1819 　時(shí)　生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)

1、第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的功能第1課時(shí)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識概覽(教師用書獨(dú)具)1.理解能量在生態(tài)系統(tǒng)中的流動(dòng)過程。(重難點(diǎn))2.掌握能量流動(dòng)的特點(diǎn)。(重點(diǎn))自 主 預(yù) 習(xí)·探 新 知一、生態(tài)系統(tǒng)的功能1功能能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)因，也是生態(tài)系統(tǒng)的基本功能。生態(tài)系統(tǒng)還具有信息傳遞的功能。2能量流和物質(zhì)流渠道食物鏈和食物網(wǎng)構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)流和能量流的渠道。二、生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)1源頭：太陽能。2總能量：生產(chǎn)者固定的太陽能總量。3途徑：以食物的形式沿食物鏈的各營養(yǎng)級依次傳遞。三、能量流動(dòng)的特點(diǎn)1單向流動(dòng)(1)概念：只能由第一營養(yǎng)級依次流向各個(gè)營養(yǎng)級，而不能逆向傳遞。

2、(2)原因：輸入到生態(tài)系統(tǒng)的總能量最終轉(zhuǎn)化成熱能、機(jī)械能等而散失。2逐級遞減(1)原因：各營養(yǎng)級生物通過呼吸作用消耗；未被下一營養(yǎng)級利用。(2)表現(xiàn)：各營養(yǎng)級間的能量轉(zhuǎn)化效率平均為10%20%。四、能量金字塔1形成：單位時(shí)間內(nèi)各營養(yǎng)級的能量數(shù)值由低到高繪制而成。2表明：一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)級越多，能量流動(dòng)過程中消耗的能量就越多?；A(chǔ)自測1判斷對錯(cuò)(1)能量流動(dòng)包括能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程。()(2)分解者所需的能量可來自各營養(yǎng)級生物所儲(chǔ)存的能量。()(3)生態(tài)系統(tǒng)維持正常功能需要不斷得到來自系統(tǒng)外的能量。()(4)生產(chǎn)者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一營養(yǎng)級。()提示：(1)(

3、2)(3)(4)×生產(chǎn)者固定的能量除用于自身呼吸外，部分流向分解者，部分流向下一營養(yǎng)級。2在生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)中，能量形式的轉(zhuǎn)變順序是() 【導(dǎo)學(xué)號：10402136】A光能化學(xué)能熱能B熱能光能化學(xué)能C化學(xué)能光能熱能D光能熱能化學(xué)能A在生態(tài)系統(tǒng)中，綠色植物通過光合作用把光能轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中的化學(xué)能，生物群落中的化學(xué)能最終以熱能的形式散失。3下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)的敘述中，不正確的是()A能量流動(dòng)是單向的、不循環(huán)的B食物鏈越短，可供最高營養(yǎng)級消費(fèi)者獲得的能量越多C初級消費(fèi)者越多，次級消費(fèi)者獲得的能量越少D營養(yǎng)級越多，散失的能量越多C次級消費(fèi)者獲得的能量為初級消費(fèi)者總能量的10%20%

4、。初級消費(fèi)者越多，向下可傳遞的能量也就越多，因此次級消費(fèi)者獲得的能量也越多。合 作 探 究·攻 重 難能量流動(dòng)的過程思考交流1輸入第二營養(yǎng)級的能量是初級消費(fèi)者攝入的還是其同化的？ 提示：是同化的能量。2判斷“一只老虎捕食了一只野兔，則野兔的全部能量都流向了老虎”的對錯(cuò)，并思考消費(fèi)者攝入的能量、同化的能量與糞便中的能量有什么關(guān)系？提示：錯(cuò)，還有一部分未被老虎消化吸收的殘?jiān)?、糞便中的能量存在；同化的能量消費(fèi)者攝入的能量糞便中的能量。3在一定時(shí)間內(nèi)，某自然生態(tài)系統(tǒng)中全部生產(chǎn)者固定的能量值為a，全部消費(fèi)者所獲得的能量值為b，全部分解者所獲得的能量值為c，試分析a、b、c三者之間的關(guān)系。提示：

