大许中学2010—2011学年度第一学期
高二生物教学案编制：孙晋护
第四章生态系统的稳态时间：10月27日
第3课时第2节生态系统功能（1）
一、学习目标：
1.掌握生态系统能量流动的过程和特点，明确有关能量流动的理论在生产、生活中的应用。
2.了解研究能量流动的实际意义。
二、课前预习：【思考题】
1. 什么叫能量流动？请结合教材83页图4-9说明流经各个营养级的能量的来源和去向如何？能量流动有什么特点？研究能量流动有什么实际意义？
2. 请结合教材84页图4-10说明能量流动的过程是否遵循能量守恒定律？若用生物的数量来绘制金字塔可能有哪些情况？一条食物链中的营养级为什么一般不超过五个？
三、重难点突破：【归纳总结】
1. 能量流动的过程分析：
①．能量流动的起点——是从生产者所固定的太阳能开始的。
②．能量流动的总量——生产者通过光合作用固定的太阳能。
即发生光能→电能→ATP中活泼的化学能→有机物中稳定的化学能的能量转化过程，这部分能量是输入生态系统内的总能量。
③．能量流动的渠道——食物链或食物网；在这一过程中，能量是以有机物的形式在生物群落中传递的。
④．每个营养级能量的来源和去路
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能量。如羊吃草，不能说草中的能量都流入了羊体内，流入羊体内的能量应是指草被羊消化吸收后转变成羊自身的组成物质中所含的能量，而未被消化吸收的食物残渣末进入羊体内，不能算流入羊体内的能量。
[来源]：各级消费者的能量一般来自上一个营养级，生产者的能量来自太阳能．分解者的能量来自生产者和消费者。
[去路]：一个营养级的生物所同化的能量一般用于四个方面：一是每个营养级的生物呼吸作用消耗，以热能形式散发到周围环境中去；二是用于自身的生长、发育和繁殖，贮存在构成生物体的有机物中；三是流入到下一营养级的生物体内；四是死亡的遗体、残留物、排泄物等被分解者利用。
⑤．能量散失——通过生产者、消费者、分解者的呼吸作用分解有机物而产生的能量，一部分形成ATP被生物利用，另一部分以热能形式散失到无机环境中。
⑥．能量流动中能量的变化——光能→化学能→热能，而热能不能被生物群落重复利用，所以能量流动无法循环。
2. 能量流动的特点：
①．单向流动——能量只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向第三、四、五营养级，既不能逆向流动，也不能循环流动。
②．逐级递减——由于能量流动的逐级递减，营养级越高的生物所获得的能量也就越少，因而食物网中的营养级不能太多，一般不超过5个。
③．能量传递效率的计算：
能量传递效率=下一个营养级同化量÷本营养级同化量×100％
能量的传递效率为10～20％的含意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，以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个营养级，所
获能量是第一营养级能量的１／５n-1(若接传递效率10％，其计算公式为1／10n-1)。
在解决有关能量传递的计算问题时，首先要确定相关的食物链，理清生物与生物在营养级上的差值，能量传递效率为10％～20％：一般选用10％的传递效率进行解题，注意题目中是否有“最多”、“最少”、“至少”等特殊的字眼，从而确定使用10％或20％来解题。如果是在食物网中，同一营养级同时从下一营养级多种生物获得能量，且各途径所获得的生物量相等，按照各单独的食物链进行计算后合并。
四、典型例题
【例题1】．下表是对某水生生态
系统营养级和能量流动情况的调查结
果，表中A、B、C、D分别表示不同
的营养级，E为分解者。Pg表示生物
同化作用固定能量的总量，Pn表示生
物体贮存的能量(Pn＝Pg—R)，R表示
生物呼吸消耗的能量。请分析回答：
(1)能量流动是从A、B、C、D中
的哪个营养级开始的?为什么? ，
该生态系统的营养级结构可表示为。
(2)生产者同化的总能量中有(百分比)未被消费者同化。其中第三营养级同化的能量中用于自身生长发育所占的比例为。R的主要去向是。
(3)若此生态系统受到重金属污染，那么在体内积累重金属污染物最多的生物是。
(4)若A的种群数量增加，则种群数量增加的还有。
(5)该生态系统中能量从第三营养级传递到第四营养级的效率是。
(6)从能量输入和输出角度看，该生态系统的总能量是否增加?为什么?
(7)生态系统中没有更高营养级的原因是(填字母)的不足以维持更高营养级的存在。人直接以植物为食，则被供养的人口更多，从能量流动的特点看，是因为。
【例题2】右图是某生态系统中食物网简图，图中甲至庚代表各种不同的生物。
（1）已知各营养级之间的能量转化效率均为10％，若一种生
物摄食两种下一营养级的生物，且它们被摄食的生物量相等，则
丁每增加10 kg生物量，需消耗生产者kg。
（2）如上图食物网中，若丁增加10kg，则最少需要消耗戊
Kg；最多消耗戊kg。
【例题3】．在生态系统中，全部三级消费者所消耗的能量比全部初级消费者所消耗的能量( ) A．多B．少 C. 相等 D. 无法估计
【例题4】．在食物链中，若第二营养级的生物量为a(按20％传递效率算)，流入第五营养级的能量为( )
A. a/15；
B. a/25；
C. a/125
D. a/625
【例题5】．假设在一定的时间内某个生态系统的全部生产者所固定的太阳能总值为a，全部消费者所利用的能量值为b，全部分解者所利用的能量总值为c，则a、b、c三者的关系是( )
A．a>b＝c B．a＝b+c C．a>b+c D. a 【例题6】．如果人的食物有1／2来自绿色植物，1／4来自小型肉食动物，1／4来自羊肉。假如传递效率为10％，那么人每增加1千克体重，约消耗植物( ) A．280千克 B. 28千克 C. 10千克 D. 1110千克 大许中学2010—2011学年度第一学期 高二生物教学案编制：孙晋护 第四章生态系统的稳态时间：10月27日 第3课时第2节生态系统功能（1） 一、学习目标： 3.掌握生态系统能量流动的过程和特点，明确有关能量流动的理论在生产、生活中的应用。 4.了解研究能量流动的实际意义。 二、课前预习：【思考题】 1. 什么叫能量流动？请结合教材83页图4-9说明流经各个营养级的能量的来源和去向如何？能量流动有什么特点？研究能量流动有什么实际意义？ 2. 请结合教材84页图4-10说明能量流动的过程是否遵循能量守恒定律？若用生物的数量来绘制金字塔可能有哪些情况？一条食物链中的营养级为什么一般不超过五个？ 三、重难点突破：【归纳总结】 （1）. 能量流动的过程分析： ①．能量流动的起点——是从生产者所固定的太阳能开始的。 ②．能量流动的总量——生产者通过光合作用固定的太阳能。 即发生光能→电能→ATP中活泼的化学能→有机物中稳定的化学能的能量转化过程，这部分能量是输入生态系统内的总能量。 ③．能量流动的渠道——食物链或食物网；在这一过程中，能量是以有机物的形式在生物群落中传递的。 ④．每个营养级能量的来源和去路 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能量。如羊吃草，不能说草中的能量都流入了羊体内，流入羊体内的能量应是指草被羊消化吸收后转变成羊自身的组成物质中所含的能量，而未被消化吸收的食物残渣末进入羊体内，不能算流入羊体内的能量。 [来源]：各级消费者的能量一般来自上一个营养级，生产者的能量来自太阳能．