高二生物《生态系统的能量流动》教案设计.docx
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1、高二生物生态系统的能量流动教案设计高二生物生态系统的能量流淌复习学案 高二生物生态系统的能量流淌复习学案 1、分析生态系统中能量流淌的过程。 2、得出能量流淌的特点。 3、概述能量流淌的意义。 4、应用能量流淌规律进行相关的计算。 5、通过分析生态系统能量流淌的特点,体验用普遍联系的观点来分析事物的方法。 1、生态系统中能量流淌的过程和特点。 2、生态系统中能量流淌的特点及形成缘由。 思索:将鲜奶制成酸奶,所含能量_(增加、削减)了,其养分价值_(提高、降低)了。 (分析:鲜奶中的葡萄糖每摩尔含能量2870kJ,在发酵分解成乳酸的过程中,每摩尔葡萄糖释放196.65kJ能量用于乳酸菌的“生命活
2、动和热量的散失”。因而牛奶制成酸奶过程中能量削减了。但因为鲜奶中所含的乳糖,对于缺乏乳糖酶的人来说是无法汲取利用的,而乳酸发酵过程中使乳糖分解为葡萄糖,进而转变为乳酸,这样有利于人体的消化汲取,故而提高了其养分价值。) 课本P93问题探讨: 1、能量流淌的概念 指生态系统中能量的_、_、_和_的过程。 2、能量流淌的过程 上图为生态系统能量流淌示意图,请结合图示分析: (1)能量输入总量:_;指生产者通过_,将光能转化为_并储存在有机物中,这样意味着非生物环境中的_进入到生物群落。 (2)能量流淌的渠道:_和_。 (3)能量流淌中能量形式的转化:_生物体有机物中的化学能_(最终散失)。 另:能
3、量转化方面,如动物通过消耗身体内储存的化学能变成爬、跳、飞、游的机械能。 (4)能量传递的形式:_。 (5)能量散失的主要途径:_(包括各养分级生物本身的呼吸及分解者的呼吸); 能量散失的主要形式:_。 (6)以第一、其次养分级为例,分析生产者、消费者能量的来源与去向: 综上所述,能量不管如何传递,最终都以_的形式从生物群落中散失,只有_源源不断地固定_,才能保证生态系统能量流淌的正常进行。每一个养分级的能量都只有一个来源,三个去向:、。 思索:生态系统中的能量流淌和转化是否遵循能量守恒定律?为什么? 3、能量流淌的特点: 林德曼的探讨发觉,生态系统的能量流淌具有两个明显的特点: (1)生态系
4、统中能量流淌是_的。即流经某生态系统的能量不行能再回到这个生态系统来。 食物链中各养分级的依次是不行逆转的,这是长期自然选择的结果; 各养分级的能量总是趋向于以呼吸作用产生的热能散失掉。 (2)能量在流淌过程中_。传递效率:_。 各养分级的生物都会因呼吸作用消耗相当大的一部分能量; 各养分级总有一部分生物未被下一养分级的生物所利用。 思索:流入某一养分级的能量,为什么不能百分百流到下一养分级? 4、能量在食物链中传递的计算: (1)在一条食物链中,若某一养分级的总能量为n,则最多传到下一养分级的能量为:n20%(0.2n),最少为:n10%(0.1n)。 (2)在一条食物链中,某一养分级的能量
5、为n,须要前一养分级的能量至少为:n20%=5n,最多为:n10%=10n。 (3)能量传递效率的相关“最值”计算 5、生物金字塔类型 (1)能量金字塔:将单位时间内各个养分级所得到的_,按养分级绘成图,所形成的一个金字塔图形。从能量金字塔可以看出,一个生态系统中,养分级_,能量流淌过程中_。生态系统中的能量流淌一般不超过45个养分级。 (2)数量金字塔:一般为正金字塔形。生物个体数目在食物链中随养分级上升而_。 备注:依据能量流淌的逐级递减原则,在建立与人类相关的食物链时,应尽量_食物链。(可回应问题探讨:流落荒岛,(1)先吃鸡,再吃玉米;(2)先吃玉米,玉米喂鸡,鸡产蛋,再吃鸡?) 数量金
6、字塔的倒置,如一颗树与树上昆虫及鸟的数量关系。 6、探讨能量流淌的实践意义: 能量流淌的探讨可以帮助人们科学规划、设计,使能量得到最有效的利用。 可以帮助人们合理地_,使能量持续高效地流向对_的部分。 例1、若鹿的消耗量为100%,其粪尿量为36%,呼吸量为48%,则鹿的同化量为_。 要真正理解同化的含义,是转变成自己的那一部分,而粪是摄入的食物中并没有被同化的残渣。同化为自己的才有所谓的呼吸消耗。 例2、(2022江苏卷)下列4种现象中,不相宜用生态系统中能量流淌规律进行合理分析的是() A虎等大型肉食动物简单成为濒危物种B蓝藻易在富养分化水体中爆发 C饲养牛、羊等动物,成本低、产量高D巨大
