最新精编高中人教版选修三高中生物52《生态系统的能量流动》导学案.docx

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最新精编高中人教版选修三高中生物52《生态系统的能量流动》导学案

第二节生态系统的能量流动预习导学案（2课时）

【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意义

【学习重点】能量流动的过程和特点

【学习难点】能量流动的过程

【知识链接】

光合作用、食物链、食物网等知识是学习本部分内容的知识基础，学好本部分内容也为学习生态系统的稳定性和环境保护等知识做好了知识铺垫。

【学习过程】

导入：

完成课本P91问题探讨，尝试回答讨论题，并思考选择此种生存策略的理由

一、能量流动的过程

1、概念

生态系统中能量的＿＿＿＿、传递、＿＿＿＿和散失的过程。

2、过程

（1）输入过程：

主要是通过生产者的，将光能转化为

（2）起点：

从

固定的太阳能开始，总能量为生产者所固定的全部太阳能。

（3）传递途径：

和

（4）流入每一营养级中能量去向：

a

bc＿＿＿＿＿＿＿＿

（5）能量的散失

①形式：

热能，热能是能量流动的最后归宿。

思考与讨论：

（1）流经生态系统的总能量是辐射到该地区总的太阳能吗？

（2）消费者粪便中的能量是其同化的能量吗？

注意：

消费者摄取的能量等于消费者同化的能量加上粪便中的能量，粪便中的能量属于上一营养级的遗体，消费者同化的能量即是上一营养级流向该消费者的能量，也就是该营养级的总能量。

