人教版必修三 第5章 第2節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng) 學(xué)案.doc

第2節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)1.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)包括能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失等過(guò)程。2生態(tài)系統(tǒng)中能量的來(lái)源是太陽(yáng)能，流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能的總量。3能量流動(dòng)的起點(diǎn)是綠色植物的光合作用，渠道是食物鏈和食物網(wǎng)，能量的轉(zhuǎn)化方式為光能生物體有機(jī)物中的化學(xué)能熱能。4每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)中能量的去路一般有：通過(guò)呼吸作用以熱能的形式散失、流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)及遺體殘骸被分解者分解。5能量流動(dòng)的特點(diǎn)是單向流動(dòng)，逐級(jí)遞減。6研究能量流動(dòng)的意義：設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用；調(diào)整能量流動(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?。一、能量流?dòng)的概念及分析能量流動(dòng)的思路1能量流動(dòng)的概念生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過(guò)程稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)。2分析能量流動(dòng)的思路由上圖可以看出，分析能量流動(dòng)的基本思路是將種群作為一個(gè)整體來(lái)進(jìn)行研究。二、能量流動(dòng)的過(guò)程1能量的輸入2能量流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的過(guò)程填圖3生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的過(guò)程據(jù)圖填空(1)補(bǔ)充圖中標(biāo)號(hào)代表的內(nèi)容：甲：生產(chǎn)者；乙：初級(jí)消費(fèi)者；丙：次級(jí)消費(fèi)者；?。汉粑饔茫晃欤悍纸庹?。(2)據(jù)圖總結(jié)流入每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量最終去向：自身呼吸作用消耗；流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)；被分解者分解利用。三、能量流動(dòng)的特點(diǎn)1單向流動(dòng)(1)方向：沿食物鏈由低營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向高營(yíng)養(yǎng)級(jí)。(2)特點(diǎn)：不可逆轉(zhuǎn)，也不能循環(huán)流動(dòng)。2逐級(jí)遞減(1)能量傳遞效率：相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率約為10%20%。(2)營(yíng)養(yǎng)級(jí)數(shù)量：生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)所經(jīng)過(guò)的營(yíng)養(yǎng)級(jí)一般不超過(guò)45個(gè)。四、研究能量流動(dòng)的意義1幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。2幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧?判斷下列敘述的正誤(1)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)指能量的輸入和散失過(guò)程()(2)太陽(yáng)能只有通過(guò)生產(chǎn)者才能輸入到生態(tài)系統(tǒng)中()(3)每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的同化量就是從上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)攝入的能量()(4)在“植物鼠鷹”這條食物鏈中，第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)含能量最少()(5)沼渣、沼液作為肥料還田，使能量能夠循環(huán)利用()(6)研究能量流動(dòng)，可合理設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，提高能量的傳遞效率()2生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是指()a太陽(yáng)能被綠色植物固定的過(guò)程b生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)生物體能量代謝的過(guò)程c生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過(guò)程d能量從生物體進(jìn)入環(huán)境的過(guò)程解析：選c太陽(yáng)能被綠色植物固定的過(guò)程僅是能量的輸入；生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)生物體能量代謝的過(guò)程主要包括的是能量的傳遞和轉(zhuǎn)化過(guò)程；由于能量蘊(yùn)含在有機(jī)物中，所以在物質(zhì)循環(huán)過(guò)程中伴隨著的能量轉(zhuǎn)移過(guò)程(包括輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失)就是指生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)；能量從生物體進(jìn)入環(huán)境的過(guò)程主要是指能量的散失。