生态系统的能量流动教案（2）
详细内容
第五章 第二节 生态系统的能量流动
教 学
目 标1.分析生态系统能量流动的过程和特点。
2.概述研究能量流动的实践意义。
3.尝试调查农田生态系统中的能量流动情况教方学法讲述与学生练习、讨论相结合
教
材
分
析重点生态系统能量流动的过程和特点。
难点能量流动过程、特点
教具多媒体、实物投影仪
程讨论与总结
一、生态系统的能量流动
1．概念：生态系统中能量的输入、传递和散失的过程。
2．过程
（1） 起点：从生产者固定太阳能开始，
（2）过程
（3）特点：单向流动，逐级第减
（4）研究目的：设法调整生态系统的能量流动方向，使能量流向使能量持续高效流向对人类最益的部分。
程〖讲述〗（1）几乎所有生态系统的能量源头是太阳能。植物通过光合作用，把太阳光能固定下来，这是生态系统繁荣的基础。注意：植物光合作用固定的能量减去呼吸作用消耗的能量，才是能够为下一营养级消费的能量。所以，从能量的角度来看，植物的多少决定了生物种类和数量。在气候温暖、降雨充沛的地方，植物格外繁茂，各种生物就会非常繁荣，热带雨林就是这样的情况；在气候寒冷、降雨很少的地方，植物很难生长，各种生物的数量都很少，显得荒凉而冷寂；（2）能量沿着食物链流动时，每一营养级都有输入、传递、转化和散失的过程；（3）生物的遗体残骸是分解者能量的来源。
〖思考与讨论1〗学生思考回答，老师提示。
〖提示〗1.遵循能量守恒定律。能量在生态系统中流动、转化后，一部分储存在生态系统（生物体有机物）中，而另一部分被利用、散发至无机环境中，两者之和与流入生态系统的能量相等。
2.不能，能量流动是单向的。
〖板书〗二、能量流动的特点
〖资料分析〗学生思考回答，老师提示。
1和2
营养级流入能量流出能量
（输入后一个营养级）出入比
生产者464.662.813.52%
植食性动物62.812.620.06%
肉食性动物12.6
分解者14.6
3.流入某一营养级的能量主要有以下去向：一部分通过该营养级的呼吸作用散失了；一部分作为排出物、遗体或残枝败叶不能进入下一营养级，而为分解者所利用；还有一部分未能进入（未被捕食）下一营养级。所以，流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一营养级。
4.生态系统中能量流动是单向的；能量在流动过程中逐级递减。
〖讲述〗生命活动离不开能量，生物需要不断从外界获取能量才能维持生存；在生物获得的能量中只有一部分贮存于生物体内；由于能量沿食物链流动过程中逐级递减，因而能量相同的食物，动物性食品比例越高，意味着消耗的总能量越多。
〖板书〗能量流动的特点：
1.生态系统中能量流动是单向的；
2.能量在流动过程中逐级递减。
〖旁栏思考题〗学生思考回答，老师提示。
〖提示〗一般情况下，也是金字塔形。但是有时候会出现倒置的塔形。例如，在海洋生态系统中，由于生产者（浮游植物）的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，所以某一时刻调查到的浮游植物的量可能低于浮游动物的量。当然，总的来看，一年中流过浮游植物的总能量还是比流过浮游动物的要多。与此同理，成千上万只昆虫生活在一株大树上，该数量金字塔的塔形也会发生倒置。
〖板书〗三、研究能量流动的实践意义
〖思考与讨论2〗学生思考回答，老师提示。
〖提示〗“桑基鱼塘”的设计理念是从人类所需出发，通过能量多级利用，充分利用流经各营养级的能量，提高生产效益。
〖调查〗参考调查点：稻田生态系统
组成成分： （1） 非生物的物质和能量； （2） 生产者： 水稻、杂草、浮游植物等；（3）消费者：田螺、泥鳅、黄鳝、鱼、青蛙、浮游动物、昆虫、鸟类等；（3）分解者：多种微生物。
〖问题提示〗1.生产者主体是水稻，其他生产者有杂草、浮游植物等。农民主要通过喷洒除草剂，或人工除草的方式抑制杂草的生长。
2.初级消费者有：田螺、浮游动物、植食性昆虫、植食性鱼、鸟类等。一般而言，植食性昆虫和鸟类等往往对水稻生长构成危害，田螺、植食性鱼数量较多时也会对水稻生长构成危害。农民采取喷洒农药、竖稻草人等措施防止或减少这些动物的危害。
3.次级消费者有：泥鳅、黄鳝、肉食性鱼、青蛙等。一般而言，这些消费者对水稻生长利大于害。农民通过禁捕，或适量放养等措施，实现生态农业的目标。
5.农民对秸秆的传统处理方式有焚烧或填埋等；现代农业提出了综合利用思想，例如，秸秆可作为多种工业原材料，还可以用来生产沼气，以充分利用其中的能量。
6.主要通过合理密植的方法提高作物的光能利用效率。
7.通过稻田养鱼等措施，实现立体化生态农业；通过建造沼气池，实现能量的多级利用。
