新授课：《生态系统的能量流动》导学案

学习目标：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

重难点： 生态系统能量流动的过程和特点

课前准备案

自主预习

一、能量流动的过程：生态系统的能量流动包括能量的 、 、 和 的过程。

光能

输入 生产者→消费者 ↘ ↙ 分解者 散失 热能

1．能量输入：能量从无机环境进入 的过程。

生态系统的能量输入过程包括生产者的 作用和 作用。 【思考1】生产者固定的 是流经生态系统的总能量。

【思考2】在黑暗海底火山口周围也有较为复杂的生态系统，其能量输入主要来自某些微生

物的 过程。

2．能量传递：能量在 内部的各种生物之间传递的过程。

生产者固定的能量沿着 传递；每个营养级产生的遗体、残骸传递给 。 【思考3】能量在生态系统中的传递形式 （光能、化学能、热能、机械能）。 【思考4】食物链中最高营养级体内的能量最终传递给 。 3．能量散失：能量从生物群落进入 的过程。

生物群落中的能量是通过生产者、消费者和分解者的 作用，以 形式离开生物群落的。

【思考5】通过生产者、消费者和分解者的呼吸作用，将有机物中的化学能转化为 能和 中活跃化学能，后者分解后再以 能形式散失。 4．能量转化：能量在生态系统中的转化形式。

生态系统中的能量转化是指 能→ 能→ 能的转化过程； 【思考6】从光能到化学能依靠生产者的 作用，从化学能到热能依靠各种生物的 作用。

二、能量流动的特点 分析：赛达伯格湖能量流动图解

（1）流经该生态系统的总能量为 J／cm2·年，第二营养级的同化量为 J／cm2·年，第三营养级的同化量为 J／cm2·年。

（2）生态系统中每个营养级都能通过自身的 散失部分能量；每个营养级都能产生遗体残骸并通过 散失部分能量。

（3）从第二营养级到第三营养级的能量传递效率为 ％。

（4）该生态系统中各营养级的未利用量分别为 J／cm2·年、 J／cm2·年、 J／cm2·年，表明各营养级的生物种群正处于 （增长、稳定、衰退）时期。 （5）327.3J／cm2·年的未利用量最终要通过各种生物的 而散失。 三、研究生态系统能量流动的实践意义

1．调整生态系统的 ，使能量持续有效地流向 。 2．建立人工生态系统，做到对能量的 利用，提高 。

预习检测

学校 级部新授课导学案 编写人 审核人 课堂探究案

【探究活动一】能量流动的过程

(一)阅读教材P94“能量流动的过程”小节，分析回答下列问题： 1．（理解）能量是通过什么途径输入到生态系统的第一营养级的？

a c 2．（分析）输入到第一营养级的能量有哪些去向？

热能散失

b 3．（学会分析）据图分析下列问题：

能量储存 d ①a、b、c、d、e、f之间具有怎样的等量关系？

第二营养级 （生长、发育、繁殖） f e 分解者呼吸作用 ②第一营养级中未被利用能量的最终去向是什么？

未利用能量 第一营养级 （二）结合图5－6和5-7，分析回答下列问题： 1．（理解）被初级消费者摄入的能量（摄入量）全部被初级消费者同化（同化量）了吗？ 2．（识记）流入初级消费者体内的能量（同化量）的最终去向有哪些？ 3．（识记）能量流动的渠道是什么？ 4．（分析）对每个营养级来说，能量流动的各个过程之间有何关系？

能量输入＝ ＋ ＋ 。 5．（理解）流入生物群落的能量，最终通过什么途径离开生物群落？ 归纳总结：

(1)能量的来源：生产者的能量主要来自 。其余各营养级的能量来自 。 (2)能量的去路：①自身 ，转化为其他形式的能量和热能。②流向 。③遗体、残骸、粪便等被 分解。④ ：包括生物每年的积累量，也包括动植物遗体、残骸以化学燃料形式被储存起来的能量。 拓展延伸：

