3.2生态系统的能量流动导学案2023-2024学年高二上学期生物人教版选择性必修2

第3章 第2节 生态系统的能量流动(二) 学习目标 1.理解能量流动金字塔 2 . 概述研究能量流动的实践意义。 3.能量流动效率计算。 学习重难点 1.能量流动的实践意义; 2.能量流动效率计算。 课堂合作探究 探究一、能量流动模型——能量金字塔 1.如图是某一湖泊的能量金字塔,A、B、C、D 所代表的营养级是 A B _ _C D_ 思考 1. 为什么一条食物链中营养级一般不超过5个? 2.如果把各个营养级的生物数量关系,用绘制能量金字塔的方式表达出来,是不是也是金字塔形?如果是,有没有例外? 3.三种生态金字塔的比较 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 形状 特点 天然生态系统,一定为正金字塔形 一般为正金字塔形,有时会出现倒金字塔形 一般呈正金字塔形, 象征含义 能量沿食物链流动过程中具有递减的特性 一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减 一般生物量(现存生物有机物的总质量)随营养级逐级升高而递减 每一级的含义 食物链中每一营养级生物所含能量的多少 每一营养级生物个体的数目 每一营养级生物的有机物总量 特殊形状 天然生态系统一定正立,某些人工生态系统(如人工鱼塘)可呈现倒立情况 树→昆虫→鸟 人工鱼塘,生产者的生物量可以小于消费者 例1 下图甲、乙两个特定的生态系统的能量金字塔,有关解释正确的是( ) A.一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多 B.能量沿食物链单向流动,传递效率随营养级的升高而逐级递减 C.若甲和乙中玉米的数量相同,能量传递效率为10%,且甲能养活10000人,则乙能养活500人 D.若土壤中含相同浓度的DDT,则甲中的人比乙中的人体内DDT低 探究二 研究能量流动的实践意义 1.相比农作物秸秆直接燃烧,上图中设计的生态系统有何优点? 。 2.在上述生态系统中,人们为提高农作物的产量,要经常到田间除草、灭虫、灭鼠。这样做的目的是什么? 。 3.有人说:“由于上述生态系统是人工设计,所以其中营养级之间能量的传递效率可由人类任意控制。”你认为对吗? 探究三 能量传递效率的计算 1. 能量在食物链中的传递 (1)若某一营养级的总能量为n,则最多传到下一营养级的能量为20%n,最少为10%n。 (2)若某一营养级的总能量为n,则需要前一营养级的能量至少为n÷20%=5n,至多为n÷10%=10n 2.能量在食物网中的传递 【例题】如果A增重1 kg,C最多增重多少千克,最少增重多少千克? ①C增重最多,按最短食物链,最高传递效率: 1 kg×20%×20%=1/25 kg ②C增重最少,按最长食物链,最低传递效率: 1 kg×10%×10%×10%×10%=1/10 000 kg 【例题】如果C增重1 kg,至少需消耗A多少千克,最多需消耗 A多少千克? ①消耗A最少,按最短食物链,最高传递效率:1 kg÷20%÷20%=25 kg ②消耗A最多,按最长食物链,最低传递效率:1 kg÷10%÷10%÷10%÷10%=10 000 kg ※【归纳总结】 1.在能量传递效率、食物链长短可以选择(未知)时: 已知较低营养级求较高营养级时: ①求“最多”,则按20%流动,选最短食物链 ②求“最少”,则按10%流动,选最长食物链 已知较高营养级求较低营养级时: ①求“最多”,则按10%流动,选最长食物链 ②求“最少”,则按20%流动,选最短食物链 【例题】如果C从B、F中获得的能量比为3∶1,C增重1 kg,则最少需要消耗A多少千克? 消耗A最少,按最高传递效率计算: ①沿食物链A→B→C逆推:3/4 kg÷20%÷20%=75/4 kg ②沿食物链A→D→E→F→C逆推:1/4 kg÷20%÷20%÷20%÷20%=625/4 kg 75/4 kg+625/4 kg=175 kg 2. 在能量分配比例和能量传递效率已知时: 【例题】如果C取食B、F的能量比例关系由1∶1变为1∶2,当C增重1 kg,传递效率为10%时,所需要A的能量是改变前的多少倍? 当比例关系为1∶1时, ①C从B获得1/2 kg,沿食物链A→B→C计算:1/2 kg÷10%÷10%=50 kg ②C从F获得1/2 kg,沿食物链A→D→E→F→C计算: 1/2 kg÷10%÷10%÷10%÷10%=5 000 kg A总量为50 kg+5 000 kg=5 050 kg 当比例关系为1∶2时, ①C从B获得1/3 kg,沿食物链A→B→C计算: 1/3 kg÷10%÷10%=100/3 kg ②C从F获得2/3 kg,沿食物链A→D→E→F→C计算: 2/3 kg÷10%÷10%÷10%÷10%=20 000/3 kg A总量为100/3 kg+20 000/3 kg=6 700 kg 所以所需要A的能量是改变前