例1、在一个生态系统中，某草食性动物同化的能量等于（）

A生产者固定的太阳能总量减去生产者的呼吸量

B被草食动物吃了的植物所含的全部能量

被草食动物吃了的植物所含的能量减去粪便等内的能量

D用于草食动物的生长、发育、繁殖等生命活动所需的能量

二、能量流动的特点

（1）单向流动沿食物链由低营养级流向＿＿＿＿＿，不能逆转；也不能＿＿＿＿＿。

原因：

食物链各营养级的顺序是不可逆转的，这是长期自然选择地结果，如肉食性动物以植食性动物为食，而植食性动物不能反过以肉食性动物为食。

（2）逐级递减：

能量在沿食物链流动的过程中是＿＿＿＿＿的，传递效率大约为＿＿＿＿。

计算方法为：

原因：

a各营养级的生物都会因呼吸作用而消耗掉相当大的一部分能量，并以热能的形式散失，无法再利用。

b各营养级的生物中总有一部分能量未被下一营养级的生物利用。

c还有少部分能量随着残枝败叶或遗体等直接传给了分解者。

（3）在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动中消耗的能量越多。

生态系统中的能量流动一般不超过个营养级。

例2、：

如图是能量流动的图解，对此图理解不正确的是（）

A图中方框的大小可表示该营养级生物所鞠鸥能量的相对值

B图中所具有的能量为B的10%～20%

图中A表示流经该生癌系统的总能量

D图中A具有的总能量是B、、D的总和

（4）能量金字塔：

将单位时间内各个营养级所得到的能量数值按营养级＿＿＿＿＿绘成图，所形成的一个金字塔图形。

生物金字塔类型

能量金字塔

数量金字塔

生物量金字塔

形状

特点

正金字塔形

一般为正金字塔形

一般为正金字塔形

象征含义

能量

沿食物链流动过程中

具有逐级递减的特性

生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减

生物量（现存生物有机物的总量）沿食物链流动逐级递减

每一阶含义

食物链中每一营养级生物所含能量的多少

每一营养级生物个体的数目

每一营养级生物的总生物量

注意：

1、能量金字塔不会出现倒置现象。

2、数量金字塔可出现倒置现象，如树林中，树、昆虫和食虫鸟三者形成的数量金字塔可出现倒置现象。

例3、：

下列有关生态系统功能的叙述中，哪项不正确（）

A能量流动的单向性是因为动物的食性一般不能逆转

B任何生态系统都需要得到外部的能量补给

一个封闭的生态系统不需要从外界获得物质供应就可以长期维持正常功能

D生态系统能量流动逐级递减的原因是生物的呼吸消耗和资利用率不高

例4、一片树林中，树、昆虫和食虫鸟的个体数比例关系如图所示。

下列选项能正确表示树、昆虫、食虫鸟之间能量关系的是（）

三、生态系统中有关能量的计算问题生态系统中的能量流动是高考中的一个重要考点，计算题是考查本内容的一类重要题型。

下面对此类计算归类分析如下：

1．已知较低营养级生物具有的能量（或生物量），求较高营养级生物能够从较低营养级生物获得能量（或生物量）的最大值

例5若某生态系统固定的总能量为24000J，则该生态系统

的第三和第四营养级所获得的能量最多是（  ）

A540J和81JB3600J和960J

240J和24J    D960J和192J

【

解析】据题意，生态系统固定的总能量是生态系统中生产者（第一营养级）所固定的能量，即24000J，当能量的传递效率为20%时，每一个营养级从前一个营养级获得的能量是最多的。

因而第三和第四营养级所能获得的最大能量分别是：

24000×20%×20%和24000×20%×20%×20%，即960J和192J。

【小结】在未知能量传递效率时，按能量传递效率为20%进行计算，所得数值为较高营养级从较低营养级获取的最多能量。

在此基础上，可演变为另外一种题型，即“已知较低营养级具有的能量（或生物量）及其能量传递效率时，求较高营养级从较低营养级获得的最多能量（或生物量）”，此时，依据给定的能量传递效率计算即可。

变式1：

在能量金字塔中，若生产者在固定能量时产生240lO2，在能量传递效率为10～15%时，三级消费者可以获得的最大能量相当于    l葡萄糖（  ）

A004         B04     09     D009

2．已知较高营养级的能量（或生物量），求较低营养级应具备的能量（或生物量）的最小值

例6某人捕得一条重2g的杂食海鱼，若此鱼的食物有1/2自植物，1/4自草食鱼类，1/4自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，则该鱼至少需要海洋植物多少g？

【解析】由题意可知，这条鱼的食物于三条食物链，即：

植物→杂食鱼；植物→草食鱼类→杂食鱼；植物→草食鱼类→小型肉食鱼类→杂食鱼，由较高营养级的生物量求其对较低营养级的需要量时，应按能量传递效率20%计算。

据题意，2g重的杂食鱼中，有2×1/2＝1g的能量直接于植物，则实际消耗植物的量至少是：

1÷20%＝5g；有2×1/4＝05g的能量自草食鱼类，则实际消耗植物的最少量是：

05÷20%÷20%＝125g；有2×1/4＝05g的能量自小型肉食鱼类，则实际消耗植物的最少量是：

05÷20%÷20%÷20%＝625g；则其消耗植物的最少量为5＋125＋625＝80g。

【小结】在已知较高营养级的生物具有的能量（或生物量），未知能量传递效率时，按能量传递效率为20%进行计算，所得数值为较低营养级生物应具备的能量（或生物量）最小值。

在此基础上，也可演变为另一种题型，即“已知较高营养级具有的能量（或生物量）及其能量传递效率时，求较低营养级生物应具备能量的最小值”，此时，依据给定的能量传递效率中的最大值计算即可。

3．已知各营养级获

得能量的总和，求各营养级间能量的传递效率

例7．教材P95图5-8中为美国生态学家林德曼于1942年对一个天然湖泊——赛达伯格湖的能量流动进行测量时所得结果。

请据图5-8中相关数据计算出湖泊内各营养级间能量的传递效率？

结合你的计算结果谈谈你怎样理解生态系统中能量流动的特点？

【解析】能量传递效率为下一个营养级所获得的能量占上一个营养级获得能量的比例。

则：

第一营养级向第二营养级的传递效率为：

628÷4646×100%=1352%；

第二营养级向第三营养级的传递效率为：

126÷628×100%=2006%；

由图中数据可知：

生态系统中的能量流动具有逐级递减的特点，即较高营养级所含有的能量低于较低营养级生物所具有的量；根据计算的能量传递效率可以看出：

能量的传递效率大约在10%～20%之间。

答案：

略

小结：

选最短的食物链

最少消耗获得最多

生产者选最大传递效率20℅消费者

最大消耗选最长的食物链获得最少

选最小传递效率10℅

对生态系统中能量流动的计算问题，应在认真审题的基础上分类进行计算即可。

四、研究能量流动的实践意义

（1）帮助人们科学规划，设计＿＿＿＿＿，使能量得到最。

[]

