山東省學(xué)高考生物一輪復(fù)習(xí) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)導(dǎo)學(xué)案

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1、山東省平度市第一中學(xué)生 物 學(xué) 課 時(shí) 授 課 導(dǎo) 學(xué) 案 〖課 題〗ξ5.4 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng) 〖學(xué)習(xí)要求〗1.分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過(guò)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 課前預(yù)習(xí) 【預(yù)習(xí)指導(dǎo)】課前默寫(xiě)下列知識(shí)要點(diǎn)，然后自主復(fù)習(xí)課本，對(duì)默寫(xiě)結(jié)果進(jìn)行矯正，并達(dá)到導(dǎo)學(xué)案提出的學(xué)習(xí)水平要求（記憶→理解→掌握→運(yùn)用）。 一、能量流動(dòng)的過(guò)程：生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)包括能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過(guò)程。 光能 輸入 生產(chǎn)者→消費(fèi)者 ↘ ↙ 分解者 散失 熱能 1．能量輸入：能量從無(wú)機(jī)環(huán)境進(jìn)入生物群落的

2、過(guò)程。 生態(tài)系統(tǒng)的能量輸入過(guò)程包括生產(chǎn)者的光合作用和化能合成作用。 【思考1】生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能總量是流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量。 【思考2】在黑暗海底火山口周?chē)灿休^為復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，其能量輸入主要來(lái)自某些微生物的化能合成作用過(guò)程。 2．能量傳遞：能量在生物群落內(nèi)部的各種生物之間傳遞的過(guò)程。 生產(chǎn)者固定的能量沿著食物鏈傳遞；每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)產(chǎn)生的遺體、殘骸傳遞給分解者。 【思考3】能量在生態(tài)系統(tǒng)中的傳遞形式化學(xué)能（光能、化學(xué)能、熱能、機(jī)械能）。 【思考4】食物鏈中最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)體內(nèi)的能量最終傳遞給分解者。 3．能量散失：能量從生物群落進(jìn)入無(wú)機(jī)環(huán)境的過(guò)程。 生物群落中的能量是通過(guò)生產(chǎn)者、消費(fèi)

3、者和分解者的呼吸作用，以熱能形式離開(kāi)生物群落的。 【思考5】通過(guò)生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者的呼吸作用，將有機(jī)物中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能和ATP中活躍化學(xué)能，后者分解后再以熱能形式散失。 4．能量轉(zhuǎn)化：能量在生態(tài)系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)化形式。 生態(tài)系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)化是指光能→化學(xué)能→熱能的轉(zhuǎn)化過(guò)程； 【思考6】從光能到化學(xué)能依靠生產(chǎn)者的光合作用，從化學(xué)能到熱能依靠各種生物的呼吸作用。 【歸納1】每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)中的能量輸入、傳遞和散失： 同化作用 光能 呼吸作用 下一營(yíng)養(yǎng)級(jí) 遺體殘骸 生產(chǎn)者 ①每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)通過(guò)同化作用輸入能量。 ②每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得的能量大部分通過(guò)呼吸作用散失；

4、少部分用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖，并貯存在有機(jī)物中。 ③貯存在有機(jī)物中的能量一部分傳遞給下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，一部分被分解者利用并散失。 【自主練習(xí)】在一年中，兔子的攝食量為U，同化量為P，糞便量為S，呼吸量為R，遺體殘骸量為M，被攝食量為U。 攝食量U 同化量P 糞便量S 呼吸量R 生長(zhǎng)、繁殖 遺體殘骸M 分解者呼吸作用散失R U 則：一年當(dāng)中兔子種群的增長(zhǎng)量（未利用量）為U－S－R－M－U。 二、能量流動(dòng)的特點(diǎn) 分析：賽達(dá)伯格湖能量流動(dòng)圖解 （1）流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為464.6J／cm2年，第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量為62.8J／cm2年，

