生物选择性必修2第2节 生态系统的能量流动导学案及答案

第2节    生态系统的能量流动学案

【学习目标】：

1、通过建立能量流动模型，知道能量流动的过程

2、分析能量流动实例，知道能量流动的特点

3、建立生态金字塔，了解其含义

4、理解研究能量流动的意义

【课前预习案】

一、温故知新

1、生态系统的结构包括什么？

2、什么是食物链食物网？

3、食物链中生物是什么种间关系？

二、熟悉新课

1.生态系统中能量的　　　　、　　　、　　　和　　　的过程，称为生态系统的能量流动。

2.几乎所有的生态系统所需要的能量都来自　　　　。

3.每一营养级同化的能量去向（两个去向）＝　　　　　　＋　　　　。

除最高营养级外，其余每一营养级同化的能量的去向（三个去向）＝ 　　　　　　　　　　　　。

除最高营养级外，其余每一营养级同化的能量的去向（四个去向）＝　　　　　　　　　　　　　　　　。

4.能量流动的特点①　　　　　　 ②　　　　                      

5、“未利用”是指未被　　　　　　　，也未被　　　　　　　和　　　　利用的能量。

6.   .能量在相邻营养级间的传递效率＝　　　×100% , 大约为　　　　。

7、如果将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为相应面积（或体积）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，叫作　　金字塔。如果用同样的方法表示各个营养级生物量（每个营养级所容纳的有机物的总干重）之间的关系，就形成　　金字塔。如果表示各个营养级的生物个体的数目比值关系，就形成数量金字塔。它们统称为　　　　金字塔。

10.研究生态系统的能量流动的意义有哪些？

探究一 科学方法

1、什么是能量流动？

2、研究能量流动的思路是什么？

能量流经一个种群，种群作为一个整体研究，如下，其他种群的能量流动研究是否是这样的？

探究二  能量流动的过程活动

活动1  农田中存在  植物→虫等第二营养级→青蛙等第三营养级  看书55页后，回答

1、太阳能如何输入到生态系统的第一营养级？

2、输入到第一营养级的能量去向是什么？哪部分输入到第二营养级？

活动2  构建能量流经第二营养级的模型

1、知识延伸

同化量：指某一营养级从外环境中得到的全部化学能。

（1）生产者(一般为绿色植物)：指在光合作用中所固定全部太阳能。

（2）消费者(一般为动物)：同化量表示消化道吸收的能量(吃进的食物不一定都能吸收)，去向是这一营养级的呼吸消耗量、生长发育和繁殖量(流向下个营养级的能量、流向分解者的能量以及未被利用的能量）。

（3）分解者(一般为腐生生物)：指从细胞外吸收的能量。

2、判断以下说对错

（1）对动物来说，摄入量就是消费者食入食物进入消化道的物质的能量（    ）

（2）粪便量包含在摄入量中（    ）

（3）粪便量包含在同化量中（    ）

（4）摄入量等于同化量加粪便量（    ）

（5）呼吸量是同化量的一部分（    ）

3、小组合作完成构建能量流经第二营养级的模型

用给定的词语自己添加箭头等，构建课本55页图3-5模型，构建结果呈现在小白板上写在下列空白处。

虫等摄入量，虫等同化量，虫生长发育繁殖，呼吸作用，分解者利用，虫粪便   散失， 

遗体残骸  青蛙摄入

4、分析模型

（1）输入到生态系统生产者的能量，如何传递到消费者？

（2）各个营养级中存在哪些形式的能量转化？

（3）各个营养级能量如何散失？主要以什么形式散失？

典例1、右图为能量流经第二营养级的示意图，

1.请用以下名词完善此图。

初级消费者摄入、次级消费者摄入、初级消费者同化、用于生长发育和繁殖、分解者利用、

2.完成下列等式：

  a=

  b=

  e=

3.试比较摄取的能量、储存的能量、同化的能量三者之间的大小关系。

活动3、构建植物→虫等第二营养级→青蛙等第三营养级以及分解者的整体能量流动模型，写在下列空白处

典例2．生态系统的能量流动是指     (　　)

①能量输入　②能量传递　③能量储存　④能量转化   ⑤能量散失

A．①②③④      B．①②④

C．①②④⑤      D．①②③⑤

典例3．在一个草原生态系统中，如果要研究被第二营养级羊同化的能量去向，不应包括下列选项中的(　　)

