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1、第第3 3章章 生态系统及其稳定性生态系统及其稳定性第第2 2节节 生态系统的能量流动生态系统的能量流动（第二课时）（第二课时）教学目标教学目标目标目标010102020303利利用用图图示示、模模型型构构建建生生态态系系统统的的能能量量流流动过程。动过程。(科学思维科学思维)通通过过学学习习生生态态系系统统的的能能量量流流动动过过程程，建建立立物质和能量观。物质和能量观。(生命观念生命观念)认认同同利利用用能能量量流流动动规规律律，更更加加科科学学、有有效效地利用生态系统中的资源。地利用生态系统中的资源。(社会责任社会责任)源头：源头：_ 起点：从起点：从 开始开始。流入生态系统总量：流入生
2、态系统总量：_ 主要方式：主要方式：_能量转化：能量转化：_ 能能量量流流动动过过程程输输入入生产者固定太阳能生产者固定太阳能生产者固定的太阳能总量生产者固定的太阳能总量光能光能化学能化学能光合作用光合作用传递渠道：传递渠道：_ 传递过程：传递过程：食物链和食物网食物链和食物网传传递递转化转化 太阳能太阳能化学能化学能热能热能ATPATP中活跃的化学能中活跃的化学能散散失失大部分热能形式散失，大部分热能形式散失，需要分解者的分解作用和每一级生物的呼吸作用需要分解者的分解作用和每一级生物的呼吸作用生产者生产者初级消费者初级消费者次级消费者次级消费者太阳能太阳能温故知新：温故知新：生态系统的能量流
3、动生态系统的能量流动特点特点单向流动、单向流动、逐级递减逐级递减两营养级之间能量传递效率为两营养级之间能量传递效率为10%10%20%20%情景视频一情景视频一情景材料一情景材料一能量分析能量分析生产者生产者植食性动物植食性动物肉食性动物肉食性动物输入能量输入能量464.6464.662.862.812.612.6赛达伯格湖的能量流动数据分析赛达伯格湖的能量流动数据分析合作探究一：合作探究一：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？生态金字塔生态金字塔能量金字塔能量金字塔数量金字塔数量金字塔生物量金字塔生物量金字塔合作探究二：合作探究二：请同学们自主阅读教材P
4、57-58，小组合作思考讨论完成问题。一、生态金字塔一、生态金字塔1.1.什么是什么是能量金字塔能量金字塔？有何特点及意义？有何特点及意义？2.2.什么是什么是生物量金字塔？生物量金字塔？有何特点及意义？有何特点及意义？3.3.在什么情况下，生物量金字塔可能是上宽下窄倒置的金字塔形？在什么情况下，生物量金字塔可能是上宽下窄倒置的金字塔形？4.4.什么是数量什么是数量金字塔？金字塔？有何特点及意义？有何特点及意义？5.5.在什么情况下，数量金字塔可能是上宽下窄倒置的金字塔形呢？在什么情况下，数量金字塔可能是上宽下窄倒置的金字塔形呢？6.6.列表从含义、形状、特点、意义等方面比较三种金字塔的异同列
5、表从含义、形状、特点、意义等方面比较三种金字塔的异同。7.7.研究能量流动有何实践意义？请举例说明。研究能量流动有何实践意义？请举例说明。合作探究三：合作探究三：请同学们自主阅读教材P57-58，小组合作思考讨论完成问题。一、生态金字塔一、生态金字塔1.能量金字塔：能量金字塔：将单位时间内各营养级所得到的将单位时间内各营养级所得到的能量数值能量数值转换为转换为相应面积（或相应面积（或体积）体积）的图形。的图形。能量分析能量分析生产者生产者植食性动物植食性动物肉食性动物肉食性动物输入能量输入能量464.6464.662.862.812.612.6肉食性动物肉食性动物12.612.6生产者生产者4
