生态系统中的物质循环和能量流动

生态系统中的物质循环和能量流动

教学目标

知识目标

1、使学生初步认识生态系统中的能量流动、物质循环对生物界的重要性。

2、使学生了解生态系统的能量流动与物质循环的特点。

3、使学生理解掌握能量流动和物质循环过程，以及它们在生态系统中的重要意义。

能力目标

1、通过分析总结，培养学生运用科学知识分析和解决实际问题等的思维能力，从而培养理论联系实际的能力。

2、通过图片等的观察，培养提高学生的识图能力、观察和分析能力。

3、通过生动有趣的例子激发学生讨论、交流的欲望，培养学生语言表达能力、小组合作能力。

情感态度与价值观目标

通过本节课的学习，使学生正确认识我们作为生态系统中的一员在物质循环和能量流动中的作用，增强学生的环境意识和资源意识，使学生更加热爱大自然和保护大自然。

教学重、难点

教学重点

1、生态系统的能量流动过程及特点。

2、碳循环过程。

教学难点

1、生态系统能量流动的特点分析。

2、生态系统能量流动与物质循环的关系。

学情分析

本节课应以学生感兴趣的问题入手，激发学生的探究欲望，然后采用自读，小组讨论、图例展示、分析计算、实例介绍等方式，从学生的生活实际到生物学科知识，再运用生物学科知识去指导学生的生活，符合学生的认知规律，而且有利于培养学生的逻辑思维、辨证思维和发散思维。以小组合作的方式进行学习，使学生相互交流总结，取长补短，以获取新的知识体系；突出体现新课标“运用科学知识解决实际问题”和“探究性学习”的理念。

教学流程】

一、导入

师：请大家欣赏一段动画！并讨论后面的问题。（大屏幕出示这样的情境动画）

鲁宾逊流落到一个荒岛上，那里除了有能饮用的水以外，几乎没有任何食物，随身尚存的食物只有一只母鸡、１５kg玉米。然后出示问题：你认为以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援？试说明理由。下面有两项选择：

1、先吃鸡，再吃玉米。

2、先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。

学生讨论。

师：大家都很聪明，都选择第二个答案，理由也比较充分，因为第二种吃法可以给他提供更多的能量，使他能维持更长的时间来等待救援。一切生命活动都伴随着能量的变化，没有能量的供给也就没有生命和生态系统。能量的流入、传递、转化和散失的过程就是能量流动，在能量流动的过程中伴随着物质循环。那么，生态系统中的能量是怎样流动的？物质是怎样循环的呢？这就是我们今天要研究的主要问题。

设计思想从学生喜欢的动画入手，给学生以生动形象的感性认识，引导学生思考，再加上教师语言的小结，直接切入本课主题，贴近学生生活，激发学生兴趣，调动学生学习的积极性，吸引学生注意，将枯燥的问题形象化、生动化和趣味化。

二、新课教学

活动一：生态系统的能量流动

1、学生阅读课文，思考问题：

生态系统能量的源头是什么？怎样流入生态系统的？能量流动的渠道是什么？能量是怎样流动的？

2、播放课件：生态系统中能量流动的示意图。

3、学生回答：生态系统中能量的源头是太阳能。

4、引导启发：不是所有的太阳能都参与生态系统中的能量流动，只有被生产者固定的太阳能才能流动。

5、师生谈话：生产者是如何固定太阳能的呢？是生产者（绿色植物）通过光合作用，把太阳能固定在有机物中的。那么能量又是怎样流动的呢?是通过食物链和食物网进行流动的。我们把食物链和食物网中的各个营养层次称为营养级。那么能量是怎样逐级流动的呢？第一级是绿色植物，第二级是以植物为食的动物，第三级是以植食性动物为食的肉食动物。以此类推。

6、分组讨论：能量在流动过程中将发生怎样的变化呢？你能发现什么规律么？

7、播放课件：生态系统能量流向示意图。

（推荐一个同学归纳其中心内容，其他同学补充，老师点拨指导。）

8、师生交流：在能量流动的过程中，绿色植物固定的太阳能有三个去处：一部分被自身的生命活动消耗了，即通过细胞呼吸释放和生命活动利用了；储存在体内的能量一部分流入下一营养级；没被利用的枯枝落叶和下一营养级摄食未消化而排出的粪便中的这一部分被分解者释放出来。因此，可以看出，能量在流动的过程中是逐级递减的。

设计思想本部分内容是本节课的教学重点也是难点。本部分的教学策略是先设计问题情境，让学生带着问题阅读教材，然后播放教师自己制作的直观性较强的“能量流动图解”使学生对“能量流动”从感性认识上升到理性认识，再通过学生小组讨论与教师引导启发相结合、师生谈话等教学方法，使学生对“能量流动的过程”有深刻的理解，突出体现新课标“面向全体学生、提高学生生物科学素养”的理念，培养学生的逻辑思维、辨证思维和发散思维，对生态系统是中食物链和食物网的理解更加深刻，让学生感受到生物之间是紧密联系的，有利于培养学生辩证的生物学观点。

活动二：生态系统中的物质循环

1、教师语言导入：在生态系统能量流动的过程中还伴随着物质循环，其中碳循环就是非常重要的物质循环。大家都知道，二氧化碳气体是空气中的主要气体，也是碳参与物质循环的形式之一。下面我们就来讨论，碳循环是怎样进行的？

