生態(tài)系統(tǒng)的能量流動

本節(jié)課以視頻（一則公益廣告：少吃肉，救地球）導(dǎo)入，生動形

象，別開生面，為課程的進行做好鋪墊。

對能量流動的過程，我是通過設(shè)計兩個小組活動來幫助學(xué)生理解，

第一個小組活動是根據(jù)［資料分析］,進行草，兔，狐的角色分配，并

根據(jù)各自的角色思考問題：

［資料分析］:

生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的主要路徑為：能量以太陽能形式進入生態(tài)

系統(tǒng)，以植物物質(zhì)形式儲存起來的能量，沿食物鏈和食物網(wǎng)流動，同

時各營養(yǎng)級的生物以呼吸作用釋放熱能散失，還有一部分隨殘枝敗葉、

遺體殘骸等被分解者分解而釋放出來。

要求：（1）思考討論各自角色的能量來源和去向，然后在小組內(nèi)

相互交流補充；

（2）小組內(nèi)嘗試利用所給的材料把該食物鏈上能量流動過

程動手用簡圖表示出來；

在進行第二個小組活動之前，先解決幾個概念及關(guān)系：同化作用；

同化量與攝入量的關(guān)系；同化量與自身生長發(fā)育繁殖的能量、呼吸消

耗的關(guān)系。要解決同化量與攝入量的關(guān)系，可以通過圖片告訴他們同

化量等于攝入量減去糞便量。要讓學(xué)生明白同化量等于自身生長發(fā)育

繁殖的能量加呼吸消耗的能量，要先讓學(xué)生回憶呼吸作用產(chǎn)生能量的

去向、ATP能量去向，進而總結(jié)出這一關(guān)系。然后再進行第二個活動：

1、請同學(xué)們分組討論并將給出的各部分能量剪裁下來并貼到已經(jīng)

畫出的框架中。

2、進一步分析草的能量流動和兔子的能量流動的異同點。

小組展示、分析、糾錯。至此，學(xué)生真正明白能量流動的過程C這

樣設(shè)計的好處是，逐步探究，符合學(xué)生的認知規(guī)律。

對能量流動的特點，是通過對賽達伯格湖能量流動過程的分析得出

的，先引導(dǎo)學(xué)生計算能量傳遞規(guī)律，然后設(shè)問，能量能逆流嗎？能循

環(huán)嗎？進一步分析能量金字塔，最后得出能量流動的兩個特點：單向

流動，逐級遞減。

那么研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，在生產(chǎn)實踐中有什么應(yīng)用意義呢？

先從分析桑基魚塘開始，然后設(shè)問：如果蠶繭不喂魚，塘泥不種桑,

這部分能量是不是就浪費掉了？學(xué)生得出能量流動的第一個意義：研

究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，可以幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計人工生態(tài)系統(tǒng),

使能量得到最有效的利用。然后再拋出兩個實例：合理載畜，田間除

草，幫助學(xué)生理解能量流動的第二個意義：研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動,

還可以幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)的能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高

效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧?/p>

至此，本節(jié)課的基本內(nèi)容已經(jīng)完成，小結(jié)基礎(chǔ)知識。

最后，對木節(jié)課開頭的視頻內(nèi)容做一反饋，學(xué)生學(xué)完木節(jié)課對“少

吃肉，救地球”應(yīng)該會有更加深刻的認識，讓學(xué)生討論后表達。

這樣一堂完整的課，首尾互應(yīng)，有條有理，逐步深入，學(xué)生探究、

思考、展示、表達等，最終達成教學(xué)目標。

學(xué)情分析:

本節(jié)課是必修三生態(tài)部分的后半部分內(nèi)容，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了生

態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，理解了食物鏈、食物網(wǎng)，生產(chǎn)者、消費者、分解者等，

在這些知識的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的功能。但由于本節(jié)課難點“生態(tài)