〖技能训练〗分析和处理数据
〖提示〗这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是6 687.5 kg，计算公式是(12+18)/12×2 675，这些葡萄糖储存的能量是1.07×1011 kJ（计算公式是EG=MG×1.6×107）；
这些玉米呼吸作用消耗的能量是3.272×1010 kJ（计算公式为ΔE呼=ΔMG×1.6×107）；
这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是1.397 2×1011 kJ（计算公式为E固=EG+ΔE呼），呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例是23.4%；
这块玉米田的太阳能利用效率是1.64%（计算公式为η=1.397 2×1011/8.5×1012）。
典型例题
例1（2004年陕西、内蒙卷）一个池塘有生产者（浮游植物）、初级消费者（植食
性鱼类）、次级消费者（肉食性鱼类）、分解者（微生物）。其中生产者固定的全部能量为a，流入初级消费者、次级消费者、分解者的能量依次为b、c、d，下列表述正确的是
A．a=b+d B．a＞b+d C．a＜b+d D．a＜c+d
解析：一个生态系统中，流经该系统的总能量是生产者固定的太阳能。该生态系统中生产者固定的全部能量是a，即流经该系统的各个营养级的总能量是a，数值是最大的。这些能量一部分在生产者的呼吸作用中以热能形式散失到环境中，一部分用于自身的生长、发育、繁殖。在后一部分能量中，一部分随植物遗体和残枝败叶等被分解者分解释放出来，还有一部分沿着食物链流入初级消费者，除小部分能量随动物粪便排出体外，其余被初级消费者同化。能量依次沿食物链单向流动、逐级递减传递下去。本题正确答案是B。
目标检测
1．右图表示某湖泊生态系统的营养结构，a―e代表各营养级的生物，下列叙述不正确的是
A．共有3条食物链
B．各营养级中，能量最多的是c,生物个体数量最多的是a
C．若水体受有机磷农药轻度污染，则受害最严重的是a
D．若c所含能量为5.8×109kJ,d含1.3×108kJ,则a至少约含4.5×107kJ
2．在浮游植物→小鱼→海豹→虎鲸这条食物链中，若虎鲸增加1kg体重，至少消耗浮游植物的量为
A、1kg B、10kg C、125kg D、1000kg
3．下列除哪项外．均为对生态系统内能量流动特征的描述：
A、食物链和食物网是能量流动的渠道
B、食物链中初级消费者越多，次级消费者获得的能量越多
C、单向流动，逐级递减
D、食物链越短，可供养的消费者越多
4．某池塘生态系统全部生产者所固定的大阳能总值为a，全部消费者所利用的能量总值为b，全部分解者所利用的能量总值为c．那么，a、 b、c三者之间的关系为：
A、a>b，b=c B、a=b+c C、a>b+c D、a
A．阴湿山洼草丛是一个生态系统 B．阴湿山洼草丛中的动物是一个生物群落
C．阴湿山洼草丛中的蚂蚁是一个种群 D．苔藓是异养生物，属消费
6．右图是一个陆地生态系统食物网模式图，下列叙述中不正确的是
A．在该食物网中，共有5条食物链存在
B．在该食物网中，H处于三个不同的营养级
C．若B种群中各年龄期的个体数目比例适中，
则该种群的密度在一段时间内会明显变大
D．在该食物网中，如果C种群的数量下降10%，
则H的数量不会发生明显变化
7．人们常用能量金字塔来说明生态系统中哪两者之间的关系
A．能量与营养级 B．能量与个体大小
C．能量与个体数量 D．能量与生物代谢类型
8. 某一生态系统中，已知一只鹰增重2 kg要吃l0 kg小鸟；小鸟增重0.25 kg要吃2 kg昆虫；而昆虫增重100 kg要吃1000 kg绿色植物。在此食物链中这只鹰对绿色植物的能量利用百分率为
A．0.05％B．0.5％C．0.25％D．0.025％
9、一个完整的生态系统的结构包括
A．生态系统的成分、食物链和食物网 B．生产者、消费者和分解者
C．物质循环，能量流动 D．生产者、消费者和分解者和无机环境
10．某草原上长期生活着野兔、狐和狼，形成一个相对平衡的生态系统。经测定，其各种生物所含能量如下表(能量单位：kJ•(km2•a)-1)
生物种类草兔狐狼
所含能量9.9×1091.5×l092×1081.3×108
则该生态系统的食物链(网)可表示为
A．草 兔 狐 狼 B．草 兔 狼 狐
狼 狼
C．草 兔 D．草 兔
狐 狐
