内容正文:
第2节 生态系统的能量流动
课程标准
核心素养
1.通过分析能量在营养级间的流动情况和赛达伯格湖的能量流动,概述生态系统中能量流动的过程和特征。
2.用生态金字塔表征生态系统中各营养级间的能量、生物量或数量等关系。
3.概述研究生态系统能量流动的意义。
4.尝试调查当地某生态系统的能量流动情况。
生命观念 通过学习生态系统的能量流动过程,建立物质和能量观。
科学思维 利用图示、模型构建生态系统的能量流动过程。
社会责任 认同利用能量流动规律,更加科学、有效地利用生态系统中的资源。
课前·自主预习
知|识|梳|理
一、能量流动的概念和过程
1.概念:生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
2.能量流动的过程。
(1)能量的输入。
(2)第一营养级能量流动。
(3)能量流经第二营养级的过程。
(4)能量流动示意图。
①图中甲~丁代表的内容。
甲:生产者;乙:呼吸作用;丙:分解者;丁:呼吸作用。
②图中流入每一营养级的能量最终去向。
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,不可逆转,也不能循环流动。
(2)逐级递减:能量在沿食物链流动的过程中逐级减少,相邻两营养级间的传递效率约为10%~20%。
2.结果: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5个营养级。
任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充,以便维持生态系统的正常功能,否则在一定时期内,生态系统就会崩溃。
三、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,可以形成一个金字塔图形。
2.生物量金字塔:用同样的方法表示各个营养级生物量(即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:表示各个营养级的生物个体的数目比值关系,有时会形成倒置的金字塔形。
四、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总能量。
2.帮助人们科学规划、设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用。
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对人类最有益的部分。
自|主|检|测
判断对错(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)太阳能只有通过生产者才能输入生态系统。 (√)
(2)呼吸作用所产生的能量都是以热能的形式散失。 (×)
提示 呼吸作用产生的能量大部分以热能形式散失,小部分用于合成ATP。
(3)由于能量在流动的过程中逐级递减,所以营养级越高,该营养级的总能量及生物的数量就会越少。 (×)
提示 由于个体大小差异,高营养级的生物数量有可能多于低营养级。如一棵树与树上昆虫的数量关系。
(4)植物→鼠→鹰这条食物链,第三营养级含能量少。 (√)
(5)生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的能量。 (√)
(6)沼渣、沼液作为肥料还田,使能量能够循环利用。 (×)
提示 肥料还田充分利用了废弃物中的物质,使物质能够循环利用,但能量只能单向流动,不能循环利用。
(7)当狼吃掉一只兔子时,就获得了兔子的全部能量。 (×)
提示 当狼吃掉一只兔子时,并不能全部消化吸收,只能获得兔子的部分能量。
(8)初级消费者粪便中的能量属于第二营养级。 (×)
提示 初级消费者粪便中的能量并没有被初级消费者同化。所以应该属于生产者同化的能量,即第一营养级的能量。
(9)研究能量流动,可调整能量流动关系,使生产者固定的能量全部流向人类。 (×)
提示 研究能量流动,可调整能量流动关系,实现能量的多级利用,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分,而不能全部流向人类。
(10)能量通过光合作用和化能合成作用输入生态系统,通过呼吸作用输出生态系统。 (√)
课堂·合作探究
知识点一 能量流动的概念
生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程,叫作生态系统的能量流动。以植物为生产者时,对能量流动概念的理解如下:
提醒:(1)流经整个自然生态系统的总能量是生产者固定的太阳能,而不是照射到所有植物体上的太阳能,因为有相当一部分的太阳能没有被生产者捕捉和固定。
(2)某些自养细菌(生产者)可以利用无机物氧化时所释放的能量来制造有机物,即通过化能合成作用固定能量。
【典例1】 下列关于草原生态系统能量流动的叙述,错误的是 ( )
A.能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程
B.生产者固定的能量除用于自身呼吸作用外,其余均流入下一营养级
C.在生态系统中,能量沿着食物链和食物网流动
D.分解者所需的能量可来自各营养级生物用于生长、发育和繁殖的能量
解析 生态系统中的能量流动是指能量的输入、传递、转化和散失的过程,A项正确;生产者固定的能量除用于自