系統(tǒng)的能量流動的過程”中涉及攝入量、同化量、自身生長發(fā)育繁殖

的能量等這一系列比較難以理解的概念，所以對這部分內(nèi)容要給以足

夠的探究，學(xué)習(xí)時間，而且教師在進行教學(xué)設(shè)計時，不可一步到位，

須逐步深入，以更好地達成教學(xué)目標。

效果分析：

本節(jié)課課堂結(jié)構(gòu)清晰，將難點細化，分布探究，并且通過多種探究

方式比如資料分析、動手剪貼、計算、問題引領(lǐng)等來解決重難點，活

動豐富，充分調(diào)動了學(xué)生的積極性。課程的設(shè)計巧妙，直觀，學(xué)生在

活動中真正理解了教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)效果達成較好。

教材分析

這部分教學(xué)內(nèi)容主要從“生態(tài)系統(tǒng)中能量的流動過程”、“生態(tài)

系統(tǒng)中能量流動的特點”和“人類研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的意義”

這三個方面來闡明生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動問題。

生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點是木節(jié)的重點內(nèi)容之一；能量流

動具有單向性和逐級遞減的原因是本節(jié)的難點之一。充分利用“賽達.

伯格湖中能量流動定量分析”這一經(jīng)典的生態(tài)學(xué)實驗，是突破這一難

點的關(guān)鍵，同時也是這部分教學(xué)內(nèi)容的精華所在，因為在指導(dǎo)學(xué)生討

論這個實驗數(shù)據(jù)的過程中，可初步訓(xùn)練學(xué)生的分析、推理能力。

“研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的意義”這一教學(xué)內(nèi)容，緊密聯(lián)系人類

的生產(chǎn)生活實際，充分體現(xiàn)了“科學(xué)、技術(shù)、社會”觀點。

評測練習(xí)

1.如圖所示,A、B、C、D、E、F各代表一種生物種群，下列對該圖分

析合理的是（）。

A.該圖表示一個生物群落

B.該圖表示一個生態(tài)系統(tǒng)

C.若D種群為增長型年齡組成，則E種群密度將逐漸增大

D.圖中C種群獲得的能量占A種群能量的10%?2096

2.下圖是某池塘生態(tài)系統(tǒng)中的兩條食物鏈，大量捕撈花鯉后，種群將

有所變化，下列能正確反映短期內(nèi)種群總重量增長率變化趨勢的是

（）。

綠藻—水蚤~花弊~烏魚

、自1

A.綠藻上升B.白鯉下降

C.水蚤下降D.烏魚上升

3.下圖表示某農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)一年中CO,的釋放和消耗狀況,其中各數(shù)

字序號表達的含義分別為:①生產(chǎn)者呼吸釋放量;②分解者呼吸釋放

量;③消費者呼吸釋放量;④生產(chǎn)者光合作用消耗總量。有關(guān)敘述正確

的是（）o

o

A.流經(jīng)該農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的總能量可用④表示

B.②的量越小,說明該農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)施用的有機肥料越多

C.消費者同化作用的大小可用③表示

D.該農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)一年中CO2的釋放量與消耗量相等

4.我國南方桑基魚塘是低洼稻田挖深做塘,塘內(nèi)養(yǎng)魚,塘基上種桑,用

桑養(yǎng)蠶，蠶糞養(yǎng)魚，魚糞肥塘，塘泥肥田、肥桑，從而獲得稻、魚、蠶三

豐收，大大提高了系統(tǒng)生產(chǎn)力，下列有關(guān)“?；~塘”的說法，正確的

是（）。

A.該生態(tài)系統(tǒng)在一定程度上實現(xiàn)了對能量的循環(huán)利用

B.該生態(tài)系統(tǒng)是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的雛形

C.該生態(tài)系統(tǒng)是一個自然生態(tài)系統(tǒng)

D.該生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的維持不需要人的干預(yù)

