人教版必修3 第5章 第2節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng) 學(xué)案.docx

第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)目標(biāo)導(dǎo)讀1.結(jié)合教材p93能量流動(dòng)的分析，說(shuō)出能量流動(dòng)的概念。2.觀察教材p94圖56、圖57，理解能量流動(dòng)的過(guò)程。3.結(jié)合教材p95圖58，總結(jié)能量流動(dòng)的特點(diǎn)。4.概述研究能量流動(dòng)的意義。重難點(diǎn)擊能量流動(dòng)的過(guò)程和特點(diǎn)。方式一請(qǐng)大家做一個(gè)快樂(lè)競(jìng)猜游戲。假設(shè)你像魯濱遜那樣流落在不毛的荒島上，只有15 kg玉米和一只母雞可以食用，那么使自己活的最長(zhǎng)的辦法是： 1先吃雞，然后吃玉米。2先吃玉米，同時(shí)用部分玉米喂雞，吃雞生產(chǎn)的蛋，最后再吃雞。學(xué)生每組學(xué)生各選一名代表，做出選擇。(絕大部分學(xué)生選擇的是2)教師真理往往掌握在少數(shù)人手里。我們共同來(lái)看看魯濱遜的選擇是先吃雞，后吃玉米。但母雞提出抗議。教師對(duì)于母雞的抗議，我們是可以理解的。我們必須給母雞一個(gè)合理的解釋，消除母雞的不滿情緒，這就得用到我們這節(jié)課的內(nèi)容“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)”。方式二播放影片：非洲草原上鷹捕食兔子的過(guò)程。提問(wèn)：剛才這部短片的主角是誰(shuí)？(過(guò)渡)對(duì)了，兔、鷹，不要忘了還有小草，在非洲大草原上主要的生產(chǎn)者就是小草，草原上幾乎所有的動(dòng)物都是由小草養(yǎng)活的，沒(méi)有小草，也就不會(huì)有兔子和鷹了?，F(xiàn)在小草有問(wèn)題要問(wèn)了：我們的能量來(lái)自哪里？照射在草地上的太陽(yáng)能都被我們吸收了嗎？我們吸收了太陽(yáng)能后，這些能量有哪些去向？導(dǎo)入生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)。一、生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過(guò)程 1能量流動(dòng)的概念：是指生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過(guò)程。2能量流經(jīng)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的過(guò)程(1)輸入：生產(chǎn)者通過(guò)光合作用把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，固定在有機(jī)物中。(2)能量去向在生產(chǎn)者的呼吸作用中以熱能形式散失。隨著殘枝敗葉等被分解者分解而釋放出來(lái)。被初級(jí)消費(fèi)者攝食同化，流入第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)。3能量流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的過(guò)程(1)輸入：通過(guò)攝食生產(chǎn)者獲得。(2)去向通過(guò)呼吸作用以熱能形式散失。隨尸體、排泄物流向分解者。被次級(jí)消費(fèi)者攝食同化，流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)。4能量在某個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中流動(dòng)過(guò)程圖解問(wèn)題探究能量流動(dòng)是指能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過(guò)程。結(jié)合下圖完成以下探究。1能量的輸入(1)起點(diǎn)：生產(chǎn)者的光合作用。(2)流入生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產(chǎn)者所固定的太陽(yáng)能總量。(3)輸入方式：幾乎所有的生態(tài)系統(tǒng)，光能都是通過(guò)生產(chǎn)者的光合作用轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中的化學(xué)能。2能量的傳遞(1)傳遞途徑：食物鏈和食物網(wǎng)。(2)傳遞形式：有機(jī)物中的化學(xué)能。3傳遞的過(guò)程(1)每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物同化的能量一部分用于生命活動(dòng)，另一部分以熱能形式散失。(2)每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物一部分能量傳遞給下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。(3)每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的遺體、糞便、枯枝敗葉中的能量傳遞給分解者。(4)未利用能量。4以初級(jí)消費(fèi)者為例分析能量的去向(1)消費(fèi)者攝入能量(a)消費(fèi)者同化能量(b)糞便中能量(c)，即動(dòng)物糞便中能量不屬于該營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化能量，應(yīng)為上一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)固定或同化能量。(2)消費(fèi)者同化能量(b)呼吸作用消耗的能量(d)用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量(e)。(3)生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量(e)分解者利用的能量(f)下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)攝入的能量(i)未被利用的能量(j)。5能量的散失(1)形式：熱能。(2)主要過(guò)程：呼吸作用。