2022-2023學(xué)年人教版（2019）選擇性必修二 3.2 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(一)- 學(xué)案

3.2生態(tài)系統(tǒng)的能量流動（一）課時素養(yǎng)目標1.運用結(jié)構(gòu)與功能觀，分析能量流動的過程和特點。（生命觀念、科學(xué)思維）2.運用物質(zhì)與能量觀，分析能量傳遞效率，提高能量在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的利用率。（社會責(zé)任）3.通過能量流動模型的構(gòu)建，分析能量流動過程、特點和規(guī)律。（生命觀念、科學(xué)思維）4.通過模型、圖理解能量是維持生態(tài)系統(tǒng)的動力，培養(yǎng)學(xué)生運用邏輯思維分析問題的能力，并指導(dǎo)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)。(社會責(zé)任）課前自主探究一.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動的概念和過程：1.概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的、、和的過程。2.能量流經(jīng)第一營養(yǎng)級的過程(1)輸入：生產(chǎn)者通過把太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，固定在有機物中。(2)能量去向①在生產(chǎn)者的呼吸作用中以形式散失。②隨著殘枝敗葉等被分解而釋放出來。③被初級消費者攝入體內(nèi)，流入營養(yǎng)級。3.能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級的過程(1)輸入：通過獲得。(2)去向①通過以熱能形式散失。②隨遺體殘骸流向。③被捕食，流入下一營養(yǎng)級。能量流動過程圖解(1)補充圖中標號代表的內(nèi)容甲：；乙：：丙：；?。?；戊：。(2)據(jù)圖總結(jié)流入每一營養(yǎng)級的能量最終去向：①通過自身呼吸作用以式散失。②被同化。③被分解利用。二、能量流動的特點1.特點(1)：沿食物鏈由低營養(yǎng)級流向高營養(yǎng)級，不可，也不能流動。(2)：①能量在沿食物鏈流動的過程中；②營養(yǎng)級越多，在能量流動過程中消耗的能量就，生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動一般不超過個營養(yǎng)級。三、生態(tài)金字塔1.能量金字塔將單位時間內(nèi)各所得到的能量數(shù)值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)面積（或體積）的圖形，并將圖形按照的次序排列，可形成一個金字塔圖形。2.生物量金字塔用能量金字塔的方法表示各個（每個所容納的）之間的關(guān)系。3.數(shù)量金字塔用能量金字塔的方法表示的數(shù)目比值關(guān)系。4.生態(tài)金字塔金字塔、金字塔和金字塔統(tǒng)稱為生態(tài)金字塔。四、研究能量流動的實踐意義1.研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，可以幫助人們將，增大流入某個生態(tài)系統(tǒng)的。2.幫助人們，使能量得到的利用。3.幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?。?易錯辨析(1)流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是照射在生產(chǎn)者上的太陽能()(2)若人與自然和諧統(tǒng)一，生產(chǎn)者固定的能量便可反復(fù)利用()(3)一種蜣螂專以象糞為食，則該種蜣螂最多能獲取大象所同化能量的20%()(4)一只狼捕食了一只兔子，則該狼就獲得了這只兔子能量的10%～20%()(5)能量金字塔和生物量金字塔可以出現(xiàn)倒置現(xiàn)象()(6)沼渣、沼液作為肥料還田，使能量能夠循環(huán)利用()(7)拔去田地中的雜草是人為地調(diào)整能量流動的方向，可提高生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞效率()課堂合作探究探究一能量流動的過程1．第一營養(yǎng)級能量流動注：生產(chǎn)者固定的太陽能即第一營養(yǎng)級的量，一部分能量用于呼吸消耗，余下的用于自身的，即積累有機物中的能量。2．