A．羊的呼吸消耗量     B．羊的粪便量

C．羊的生长量      D．部分死亡羊的重量

活动4  思考讨论：生态系统的能量流动

1、生态系统能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？为什么？

2、流经生态系统的能量能否再回到这个系统中来？为什么？

探究三  能量流动的特点

活动1、分析赛达伯格湖的能量流动

1.用表格的形式，将图中的数据进行整理。图中“未固定”是指未被固定的太阳能。“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一营养级和分解者利用的能量。

2.计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营养级能量的百分比。

3、流入植食性动物能量，为什么不能百分之百的流向肉食性动物这一营养级？

活动2、思考总结回答问题

（1）流入某一营养级的能量，为什么不能百分之百地流到下一个营养级？

(2)   能量流动的箭头全部是单向的，表示什么意思？

(3)   能量在相邻的两个营养级之间传递的效率是多少？

(4)   通过以上分析，你能得出什么规律？

活动3  深度思考

1、为什么生态系统中能量流动一般不超过5个营养级？

3、长时间没有光照，对生态系统有什么影响，为什么？

典例4、表是对某生态系统营养级和能量流动情况的调查结果，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。

 单位：102kJ/（m2年）分析回答：

（1）能量流动是从哪个营养级开始的？

（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？　　　

（2）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？

探究四、生态金字塔

活动1、带问题看课本57-58页回答

1、课本中生态金字塔有哪几种？哪种可能倒置？和食物网如何联系起来？是否包含分解者？

2、填写下列表格

典例5、下列关于营养级的叙述，正确的是（        ）

A. 营养级的位置越高，归属于这个营养级的能量通常越多

B. 自然生态系统中的所有绿色植物都属于生产者营养级

C. 营养级是指处于食物链同一环节上同种生物的总和

D. 食物链中的各营养级之间能量传递效率是相同的

探究五  研究能量流动的意义，以玉米和大豆的间作套种为例

1.研究生态系统的能量流动，可以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总能量。

农田生态系统，把玉米和大豆的间作套种，与单独种植玉米或大豆相比，1、群落的空间结构         ，光合作用面积     ， 对光能的利用率       ；流入生态系统的总能量            。

2.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。

如：玉米大豆的秸秆可以直接燃烧；也可以粉碎然后作为牲畜的饲料，牲畜的粪便又可以在沼气池中发酵产生沼气做燃料，剩余的沼渣还可以作为农作物肥料。后者相比前者，环境污染               ，能量利用率                 。

3.研究生态系统的能量流动，还可以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。

在玉米和大豆间作的生态系统中，杂草和农作物存在                     关系；

害虫和人类存在                     关系；害虫和青蛙存在                     关系。

人们除草目的使光能尽量流向农作物进而流向人类；除虫使农作物的能量流向人类。

典例6．下列说法错误的是(　　)

A．适当放牧可调整生态系统的能量流动关系

B．捕食者体型比被捕食者小，则生物数量关系肯定会构成上宽下窄的倒金字塔形

C．生态系统中的能量流向分解者之后，仍可能从分解者再流向消费者

D．“桑基鱼塘”生态系统与普通稻田生态系统相比实现了能量多级利用

典例7．如图是近年在某地试验成功并大范围推广的生态农业模式，下列有关此生态系统的叙述中，错误的是(　　)

A．图中位于第二营养级的生物有螺、昆虫、鸭

B．鸭和螺之间是捕食与种间竞争关系

C．该生态系统中鸭所同化的能量来自生产者固定的太阳能和饲料中的化学能

D．拔去田地中的杂草可以提高生态系统的能量传递效率

典例8、图为某生态系统中能量传递示意图，请回答：

 (1)流经此生态系统的总能量是____________kJ。

(2)从A到B和从B到C的能量传递效率分别为_________和__________。

(3)欲使C增加3kg，至少需A__________kg。

(4)调够保证此生态系统进行生物地化循环正常进行的是图中的__________。

【课后巩固案】

一、单项选择题

1．下列有关生态系统能量流动的描述不正确的是(　　)

A．生态系统中的能量输入特指绿色植物的光合作用

B．生态系统中的能量传递包括不同生物通过捕食关系传递能量

C．生态系统中的能量转化包括光合作用固定光能、细胞呼吸分解有机物合成ATP等

D．生态系统中的能量最终以呼吸作用产生热能的形式散失出去

2．下图为生态系统中能量流动图解部分示意图，①②③④各代表一定的能量值，下列叙述中错误的是(　　)