2、复习巩固：写出光合作用和呼吸作用的公式，说明二氧化碳在此过程中的作用。

3、学生分组讨论，并完成教材P92的填图，结合书中的课文，练习描述碳循环。

4、师生共同小结：大气中的二氧化碳进入生态系统中，主要依赖于绿色植物的光合作用，使二氧化碳变成有机物，再通过食物链进入动物和其他生物体中，因此从碳循环可见绿色植物是生态系统的基石；除此之外，微生物也能把二氧化碳合成为有机物。另外，生物体内的有机物，通过呼吸作用可将二氧化碳放回到大气中；还有一部分生物遗体没有被分解者分解，转变成为地下的石油和煤，暂时脱离循环，但一经开采燃烧，便可产生二氧化碳返回碳循环。

5、教师引导探索：近年来，由于人类大量地采伐森林，再加上燃烧化石燃料以及环境污染，因而使大气中CO2的浓度明显增加，导致温室效应。那么应如何解决这一问题呢?请大家发表自己的看法。

6、小组讨论并回答。

设计思想本部分是本节课的另一个教学重点也是难点。我采用的教学策略是：从回顾旧知入手，通过知识迁移把新旧知识融会贯通，再通过分析、讨论、交流、填空等形式加深对“碳的循环”知识的理解；通过“课堂延伸”引导学生利用新知识去解决实际问题，学以致用；运用科学知识解决实际的、现实生活和社会生活中的问题的理念，并展开科学、技术、社会的关系（STS）教育，并通过“温室效应”问题的讨论，增强学生的环境意识。

活动三：全课总结，课外延伸

师：生态系统的能量流动和物质循环都是通过食物链和食物网实现的，物质是能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动，而能量又作为动力，使物质能够不断地在生态系统和无机环境之间循环往复，两者密不可分。

师：请大家阅读书后的课外探究，了解什么是水体富营养化，并且回去做模拟实验，或制作一个小的生态球。

设计思想通过简单的语言对能量流动与物质循环之间的关系进行概括，使学生知道生态系统中的生物之间是彼此联系的，能量流动和物质循环也是密不可分的。有利于学生树立普遍联系的辩证的生物学观点。再加上课外探究的设计，使学生更加理解能量流动和物质循环的实际意义，将课堂内容引申至实际生活，有利于激发学生实践探索的欲望，有利于学生养成良好的科学思维习惯培养学生的科学态度和科学的世界观。

【教后反思】

生态系统中能量流动的分析与计算

1．下表是某农田生态系统中田鼠种群摄食植物后能量流动情况，下列有关叙述错误的是 A．田鼠同化的能量中有35%用于其生长发育和繁殖 B．田鼠粪便量属于其同化能量中流向分解者能量的一部分 C．以田鼠为食的天敌最多可获得的能量为1.4×109J/（hm2·a） D．田鼠的上一营养级同化的能量至少为3.5×1010J/（hm2·a） 【答案】B 109J/（hm2·a），C正确；田鼠的上一营养级同化的能量至少=7.0×109/20%=3.5×1010J/（hm2·a），D 正确。 2．如图所示为某食物链中各个营养级共有的能量流动情况，其中a～d代表能量值。请回答下列问题： （1）a、b、c的数量关系可以表示为，d代表。 （2）若图示为第一营养级的能量流动情况，则图中缺少的能量流向是，该能量流向的能量值范围为。 （3）若图示为第二营养级的能量流动情况，假设该动物的摄入量为e，为了提高该动物的食物利用率，应提高（用字母表示）的值。如果该动物为恒温动物，在气温逐渐降低时，假设b保持 不变，则b/a的值将（填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】（1）b=a+c流向分解者的能量值 （2）流向下一（第二）营养级的能量0.1b～0.2b （3）b/e（或b）减小

0.1b～0.2b。（3）要提高该动物的食物利用率，需提高同化量与摄入量的比值或提高同化量的值，即 提高b/e（或b）的值。当气温逐渐降低时，恒温动物为了维持体温的恒定，势必增加呼吸散失量（a），因此，在b保持不变的情况下，b/a的值将减小。 1．如下图甲表示某生态系统的能量锥体图，P为生产者，Q1为初级消费者，Q2为次级消费者。现对图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析，其中分析不正确的是（注：图乙中a、a1、a2表示上一年留下来的能量，e、e1、e2表示呼吸消耗量） A．b＋c＋d＋e为本年度流入该生态系统的总能量 B．c1表示初级消费者中被次级消费者所同化的能量 C．b和d之一可代表生产者传递给分解者的能量 D．初级消费者产生的粪便中所含的能量包含在c中 【答案】D 【解析】本题考查的是能量流动的相关知识。b＋c＋d＋e为生产者光合作用利用的光能，即本年度流入该生态系统的总能量，A正确；图中Q1为初级消费者，Q2为次级消费者，因此c1表示初级消费者中被次级消费者所同化的量，B正确；生产者的能量去向有四个方面：自身呼吸消耗（e）、被下一营养级利用（c）、被分解者分解、未被利用，因此b和d之一可代表生产者传递给分解者的能量，C正确；初级消费者产生的粪便中所含的能量未被初级消费者同化，因此不包含在c中，D错误。