分解者的能量来自生产者和消费者。 [去路]：一个营养级的生物所同化的能量一般用于四个方面：一是每个营养级的生物呼吸作用消耗，以热能形式散发到周围环境中去；二是用于自身的生长、发育和繁殖，贮存在构成生物体的有机物中；三是流入到下一营养级的生物体内；四是死亡的遗体、残留物、排泄物等被分解者利用。 ⑤．能量散失——通过生产者、消费者、分解者的呼吸作用分解有机物而产生的能量，一部分形成ATP被生物利用，另一部分以热能形式散失到无机环境中。 ⑥．能量流动中能量的变化——光能→化学能→热能，而热能不能被生物群落重复利用，所以能量流动无法循环。 （2）. 能量流动的特点： ①．单向流动——能量只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向第三、四、五营养级，既不能逆向流动，也不能循环流动。 ②．逐级递减——由于能量流动的逐级递减，营养级越高的生物所获得的能量也就越少，因而食物网中的营养级不能太多，一般不超过5个。 ③．能量传递效率的计算： 能量传递效率=下一个营养级同化量÷本营养级同化量×100％ 能量的传递效率为10～20％的含意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，以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个营养级，所 获能量是第一营养级能量的１／５n-1(若接传递效率10％，其计算公式为1／10n-1)。 在解决有关能量传递的计算问题时，首先要确定相关的食物链，理清生物与生物在营养级上的差值，能量传递效率为10％～20％：一般选用10％的传递效率进行解题，注意题目中是否有“最多”、“最少”、“至少”等特殊的字眼，从而确定使用10％或20％来解题。如果是在食物网中，同一营养级同时从下一营养级多种生物获得能量，且各途径所获得的生物量相等，按照各单独的食物链进行计算后合并。 四、典型例题 [例题1]．下表是对某水生生态系 统营养级和能量流动情况的调查结 果，表中A、B、C、D分别表示不同 的营养级，E为分解者。Pg表示生物 同化作用固定能量的总量，Pn表示生 物体贮存的能量(Pn＝Pg—R)，R表示 生物呼吸消耗的能量。请分析回答： (1)能量流动是从A、B、C、D中 的哪个营养级开始的B?为什么? 因B中含能量最多，是生产者， 该生态系统的营养级结构可表示为B→D→A→C。 (2)生产者同化的总能量中有83.8％(百分比)未被消费者同化。其中第三营养级同化的能量中用于自身生长发育所占的比例为17.6％。R的主要去向是通过呼吸作用以热能的形式散失。 (3)若此生态系统受到重金属污染，那么在体内积累重金属污染物最多的生物是C。 (4)若A的种群数量增加，则种群数量增加的还有BC。 (5)该生态系统中能量从第三营养级传递到第四营养级的效率是 5.7％。 (6)从能量输入和输出角度看，该生态系统的总能量是否增加?为什么? 增加，因为生产者的Pg>所有生物的R之和。 (7)生态系统中没有更高营养级的原因是C(填字母)的Pn不足以维持更高营养级的存在。人直接以植物为食，则被供养的人口更多，从能量流动的特点看，是因为能量流动是逐级递减的，缩短食物链能量的损失小。 [解析] 本题考查的是生态系统中的能量流动情况，解答本题需从识表着手，并正确运用能量流动的有关知识进行计算。 (1)因为B营养级含有的能量最大，贮存的能量和呼吸消耗的能量也最多，故B是生产者，因为E为分解者，所以食物链为B→D→A→C。 (2)生产者同化的总能量870.7，消费者同化的总能量141．0，未被消费者同化的能量的百分比为(870.7—141.0)÷870.7×100％=83.8％；第三营养级(A)同化的能量15.9中用于自身生长发育的为2.8，则所占的比例为：2.8／15.9×100％=17.6％。 (3)生物的富集现象是指某些重金属如Hg、Pb等对生物体的生命活动有毒害作用，且可以随着食物链的延长而加强，即表现为生物富集作用。如发生在日本的水俣病就是汞经过生物富集作用而引起的。营养级越高，金属污染物的含量就越高。 (4)根据食物链B→D→A→C可知，A的种群数量增加，D减少B增加，C也增加。 (5)传递效率=第四营养级的同化量／第三营养的同化量×100％，即0.9／15.9×100％=5.7％。 (6)因为在该生态系统中，输入的总能量为生产者固定的总能量Pg(生产者)=870.7，输出的总能量=所有生物消耗能量之和=13.1+501.3+0.6+79.1+191.4=785.5<870.7，所以该生态系统输入的总能量大于所有生物消耗的能量之和。 (7)按能量传递效率计算，一条食物链一般不超过5个营养级。因所剩C营养级的能量为0.3，不足以维持下一个营养级。能量流动的特点是单向流动，逐级递减。 [例题2] 右图是某生态系统中食物网简图，图中甲至庚代表各种不同的生物。 （1）已知各营养级之间的能量转化效率均为10％，若一种生 物摄食两种下一营养级的生物，且它们被摄食的生物量相等，则 丁每增加10 kg生物量，需消耗生产者3250 kg。 （2）如上图食物网中，若丁增加10kg，则最少需要消耗戊 2500 Kg；最多消耗戊10000kg。 [解析] （1）生产者为戊，根据丁从庚和甲获得的生物量相等，则分别有5 kg来自于庚和甲，则按食物链戊→庚→丁时得到M戊1＝5÷10％÷10％＝500 kg；同时甲为M甲＝5÷10％＝50 kg。同样由于甲从戊和己获得的生物量相同，所以各有25 kg来自戊和己，按食物链戊→甲，得M戊2＝25÷10％＝250 kg；按食物链戊→己→甲得M戊3＝25÷10％÷10％＝2500 kg。所以总起来看，M戊＝M戊1+M戊2+M戊3＝500+250+2500＝3250 kg。（2）要需要戊最少，则食物链要最短，如戊→庚→丁，传递效率要最高(以20％计算)，此时M戊＝10÷20％÷20％＝2500kg。要需要戊最多，则食物链要最长，如戊→己→甲→丁，传递效率要最低(以10％计算)，此时M戊＝10÷10％÷10％÷10％＝10000 kg。 [说明]：由于能量流通的效率逐级递减，在食物网中断定生物量变化的“最多”或“最少”时，可根据下列两个原则：(1)食物链越短，最高营养级获得的能量越多；(2)生物间的取食关系越简单，生态系统消耗的能量越少。 【例题3】．在生态系统中，全部三级消费者所消耗的能量比全部初级消费者所消耗的能量( ) A．多B．少 C. 相等 D. 无法估计 【答案】．B 点拨：能量传递逐级递减，营养级越高，所消耗的能量越少。 【例题4】在食物链中，若第二营养级的生物量为a(按20％传递效率算)，流入第五营养级的能量为( ) A. a/15； B. a/25； C. a/125 D. a/625 【答案】．C 点拨：两生物营养级差为5，按公式计算得a×(20％)3＝a／125。 【例题5】．假设在一定的时间内某个生态系统的全部生产者所固定的太阳能总值为a，全部消费者所利用的能量值为b，全部分解者所利用的能量总值为c，则a、b、c三者的关系是( ) A．a>b＝c B．a＝b+c C．a>b+c D. a 【答案】．C 点拨：生态系统的总能量在流动过程中是逐级递减的：除了被下一营养级所利用外，还有一部分能量通过呼吸作用被消耗。 【例题6】．如果人的食物有1／2来自绿色植物，1／4来自小型肉食动物，1／4来自羊肉。假如传递效率为10％，那么人每增加1千克体重，约消耗植物( ) A．