A．生态系统中的能量流动具有单向性，主要是因为食物链中生物之间捕食与被捕食的关系不可逆转

B．一般情况下，能量在相邻的两个营养级之间的传递效率是10%～20%

C．①表示流经此生态系统的总能量

D．从能量关系看，②＞③＋④

3．如图a、b、c分别是某森林生态系统的生物数量金字塔、某草地生态系统的能量金字塔和某浮游生物群落的能量金字塔。下列分析不正确的是(　　)

A．描述生态系统中各营养级之间的关系最好用b的形式

B．一个相对稳定的森林生态系统会出现生产者数量少于消费者数量的现象

C．相对稳定的生态系统需要持续接受外部的能量输入

D．图c中的生产者与初级消费者之间的能量传递效率为10%～20%

4．(2020·承德调研)鲢鱼、鳙鱼、草鱼、青鱼为我国淡水养殖的“四大家鱼”，它们在水体中分层分布，且摄食的食物存在较大差异，可混合饲养。某人工鱼塘混合饲养了四大家鱼，下列有关叙述错误的是(　　)

A．四大家鱼都属于人工鱼塘生态系统中的消费者

B．四大家鱼在水体中的分层分布构成群落的垂直结构

C．输入该人工鱼塘的总能量大于生产者固定的太阳能

D．混合饲养能提高空间和饵料的利用率，提高能量传递效率

5、流经某一生态系统的总能量是(　　)

A．照射到该生态系统中的全部太阳能

B．该生态系统中所有生产者、消费者、分解者体内的能量

C．该生态系统中生产者体内的能量

D．该生态系统中生产者所固定的太阳能

6．如图是某生态系统中能量流向物种甲后发生的一系列变化示意图，下列有关叙述不正确的是(　　)

A．a表示物种甲同化的能量

B．e表示物种甲呼吸作用散失的能量

C．d表示分解者呼吸作用散失的能量

D．a中的能量包括物种甲粪便中的能量

7．每一个营养级都具有的能量流动方向有(　　)

①分解者　②下一营养级　③生长、发育和繁殖　④呼吸散失

A．①②③④  B．②③④　C．①③④  D．①②③

8．在生态系统中有关食物链和能量流动的叙述，不正确的是(　　)

A．能量沿食物链流动是单向的

B．食物链越长，最高营养级获得的能量越少

C．初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少

D．生物种类越多，生态系统中的食物链越多

9．如图为某生态系统中的能量传递示意图(能量单位：kJ)，下列叙述不正确的是(　　)

A．能量流动是从甲固定的太阳能开始的，流入该生态系统的总能量为1 250 kJ

B．从乙到丙的能量传递效率为15%

C．将乙和丙的粪便作为有机肥还田，可以提高能量传递效率

D．食物链的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动的单向性

10．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，所需丙的能量为(　　)

A．550 kJ  B．500 kJ　C．400 kJ  D．100 kJ

11．某湖泊的能量金字塔如图所示，下列相关叙述正确的是(　　)

A．该能量金字塔中的a、c分别代表生产者、三级消费者

B．图中所有生物构成一条食物链

C．一个生态系统中营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多

D．对于森林生态系统来说，往往一棵树上栖息着很多昆虫，该生态系统中的能量金字塔呈倒置状态

12．稻田里，农民要拔掉稗草；鱼塘中，人们要不断清除肉食性的“黑鱼”，用生态学的观点看，这是为了(　　)

A．保持生态平衡

B．保持生物群落的单一性

C．调整生态系统中的能量流动方向

D．使物质能够尽快地循环流动

13、下列关于生态系统能量流动过程的说法，正确的是(　　)

A．流经生态系统的总能量均为生产者固定的太阳能总量

B．生态系统中能量的输入和传递一定与生物的消化与吸收有关

C．蜣螂以大象的粪便为食，即获得了大象的同化量中的一部分能量

D．生态系统的能量逐级递减与生物的呼吸作用散失热量有关

14．下图为某人工鱼塘中能量流动的部分示意图(字母表示能量的多少)，下列相关叙述正确的是(　　)

A．流经该生态系统的总能量等于生产者所固定的太阳能

B．第二营养级粪便中的能量属于c中的部分能量

C．第一营养级与第二营养级之间的能量传递效率为(c/a)×100%

D．图中d表示第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量

15．如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(　　)