1．消费者同化的能量＝摄入量－粪便中有机物的能量，即摄入的食物只有部分被同化。消费者粪便中含有的能量不能计入排遗生物所同化的能量，它实际与上一个营养级的遗体、残骸一样，属于未被下一个营养级利用的那一部分能量。例如屎壳郎利用大象的粪便获得能量，就不能说屎壳郎获得了大象的能量，而是获得了植物的能量。

2．流入一个营养级的能量是指被这个营养级的生物所同化的全部能量。

即一个营养级所同化的能量＝呼吸消耗的能量＋被下一营养级同化的能量＋分解者利用的能量＋未被利用的能量。

典型例题1：:在一年中，兔子的摄食量为U，同化量为P，粪便量为S，呼吸量为R，遗体残骸量为M，被摄食量为U'。

呼吸量R

摄食量U U' 同化量P 生长、繁殖

粪便量S 遗体残骸M

分解者呼吸作用散失R'

则：一年当中兔子种群的增长量（未利用量）为 。

针对性练习1：如图表示在某生态系统中，能量流经第二营养级的示意图。对该图分析不合理的是：

学校 级部新授课导学案 编写人 审核人 A．能量流动是伴随着物质利用而进行的

B．图中甲为初级消费者同化的能量，即第二营养级所含有的能量 C．该图不够完善，缺少甲中因呼吸以热能散失的能量

D．乙比甲的能量少的原因是甲的遗体、残骸中的能量被分解者利用而未传递下去 【探究活动二】能量流动特点

结合图5－8，分析赛达伯格湖的能量流动情况：

1．对于每一个营养级来讲，输入和输出的能量是否相等？为什么？这说明了什么？ 2．从第一营养级流入第二营养级的能量，占第一营养级所固定能量的百分比是多少？ 从第二营养级流入第三营养级的能量，占第二营养级所同化能量的百分比是多少？ 即能量传递效率分别为：

3．流入某个营养级的能量，为什么不能百分之百地流向下一个营养级？ 结合图5－9，阅读教材P95～P96中的5个自然段，分析回答下列问题： 1．生态系统能量流动的特点有哪些？其原因分别是什么？

2．在能量金字塔中，下一营养级能量约占上一营养级能量的比例是 。 3．食物链为什么一般不会超过5个营养级？ 归纳总结：

1、能量流动的特点： 。

2、生态系统的能量流动单向流动原因： 逐级递减原因： 3．能量传递效率：相邻营养级的能量传递效率一般为 。计算式为：相邻两营养级之间的传递效率＝下一个营养级同化量/上一个营养级同化量×100%。 拓展延伸： 1．能量的传递效率为10%～20%的含义是指一个营养级的总能量大约只有10%～20%传到下一营养级。如果按20%这一最高效率计算，若第一营养级的总能量为100%，第二营养级所获得的能量为20%，第三营养级所获得的能量为20%×20%＝4%……，第n营养级所获得的能量是

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第一营养级能量的n－1(若按传递效率10%计算，公式为n－1)，由此可知生态系统中的能量

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传递一般不超过4～5个营养级。 2．极值计算：

(1)设食物链A→B→C→D，分情况讨论： 现实 问题 思路求解 (2)在某一食物网中，一个消费者往往同时D营养级 至少需要A营养级多少 占有多条食物链，当该消费者增加了某一净增重M 最多需要A营养级多少 值时，若要计算最少消耗生产者多少时，A营养级 D营养级最多增重多少 应选最 的食物链和传递效率 进行净增重N D营养级至少增重多少 计算，这样消费者获得的能量最多；若要

