課 題第五章 生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定 第2節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)
教 學(xué)
目 標(biāo)1.分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)。
2.概述研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義。
3.嘗試調(diào)查農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)情況教方學(xué)法講述與學(xué)生練習(xí)、討論相結(jié)合
教
材
分
析重點(diǎn)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)。
難點(diǎn) 能量流動(dòng)過程、特點(diǎn)
教具多媒體、實(shí)物投影儀
程檢查學(xué)案
討論與總結(jié)
一、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)
1．概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞和散失的過程。
2．過程
（1） 起點(diǎn)：從生產(chǎn)者固定太陽能開始，
（2）過程
（3）特點(diǎn)：?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)，逐級(jí)第減
（4）研究目的：設(shè)法調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)方向，使能量流向使能量持續(xù)高效流向?qū)θ祟愖钜娴牟糠帧?
程〖講述〗（1）幾乎所有生態(tài)系統(tǒng)的能量源頭是太陽能。植物通過光合作用，把太陽光能固定下來，這是生態(tài)系統(tǒng)繁榮的基礎(chǔ)。注意：植物光合作用固定的能量減去呼吸作用消耗的能量，才是能夠?yàn)橄乱粻I養(yǎng)級(jí)消費(fèi)的能量。所以，從能量的角度來看，植物的多少?zèng)Q定了生物種類和數(shù)量。在氣候溫暖、降雨充沛的地方，植物格外繁茂，各種生物就會(huì)非常繁榮，熱帶雨林就是這樣的情況；在氣候寒冷、降雨很少的地方，植物很難生長(zhǎng)，各種生物的數(shù)量都很少，顯得荒涼而冷寂；（2）能量沿著食物鏈流動(dòng)時(shí)，每一營養(yǎng)級(jí)都有輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程；（3）生物的遺體殘骸是分解者能量的來源。
〖思考與討論1〗學(xué)生思考回答，老師提示。
〖提示〗1.遵循能量守恒定律。能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動(dòng)、轉(zhuǎn)化后，一部分儲(chǔ)存在生態(tài)系統(tǒng)（生物體有機(jī)物）中，而另一部分被利用、散發(fā)至無機(jī)環(huán)境中，兩者之和與流入生態(tài)系統(tǒng)的能量相等。
2.不能，能量流動(dòng)是單向的。
〖板書〗二、能量流動(dòng)的特點(diǎn)
〖資料分析〗學(xué)生思考回答，老師提示。
1和2
營養(yǎng)級(jí)流入能量流出能量
（輸入后一個(gè)營養(yǎng)級(jí)）出入比
生產(chǎn)者464.662.813.52%
植食性動(dòng)物62.812.620.06%
肉食性動(dòng)物12.6
分解者14.6
3.流入某一營養(yǎng)級(jí)的能量主要有以下去向：一部分通過該營養(yǎng)級(jí)的呼吸作用散失了；一部分作為排出物、遺體或殘枝敗葉不能進(jìn)入下一營養(yǎng)級(jí)，而為分解者所利用；還有一部分未能進(jìn)入（未被捕食）下一營養(yǎng)級(jí)。所以，流入某一營養(yǎng)級(jí)的能量不可能百分之百地流到下一營養(yǎng)級(jí)。
4.生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)是單向的；能量在流動(dòng)過程中逐級(jí)遞減。
〖講述〗生命活動(dòng)離不開能量，生物需要不斷從外界獲取能量才能維持生存；在生物獲得的能量中只有一部分貯存于生物體內(nèi)；由于能量沿食物鏈流動(dòng)過程中逐級(jí)遞減，因而能量相同的食物，動(dòng)物性食品比例越高，意味著消耗的總能量越多。
〖板書〗能量流動(dòng)的特點(diǎn)：
1.生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)是單向的；
2.能量在流動(dòng)過程中逐級(jí)遞減。
〖旁欄思考題〗學(xué)生思考回答，老師提示。
〖提示〗一般情況下，也是金字塔形。但是有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)倒置的塔形。例如，在海洋生態(tài)系統(tǒng)中，由于生產(chǎn)者（浮游植物）的個(gè)體小，壽命短，又會(huì)不斷地被浮游動(dòng)物吃掉，所以某一時(shí)刻調(diào)查到的浮游植物的量可能低于浮游動(dòng)物的量。當(dāng)然，總的來看，一年中流過浮游植物的總能量還是比流過浮游動(dòng)物的要多。與此同理，成千上萬只昆蟲生活在一株大樹上，該數(shù)量金字塔的塔形也會(huì)發(fā)生倒置。
〖板書〗三、研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義
〖思考與討論2〗學(xué)生思考回答，老師提示。
〖提示〗“桑基魚塘”的設(shè)計(jì)理念是從人類所需出發(fā)，通過能量多級(jí)利用，充分利用流經(jīng)各營養(yǎng)級(jí)的能量，提高生產(chǎn)效益。
〖調(diào)查〗參考調(diào)查點(diǎn)：稻田生態(tài)系統(tǒng)
組成成分： （1） 非生物的物質(zhì)和能量； （2） 生產(chǎn)者： 水稻、雜草、浮游植物等；（3）消費(fèi)者：田螺、泥鰍、黃鱔、魚、青蛙、浮游動(dòng)物、昆蟲、鳥類等；（3）分解者：多種微生物。