280千克 B. 28千克 C. 10千克 D. 1110千克 【答案】．A 点拨：按不同的能量传递途径：分别求出所需植物的量再相加，则为1／2÷10％+1／4÷10％÷10％+1／4÷10％÷10％÷10％＝280(kg)。 ＊人体内的能量是流动的，一旦用错地方就会形成扭曲的样貌。如果我们没有把生命能量用在创造快乐上，反而把焦点放在创造悲伤、怨怒、悔恨的实相，或过着一成不变的枯燥生活，便很容易生病——这是因为内在扭曲，能量受到严重阻塞而引发的健康问题，它提醒人们内在强大的能量是需要被释放和疏导的，因此不能用对抗的方式去应对疾病，否则会引发体内能量更大的冲突。 ＊疾病与负面情绪的压抑累积有密切关系。因此，让负面情绪获得释放和转化，肯定自己的存在价值，就是我们必须学习的功课。一个能肯定自我价值、内心与外在较为一致的人，是不容易生病的。肯定自己生而为人的必然价值，向内心输入正面的信息，更进一步地接纳以及了解自我，才是获得健康并治愈疾病的治本之道。 健康源自好心态 人类身体上的病痛，往往都是心灵能量阻滞的呈现。无论治疗任何疾病，如果我们不去觉察和探索内在情绪的变化，只一味从身体治疗的角度思考，那么在治疗上就会出现很大的盲点。若要让自己获得身心灵的整体健康，我们除了要学习接纳和转换情绪、肯定自我的存在与价值外，还需要倾听心灵的召唤，尽情发挥生命的创造力。 ●医病还需先修心 世界卫生组织（WHO）对于健康的定义包括三个层面：生理、心理及社会关系。唯有这三个层面都达到平衡状态，才能够达到“健康”的标准。其实，健康不仅是身体上是否有病痛的问题，心理上的健康问题更为重要。 我在就读医学院时开始探索疾病与人类心灵之间的关系，陆续接触了不少有关身心灵研究的资料。我深深认识到，若医生只救助病人的肉体，而不能从心灵的根源解除其痛苦，就并不算真正的疗愈。 还在当实习医生的时候，我曾急救过一位被厚钢板撞击腹部的男人，当时情况十分危急，剖开他的胸腔后，我必须用整只手探入其中按摩他的心脏，才能挽回其性命。这次急救病人的经验极大地震撼了我，促使我进一步思索生命的存在与价值、本质与意义。 人类身体上的病痛，往往都是心灵痛苦的呈现。若只是把人体器官当作机器中的零件一样，以为借助现代医疗仪器或高科技，以旧换新后就能解决健康问题， 生态系统能量流动过程分析 1．下面为能量流经某生态系统第二营养级的示意图[单位：J/(cm2·a)]，据图分析，有关说法正确的是( ) A．该生态系统第一营养级同化的能量至少为400 B．第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量是100 C．能量由第二营养级到第三营养级的传递效率是20% D．该生态系统第三营养级同化的能量是15 2．如图所示桑基鱼塘生态系统局部的能量流动，图中字母代表相应的能量。下列有关叙述不正确的是( ) A．如果c1表示蚕传递给分解者的能量，则b1表示未被 利用的能量 B．图中b表示桑树呼吸作用散失的能量 C．图中的c可表示桑树用于生长、发育、繁殖的能量 D．图中d1/d可以表示第一营养级到第二营养级的能量传递效率 3．如图为草原生态系统的能量流动图解模型，A、B、C分别表示流入各营养级的能量，D、E、F分别表示各营养级生物用于生长、发育、繁殖的能量，G、H、I分别表示草、兔子、狼呼吸作用消耗的能量，J、K、L分别表示流入分解者的能量。下列说法中正确的是( ) A．图中A＝D、B＝E、C＝F B．K中能量包括兔子尸体及狼粪便中的能量 C．食物链中能量最少的是分解者所处的营养级 D．第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是E/D 4．(2015·茂名模拟)下列对人工鱼塘生态系统的分析，合理的是( ) A．消费者同化的能量往往大于生产者所固定的太阳能B．生态系统中能量流动不是逐级递减的 C．调查该生态系统中某鱼类密度常用的方法是样方法D．该生态系统的功能只有物质循环和能量流动 5．如图为某人工松林18年间能量流动情况的调查统计(单 位略)，有关说法正确的是( ) A．“能量Q”是指生产者固定的太阳能总量 B．无需人工能量投入该松林就可维持其稳定性 C．18年间该松林中分解者获取总能量是285×1010 D．动物的存在加快了人工松林的物质循环 6．下表是某营养级昆虫摄食植物后能量流动的情况，下 列说法不正确的是( ) 项目昆虫摄食量昆虫粪便量昆虫呼吸消耗量昆虫生长的能量 能量(kJ) 410 210 130 70 A. B．昆虫同化的能量中约有35%用于其生长、发育和繁殖 C．昆虫的后一个营养级能够获得的能量最多为14 kJ D．昆虫的前一营养级的能量至少为1 000 kJ 1. )。 A.①③B．②③C．②④D．①④ 解析由表中数据可推知，戊为第一营养级，乙、丙为第二营养级，甲为第三营养级，丁为第四营养级。③中表示的两种生物间为捕食关系，而乙和丙的关系为竞争，所以③与表中数据不相符合。本题易错之处是将乙和丙当作两个营养级，因为二者之间的能量数值不符合两个营养级之间能量传递效率的特点，所以乙和丙不是两个营养级。 答案 A 错因分析不会根据题目中提供的相关信息判断某种生物在食物链中的位置。常见的信息有：有机物总量、能量多少、富营养化积累的有毒物质多少等。 2．(2013·广东理综，5)如图所示某湖泊的食物网，其中鱼a、鱼b为两种小型土著鱼，若引入一种以中小型鱼类为食的鲈鱼，将出现的情况是()。 A．鲈鱼的产量不能弥补土著鱼的减少量B．土著鱼在与鲈鱼的 竞争中处于劣势 C．浮游动物总量锐减后再急升D．浮游植物总量急升后再锐减 解析由于鲈鱼处在土著鱼的下一个营养级，而能量在食物链中 的传递是逐级递减的，所以鲈鱼的产量不能弥补土著鱼的减少量， A项正确；鲈鱼和土著鱼为捕食关系，不存在竞争，B项错误； 鲈鱼引入会导致土著鱼先减少后增加，间接导致浮游动物先增加后减少，C项错误；通过上面的分析可知浮游植物的变化为先减少后增加，D项错误。 答案 A 3．(2013·江苏生物，26)在江苏某地进行稻田养鱼的实验研究。6月5日在一定面积的实验小区插秧后放养300条小鲫鱼(杂食性)，稻田水深8～10 cm。对照小区不放鱼，其他条件相同。所有处理设置3次重复，实验持续2个月，期间检测浮游植物生物量(干重)。请回答下列问题： (1)每个处理设置3次重复，其主要目的是______________________________。 (2)实验的第一个月期间，检测发现实验组浮游植物生物量显著高于对照组，原因分析如下：放鱼 对浮游植物的不利之处是鱼的取食作用；有利之处是鱼粪便为浮游植物提供营养物质，以及鱼会大量捕食________从而减弱其对浮游植物的捕食作用。在此期间，有利因素占据优势。 (3)实验的第二个月期间，所有小区的浮游植物生物量均显著下降，主要原因是此时生长旺盛的水 稻与浮游植物之间具有________关系。 (4)放养鱼增加了该生态系统中________的复杂性，从而增加了该生态系统中________的速率。 (5)除了上述因素之外，对该实验研究影响最大的不定因素是________(填序号)。 ①鸟②土壤质地③光照④水体肥力⑤稻田杂草 解析本题通过生态系统的结构和功能及其应用等知识考查分析能力、实验设计和评价能力。(1)生物实验原则之一是可重复性原则，所以每个处理设臵一般至少需要重复3次，尽可能排除无关变量的影响，增加实验的准确性。(2)该生态系统中，三种生物可构成浮游植物→浮游动物→小鲫 题型13 能量流动的相关计算 解答食物网中能量流动的相关计算题时，注意以下两种情况即可： （1）知高营养级求低营养级时，求“最多”值——选最长食物链按10%计算，求“最少”值——选最短食物链按20%计算。 （2）知低营养级求高营养级时，求“最多”值——选最短食物链按20%计算；求“最少”值——选最长食物链按10%计算。 另外，要注意某一生物“从不同食物链中获得能量的比例”或某一生物“给不同生物提供能量的比例”，然后按照各个单独的食物链分别计算后合并。 一、选择题 1．某同学通过分析蛇的食性绘制了如图所示的食物关系。假如一条1 kg的蛇，4/5的食物来自鼠，1/5的食物来自蛙。按能量流动的20%计算，此蛇间接消耗的植物为 A．45 kg B．22.5 kg C．90 kg D．20 kg 【答案】A 【解析】分析题图：图示共有两条食物链，分别是植物→鼠→蛇，植物→昆虫→青蛙→蛇。按照最大能量传递效率（20%）计算，假如一条1kg的蛇，4/5的食物来自鼠，1/5的食物来自蛙．按能量流动的最高效率计算，此蛇间接消耗的植物为1×4/5÷20%÷20%+1×1/5÷20%÷20%÷20%=45 kg。故选A。 2．下图是一个食物网，假如鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇，那么鹰若要增加20克体重，至少需要消耗植物 A．900克B．500克 C．200克D．600克 【答案】A 【解析】当能量传递效率为最大值即20%时，消耗的植物量最少。鹰经兔途径消耗的植物量为20×(2/5)÷20%÷20%＝200(g)；鹰经鼠途径消耗的植物量为20×(2/5)÷20%÷20%＝200(g)；鹰经蛇、鼠途径消耗的植物量为20×(1/5)÷20%÷20%÷20%＝500(g)，共计消耗植物量为200＋200＋500＝900(g)。 3．有一食物网如图所示，如果能量传递效率为10%，各条食物链传递到庚的能量相等，则庚增加1 kJ的能量，丙最少含多少能量 A．550 kJ B．500 kJ C．400 kJ D．100 kJ 【答案】A 【解析】根据题意知，经丙→丁→己→庚传递到庚的能量为0.5 kJ，则需要丙0.5÷(10%)3＝500(kJ)；经丙→戊→庚传递到庚的能量为0.5 kJ，则需要丙0.5÷(10%)2＝50(kJ)，即丙最少含500＋50＝550(kJ)的能量。 4．下表为某营养级昆虫摄食植物后能量流动的情况，按10~20%传递效率计算，下列说法正确的是项目昆虫摄食量昆虫粪便量昆虫呼吸消耗量昆虫储存在有机物中的能量 能量（KJ）410 210 130 70 A．昆虫的前一营养级的能量至少有2 050 kJ B．昆虫储存在有机物中的能量属于未利用的能量 C．昆虫粪便量属于植物流向分解者能量的一部分 D．昆虫同化的能量中约有14%用于其生长发育和繁殖 【答案】C 【解析】昆虫的同化量为410-210=200（kJ），则其前一营养级的能量至少有200/20%=1 000 kJ，A错误； 未利用的能量属于昆虫储存在有机物中的能量的一部分，B错误；摄入量=同化量+粪便量，昆虫粪便量属于植物流向分解者能量的一部分，C正确；昆虫的同化量为200 kJ，生长的能量所占比例为 70÷200×100%=35%，D错误。 5．如图为生态系统中能量流动图解部分示意图（字母表示能量的多少），下列选项中正确的是 第二节 生态系统的能量流动导学案 【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 3、理解什么是能量金字塔 【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 【晨背关键语句】： 1能量流动的起点是生产者固定的太阳能，渠道是食物链和食物网，能量形式的变化由光能生物体有 机物中的化学能热能。 2.流经生态系统的总能量是生产者固定的全部太阳能 3.能量流动的特点是单向流动，逐级递减 4.能量金字塔的形状永远是正金字塔形，数量金字塔有导致的情况 5.研究能量金字塔的意义 ① 设计人工生态系统，使能量得到最有效地利用 ② 调整能量流动的关系，使能量持续高效的流向对人类最有益的地方 【自学指导】阅读课本P93-P96，完成导学案【自学指导】部分，注意在课本上勾画重要知 识点。 一、概念：生态系统中能量的＿＿＿＿、传递、＿＿＿＿和散失的过程。 二、能量流动的过程 1． 来源： 太阳能 能量输入 过程： 2．能量去向(以能量在第一营养级的变化为例)： (1)在生产者的呼吸作用中以________的形式散失。 (2)用于生产者的生长、发育和繁殖等生命活动，储存在植物体的有机物中。 (3)随着残枝败叶等被________分解而释放出来。 (4)被初级消费者摄食，流入________营养级。 3.传递过程图解（填图） 请说出大方框、大粗箭头、 箭头由粗到细、方块面积越来越小代表的含义 三、能量流动的特点 1．生态系统中能量流动是________的 原因：在生态系统中， 能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，不可_______，也不能________。 2．能量在流动过程中________ (1)原因：输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流入到下一个营养级，能量在沿食物链流动的过程中是________，一般来说，输入到某一个营养级的能量中，只有________的能量能够流到下一个营养级。 《生态系统的能量流动》的教学设计 秭归二中王敏 一、教学背景： 生物学的进展，人们概况为微观和宏观两个方面。在宏观方面，生态学是发展非常引人注目，是当今最受人们重视的研究领域之一。对生态系统的研究对于解决目前人类所面临的许多全球性资源与环境问题，具有十分重要的意义。从学生个人的发展来看，学习生态学的相关知识，对于学生理解生命系统的本质、理解生命科学，以及对系统论的思维方式的训练、生态意识的形成都是重要的。生态系统的能量流动的研究更是人们指导实践的重要原理。 二、教学目标： 新课标中相关内容标准为“分析生态系统中能量流动的基本规律及其应用”，属于应用水平，即学生能够将能量流动的基本规律应用于新的情景中，解决实际问题。为了达成这一目标，首先应当使学生把握能量流动的过程及其特点，懂得研究生态系统能量流动的一些基本方法；其次，结合具体的实例，让学生得出能量流动的基本规律。由此，本节目标确定为： 知识目标：（1）分析生态系统能量流动的过程和特点。 （2）概述研究生态系统能量流动的实践意义。 能力目标（1）分析生态系统能量的变化，发展学生的思维迁移能力。 （2）学会分析推算生态系统的能量传递效率，用于解决相关问题，培养学生的分析、推理、综合的思维能力。 情感目标（1）分析生态系统能量流动的过程和特点，培养学生用“普遍联系”的观点分析事物。 （2）尝试调查农田生态系统的能量流动情况，探讨研究能量流动的实践意义，形成合理利用资源应遵循生态学原理和可持续发展的观 念。 教学重点和难点：生态系统能量流动的过程和特点 三、教材分析： “能量”是科学教育中的核心概念，高中学生已逐步建立了能量、能量传递、能量守恒等一些基本概念；有关储存能量的物质、能量代谢等知识已学习过，这些都是理解本节内容的基础。《生态系统的能量流动》与原高中教材相应内容基本相同，包括生态系统中能量流动的过程，能量流动的特点和研究能量流动的实践意义。此部分内容比较抽象，在呈现方式上与原教材相比略有变化。教材首先通过“孤岛生存”的例子问题探讨激发学生学习本节内容的兴趣，再概括性地指出了生态系统能量流动的概念。