高中生物 第六章 生態(tài)系統(tǒng) 6.3 能量流動和物質(zhì)循環(huán)導(dǎo)學(xué)案1浙科版必修3

1、6.3能量流動和物質(zhì)循環(huán)一、目標(biāo)導(dǎo)航基本要求1分析生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動的過程和特點(diǎn)。發(fā)展要求說明1“課外讀：信息傳遞”只作為背景資料供學(xué)生閱讀，不要求學(xué)生記憶或掌握具體內(nèi)容。二、知識網(wǎng)絡(luò)三、導(dǎo)學(xué)過程生態(tài)系統(tǒng)的能量流動一、能量流動的概念：能量流動是指生態(tài)系統(tǒng)中的能量 的過程二、能量流動的過程1、能量流動的起點(diǎn)： ，流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是指 2、能量流動的渠道： 。4、對于初級消費(fèi)者所同化的能量，也是這三個去處。并且可以認(rèn)為，一個營養(yǎng)級所同化的能量呼吸散失的能量十被下一營養(yǎng)級同化的能量十分解者釋放的能量。但對于最高營養(yǎng)級的情況有所不同，它所同化的能量呼吸散失的能量十分解者分解釋放的能量。5、流動的

2、形式：以有機(jī)物的形式流動6、能量的轉(zhuǎn)化：光能生物體有機(jī)物中的化學(xué)能熱能7、能量的散失：熱能是能量流動的最終歸宿。（熱能是不能重復(fù)利用的，所以能量流動是單向的，不循環(huán)的。）三、能量流動的特點(diǎn)1、單向流動（1）單向流動是指能量只能從前一營養(yǎng)級流向后一營養(yǎng)級，而不能反向流動。（2）原因 2、逐級遞減（1）逐級遞減是指輸入到一個營養(yǎng)級的能量不能百分之百地流入下一營養(yǎng)級，能量在沿食物鏈流動過程中逐級減少的。（2）原因： （3）能量傳遞效率：生態(tài)系統(tǒng)的為 10% 20% 的含義，是指一個營養(yǎng)級的總能量大約只有 10% 20% 傳遞到下一個營養(yǎng)級。四、生態(tài)金字塔1、能量金字塔 能量沿食物鏈流動時逐級遞減，營

3、養(yǎng)級越多，消耗的能量就越多，因此可以將單位時間內(nèi)各個營養(yǎng)級的能量數(shù)值，由低到高繪制成圖，這樣就形成一個正金字塔圖形，就叫做能量金字塔。在能量金字塔中，營養(yǎng)級別越低，占有的能量越多，反之，越少。能量金字塔絕不會倒置。從能量金字塔中可以看出：在生態(tài)系統(tǒng)中，營養(yǎng)級越多，在能量流動過程中消耗的能量就越多。而之所以呈現(xiàn)金字塔形，是因?yàn)橥ǔＧ闆r下，能量從上一個營養(yǎng)級傳遞到下一個營養(yǎng)級，平均傳遞效率為10%20%。 能量金字塔每一臺階的含義：代表食物鏈中每一營養(yǎng)級生物所含能量多少。能量金字塔形狀的象征含義：表明能量流動沿食物鏈流動過程具有逐級遞減的特性。2、數(shù)量金字塔（用生物體數(shù)目來表示） 以每個營養(yǎng)級的生