1下圖為某生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)簡(jiǎn)圖，下列敘述錯(cuò)誤的是()a甲是生產(chǎn)者，乙是消費(fèi)者b該生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)開放的系統(tǒng)c太陽(yáng)光能通過(guò)光合作用固定并進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)，可以熱能形式輸出d甲、乙和分解者所儲(chǔ)存的能量之和是輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量答案d解析由圖可知，甲能夠固定太陽(yáng)能，則甲為生產(chǎn)者，乙從甲獲取能量，則乙為消費(fèi)者。太陽(yáng)光能通過(guò)光合作用固定并進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者的呼吸作用后有一部分以熱能的形式散失，因此生態(tài)系統(tǒng)需要不斷從外界獲得能量的同時(shí)又不斷將能量擴(kuò)散到外界。輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者甲固定的太陽(yáng)能總量。2下圖為生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的部分示意圖，各代表一定的能量值。下列各項(xiàng)中正確的是()a在人工飼養(yǎng)的高密度魚塘中肯定大于b中包含了次級(jí)消費(fèi)者糞便中的能量c在食物鏈中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得能量的方式及能量的用途完全相同d從能量關(guān)系看，答案d題后歸納生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)能量的輸入生產(chǎn)者的同化量能量的輸出各生物成分的呼吸量生態(tài)系統(tǒng)所需能量的根本來(lái)源幾乎都是來(lái)自太陽(yáng)能流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的總能量生產(chǎn)者所固定的太陽(yáng)能總量(生產(chǎn)者的同化量)消費(fèi)者的同化量攝入量糞便量同化量的去路(某營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的去路)呼吸消耗量用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量呼吸消耗量流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量被分解者利用的能量二、能量流動(dòng)的特點(diǎn)和意義1能量流動(dòng)的特點(diǎn)2能量金字塔：將單位時(shí)間內(nèi)各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)所得到的能量數(shù)值，由低到高繪制成圖，可形成一個(gè)金字塔圖形。3能量傳遞效率(1)計(jì)算公式能量傳遞效率100%。(2)一般生態(tài)系統(tǒng)中能量傳遞效率大約為10%20%。4研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義(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?wèn)題探究1美國(guó)生態(tài)學(xué)家林德曼對(duì)一個(gè)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的天然湖泊賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)進(jìn)行了定量分析，得出了如圖所示的數(shù)據(jù)單位：j/(cm2a)：(1)據(jù)圖分析圖中生產(chǎn)者不能(能、不能)捕食肉食性動(dòng)物來(lái)完成能量的循環(huán)。呼吸作用散失的能量不能(能、不能)再被生產(chǎn)者利用來(lái)合成有機(jī)物。據(jù)此，概括能量流動(dòng)的第一個(gè)特點(diǎn)是單向傳遞。(2)依圖完成表中內(nèi)容并分析項(xiàng)目輸入輸出到下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞效率第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)(生產(chǎn)者)464.662.813.5%第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)(植食性動(dòng)物)62.812.620.1%可以看出，能量在相鄰兩營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的傳遞效率大約為10%20%。能量流動(dòng)的第二個(gè)特點(diǎn)是逐級(jí)遞減。2從能量角度分析，為什么豬肉一般比蔬菜和糧食的價(jià)格要高一些？答案蔬菜和糧食作物屬于生產(chǎn)者，是第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，豬屬于初級(jí)消費(fèi)者，是第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)，由于能量傳遞效率只有10%20%，所以要獲得相同質(zhì)量的豬肉，需要消耗5倍至10倍的糧食或蔬菜，因此豬肉一般比蔬菜和糧食的價(jià)格高。3人們?cè)谘芯磕芰苛鲃?dòng)時(shí)，將秸稈作為牲畜飼料，糞便進(jìn)入沼氣池，生產(chǎn)燃料。此過(guò)程提高能量的傳遞效率了嗎？答案沒(méi)有。以上過(guò)程提高了能量的利用率，即人類充分利用了流向分解者的能量，實(shí)現(xiàn)了對(duì)能量的多級(jí)利用，減少了環(huán)境污染。但沒(méi)有提高能量在不同營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的傳遞效率。3下圖為生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)圖解部分示意圖，各代表一定的能量值，下列敘述中錯(cuò)誤的是()a生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)具有單向性主要是因?yàn)槭澄镦溨猩镏g吃與被吃的關(guān)系不可逆轉(zhuǎn)b一般情況下，能量在相鄰的兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的傳遞效率大約是10%20%c表示流經(jīng)此生態(tài)系統(tǒng)的總能量d從能量關(guān)系看，答案c解析食物鏈中的捕食關(guān)系是長(zhǎng)期自然選擇形成的，不可逆轉(zhuǎn)，因此生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)具有單向性；一般情況下能量在相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的傳遞效率大約是10%20%；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，即流入生產(chǎn)者的總能量；一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量都可以包括三部分：流向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)、流向分解者、自身呼吸作用所消耗。