能量是如何传递和流动的，就成为本题的切入点，引出本节要解决的三个主题内容。关于能量流动的过程和特点，以“光合作用”知识为基础，清楚地讲述了生态系统中所有“能量”的来源，图解类推法的应用一目了然，既避免文字上的重复，又有利于发展学生的思维能力。最后概要说明意义，通过实例分析，旨 一、选择题 1.盲目扩大池塘中某种鱼的养殖数量，常常会引起高投入低产出现象．下列相关叙述正确的是（） A. 种群密度过大，导致生存斗争加剧，鱼生长速率下降 B. 增加食物投放、供应空气不会改变池塘鱼的环境容纳量 C. 池塘中尽可能放养单一鱼种，有利于提高经济效益 D. 当池塘中某鱼种群数量达到环境容纳量时鱼生长速率最快 2.下图表示甲、乙两个特定生态系统的能量金字塔，有关解释正确的是( ) A. 一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多 B. 能量沿食物链单向流动，传递效率随营养级的升高而逐级递减 C. 各级消费者同化量中都有一小部分能量通过粪便流给了分解者 D. 若土壤中含相同浓度的DDT，则甲中的人比乙中的人体内DDT低 3．在下列食物链中，假设初级消费者从生产者获得的能量数值相等，哪一条食物链提供给猫头鹰的能量最多（） A．绿色植物→蚱蜢→蜘蛛→蜥蜴→蛇→猫头鹰 B．绿色植物→蚱蜢→青蛙→蛇→猫头鹰 C．绿色植物→鼠→蛇→猫头鹰 D．绿色植物→鼠→猫头鹰4.下列有关生态系统能量流动的叙述中，错误的是 A.能量流动是单向的不可逆转的 B.能量流动指生态系统中能量的输入、传递、转化、散失过程 C.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 5.研究生态系统的能量流动，可以参考下图所示的模型。下列有关叙述错误的是 A. 模型中的“能量散失”主要指呼吸作用散失的能量 B. 研究生态系统中的能量流动，一般在群体水平上 C. 模型中的“能量输入”就是指捕食者捕食的能量 D. 研究流经某一种群的能量时,要考虑到能量被利用和未被利用等方面 6.某生态系统中存在如图所示的食物网，如将C的食物比例由A：B=1：1调整为2：1，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载C的数量是原来的（） 倍倍倍倍 7.如图为某一生态系统中的食物网示意图，若种群E含有的总能量为×109kJ，种群B含有的总能量为×108kJ，则从理论上讲，种群A至少可获得的能量为（） A．×108kJ B．×107kJ C．×107kJ D．×108kJ 8.某湖泊生态系统中有大型杂食性鱼类甲，其食物来自浮游植物乙、草食性鱼类丙和以丙为食的小型肉食性鱼类丁，且三者所占比例相同，甲每增加3kg体重，最少需要消耗乙（） A．15Kg B．35 Kg C．155 Kg D．1100 Kg 5月1日能量流动的概念和过程 高考频度：★★★☆☆难易程度：★★★☆☆ 某生态系统中有A、B、C、D四种生物，构成食物链A→B→C，D为分解者，如图是该生态系统中能量流入B处发生的一系列变化示意图，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．参与丁过程的都是异养型生物，包括细菌、真菌等 C．当生态系统处于相对稳定状态时，B的种群数量一般处于K/2 D．图中D的能量不全部来自B生物 【参考答案】C 【试题解析】当生态系统处于相对稳定状态时，B种群数量达到环境容纳的最大值，一般处于K值，C错误；B摄入量为其同化量和粪便量之和，其同化量一部分用于呼吸消耗，一部分用于自身的生长、发育和繁殖；丁过程为分解者的分解作用，分解者主要是营腐生生活的细菌、真菌等，都是异养型生物；D的能量可来自于B的粪便，而此部分属于上一营养级A 的能量。 1．在一条食物链中，初级消费者同化的能量的去向不包括 A．通过呼吸作用散失 B．通过初级消费者粪便流向分解者 C．流入到次级消费者体内 D．流入到分解者体内 2．下表是某生态系统各营养级能量流动情况的调查结果，表中甲、乙、丙、丁分别代表不 同的营养级，戊为分解者单位：102 kJ/（m2·年）]。对该生态系统营养关系叙述正确的是 A．丁为肉食性动物 B．甲随丙的增加而增加 C．乙是能量流动的起点 D．戊是丁的前一营养级 1．【答案】B 【解析】初级消费者同化的能量一部分用于自身呼吸消耗，其余用于该营养级生物的生长、发育和繁殖等生命活动，其中初级消费者粪便中的能量不属于自身同化量，而是生产者的能量。 2．【答案】C 【解析】根据能量流动关系，形成了乙→丁→甲→丙的食物链。乙是生产者，能量流动从生产者固定的太阳能开始，C正确；丁是植食性动物，A错误；甲随丙的增加而减少，B 错误；戊是分解者，不参与构成食物链，D错误。 有关能量流动的计算题的解题技巧 生态系统的主要功能是进行能量流动和物质循环，生物考试中一般以计算题的形式考查生态系统的能量流动这部分知识。下面就常见的一些类型进行归类，总结该类题的解题技巧。 一． 求能量传递效率 求能量传递效率= 例1. 下表是对某一水生生态系统营养级和能量流动的调查结果，其中A 、B 、C 、D 分别 表示不同的营养级，E 为分解者。pg 为生物同化作用固定能量的总量，Pn 为生物体储存的能量（Pg=Pn+R ）,R 为生物呼吸消耗的能量。请分析回答。 １. 能量流动是从A 、B 、C 、D 中的那个营养级开始的？为什么？ ２. 该生态系统中能量从第三营养级传递到第四营养级的效率是多少？ ３. 从能量输入和输出的角度看，该生态系统的总能量是否增加？为什么？ 解析：（1）因为B 营养级的能量最多，储存的能量和呼吸消耗的能量也最多故B 是生产者。 （2）已知E 是分解者，按照生态系统中能量逐级递减的特点，食物链为B → D → A → C 。从第三营养级传递到第四营养级的效率为（0.9／15.9）×100﹪=5.7﹪ （3）因为在该生态系统中，输入的总能量为生产者固定的总能量870.7，输出的总能量=13.1+501.3+0.6+79.1+191.4=785.5，870.7＞785.5。所以生态系统输入的总能量大于输出的总能量之和。 答案（1）B 因为B 营养级含能量最多，是生产者。 （2）5.7﹪ （3）增加。因为该生态系统输入的总能量大于输出的总能量之和。 下一个营养级的同化量 上一个营养级的同化量 ×100％ 例2 某一生态系统中，已知一只鹰增重2千克要吃10千克小鸟，小鸟增重0.25千克要 吃2千克昆虫；而昆虫增重100千克要吃1000千克绿色植物。在此食物链中鹰对绿色植物的能量利用率为( ) A 0.05﹪ B 0.5﹪ C 0.25﹪ D 0.025﹪ 解析：能量传递效率在各营养级之间不一样，逐步计算。或以植物为基准，在食物链的基础上推出2.5/1000×100%=0.25% 二 求营养级的生物量 (一） 已知能量传递效率求生物量 例3在植物 昆虫 鸟 的营养结构中，若能量传递效率为10%，以鸟类同化的总量为（ ） B A Y X D C X X X Y Y Y 高考频度：★★★☆☆难易程度：★★★☆☆ 典例在线 如图为生态系统中部分能量流动情况示意图，①?⑦各代表一定能量，下列有关叙述正确的是 A．从能量关系上看①=②+⑤ B．初级消费者的同化量=③+④+⑥+⑦ C．①是流入生态系统的总能量 D．分解者分解动植物遗体释放出来的能量，可供绿色植物再利用 【参考答案】C 被生产者再利用。 学霸推荐 1．