A．昆虫同化的能量中约有35%用于其生长、发育和繁殖

B．昆虫粪便量属于植物流向分解者能量的一部分

C．昆虫储存在有机物中的能量属于未利用的能量

D．昆虫上一个营养级的能量至少有1 000 kJ

二、不单项选择题

16．如图食物网中，猫头鹰的食物有来自兔，来自鼠，来自蛇，则猫头鹰的体重若增加20 g，至少需要消耗植物的质量为(　　)

A．600 g  B．900 g　C．1 600 g  D．5 600 g

17．下列说法正确的是(　　)

A．适当放牧可调整生态系统的能量流动关系

B．捕食者体型比被捕食者小，则生物数量关系肯定会构成上宽下窄的倒金字塔形

C．生态系统中的能量流向分解者之后，仍可能从分解者再流向消费者

D．“桑基鱼塘”生态系统与普通稻田生态系统相比实现了能量多级利用

18．如图甲为某生态系统的能量金字塔简图，P为生产者，Q1为初级消费者，Q2为次级消费者。现对图甲中各营养级所含有的能量进行分类剖析，结果如图乙所示，下列分析正确的是(不定项)(　　)

注：图乙中a、a1、a2表示上一年留下来的能量，e、e1、e2表示呼吸消耗的能量。

A．b＋c＋d＋e为本年度流入该生态系统的总能量

B．c1表示初级消费者中被次级消费者所同化的能量

C．b和d之一可代表生产者传递给分解者的能量

D．初级消费者粪便中所含的能量是包含在c中的

三、简答题

19．下图是某生态系统能量流动过程图解，回答下列问题：

(1)流经该生态系统的总能量是________(填序号)。

(2)图中________(填字母)为分解者，理由是____________________________________。

(3)图中哪个箭头是不应存在的？________(填序号)。

(4)⑫的能量最多时只有④的能量的几分之几？________。

(5)B属于______动物，它的粪便中的能量会被______利用，用过程______(填序号)表示。

20、下图是对某湖泊的能量调查结果[单位：kJ/(cm2·a)]，请据图回答下列问题：

(1)流经该生态系统的总能量是指________________________，有________kJ/(cm2·a)。

(2)能量从第一营养级到第二营养级的传递效率约为______%，这说明了能量流动的特点是____________的，也就是说食物链越长，________________越多。

(3)D(热能)是通过________________产生的能量。

(4)能量流动具有单向、不循环的特点，主要原因是由于生物不能在代谢中利用_______。

21．下图1为某湖泊生态系统的能量金字塔简图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，M1、M2代表不同的能量形式。图2表示能量流经该生态系统某一营养级的流动途径示意图，其中a～g表示能量值。请据图回答下列问题：

(1)图1中，M2表示的能量形式为________________。通常情况下，位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于营养级Ⅲ，主要原因是____________________________________。

(2)图2中，若A表示图1中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示____________________，C表示____________________________________________________________________。

(3)图2中有两处不同的能量散失途径，其中E处散失的能量是通过_________实现的。

22、某生态系统由甲、乙、丙、丁、戊5个种群(不包括分解者)形成一定的营养结构，下表列出了各种群相关的能量值。下图中的B表示种群乙同化的能量，其中①～⑦表示能量值的多少。

(1)写出该生态系统中的食物网：_________，物种甲和物种丁的种间关系是_________。

(2)种群乙和种群戊之间的能量传递效率为________。

(3)图中的C表示的是用于种群乙___________的能量，其中④的值为_____________kJ。

(4)图中⑥所对应的能量值中________(填“包含”或“不包含”)种群乙的生物排出的粪便中有机物所含的能量。

参考答案

第一部分  学案答案见PPT

第二部分  课后巩固

一、单项选择题  1-5ACDDD  6-10 DCCCA  11-15 CCDDC

二、不单项选择题

16B   17\ACD  18ABC

三、简答题

19、答案　(1)①　(2)E　从生产者到各级消费者都有能量流入E　(3)⑦　(4)1/25　(5)植食性　E(分解者)　⑥

20、答案　(1)生产者固定的太阳能的总量　0.46　(2)13.5　逐级递减　能量流失　(3)呼吸作用　(4)呼吸作用释放出的热能

21、答案　(1)热能(或通过呼吸作用散失的热量)　在食物链中能量传递逐级递减，Ⅳ的营养级高，可利用的能量少　(2)营养级Ⅱ所同化的能量　营养级Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量　(3)分解者的分解作用

22、答案　(1)　种间竞争　(2)17%　(3)生长、发育和繁殖　1.05×107　(4)不包含