6、64.6464.6植食性动物植食性动物62.862.8（1 1）特点）特点 通常都是通常都是上窄下宽上窄下宽的正金字塔形。的正金字塔形。（2 2）原因）原因能量在流动中总是能量在流动中总是逐级递减逐级递减的。的。（3 3）意义）意义直观直观的反映出生态系统各营养级间的反映出生态系统各营养级间能量能量的关系。的关系。从能量流动金字塔可以看出从能量流动金字塔可以看出：营养级越多，：营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就在能量流动过程中消耗的能量就越多越多。一、生态金字塔一、生态金字塔2.生物量金字塔：生物量金字塔：用表示能量金字塔中的方法表示用表示能量金字塔中的方法表示各营养级的生物量各营养级的
7、生物量（每个营养（每个营养级所容纳的级所容纳的有机物的总干重有机物的总干重），即为生物量金字塔），即为生物量金字塔。营养级营养级第四营养级第四营养级第三营养级第三营养级第二营养级第二营养级第一营养级第一营养级干重干重g/m21.51137809（1 1）特点）特点一般为一般为正金字塔形正金字塔形，有可能倒置有可能倒置（2 2）原因）原因一般来说一般来说植物的总干重通常大于植物的总干重通常大于植食性植食性 动物的总干重动物的总干重，而植食，而植食性动物的总干重也大于肉食性动性动物的总干重也大于肉食性动物的总干重。物的总干重。一、生态金字塔一、生态金字塔2.生物量金字塔：生物量金字塔：用表示能量金
8、字塔中的方法表示用表示能量金字塔中的方法表示各营养级的生物量各营养级的生物量（每个营养（每个营养级所容纳的级所容纳的有机物的总干重有机物的总干重），即为生物量金字塔），即为生物量金字塔。营养级营养级第四营养级第四营养级第三营养级第三营养级第二营养级第二营养级第一营养级第一营养级干重干重g/m21.51137809（3 3）意义）意义直观直观的反映生态系统各营养级所容的反映生态系统各营养级所容纳的纳的有机物的总干重有机物的总干重的关系。的关系。合作探究四：合作探究四：在什么情况下，生物量在什么情况下，生物量金字塔可能是上宽下窄倒置的金字塔金字塔可能是上宽下窄倒置的金字塔形？形？一、生态金字塔一、
9、生态金字塔2.生物量金字塔：生物量金字塔：合作探究五：合作探究五：在什么情况下，生物量金字塔可能是上宽下窄倒置的金字在什么情况下，生物量金字塔可能是上宽下窄倒置的金字塔形？塔形？在在海海洋洋生生态态系系统统中中，由由于于生生产产者者(浮浮游游植植物物)的的个个体体小小，寿寿命命短短，又又会会不不断断地地被被浮浮游游动动物物吃吃掉掉，所所以以某某一一时时刻刻调调查查到到的的浮浮游游植植物物的的生生物物量可能低于浮游动物的生物量。量可能低于浮游动物的生物量。一、生态金字塔一、生态金字塔3.数量金字塔：数量金字塔：营养级营养级第二营养级第二营养级第一营养级第一营养级个体数量个体数量鼠鼠草草鼬鼬第三营
10、养级第三营养级营养级营养级第二营养级第二营养级第一营养级第一营养级个体数量个体数量昆虫昆虫树树如果表示如果表示各个营养级的生物个体各个营养级的生物个体的数目比值的数目比值关系，就形成数量金字塔。关系，就形成数量金字塔。（1 1）特点）特点 一般为一般为正金字塔形，正金字塔形，有时会出现有时会出现倒金字塔形倒金字塔形。（2 2）原因）原因如果消费者的个体小而生产者的个体大，如果消费者的个体小而生产者的个体大，则会呈现则会呈现倒置金字塔倒置金字塔。一、生态金字塔一、生态金字塔3.数量金字塔：数量金字塔：营养级营养级第二营养级第二营养级第一营养级第一营养级个体数量个体数量鼠鼠草草鼬鼬第三营养级第三营
11、养级营养级营养级第二营养级第二营养级第一营养级第一营养级个体数量个体数量昆虫昆虫树树如果表示如果表示各个营养级的生物个体的数目比值各个营养级的生物个体的数目比值关系，就形成数量关系，就形成数量金字塔。金字塔。（3 3）意义）意义直观的反映生态系统直观的反映生态系统各营养级各营养级的生物个体的的生物个体的数目数目比值关系。比值关系。合作探究六：合作探究六：人类位于食物链的顶端，从能量金字塔来看，人口数量日益人类位于食物链的顶端，从能量金字塔来看，人口数量日益增长，这会对地球上现有的生态系统增长，这会对地球上现有的生态系统造成造成什么影响？什么影响？人口数量日益增长，会要求低营养级有更多的能量流入