在由草、兔、狐组成的一条食物链中，兔经同化作用所获得的能量，其去向不包括A．通过兔子细胞呼吸释放的能量 B．通过兔子的粪便流入到分解者体内的能量 C．通过狐的粪便流入到分解者体内的能量 D．流入到狐体内的能量 2．下列关于生态系统中能量流经初级消费者的说法正确的是 A．初级消费者摄入的能量有10%~20%流到次级消费者 B．初级消费者用于生长发育和繁殖的能量等于次级消费者同化的能量 C．初级消费者将用于生长发育和繁殖的能量的一部分用于呼吸作用消耗 D．初级消费者同化的能量是流经该营养级的总能量 3．在生态系统中,能量可以通过食物链在生物群落中流动。营养级越高,获得的总能量越少。 下列解释不正确的是 A．各营养级中总有一部分能量被分解者利用 B．各营养级中的能量一定有部分以热能形式散失 C．生物维持自身的生命活动消耗一部分能量 D．营养级越高的生物个体生命活动需要的能量越少 4．下列有关生态系统中能量流动的叙述,正确的是 A．兔子吃了1千克的草,则这1千克草中的能量就流入了兔子体内 B．一只狼捕食了一只兔子,则这只兔子中有10%~20%的能量流入狼的体内 C．生产者通过光合作用合成有机物,能量就从无机环境流入生物群落 D．生态系统的能量是伴随着物质循环而被循环利用的 5．如图为生态系统中能量流动的部分过程。下列叙述不正确的是 A．①中的能量来自生产者的同化作用 B．分解者利用的能量一定比a小 C．b为初级消费者用于生长发育和繁殖的能量 D．应在a处加上细胞呼吸散失的热能箭头 答案 1．【答案】B 【解析】兔子的粪便中的能量属于草同化的能量。故选B。 2．【答案】D 【解析】A项中初级消费者同化量的10%~20%流到次级消费者;B项中初级消费者用于生长发育和繁殖的能量大于次级消费者同化的能量;C项中同化量=用于生长发育繁殖的能 量+呼吸作用以热能形式散失的能量。 3．【答案】D 《生态系统的功能——能量流动》教学设计 1.1教学目标 知识目标: （1）了解生态系统能量流动的概念。 （2）应用生态系统能量流动的过程和特点。 （3）体会研究生态系统能量流动的意义。 能力目标： （1）通过引导学生定量地分析某个具体生态系统的能量流动过程和特点，培养学生分析、综合和推理的思维能力。 （2）通过探讨能量流动特点在生产、生活中实际应用，培养学生理论联系实际的能力。情感目标： 站在生态道德的角度，理解一些生态学观点，使学生懂得对资源的利用应遵循生态学原理和可持续发展原则，为形成科学的世界观作准备。 1.2教学重点和难点 教学重点:生态系统能量流动的过程和特点。 教学难点:生态系统能量流动的过程和特点 2.1教学方法：注重“学案导学”，贯彻“先学后教，当堂训练”的教学模式；引导数据 分析，进行启发式教学法；多媒体的直观教学法；理论应用实际的知识迁移的教学法。 2.2教学工具：学案，多媒体课件，实物展示台。 新课引入： 为了缓解紧张情绪，我们首先请大家做一个快乐竞猜游戏。 【PPT】假设你像鲁滨逊那样流落在不毛的荒岛上，只有15Kg玉米和一只母鸡可以食用，那么使自己活的最长的办法是： 1.先吃鸡，然后吃玉米 2.先吃玉米，同时用部分玉米喂鸡，吃鸡生产的蛋，最后再吃鸡 学生：每组学生各选一名代表，做出选择。（绝大部分学生选择的是2） 教师：真理往往掌握在少数人手里。我们来看看鲁滨逊的选择是——先吃鸡，后吃玉米。【PPT】母鸡提出抗议。 教师：对于母鸡的抗议，我们是可以理解的。我们必须给母鸡一个合理的解释，消除母鸡的不满情绪，这就得用到我们这节课的内容“生态系统的能量流动”。 新课内容：【PPT】生态系统的能量流动 提问：什么叫做生态系统的能量流动？ 学生回答：生态系统中能量的输入、传递和散失。 学生阅读教材、思考（时间5分钟）： 1、能量是如何“输入”生态系统的？ 2、能量“传递”的途径是什么？ 3、能量是通过什么方式“散失”的？ 老师：朋友聚会的时候，经常玩一种“杠子-虫-老虎-鸡”的游戏，大家有没有知道这个游戏规则的？ 云南省曲靖市第二中学·复习·生物 编辑人：傅盛晟 - 1 - 能量流动的相关计算归纳 一、 方法归纳 1. 能量传递效率 下一个营养级的同化量 求能量传递效率= ×100％ 上一个营养级的同化量 一般生态系统中能量传递效率大约为10%～20% 2. 能量传递效率相关“最值”计算 解题时，注意题目中是否有“最多”“最少”“至少”等字眼，从而确定使用10%或20%来解题。 （1）食物链为A →B →C →D 已知D 营养级增加的能量为M ，则至少需要A 营养级的能量=M ÷（20%）3，最多需要A 营养级的能量=M ÷（10%）3。已知A 营养级的能量为N ，则D 营养级最多可获得的能量=N ×（20%）3，最少可获得的能量= N ×（10%）3。 （2） 计算生物量变化的“最多”或“最少”时，还应遵循以下原则： ① 食物链越短，最高营养级获得的能量越多。 ② 生物间的取食关系越简单，生态系统的能量流动过程中消耗的能量越少。 具体计算方法总结如下： 3. 按比例求解 在食物网中，某一营养级同时从多个营养级的生物中获得能量，要注意某一生物从不同食物链中获得能量的比例，或某一生物给不同生物提供能量的比例，然后按照各个单独的食物链分别计算后合并。也就是：已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算。例如，在食物链A →B →C →D 中，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若A 的能量为M ，则D 获得的能量为M ×a%×b%×c%。 云南省曲靖市第二中学·复习·生物 编辑人：傅盛晟 - 2 - 二、 习题巩固 1.某一生态系统中，已知已知鹰增重2kg 要吃10kg 小鸟，小鸟增重0.25kg 要吃2kg 昆虫，而昆虫增重100kg 要吃1000kg 绿色植物。在此食物链中这只鹰对绿色植物的能量利用百分率为（ ） A.0.05% B.0.5% C.0.25% D.0.025% 2.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 20 g 体重，最少需要消费植物 （ ） A.600 g B.900 g C.1 600 g D.5 600 g 3.(2014·肇庆模拟)下图是某生态系统能量流动示意图，有关叙述正确的是( ) A.发生X 1过程的生物是具有叶绿体的生物 B.X 3过程表示第二营养级摄入有机物中的能量 C.初级消费者粪便中的能量通过Z 2传递给分解者加以利用 D.初级消费者到次级消费者的能量传递效率可用X 3/X 2表示 4.(2014·福州模拟)下图是生态系统的能量流动图解，N 1～N 6表示能量数值。下列有关叙述中错误的是( ) A.流经该生态系统的总能量为N 2，由初级消费者流向蜣螂的能量为N 6 B.能量由第一营养级传递给第二营养级的传递效率为N 5/N 2×100% C.N 5将有两个去向，其中之一是用于初级消费者的生长、发育和繁殖 D.能量在各营养级的流动离不开生态系统的物质循环和信息传递 5.（2014·西安八校联考）一只羊在一年内吃100kg 的草，排出20kg 的粪，长了10kg 的肉（不考虑其他散失），下列有关说法不正确的是 （ ） A ．该羊一年的同化量是80kg B ．第一营养级到第二营养级的能量传递效率为10% C ．20kg 的粪属于羊未同化的能量 D ．该羊一年的呼吸量是 70kg 能量只能在食物链中流动吗？ 问: 能量只能在食物链中流动吗？一本教辅书上说“能量只能 在食物链中流动.” 