生态系统中能量流动的计算类型分析

生态系统中能量流动的计算类型分析生态系统中能量流动的计算是近几年高考的热点，考生常因缺乏系统总结和解法归纳而容易出错。下面就相关问题解法分析如下: 一、食物链中的能量计算 1.已知较低营养级生物具有的能量(或生物量)，求较高营养级生物所能获得能量(或生物量)的最大值。 例1.若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第四营养级生物最多能获得的能量是( ) A. 24kJ B. 192kJ C.96kJ D. 960kJ 解析:据题意，生态系统固定的总能量是生态系统中生产者(第一营养级)所固定的能量，即24000kJ，当能量的传递效率为20%时，每一个营养级从前一个营养级获得的能量是最多的。因而第四营养级所获得能量的最大值 为:24000×20%×20%×20%=192kJ。 答案:D 规律:已知较低营养级的能量(或生物量)，不知道传递效率，计算较高营养级生物获得能量(或生物量)的最大值时，可按照最大传递效率20%计算，即较低营养级能量(或生n物量)×(20%)(n为食物链中由较低营养级到所需计算的营养级的箭头数)。 2.已知较高营养级的能量(或生物量)，求较低营养级应具备的能量(或生物量)的最小值。 例2.在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体重增加1 kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物量为( ) A. 25 kg B. 125 kg C. 625 kg D. 3125 kg

解析:据题意，要计算消耗的第一营养级的生物量，应按照能量传递的最大效率20%计4算。设需消耗第一营养级的生物量为X kg，则X=1?(20%)=625 kg。 答案:C 规律:已知能量传递途径和较高营养级生物的能量(或生物量)时，若需计算较低营养级应具有的能量(或生物量)的最小值(即至少)时，按能量传递效率的最大值20%进行计n算，即较低营养级的生物量至少是较高营养级的能量(或生物量)×5(n 为食物链中，由较低营养级到所需计算的营养级的箭头数)。 3.已知能量的传递途径和传递效率，根据要求计算相关生物的能量(或生物量)。 例3.在能量金字塔中，生产者固定能量时产生了240molO，若能量传递效率为10%,15%2 时，次级消费者获得的能量最多相当于多少mol葡萄糖,( ) A.0.04 B. 0.4 C.0.9 D.0.09 解析:结合光合作用的相关知识可知:生产者固定的能量相当于240?6,40mol葡萄糖;生产者的能量传递给次级消费者经过了两次传递，按最大的能量传递效率计算，次级消费者获得的能量最多相当于40×15%×15%,0.9mol葡萄糖。 答案:C 规律:已知能量传递效率及其传递途径时，可在确定能量传递效率和传递途径的基础上，按照相应的能量传递效率和传递途径计算。 二、食物网中能量流动的计算 1.已知较高营养级从各食物链中获得的比例，未告知传递效率时的能量计算。 例4.右图食物网中，在能量传递效率为10%,20% 时，假设每个营养级的生物从前一营养级的不同生物

生态系统的能量流动(教案)

5.2生态系统的能量流动 高中生物备课组主讲人：王春玉 一、教学目标 1、知识性目标 ⑴、理解生态系统能量流动的概念。 ⑵、描述生态系统能量流动的过程和特点（重点）。 ⑶、说出研究生态系统能量流动的意义。 2、技能性目标 ⑴、引导学生用数据来分析能量流动的特点，让学生在归纳总结的基础上，阐述出生态系统能量流 动具有的两个特点。 ⑵、指导学生构建能量流动的概念模型、数学模型、物理模型。 ⑶、对生态系统中能量的流入和流出加以分析，培养知识迁移和运用能力。 3、情感性目标 ⑴、通过小组分工与自主性学习相结合，培训同学发现问题解决问题以及与他人合作交流的能力。 ⑵、注重生态学观点的培养，同时关注农业的发展和生态农业的建设。 ⑶、培养实事求是的科学态度，树立科学服务于社会的观点。 二、教学重点和难点 重点：描述生态系统能量流动的过程和特点。 难点：引导学生用数据来分析能量流动的特点，让学生在归纳总结的基础上，阐述出生态系统能量流动具有的两个特点。 三、教具：多媒体课件

附件1能量流动的概念模型

生产者 植食动物 肉食动物 顶位肉食动物 分解者 入射光能 118872 能量A 118432 0.25 0.05 贮存 输出 有机物输入 12 5 2 ① 5.1 0.5 2.1 ① 9 3 70 23 4 ① ① ② ① 附件2能量流动的数学模型与物理模型 数学模型：第n 营养级获得的能量最多为 最少为 物理模型：能量金字塔 附件3能量流动的经典例题 请同学们讨论：该生态系统中，流经该生态系统的总能量是多少？第二营养级到第三营养级的能量 传递效率是多少？ 五、教学反思 本教案已多次用于实际教学中，课后我对整节课作了反思，归纳以下几点： 1、 成功点 教学中，由于引入了网络功能，使得教学中知识点更加生动，便于理解。同时我努力引导学生通过多手段、多角度的探索，多次运用模型构建的方法分析问题、解决问题，发展创新意识。使学生能很好的理解并运用所学知识。 2、 疑惑点 本节课知识点多且难，而课标要求只能用一课时来教学。故教学中难度与广度很难把握。知识点稍为拓深，时间就会超出要求。如何做到在一节课内，完成本节课所以知识点，还需探讨更有效率的教学方法。 3、 感悟点 通过追踪教学过程，审视教学环节。我发现兴趣仍是大部分学生的学习推动力。而通过多媒体的教学手法则很好的调动了学生的学习兴趣。当然，认真严谨的教学设计也是必需的。如今，网络已经改变了人们的生活。若能合理的搜索网络资源并整合到教学中，将于教于学都大有裨益。这方面我还需要努力。

生态系统的能量流动

能量流动的过程 1．概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。 (1)流经生态系统的总能量：是生产者通过光合作用所固定的全部太阳能。 (2)渠道：食物链和食物网。 (3)能量转化：太阳能→有机物中的化学能→热能(最终散失)。流动形式是有机物中的化学能。 (4)散失途径：呼吸作用，包括各个营养级自身的呼吸消耗以及分解者的呼吸作用。