第二營養(yǎng)級及其后營養(yǎng)級能量流動(1)由上圖分析可知：①輸入該營養(yǎng)級的總能量是指圖中的(填字母)。②糞便中的能量(c)(填“屬于”或“不屬于”)該營養(yǎng)級同化的能量，應(yīng)為營養(yǎng)級同化的能量中流向分解者的部分。③初級消費者同化的能量(b)＝＋。④生長、發(fā)育和繁殖的能量(e)＝＋＋未被利用的能量(j)。(2)總結(jié)：①攝入量＝同化量＋。其中最高營養(yǎng)級無(填字母序號)。教材中的隱性知識源于選擇性必修2P55“圖3－5”：在一定時間內(nèi)，某生態(tài)系統(tǒng)中全部生產(chǎn)者固定的能量值為a，全部消費者所獲得的能量值為b，全部分解者所獲得的能量值為c,則ab＋c(填“＞”“＝”或“＜”)。歸納總結(jié)a、生態(tài)系統(tǒng)中能量的最終來源（源頭）:______________________________b、流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：___________________________________c、能量流動的起點：_______________________________d、能量的流動形式:__________________________________e、能量流動的渠道：________________f、每一個營養(yǎng)級能量的來源：第一營養(yǎng)級的能量來源：_____________各級消費者的能量來源：____________________g、每個營養(yǎng)級能量的去路：自身呼吸消耗；被下一營養(yǎng)級同化；被分解者利用。h、能量的散失形式：_____________i、能量轉(zhuǎn)變形式：光能熱能典例分析例1.(不定項)圖1表示一片草原上兔子和狼達到相對穩(wěn)定狀態(tài)后一段時間內(nèi)相對數(shù)量變化的趨勢，圖2中A、B表示兩個營養(yǎng)級的能量流動示意圖，其中a～e表示能量值。下列相關(guān)分析錯誤的是()A.圖1中甲、乙分別表示兔子和狼的數(shù)量變化，狼的K值接近B點對應(yīng)的數(shù)值B.圖1中甲、乙分別表示狼和兔子的數(shù)量變化，狼的K值接近C、D點對應(yīng)的數(shù)值C.圖2中B的食物殘渣的能量包含在c中D.圖2中B用于生長發(fā)育及繁殖的能量值可表示為a－b－d例2.(2020·全國卷Ⅲ，31改編)假設(shè)某種藍細菌(A)是某湖泊中唯一的生產(chǎn)者，其密度極大，使湖水能見度降低。某種動物(B)是該湖泊中唯一的消費者?；卮鹣铝袉栴}：(1)該湖泊水體中A種群密度極大的可能原因是____________________(答出2點即可)。(2)畫出該湖泊生態(tài)系統(tǒng)能量流動的示意圖。(3)假設(shè)該湖泊中引入一種僅以A為食的動物(C)后，C種群能夠迅速壯大，則C和B的種間關(guān)系是________。探究二能量流動的特點1.分析教材中“賽達伯格湖的能量流動圖解”，對能量傳遞進行定量計算（1）從第一營養(yǎng)級流入第二營養(yǎng)級的能量，占生產(chǎn)者所固定的太陽能總量的百分比是多少？。從第二營養(yǎng)級流入第三營養(yǎng)級的能量，占第二營養(yǎng)級所同化的總能量的百分比是多少？。流入某一營養(yǎng)級的能量，為什么不會百分之百地流到下一營養(yǎng)級？。流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到這個生態(tài)系統(tǒng)中來？。通過以上分析，你能總結(jié)出什么規(guī)律？。2.能量流動的特點(1)：在生態(tài)系統(tǒng)的能量只能沿食物鏈由流向，既不能逆轉(zhuǎn)也不能循環(huán)。原因是生物之間的捕食關(guān)系是一定的，能量只能由流向而不能逆向進行，這是長期自然選擇的結(jié)果（2）：輸入到一個營養(yǎng)級的能量不可能百分之百地流入到下一個營養(yǎng)級，能量在食物鏈流動的過程中是逐級減少的，一般來說，相鄰兩個營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率只有。①原因：能量在流經(jīng)每一營養(yǎng)級時，都有呼吸消耗、被分解者利用和未利用的，所以越傳越少。②能量傳遞效率的計算方法某一營養(yǎng)級的同化量某一營養(yǎng)級的同化量上一營養(yǎng)級的同化量相鄰兩營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率=×100%上一營養(yǎng)級的同化量典例分析例3.