（2）帮助人们合理地＿＿＿＿生态系统中能量流动关系，使能量持续高效地流向＿＿＿＿

＿＿＿＿＿＿＿＿。

【课堂小结】

【学习检测】

1、从生态学的角度分析，生态系统中流动的能量最初于（）

A光合作用B高能化学键绿色植物D太阳光能

2、若鹿的消耗量为100%。

其粪尿量为36%，呼吸量为48%，则鹿的同化量为（）

A64%B84%16%D52%

3．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

．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物种，可增强该系统的稳定性

4．稻田中农民要拔掉稗草，鱼塘中要不断清除肉食性的“黑鱼”，用生态学观点看，这是为了（　　）

A．保持生态平衡B．保持生物群落的单一性

．调整能量在生态系统中流动的方向D．使物质能够尽快地循环流动

5．假若在一个与外界隔绝、没有食物的荒岛上，给你三只鸡（其中2只为母鸡）和40斤玉米，理论上分析，如何利用它们使你在此荒岛上生存的时间最长（　　）

A．先吃掉三只鸡，然后再吃玉米B．先吃尽玉米，然后再吃鸡

．交替食用玉米和鸡D．用玉米喂养母鸡使之产蛋，吃之

【限时训练：

】

1．当一条蛇捕食了一只青蛙后，从生态学角度看，下列叙述正确的是（　　）

A．完成了物质循环B．蛇破坏了生态平衡

．青蛙不能适应环境D．青蛙的能量流向了蛇

2下面有关生态系统能量流动的表述，不正确的是（　　）

A能量流动是单向流动，逐级递减的

B食物链越短，可供消费者的能量越多

初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少

D营养级越多，散失的能量越多

3假设一个生态系统的总能量为１００％，按最高传递效率计算，第三营养级和三级消费者所获得的能量应为（　）[,,]

A４％和４％　　　　　　　　B０８％和０８％

４％和０８％　　　　　　D１０％和４％

4、下列有关生态系统能量流动的叙述中错误的是（）

A当狼捕食兔子并转化为自身的有机物时，能量就从第一营养级流入第二营养级

B当狼吃掉一只兔子时，狼不可能获得兔子的全部能量

生产者通过光合作用合成有机物，能量就从非生物环境流入生物群落

D生态系统的能量流动是单向的，逐级递减的[++]

5．某生态系统中有a、b、c、d、e五种生物，a为植物，其余的为动物。

一年内输入内这五种生物的能量数值如下表：

生物

a

b

c

d

e

能量（J-2×

10-5）

90

95

096

18

032

ｂ、c、d、e四种动物同处一个营养级的是　　　　　　　　　　　　（）

A．b与cB．c与d．d与eD．b与d[学|科|网|X|X|K]