12、人类所处的营养人口数量日益增长，会要求低营养级有更多的能量流入人类所处的营养级，也就是说，人类所需要的食物会更多，将不得不种植或养殖更多的农畜级，也就是说，人类所需要的食物会更多，将不得不种植或养殖更多的农畜产品，会给地球上现有的自然生态系统带来更大的压力。产品，会给地球上现有的自然生态系统带来更大的压力。一、生态金字塔一、生态金字塔合作探究七：合作探究七：人类位于食物链的顶端，从能量金字塔来看，人口数量日益人类位于食物链的顶端，从能量金字塔来看，人口数量日益增长，这会对地球上现有的生态系统增长，这会对地球上现有的生态系统造成造成什么影响？什么影响？能量金字塔能量金字塔生物量金字塔生物量金字塔
13、数量金字塔数量金字塔形状形状每一层每一层含义含义特点特点象征意义象征意义单位时间内，食物链单位时间内，食物链中每一营养级生物所中每一营养级生物所同化的能量同化的能量的多少的多少自然生态系统自然生态系统一定一定为正金字塔为正金字塔能量在流动过程中能量在流动过程中总是总是逐级递减逐级递减单位时间内，每一营养级单位时间内，每一营养级生物的生物的有机物的总干重有机物的总干重一般为正金字塔一般为正金字塔,有时有时会出现倒金字塔形会出现倒金字塔形一般一般生物量生物量(现存生物有现存生物有机物的总干重机物的总干重)随食物链随食物链中营养级的升高而减少中营养级的升高而减少每一营养级生物每一营养级生物个个体的数
14、目体的数目一般为正金字塔一般为正金字塔,有有时会出现倒金字塔形时会出现倒金字塔形一般生物一般生物个体数目个体数目在在食物链中随营养级升食物链中随营养级升高而减少高而减少一、生态金字塔一、生态金字塔 实战训练实战训练1.(20201.(2020临临沂沂外外国国语语学学校校高高二二月月考考)甲甲、乙乙、丙丙、丁丁是是某某同同学学绘绘制制的的生生态金字塔，下列与之相关的说法，错误的是态金字塔，下列与之相关的说法，错误的是A.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，基本呈现呈现 图图丙所示形态丙所示形态B.B.由于能量流动具有逐级
15、递减的特征，能量金字塔通常呈现丙图所示形态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.C.不能用图甲表示生物数量金字塔不能用图甲表示生物数量金字塔D.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 实战训练实战训练2.2.如图如图a a、b b、c c分别是某森林生态系统的生物数量金字塔、某草地生态系统的分别是某森林生态系统的生物数量金字塔、某草地生态系统的能量金字塔和某浮游生物群落的能量金字塔。下列分析不正确的是能量金字塔和某浮游生物群落的能量金字塔。下列分析不正确的是()A A描述生态系统中各营养级之间的关
16、系最好用描述生态系统中各营养级之间的关系最好用b b的形式的形式B B一个相对稳定的森林生态系统会出现生产者数量少于消费者数量的现象一个相对稳定的森林生态系统会出现生产者数量少于消费者数量的现象C C相对稳定的生态系统需要持续接受外部的能量输入相对稳定的生态系统需要持续接受外部的能量输入D D图图c c中的生产者与初级消费者之间的能量传递效率为中的生产者与初级消费者之间的能量传递效率为10%10%20%20%合作探究八：合作探究八：研究能量流动有何实践意义？请举例说明。研究能量流动有何实践意义？请举例说明。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
