新教材高中生物3.2生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)

第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)問題探討假設(shè)你像小說中的魯濱遜那樣，流落在一個(gè)荒島上，那里除了有能飲用的水，幾乎沒有任何食物。你身邊尚存的食物只有一只母雞、15kg玉米。你認(rèn)為以下哪種生存策略能讓你維持更長(zhǎng)的時(shí)間來等待救援？1.先吃雞，再吃玉米。2.先吃玉米，同時(shí)用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)1.概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)。個(gè)體水平群體水平一、能量流動(dòng)的過程1.生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的起點(diǎn)是什么？2.輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量是什么？3.第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)、第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量去向有哪些？嘗試歸納流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量去向；4.能量流動(dòng)的渠道是什么？閱讀課本55頁，結(jié)合圖3-5和3-6，思考以下問題：從生產(chǎn)者所固定的光能(太陽能)開始生產(chǎn)者固定的太陽能總量太陽能生產(chǎn)者（植物）呼吸作用初級(jí)消費(fèi)者（植食動(dòng)物）分解者能量流經(jīng)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)示意圖：一、能量流動(dòng)一、能量流動(dòng)的過程生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)過程大致可以概括為下圖：A1A2A3A4A1是生產(chǎn)者固定的太陽能總量A2是生產(chǎn)者流入到下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量三呼吸作用消耗流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)被分解者分解流經(jīng)某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量去向有哪些？一、能量流動(dòng)的過程能量流經(jīng)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)示意圖：自身呼吸作用以熱能散失用于自身生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖遺體、殘枝敗葉被分解者分解流入到下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)①②③生產(chǎn)者固定的太陽能一、能量流動(dòng)的過程能量流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)示意圖：初級(jí)消費(fèi)者攝入用于生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖次級(jí)消費(fèi)者攝入呼吸以熱能的形式散失遺體殘骸初級(jí)消費(fèi)者同化分解者利用糞便呼吸散失...①③②1.初級(jí)消費(fèi)者糞便中的能量包括在初級(jí)消費(fèi)者同化的能量中嗎？不包括第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)2.初級(jí)消費(fèi)者糞便中的能量屬于哪個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量？同化量=攝入量-糞便量一、能量流動(dòng)的過程能量流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)示意圖：初級(jí)消費(fèi)者攝入用于生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖次級(jí)消費(fèi)者攝入呼吸散失遺體殘骸初級(jí)消費(fèi)者同化分解者利用糞便呼吸散失...①③②3.流入初級(jí)消費(fèi)者的能量（初級(jí)消費(fèi)者的同化量）有哪幾個(gè)去向？③被分解者利用①呼吸作用散失用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖②流入下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)一、能量流動(dòng)的過程能量流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)示意圖：初級(jí)消費(fèi)者攝入用于生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖次級(jí)消費(fèi)者攝入呼吸散失遺體殘骸初級(jí)消費(fèi)者同化分解者利用糞便呼吸散失...①③②歸納：流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量（某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量）的去向③被分解者利用思考1：是否每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量去向都相同？

①呼吸作用散失用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖否，最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)與其他營(yíng)養(yǎng)級(jí)不同（最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)無）②流入下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)一、能量流動(dòng)的過程能量流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)示意圖：初級(jí)消費(fèi)者攝入用于生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖次級(jí)消費(fèi)者攝入呼吸散失遺體殘骸初級(jí)消費(fèi)者同化分解者利用糞便呼吸散失...①③②3.能量流動(dòng)的渠道是什么？思考2：能量在食物鏈中流動(dòng)的形式？