4、物個體數(shù)量為依據(jù)繪制的金字塔。但會出現(xiàn)有的生物個體數(shù)量很少而每個個體的生物量很大的情況，所以也會出現(xiàn)倒置的現(xiàn)象。實(shí)例生物數(shù)量金字塔：人們對一片草地上的所有生物成員作了統(tǒng)計(jì)：三級消費(fèi)者（肉食動物、吃小鳥的鷹）3只次級消費(fèi)者（肉食動物、吃昆蟲的小鳥）只初級消費(fèi)者（草原動物、昆蟲）只生產(chǎn)者（野草）株3、生物量金字塔（用質(zhì)量來表示） 以每個營養(yǎng)級的生物量繪制的金字塔。但某些單細(xì)胞生物的生命周期短，不積累生物量，而且在測定生物量時是以現(xiàn)存量為依據(jù)的，所以在海洋生態(tài)系統(tǒng)中會出現(xiàn)倒置現(xiàn)象，即出現(xiàn)浮游動物數(shù)量多于浮游植物。以生物量金字塔為例，從“十分之一定律”這一理論上說，一個人若是靠吃水產(chǎn)品來增長1 kg體

5、重的話，就得吃10 kg魚，這10 kg魚要以100 kg浮游動物為食，而這100 kg浮游動物又要消耗1 000 kg浮游植物才能成活。這就是說，要有1 000 kg浮游植物才能養(yǎng)活10 kg魚，進(jìn)而才能使人增長1 kg體重。 總結(jié)只有能量金宇塔永遠(yuǎn)是底寬上尖的正金字塔形（即：能量金字塔絕不會倒置），數(shù)量金宇塔及生物量金字塔一般也是正金字塔形，但有時也會出現(xiàn)倒置的特殊形狀的金字塔。五、生物富集作用生物富集作用是指生物體通過對環(huán)境中某些元素或難以分解的化合物（如重金屬離子、不易分解的化學(xué)農(nóng)藥等），通過食物鏈會在各個營養(yǎng)級的生物體內(nèi)逐漸得富集起來，在能量流動的渠道中，隨著營養(yǎng)級越高，生物體內(nèi)的這

6、些物質(zhì)的濃度就越高。六、研究能量流動的意義 七、生態(tài)系統(tǒng)能量流動中的有關(guān)計(jì)算四、依據(jù)考點(diǎn)，歸納總結(jié)1.能量流動中的2個“比較”(1)生態(tài)系統(tǒng)中同化量和攝入量的比較同化量為每一營養(yǎng)級通過攝食并轉(zhuǎn)化成自身有機(jī)物的能量，攝入量是消費(fèi)者攝入的能量，同化量攝入量糞便量。消費(fèi)者產(chǎn)生的糞便中的能量，不屬于該營養(yǎng)級同化的能量，它實(shí)際上與上一營養(yǎng)級的遺體、殘骸一樣，屬于未被利用的那部分能量。(2)能量傳遞效率與能量利用效率的比較能量傳遞效率：能量在沿食物鏈流動的過程中，逐級減少，若以“營養(yǎng)級”為單位，能量在相鄰兩個營養(yǎng)級之間的傳遞效率約為10%20%。其計(jì)算公式為能量傳遞效率(下一營養(yǎng)級同化量/上一營養(yǎng)級同化量

7、)100%。能量利用效率：通常考慮的是流入人體中的能量占生產(chǎn)者能量的比值，或流入最高營養(yǎng)級的能量占生產(chǎn)者能量的比值，或考慮分解者的參與，以實(shí)現(xiàn)能量的多級利用。在一個生態(tài)系統(tǒng)中，營養(yǎng)級越多，在能量流動過程中消耗的能量就越多，因此食物鏈越短，能量利用效率越高；同時，生態(tài)系統(tǒng)中生物種類越多，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，抵抗力穩(wěn)定性越強(qiáng)，能量利用效率越高。2.生態(tài)系統(tǒng)中能量傳遞的相關(guān)計(jì)算在解決有關(guān)能量傳遞的計(jì)算問題時，首先要確定相關(guān)的食物鏈，理清生物在營養(yǎng)級上的差別，能量傳遞效率為10%20%，解題時注意題目中是否有“最多”、“最少”、“至少”等特殊的字眼，從而確定使用10%或20%來解題。1）設(shè)食物鏈ABCD，