某同學(xué)通過分析蛇的食性繪制了如圖所示的食物關(guān)系。假如一條1kg

的蛇,4/5的食物來自鼠，1/5的食物來自蚌。按能量流動的最高效率

計算,此蛇間接消耗的植物為（）。

A.45kgB.22.5kg

C.90kgD.20kg

6.（雙選）下圖是能量流動的圖解，對此圖理解不正確的是（）o

呼吸作用

|分解者呼吸作用

A.圖中方框的大小可表示該營養(yǎng)級生物所具有能量的相對值

B.圖中C所具有的能量為B的1OQ2O96

C.圖中A表示流經(jīng)初級消費者的總能量

D.圖中A具有的能量是B、C、D的能量之和

7.（雙選）下圖是生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)示意圖，圖中“一”表示碳的流動

方向。以下敘述正確的是（）o

A.碳元素以有機物形式從D傳到A和F

B.D->A->B->E構(gòu)成了一條食物鏈

C.圖中包含了7條食物鏈

D.B和F之間的關(guān)系為競爭和捕食

8.（雙選）下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流動的敘述中，正確的是（）。

A.一種蛻螂專以大象糞便為食，則該種蛻螂最多能獲取大象所同化能

量的20%

B.當狼捕食兔子并同化為自身的有機物時,能量就從第二營養(yǎng)級流入

第三營養(yǎng)級

C.生產(chǎn)者通過光合作用合成有機物,能量就從非生物環(huán)境流入生物群

落

D.生態(tài)系統(tǒng)的能量是伴隨物質(zhì)而循環(huán)利用的

9

2----兔------

植I物/--X鼠一I

（2011?海南高考,28）某島嶼居民與該島上的植物、兔、鼠、鼬和鷹

構(gòu)成的食物網(wǎng)如右圖。某個時期，當?shù)鼐用翊罅坎稓Ⅶ?，?dǎo)致島上鼠種

群暴發(fā)，隨后由鼠疫桿菌引起的鼠疫通過跳蚤使人感染。回答問題。

⑴該食物網(wǎng)中，植物中的能量能通過條食物鏈傳遞給鷹,鷹所

處的營養(yǎng)級為；兔與人的種間關(guān)系是o鼠疫桿菌與人

的種間關(guān)系是o

（2）通常情況下，寄生在鼠身上的跳蚤對鼠種群數(shù)量的影響（大

于、小于、等于）鼬對鼠種群數(shù)量的影響；大量捕殺鼬會導(dǎo)致鼠種內(nèi)斗

爭（增強、不變、減弱）。

⑶生長在該島上的蘑菇屬于生態(tài)系統(tǒng)的（生產(chǎn)者、消費者、分

解者），其體內(nèi)貯存的能量（能、不能）傳遞給植物。

10.下圖甲為某湖泊生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔簡圖，其中I、II、III、IV

分別代表不同的營養(yǎng)級,叫、叱代表不同的能量形式。圖乙表示能量流

經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)某一營養(yǎng)級的變化示意圖，其中a~g表示能量值的多少。

請據(jù)圖回答下列問題。

（1）圖甲中,nh、m2表示的能量形式分別為、。通常

情況下，位于營養(yǎng)級IV的生物個體數(shù)量一般遠遠少于山，主要原因

是_O

⑵圖乙中，若A表示圖1中營養(yǎng)級n所攝入的全部能量，則B表

示,C表示O若圖甲中營養(yǎng)級I所固定的太陽

能總量為y,營養(yǎng)級I、n間的能量傳遞效率是（用圖中所

給字母的表達式表示）。

⑶由圖乙可以總結(jié)出生態(tài)系統(tǒng)能量流動的主要特點

是_____________________

(4)