6．在一个生态系统中，已知初级消费者和次级消费者的个体数分别为N1、N2，个体平均重量是M1、M2，则下列四项中正确的是（）

A．N1·M1>N2·M2B．N1·M1=N2·M2

．N1·M1

7．由于“赤潮”的影响，一条4Kg重的杂食性海洋鱼死亡，假如该杂食性的食物有1/2自植物，1/4自草食鱼类，1/4自以草食鱼类为食的小型肉

食鱼类，按能量流动效率20%计算，该杂食性鱼从出生到死亡，共需海洋植物（）

A．120㎏B．160㎏．60㎏D．100㎏

8．在一定的时间内，某生态系统中的全部生产者固定的太阳能为a，全部消费者所同化的能量为b，全部分解者获得的能量为c，则A、B、c之间的关系是（）

A．a=b+cB．a>b+c．ab=c

9．如图食物网中的猫头鹰体重每增加20g，至少需要消耗植物（）

兔

植物猫头鹰

鼠

A200gB250g500gD1000g

10大象是植食性动物，有一种蜣螂则专以象粪为食。

设一大象在某段时间所同化的能量为107KJ，则这部分能量中可流入蜣螂体内的约为（　　）

A0KJ

B106KJ

105KJ-106KJD106KJ-2×106KJ

11假设图示食物网中的水稻固定的太阳能为N，

能量传递效率为10℅，则人获得的能量为（　　）

人

鸭子奶牛

水稻

A等于10-1NB等于10-2N

少于10-1ND少于10-2N

12．右图是处于平衡状态的简单淡水生态系统，请回答：

（1）此生态系统中共有条食物链。

（2）含能量最多的生物类群是_____________________，流经这个生态系统的总能量是。

（3）此生态系统中属于第三营养级的动物是________，淡水虾与小鱼的关系是，大鱼与小鱼的关系是。

（4）此生态系统中分解者是（）

A．海

鸟B．水绵．水藻D．腐生细菌

（5）若所有海鸟迁徒到别处，则大鱼的数目，水藻的数目，淡水虾数目。

（6）海鸟获得能量最多的食物链是。

海鸟每增加1千克，需消耗生产者生产的有机物至少千克。

（7）若此生态系统中水绵大量减少，则下列哪一项会随着发生（）

A．水藻大量增加B．小鱼的数目增多

．海鸟的数目增多D．甲壳类的数目增多

（8）图中各种生物的总和，在生态学上称为。

13．下图为一食物网，若把蛇全部捕光，请回答：

（1）此食物网中，何种生物数量大量减少？

______。

（2）何种生物数量有增加的趋势？

______。

（3）该食物网中，草属于__________，山猫、鹰属于__________。

（4）该食物网的各种生物中，含有能量最

多的是__________，该生态系统的能量最终是__________，其能量流动的特点是__________

14．下图表示某生态系统的能量锥体图，Ｐ为生产者，Ｑ1为初级消费者，Ｑ2为次级消费者。

Ｂ图是将Ａ图中的各营养级所含有的生物进行分类剖析，图中a、a1、a2表示上一年留下的能量（假设它不被下一营养级利用），e、e1、e2表示呼吸消耗量。

据图回答。

（１）如设种群Ｑ1、Ｑ2的个体数为Ｎ1、Ｎ2，平均每个个体所占的能量为Ｗ1、Ｗ2，那么，Ｎ1、与Ｎ2、Ｗ2之间的关系是_________________________________。

（２）每年流入这个生态系统的总能量是_______________（用Ｂ图中的英文字母表示）。

（３）Ｂ图中的b1和d1表示______________________。

（４）若Ｐ和Ｑ同化作用固定能量的总量分别为480J/（c2．a），生物体内贮存的能量分别为200J/（c2．a）和24J/（c2．a）。

那么，能量从Ｐ传递到Ｑ的效率为____________。

15．一位生态学家研究了一块玉米地的能量流动情况，得到如下数据。

·这块玉米地共收割玉米约10000株，质量为6000g，其中共含碳2675g

·这些玉米在整个生长过程中通过呼吸消耗的葡萄糖约2045g

·1g葡萄糖储存16×107KJ能量

·整个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能总量为85×1012KJ

（1）计算：

这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量

是___________，呼吸消耗的能量占所固定的太阳能总量的比例是____________；这块玉米田的太阳能利用率是_____________。

（2）根据计算，请画出能量流经该玉米种群的图解，图解中应标明各环节能量利用和散失的比例。

12．

（1）3

（2）水绵、水藻；生产者固定

的太阳能总量

（3）海鸟、小鱼、淡水虾；竞争；捕食

（4）D

（5）增加；减少；减少

（6）水藻→甲壳类→海鸟；25

（7）A

（8）生物因素

13．

（1）鹰

（2）山猫

（3）生产者次级消费者

（4）草、花生太阳能单向流动、

逐级递减

14．（１）Ｗ1．Ｎ1＞Ｗ2．Ｎ2（２）P的b＋c＋d＋e（３）未被Ｑ2利用的能量；流向分解者的能量（４）15％

15．

（1）14×1011KJ234%165%

（2）