(5)能量散失的形式：以热能形式散失。 2．过程图解 在各营养级中，能量的三个去路：通过呼吸作用以热能的形式散失；流向下一营养级生物利用；被分解者利用。 3．特点：单向流动和逐级递减。 4．意义 ①帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到有效的利用。 ②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。 判断下列有关能量流动叙述的正误。 (1)生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到(2011·海南卷，2A)(√) (2)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能(×) (3)沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用(2010·新课标全国卷，5C)(×) (4)多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多(2010·江苏卷，11C)(√) (5)流经第二营养级的总能量指次级消费者摄入到体内的能量(×) (6)某营养级生物的粪便量属于上一营养级生物的同化量(√) 临考视窗高考侧重于考查能量流动的过程、特点及有关计算。以流程图、表格数据、示意图的形式命题，考查学生图文转换、获取信息的能力。 (2014·河南郑州一模)如图是一个处于平衡状态生态系统的能量流动图解，其中A、B、C、D分别代表不同营养级的生物类群，对此图解理解正确的一项是( ) A．流经该生态系统的总能量就是A通过光合作用固定的太阳能减去自身呼吸消耗的能量 B．D中所含的能量与C中所含的能量之比就是能量从C传递到D的效率 C．B同化的能量要大于B、C、D呼吸消耗的能量之和 D．由于流经该生态系统的总能量是一定的，所以B获得的能量越多，留给C、D的能量就越少 [自主解答] ________ 解析：流经该生态系统的总能量就是A通过光合作用固定的太阳能，A 错误；能量从C传递到D的效率是指D同化的能量与C同化的能量之比，B错误；B同化的能量要大于B、C、D呼吸消耗的能量之和，因为还有一部分能量流向了分解者，C正确；B获得的能量越多，留给C、D的能量也越多，D错误。 答案： C 【互动探究】 1.流入量与同化量是什么关系？同化量、摄入量与粪便量

生态系统中的能量流动

生态系统能量流动练习 1.下图为生态系统能量流动示意图，下列叙述正确的是( ) A．B2表示初级消费者的摄入量 B．D3中包含了次级消费者粪便中的能量 C．流经该生态系统的物质和能量可循环利用 D．第二营养级流向第三营养级的能量传递效率为(C2／B2)×100％ 2.右图是一个农业生态系统模式图，关于该系统的叙述，错误的是（） A. 微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量 B. 多途径利用农作物可提高该系统的能量传递效率 C. 沼渣、沼液作为肥料还田，使物质能够循环利用 D. 沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者 3.在某草原生态系统能量流动过程中，假设羊摄入的能量为n，羊粪 便中的能量为36%n，呼吸作用散失的能量为48%n，则() A．羊同化的能量为64%n B．贮存在羊体内的能量为52%n C．由羊流向分解者的能量为16%n D．由羊流向下一营养级的能量为64%n 4.某生态系统中初级消费者和次级消费者的总能量分别是W1和W2，当下列哪种情况发生时，最有可能使生态平衡遭到破坏（） A． W1>10W2 B． W1>5W2 C． W1<10W2 D． W1<5W2 5.在右图所示食物网中，E是生产者，共含有7.1×109kJ的能量，B生物种群总能 量为2.3×108kJ，从理论上计算A最多获得的能量是() A2.84×108kJ B．2.38×108kJ C．1.41×109kJ D．3.05×108kJ 6.在如图所示的食物网中，假如猫头鹰的食物有2/5来自于兔子， 2/5来自于鼠，1/5来自于蛇，那么猫头鹰若增加20 g体重，最 少需要消耗植物() A．600 g B．900 g C．1 600 g D．5 600 g

生态系统中能量流动的计算方法

生态系统中能量流动的计算方法 一、食物链中的能量计算 1.已知较低营养级生物具有的能量（或生物量），求较高营养级生物所能获得能量（或生物量）的最大值。 例1.若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第四营养级生物最多能获得的能量是（） A. 24kJ B. 192kJ C.96kJ D. 960kJ 解析：据题意，生态系统固定的总能量是生态系统中生产者（第一营养级）所固定的能量，即24000kJ，当能量的传递效率为20%时，每一个营养级从前一个营养级获得的能量是最多的。因而第四营养级所获得能量的最大值为：24000×20%×20%×20%=192kJ。答案：D 规律：已知较低营养级的能量（或生物量），不知道传递效率，计算较高营养级生物获得能量（或生物量）的最大值时，可按照最大传递效率20%计算，即较低营养级能量（或生物量）×(20%)n （n为食物链中由较低营养级到所需计算的营养级的箭头数）。 2.已知较高营养级的能量（或生物量），求较低营养级应具备的能量（或生物量）的最小值。 例2.在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体重增加1 kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物量为（） A. 25 kg B. 125 kg C. 625 kg D. 3125 kg 解析：据题意，要计算消耗的第一营养级的生物量，应按照能量传递的最大效率20%计算。设需消耗第一营养级的生物量为X kg，则X=1÷(20%)4=625 kg。答案：C 规律：已知能量传递途径和较高营养级生物的能量（或生物量）时，若需计算较低营养级应具有的能量（或生物量）的最小值（即至少）时，按能量传递效率的最大值20%进行计算，即较低营养级的生物量至少是较高营养级的能量（或生物量）×5n（n为食物链中，由较低营养级到所需计算的营养级的箭头数）。 3.已知能量的传递途径和传递效率，根据要求计算相关生物的能量（或生物量）。 ，若能量传递效率为10%～15%时，例3.在能量金字塔中，生产者固定能量时产生了240molO 2 次级消费者获得的能量最多相当于多少mol葡萄糖？（） A.0.04 B. 0.4 C.0.9 D.0.09 解析：结合光合作用的相关知识可知：生产者固定的能量相当于240÷6＝40mol葡萄糖；生产者的能量传递给次级消费者经过了两次传递，按最大的能量传递效率计算，次级消费者获得的能量最多相当于40×15%×15%＝0.9mol葡萄糖。答案：C 规律：已知能量传递效率及其传递途径时，可在确定能量传递效率和传递途径的基础上，按照相应的能量传递效率和传递途径计算。 二、食物网中能量流动的计算 1.已知较高营养级从各食物链中获得的比例，未告知传递效率时的能量计算。 例4.下图食物网中，在能量传递效率为10%～20%时，假设每个营养级的生物从前一营养级的不同生物处获得的能量相等。则人的体重每增加1 kg，至少需要消耗水藻 kg。 解析：由题意知：人从大鱼和小鱼处获得的能量是相等的，小鱼从虾和水藻处获得的能量是相等的，而且，题中“至少”需要多少，应按能量传递的最大效率计算。计算方法如下：在“小鱼→大鱼→人”的传递途径中，大鱼的生物量至少为0.5÷20%＝2.5 kg，小鱼的生物量至少为2.5÷20%＝12.5 kg；在“小鱼→人”的传递途径中，小鱼的生物量至少是0.5÷20%＝2.5 kg。因此，小鱼的生物量总量至少为12.5+2.5=15 kg。