若圖甲中營養(yǎng)級I、n、in各有一種生物甲、乙、丙，構(gòu)成食物關(guān)系

如右圖。其中，甲能量中比例為x的部分直接提供給丙，則要使丙能量

增加AkJ,至少需要消耗甲的能量kJ（用所給字母的表達式

表示）。

11

圖一為某生態(tài)系統(tǒng)中，一動物種群自動調(diào)控圖。該動物的數(shù)量常常隨

環(huán)境資源的改變而發(fā)生波動（注：環(huán)境中的動物容納量是指環(huán)境資源

能承載的最大動物數(shù)量）。

（1）圖一自動調(diào)控圖模型為調(diào)節(jié)機制。

圖

圖二

⑵若圖一表示老鼠種群數(shù)量變化，則從圖可看出，滅鼠時只采用殺

死的辦法，老鼠的數(shù)量會很快恢復(fù)到原有的數(shù)量。請你依圖提出更有

效的滅鼠方

案O

⑶圖二表示生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式圖，①、②、③、④代表生理過程。

據(jù)圖回答下列問題：

a.生物群落的是（填字母）。

b.①表示的生理過程是,

圖中表示相同生理過程的有（填標號）。

c.述生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)在地震后形成的土石堆上，則其群落演替類型

于。

參考答案

1、C解析:該圖中缺少分解者，多了非生物的物質(zhì)和能量，不是

群落，也不是生態(tài)系統(tǒng)。對于增長型種群,其種群密度將逐漸增大,E

種群也會隨之增大。圖中B、C和F屬于第二營養(yǎng)級,其能量之和占A

種群能量的10%?20吼

2.B解析:花鯉減少,水蚤數(shù)量上升，水蚤捕食綠藻使其下降，白

鯉食物減少，其數(shù)量下降，花鯉減少，烏魚大量捕食白鯉，也使白觸數(shù)

量下降。

3.A解析：流經(jīng)該農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者光合作用固

定的能量,對應(yīng)CO?的消耗總量,A正確。施用的有機肥料越多，分解者

呼吸釋放C0?量越多。③是消費者呼吸釋放量，占同化作用的一部分。

農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)一年中有有機物的積累，光合作用固定的C02多于呼吸

作用釋放的CO?量。

4.B解析:生態(tài)系統(tǒng)的能量不能循環(huán)利用。該生態(tài)系統(tǒng)是一個小

型的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。該生態(tài)系統(tǒng)屬于人工生態(tài)系統(tǒng)。該生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定

性的維持需要人的干預(yù)。

5.A解析:按能量流動最高效率20%計算,蛇生長1kg需5kg

的食物，由于其食物的4/5來自鼠，1/5來自蛙，所以需4kg的鼠，1kg

的蛙，而鼠生長4kg需20kg的植物,而蛙生長1kg需25kg植物,

所以蛇間接消耗的植物為45kgo

6.CD解析:A具有的能量大于B、C、D的能量之和；圖中A表示

流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量。

7.AB解析：由圖示可知,D為生產(chǎn)者,A、B、E為消費者,F為分

解者,C為大氣中的CCL,所以碳元素由D傳到A和F是以有機物的形

式進行的；食物鏈中不包括分解者，所以圖中只有一條食物鏈

D-A-B-E;因為F為分解者,分解者不屬于食物鏈的環(huán)節(jié)，所以與B

之間不存在競爭或捕食關(guān)系。

8.BC解析:大象糞便不是大象所同化的能量物質(zhì)。能量不能循

環(huán)利用。

9.答案：（1）4第三、第四競爭和捕食寄生（2）小于增強

⑶分解者不能

解析:本題考查生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)和食物鏈及生物相互關(guān)系。（1）

圖中食物網(wǎng)中鷹的食物鏈有4條，鷹可以處于第三、四營養(yǎng)級；兔和人

的關(guān)系既有捕食又有競爭，鼠疫桿菌與人是寄生關(guān)系。（2）寄生在鼠身

上的跳蚤一般不會導(dǎo)致鼠的死亡，而鼬捕食鼠直接影響其數(shù)量，前者

影響小于后者。大量捕殺鼬,使鼠失去天敵，種內(nèi)斗爭會增強。⑶庭

菇屬于分解者,其內(nèi)貯臧的能量不能傳遞給植物,植物利用的是光能。

10.答案：（1）太陽能（或同化固定的能量）熱能（或呼吸作用散失的

熱量）營養(yǎng)級高,可利用能量少（或營養(yǎng)級高的物種,往往體型較大）

⑵II同化固定的能量II用于生長、發(fā)育和繁殖的能量b/yX100%

⑶單向流動，逐級遞減（4）25A/（l+4x）

解析：（l）nh是輸入到生態(tài)系統(tǒng)中的能量,是光能。m2是系統(tǒng)散失

的能量,是熱能。在能量傳遞中由于大量能量散失,最高營養(yǎng)級獲得的

能量較少，位于營養(yǎng)級IV的生物個體數(shù)量一般遠遠少于HI。（2）圖乙中,

若A表示圖i中營養(yǎng)級n所攝入的全部能量，攝入的能量有一部分未

被利用(如糞便)，b表示同化的能量，同化的能量去掉