一題多變(1)上題中，若三級(jí)消費(fèi)者為最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)，則三級(jí)消費(fèi)者的能量流動(dòng)途徑是 。(2)除了圖中所示，第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量還有一部分 。(3)從圖中可以總結(jié)出能量流動(dòng)的特點(diǎn)是 、 。(4)人類對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)進(jìn)行調(diào)查研究，其意義是 。答案(1)流向分解者、自身呼吸作用所消耗(2)在細(xì)胞呼吸中以熱能的形式散失(3)單向流動(dòng)逐級(jí)遞減(4)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?如果一個(gè)人的食物有來(lái)自綠色植物，來(lái)自小型肉食動(dòng)物，來(lái)自羊肉，那么該人每增加1千克體重，至少消耗植物()a10千克 b40千克c100千克 d280千克答案b解析由題意可知，人的能量來(lái)源于三條食物鏈，分別是：植物人，植物羊人，植物植食性動(dòng)物肉食性動(dòng)物人。設(shè)通過(guò)三條食物鏈消耗的植物分別為a、b、c，則a20%1，b20%20%1，c20%20%20%1，求出a，b，c，進(jìn)而求出abc40。方法鏈接(1)知低營(yíng)養(yǎng)級(jí)求高營(yíng)養(yǎng)級(jí)(2)知高營(yíng)養(yǎng)級(jí)求低營(yíng)養(yǎng)級(jí)1生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是指()能量輸入能量傳遞能量?jī)?chǔ)存能量轉(zhuǎn)化能量散失a bc d答案c解析生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是指生態(tài)系統(tǒng)中的能量輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過(guò)程。2在由草、兔、狐組成的一條食物鏈中，兔經(jīng)同化作用所獲得的能量，其去向不應(yīng)該包括()a通過(guò)兔的呼吸作用釋放的能量b通過(guò)兔的糞便流入到分解者體內(nèi)的能量c通過(guò)狐的糞便流入到分解者體內(nèi)的能量d流入到狐體內(nèi)的能量答案b解析兔經(jīng)同化作用所獲得的能量，有2條去路：一是通過(guò)呼吸作用以熱能的形式釋放；二是用于兔自身的生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖，然后被下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)即狐攝入和被分解者分解利用，但應(yīng)注意的是狐攝入后，未被消化的以糞便形式排出的部分，是屬于兔的能量，而不是狐的能量。兔的糞便中的能量應(yīng)屬于生產(chǎn)者的能量。3下圖為生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的部分圖解，代表一定的能量值。下列相關(guān)敘述中，正確的是()a生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是循環(huán)進(jìn)行的b能量在沿食物鏈流動(dòng)時(shí)逐級(jí)遞減c次級(jí)消費(fèi)者屬于第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)d圖中代表呼吸作用所消耗的能量答案b解析生態(tài)系統(tǒng)中的能量是單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減的；次級(jí)消費(fèi)者屬于第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)；圖中代表生產(chǎn)者流向分解者的能量。4若使農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)朝著對(duì)人類最有益的方向發(fā)展，下列做法中不正確的是()a由人類決定種養(yǎng)生物的種類b由人類進(jìn)行播種、施肥c經(jīng)常進(jìn)行鋤草、松土、治蟲等田間管理d延長(zhǎng)食物鏈、提高能量傳遞效率答案d5根據(jù)某生態(tài)系統(tǒng)的相關(guān)圖示，分析回答有關(guān)問(wèn)題。(1)圖1食物網(wǎng)中共有 條食物鏈，貓頭鷹占有 個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。如果貓頭鷹的體重每增加1 kg，則至少需要草 kg，至多需要草 kg。(2)圖1食物網(wǎng)中，種間關(guān)系為捕食和競(jìng)爭(zhēng)的是 、 (至少寫出兩組)。(3)根據(jù)圖2能量流動(dòng)的圖示可知，初級(jí)消費(fèi)者自身生命活動(dòng)所消耗的能量是圖中的箭頭 ；三級(jí)消費(fèi)者排出的糞便中仍含有部分能量，這一部分能量被分解者所利用應(yīng)屬于圖示中的箭頭 (用圖中的來(lái)表示)。(4)從不同營(yíng)養(yǎng)級(jí)間能量傳遞的多少來(lái)看，圖2中的特點(diǎn)是 。答案(1)8425100 000(2)蛇、貓頭鷹蜘蛛、蟾蜍(或蜘蛛、食蟲鳥)(3)(4)單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減解析如題圖1所示，從左向右數(shù)，在此食物網(wǎng)中共有8條食物鏈，根據(jù)貓頭鷹占據(jù)的位置，可以得出貓頭鷹占有4個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。貓頭鷹的體重每增加1 kg，至多需要多少草應(yīng)