例析生态系统中能量流动计算的几种题型

例析生态系统中能量流动计算的几种题型 能量流动的知识，是高中生物教材中为数不多的几个D 级知识点之一，因此，关于能量流动的计算问题，是一种重要的题型。常见的计算题型大致可分为如下几种： 1. 根据能量流动效率直接计算 例1 某生态系统中初级消费者和次级消费者的总能量分别是W 1和W 2，当下列哪种情况发生时，最有可能使生态平衡遭到破坏（ ） A. 2110W W > B. 215W W > C. 2110W W < D. 215W W < 解析 生态系统的能量流动效率为10%~20%，即一般情况下上一营养级传递给下一营养级的能量不超过自身同化量的20%，如，则说明初级消费者和次级消费者之间的能量流动效率已经高于20%，初级消费者、食物链和生态系统的稳定性都受到了破坏，影响了生物的可持续性发展，因而最有可能使生态平衡遭到破坏。答案选D 项。 例2 有5个营养级的一条食物链，若第五营养级的生物体重增加1kg ，理论上至少要消耗第一营养级的生物（ ） A. 25kg B. 125kg C. 625kg D. 3125kg 解析 这是最为简单的一种计算题型。所谓至少消耗，即是按照最高的效率（20%）传 递。设需消耗第一营养级生物x kg ，则有(20%)4x=1，不难选出正确答案为C 项。 2. 根据隐含的能量流动数量关系进行计算 例3 在某生态系统中，已知1只2kg 的鹰要吃10kg 的小鸟，0.25kg 的小鸟要吃2kg 的昆虫，而100kg 的昆虫要吃1000kg 的绿色植物。若各营养级生物所摄入的食物全转化成能量的话，那么，这只鹰转化绿色植物的百分比应为（ ） A. 0.05% B. 0.5% C. 0.25% D. 0.025% 解析 该题中能量流动效率不仅用重量表示，而且其数值在各营养级之间都不一样，但以植物为基准，在食物链的基础上可推出它们间的数量转化关系： 植物 → 昆虫 → 小鸟 → 鹰 1000kg 100kg 12.5kg 2.5kg 这样，鹰转化绿色植物的百分比即为2.5/1000，也就是0.25%。 3. 根据规定的能量流动效率计算 例4 有一食物网如图1所示。假如猫头鹰的食物2/5来自兔子，2/5来自老鼠，其余来自蛇，那么猫头鹰要增加20g 体重，最多消耗植物多少克？ 图1 解析 据题意，猫头鹰的食物可来源于三条食物链，直接来源于三种不同的生物：兔、鼠、蛇，如要使其增重20g ，则这种食物食用后必须使其分别增加8g 、8g 、4g 。这样可得到图2。 图2 考虑到是最多消耗，计算时要按最低的能量流动效率即10%计算，这样这三条链消耗的植物分别为800g 、800g 、4000g ，共消耗植物5600克。 例5 在如下图3所示的食物网中，已知各营养级之间的能量转化效率为10%，若一种生物摄食两种上一营养级的生物时，两种被摄食的生物量相等，则丁每增加10千克生物量，需消耗生产者多少千克？

生态系统能量流动的定量分析图解

生态系统中能量流动的计算是近几年高考的热点，考生常因缺乏系统总结和解法归纳而容易出错。下面就相关问题解法分析如下： 一、食物链中的能量计算 1.已知较低营养级生物具有的能量（或生物量），求较高营养级生物所能获得能量（或生物量）的最大值。 例1.若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第四营养级生物最多能获得的能量是（） A. 24kJ B. 192kJ C.96kJ D. 960kJ 答案：D 2.已知较高营养级的能量（或生物量），求较低营养级应具备的能量（或生物量）的最小值。 例2.在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体重增加1 kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物量为（） A. 25 kg B. 125 kg C. 625 kg D. 3125 kg 解析：据题意，要计算消耗的第一营养级的生物量，应按照能量传递的最大效率20%计算。设需消耗第一营养级的生物量为X kg，则X=1÷(20%)4=625 kg。 答案：C 3.已知能量的传递途径和传递效率，根据要求计算相关生物的能量（或生物量）。 例3.在能量金字塔中，生产者固定能量时产生了240molO2，若能量传递效率为10%～15%时，次级消费者获得的能量最多相当于多少mol葡萄糖？（） A.0.04 B. 0.4 C.0.9 D.0.09 解析：结合光合作用的相关知识可知：生产者固定的能量相当于240÷6＝40mol葡萄糖；生产者的能量传递给次级消费者经过了两次传递，按最大的能量传递效率计算，次级消费者获得的能量最多相当于40×15%×15%＝0.9mol葡萄糖。 答案：C 二、食物网中能量流动的计算 1.已知较高营养级从各食物链中获得的比例，未告知传递效率时的能量计算。

