山東省學高考生物一輪復習 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動導學案

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1、山東省平度市第一中學生 物 學 課 時 授 課 導 學 案 〖課 題〗ξ5.4 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動 〖學習要求〗1.分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點 2.概述研究能量流動的實踐意義 3.嘗試調查農田生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動情況 課前預習 【預習指導】課前默寫下列知識要點，然后自主復習課本，對默寫結果進行矯正，并達到導學案提出的學習水平要求（記憶→理解→掌握→運用）。 一、能量流動的過程：生態(tài)系統(tǒng)的能量流動包括能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程。 光能 輸入 生產者→消費者 ↘ ↙ 分解者 散失 熱能 1．能量輸入：能量從無機環(huán)境進入生物群落的

2、過程。 生態(tài)系統(tǒng)的能量輸入過程包括生產者的光合作用和化能合成作用。 【思考1】生產者固定的太陽能總量是流經生態(tài)系統(tǒng)的總能量。 【思考2】在黑暗海底火山口周圍也有較為復雜的生態(tài)系統(tǒng)，其能量輸入主要來自某些微生物的化能合成作用過程。 2．能量傳遞：能量在生物群落內部的各種生物之間傳遞的過程。 生產者固定的能量沿著食物鏈傳遞；每個營養(yǎng)級產生的遺體、殘骸傳遞給分解者。 【思考3】能量在生態(tài)系統(tǒng)中的傳遞形式化學能（光能、化學能、熱能、機械能）。 【思考4】食物鏈中最高營養(yǎng)級體內的能量最終傳遞給分解者。 3．能量散失：能量從生物群落進入無機環(huán)境的過程。 生物群落中的能量是通過生產者、消費

3、者和分解者的呼吸作用，以熱能形式離開生物群落的。 【思考5】通過生產者、消費者和分解者的呼吸作用，將有機物中的化學能轉化為熱能和ATP中活躍化學能，后者分解后再以熱能形式散失。 4．能量轉化：能量在生態(tài)系統(tǒng)中的轉化形式。 生態(tài)系統(tǒng)中的能量轉化是指光能→化學能→熱能的轉化過程； 【思考6】從光能到化學能依靠生產者的光合作用，從化學能到熱能依靠各種生物的呼吸作用。 【歸納1】每個營養(yǎng)級中的能量輸入、傳遞和散失： 同化作用 光能 呼吸作用 下一營養(yǎng)級 遺體殘骸 生產者 ①每個營養(yǎng)級通過同化作用輸入能量。 ②每個營養(yǎng)級獲得的能量大部分通過呼吸作用散失；

4、少部分用于生長、發(fā)育和繁殖，并貯存在有機物中。 ③貯存在有機物中的能量一部分傳遞給下一營養(yǎng)級，一部分被分解者利用并散失。 【自主練習】在一年中，兔子的攝食量為U，同化量為P，糞便量為S，呼吸量為R，遺體殘骸量為M，被攝食量為U。 攝食量U 同化量P 糞便量S 呼吸量R 生長、繁殖 遺體殘骸M 分解者呼吸作用散失R U 則：一年當中兔子種群的增長量（未利用量）為U－S－R－M－U。 二、能量流動的特點 分析：賽達伯格湖能量流動圖解 （1）流經該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為464.6J／cm2年，第二營養(yǎng)級的同化量為62.8J／cm2年，

5、第三營養(yǎng)級的同化量為12.6J／cm2年。 （2）生態(tài)系統(tǒng)中每個營養(yǎng)級都能通過自身的呼吸作用散失部分能量；每個營養(yǎng)級都能產生遺體殘骸并通過分解者的呼吸作用散失部分能量。 （3）從第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的能量傳遞效率為20.1％。 （4）該生態(tài)系統(tǒng)中各營養(yǎng)級的未利用量分別為293J／cm2年、29.3J／cm2年、5.0J／cm2年，表明各營養(yǎng)級的生物種群正處于增長（增長、穩(wěn)定、衰退）時期。 （5）327.3J／cm2年的未利用量最終要通過各種生物的呼吸作用而散失。 三、研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的實踐意義 1．調整生態(tài)系統(tǒng)的能量流動關系，使能量持續(xù)有效地流向對人類最有益的部分。 2．建

