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第三章 生态系统及其稳定性
【学习任务单】
1.生态系统的能量流动概念
2.能量流动的过程
3.能量流动的特点
4.生态金字塔
5.研究能量流动的实践意义
3.2 生态系统的能量流动
①源头：________
②起点：从 开始。
③流入生态系统总量：________________________
④主要方式：_________
⑤能量转化：________________
能量流动
过
程
输入
生产者固定太阳能
生产者固定的太阳能总量
光能
化学能
光合作用
①传递渠道：______________
②传递过程：
食物链和食物网
传递
转化
太阳能
化学能
热能
ATP中活跃的化学能
散失
①大部分热能形式散失，
②需要分解者的分解作用和每一级生物的呼吸作用
生产者→初级消费者→次级消费者……
太阳能
特点
单向流动、逐级递减
两营养级之间能量传递效率为10%～20%
生态系统的能量流动
温故而知新
能量分析 生产者 植食性动物 肉食性动物
输入能量 464.6 62.8 12.6
赛达伯格湖的能量流动数据分析
除了用数字表示之外，还有什么方法可以表示生态系统中能量流动逐级递减的特征？
生态金字塔
①能量金字塔
③数量金字塔
②生物量金字塔
课本P57
含义：表示各营养级生物所含能量的多少。
原因：能量在流动中总是逐级递减的。
特点：通常都是“上窄下宽”的正金字塔形。
五、生态金字塔
1.能量金字塔：
课本P57
2.生物量金字塔：
每个营养级所容纳的有机物的总干重
营养级
第四营养级
第三营养级
第二营养级
第一营养级
干重g/m2
1.5
11
37
809
（1）特点：
一般为正金字塔形，有可能倒置
（2）原因
一般来说植物的总干重通常大于植食性 动物的总干重，而植食性动物的总干重也大于肉食性动物的总干重。
五、生态金字塔
浮游动物
浮游
植物
课本P57
含义：表示各营养级生物个体的数量。
原因：一般来说营养级别越高，生物个体数量越少
特例：
特点：一般呈正金字塔形。
五、生态金字塔
课本P58
3.数量金字塔：
①能量金字塔 ②生物量金字塔 ③数量金字塔
形状
每一层 含义
特点
象征意义
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
自然生态系统一定为正金字塔
能量在流动过程中总是逐级递减
单位时间内，每一营养级生物的有机物的总干重
一般为正金字塔,有时会出现倒金字塔形
一般生物量(现存生物有机物的总干重)随食物链中营养级的升高而减少
每一营养级生物个体的数目
一般为正金字塔,有时会出现倒金字塔形
一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而减少
四、生态金字塔
B
金版学案P60
六、研究能量流动的实践意义
1.研究生态系统的能量流动，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。
2.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
实现能量多级利用，从而大大提高能量的利用率
3.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。
课本P58
1.研究生态系统的能量流动，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。
间作套种
多层育苗
判断以下实例，说明研究能量流动的实践意义？
稻—萍—蛙
课本P58
2.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
实现能量多级利用，从而大大提高能量的利用率
（ 能量利用率≠能量传递效率）
粪便制作沼气
用秸秆作饲料
判断以下实例，说明研究能量流动的实践意义？
课本P58
3.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。
稻田除草、除虫等。
合理确定草场的载畜量
牲畜过少，不能充分利用牧草所提供的能量；牲畜过多，就会造成草场的退化，使畜产品的产量下降。
判断以下实例，说明研究能量流动的实践意义？
1.桑基鱼塘——桑叶养蚕，蚕蛹喂鱼，塘泥肥桑。
2.秸秆还田
3.玉米田除虫
4.草原合理确定载畜量：放的牲畜太少不能充分利用牧草提供的能量，放牧过多会造成草场退化，使得畜产品产量下降。
5.立体农业（课本P32)
练一练：请同学们小组合作思考下列做法的意义：
六、研究能量流动的实践意义
实现能量多级利用，从而大大提高能量的利用率
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。
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
