6.3能量流动和物质循环一、目标导航基本要求1分析生态系统中的能量流动的过程和特点。发展要求说明1“课外读：信息传递”只作为背景资料供学生阅读，不要求学生记忆或掌握具体内容。二、知识网络三、导学过程生态系统的能量流动一、能量流动的概念：能量流动是指生态系统中的能量 的过程二、能量流动的过程1、能量流动的起点： ，流经生态系统的总能量是指 2、能量流动的渠道： 。4、对于初级消费者所同化的能量，也是这三个去处。并且可以认为，一个营养级所同化的能量呼吸散失的能量十被下一营养级同化的能量十分解者释放的能量。但对于最高营养级的情况有所不同，它所同化的能量呼吸散失的能量十分解者分解释放的能量。5、流动的形式：以有机物的形式流动6、能量的转化：光能生物体有机物中的化学能热能7、能量的散失：热能是能量流动的最终归宿。（热能是不能重复利用的，所以能量流动是单向的，不循环的。）三、能量流动的特点1、单向流动（1）单向流动是指能量只能从前一营养级流向后一营养级，而不能反向流动。（2）原因 2、逐级递减（1）逐级递减是指输入到一个营养级的能量不能百分之百地流入下一营养级，能量在沿食物链流动过程中逐级减少的。（2）原因： （3）能量传递效率：生态系统的为 10% 20% 的含义，是指一个营养级的总能量大约只有 10% 20% 传递到下一个营养级。四、生态金字塔1、能量金字塔 能量沿食物链流动时逐级递减，营养级越多，消耗的能量就越多，因此可以将单位时间内各个营养级的能量数值，由低到高绘制成图，这样就形成一个正金字塔图形，就叫做能量金字塔。在能量金字塔中，营养级别越低，占有的能量越多，反之，越少。能量金字塔绝不会倒置。从能量金字塔中可以看出：在生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多。而之所以呈现金字塔形，是因为通常情况下，能量从上一个营养级传递到下一个营养级，平均传递效率为10%20%。 能量金字塔每一台阶的含义：代表食物链中每一营养级生物所含能量多少。能量金字塔形状的象征含义：表明能量流动沿食物链流动过程具有逐级递减的特性。2、数量金字塔（用生物体数目来表示） 以每个营养级的生物个体数量为依据绘制的金字塔。但会出现有的生物个体数量很少而每个个体的生物量很大的情况，所以也会出现倒置的现象。实例生物数量金字塔：人们对一片草地上的所有生物成员作了统计：三级消费者（肉食动物、吃小鸟的鹰）3只次级消费者（肉食动物、吃昆虫的小鸟）354904只初级消费者（草原动物、昆虫）708624只生产者（野草）5842424株3、生物量金字塔（用质量来表示） 以每个营养级的生物量绘制的金字塔。但某些单细胞生物的生命周期短，不积累生物量，而且在测定生物量时是以现存量为依据的，所以在海洋生态系统中会出现倒置现象，即出现浮游动物数量多于浮游植物。以生物量金字塔为例，从“十分之一定律”这一理论上说，一个人若是靠吃水产品来增长1 kg体重的话，就得吃10 kg鱼，这10 kg鱼要以100 kg浮游动物为食，而这100 kg浮游动物又要消耗1 000 kg浮游植物才能成活。这就是说，要有1 000 kg浮游植物才能养活10 kg鱼，进而才能使人增长1 kg体重。 总结只有能量金宇塔永远是底宽上尖的正金字塔形（即：能量金字塔绝不会倒置），数量金宇塔及生物量金字塔一般也是正金字塔形，但有时也会出现倒置的特殊形状的金字塔。五、生物富集作用生物富集作用是指生物体通过对环境中某些元素或难以分解的化合物（如重金属离子、不易分解的化学农药等），通过食物链会在各个营养级的生物体内逐渐得富集起来，在能量流动的渠道中，随着营养级越高，生物体内的这些物质的浓度就越高。六、研究能量流动的意义 七、生态系统能量流动中的有关计算四、依据考点，归纳总结1.能量流动中的2个“比较”(1)生态系统中同化量和摄入量的比较同化量为每一营养级通过摄食并转化成自身有机物的能量，摄入量是消费者摄入的能量，同化量摄入量粪便量。消费者产生的粪便中的能量，不属于该营养级同化的能量，它实际上与上一营养级的遗体、残骸一样，属于未被利用的那部分能量。(2)能量传递效率与能量利用效率的比较能量传递效率：能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，若以“营养级”为单位，能量在相邻两个营养级之间的传递效率约为10%20%。