6、立人工生態(tài)系統(tǒng)，做到對能量的多級利用，提高能量利用率。 課中研討 【問題研討一】能量流動的過程： （歸納）每一生物個體（或種群）的能量流動包括哪些方面？ 能量輸入、能量散失和能量儲存三個方面。 閱讀教材P94“能量流動的過程”小節(jié)，分析回答下列問題： 1．（理解）能量是通過什么途徑輸入到生態(tài)系統(tǒng)的第一營養(yǎng)級的？ 太陽能通過生產者的光合作用固定在有機物中。 生產者固定的太陽能總量是流經生態(tài)系統(tǒng)的總能量。 2．（分析）輸入到第一營養(yǎng)級的能量有哪些去向？ 一部分通過生產者的呼吸作用以熱能的形式散失； 一部分儲存在生產者體內，用于生產者的生長、發(fā)育和繁殖等。 儲存在生產者體內的

7、能量，一部分隨殘枝敗葉等被分解者分解而釋放出來，另一部分則被初級消費者攝入體內，流入了第二營養(yǎng)級。 3．（學會分析）據(jù)圖分析下列問題： ①a、b、c、d、e、f之間具有怎樣的等量關系？ a=b+c b=d+e+f ②第一營養(yǎng)級中未被利用能量的最終去向是什么？ 死亡后被分解者吸收利用，通過分解者的呼吸 作用散失。 結合圖5－6和5-7，分析回答下列問題： 1．（理解）被初級消費者攝入的能量（攝入量） 全部被初級消費者同化（同化量）了嗎？ 沒有。生產者被初級消費者攝入后要排出糞便。糞便中有機物的能量（糞便量）最終流向了分解者。 即：攝入量＝同化量＋糞便量。

8、2．（識記）流入初級消費者體內的能量（同化量）有何用途？ 細胞呼吸、生長、發(fā)育和繁殖。 3．（識記）流入初級消費者體內的能量（同化量）的最終去向有哪些？ 呼吸作用散失、流向第三營養(yǎng)級、分解者的呼吸作用散失。 4．（識記）能量流動的渠道是什么？ 食物鏈和食物網 5．（分析）對每個營養(yǎng)級來說，能量流動的各個過程之間有何關系？ 能量輸入＝呼吸作用散失＋流向下一營養(yǎng)級＋分解者的呼吸作用散失。 6．（理解）流入生物群落的能量，最終通過什么途徑離開生物群落？ 通過生物（各個營養(yǎng)級和分解者）的呼吸作用以熱能形式散失。 【問題研討二】結合圖5－8，分析賽達伯格湖的能量流動情況： 1．對于

9、每一個營養(yǎng)級來講，輸入和輸出的能量是否相等？為什么？這說明了什么？ 不相等。因為每個營養(yǎng)級中都有未被利用的能量。 說明生態(tài)系統(tǒng)中的有機物逐漸積累增多。 2．從第一營養(yǎng)級流入第二營養(yǎng)級的能量，占第一營養(yǎng)級所固定能量的百分比是多少？ 13.5%。 從第二營養(yǎng)級流入第三營養(yǎng)級的能量，占第二營養(yǎng)級所同化能量的百分比是多少？ 20%。 3．能量傳遞效率：相鄰營養(yǎng)級的能量傳遞效率一般為10～20％。 4．流入某個營養(yǎng)級的能量，為什么不能百分之百地流向下一個營養(yǎng)級？ 各營養(yǎng)級生物體內大部分能量被呼吸作用消耗； 其次是上個營養(yǎng)級的部分能量未被下一個營養(yǎng)級利用； 還有少數(shù)能量被分解者利用。