可是，教材中明明说能量流动包括能量的输入，传递，转化，以及散失。能量的传递是沿食物链进行可以理解，可是能量的输入、转化以及散失如何在食物链中进行呢？如何理解“能量可驱动物质循环”这句话。 答:“能量只能在食物链中流动” 这句话我觉得还是可以说的.第一，对食物链理解不要局限在课本能流分析图上所写的由生产者和消费者所组成的捕食链和寄生链。这里的食物链还应包括有分解者参加的腐生链.第二，能量从第一营养级流入第二营养级,当然可以说是能量的传递,这是就两个营养级之间的能流关系而言,但对第二营养级而言,同时也是能量的输入,每一营养级都有能量的输入.输入和传递不是截然不同的。第三，能量转化和散失,从总的来看,是光能转化为有机物的化学能,再在生命活动中转化为其他各种形式的能(包括细胞呼吸散失热能）.一言以蔽之,生态系统能量流动中的输入、传递、转化和散失，从个体水平而言，无一不是依赖生物的细胞代谢完成的，而又没有哪一个生物体不是处在某一类型的食物链中生活的。 “能量流动驱动物质循环”：无机环境中的物质进入群落是通过生产者的光合作用和化能合成作用，自然需要光能或化学能驱动。至于物质从群落返回到无机环境中，这有赖于生物体的有机物分解为无机物，这个过程总的来看，虽然是一个释放能量的过程，但拿葡萄糖的氧化分解来说把，在糖酵解阶段还首先需要ATP的活化使之磷酸 化。据报道，蛋白质的降解凋亡也是一个需能的过程呢（获得过诺贝尔奖的成果），可见，在物质返回无机环境的一些具体阶段（当然不是每一步骤）也离不开能量的驱动。“物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力”这两句话，用来描述能量流动和物质循环的关系，很精彩，倒不一定好理解，哲学意味浓，容慢慢品味。还是“同时进行，相互依存，不可分割”说得实在呀！ 一．生态系统的能量流动规律总结： 1.能量流动的起点、途径和散失： 起点：生产者； 途径：食物链（网）； 散失：通过生物的呼吸作用以热能形式散失 2.流经生态系统的总能量： 自然生态系统：生产者同化的能量=总初级生产量=流入第营养级的总能量 人工生态系统：生产者同化的能量+人工输入有机物中的能量 3.每个营养级的能量去向： 非最高营养级：①自身呼吸消耗（以热能形式散失）②被下营养级同化③被分解者分解利用④未被利用（转变成该营养级的生物量，不一定都有，最终会被利用） ※②+③+④=净（同化）生产量（用于该营养级生长繁殖）； 最高营养级：①自身呼吸消耗（以热能形式散失）②被分解者分解利用③未被利用4.图示法理解末利用能量 流入某一营养级的能量来源和去路图： 流入某一营养级(最高营养级除外)的能量去向可以从以下两个角度分析： （1）定量不定时（能量的最终去路）：自身呼吸消耗；流入下一营养级；被分解者分解利用。 这一定量的能量不管如何传递，最终都以热能形式从生物群落中散失，生产者源源不断地固定太阳能，才能保证生态系统能量流动的正常进行。 （2）定量定时：自身呼吸消耗；流入下一营养级；被分解者分解利用；末利用即末被自身呼吸消耗，也末被下一营养级和分解者利用。 如果是以年为单位研究，未被利用的能量将保留到下一年。 5.同化量与呼吸量与摄入量的关系： 同化量=摄入量-粪便量=净同化量（用于生长繁殖）+呼吸量 ※初级消费者的粪便量不属于初级消费者该营养级的能量，属于上一个营养级（生产者）的能量，最终会被分解者分解。 ※用于生长繁殖的能量在同化量中的比值，恒温动物要小于变温动物 6.能量传递效率与能量利用效率： （1）能量的传递效率=下一营养级同化量/上一营养级同化量×100% 这个数值在10%－20%之间（浙科版认为是10%），因为当某一营养级的生物同化能量后，有 5.2生态系统的能量流动 高中生物备课组主讲人：王春玉 一、教学目标 1、知识性目标 ⑴、理解生态系统能量流动的概念。 ⑵、描述生态系统能量流动的过程和特点（重点）。 ⑶、说出研究生态系统能量流动的意义。 2、技能性目标 ⑴、引导学生用数据来分析能量流动的特点，让学生在归纳总结的基础上，阐述出生态系统能量流 动具有的两个特点。 ⑵、指导学生构建能量流动的概念模型、数学模型、物理模型。 ⑶、对生态系统中能量的流入和流出加以分析，培养知识迁移和运用能力。 3、情感性目标 ⑴、通过小组分工与自主性学习相结合，培训同学发现问题解决问题以及与他人合作交流的能力。 ⑵、注重生态学观点的培养，同时关注农业的发展和生态农业的建设。 ⑶、培养实事求是的科学态度，树立科学服务于社会的观点。 二、教学重点和难点 重点：描述生态系统能量流动的过程和特点。 难点：引导学生用数据来分析能量流动的特点，让学生在归纳总结的基础上，阐述出生态系统能量流动具有的两个特点。 三、教具：多媒体课件 附件1能量流动的概念模型 生产者 植食动物 肉食动物 顶位肉食动物 分解者 入射光能 118872 能量A 118432 0.25 0.05 贮存 输出 有机物输入 12 5 2 ① 5.1 0.5 2.1 ① 9 3 70 23 4 ① ① ② ① 附件2能量流动的数学模型与物理模型 数学模型：第n 营养级获得的能量最多为 最少为 物理模型：能量金字塔 附件3能量流动的经典例题 请同学们讨论：该生态系统中，流经该生态系统的总能量是多少？第二营养级到第三营养级的能量 传递效率是多少？ 五、教学反思 本教案已多次用于实际教学中，课后我对整节课作了反思，归纳以下几点： 1、 成功点 教学中，由于引入了网络功能，使得教学中知识点更加生动，便于理解。同时我努力引导学生通过多手段、多角度的探索，多次运用模型构建的方法分析问题、解决问题，发展创新意识。使学生能很好的理解并运用所学知识。 2、 疑惑点 本节课知识点多且难，而课标要求只能用一课时来教学。故教学中难度与广度很难把握。知识点稍为拓深，时间就会超出要求。如何做到在一节课内，完成本节课所以知识点，还需探讨更有效率的教学方法。 3、 感悟点 通过追踪教学过程，审视教学环节。我发现兴趣仍是大部分学生的学习推动力。而通过多媒体的教学手法则很好的调动了学生的学习兴趣。当然，认真严谨的教学设计也是必需的。如今，网络已经改变了人们的生活。若能合理的搜索网络资源并整合到教学中，将于教于学都大有裨益。这方面我还需要努力。 生态系统能量流动过程分析 1.下面为能量流经某生态系统第二营养级的示意图[单位:J/(cm2·a)],据图分析,有关说法正确的就是( ) A.该生态系统第一营养级同化的能量至少为400 B.第二营养级用于生长、发育与繁殖的能量就是100 C.能量由第二营养级到第三营养级的传递效率就是20% D.该生态系统第三营养级同化的能量就是15 2.如图所示桑基鱼塘生态系统局部的能量流动,图中字母代表相应的能量。下列有关叙述不正确的就是( ) A.如果c1表示蚕传递给分解者的能量,则b1表示未被利 用的能量 B.图中b表示桑树呼吸作用散失的能量 C.图中的c可表示桑树用于生长、发育、繁殖的能量 D.图中d1/d可以表示第一营养级到第二营养级的能量传递效率 3.如图为草原生态系统的能量流动图解模型,A、B、C分别表示流入各营养级的能量,D、E、F分别表示各营养级生物用于生长、发育、繁殖的能量,G、H、I分别表示草、兔子、狼呼吸作用消耗的能量,J、K、L分别表示流入分解者的能量。下列说法中正确的就是( ) A.图中A＝D、B＝E、C＝F B.K中能量包括兔子尸体及狼粪便中的能量 C.食物链中能量最少的就是分解者所处的营养级 D.第一营养级与第二营养级间的能量传递效率就是E/D 4.