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高二生物导学案
第3章 第2节　生态系统的能量流动02
班级 姓名
第2课时　生态金字塔和研究能量流动的实践意义
[学习目标]　1.用生态金字塔表征生态系统中各营养级间的能量、生物量或数量等关系。2.概述研究生态系统能量流动的意义。
[素养要求]　1.生命观念：物质与能量观——一切生命活动都离不开能量，能量摄入并在生态系统中流动，这个过程伴随着物质的变化，保证了生命活动的进行。2.科学思维：模型建构——在明确研究能量流动基本思路的基础上建立能量流动的概念模型。
【预习案】
一、生态金字塔
1．类型： 、 、 。
2．能量金字塔
(1)概念：如果将单位时间内各营养级所得到的 数值转换为相应面积(或体积)的图形，并将图形按照营养级的次序排列，可形成一个金字塔图形，叫作能量金字塔。
(2)特点：通常呈 的金字塔形。
3．生物量金字塔
(1)概念：如果用同样的方法表示各个营养级 (每个营养级所容纳的有机物的总干重)之间的关系，就形成生物量金字塔。
(2)特点：大多也是上窄下宽的金字塔形。
4．数量金字塔
(1)概念：如果表示各个营养级的生物 关系，就形成数量金字塔。
(2)特点：一般呈上窄下宽的金字塔形，但也可呈上宽下窄 的金字塔形，如 。
二、研究能量流动的实践意义
1．可以帮助人们将 。例如，间作套种、多层育苗、稻—萍—蛙等立体农业。
2．可以帮助人们科学地 ，使 。例如，秸秆喂牲畜；粪便制作沼气，沼渣肥田，这样就实现了对能量的多级利用，从而大大提高了能量的利用率。
3．还可以帮助人们
。例如，合理确定草场载畜量、麦田除草、除虫等。
【探究案】
探讨点一　生态金字塔的模型构建
生态学家调查了不同生态系统中的生物个体数量和生物量(调查数据中排除了微生物和土壤动物)，所得数据如下面表格所示。P代表生产者，C1、C2、C3依次代表初级、次级和三级消费者。
(1)请根据资料1，分别建构两个生态系统的数量金字塔；根据资料2，分别建构两个生态系统的生物量金字塔。
资料1　夏季两个生态系统的生物个体数量统计表，单位为个·hm－2。
名称 某草地 温带森林
P 15 000 000 2 000
C1 2 000 000 1 500 000
C2 900 000 1 200 000
C3 10 20
提示　某草地： 温带森林：
资料2　夏季两个生态系统的生物量统计表，单位为g·m－2。
名称 某湖泊 某海峡
P 96 4
C1 11 21
C2 4 —
提示　某湖泊： 某海峡：
(2)分析数量金字塔出现上宽下窄倒置的金字塔形的原因。
(3)分析生物量金字塔出现上宽下窄倒置的金字塔形的原因。
提示　海洋生态系统中，浮游植物个体 ，世代周期 ，又会不断被 ，因而某一时间调查到的生物量可能 浮游动物的生物量。当然，总的来看，一年中浮游植物的总的生物量还是比浮游动物的要多。
探讨点二　研究能量流动的实践意义
1．下图是两个农业生态系统的模式图。图a中农作物为人类提供的食物、为家禽和家畜提供的饲料，都与图b相同。
(1)分析这两幅图，完成这两个生态系统的能量流动图解。
分析能量流动图解，总结图b所示生态系统的优势：
2．以农田生态系统为例，思考以下问题：
(1)哪些措施能增加流入农田生态系统的总能量？
(2)及时清除农田中杂草的意义是什么？
【检测案】
1判断正误
(　　)(1)由于能量在流动的过程中逐级递减，所以营养级越高，该营养级的总能量及生物的数量就会越少
(　　)(2)生物量金字塔、数量金字塔同能量金字塔一样都是正置的
(　　)(3)由于能量在流动的过程中逐级递减，所以营养级越高，该营养级的总能量及生物的数量就会越少
(4)拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向，提高生态系统的能量传递效率
(5)利用农作物秸秆培育蘑菇，实现了生态系统中能量的循环利用
(6)研究能量流动，可调整能量流动关系，使生产者固定的能量全部流向人类
(　　)2.下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
(　　)3.甲、乙、丙、丁是某同学绘制的生态金字塔，下列与之相关的说法，错误的是
A．生态金字塔包括能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔，基本呈现图丙所示形态
B．由于能量流动具有逐级递减的特征，能量金字塔通常呈现丙图所示形态
C．不能用图甲表示生物数量金字塔
D．生态金字塔中每一层代表一个营养级，分解者不包含在其中
(　　)4．关于农田生态系统的叙述正确的是
A．适当地施肥，可为农作物提供能量，有利于农产品的输出
B．秋收后田间焚烧，留灰做底肥提高了农作物秸秆的能量利用率
C．农田除草、除虫等能使能量更多地流向对人类最有益的部分
D．生态农业系统中食物链相邻营养级之间的能量传递效率会提高