其计算公式为能量传递效率(下一营养级同化量/上一营养级同化量)100%。能量利用效率：通常考虑的是流入人体中的能量占生产者能量的比值，或流入最高营养级的能量占生产者能量的比值，或考虑分解者的参与，以实现能量的多级利用。在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多，因此食物链越短，能量利用效率越高；同时，生态系统中生物种类越多，营养结构越复杂，抵抗力稳定性越强，能量利用效率越高。2.生态系统中能量传递的相关计算在解决有关能量传递的计算问题时，首先要确定相关的食物链，理清生物在营养级上的差别，能量传递效率为10%20%，解题时注意题目中是否有“最多”、“最少”、“至少”等特殊的字眼，从而确定使用10%或20%来解题。1）设食物链ABCD，分情况讨论如下：(1)已知D营养级的能量为M，则至少需要A营养级的能量M(20%)3；最多需要A营养级的能量M(10%)3。(2)已知A营养级的能量为N，则D营养级获得的最多能量N(20%)3；最少能量N(10%)3。2）在食物网中分析：如在ABCD中，确定生物量变化的“最多”或“最少”时，还应遵循以下原则：(1)食物链越短，最高营养级获得的能量越多。(2)生物间的取食关系越简单，生态系统消耗的能量越少，如已知D营养级的能量为M，计算至少需要A营养级的能量，应取最短食物链AD，并以20%的效率进行传递，即等于M20%；计算最多需要A营养级的能量时，应取最长的食物链ABCD，并以10%的效率进行传递，即等于M(10%)3。3）在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物按一定比例获取能量，则按照单独的食物链进行计算后再合并。五、布置作业1在生态系统中，全部初级消费者所消耗的能量与全部次级消费者所消耗的能量相比 ( ) A前者较多 B后者较多 C两者相等 D多少无法确定 2在生态系统中能量逐级递减，下述原因中不正确的是 ( ) A各营养级生物的呼吸消耗部分能量 B各营养级生物的发育利用部分能量 C各营养级部分生物未被下一个营养级的生物利用 D落入土壤或水域中的植物尸体、残枝败叶和粪便被分解者利用3一个天然湖泊生态系统中，肉食性鱼总比草食性鱼的数量少得多。这是由于 ( )A湖泊中鱼的密度太大 B湖泊中氧气不足C水鸟叼食肉食性鱼苗过多 D能量在食物链中逐级递减4用生态系统中各个营养级的能量值可以绘制成一个能量金字塔，这是因为能量从上一个营养级输入到下一个营养级的传递率大约是 ( ) A510 B1020 C5060 D80905下列有关生态系统能量流动的叙述中，错误的是 ( )A能量流动是单向的，不可逆转的B食物链越短，可供最高营养级消费的能量越多 C初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少D营养级越多，散失的能量越多 6一片树林中，树、昆虫和食虫鸟的个数比例关系如左下图所示。右下图中选项能正确表示树、昆虫和食虫鸟之间的能量流动关系的是(方框面积表示能量数) ( )7.“一山不存二虎”这一谚语，用生态学观点可解释为 ( ) A虎所需要的生活空间很大B身体强壮的虎以身体弱小的虎为食C虎性情孤独，不群居D营养级越高的生物，能得到的能量越少，个体数量也就越少8.研究生态系统中能量流动的主要目的是 ( )A掌握能量流动中的传递规律B了解能量流动的方向 C熟悉生态系统的营养结构D. 设法调整生态系统中能量流动的关系，使能量流向对人类最有益的部分9蛇捕食一只老鼠时，是把整个老鼠吞入体内，那么蛇就获得了这只老鼠的( )A全部能量 B全部物质C全部物质和能量 D部分物质和能量10在下列几组食物中，人类选取哪一组食物能较经济地利用生产者所固定下来的非生物能量 ( )A米、面粉和水果蔬菜 B牛奶和肉类C土豆和牛肉 D蛋类和鱼虾参考答案:1A 2B 3D 4B 5C 6C 7D 8D 9D 10A六、课后反思同学们，通过这节课学习，你有哪些收获和体会，存在哪些疑问，请把它填在下面的表格中，以便及时总结、弥补知识缺漏。收获内容疑点内容- 7 -