17、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。二、二、研究能量流动的实践意义研究能量流动的实践意义合作探究九：合作探究九：请同学们自主阅读教材P58，小组合作思考下列做法的意义：二、二、研究能量流动的实践意义研究能量流动的实践意义1.1.研究生态系统的能量流动，研究生态系统的能量流动，可以帮助人们将生物在可以帮助人们将生物在时间、空间上时间、空间上进行合理配置，进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量增大流入某个生态系统的总能量。稻稻萍萍蛙蛙间作套种间作套种多层育苗多层育苗二、二、研究能量流动的实践意义研究能量流动的实践意义2.2.研究生态系统的能量
18、流动，研究生态系统的能量流动，可以帮助人们可以帮助人们科学规划和设计人工生科学规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。态系统，使能量得到最有效的利用。实现能量实现能量多级利用多级利用，从而大大提高能量的，从而大大提高能量的利用率利用率（能量利用率能量利用率能量传递效率能量传递效率）粪便制作沼气粪便制作沼气粪便制作沼气粪便制作沼气用秸秆作饲料用秸秆作饲料用秸秆作饲料用秸秆作饲料二、二、研究能量流动的实践意义研究能量流动的实践意义3.3.帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。高效地流向对人类
19、最有益的部分。稻田除草、除虫等。稻田除草、除虫等。合理确定草场的载畜量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，就会造成草场牲畜过多，就会造成草场的退化，使畜产品的产量下降。的退化，使畜产品的产量下降。实战训练实战训练3.(20213.(2021广广州州月月考考)稻稻田田里里，农农民民要要拔拔掉掉稗稗草草；鱼鱼塘塘中中，人人们们要要不断清除肉食性的不断清除肉食性的“黑鱼黑鱼”，用生态学的观点看，这是为了，用生态学的观点看，这是为了 A.A.保持生态平衡保持生态平衡 B.B.保持生物群落的单一性保持生物群落的单一性 C.C.调
20、整生态系统中的能量流动方向调整生态系统中的能量流动方向 D.D.使物质能够尽快地循环流动使物质能够尽快地循环流动 实战训练实战训练4.4.在社会主义新农村建设中，四川某地通过新建沼气池和植树造林，构建了在社会主义新农村建设中，四川某地通过新建沼气池和植树造林，构建了新型农业生态系统（如图所示）下列有关叙述不正确的是新型农业生态系统（如图所示）下列有关叙述不正确的是()()A.A.该生态系统中，处于第二营养级的该生态系统中，处于第二营养级的生物有人和家禽家畜生物有人和家禽家畜B.B.该生态系统中，人的作用非常关键，该生态系统中，人的作用非常关键，植物是主要成分植物是主要成分C.C.该生态系统的建
21、立，提高了各营养该生态系统的建立，提高了各营养级间的能量传递效率级间的能量传递效率D.D.沼气池的建造和植树造林，提高了沼气池的建造和植树造林，提高了该生态系统的稳定性该生态系统的稳定性 实战训练实战训练5.(20215.(2021长长沙沙月月考考)如如图图是是近近年年在在某某地地试试验验成成功功并并大大范范围围推推广广的的生生态态农农业模式，下列有关此生态系统的叙述中，错误的业模式，下列有关此生态系统的叙述中，错误的是是A.A.图中位于第二营养级的生物有螺图中位于第二营养级的生物有螺、昆虫昆虫、鸭、鸭B.B.鸭和螺之间是捕食与种间竞争关系鸭和螺之间是捕食与种间竞争关系C.C.该生态系统中鸭所