生态系统能量流动过程分析和计算

生态系统能量流动过程分析 1．下面为能量流经某生态系统第二营养级的示意图[单位：J/(cm2·a)]，据图分析，有关说确的是( ) A．该生态系统第一营养级同化的能量至少为400 B．第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量是100 C．能量由第二营养级到第三营养级的传递效率是20% D．该生态系统第三营养级同化的能量是15 2．如图所示桑基鱼塘生态系统局部的能量流动，图中字母代表相应的能量。下列有关叙述不正确的是( ) A．如果c1表示蚕传递给分解者的能量，则b1表示未被 利用的能量 B．图中b表示桑树呼吸作用散失的能量 C．图中的c可表示桑树用于生长、发育、繁殖的能量 D．图中d1/d可以表示第一营养级到第二营养级的能量传递效率 3．如图为草原生态系统的能量流动图解模型，A、B、C分别表示流入各营养级的能量，D、E、F分别表示各营养级生物用于生长、发育、繁殖的能量，G、H、I分别表示草、兔子、狼呼吸作用消耗的能量，J、K、L分别表示流入分解者的能量。下列说法中正确的是( ) A．图中A＝D、B＝E、C＝F B．K中能量包括兔子尸体及狼粪便中的能量 C．食物链中能量最少的是分解者所处的营养级 D．第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是E/D 4．(2015·模拟)下列对人工鱼塘生态系统的分析，合理的是( ) A．消费者同化的能量往往大于生产者所固定的太阳能B．生态系统中能量流动不是逐级递减的 C．调查该生态系统中某鱼类密度常用的方法是样方法D．该生态系统的功能只有物质循环和能量流动 5．如图为某人工松林18年间能量流动情况的调查统计(单 位略)，有关说确的是( ) A．“能量Q”是指生产者固定的太阳能总量 B．无需人工能量投入该松林就可维持其稳定性 C．18年间该松林中分解者获取总能量是285×1010 D．动物的存在加快了人工松林的物质循环 6．下表是某营养级昆虫摄食植物后能量流动的情况，下 列说法不正确的是( ) 项目昆虫摄食量昆虫粪便量昆虫呼吸消耗量昆虫生长的能量 能量(kJ) 410 210 130 70 A. B．昆虫同化的能量中约有35%用于其生长、发育和繁殖

核心素养之《生态系统的能量流动》教案

《生态系统的能量流动》的教学设计 一、教材分析： 本节以“生态系统的结构”为基础，起着承上启下的作用，同时也可以与光合作用、呼吸作用、体温调节等知识建立联系，其又直接关系到物质循环和生态系统稳定性的学习。 二、教学目标： 新课标中相关内容标准为“分析生态系统中能量流动的基本规律及其应用”，属于应用水平，即学生能够将能量流动的基本规律应用于新的情景中，解决实际问题。为了达成这一目标，首先应当使学生把握能量流动的过程及其特点，懂得研究生态系统能量流动的一些基本方法；其次，结合具体的实例，让学生得出能量流动的基本规律。由此，本节目标确定为： 生命观念：（1）分析生态系统能量流动的过程和特点。 （2）概述研究生态系统能量流动的实践意义。 科学思维：分析生态系统能量的变化，发展学生的思维迁移能力。 科学探究：通过推算生态系统的能量传递效率，来解决相关问题，培养学生的分析、推理、综合的思维能力。 社会责任：（1）分析生态系统能量流动的过程和特点，培养学生用“普遍联系” 的观点分析事物。 （2）尝试调查农田生态系统的能量流动情况，探讨研究能量流动的实 践意义，形成合理利用资源应遵循生态学原理和可持续发展的观念。 三、教学重点和难点：生态系统能量流动的过程和特点 四、课时安排2课时 五、教学方法： 直观展示法、创设问题情境法、讨论法 六、教学过程： 【直观展示，引入课题，明确学习目标】

（投影）问题探讨：《孤岛生存》——假设你像小说中的鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，那里除了有能饮用的水以外，几乎没有任何食物。你随身尚存的食物只有一只母鸡、15kg玉米。 讨论：你认为以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援：1、先吃鸡，再吃玉米。2、先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。 学生积极思考，讨论的兴趣很高，他们有选1的也有选2的，但多数学生选2。（学生可能会从可持续发展的角度思考，教师可以不给出确切答案，但要引导学生从生存、从获得能量的角度分析。） 讲述：合理答案到底是1还是2呢，我想我们学了这节课后自然能见分晓。进而引入课题——第2节生态系统的能量流动 【设置问题，学生自学，让学生主动获取知识】 问题：什么是生态系统的能量流动？怎样研究生态系统的能量流动？ （学生活动，思考讨论）学生阅读课本P93，找出生态系统的能量流动的概念及研究方法。 讲述：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。研究能量流动可以在个体水平上，也可以在群体水平上。研究生态系统中能量流动一般在群体水平上，这种将群体视为一个整体进行研究是系统科学常用的研究方法。 【投影图解】（一）总结能量流动的概念 生态系统的能量的输入、传递、转化、散失的过程就是生态系统的能量流动。 【生生交流，合作探究，进行知识加工】 阅读课本P93-94，思考下列问题： 提出问题： 1.草的能量是怎样得来的？草的能量将有哪些去路？（该生态系统中初级消费者（兔）中的能量的来源和去路？） 2.尝试将第一营养级的能量流动过程用概念图的形式表示出来。 3.兔吃草后，草的能量能被兔全部利用了吗？兔是如何利用草的能量？ 4.该生态系统中能量流动的起点是从什么地方开始的？生产者（草）在该过程中