7、的蓝鲸以微小的浮游动物为食 本题考查的是生态系统中的能量流淌。能量流淌的特点是单向流淌和渐渐递减。A中虎等大型肉食动物处在最高养分级,获得的能量最少,因此简单成为濒危物种。蓝藻爆发是因为水体中含有大量的N、P等元素,给蓝藻供应养分物质,利于蓝藻的生长,因此没有能量流淌。C中牛、羊等属于其次养分级,获得的能量较多,因此成本低,产量高。D中蓝鲸以浮游动物为食,能量便由浮游动物流向了蓝鲸。故选项B是正确的。 例3、某人捕得一条重2kg的杂食海鱼,若此鱼的食物有1/2来自植物,1/4来自草食鱼类,1/4来自以 草食鱼类为食的小型肉食鱼类,则该鱼至少须要海洋植物多少_kg? 由题意可知,这条鱼的食物来源
8、于三条食物链,即:植物杂食鱼;植物草食鱼类杂食鱼;植物草食鱼类小型肉食鱼类杂食鱼,由较高养分级的生物量求其对较低养分级的须要量时,应按能量传递效率20%计算。 1从生态学角度分析,生态系统中流淌的能量最初来源于() A光合作用B高能化学键C绿色植物D太阳光能 2下列关于生态系统中能量流淌的描述错误的是() A食物链和食物网是能量流淌的渠道B食物链中初级消费者越多,次级消费者获得的能量越少 C各养分级从低到高能量呈金字塔形D食物链越短,可供给的消费者越多 3下列有关生态系统能量流淌的叙述中,正确的是() A一种蜣螂专以大象粪为食,则该种蜣螂最多能获得大象所同化能量的20 B当狼捕食兔子并同化为自
9、身的有机物时,能量就从第一养分级流入其次养分级 C生产者通过光合作用合成有机物,能量就从非生物环境流入生物群落 D生态系统的能量是伴随物质而循环利用的 4一个完整的生态系统的结构应包括() A能量流淌和物质循环B生物群落及其无机环境 C生态系统的成分、食物链和食物网D垂直结构和水平结构 1在肯定的时间内,某生态系统中的全部生产者固定的太阳能为a,全部消费者所同化的能量为b,全部分解者获得的能量为c,则A、B、c之间的关系是() Aa=b+cBab+cCaab=c 2由于“赤潮”的影响,一条4Kg重的杂食性海洋鱼死亡,假如该杂食性的食物有1/2来自植物,1/4来自草食鱼类,1/4来自以草食鱼类为
10、食的小型肉食鱼类,按能量流淌效率20%计算,该杂食性鱼从诞生到死亡,共需海洋植物() A120kgB160kgC60kgD100kg 3假设图示食物网中的水稻固定的太阳能为N,能量传递效率为10,则人获得的能量为() A.等于10-1NB.等于10-2NC.少于10-1ND.少于10-2N 4稻田中农夫要拔掉稗草,鱼塘中要不断清除肉食性的“黑鱼”,用生态学观点看,这是为了() A保持生态平衡B保持生物群落的单一性 C调整能量在生态系统中流淌的方向D使物质能够尽快地循环流淌 5下列有关生态系统能量流淌的叙述中错误的是() A当狼捕食兔子并转化为自身的有机物时,能量就从第一养分级流入其次养分级 B
11、当狼吃掉一只兔子时,狼不行能获得兔子的全部能量 C生产者通过光合作用合成有机物,能量就从非生物环境流入生物群落 D生态系统的能量流淌是单向的,逐级递减的 6在浮游植物小鱼海豹虎鲸这条食物链中,若虎鲸增加1kg体重,至少消耗浮游植物的量为 A、1kgB、10kgC、125kgD、1000kg 7下列除哪项外,均为对生态系统内能量流淌特征的描述:A、食物链和食物网是能量流淌的渠道B、食物链中初级消费者越多,次级消费者获得的能量越多C、单向流淌,逐级递减D、食物链越短,可供给的消费者越多8某池塘生态系统全部生产者所固定的大阳能总值为a,全部消费者所利用的能量总值为b,全部分解者所利用的能量总值为c那
12、么,a、b、c三者之间的关系为:A、ab,b=cB、a=b+cC、ab+cD、a 9下图是草原生态系统中的一条食物链及能量流淌图解,回答问题。 图中D表示_。 能量在逐级递减中,传递率按20计算,若狐获得的能量是8千焦,传递给狼的能量为_千焦,狼获得的能量中,草应供应这条食物链的能量为_千焦。 图中各养分级通过A_作用被消耗,通过B_利用,而B又通过C_被消耗。 10.下图是某湖泊生态系统能量流淌的定量分析图解。图中A、B、C代表三个养分级,数字均为实际测得的能量数,单位是百万千焦。已知该生态系统受到的太阳辐射为118872百万千焦,但其中118761百万千焦的能量未被利用。请回答: (1)请