5、第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量為12.6J／cm2年。 （2）生態(tài)系統(tǒng)中每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)都能通過(guò)自身的呼吸作用散失部分能量；每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)都能產(chǎn)生遺體殘骸并通過(guò)分解者的呼吸作用散失部分能量。 （3）從第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率為20.1％。 （4）該生態(tài)系統(tǒng)中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的未利用量分別為293J／cm2年、29.3J／cm2年、5.0J／cm2年，表明各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物種群正處于增長(zhǎng)（增長(zhǎng)、穩(wěn)定、衰退）時(shí)期。 （5）327.3J／cm2年的未利用量最終要通過(guò)各種生物的呼吸作用而散失。 三、研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的實(shí)踐意義 1．調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)有效地流向?qū)θ祟?lèi)最有益的部分。 2．建

6、立人工生態(tài)系統(tǒng)，做到對(duì)能量的多級(jí)利用，提高能量利用率。 課中研討 【問(wèn)題研討一】能量流動(dòng)的過(guò)程： （歸納）每一生物個(gè)體（或種群）的能量流動(dòng)包括哪些方面？ 能量輸入、能量散失和能量?jī)?chǔ)存三個(gè)方面。 閱讀教材P94“能量流動(dòng)的過(guò)程”小節(jié)，分析回答下列問(wèn)題： 1．（理解）能量是通過(guò)什么途徑輸入到生態(tài)系統(tǒng)的第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的？ 太陽(yáng)能通過(guò)生產(chǎn)者的光合作用固定在有機(jī)物中。 生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能總量是流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量。 2．（分析）輸入到第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量有哪些去向？ 一部分通過(guò)生產(chǎn)者的呼吸作用以熱能的形式散失； 一部分儲(chǔ)存在生產(chǎn)者體內(nèi)，用于生產(chǎn)者的生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖等。 儲(chǔ)存在生產(chǎn)者體內(nèi)的

7、能量，一部分隨殘枝敗葉等被分解者分解而釋放出來(lái)，另一部分則被初級(jí)消費(fèi)者攝入體內(nèi)，流入了第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)。 3．（學(xué)會(huì)分析）據(jù)圖分析下列問(wèn)題： ①a、b、c、d、e、f之間具有怎樣的等量關(guān)系？ a=b+c b=d+e+f ②第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)中未被利用能量的最終去向是什么？ 死亡后被分解者吸收利用，通過(guò)分解者的呼吸 作用散失。 結(jié)合圖5－6和5-7，分析回答下列問(wèn)題： 1．（理解）被初級(jí)消費(fèi)者攝入的能量（攝入量） 全部被初級(jí)消費(fèi)者同化（同化量）了嗎？ 沒(méi)有。生產(chǎn)者被初級(jí)消費(fèi)者攝入后要排出糞便。糞便中有機(jī)物的能量（糞便量）最終流向了分解者。 即：攝入量＝同化量＋糞便量。

8、2．（識(shí)記）流入初級(jí)消費(fèi)者體內(nèi)的能量（同化量）有何用途？ 細(xì)胞呼吸、生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖。 3．（識(shí)記）流入初級(jí)消費(fèi)者體內(nèi)的能量（同化量）的最終去向有哪些？ 呼吸作用散失、流向第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)、分解者的呼吸作用散失。 4．（識(shí)記）能量流動(dòng)的渠道是什么？ 食物鏈和食物網(wǎng) 5．（分析）對(duì)每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)來(lái)說(shuō)，能量流動(dòng)的各個(gè)過(guò)程之間有何關(guān)系？ 能量輸入＝呼吸作用散失＋流向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)＋分解者的呼吸作用散失。 6．（理解）流入生物群落的能量，最終通過(guò)什么途徑離開(kāi)生物群落？ 通過(guò)生物（各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)和分解者）的呼吸作用以熱能形式散失。 【問(wèn)題研討二】結(jié)合圖5－8，分析賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)情況： 1．對(duì)于

9、每一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)來(lái)講，輸入和輸出的能量是否相等？為什么？這說(shuō)明了什么？ 不相等。因?yàn)槊總€(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)中都有未被利用的能量。 說(shuō)明生態(tài)系統(tǒng)中的有機(jī)物逐漸積累增多。 2．從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量，占第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)所固定能量的百分比是多少？ 13.5%。 從第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量，占第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)所同化能量的百分比是多少？ 20%。 3．能量傳遞效率：相鄰營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率一般為10～20％。 4．流入某個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量，為什么不能百分之百地流向下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)？ 各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物體內(nèi)大部分能量被呼吸作用消耗； 其次是上個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的部分能量未被下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)利用； 還有少數(shù)能量被分解者利用。