如圖表示能量流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)第二營養(yǎng)級示意圖（單位是J/cm2.a）,據(jù)圖分析，有關(guān)說法正確的是（）A.該生態(tài)系統(tǒng)第一營養(yǎng)級同化的能量至少為400B.第二營養(yǎng)級用于生長、發(fā)育和繁殖的能量是100C.能量由第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的傳遞效率是20%D.該生態(tài)系統(tǒng)第三營養(yǎng)級同化的能量是15例4某同學(xué)繪制了如圖所示的能量流動圖解(其中W1為生產(chǎn)者固定的太陽能)，下列敘述中不正確的是（）A．生產(chǎn)者固定的總能量可表示為(A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2)B．由第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率為（D1/W1）×100%C．流入初級消費者的能量為(A2＋B2＋C2)D．圖解表明能量流動的特點是單向流動、逐級遞減歸納總結(jié)1.各營養(yǎng)級能量流動分析(1)植物光合作用與同化量之間的關(guān)系：真光合作用量＝同化量，凈光合作用量＝用于生長、發(fā)育和繁殖的能量(因為：真光合作用量＝凈光合作用量＋呼吸消耗量；同化量＝呼吸消耗量＋用于生長、發(fā)育和繁殖的能量)。(2)動物攝入量與同化量之間的關(guān)系：攝入量＝動物的同化量＋糞便量，即攝入的食物只有一部分被同化。(3)流入一個營養(yǎng)級的能量是指這個營養(yǎng)級的同化量。(4)某營養(yǎng)級同化量的“2個”“3個”“4個”去路①“2個”去路：同化量＝呼吸消耗量＋用于生長、發(fā)育和繁殖的能量。②“3個”去路(定量不定時，在足夠長的時間內(nèi)能量的最終去路)：同化量＝呼吸消耗量＋流向分解者的能量＋下一營養(yǎng)級的同化量。③“4個”去路(定量定時，即流入某營養(yǎng)級的一定量的能量在一定時間內(nèi)的去路)：同化量＝呼吸消耗量＋流向分解者的能量＋下一營養(yǎng)級的同化量＋未利用的能量。注：最高營養(yǎng)級的生物去掉下一營養(yǎng)級的同化量。(5)未利用的能量：包括生物每年的積累量和動植物殘體以化石燃料的形式被儲存起來的能量。2.“拼圖法”分析能量流動過程①W1、D1指相應(yīng)營養(yǎng)級的同化量，B1、B2指相應(yīng)營養(yǎng)級中未被利用的能量；②各營養(yǎng)級用于生長、發(fā)育和繁殖的能量為B1＋C1＋D1或B2＋C2＋D2。③能量傳遞效率不會是100%。從上圖可以看出，相鄰兩個營養(yǎng)級的傳遞效率等于D1/W1×100%，一般情況下，能量在相鄰兩個營養(yǎng)級間的傳遞效率為10%～20%。④利用“拼圖法”可得關(guān)系式：3.2生物系統(tǒng)的能量流動（一）課前自主探究答案一、1.輸入傳遞轉(zhuǎn)化散失2.(1)光合作用(2)①熱能②分解者③第二3.(1)攝食生產(chǎn)者(2)①呼吸作用②分解者③次級消費者4.(1)甲：生產(chǎn)者；乙：初級消費者：丙：次級消費者；?。汉粑饔茫晃欤悍纸庹?。(2)①熱能②下一營養(yǎng)級③分解者二、1.(1)單向流動逆轉(zhuǎn)循環(huán)(2)逐級遞減：①逐級減少②越多5三、1.營養(yǎng)級營養(yǎng)級營養(yǎng)級生物量（營養(yǎng)級有機物的總干重）3.各個營養(yǎng)級的生物個體4.能量生物量數(shù)量四、1.生物在時間、空間上進行合理配置總能量2.科學(xué)地規(guī)劃和設(shè)計人工生態(tài)系統(tǒng)最有效五.易錯辨析提示(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×(7)×課堂合作探究探究一1.注：同化量生長、發(fā)育和繁殖2.(1)①b②不屬于上一個分解者③呼吸作用以熱能的形式散失的能量(d)用于生長、發(fā)育和繁殖的能量(e)④分解者利用的能量(f－c)下一營養(yǎng)級同化的能量(i)(2)①糞便量b教材中的隱性知識＞a、太陽能b、生產(chǎn)者固定的太陽能總量c、生產(chǎn)者通過光合作用固定太陽能開始d、有機物中的化學(xué)能e、食物鏈和食物網(wǎng)f、太陽能上一營養(yǎng)級h、熱能i、有機物中的化學(xué)能典例分析例1.ABD解析圖1中甲、乙分別表示兔子和狼的數(shù)量變化，B點是狼種群的最大值，不是狼的K值，狼群的K值是狼群長期穩(wěn)定的值，A錯誤；圖1中甲、乙分別表示兔子和狼的數(shù)量變化，兔子的K值接近C