8、分情況討論如下：(1)已知D營養(yǎng)級的能量為M，則至少需要A營養(yǎng)級的能量M(20%)3；最多需要A營養(yǎng)級的能量M(10%)3。(2)已知A營養(yǎng)級的能量為N，則D營養(yǎng)級獲得的最多能量N(20%)3；最少能量N(10%)3。2）在食物網(wǎng)中分析：如在ABCD中，確定生物量變化的“最多”或“最少”時，還應(yīng)遵循以下原則：(1)食物鏈越短，最高營養(yǎng)級獲得的能量越多。(2)生物間的取食關(guān)系越簡單，生態(tài)系統(tǒng)消耗的能量越少，如已知D營養(yǎng)級的能量為M，計(jì)算至少需要A營養(yǎng)級的能量，應(yīng)取最短食物鏈AD，并以20%的效率進(jìn)行傳遞，即等于M20%；計(jì)算最多需要A營養(yǎng)級的能量時，應(yīng)取最長的食物鏈ABCD，并以10%的效率進(jìn)行

9、傳遞，即等于M(10%)3。3）在食物網(wǎng)中，某一營養(yǎng)級同時從上一營養(yǎng)級的多種生物按一定比例獲取能量，則按照單獨(dú)的食物鏈進(jìn)行計(jì)算后再合并。五、布置作業(yè)1在生態(tài)系統(tǒng)中，全部初級消費(fèi)者所消耗的能量與全部次級消費(fèi)者所消耗的能量相比 ( ) A前者較多 B后者較多 C兩者相等 D多少無法確定 2在生態(tài)系統(tǒng)中能量逐級遞減，下述原因中不正確的是 ( ) A各營養(yǎng)級生物的呼吸消耗部分能量 B各營養(yǎng)級生物的發(fā)育利用部分能量 C各營養(yǎng)級部分生物未被下一個營養(yǎng)級的生物利用 D落入土壤或水域中的植物尸體、殘枝敗葉和糞便被分解者利用3一個天然湖泊生態(tài)系統(tǒng)中，肉食性魚總比草食性魚的數(shù)量少得多。這是由于 ( )A湖泊中魚的

10、密度太大 B湖泊中氧氣不足C水鳥叼食肉食性魚苗過多 D能量在食物鏈中逐級遞減4用生態(tài)系統(tǒng)中各個營養(yǎng)級的能量值可以繪制成一個能量金字塔，這是因?yàn)槟芰繌纳弦粋€營養(yǎng)級輸入到下一個營養(yǎng)級的傳遞率大約是 ( ) A510 B1020 C5060 D80905下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流動的敘述中，錯誤的是 ( )A能量流動是單向的，不可逆轉(zhuǎn)的B食物鏈越短，可供最高營養(yǎng)級消費(fèi)的能量越多 C初級消費(fèi)者越多，次級消費(fèi)者獲得的能量越少D營養(yǎng)級越多，散失的能量越多 6一片樹林中，樹、昆蟲和食蟲鳥的個數(shù)比例關(guān)系如左下圖所示。右下圖中選項(xiàng)能正確表示樹、昆蟲和食蟲鳥之間的能量流動關(guān)系的是(方框面積表示能量數(shù)) ( )7.“一山不存二虎”這一諺語，用生態(tài)學(xué)觀點(diǎn)可解釋為 ( ) A虎所需要的生活空間很大B身體強(qiáng)壯的虎以身體弱小的虎為食C虎性情孤獨(dú)，不群居D營養(yǎng)級越高的生物，能得到的能量越少，個體數(shù)量也就越少8.研究生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的主要目的是 ( )A掌握能量流動中的傳遞規(guī)律B了解能量流動的方向 C熟悉生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)D. 設(shè)法調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的關(guān)系，使能量流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?蛇捕食一只老鼠時，是把整個老鼠吞入體內(nèi)，那么蛇就獲得了這只老鼠的( )A全部能量 B全部物質(zhì)C全部物質(zhì)和能量 D部分物質(zhì)和能量10在下列幾組食