(2015·茂名模拟)下列对人工鱼塘生态系统的分析,合理的就是( ) A.消费者同化的能量往往大于生产者所固定的太阳能 B.生态系统中能量流动不就是逐级递减的 C.调查该生态系统中某鱼类密度常用的方法就是样方法 D.该生态系统的功能只有物质循环与能量流动 5.如图为某人工松林18年间能量流动情况的调查统计(单 位略),有关说法正确的就是( ) A.“能量Q”就是指生产者固定的太阳能总量 B.无需人工能量投入该松林就可维持其稳定性 C.18年间该松林中分解者获取总能量就是285×1010 D.动物的存在加快了人工松林的物质循环 6.下表就是某营养级昆虫摄食植物后能量流动的情况,下 列说法不正确的就是( ) 项目昆虫摄食量昆虫粪便量昆虫呼吸消耗量昆虫生长的能量 能量(kJ) 410 210 130 70 A B.昆虫同化的能量中约有35%用于其生长、发育与繁殖 C.昆虫的后一个营养级能够获得的能量最多为14 kJ D.昆虫的前一营养级的能量至少为1 000 kJ 生态系统中能量流动的计算方法 生态系统中能量流动的计算是近几年高考的热点，考生常因缺乏系统总结和解法归纳而容易出错。下面就相关问题解法分析如下： 一、食物链中的能量计算 1.已知较低营养级生物具有的能量（或生物量），求较高营养级生物所能获得能量（或生物量）的最大值。 例1.若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第四营养级生物最多能获得的能量是（） A. 24kJ B.192kJ C.96kJ D. 960kJ 分析：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24000kJ，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。因而第四营养级所获得能量的最大值为：24000×20%×20%×20%=192kJ。答案：B 规律：已知较低营养级的能量（或生物量），不知道传递效率，计算较高营养级生物获得能量（或生物量）的最大值时，可按照最大传递效率20%计算，即较低营养级能量（或生物量）×(20%)n（n为食物链中由较低营养级到所需计算的营养级的箭头数）。 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2.在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体重增加1 kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物量为（） A. 25 kg B. 125 kg C. 625 kg D. 3125 kg 分析：据题意，要计算消耗的第一营养级的生物量，应按照能量传递的最大效率20%计算。设需消耗第一营养级的生物量为X kg，则X=1÷(20%)4=625 kg。答案：C 规律：已知能量传递途径和较高营养级生物的能量（或生物量）时，若需计算较低营养级应具有的能量（或生物量）的最小值（即至少）时，按能量传递效率的最大值20%进行计算，即较低营养级的生物量至少是较高营养级的能量（或生物量）×5n（n为食物链中，由较低营养级到所需计算的营养级的箭头数）。 3.已知能量的传递途径和传递效率，根据要求计算相关生物的能量（或生物量）。 例3.在能量金字塔中，生产者固定能量时产生了240molO2，若能量传递效率为10%～15%时，次级消费者获得的能量最多相当于多少mol葡萄糖？（） A.0.04 B.0.4 C.0.9 D.0.09 分析：结合光合作用的相关知识可知：生产者固定的能量相当于240÷6＝40mol葡萄糖；生产者的能量传递给次级消费者经过了两次传递，按最大的能量传递效率计算，次级消费者获得的能量最多相当于40×15%×15%＝0.9mol葡萄糖。答案：C 规律：已知能量传递效率及其传递途径时，可在确定能量传递效率和传递途径的基础上，按照相应的能量传递效率和传递途径计算。 二、食物网中能量流动的计算 1.已知较高营养级从各食物链中获得的比例，未告知传递效率时的能量计算。 例4.右图食物网中，在能量传递效率为10%～20% 时，假设每个营养级的生物从前一营养级的不同生物 处获得的能量相等。则人的体重每增加1 kg，至少需 要消耗水藻 kg。 能量流动的过程 1．概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。 (1)流经生态系统的总能量：是生产者通过光合作用所固定的全部太阳能。 (2)渠道：食物链和食物网。 (3)能量转化：太阳能→有机物中的化学能→热能(最终散失)。流动形式是有机物中的化学能。 (4)散失途径：呼吸作用，包括各个营养级自身的呼吸消耗以及分解者的呼吸作用。 (5)能量散失的形式：以热能形式散失。 2．过程图解 在各营养级中，能量的三个去路：通过呼吸作用以热能的形式散失；流向下一营养级生物利用；被分解者利用。 3．特点：单向流动和逐级递减。 4．意义 ①帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到有效的利用。 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。 判断下列有关能量流动叙述的正误。 (1)生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到(2011·海南卷，2A)(√) (2)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能(×) (3)沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用(2010·新课标全国卷，5C)(×) (4)多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多(2010·江苏卷，11C)(√) (5)流经第二营养级的总能量指次级消费者摄入到体内的能量(×) (6)某营养级生物的粪便量属于上一营养级生物的同化量(√) 临考视窗高考侧重于考查能量流动的过程、特点及有关计算。以流程图、表格数据、示意图的形式命题，考查学生图文转换、获取信息的能力。 (2014·河南郑州一模)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，对此图解理解正确的一项是( ) A．流经该生态系统的总能量就是A通过光合作用固定的太阳能减去自身呼吸消耗的能量 B．D中所含的能量与C中所含的能量之比就是能量从C传递到D的效率 C．B同化的能量要大于B、C、D呼吸消耗的能量之和 D．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的能量就越少 [自主解答] ________ 解析：流经该生态系统的总能量就是A通过光合作用固定的太阳能，A 错误；能量从C传递到D的效率是指D同化的能量与C同化的能量之比，B错误；B同化的能量要大于B、C、D呼吸消耗的能量之和，因为还有一部分能量流向了分解者，C正确；B获得的能量越多，留给C、D的能量也越多，D错误。 答案： C 【互动探究】 1.流入量与同化量是什么关系？同化量、摄入量与粪便量人体内的能量是流动的
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