生态系统中能量流动的计算方法

生态系统中能量流动的 计算方法 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】

生态系统中能量流动的计算方法 一、食物链中的能量计算 1.已知较低营养级生物具有的能量（或生物量），求较高营养级生物所能获得能量（或生物量）的最大值。 例1.若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第四营养级生物最多能获得的能量是（） A. 24kJ B. 192kJ D. 960kJ 解析：据题意，生态系统固定的总能量是生态系统中生产者（第一营养级）所固定的能量，即24000kJ，当能量的传递效率为20%时，每一个营养级从前一个营养级获得的能量是最多的。因而第四营养级所获得能量的最大值为：24000×20%×20%× 20%=192kJ。答案：D 规律：已知较低营养级的能量（或生物量），不知道传递效率，计算较高营养级生物获得能量（或生物量）的最大值时，可按照最大传递效率20%计算，即较低营养级能量（或生物量）×(20%)n（n为食物链中由较低营养级到所需计算的营养级的箭头数）。 2.已知较高营养级的能量（或生物量），求较低营养级应具备的能量（或生物量）的最小值。 例2.在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体重增加1 kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物量为（） A. 25 kg B. 125 kg C. 625 kg D. 3125 kg 解析：据题意，要计算消耗的第一营养级的生物量，应按照能量传递的最大效率20%计算。设需消耗第一营养级的生物量为X kg，则X=1÷(20%)4=625 kg。答案：C 规律：已知能量传递途径和较高营养级生物的能量（或生物量）时，若需计算较低营养级应具有的能量（或生物量）的最小值（即至少）时，按能量传递效率的最大值20%进行计算，即较低营养级的生物量至少是较高营养级的能量（或生物量）×5n（n 为食物链中，由较低营养级到所需计算的营养级的箭头数）。 3.已知能量的传递途径和传递效率，根据要求计算相关生物的能量（或生物量）。 例3.在能量金字塔中，生产者固定能量时产生了240molO2，若能量传递效率为10%～15%时，次级消费者获得的能量最多相当于多少mol葡萄糖（） B. 解析：结合光合作用的相关知识可知：生产者固定的能量相当于240÷6＝40mol葡萄糖；生产者的能量传递给次级消费者经过了两次传递，按最大的能量传递效率计算，次级消费者获得的能量最多相当于40×15%×15%＝葡萄糖。答案：C 规律：已知能量传递效率及其传递途径时，可在确定能量传递效率和传递途径的基础上，按照相应的能量传递效率和传递途径计算。 二、食物网中能量流动的计算 1.已知较高营养级从各食物链中获得的比例，未告知传递效率时的能量计算。 例4.下图食物网中，在能量传递效率为10%～20%时，假设每个营养级的生物从前一营养级的不同生物处获得的能量相等。则人的体重每增加1 kg，至少需要消耗水藻kg。

生态系统能量流动中的有关计算

例析生态系统能量流动中的有关计算规律 长沙市一中杨型会 生态系统中能量流动的计算是近几年高考的热点，考生常因缺乏系统总结和解法归纳而容易出错。下面就相关题型的规律及解法分析总结如下： 一、涉及一条食物链的能量流动计算 1、计算能量传递效率 例1.下表是对某水生生态系统营养级和能量流动情况的调查结果,表中A、B、C、D分别表示不同的营养级，E为分解者。Pg表示生物同化作用固定能量的总量，Pn表示生物体贮存的能量（Pn=Pg-R），R表示生物呼吸消耗的能量。单位：102千焦/m2/年 分析回答： （1）能量流动是从A、B、C、D中的哪个营养级开始的，为什么 。 （2）该生态系统中能量从第三营养级传递到第四营养级的效率是。 （3）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 【解析】首先根据表格、题干分析，B营养级固定的能量最多，故B为生产者，又因为E为分解者，所以食物链为B→D→A→C，再根据公式②计算从第三营养级传递到第四营养级的效率是0.9/15.9=5.7%。输入的总能量即为生产者固定的总能量Pg(生产者)＝870.7，输出的总能量＝所有生物呼吸消耗能量之和＝13.1+501.3+0.6+79.1+191.4=785.5；因为870.7＞785.5。所以生态系统输入的总能量大于所有生物消耗能量之和。 【答案】(1) B B营养级含能量最多,B为生产者(2) 5.7%。 (3)增加。该生态系统输入的总能量大于所有生物消耗能量之和 【规律】①生态系统的总能量=生产者固定的全部太阳能=第一营养级得同化量 某一个营养级得同化量 ②能量传递效率= 下一个营养级得同化量 特别注意：必须是两个营养级的同化量作比。 2、已知各营养级的能量（或生物量），计算特定营养级间能量的传递效率 例2.在某生态系统中，1只2 kg的鹰要吃10 kg的小鸟，0.25 kg的小鸟要吃2 kg的昆虫，而100 kg的昆虫要吃1000 kg的绿色植物。若各营养级生物所摄入的食物全转化成能量的话，那么，绿色植物到鹰的能量传递效率为（） A. 0.05% B. 0.5% C. 0.25% D. 0.025%

