2019高中生物 第五章 生态系统及其稳定性 第2节 生态系统的能量流动学案 新人教版必修3.doc
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1、1第第 2 2 节节 生态系统的能量流动生态系统的能量流动学习目标知识概览(教师用书独具)1.1.理解能量在生态系统中的流动过程。(重、难点)2 2掌握能量流动的特点及意义。(重点)3 3尝试调查农田生态系统中的能量流动情况。自 主 预 习探 新 知一、能量流动的过程1 1概念:生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。2 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)能量去向在生产者的呼吸作用中以热能形式散失。随着残枝败叶等被分解者分解而释放出来。被初级消费者摄食同化,流入第二营养级。3 3能量流经第二营养级的过程(1)输入:通过摄食
2、生产者获得。(2)去向通过呼吸作用以热能形式散失。随尸体、排泄物流向分解者。被次级消费者摄食同化,流入下一营养级。4 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:通过自身呼吸作用以热能形式散失。被下一营养级同化。被分解者分解利用。2二、能量流动的特点1 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:能量在沿食物链流动的过程中逐级减少,传递效率约为 10%20%。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
3、不超过 45 个营养级。2 2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,可以形成一个金字塔图形。三、研究能量流动的意义1 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。2 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。基础自测1 1判断对错(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、
4、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。(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。2 2关于草原生态系统能量流动的叙述,错误的是( )A能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程B分解者所需的能量可来自各营养级生物所储存的能量C生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量D生产者固定的能量除用于自身呼吸外,其余均流
5、入下一营养级D D 能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失过程,A 正确;分解者的作用就是将有机物分解成无机物,并从中获取生命活动所需的能量,B 正确;生态系统维持正常功3能需要不断地输入光能,C 正确;生产者固定的能量除用于自身呼吸外,部分流向分解者,部分流向下一营养级,D 错误。3 3如图是生态系统的能量流动图解,据图分析下列说法错误的是( ) 【导学号:62672213】A图中 A、B、C、D 方框的大小可表示该营养级生物同化的能量的多少B该图中的食物链为 ABCDC该图中的 A 固定的能量表示流经该生态系统的总能量D图中 A 固定的能量等于 B、C、D 的同化量之和D D 图中 A、
6、B、C、D 方框的大小可表示该营养级生物同化的能量的多少,A 正确;图中 A 为生产者,B、C、D 为消费者,食物链为 ABCD,B 正确;生产者固定的太阳能是流经该生态系统的总能量,C 正确;每个营养级(最高营养级除外)的能量的去路有 3 个:流入下一营养级、被分解者分解利用和自身呼吸消耗,故 A 固定的能量大于 B、C、D 的同化量之和,D 错误。合 作 探 究攻 重 难能量流动的过程思考交流1 1能量流动是指能量的输入、传递、转化和散失的过程。结合下图完成以下探究。(1)输入第二营养级(如图示中的鹰)的能量是初级消费者(如图中的蛇)摄入的能量还是其同化的能量?提示:同化的能量。(2)初级
7、消费者摄入的生产者中含有的能量是否均流向初级消费者体内?试解释原因。提示:否,因为初级消费者摄入生产者后并没有完全利用,还有一部分能量以粪便形式排出。2 2在一定时间内,某自然生态系统中全部生产者固定的能量值为a,全部消费者所获得的能量值为b,全部分解者所获得的能量值为c,试分析a、b、c三者之间的关系。提示:生产者固定的能量传递给了消费者和分解者的同时,还有一部分能量以热能的4形式散失了,所以abc。能量流动过程分析(1)模式图(以第二营养级为例)。(2)分析模式图。动物同化的能量摄入量粪便中有机物的能量,即第二营养级粪便中的能量不属于第二营养级同化的能量,而是属于第一营养级同化的能量。每一
8、营养级同化的能量分为两部分,一部分在自身的呼吸作用中以热能的形式散失了,另一部分则用于自身的生长、发育和繁殖等生命活动。用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量主要包括未利用部分、流向分解者部分、流向下一营养级部分。未利用部分是指存在于某营养级活体中的能量,既未被自身呼吸消耗,也未传给下一营养级、未被分解者利用。某生态系统中有 a、b、c、d 四种生物,构成食物链 abc,d 为分解者,如图是该生态系统中能量流入 b 时发生的一系列变化,下列说法错误的是( )A图中的甲表示 b 的同化量,乙表示 b 用于生长、发育和繁殖的能量B蘑菇可以参与丁过程C当生态系统处于相对稳定状态时,b 的种群数量一
9、般处于K/2D图中 d 的能量不全部来自 b技巧点拨 由题图可知:甲b 摄入粪便判断甲为 b 的同化量;乙c 摄入遗体、残骸判断乙为 b 用于生长、发育和繁殖的能量;丙甲乙判断丙为呼吸消耗的能量。解析 甲b 的摄入量粪便中的能量,故甲为 b 的同化量,乙b 的同化量呼吸作用散失的能量,故乙为 b 用于生长、发育和繁殖的能量,A 正确;蘑菇是大型真菌,属5于分解者,可以参与丁过程,B 正确;当生态系统处于相对稳定状态时,某种群的数量应稳定在K值左右,C 错误;图中 d 的能量不全部来自 b,如 b 的粪便中的能量属于 a 固定的能量,D 正确。答案 C C(1)若 c 摄入的能量为 A,则 b、
10、c 之间的能量传递效率为 A/甲100%,对吗?说明理由。提示:不对。b、c 两个营养级间的传递效率等于 c 的同化量与 b 的同化量的比值,而c 的同化量未知,无法计算出两者间的能量传递效率。(2)图示中呼吸作用产生的能量是否都以热能形式散失掉?提示:不是。呼吸作用产生的能量有三个去向:一是大部分以热能的形式散失;二是转化为 ATP 中的化学能;三是储存在尚未完全分解的有机物中。解题指导 消费者能量的来源和去路学生在解答这类试题时往往不能判别图中的代号是什么类型的能量,究其原因还是不清楚能量的传递路径,尤其是消费者能量的来源和去路,我们可以作如下总结:种群A被捕食的食入的同化的构成生物 机体
11、的下一营养 级捕食的 给分解者的 未利用的)呼吸消耗的)未同化的)未食入的)未被捕食的)其中粪便中的能量就包含在“未同化的” 。这样熟记上图后,再遇到相似的试题,就可直接套用。活学活用1 1下图为某鱼塘中能量流动图解部分示意图,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一定小于B图中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(/)100%D 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,所以可能比小,故 A 错误;粪便中的能量属于上个营养级,所以应包含三级消费者粪便中的能
12、量,故 B 错误;在食物链中各营养级能量输入的方式和形式不完全相同,故 C 错误;能量传递6效率一个营养级的同化量/上一个营养级的同化量,所以第三营养级到第四营养级的能量传递效率为(/)100%,D 正确。2 2如图是一个处于平衡状态生态系统的能量流动图解,其中 A、B、C、D 分别代表不同营养级的生物类群,对此图理解正确的一项是( ) 【导学号:62672214】A流经该生态系统的总能量就是 A 通过光合作用积累的有机物中的能量B在此生态系统中,若一只狼捕食了一只野兔,则该野兔中约有 10%20%的能量流入这只狼体内C由于流经该生态系统的总能量是一定的,所以 B 获得的能量越多,留给 C、D
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