3流經(jīng)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是()a生產(chǎn)者用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的總能量b流經(jīng)各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量總和c各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物同化的能量總和d生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能的總量解析：選d生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能的總量是流經(jīng)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量。4在一個(gè)草原生態(tài)系統(tǒng)中，如果要研究被第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)羊同化的能量去向，不應(yīng)包括下列選項(xiàng)中的()a羊的呼吸消耗量b羊的糞便量c羊的生長(zhǎng)量 d部分死亡羊的生物量解析：選b生產(chǎn)者所固定的能量被第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)攝入后，一部分被第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物同化，用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖及通過(guò)呼吸作用消耗，還有一部分未被同化，通過(guò)糞便等排出體外。因此羊的糞便量不是被羊同化的能量去向。5根據(jù)生態(tài)學(xué)的原理，要使能量流經(jīng)食物鏈的總消耗最少，人們應(yīng)采取哪一種食物結(jié)構(gòu)()a以家禽的蛋類為主b以淡水養(yǎng)殖的魚(yú)、蝦為主c以谷物和植物蛋白為主d以雞、豬等家禽、家畜的肉類為主解析：選c根據(jù)能量流動(dòng)逐級(jí)遞減的原理，食物鏈越長(zhǎng)，流經(jīng)食物鏈的總能量損失越多。由此可知，以植物性產(chǎn)品為食的食物鏈最短，能量在此種食物鏈流動(dòng)時(shí)損失最少。6研究生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的主要目的是()a掌握能量流動(dòng)中的傳遞效應(yīng)b熟悉生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)c了解能量流動(dòng)的方向d使能量流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠纸馕觯哼xd人們研究生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的主要目的是設(shè)法使能量更多地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧?1能量流動(dòng)的過(guò)程分析(1)典型圖示：(2)相關(guān)分析： 思考探究1(1)流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是輻射到該地區(qū)太陽(yáng)能的總量嗎？提示：不是。是生產(chǎn)者通過(guò)光合作用固定的太陽(yáng)能總量。(2)生態(tài)系統(tǒng)能量的輸入只能通過(guò)光合作用嗎？提示：不是。生態(tài)系統(tǒng)能量的輸入絕大部分是通過(guò)光合作用，但也可通過(guò)某些細(xì)菌的化能合成作用。2每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的來(lái)源與去路(1)能量來(lái)源(2)能量去向：流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量去向可從以下兩個(gè)角度分析：定量不定時(shí)(在足夠長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)能量的最終去路)：a自身呼吸消耗；b.流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)(最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)除外)；c.被分解者分解利用。定量定時(shí)：流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的一定量的能量在一定時(shí)間內(nèi)的去路可有四條：a.自身呼吸消耗；b.流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)；c.被分解者分解利用；d.未利用，即未被自身呼吸消耗，也未被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)和分解者利用，如果是以年為單位研究，這部分的能量將保留到下一年，因此“未利用”是指在有限的時(shí)間“還沒(méi)來(lái)得及被利用的能量”。思考探究2(1)初級(jí)消費(fèi)者攝入的能量是其同化量嗎，它們之間存在什么關(guān)系？提示：初級(jí)消費(fèi)者攝入的能量不等于其同化量，它們之間的關(guān)系是：同化量攝入量糞便量。