10、 【總結(jié)】能量流動(dòng)的特點(diǎn)：?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)，逐級(jí)遞減。 【歸納】生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)為什么是單向的？為什么是逐級(jí)遞減的？ 單向流動(dòng)原因：食物鏈中的捕食關(guān)系不能逆轉(zhuǎn)；熱能不能再次被固定。 逐級(jí)遞減原因：每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)都有能量通過(guò)呼吸做作用散失；每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)都有遺體殘骸通過(guò)分解者的呼吸作用散失。 A．100kg B．44.5kg C．25kg D．15kg A C D 貓頭鷹 B 【跟蹤練習(xí)1】下圖為某生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)圖解，貓頭鷹體重每增加1kg，至少消耗A約（C） 結(jié)合圖5－9，閱讀教材P95～P96中的5個(gè)自然段，分析回答下列問(wèn)題： 1．生態(tài)

11、系統(tǒng)能量流動(dòng)的特點(diǎn)有哪些？其原因分別是什么？ 單向流動(dòng)：原因是能量只能從低營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向高營(yíng)養(yǎng)級(jí)；通過(guò)呼吸作用散失的熱量不能再次被生產(chǎn)者固定。 逐級(jí)遞減：原因是能量在相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的傳遞效率是10%～20%。 2．在能量金字塔中，下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量約占上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的比例是1/5～1/10。 3．食物鏈為什么一般不會(huì)超過(guò)5個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)？ 由于能量流動(dòng)的傳遞效率是10％～20％，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高，所獲取的能量越少。食物鏈到第五營(yíng)養(yǎng)級(jí)時(shí)，可利用的能量不足以維持更高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生存。 【補(bǔ)充】生態(tài)金字塔的類(lèi)型 能量金字塔：根據(jù)組成食物鏈的各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的層次，把生態(tài)系統(tǒng)中的各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量數(shù)值繪制成的圖

12、形。 生物量金字塔：根據(jù)組成食物鏈的各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的層次，把生態(tài)系統(tǒng)中的各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的質(zhì)量數(shù)值繪制成的圖形。 數(shù)量金字塔：根據(jù)組成食物鏈的各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的層次，把生態(tài)系統(tǒng)中的各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的個(gè)體數(shù)值繪制成的圖形。 戊 己 庚 甲 丁 丙 乙 【跟蹤練習(xí)2】（06重慶）下圖是某生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)示意圖，甲一庚代表不同的生物。箭頭表示能量流動(dòng)的方向和食物聯(lián)系。下列敘述正確的是（B ） A．此食物網(wǎng)中有六條食物鏈，丁占有四個(gè)不同的營(yíng)養(yǎng)級(jí) B．戊接受的太陽(yáng)能是流經(jīng)此生態(tài)系統(tǒng)的總能量 C．丙可利用的總能量小于乙和丁可利用的總能量之和 D．向此生態(tài)系統(tǒng)大量引人外來(lái)物種，可增強(qiáng)該系統(tǒng)的穩(wěn)定性

13、 【問(wèn)題研討三】研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義 閱讀教材P96最后2個(gè)自然段，分析回答下列問(wèn)題： 研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)有哪些實(shí)踐意義？ 科學(xué)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效地利用。 調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效流向?qū)θ祟?lèi)最有益的部分。 【跟蹤練習(xí)3】（10年山東）以下表示動(dòng)物利用食物的過(guò)程 食物 ①獲取量 ②食入量 ③同化量 ④有機(jī)物質(zhì)積累量 未獲取量 未食入量 未同化量 呼吸代謝消耗量 正確的分析是（C） A．恒溫動(dòng)物的④/③值一般高于變溫動(dòng)物 B．哺乳動(dòng)物的③/①值一般為10%-20% C．提高圈養(yǎng)動(dòng)物生長(zhǎng)量一般需提高③/②值 D．食肉哺乳動(dòng)物的③/②值一般低于食草哺乳動(dòng)物 課后學(xué)習(xí) 1．結(jié)合本節(jié)導(dǎo)學(xué)案，鞏固記憶所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)（課前提問(wèn)檢查）。 2．完成《創(chuàng)新設(shè)計(jì)》