）为 。

针对性练习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：

第一营养级

热能散失 能量储存 （生长、发育、繁殖） 分解者呼吸作用 未利用能量 a b c e f 第二营养级 d U'

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

【探究活动二】能量流动特点

结合图5－8，分析赛达伯格湖的能量流动情况：

1．对于每一个营养级来讲，输入和输出的能量是否相等？为什么？这说明了什么？

2．从第一营养级流入第二营养级的能量，占第一营养级所固定能量的百分比是多少？

从第二营养级流入第三营养级的能量，占第二营养级所同化能量的百分比是多少？ 即能量传递效率分别为：

3．流入某个营养级的能量，为什么不能百分之百地流向下一个营养级？ 结合图5－9，阅读教材P95～P96中的5个自然段，分析回答下列问题：

1．生态系统能量流动的特点有哪些？其原因分别是什么？

2．在能量金字塔中，下一营养级能量约占上一营养级能量的比例是 。

3．食物链为什么一般不会超过5个营养级？

归纳总结：

1、能量流动的特点： 。

2、生态系统的能量流动单向流动原因：

逐级递减原因：

3．能量传递效率：相邻营养级的能量传递效率一般为 。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%。

拓展延伸：

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15n －1(若按传递效率10%计算，公式为110n －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．极值计算：

(1)设食物链A→B→C→D，分情况讨论： (2)在某一食物网中，一个消费者往往同时占有多条食物链，当该消费者增加了某一值时，若要计算最少消耗生产者多少时，应选最 的食物链和传递效率 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 的食物链和传递效率 进行计算，这样消费者获得的能量最少。

典型例题2：下图为某生态系统食物网图解，猫头鹰体重每增加1kg ，至少消耗A 约：

针对性练习2：下图是某生态系统的食物网示意图，甲一庚代表不同的生物。箭头表示能量流动的方向和食物联系。下列叙述正确的是（ ）

A ．100kg

B ．44.5kg

C ．25kg

D ．15kg A C D 猫头鹰 B 戊

己

庚 甲 丁

丙

乙