生物选择性必修2第2节 生态系统的能量流动导学案

  3.2生态系统的能量流动

教材基础知识

一、能量流动的概念和过程

1. 能量流动的概念：生态系统中能量的①_________________、传递、②_________________和散失的过程。

2. 能量流动的过程分析

（1）输入：绝大多数是生产者通过③光合作用把太阳能转化为化学能，固定在它们所制造的有机物中。

（2）传递、转化和散失过程（以第一营养级为例）

         输入第一营养级的能量：一部分在生产者的④_____________________中以热能的形式散失；另一部分用于生产者的⑤__________________________等生命活动，储存在植物体的有机物中。

         构成植物体有机物中的能量：一部分随着残枝败叶等被⑥__________________分解而释放出来；另一部分则被初级消费者摄入体内，流入⑦_________________营养级。

3. 能量在某个生态系统中流动的图解分析

可以看出：生产者及各级消费者（除最高营养级）能量流动相同的三个去向分别是通过呼吸作用以⑩_________________的形式散失；流向⑪____________________；被⑫___________________分解利用。

二、能量流动的特点

1. 特点

（1）单向流动：沿食物链由低营养级流向高营养级，不可⑬___________，也不能⑭__________流动。

（2）⑮_________________：能量在沿食物链流动的过程中逐级减少；营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多，生态系统中的能量流动一般不超过⑯________个营养级。

2. 能量传递效率

（1）计算公式：

（2）能量在相邻两个营养级间的传递效率一般只有⑰__________________，也就是说，在输入某一营养级的能量中，只有10%~20%能够流到下一营养级。

3. 生态系统维持正常功能的条件：任何生态系统都需要不断得到来自⑱________________的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。

三、生态金字塔及研究能量流动的实践意义

1. 生态金字塔

（1）能量金字塔：将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为⑲____________________的图形，并将图形按照营养级的次序排列，可形成一个金字塔图形。

（2）生物量金字塔：用能量金字塔的方法表示各个⑳___________________（每个营养级所容纳的有机物的总干重）之间的关系。

（3）数量金字塔用能量金字塔的方法表示㉑___________________________的数目比值关系。

2. 研究能量流动的实践意义

（1）帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的㉒___________________。如农田生态系统中的间种套作、蔬菜大棚中的多层育苗、稻—萍—蛙等㉓_____________________生产方式都充分利用了空间和资源，获得了更大收益。

（2）帮助人们科学地规划、设计人工生态系统，使能量得到㉔___________________的利用。如“桑基鱼塘”等生态农业实现了对能量的㉕_________________利用，提高了能量的㉖__________________。

（3）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㉗_________________________的部分。如合理确定草场的载畜量、划区轮牧、农田捉虫、除草等。

拓展学习任务

1. 摄入量和粪便量、初级消费者的同化量之间具有怎样的等量关系？

2. 初级消费者的粪便中的能量属于哪个营养级的能量？第三营养级的粪便中的能量呢？

3. 初级消费者同化的能量又有几个流向？

随堂知识小测

1.能量流动是生态系统的主要功能之一,具有明显的特点。下列各项中,不属于能量流动特点的是（   ）

A. 能量流动是单向的  B. 能量流动是逐级递减的

C. 能量流动是沿着食物链进行的 D. 热能可以被生产者转化为化学能

2.假设某初级消费者摄入的能量为a，其粪便中的能量为b，通过呼吸消耗的能量为c，用于生长、发育和繁殖的能量为d，则流入次级消费者的能量最多为（   ）

A. （a+b）×20%  B. （c+d）×20%  C. （a-c）×20%  D. （b-d）×20%

3.根据各营养级生物所含能量构建的金字塔称为能量金字塔，如图是某温带陆地生态系统特定时间内能量金字塔简图，请回答下列问题：

（1）该生态系统在能量上，______（填“是”或“不是”或“不一定”）一个自给自足的系统。在测定时间内，山狮同化的能量去向包括______和未被利用的能量。
（2）树和草是该生态系统的基石，原因是____________________________________。
（3）研究者对该群落进行调查时可以采用______法对植物丰富度进行调查，同时注意调查______情况，以获得群落的空间结构。

参考答案

教材基础知识

一、生物群落  非生物环境  统一整体  全部生物  非生物环境  生物圈  水域生态系统  陆地生态系统  城市

二、逆转  循环  逐级递减  五  10%~20%  系统外

三、相应面积（或体积）  营养级生物量  各个营养级的生物个体  总能量  立体农业  最有效  多级  利用率  对人类最有益

拓展学习任务

1. 提示：摄入量＝粪便量＋同化量。
2. 提示：初级消费者的粪便中的能量属于第一营养级的能量，第三营养级的粪便中的能量属于第二营养级的能量。
3. 提示：三个：自身呼吸散失、被分解者利用和流向下一营养级。

随堂知识小测

1.答案：D

解析：生态系统的能量流动是单向流动、逐级递减的，且该过程通常是沿着食物链和事务网进行的，ABC正确；热能散失后不能再被生产者利用，D错误。

2.答案：B

解析：在该生态系统中，假设初级消费者摄入的能量为a，其中存在于粪便中的能量为b，说明初级消费者的同化量是a-b；而生态系统中的能量传递效率在之间，因此，流入次级消费者的能量最多为（a-b）×。初级消费者通过呼吸消耗的能量为c，用于生长、发育和繁殖的能量为d，说明初级消费者同化的能量是c+d；因此，流入次级消费者的能量最多也可以表示为（c+d）×，故本题正确答案为B。

3.答案：（1）不是；呼吸作用以热能形式散失（只答呼吸作用不给分）、被分解者利用
（2）树和草通过光合作用把太阳能转变为有机物中的化学能，从而被生物利用
（3）样方；不同物种空间上的分布

解析：（1）对于生态系统的功能来讲，物质循环是可以自给自足的；而能量来自于生产者固定的太阳能，能量沿食物链流动是单向传递、逐级递减的，最终以热能形式散失到无机环境，不是一个自我自足的系统，需要源源不断的补充能量才能维持生态系统的稳定。山狮同化的能量的去向包括：自身呼吸作用消耗以热能形式散失、被分解者利用和未被利用的能量。
（2）生态系统中的生产者通过光合作用将太阻能转换为化学能，将无机物转变成有机物，并为生态系统中其他生物的生活提供物质和能量，所以是生态系统基石。
（3）在群落演替的过程中物种丰富度增加，生态系统稳定性增加。在对该地区某时间群落结构进行调查时，可以采用样方法对植物丰富度进行调查，同时注意调查不同物种在空间上的分布（分层）情况，以获得群落的空间结构。