5、生產(chǎn)者固定的能量傳遞給了消費(fèi)者和分解者的同時(shí)，還有一部分能量以熱能的形式散失了，所以a>bc。歸納總結(jié) 1生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)過程分析(1)能量的來源：太陽能。(2)能量流動(dòng)的起點(diǎn)：從生產(chǎn)者固定太陽能開始。(3)流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產(chǎn)者通過光合作用所固定的太陽能的總量。(4)能量流動(dòng)的渠道：食物鏈和食物網(wǎng)。(5)能量的轉(zhuǎn)化：太陽能生物體內(nèi)有機(jī)物中的化學(xué)能熱能。(6)能量的散失：通過呼吸作用以熱能的形式散失。2各營養(yǎng)級能量的傳遞過程(1)來源：生產(chǎn)者能量來源于太陽光能，消費(fèi)者的能量來源于上一個(gè)營養(yǎng)級。(2)能量總量：同化(固定)的能量。(3)能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級的過程 (4)能量去路該營養(yǎng)級

6、生物呼吸作用消耗。流入到下一個(gè)營養(yǎng)級的生物中(最高營養(yǎng)級生物除外)。以動(dòng)植物遺體、殘枝落葉等形式被分解者分解利用。特別提醒：食物的攝入量同化量(1)攝入量：指動(dòng)物取食的總量，可以理解為動(dòng)物的食物總量。(2)同化量：指動(dòng)物經(jīng)過消化和吸收后轉(zhuǎn)化為自身的能量。(3)關(guān)系：攝入量同化量糞便中的能量貯存量同化量呼吸量。圖甲為某湖泊生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔簡圖，其中、分別代表不同的營養(yǎng)級，m1、m2代表不同的能量形式。圖乙為能量流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)某一營養(yǎng)級的流動(dòng)途徑示意圖，其中ag表示能量值。請據(jù)圖作答：甲乙(1)圖甲中，m1、m2表示的能量形式分別為_。(2)圖乙中，若A表示圖甲中營養(yǎng)級所攝入的全部能量，則B表

7、示_，C表示_。(3)圖乙中有兩處不同的能量散失途徑，其中E處散失的能量是通過_實(shí)現(xiàn)的。解析(1)m1是輸入生態(tài)系統(tǒng)中的能量，是太陽能。m2是系統(tǒng)散失的能量，是熱能。(2)圖乙中，若A表示圖甲中營養(yǎng)級所攝入的全部能量，攝入的能量中有一部分(c)未被同化，B表示被同化的能量，同化的能量去掉呼吸散失的，即是用于生長、發(fā)育和繁殖的能量(C)。(3)由圖乙看出，生態(tài)系統(tǒng)能量散失的途徑有兩條：通過自身的呼吸作用散失；通過微生物(或分解者)的分解作用散失。答案(1)太陽能、熱能(2)所同化固定的能量用于生長、發(fā)育和繁殖的能量(3)分解者的分解作用活學(xué)活用1在由草、兔、狐組成的一條食物鏈中，兔經(jīng)同化作用所獲

8、得的能量，其去向不應(yīng)該包括() 【導(dǎo)學(xué)號：10402137】A通過兔的呼吸作用釋放的能量B通過兔的糞便流入到分解者體內(nèi)的能量C通過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B兔經(jīng)同化作用所獲得的能量，有三條去路：一是通過呼吸作用以熱能的形式釋放；二是兔自身的生長發(fā)育，然后被下一個(gè)營養(yǎng)級即狐攝入，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，屬于兔的能量，而不是狐的能量；三是未被狐攝入的能量。兔的糞便中的能量應(yīng)屬于生產(chǎn)者的能量。2如圖表示一般生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式圖，在不考慮物質(zhì)的輸入和輸出情況下，下列說法正確的是 ()A能量主要是以太陽能的形式輸入生態(tài)系統(tǒng)B組分1、2、3分別代表生

9、產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者C在一個(gè)幼苗茁壯成長的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸出量和輸入量相等D如果組分1是生產(chǎn)者，那么組分1代表的是綠色植物A地球上幾乎所有的生態(tài)系統(tǒng)所需要的能量都來自太陽能，A項(xiàng)正確；太陽能被生產(chǎn)者通過光合作用轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中的化學(xué)能，生產(chǎn)者除了綠色植物之外，還有能進(jìn)行化能合成作用的硝化細(xì)菌等生物，D項(xiàng)錯(cuò)誤；組分1、2、3分別代表生產(chǎn)者、分解者和消費(fèi)者，B項(xiàng)錯(cuò)誤；農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中由于部分能量被固定在植物的有機(jī)物中，因此輸出量和輸入量不相等，C項(xiàng)錯(cuò)誤。能量流動(dòng)的特點(diǎn)與意義思考交流1某同學(xué)繪制如圖所示的能量流動(dòng)圖解(其中W1為生產(chǎn)者固定的太陽能)，據(jù)圖討論以下問題：(1)由第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級