计算最多消耗生产者多少时，应选最 的食物链和传递效率 进行计算，这样消费者获得的能量最少。

典型例题2：下图为某生态系统食物网图解，猫头鹰体重每增加1kg，至少消耗A约：

B A．100kg B．44.5kg

C．25kg D．15kg D 猫头鹰 C A

针对性练习2：下图是某生态系统的食物网示意图，甲一庚代表不同的生物。箭头表示能量流动的方向和食物联系。下列叙述正确的是（ ）

甲 丁 戊 丙

己 庚 乙

学校 级部新授课导学案 编写人 审核人 A．此食物网中有六条食物链，丁占有四个不同的营养级 B．戊接受的太阳能是流经此生态系统的总能量

C．丙可利用的总能量小于乙和丁可利用的总能量之和

D．向此生态系统大量引人外来物种，可增强该系统的稳定性 【探究活动三】生态金字塔

完成下表填空：比较三种金字塔 类型 能量金字塔 数量金字塔形 项目 生物量金字塔 形状 一般为____金字塔形，有正金字塔形 时会出现____金字塔形 生物个体____在食物链能量沿食物链流动过程中随营养级升高而逐级中具有________的特性 递减 每一营养级生物所含____的多少 每一营养级生物个体的____ 一株大树上鸟、虫、树的数量金字塔的塔形会发生倒置 典型例题3：如图为某一生态系统的能量金字塔，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形式。下列叙述正确的是：

A．Ⅰ是初级消费者 B．Ⅳ为分解者

C．E1为太阳能，E2为热能 D．能量可在食物链中循环利用

一般为正金字塔形 生物量(现存生物有机物的______)沿食物链升高逐级递减 每一营养级生物的________ 浮游植物的个体小，寿命短，又不断被浮游动物吃掉，所以某一时间浮游植物的生物量(用质量来表示)可能____浮游动物的生物量 特点 象征含义 每一级含义 特殊形状 能量流动的过程中总是有能量的消耗 课堂小结：

课堂检测：

1.下列关于生态系统能量流动的叙述中，正确的是

A.能量沿食物链传递效率为5%～10% B.能量存在于有机物中沿食物链传递C.能量流动的起点是草食动物的同化作用 D.能量流动始终伴随着物质循环而循环2、运用生态系统能量流动规律分析下列四项中，能量不利于流向对人类最有益的部分的是 A.在森林中，使能量多储存在木材里B.在草原牧场，使能量多流向牛和羊

学校 级部新授课导学案 编写人 审核人 C.能量流经初级消费者→次级消费者→三级消费者（人的食物） D.在养鱼池，让有机肥料以腐屑形式被鱼类或饵料动物直接摄食 3.关于生态系统能量流动传递效率为10%的理解，正确的是 A.某一营养级约有10%的个体被下一营养级吃掉 B.某一营养级约有10%的能量流到下一营养级 C.最顶部的消费者的能量约占生产者能量的10% D.分解者能量约占生产者能量的10%

4.在如图所示的食物网中，假如猫头鹰的食物有2/5来自于兔子，2/5来自于鼠，1/5来自于蛇，那么猫头鹰若增加 20 g体重，最少需要消费植物 A.600 g B.900 g C.1 600 g D.5 600 g

5．下图甲为某湖泊生态系统的能量金字塔简图，其中Ⅰ、Ⅱ、

Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，m1、m2代表不同的能量形式。图乙表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图，其中a～g表示能量值的多少。请据图作答：

(1)图甲中，m1、m2表示的能量形式分别为__________、________。通常情况下，位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于Ⅲ，主要原因是________________________________。 (2)图乙中，若A表示图甲中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示____________，C表示________________。若图甲中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为y，则营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是________(用图中所给字母的表达式表示)。 (3)由图乙可以总结出生态系统能量流动的主要特点是：

(4)若图甲营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一种生物甲、乙、丙，构成食物关系如右图。其中，甲能量中比例为X的部分直接提供给丙，则要使丙能量增加A kJ，至少需要消耗甲的能量为________kJ(用所给字母的表达式表示。)

课堂反思 1、我的收获： 2、我的疑惑：

课后巩固案