10、 【總結】能量流動的特點：單向流動，逐級遞減。 【歸納】生態(tài)系統(tǒng)的能量流動為什么是單向的？為什么是逐級遞減的？ 單向流動原因：食物鏈中的捕食關系不能逆轉；熱能不能再次被固定。 逐級遞減原因：每個營養(yǎng)級都有能量通過呼吸做作用散失；每個營養(yǎng)級都有遺體殘骸通過分解者的呼吸作用散失。 A．100kg B．44.5kg C．25kg D．15kg A C D 貓頭鷹 B 【跟蹤練習1】下圖為某生態(tài)系統(tǒng)食物網圖解，貓頭鷹體重每增加1kg，至少消耗A約（C） 結合圖5－9，閱讀教材P95～P96中的5個自然段，分析回答下列問題： 1．生態(tài)

11、系統(tǒng)能量流動的特點有哪些？其原因分別是什么？ 單向流動：原因是能量只能從低營養(yǎng)級流向高營養(yǎng)級；通過呼吸作用散失的熱量不能再次被生產者固定。 逐級遞減：原因是能量在相鄰兩個營養(yǎng)級之間的傳遞效率是10%～20%。 2．在能量金字塔中，下一營養(yǎng)級能量約占上一營養(yǎng)級能量的比例是1/5～1/10。 3．食物鏈為什么一般不會超過5個營養(yǎng)級？ 由于能量流動的傳遞效率是10％～20％，營養(yǎng)級越高，所獲取的能量越少。食物鏈到第五營養(yǎng)級時，可利用的能量不足以維持更高營養(yǎng)級的生存。 【補充】生態(tài)金字塔的類型 能量金字塔：根據(jù)組成食物鏈的各個營養(yǎng)級的層次，把生態(tài)系統(tǒng)中的各個營養(yǎng)級的能量數(shù)值繪制成的圖

12、形。 生物量金字塔：根據(jù)組成食物鏈的各個營養(yǎng)級的層次，把生態(tài)系統(tǒng)中的各個營養(yǎng)級的質量數(shù)值繪制成的圖形。 數(shù)量金字塔：根據(jù)組成食物鏈的各個營養(yǎng)級的層次，把生態(tài)系統(tǒng)中的各個營養(yǎng)級的個體數(shù)值繪制成的圖形。 戊 己 庚 甲 丁 丙 乙 【跟蹤練習2】（06重慶）下圖是某生態(tài)系統(tǒng)的食物網示意圖，甲一庚代表不同的生物。箭頭表示能量流動的方向和食物聯(lián)系。下列敘述正確的是（B ） A．此食物網中有六條食物鏈，丁占有四個不同的營養(yǎng)級 B．戊接受的太陽能是流經此生態(tài)系統(tǒng)的總能量 C．丙可利用的總能量小于乙和丁可利用的總能量之和 D．向此生態(tài)系統(tǒng)大量引人外來物種，可增強該系統(tǒng)的穩(wěn)定性

13、 【問題研討三】研究能量流動的實踐意義 閱讀教材P96最后2個自然段，分析回答下列問題： 研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動有哪些實踐意義？ 科學的規(guī)劃、設計人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效地利用。 調整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關系，使能量持續(xù)高效流向對人類最有益的部分。 【跟蹤練習3】（10年山東）以下表示動物利用食物的過程 食物 ①獲取量 ②食入量 ③同化量 ④有機物質積累量 未獲取量 未食入量 未同化量 呼吸代謝消耗量 正確的分析是（C） A．恒溫動物的④/③值一般高于變溫動物 B．哺乳動物的③/①值一般為10%-20% C．提高圈養(yǎng)動物生長量一般需提高③/②值 D．食肉哺乳動物的③/②值一般低于食草哺乳動物 課后學習 1．結合本節(jié)導學案，鞏固記憶所學基礎知識（課前提問檢查）。 2．完成《創(chuàng)新設計》