11、对某生态系统能量流动进行部分测定，粗略的结果如下图所示(单位：kJ／m2•a)该生态系统净初级生产量(初级生产量是指在生态系统中某一食物链内生产者所能固定的这部分太阳辐射能量，即生产者所生产出的有机物的能量)是
A．6 690
B．4 620
C．780
D．5 570
12．在由草、兔、狐组成的一条食物链中，兔经过同化作用所获得的能量，其去向不应该包括
A.通过兔的粪便流入到分解者体内的能量 B.通过兔的呼吸作用释放的能量
C.通过狐的粪便流入到分解者体内的能量 D.流入狐体内的能量
13、右图表示a、b、c三地区森林土壤有机物分解状况，
则分解者的作用强弱依次是
A、a>c=b
B、 c>b>a
C、 c=b>a
D、 a>b>c
14．假若某生态系统有四种生物，并构成一条食物链a→b→c→d，在某一时间分别测得这四种
生物a、b、c、d所含的有机物总量分别为m1、m2、m3、m4。下列叙述中，不正确的是
A．四种生物中所含的能量归根到底来自于a通过光合作用固定的太阳能
B．在一段时间内，若b种群数量增加，则a种群数量下降，d种群数量增加
C．若m1＜5m2，则生态系统的稳定性就会遭到破坏
D．d个体所含的有机物的质量一定比c个体所含的有机物的质量小
15、如果一个人食物有1/2来自绿色植物，1/4来自小型肉食动物，1/4来自羊肉，假如传递效率为10%，那么该人每增加1千克体重，约消耗植物
A、10千克 B、280千克 C、100千克 D、28千克
16. (多选题).下列叙述，错误的是
A．当狼吃掉一只兔子时，就获得了兔的全部能量
B．当狼捕食兔子并经同化作用合成了自身的有机物时，能量就从第一营养级流入了第二营养级
C．生产者通过光合作用制造了有机物时，能量就由非生物环境流入了生物群落
D．生态系统的能量流动是往复循环的
17. (多选题).下列说法正确的是
A、只要时间允许，弃耕农田有可能形成树林
B、在群落演替中，动物是依赖于植物而出现的
C、在群落演替中，苔藓的出现比地衣早
D、人类活动会改变群落演替的速度，但不会改变其方向
18. (多选题).下列关于生态系统中分解者的叙述，正确的是
A．各种细菌、真菌都是分解者
B．将动植物遗体中的有机物分解成无机物，供生产者再利用
C．有的动物也能成为分解者
D．在分解动植物遗体时，将有机物中的能量释放出来，供生产者再利用
19. (多选题).下列有关食物链的说法中，正确的是
A．在生态系统中，生物种类越复杂，个体数量越庞大，食物链就越多
B．自然生态系统中,沿着食物链的方向，能量逐级递减
C．在不同的食物链中，根据动物的食性，每种动物只能归属于某一特定的营养级
D．陆地生态系统的食物链中，营养级越高的生物，占有的碳元素越少
20图30―2表示一生态系统中生物种类间的相互关系，图中各种类均生活在退潮后暴露出的岩石上，其中海藻、藤壶、贻贝和海葵固着于岩石表面，海星、石鳖和石械则在岩石表面来回爬动找寻食物，图中的数字表示海星食物中各种类所占的比例（%）。
①此生态系统中处于第三营养级的种类有
。两者既有捕食关系又有竞争关系的种类是____________________________。
②当除去全部海星一年后，与对照地区相 比，该处生物种类组成发生了很大的变化，其中_________成为优势种，而石鳖和石械数量大为减少，其原因是_______________________。
21. (9分)根据右侧生态系统中的食物网简图，请据图回答：
（1）该食物网中的肉食动物是 ，含能量最多的是 ，A生物与E生物的关系是 。
（2）若B生物种群总能量为7.1×l09 kJ，A生物种群总能量
为2.3×108 kJ，从理论上计算C储存的总能量最少为 kJ。在该生态系统的能量流动过程中B生物种群的能量除了图中所示的分配外，其余能量的去向还有
①
② ___________________ 、
③_________________________ 。
（3）若A种群生物量减少，E和D种群将如何变化？
（4）右图是食物链“树→昆虫→食虫鸟”的两个金字塔。
其中左边为 金宇塔，右边为 金字塔。
参考答案
1-5. BCACA、6-10.CACAD、11-15.DADDB、16.ABD、17.AB、18.BC、19.ABD
20．海星、荔枝螺、海葵 海星和荔枝螺 ②藤壶 藤壶大量繁殖，占据了岩石表面，使海藻不能生长，石鳖和石槭因失去食物而数量减少。
21. (9分) (1）C；B；竞争 （2）4.8×107；一部分能量用于自身呼吸作用被消耗掉；一部分用于B生物的生长、发育和繁殖等生命活动，储存在B生物的有机物中；－部分能量随着遗体、残枝败叶被分解者分解（3）先增加后减少，最终恢复动态平衡 （4）数量；能量；