汉水丑生侯伟作品
概念检测
1．生态系统中所有生物的生命活动都需要能量，而不同营养级的生物获取能量的途径是有差别的。据此判断下列表述是否正确。
（1）太阳能只有通过生产者才能输入到生态系统中。（ ）
（2）生态系统中初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少。（ ）
（3）能量沿食物链流动是单向的。（ ）
√
×
√
课本P60
汉水丑生侯伟作品
概念检测
2．流经神农架国家级自然保护区的总能量是（ ）
该保护区中生产者体内的能量
照射到该保护区的全部太阳能
该保护区中生产者所固定的太阳能
该保护区中所有生产者、消费者、分解者体内的能量
C
3．在一定时间内，某生态系统中全部生产者固定的能量值为a，全部消费者所获得的能量值为b，全部分解者所获得的能量值为c，则a、b、c之间的关系是（ ）
A.a=b+c B.a＞b+c C. a＜b+c D.c=a+b
B
课本P60
（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
（2）哪个生态系统的能量能够更多地被人类利用？为什么？
联系实际
六、研究能量流动的实践意义
课本P60-练习与应用-拓展应用
课本P60-练习与应用-拓展应用
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。
×
×
(2)哪个生态系统的能量能够更多地被人类所利用？为什么？
×
×
①
②
【答案】图b所示生态系统中流向分解者的能量，还有一部分可以以生活能源或食物中化学能的形式被人类再度利用，因此，该生态系统实现了能量的多级利用，提高了能量的利用率。
课本P60-练习与应用-拓展应用
1.能量传递效率的计算公式：
（1）能量传递效率 =
下一营养级同化量
上一营养级同化量
×100%
（2）在食物网中能量传递效率“最值”计算
正推：知低营养级求高营养级 获能量最多 选最短食物链，按×20%计算
获能量最少 选最长食物链，按×10%计算
逆推：知高营养级求低营养级 需能量最多 选最长食物链，按÷10%计算
需能量最少 选最短食物链，按÷20%计算
两个营养级之间，不是两个体之间
四、能量流动相关计算
　课时评价作业P18
5.下图所示食物网中,E是生产者,共含有7.1×109 kJ 的能量,B的总能量为2.3×108 kJ,从理论上计算A最多获得的能量是　　
A.2.84×108 kJ B.2.38×108 kJ
C.1.41×109 kJ D.3.05×108 kJ
8、下图所示的食物网中,戊的食物有1/2来自乙,1/4来自丙,1/4来自丁,且能量从生产者到消费者的传递效率为10%,从消费者到消费者的传递效率为20%。若戊体重增加20 g,需要消耗植物 　　
A.1 125 g B.1 600 g
C.2 000 g D.6 500 g
课堂小结
1.这些玉米的含碳量折算合成葡萄糖是多少？这些葡萄糖储存的能量是多少？
葡萄糖为：（12+18）/12×2675=6687.5kg
储存的能量为：6687.5×1.6×104 =1.07×108KJ
2.这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？
2045×1.6×104KJ=3.272×107 KJ
分析和处理数据
思维训练
3.这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是多少？ 呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例是多少？
呼吸消耗能量占固定太阳能的比例为：3.272×107/1.3972×108
=23.4％
玉米固定的太阳能总量是：1.07×108+3.272×107=1.3972×108
4.这块玉米田的太阳能利用效率是多少？
利用效率=1.3972×108/8.5×109=1.64%
分析和处理数据
思维训练
分析和处理数据
思维训练
汉水丑生侯伟作品
拓展应用
2．将一块方糖放入水中，方糖很快就会溶解，消失得无影无踪。溶解在水中的方糖还能再自行变回原来的形状吗？为什么？
生活在水中的硅藻，它们能利用溶解在水中的硅化物制造自己绚丽精致的外壳，而通常情况下水体中的硅化物含量极为微少，仅有百万分之几，这比方糖溶解后水中的含糖量低得多。硅藻依靠什么力量筑造自己的精美小“屋”呢？
通过以上事例，你能对能量在生态系统中的作用是否有了进一步的认识？
提示：不能。在一个封闭的系统中，物质总是由有序朝着无序（熵增加）的方向发展。硅藻能利用获取的营养通过细胞呼吸释放能量，依靠能量完成物质由无序向有序的转化，维持其生命活动。能量的输入对于生态系统有序性的维持来说是不可缺少的。

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