有機(jī)物中的化學(xué)能食物鏈和食物網(wǎng)二、能量流動(dòng)的特點(diǎn)分析課本56頁“賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)圖解”，完成思考討論：1-2題參考表格：二、能量流動(dòng)的特點(diǎn)464.662.812.662.812.6生物所處的營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高,獲取的能量越___,說明能量流動(dòng)具有_________的特點(diǎn)。少逐級(jí)遞減二、能量流動(dòng)的特點(diǎn)464.662.812.662.812.613.52%20.06%能量傳遞效率=某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量能量在相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的傳遞效率是10％～20％能量流動(dòng)是單向的；能量在流動(dòng)過程中逐級(jí)遞減。流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量除了流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的之外，還有以下去向：①一部分通過該營(yíng)養(yǎng)級(jí)的呼吸作用散失；②一部分作為排出物、遺體或殘枝敗葉被分解者利用；③一部分未被捕食，未能進(jìn)入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)。所以，流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量不可能百分之百地流到下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)。二、能量流動(dòng)的特點(diǎn)3.流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量，為什么不會(huì)百分之百地流到下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)?4.通過以上分析，你能總結(jié)出什么規(guī)律?二、能量流動(dòng)的特點(diǎn)(1)單向流動(dòng)a.生物的捕食和被捕食關(guān)系是自然選擇的結(jié)果，不能逆轉(zhuǎn)。b.各營(yíng)養(yǎng)級(jí)呼吸作用散失的熱能無法再利用。(2)逐級(jí)遞減（傳遞效率為10%～20%）a.各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物都會(huì)因呼吸作用消耗一大部分能量。b.上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物不能全部被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)捕食c.各營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量都要有一部分流入分解者。生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)一般不超過5個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。任何生態(tài)系統(tǒng)都需要不斷得到能量補(bǔ)充，以便維持生態(tài)系統(tǒng)的正常功能。三、生態(tài)金字塔能量金字塔生物量金字塔數(shù)量金字塔形狀每一層含義象征意義生物鏈中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物所含能量的多少各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物個(gè)體數(shù)目的多少各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物有機(jī)物總量的多少能量沿食物鏈流動(dòng)過程中具有逐級(jí)遞減的特點(diǎn)。一般情況下，生物個(gè)體數(shù)目數(shù)量在食物鏈中隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)升高而逐漸減少。一般情況下，生物量(現(xiàn)存生物有機(jī)物總量)沿食物鏈流動(dòng)逐級(jí)遞減。四、研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義1、研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，可以幫助人們將生物在時(shí)間、空間上進(jìn)行合理配置，增大流入某個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量。2、研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，可以幫助人們科學(xué)地規(guī)劃和設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。3、研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，還可以幫助人們合理地調(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?。生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)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.通過兔子呼吸作用釋放的能量B.通過兔子的糞便流入分解者體內(nèi)C.通過狐的糞便流入分解者體內(nèi)D.流入狐體內(nèi)B生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)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(yíng)養(yǎng)級(jí)，數(shù)字均為實(shí)際測(cè)得的能量數(shù)，單位為106kJ。已知該生態(tài)系統(tǒng)受到的太陽輻射為1188872×106kJ，但其中1188761×106kJ的能量未被利用。請(qǐng)回答下面的問題。(1)請(qǐng)將流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量數(shù)填寫在圖中的方框內(nèi)，這部分能量是________所固定的太陽能。(2)能量從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的轉(zhuǎn)化效率為________%，從第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的轉(zhuǎn)化效率為________%。生產(chǎn)者11113.520生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)(3)次級(jí)消費(fèi)者通過呼吸作用消耗的能量占其同化作用所得到能量的百分比是________。111(4)由圖可知，下個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)不能得到上個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的全部能量，原因有：①各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物體內(nèi)的大量能量被___________________；②其次是上個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的部分能量_________________________；③還有少數(shù)能量被________利用。分解者細(xì)胞呼吸消耗未被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)利用60%1、在“草→食草的昆蟲→蜘蛛→蟾蜍→蛇→貓頭鷹”這條食物鏈，設(shè)流經(jīng)這條食物鏈的總能量為100％，按最高傳遞率計(jì)算，貓頭鷹所得能量最多為________;最少為________能量傳遞效率的計(jì)算規(guī)則(20%)5(10%)5方法：在一條食物鏈中，若生產(chǎn)者能量為100%，第n營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得的能量最多為(20%)n-1，最少為(10%)n-1題型一：知低營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量求高營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得能量(能量傳遞效率未知)：2.如果A增重10000kg，C最多增加_____千克，最少增加_______千克400

1方法：多條食物鏈,獲得能量最多：選最短食物鏈；按×20%計(jì)算獲得能量最少：選最長(zhǎng)食物鏈；按×10%計(jì)算題型二：知高營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量求低營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得能量(能量傳遞效率未知)：1.在“浮游植物浮游動(dòng)物魚”這條食物鏈中，如果魚要增加100kg體重，那至少需要浮游植物的重量為：_______最多需要浮游植物的重量為：_______方法：在一條食物鏈中，共有n個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，則第n營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物每增加1kg體重:①“至少”需要消耗的生產(chǎn)者的量：②“最多”需要消耗的生產(chǎn)者的量:=5n-1=10n-12500kg10000kg方法：多條食物鏈,需最少能量：選最短食物鏈；按÷20%計(jì)算需最多能量：選最長(zhǎng)食物鏈；按÷10%計(jì)算2.右圖表示某生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)的圖解，貓頭鷹體重每增加1kg，至少消耗A約（）A．100kgB．44.5kgC．25kgD．15kg變式：最多需要A________