22、同化的能量该生态系统中鸭所同化的能量来自来自 生产者生产者固定的太阳能和饲料中的化学能固定的太阳能和饲料中的化学能D.D.拔去田地中的杂草可以提高生态系统的能量传递拔去田地中的杂草可以提高生态系统的能量传递效率效率分析和处理数据分析和处理数据思维思维.训练训练二、二、研究能量流动的实践意义研究能量流动的实践意义 1926年，美国一位生态学家研究了一块玉米田的能量流动情况，得到如下数据。1.这块田共收割玉米约10000株，质量为6000 kg。通过对玉米植株的化学成分进行分析，计算出其中共含碳2675 kg，折算为葡萄糖6687 kg。2.据他估算，这些玉米在整个生长过程中，通过细胞呼吸消耗的葡
23、萄糖共2045kg。3.1kg葡萄糖储存1.6104 kJ能量。4.在整个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能总量为8.5109kJ。分析和处理数据分析和处理数据思维思维.训练训练二、二、研究能量流动的实践意义研究能量流动的实践意义合作探究十：合作探究十：这些玉米的含碳量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？葡萄糖为葡萄糖为：（：（12+1812+18）/122675=6687.5kg/122675=6687.5kg储存的能量为：储存的能量为：6687.51.6106687.51.6104 4=1.0710=1.07108 8KJKJ合作探究十一：合作探究十一：这些玉米呼吸作用
24、消耗的能量是多少？20451.61020451.6104 4KJ=3.27210KJ=3.272107 7 KJ KJ合合作作探探究究十十二二：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？分析和处理数据分析和处理数据思维思维.训练训练二、二、研究能量流动的实践意义研究能量流动的实践意义合合作作探探究究十十二二：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：3.272107/1.3972108=23.4玉米固定的太阳能总量是：1.07108+3.272107=1.3
25、972108合作探究十三：合作探究十三：这块玉米田的太阳能利用效率是多少？利用效率=1.3972108/8.5109=1.64%分析和处理数据分析和处理数据思维思维.训练训练二、二、研究能量流动的实践意义研究能量流动的实践意义 实战训练实战训练6.“6.“桑基鱼塘桑基鱼塘”被联合国粮农组织认定为全球重要农业文化遗产，被联合国粮农组织认定为全球重要农业文化遗产，它的它的“塘基种桑、桑叶喂蚕、蚕沙塘基种桑、桑叶喂蚕、蚕沙(蚕的粪便蚕的粪便)养鱼、鱼粪肥塘、养鱼、鱼粪肥塘、塘泥壅桑塘泥壅桑”生产方式成为生态农业的典范。相关叙述正确的是（生产方式成为生态农业的典范。相关叙述正确的是（）A.A.该群落的
26、物种组成是区别于其他农田群落的重要特征该群落的物种组成是区别于其他农田群落的重要特征B.B.蚕沙中的能量属于蚕同化的能量蚕沙中的能量属于蚕同化的能量C.“C.“桑基鱼塘桑基鱼塘”在本生态系统内实现了物质循环功能在本生态系统内实现了物质循环功能D.D.塘泥中丰富的有机物塘泥中丰富的有机物(肥肥)可被桑树直接吸收利用可被桑树直接吸收利用 实战训练实战训练7.7.某湖泊的能量金字塔如图所示，下列相关叙述正确的是某湖泊的能量金字塔如图所示，下列相关叙述正确的是()A A该能量金字塔中的该能量金字塔中的a a、c c分别代表生产者、三级分别代表生产者、三级消费者消费者 B B图中所有生物构成一条食物链图中所有生物构成一条食物链 C C一个生态系统中营养级越多，在能量流动过程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中消耗的能量就越多 D D对于森林生态系统来说，往往一棵树上栖息着对于森林生态系统来说，往往一棵树上栖息着很多昆虫，该生态系统中的能量金字塔呈倒置状态很多昆虫，该生态系统中的能量金字塔呈倒置状态