第三章 生态系统 第二节 生态系统的能量流动-【优化探究】2023-2024学年新教材高中生物选择性必修第二册同步导学案配套教参（苏教版）

第二节　生态系统的能量流动 [学习目标] 1．分析生态系统能量流动的过程和特点。 2．阐明三种生态金字塔。 3．概述研究能量流动的实践意义。 授课提示：对应学生用书第44页 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．能量流经第一营养级的过程 (1)输入：生产者通过光合作用将太阳光能转化为化学能，固定在有机物中。 (2)能量去向 ①在生产者的呼吸作用中以热能形式散失。 ②随着残枝败叶等被分解者分解而释放出来。 ③被初级消费者摄入体内，流入第二营养级。 3．能量流经第二营养级的过程 (1)输入：通过摄食生产者获得。 (2)去向 ①通过呼吸作用以热能形式散失。 ②以遗体残骸的形式被分解者利用。 ③被次级消费者捕食，流入下一营养级。 4．能量流动过程图解 (1)补充图中标号代表的内容 甲：生产者；乙：初级消费者；丙：次级消费者；丁：呼吸作用；戊：分解者。 (2)据图总结流入每一营养级的能量最终去向 ①通过自身呼吸作用以热能形式散失。 ②被下一营养级同化。 ③被分解者分解利用。 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，不可逆转，也不能循环流动。 (2)逐级递减：①能量在沿食物链流动的过程中逐级减少。 ②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。 2．能量传递效率 (1)一般来说，在输入到某一个营养级的能量中，只有10%～20%的能量能够流到下一个营养级，也就是说，能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%～20%。 (2)计算公式 相邻两个营养级间的能量传递效率＝ ×100%。 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系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。 三 生态金字塔 1．概念：反映食物链和食物网各营养级之间生物数量、质量和能量比例关系的图解模型。 2．含义：生态金字塔的塔基宽，代表生态系统稳定；塔基过宽，能量转化效率就低，能量浪费大；塔的层次多少，与能量的消耗程度有密切关系，层次越多，塔顶贮存的能量就越少。 3．类型：数量金字塔、生物量金字塔和能量金字塔。 (1)数量金字塔 ①概念：描述了某一时刻生态系统中各营养级的个体数量关系。 ②特点：一般来说，能量沿营养级顺序向上逐级递减，生物体数量沿营养级顺序向上也越来越少。但也有植食性动物的数量比生产者的数量大得多的情况。 (2)生物量金字塔 ①概念：描述了某一时刻生态系统中各营养级生物的质量关系，通常以生物的干重表示营养级中生物的生物量，一般以g·m-2或kg·m-2为单位。 ②特点：一般来说，植物的生物量要大于植食性动物的生物量，而植食性动物的生物量又会大于肉食性动物的生物量。因此，从低营养级到高营养级，生物的生物量是逐渐减少的。 (3)能量金字塔 ①概念：依据各营养级所含能量值的多少来构建的生态金字塔，从能量的角度形象地描述其在生态系统中的转化，常用来描述单位时间生态系统中各营养级所同化的能量，一般以J·m-2·a-1或kJ·m-2·a-1为单位。 ②特点：能量金字塔一般不受生物个体大小、组成成分和代谢速率的影响，因而可以比较准确地说明生态系统中能量传递的效率和特点，比较直观地表明各营养级之间的依赖关系。能量金字塔不会出现倒置现象。 四 研究能量流动的实践意义 1．研究生态系统的能量流动，可以帮助人们在设计人工生态系统时充分考虑能量的有效利用。 2．研究生态系统的能量流动，合理地优化生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对生产有益的部分，可以使农业生产获得更大的效益。 预习诊断———————————————————— 1．生态系统的能量流动指能量的输入和散失过程。(×) 2．第三营养级生物产生粪便中的能量属于该营养级的同化量。(×) 3．每一营养级生物的同化量就是从上一营养级摄入的能量。(×) 4．生态系统的能量流动是单向的，原因是一个营养级呼吸作用散失的能量不能被生产者再同化，以及捕食关系是不可逆的。(√) 5．研究能量流动，可帮助人们合理设计人工生态系统，提高能量的传递效率。(×) 6．能量金字塔和生物量金字塔可以出现倒置现象。(×) 授课提示：对应学生用书第46页 　能量流动过程 　1.呼伦贝尔草原上的鹰捕食兔子，存在一条食物链：草→兔→鹰。草原上生产者主要是草，草原上几乎全部动物都是直接或间接由草养活，那么草的能量来自哪里？它的能量又是通过什么途径传递给其他动物的？ 提示：草的能量来自太阳能。传递途径为食物链或食物网。 2．如图表示能量流经第二营养级示意图，请据图思考下列问题。 (1)摄入量(a)和粪便量(c)、初级消费者的同化量(b)之间具有怎样的等量关系？ 提示：摄入量(a)＝粪便量(c)＋同化量(b)