10、的能量傳遞效率為多少？流入初級消費(fèi)者的能量為多少？(用圖示字母表示)提示：D1/W1，D1A2B2C2D2。(2)此圖解體現(xiàn)能量流動(dòng)有何特點(diǎn)？提示：單向流動(dòng)、逐級遞減。2若把每個(gè)營養(yǎng)級的生物量及生物數(shù)量關(guān)系用能量金字塔的形式表示出來，是不是也是正金字塔形？有沒有例外？提示：一般情況下，也是正金字塔形。但是有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)倒置的塔形。例如，在海洋生態(tài)系統(tǒng)中，由于生產(chǎn)者(浮游植物)的個(gè)體小，壽命短，又會(huì)不斷地被浮游動(dòng)物吃掉，所以某一時(shí)刻調(diào)查到的浮游植物的生物量可能低于浮游動(dòng)物的生物量。 當(dāng)然，總的來看，一年中流過浮游植物的總能量還是比流過浮游動(dòng)物的要多。同理，成千上萬只昆蟲生活在一株大樹上，該數(shù)量金字

11、塔的塔形也會(huì)發(fā)生倒置。3人們在研究能量流動(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。此過程提高能量的傳遞效率了嗎？提示：沒有。以上過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)了對能量的多級利用，減少了環(huán)境污染；但沒有提高能量在不同營養(yǎng)級之間的傳遞效率。歸納總結(jié) 1能量流動(dòng)的特點(diǎn)分析(1)單向流動(dòng)食物鏈中，相鄰營養(yǎng)級生物的吃與被吃關(guān)系不可逆轉(zhuǎn)，因此能量不能倒流，這是長期自然選擇的結(jié)果。各營養(yǎng)級的能量總有一部分以細(xì)胞呼吸產(chǎn)生熱能的形式散失掉，這些能量是無法再利用的。(2)逐級遞減每個(gè)營養(yǎng)級的生物總有一部分能量不能被下一營養(yǎng)級利用。各個(gè)營養(yǎng)級的生物都會(huì)因細(xì)胞呼吸消耗相當(dāng)大的

12、一部分能量，供自身利用和以熱能形式散失。各營養(yǎng)級中的能量都要有一部分流入分解者。(3)能量傳遞效率：10%20%，即輸入某一營養(yǎng)級的能量中，只有10%20%的能量流入到下一個(gè)營養(yǎng)級。計(jì)算方法為：能量傳遞效率×100%。2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。其原理是物質(zhì)循環(huán)再生、能量多級利用，以最大限度地提高能量利用率。(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Ｌ貏e提醒：(1)能量傳遞效率是指各營養(yǎng)級中所有生物之間的能量傳遞，不是指個(gè)體或種群之間。(2)能量傳遞效率10%20%是對整體而言的

13、，某一食物鏈中相鄰兩個(gè)營養(yǎng)級的傳遞效率可能會(huì)低于10%。(3)能量利用率能量傳遞效率：調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，提高流向?qū)θ祟愑幸娌糠值哪芰康谋壤?，即提高了能量利用率，而不是提高了能量傳遞效率。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)營養(yǎng)級之間的傳遞效率是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>技巧點(diǎn)撥解析生態(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)系是不可逆轉(zhuǎn)的，這句話是正確的；一般情況下，能量

14、在相鄰兩個(gè)營養(yǎng)級之間傳遞效率是10%20%；流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的太陽能，即流入生產(chǎn)者的總能量；每一個(gè)營養(yǎng)級的能量去路包括：流向下一營養(yǎng)級(最高營養(yǎng)級除外)、流向分解者、自身呼吸作用所消耗。答案C活學(xué)活用1某同學(xué)繪制了如圖所示的能量流動(dòng)圖解(其中W1為生產(chǎn)者固定的太陽能，方框大小表示所含能量多少)，下列敘述中不正確的是()A生產(chǎn)者固定的總能量可表示為(A1B1C1A2B2C2D2)B由第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率為D1/W1C流入初級消費(fèi)者的能量為(A2B2C2)D圖解表明能量流動(dòng)的特點(diǎn)是單向流動(dòng)、逐級遞減的C由圖可知，A為呼吸散失的熱能，D是給下一營養(yǎng)級的能量，B、C應(yīng)為