〖問題提示〗1.生產(chǎn)者主體是水稻，其他生產(chǎn)者有雜草、浮游植物等。農(nóng)民主要通過噴灑除草劑，或人工除草的方式抑制雜草的生長(zhǎng)。
2.初級(jí)消費(fèi)者有：田螺、浮游動(dòng)物、植食性昆蟲、植食性魚、鳥類等。一般而言，植食性昆蟲和鳥類等往往對(duì)水稻生長(zhǎng)構(gòu)成危害，田螺、植食性魚數(shù)量較多時(shí)也會(huì)對(duì)水稻生長(zhǎng)構(gòu)成危害。農(nóng)民采取噴灑農(nóng)藥、豎稻草人等措施防止或減少這些動(dòng)物的危害。
3.次級(jí)消費(fèi)者有：泥鰍、黃鱔、肉食性魚、青蛙等。一般而言，這些消費(fèi)者對(duì)水稻生長(zhǎng)利大于害。農(nóng)民通過禁捕，或適量放養(yǎng)等措施，實(shí)現(xiàn)生態(tài)農(nóng)業(yè)的目標(biāo)。
5.農(nóng)民對(duì)秸稈的傳統(tǒng)處理方式有焚燒或填埋等；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)提出了綜合利用思想，例如，秸稈可作為多種工業(yè)原材料，還可以用來生產(chǎn)沼氣，以充分利用其中的能量。
6.主要通過合理密植的方法提高作物的光能利用效率。
7.通過稻田養(yǎng)魚等措施，實(shí)現(xiàn)立體化生態(tài)農(nóng)業(yè)；通過建造沼氣池，實(shí)現(xiàn)能量的多級(jí)利用。
〖技能訓(xùn)練〗分析和處理數(shù)據(jù)
〖提示〗這些玉米的含碳量折合成葡萄糖是6 687.5 kg，計(jì)算公式是(12+18)/12×2 675，這些葡萄糖儲(chǔ)存的能量是1.07×1011 kJ（計(jì)算公式是EG=MG×1.6×107）；
這些玉米呼吸作用消耗的能量是3.272×1010 kJ（計(jì)算公式為ΔE呼=ΔMG×1.6×107）；
這些玉米在整個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)所固定的太陽能總量是1.397 2×1011 kJ（計(jì)算公式為E固=EG+ΔE呼），呼吸作用消耗的能量占所固定太陽能的比例是23.4%；
這塊玉米田的太陽能利用效率是1.64%（計(jì)算公式為η=1.397 2×1011/8.5×1012）。
典型例題
例1 一個(gè)池塘有生產(chǎn)者（浮游植物）、初級(jí)消費(fèi)者（植食性魚類）、次級(jí)消費(fèi)者（肉食性魚類）、分解者（微生物）。其中生產(chǎn)者固定的全部能量為a，流入初級(jí)消費(fèi)者、次級(jí)消費(fèi)者、分解者的能量依次為b、c、d，下列表述正確的是
A．a(chǎn)=b+d B．a(chǎn)＞b+d C．a(chǎn)＜b+d D．a(chǎn)＜c+d
解析 一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，流經(jīng)該系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的太陽能。該生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者固定的全部能量是a，即流經(jīng)該系統(tǒng)的各個(gè)營養(yǎng)級(jí)的總能量是a，數(shù)值是最大的。這些能量一部分在生產(chǎn)者的呼吸作用中以熱能形式散失到環(huán)境中，一部分用于自身的生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖。在后一部分能量中，一部分隨植物遺體和殘枝敗葉等被分解者分解釋放出來，還有一部分沿著食物鏈流入初級(jí)消費(fèi)者，除小部分能量隨動(dòng)物糞便排出體外，其余被初級(jí)消費(fèi)者同化。能量依次沿食物鏈單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減傳遞下去。本題正確答案是B。
目標(biāo)檢測(cè)
1．在浮游植物→小魚→海豹→虎鯨這條食物鏈中，若虎鯨增加1kg體重，至少消耗浮游植物的量為
A、1kg B、10kg C、125kg D、1000kg
2．右圖是生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)圖解，圖中甲、乙、丙各是：
A、甲是生產(chǎn)者，乙是消費(fèi)者，丙是分解者
B、乙是生產(chǎn)者，甲是消費(fèi)者，丙是分解者
C、丙是生產(chǎn)者，乙是消費(fèi)者，甲是分解者
D、甲是生產(chǎn)者，丙是消費(fèi)者，乙是分解者
3．下列除哪項(xiàng)外．均為對(duì)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)能量流動(dòng)特征的描述：
A、食物鏈和食物網(wǎng)是能量流動(dòng)的渠道
B、食物鏈中初級(jí)消費(fèi)者越多，次級(jí)消費(fèi)者獲得的能量越多
C、單向流動(dòng)，逐級(jí)遞減
D、食物鏈越短，可供養(yǎng)的消費(fèi)者越多
4．某池塘生態(tài)系統(tǒng)全部生產(chǎn)者所固定的大陽能總值為a，全部消費(fèi)者所利用的能量總值為b，全部分解者所利用的能量總值為c．那么，a、 b、c三者之間的關(guān)系為：
A、a>b，b=c B、a=b+c C、a>b+c D、a
①此生態(tài)系統(tǒng)中處于第三營養(yǎng)級(jí)的種類有
。兩者既有捕食關(guān)系又有競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的種類是____________________________。
②當(dāng)除去全部海星一年后，與對(duì)照地區(qū)相 比，該處生物種類組成發(fā)生了很大的變化，其中_________成為優(yōu)勢(shì)種，而石鱉和石械數(shù)量大為減少，其原因是_______________________。
參考答案
1．C 2．B 3．A 4．C
7．海星、荔枝螺、�？� 海星和荔枝螺 ②藤壺 藤壺大量繁殖，占據(jù)了巖石表面，使海藻不能生長(zhǎng)，石鱉和石槭因失去食物而數(shù)量減少。
作
業(yè)
教
學(xué)
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