(　　)5. 茶树菇味道鲜美，常生长在油茶树枯朽的树桩上。某林场尝试在树下套种茶树菇，并用桐树、柳树、杨树脱落的枝叶制作培养基。下列相关叙述正确的是
A．油茶树枯朽树桩中的能量不属于油茶树的同化量
B．生长在油茶树树桩上的茶树菇属于生态系统中的分解者
C．套种措施可以提高树木和茶树菇对阳光等资源的利用率
D．该林场提高了能量的传递效率，实现了能量的多级利用
核心归纳　生态金字塔的类型和特点
项目 能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔
形状
每一层含义 单位时间内，食物链中每一营养级生物所同化的能量的多少 单位时间内，每一营养级生物所容纳的有机物的总干重 每一营养级生物个体的数目
特点 天然生态系统一定为上窄下宽的金字塔形 一般为上窄下宽的金字塔形 一般为上窄下宽的金字塔形
象征意义 能量在流动过程中总是逐级递减 生物量(有机物的总干重)随食物链中营养级的升高而逐级递减 在食物链中随营养级升高而逐级递减
特殊形状 某些人工生态系统(如人工鱼塘)可呈现倒置状况 海洋生态系统中，浮游植物个体小，寿命短，又会不断被捕食，因而某一时间调查到的生物量可能低于浮游动物，呈现倒置的金字塔形 如果消费者个体小而生产者个体大，就会呈现倒金字塔形，如昆虫和树
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高二生物导学案
第3章 第2节　生态系统的能量流动02
班级 姓名
第2课时　生态金字塔和研究能量流动的实践意义
[学习目标]　1.用生态金字塔表征生态系统中各营养级间的能量、生物量或数量等关系。2.概述研究生态系统能量流动的意义。
[素养要求]　1.生命观念：物质与能量观——一切生命活动都离不开能量，能量摄入并在生态系统中流动，这个过程伴随着物质的变化，保证了生命活动的进行。2.科学思维：模型建构——在明确研究能量流动基本思路的基础上建立能量流动的概念模型。
【预习案】
一、生态金字塔
1．类型：能量金字塔、生物量金字塔、数量金字塔。
2．能量金字塔
(1)概念：如果将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为相应面积(或体积)的图形，并将图形按照营养级的次序排列，可形成一个金字塔图形，叫作能量金字塔。
(2)特点：通常呈上窄下宽的金字塔形。
3．生物量金字塔
(1)概念：如果用同样的方法表示各个营养级生物量(每个营养级所容纳的有机物的总干重)之间的关系，就形成生物量金字塔。
(2)特点：大多也是上窄下宽的金字塔形。
4．数量金字塔
(1)概念：如果表示各个营养级的生物个体的数目比值关系，就形成数量金字塔。
(2)特点：一般呈上窄下宽的金字塔形，但也可呈上宽下窄倒置的金字塔形，如昆虫和树。
二、研究能量流动的实践意义
1．可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。例如，间作套种、多层育苗、稻—萍—蛙等立体农业。
2．可以帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。例如，秸秆喂牲畜；粪便制作沼气，沼渣肥田，这样就实现了对能量的多级利用，从而大大提高了能量的利用率。
3．还可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。例如，合理确定草场载畜量、麦田除草、除虫等。
【探究案】
探讨点一　生态金字塔的模型构建
生态学家调查了不同生态系统中的生物个体数量和生物量(调查数据中排除了微生物和土壤动物)，所得数据如下面表格所示。P代表生产者，C1、C2、C3依次代表初级、次级和三级消费者。
(1)请根据资料1，分别建构两个生态系统的数量金字塔；根据资料2，分别建构两个生态系统的生物量金字塔。
资料1　夏季两个生态系统的生物个体数量统计表，单位为个·hm－2。
名称 某草地 温带森林
P 15 000 000 2 000
C1 2 000 000 1 500 000
C2 900 000 1 200 000
C3 10 20
提示　某草地：
温带森林：
资料2　夏季两个生态系统的生物量统计表，单位为g·m－2。
名称 某湖泊 某海峡
P 96 4
C1 11 21
C2 4 —
提示　某湖泊：
某海峡：
(2)分析数量金字塔出现上宽下窄倒置的金字塔形的原因。
提示　当生产者个体比消费者个体大得多时，数量金字塔经常是倒置的。
(3)分析生物量金字塔出现上宽下窄倒置的金字塔形的原因。
提示　海洋生态系统中，浮游植物个体小，世代周期短，又会不断被捕食，因而某一时间调查到的生物量可能低于浮游动物的生物量。当然，总的来看，一年中浮游植物的总的生物量还是比浮游动物的要多。
探讨点二　研究能量流动的实践意义
1．下图是两个农业生态系统的模式图。图a中农作物为人类提供的食物、为家禽和家畜提供的饲料，都与图b相同。
(1)分析这两幅图，完成这两个生态系统的能量流动图解。