15、給分解者或未利用的能量。因此生產(chǎn)者固定的總能量W1A1B1C1D1，而D1A2B2C2D2，A正確；由第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率為兩者的同化量D1與W1之比，B正確；流入初級消費(fèi)者的能量為D1A2B2C2D2，C錯(cuò)誤；圖解表明能量流動(dòng)是單向的，方框變小表示能量流動(dòng)是逐級遞減的，D正確。2如圖為某生態(tài)系統(tǒng)中能量傳遞示意圖，以下敘述不正確的是 () 【導(dǎo)學(xué)號：10402138】A能量流動(dòng)是從甲固定的太陽能開始的，流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為1 250 kJB從乙到丙的能量傳遞效率為15%C將乙和丙的糞便作為有機(jī)肥還田，可以提高能量傳遞效率D食物鏈的營養(yǎng)關(guān)系一般不可逆，這決定了能量流動(dòng)的單向性

16、C能量流動(dòng)從生產(chǎn)者固定的太陽能開始，流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的太陽能1752008751 250 kJ；從乙到丙的能量傳遞效率為30÷200×100%15%；將乙和丙的糞便作為有機(jī)肥還田，為作物提供了無機(jī)鹽，但不能提高能量傳遞效率；食物鏈的營養(yǎng)關(guān)系一般不可逆，這決定了能量流動(dòng)的單向性。當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)·固 雙 基1研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，可以參考如圖所示的模型。下列有關(guān)敘述中錯(cuò)誤的是()A研究流經(jīng)某一種群的能量時(shí)，要考慮到能量被利用和未被利用等方面B研究生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)，一般在群體水平上C模型中的“能量輸入”就是指捕食者的捕食D模型中的“能量散失”主要

17、指呼吸作用散失的能量C研究能量流動(dòng)時(shí)，一般在群體水平上，要考慮能量的輸入、傳遞、散失和輸出，也要考慮能量被利用和未被利用等方面?！澳芰枯斎搿笔侵覆妒痴咄哪芰?，“能量散失”主要指呼吸作用散失的能量。2下圖表示生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者能量的來源和去路，下列說法錯(cuò)誤的是() 【導(dǎo)學(xué)號：10402139】A流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為aBb以熱能形式散失Cc用于自身生長發(fā)育繁殖D若d為下一個(gè)營養(yǎng)級同化的能量，則d的量是c的10%20%D若d為下一營養(yǎng)級同化的能量，則d的量是a的10%20%。3右圖是一個(gè)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)模式圖，下列關(guān)于該系統(tǒng)的敘述中，錯(cuò)誤的是 ()A微生物能利用農(nóng)作物通過光合作用儲(chǔ)存的能量B沼氣池

18、中的微生物是該生態(tài)系統(tǒng)的分解者C沼渣、沼液作為肥料還田，使能量能夠循環(huán)利用D多途徑利用農(nóng)作物可提高該系統(tǒng)的能量利用效率C在生態(tài)系統(tǒng)中，能量流動(dòng)是單向的，不能循環(huán)利用，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；該系統(tǒng)中，沼氣池中的微生物能利用農(nóng)作物固定的太陽能，屬于分解者，選項(xiàng)A、B正確；物質(zhì)和能量的多級利用，減少了能量的流失，提高了能量的利用率，選項(xiàng)D正確。4圖A表示某生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔，P表示生產(chǎn)者，Q1表示初級消費(fèi)者，Q2表示次級消費(fèi)者。圖B表示對圖A中的各營養(yǎng)級所含有的能量進(jìn)行分類剖析(圖中a、a1、a2表示上一年留下來的能量，e、e1、e2表示呼吸消耗的能量)。下列分析不正確的是()Abcde為本年度流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量B初級消費(fèi)者產(chǎn)生的糞便中所含的能量包含在c中Cb或d可代表生產(chǎn)者傳遞給分解者的能量Dc1表示初級消費(fèi)者所含能量中被次級消費(fèi)者所同化的能量B本年度流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量，是生產(chǎn)者通過光合作用固定的全部太陽能，即bcde；c指的是初級消費(fèi)者同化的能量，初級消費(fèi)者產(chǎn)生的糞便中所含的能量，包含在生產(chǎn)者流入分解者體內(nèi)的能量中；e表示呼吸作用消耗的能量，b或d可代表生產(chǎn)者傳遞給分解者的能量；c1為流入次級消費(fèi)者的能量，即被次級消費(fèi)者同化的能量。5下圖是某湖泊生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的定量分析圖解。圖中A、B、C代表三個(gè)營養(yǎng)級，數(shù)字均為實(shí)際測得的能量值