新授课：《生态系统的能量流动》导学案.doc

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学校级部新授课导学案编写人审核人

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。

光能

输入

生产者→消费者

↘↙

分解者

散失

热能

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／cm2·年，第二营养级的同化量为　　　J／cm2·年，第三营养级的同化量为　　　J／cm2·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／cm2·年、　　　J／cm2·年、　　　J／cm2·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／cm2·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

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。

摄食量U

同化量P

粪便量S

呼吸量R

生长、繁殖

遗体残骸M

分解者呼吸作用散失R'

U'

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：

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（若按传递效率10%计算，公式为），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：

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

（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。

A．100kgB．44.5kg

C．25kgD．15kg

A

C

D

猫头鹰

B

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：

戊

己

庚

甲

丁

丙

乙

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．此食物网中有六条食物链，丁占有四个不同的营养级

B．戊接受的太阳能是流经此生态系统的总能量

C．丙可利用的总能量小于乙和丁可利用的总能量之和

D．向此生态系统大量引人外来物种，可增强该系统的稳定性

【探究活动三】生态金字塔

完成下表填空：

比较三种金字塔

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

典型例题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

课堂小结：

课堂检测：

1.下列关于生态系统能量流动的叙述中，正确的是

A.能量沿食物链传递效率为5%～10%B.能量存在于有机物中沿食物链传递C.能量流动的起点是草食动物的同化作用D.能量流动始终伴随着物质循环而循环2、运用生态系统能量流动规律分析下列四项中，能量不利于流向对人类最有益的部分的是

A.在森林中，使能量多储存在木材里B.在草原牧场，使能量多流向牛和羊

C.能量流经初级消费者→次级消费者→三级消费者（人的食物）

D.在养鱼池，让有机肥料以腐屑形式被鱼类或饵料动物直接摄食

3.关于生态系统能量流动传递效率为10%的理解，正确的是

A.某一营养级约有10%的个体被下一营养级吃掉

B.某一营养级约有10%的能量流到下一营养级

C.最顶部的消费者的能量约占生产者能量的10%

D.分解者能量约占生产者能量的10%

4.在如图所示的食物网中，假如猫头鹰的食物有2/5来自于兔子，2/5来自于鼠，1/5来自于蛇，那么猫头鹰若增加20g体重，最少需要消费植物

A.600gB.900gC.1600gD.5600g

5．下图甲为某湖泊生态系统的能量金字塔简图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，m1、m2代表不同的能量形式。

图乙表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图，其中a～g表示能量值的多少。

请据图作答：

（1）图甲中，m1、m2表示的能量形式分别为