提示　如图所示
(2)分析能量流动图解，总结图b所示生态系统的优势：实现了能量的多级、充分利用，提高了能量的利用率。
2．以农田生态系统为例，思考以下问题：
(1)哪些措施能增加流入农田生态系统的总能量？
提示　间作套种等立体农业生产方式充分利用了空间和资源，能增加流入农田生态系统的总能量。
(2)及时清除农田中杂草的意义是什么？
提示　除草可以调整农田生态系统中的能量流动关系，使能量更多地流向对人类最有益的部分。
【检测案】
1判断正误
(　　)(1)由于能量在流动的过程中逐级递减，所以营养级越高，该营养级的总能量及生物的数量就会越少
(　　)(2)生物量金字塔、数量金字塔同能量金字塔一样都是正置的
(　　)(3)由于能量在流动的过程中逐级递减，所以营养级越高，该营养级的总能量及生物的数量就会越少
(4)拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向，提高生态系统的能量传递效率
(5)利用农作物秸秆培育蘑菇，实现了生态系统中能量的循环利用
(6)研究能量流动，可调整能量流动关系，使生产者固定的能量全部流向人类
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×
2.下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
答案　C
解析　据图分析，Ⅰ是生产者，处于第一营养级，A错误；Ⅳ为三级消费者，处于第四营养级，B错误；E1为太阳能，用于植物的光合作用，E2为热能，是生物呼吸作用产生的，C正确；能量是单向流动的，不能循环利用，D错误。
甲、乙、丙、丁是某同学绘制的生态金字塔，下列与之相关的说法，错误的是(　　)
A．生态金字塔包括能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔，基本呈现图丙所示形态
B．由于能量流动具有逐级递减的特征，能量金字塔通常呈现丙图所示形态
C．不能用图甲表示生物数量金字塔
D．生态金字塔中每一层代表一个营养级，分解者不包含在其中
答案　C
解析　生态金字塔包括能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔，大多数情况下呈现图丙所示的正金字塔形，A正确；能量沿食物链(网)流动时逐级递减，因此能量金字塔通常呈现正金字塔形，B正确；某些食物链，如树→虫→鸟，其数量金字塔可能如图甲，C错误；生态金字塔表示不同营养级上能量、生物量或数量的关系，不包含分解者，D正确。
4．关于农田生态系统的叙述正确的是(　　)
A．适当地施肥，可为农作物提供能量，有利于农产品的输出
B．秋收后田间焚烧，留灰做底肥提高了农作物秸秆的能量利用率
C．农田除草、除虫等能使能量更多地流向对人类最有益的部分
D．生态农业系统中食物链相邻营养级之间的能量传递效率会提高
答案　C
解析　适当地施肥是给农作物提供无机盐，A错误；秋收后田间焚烧，留灰做底肥能够为农作物提供无机盐，B错误；农田除草、除虫等能够调整能量流动的方向，使能量更多地流向对人类最有益的部分，C正确；生态农业系统不能提高能量传递效率，只能提高能量利用率，D错误。
茶树菇味道鲜美，常生长在油茶树枯朽的树桩上。某林场尝试在树下套种茶树菇，并用桐树、柳树、杨树脱落的枝叶制作培养基。下列相关叙述正确的是(　　)
A．油茶树枯朽树桩中的能量不属于油茶树的同化量
B．生长在油茶树树桩上的茶树菇属于生态系统中的分解者
C．套种措施可以提高树木和茶树菇对阳光等资源的利用率
D．该林场提高了能量的传递效率，实现了能量的多级利用
答案　B
解析　油茶树枯朽树桩中的能量属于油茶树的同化量中流向分解者的部分，A错误；生长在油茶树树桩上的茶树菇属于生态系统中的分解者，B正确；茶树菇属于分解者，不能直接利用阳光，C错误；该林场的做法实现了能量的多级利用，提高了能量的利用率而不是传递效率，D错误。
核心归纳　生态金字塔的类型和特点
项目 能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔
形状
每一层含义 单位时间内，食物链中每一营养级生物所同化的能量的多少 单位时间内，每一营养级生物所容纳的有机物的总干重 每一营养级生物个体的数目
特点 天然生态系统一定为上窄下宽的金字塔形 一般为上窄下宽的金字塔形 一般为上窄下宽的金字塔形
象征意义 能量在流动过程中总是逐级递减 生物量(有机物的总干重)随食物链中营养级的升高而逐级递减 在食物链中随营养级升高而逐级递减
特殊形状 某些人工生态系统(如人工鱼塘)可呈现倒置状况 海洋生态系统中，浮游植物个体小，寿命短，又会不断被捕食，因而某一时间调查到的生物量可能低于浮游动物，呈现倒置的金字塔形 如果消费者个体小而生产者个体大，就会呈现倒金字塔形，如昆虫和树

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