13、将流经该生态系统的总能量数填写在图中的方框内,这部分能量是_所固定的太阳能。 (2)能量从第一养分级到其次养分级的转化效率为_%,从其次养分级到第三养分级的转化效率为_%。 (3)由图可知,下一个养分级不能得到上一个养分级的全部能量,缘由有:各养分级生物体内的大量能量供_;其次是上一个养分级的部分能量_;还有少数能量被_利用。 11下表是对某水生生态系统养分级和能量流淌状况的调查结果,表中A、B、C、D分别表示不同的养分级,E为分解者。Pg表示生物同化作用固定能量的总量,Pn表示生物体储存的能量(Pn=Pg-R),R表示生物呼吸消耗的能量。请分析回答:(单位:102kJ(m2a)-1) 能量流
14、淌是从A、B、C、D中的哪个养分级起先的?为什么?_。该生态系统中能量从第三养分级传递到第四养分级的效率是_% 从能量输入和输出角度看,该生态系统的总能量是否增加?为什么? _。 生态系统能量流淌例谈生态系统“能量流淌”学问中的几个特别问题“能量流淌”是生态系统的重要功能之一。在中学生物学问中,能量流淌与物质循环的关系、能量流淌的特点、能量传递的效率等学问共同构成了以“生态系统的能量流淌”为中心的学问体系。然而在“能量流淌”学问中,仍存在一些易被忽视或不常见的问题,如“能量值”的表示方式、最值的计算、能量流淌与生态系统稳态的关系等。本文就此结合教材谈一谈对这些问题的相识,望能对教与学有所帮助。
15、一、能量流淌的几种“最值”计算由于一般状况下能量在两个相邻养分级之间的传递效率是10%20%。故在能量流淌的相关问题中,若题干中未做详细说明,则一般认为能量传递的最低效率为10%,最高效率为20%。所以,在已知较高养分级生物的能量求消耗较低养分级生物的能量时,若求“最多”值,则说明较低养分级生物的能量按“最低”效率传递,若求“最(至)少”值,则说明较低养分级生物的能量按“最高”效率传递。反之,已知较低养分级生物的能量求传递给较高养分级生物的能量时,若求“最多”值,则说明较低养分级生物的能量按“最高”效率传递,若求“最少”值,则说明较低养分级生物的能量按“最低”效率传递。这一关系可用下图来表示。
16、1.以生物的同化量(实际获得量)为标准的“最值”计算例1.下图为某生态系统食物网简图,若E生物种群总能量为,B生物种群总能量为,从理论上计算,A贮存的总能量最少为()A.B.C.D.解析:由图可知D为生产者,要使A获得的能量最少,则必需保证三个条件,即:一是能量来源途径最少;二是能量传递效率最低(按10%算);三是食物链要最长。故从理论上讲,与A贮存的总能量最少相关的食物链不行能是DA,也不行能是DA、DECA同时存在,只能是DECA。为此,E的能量在传递给A的途径中,只有确保:E在传递给B时用去的能量最多;E的总能量减去传递给B的后再传给C时效率最低;C在传递给A时效率最低,结果才能使A获得
17、的能量最少。所以据此计算得A贮存的总能量最少为故答案选B项。2.以生物的积累量为标准的“最值”计算例2.已知某养分级生物同化的能量为1000kJ,其中95%通过呼吸作用以热能的形式散失,则其下一养分级生物获得的能量最多为()A.200kJB.40kJC.50kJD.10kJ解析:本题具有较大的迷惑性,极易错选A项。由于该养分级的能量95%通过呼吸作用以热能的形式散失,故积累的能量只有5%,因而其最多也只有5%(即5%100050kJ)的能量传递给下一养分级。因此答案选C项。二、能量值的几种不同表示方式及相关计算“能量值”除了用“焦耳”等能量单位表示外,在很多生物资料中,其还可用生物量、数量、面
18、积、体积单位等形式来表示,因而使能量流淌关系有了更加丰富的内涵,但是不管用何种单位形式表示,通常状况下能量的传递效率都遵循“10%20%”的规律,下面结合一些例子分别加以阐述。1.能量(单位)表示法及计算以能量(单位)#0;#0;“焦耳”表示能量值的多少是“能量流淌”学问中最常见的形式。在以“焦耳”为单位的能量传递过程中,各养分级的能量数值呈现出典型的“金字塔”形,不行能出现倒置。1.1以生物体同化量的总量为特征的计算如例11.2以ATP为特征的计算这种形式的能量计算是建立在物质氧化分解的基础上的,它常涉及利用呼吸作用或光合作用的反应式。例3:在能量金字塔中,假如生产者在光合作用过程中产生24
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