(2)初級(jí)消費(fèi)者糞便中的能量是其同化量的一部分嗎？為什么？提示：不是。初級(jí)消費(fèi)者糞便中的能量不屬于其同化的能量，而是屬于生產(chǎn)者所同化的能量。題組沖關(guān)1關(guān)于草原生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的敘述，錯(cuò)誤的是()a能量流動(dòng)包括能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過(guò)程b分解者所需的能量可來(lái)自各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物所儲(chǔ)存的能量c生態(tài)系統(tǒng)維持正常功能需要不斷得到來(lái)自系統(tǒng)外的能量d生產(chǎn)者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)解析：選d生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)包括能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過(guò)程；分解者所需的能量可來(lái)自各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物所儲(chǔ)存的能量；能量流動(dòng)逐級(jí)遞減，生態(tài)系統(tǒng)維持正常功能需要不斷得到來(lái)自系統(tǒng)外的能量；生產(chǎn)者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)及分解者。2下圖為生態(tài)系統(tǒng)中部分能量流動(dòng)圖解，圖中字母表示能量數(shù)值，下列選項(xiàng)敘述錯(cuò)誤的是()a圖中表示出了三個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，其中bhfdgb生產(chǎn)者與初級(jí)消費(fèi)者之間的能量傳遞效率為c/a100%c圖中乙代表初級(jí)消費(fèi)者用于生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖的能量d縮短食物鏈不能提高能量傳遞效率解析：選a圖中表示出了生產(chǎn)者、初級(jí)消費(fèi)者和次級(jí)消費(fèi)者共三個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，其中b是初級(jí)消費(fèi)者的攝入量，h是初級(jí)消費(fèi)者糞便中的能量，c是初級(jí)消費(fèi)者的同化量，f是初級(jí)消費(fèi)者的呼吸量，d是初級(jí)消費(fèi)者用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量，g是初級(jí)消費(fèi)者流向分解者的能量，bch，cdf，die；生產(chǎn)者與初級(jí)消費(fèi)者之間的能量傳遞效率為c/a100%；圖中乙代表初級(jí)消費(fèi)者用于生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖的能量；縮短食物鏈不能提高能量傳遞效率，但可改變能量利用效率。1能量流動(dòng)的特點(diǎn)及原因分析(1)單向流動(dòng)的原因：能量流動(dòng)是沿食物鏈進(jìn)行的，食物鏈中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的捕食關(guān)系是長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果，是不可逆轉(zhuǎn)的。各營(yíng)養(yǎng)級(jí)通過(guò)呼吸作用所產(chǎn)生的熱能不能被生物群落重復(fù)利用，因此能量流動(dòng)無(wú)法循環(huán)。(2)逐級(jí)遞減的原因：各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物都會(huì)因呼吸作用消耗大部分能量。各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量都會(huì)有一部分流入分解者。還有一部分能量未被利用。2能量傳遞效率(1)含義：生態(tài)系統(tǒng)中能量傳遞效率約為10%20%，即輸入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量中，只有10%20%的能量流入到下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)(最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)除外)。(2)計(jì)算公式：能量傳遞效率100%名師點(diǎn)撥關(guān)于能量傳遞效率的易誤點(diǎn)分析(1)能量傳遞效率是指各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的能量傳遞，不是指?jìng)€(gè)體或種群之間的能量傳遞效率。(2)能量傳遞效率為10%20%是對(duì)整體而言的，某一食物鏈中相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的傳遞效率可能會(huì)低于10%。