生态系统的能量流动(答案部分有解析)

第2节生态系统的能量流动 一．选择题 1在生态系统的能量流动中,能量形式的转变顺序是 ( ) A.光能→化学能→热能 B.热能→光能→化学能 C.化学能→光能→热能 D.光能→热能→化学能 2下列关于生态系统能量流动的叙述,错误的是( ) A.流经生态系统的总能量主要是绿色植物所固定的太阳能的总量 B.生态系统中流动的能量不包括各营养级的呼吸量 C.生态系统的能量流动是单向、不循环的 D.在生态系统中能量流动是逐级递减的 3下图是某生态系统的能量流动过程。下列叙述错误的是( ) A.该生态系统中草食昆虫属于初级消费者 B.该生态系统中能量的最终来源是太阳能 C.该生态系统中的能量传递是单向的 D.该生态系统中的第一营养级是太阳能 4下列有关生态系统能量流动的叙述,错误的是( ) A.能量流动的单向性是因为动物的食性一般不能逆转 B.任何生态系统都需要得到外部的能量补给

C.一个封闭的生态系统不需要从外界获得能量供应就可以长期维持正常功能 D.生态系统能量流动逐级递减的原因是生物的呼吸消耗和资源利用率不高 5下图为生态系统中能量流动图解部分示意图,①②③④各代表一定的能量值,下列叙述错误的是( ) A.生物与生物之间吃与被吃的关系不可逆转,所以能量流动具有单向性 B.①表示初级消费者同化的能量 C.各营养级间的能量传递效率一般为10%~20% D.从能量关系看②>③+④ 6假设将水稻田里的杂草全部清除掉,稻田生态系统中 ( ) A.水稻害虫密度将下降 B.能量流动的营养级数减少 C.水稻固定的太阳能增加 D.物种多样性上升 7右图中A、B、C、D、E、F各代表某生态系统中的一种生物种群,下列分析合理的是( ) A.该图表示一个生物群落 B. C种群获得的能量占A种群所含能量的10%~20% C.阳光、空气、水和所有生物构成该生态系统的营养结构 D.若C种群灭绝,则E种群数量可能增大 8各营养级生物的能量、数量构建的金字塔分别称为能量金字塔、数量金字塔。在某一栎林中,第一营养级生物为栎树,第二营养级生物为昆虫,第三营养级生物为蛙、蜥蜴和鸟,第四营养级生物为蛇。该栎林数量金字塔的示意图是( )

《生态系统的能量流动》教案

《生态系统的能量流动》教案 一、教材分析 .本节内容的地位 本节在教材中属于人教07版高中生物必修3稳态与环境第5章第2节“生态系统的能量流动”，生态系统的主要功能是物质循环和能量流动，所以本节内容是本章的重点之 一。由于“能量”的概念比较抽象，学生已经在物理、化学的学习中逐步建立了能量、能量传递、能量守恒等一些基本概念；在生物学中，学生已学习了“储存能量的物质”、“能量代谢”等内容，这些都是理解本节内容的基础，在教学中要紧紧依托这些知识。 2.教学重点和难点 生态系统的主要功能是物质循环和能量流动，本节的教学重点确定为：生态系统能量流动的过程和特点。由于“能量”的概念比较抽象，而生活中形成模糊混乱的前概念对本节内容的影响，生态系统能量流动的过程成为难点，尤其是能量流经第二营养级过程难以整理清楚。 3.教学目标 二、学情分析及教学策略 .学情分析 高中学生认知特点鲜明，他们喜欢发现式学习，讨论式学习，批判式学习，抽象逻辑思维能力和自主学习能力都有了一定的发展，以“光合作用”和“呼吸作用”为基础，学生基本了解各营养级之间的能量变化关系。 2.教学策略 基于学情分析和创建活跃课堂思维的基本理念，确定了以情境问题驱动的自主、合作式建构能量流动模型的教学策略。按照“感知——理解——应用”的认知过程，力求把“讲堂”变为“学堂”，使学生在教师设计的情景中，充分发挥其主

观能动性，让他们去感知、体验、思考；教师在整个教学过程中是学生学习的组织者、设计者和引导者。 三、教学过程 .引入 假设你像鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，那里除了有能饮用的水以外，几乎没有任何事物。你随身尚存的食物只有一只母鸡、15kg玉米。 你认为以下哪种方法能让你存活更长时间： .先吃鸡，再吃xx。 2.先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。 学生回答，不论哪种答案，都要陈述理由，锻炼了分析问题的能力同时充分调动了学习积极性。学生带着问题完成课程学习，最后再陈述答案及依据，学习的魅力便在这一猜测一匡正的过程中。2.建构生态系统能量流动模型 人为什么吃鸡？鸡为什么吃xx？ 人吃鸡得到鸡的物质，同时获得能量，理解能量流动离不开有机物这个载体。 能量是抽象的，但是能量以物质为载体，此问题的设计是必须且必要的，得出分析能量流动的基本模式，与光合作用和呼吸作用联系。 绿色植物通过光合作用将光能转变为化学能储存在有机物中，能量就由环境流入绿色植物。通过呼吸作用部分能量以热能的形式释放，部分用于生长。 以“光合作用”和“呼吸作用”为基础，学生基本了解各营养级之间的能量变化关系。学生发现、讨论式学习，板书展示学习结果，评价展示，进行批判式学习，建构能量流动模型，抽象逻辑思维能力和自主学习能力都有了一定的发展。 ppt归纳能量流经种群的共性