3三種生態(tài)金字塔的比較類型項(xiàng)目能量金字塔數(shù)量金字塔生物量金字塔圖形象征含義能量在沿食物鏈流動(dòng)過(guò)程中具有逐級(jí)遞減的特性生物個(gè)體數(shù)目在食物鏈中隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)升高而逐級(jí)遞減生物量(現(xiàn)存生物有機(jī)物的總質(zhì)量)沿食物鏈升高逐級(jí)遞減每一階含義每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物所含能量的多少每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物個(gè)體的數(shù)目每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的有機(jī)物總量特點(diǎn)正金字塔形一般為正金字塔形，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)倒金字塔一般為正金字塔形，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)倒金字塔題組沖關(guān)3在生態(tài)系統(tǒng)中，能量可以通過(guò)食物鏈在生物群落中流動(dòng)。隨著營(yíng)養(yǎng)級(jí)的升高，其獲得的總能量越來(lái)越少。下列解釋錯(cuò)誤的是()a各營(yíng)養(yǎng)級(jí)中總有一部分能量被分解者利用b各營(yíng)養(yǎng)級(jí)中的能量一部分以熱能形式散失c生物維持自身的生命活動(dòng)需要消耗一部分能量d能量金字塔頂層的生物進(jìn)行生命活動(dòng)需要的能量少解析：選d能量流動(dòng)是逐級(jí)遞減的，原因是一部分能量通過(guò)呼吸作用以熱能的形式散失，另一部分能量被分解者利用，生物維持自身的生命活動(dòng)也消耗一部分能量。能量金字塔頂層的生物進(jìn)行生命活動(dòng)需要的能量不一定少。4如圖表示某草原生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)圖解，表示相關(guān)過(guò)程的能量流動(dòng)量。有關(guān)敘述正確的是()a是流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量b和分別屬于草和兔同化量的一部分c圖中/的值可代表兔到狐的能量傳遞效率d分解者獲得的能量最少解析：選b流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者(草)固定的總能量。為兔的攝入量，包括兔的同化量和糞便量，為狐的攝入量，能量傳遞效率指的是相鄰營(yíng)養(yǎng)級(jí)中高營(yíng)養(yǎng)級(jí)與低營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量的比值，因此/的值不能代表兔到狐的能量傳遞效率。所有動(dòng)植物的遺體最終都被分解者分解，因此，分解者獲得的能量不一定最少。為兔的糞便中的能量，屬于草的同化量；為兔的遺體、殘骸等中的能量，屬于兔的同化量。5.右圖為某一生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔，其中、分別代表不同的營(yíng)養(yǎng)級(jí)，e1、e2代表能量的形式。下列敘述正確的是()a和是連接生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境的關(guān)鍵成分b該圖所示的食物網(wǎng)只有1條食物鏈：ce1表示流入這一生態(tài)系統(tǒng)的總能量d能量可在食物鏈中循環(huán)利用解析：選c圖中 代表生產(chǎn)者，、和都代表消費(fèi)者，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)循環(huán)的關(guān)鍵生物成分是生產(chǎn)者和分解者；每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物種類很多，各種生物之間會(huì)形成錯(cuò)綜復(fù)雜的食物網(wǎng)；生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能表示流入生態(tài)系統(tǒng)的總能量；生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)是單向的，能量不能循環(huán)利用。在解決有關(guān)能量傳遞的計(jì)算問(wèn)題時(shí)，首先要確定相關(guān)的食物鏈，理清生物在營(yíng)養(yǎng)級(jí)上的差別，能量傳遞效率約為10%20%，解題時(shí)注意題目中是否有“最多”“最少”“至少”等特殊的字眼，從而確定使用10%還是20%來(lái)解題。1能量傳遞效率的“最值”計(jì)算2能量傳遞效率的“定值”計(jì)算(1)已確定營(yíng)養(yǎng)級(jí)間能量傳遞效率的，不能按“最值”法計(jì)算，而需按具體數(shù)值計(jì)數(shù)。例如，在食物鏈abcd中，能量傳遞效率分別為a%、b%、c%，若a的能量為m，則d獲得的能量為ma%b%c%。(2)如果是在食物網(wǎng)中，某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同時(shí)從上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)多種生物獲得能量，且各途徑所獲得的生物量比例確定，則按照各單獨(dú)的食物鏈進(jìn)行計(jì)算后合并。題組沖關(guān)1某生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)如下圖所示，貓頭鷹體重每增加1 kg至少消耗a約()a100 kgb44.5 kgc25 kg d15 kg解析：選c食物鏈越短，能量消耗得越少，即按ab貓頭鷹這條食物鏈，且能量傳遞效率按20%來(lái)計(jì)算。2下圖食物網(wǎng)中，貓頭鷹的食物有2/5來(lái)自兔，2/5來(lái)自鼠，1/5來(lái)自蛇，則貓頭鷹的體重若增加20 g，至少需要消耗植物的重量為()a600 g b900 gc1 600 g d5 600 g解析：選b已知高營(yíng)養(yǎng)級(jí)求至少需要低營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量時(shí)需按照最大傳遞效率進(jìn)行計(jì)算，即202/520%20%202/520%20%201/520%20%2