第三章第2節生態系統的能量流動第二課時本課課程標準：2.2.3分析生態系統中的能量在生物群落中單向流動并逐級遞減的規律2.2.4舉例說明利用能量流動規律，人們能夠更加科學、有效地利用生態系統中的資源2.2.5解釋生態金字塔表征了失望各營養級之間在個體數量、生物量和能量方面的關系本課教學目標：010203

通過分析能量在營養級間的流動情況和賽達伯格湖的能量流動，概述生態系統中能量流動的過程和特征。用生態金字塔表征生態系統中各營養級間的能量、生物量和數量等關系概述生態系統能量流動的意義本課教學重難點：重點難點難點

生態系統的能量流動過程1.分析生態系統能量流動的過程2.嘗試調查當地生態系統的能量流動情況三、能量流動的相關計算1.能量傳遞效率的計算公式：能量傳遞效率=下一營養級同化量上一營養級同化量×100%（注：是兩個營養級之間，

不是兩個個體之間）下列有關生態系統中能量流動的敘述，正確的是(

)A.兔子吃了1kg的草，則這1kg草中的能量就流入了兔子體內B.一只狼捕食了一只兔子，則這只兔子中約有10%-20%的能量流入狼的體內C.生產者通過光合作用合成有機物，能量就從無機環境流入生物群落D.生態系統的能量是伴隨著物質循環而被循環利用的C三、能量流動的相關計算2.在食物網中能量傳遞效率“最值”計算題型一：正推：知低營養級求高營養級獲得能量最多選最短食物鏈，按×20%計算獲得能量最少選最長食物鏈，按×10%計算例1.如果A消耗10000kg，C最多增重_____千克，最少增重___千克。40011000020004001000100101三、能量流動的相關計算2.在食物網中能量傳遞效率“最值”計算題型二：逆推：知高營養級求低營養級需能量最多選最長食物鏈，按÷10%計算需能量最少選最短食物鏈，按÷20%計算例2.右圖表示某生態系統食物網的圖解，貓頭鷹體重每增加1kg，至少消耗A約（

）A．100kg

B．44.5kg

C．25kg

D．15kgC三、能量流動的相關計算3.在能量分配比例已知時，按比例分別計算，最后相加。例3：在右圖的食物網中，如果C從B、F中獲得的能量比為3∶1，C增重1kg，則最少需要消耗A多少kg？消耗A最少，按最高傳遞效率20%計算（前級是后級5倍）：沿食物鏈A→B→C逆推：3/4kgX5X5＝75/4kg沿食物鏈A→D→E→F→C逆推：1/4kgX5X5X5X5＝625/4kg75/4kg+625/4kg=175kg三、能量流動的相關計算演練.如圖食物網中，貓頭鷹的食物有2/5來自兔，2/5來自鼠，1/5來自蛇，則貓頭鷹的體重若增加20g，至少需要消耗植物的重量為(

)A．600g

B．900gC．1600g

D．5600gB三、能量流動的相關計算如圖所示的食物網中，鳥的食物為互花米草和植食性昆蟲，由原來的2∶1調整為1∶1，若保證養活同樣多的鳥所需的互花米草數量與原來的數量之比為(能量傳遞效率按20%計算)(

)

A．9∶7

B．8∶5C．11∶3D．3∶8A由題意知圖示共有食物鏈為互花米草→植食性昆蟲→鳥，互花米草→鳥。設鳥從上一營養級獲得同化量為a，則原來互花米草的數量為：2/(3a)÷20%＋1/(3a)÷20%÷20%＝35%/(3a)。改變食物比例后，則所需互花米草的數量為：1/(2a)÷20%＋1/(2a)÷20%÷20%＝30/(2a)。則保證養活同樣多的鳥所需的互花米草數量與原來的數量之比為30/(2a)÷35/(3a)＝9∶7。4.能量分配比例改變，算數量之比三、能量流動的相關計算4.能量分配比例改變，算數量之比某生態系統中存在如圖所示的食物網，如將C的食物比例由A∶B＝1∶1調整為2∶1，能量傳遞效率按10%計算，該生態系統能承載C的數量是原來的(

)A．1.375倍 B．1.875倍C．1.273倍

D．0.575倍演練.食物比例調整前設C的同化量為x，1/2x÷10%＋1/2x÷10%÷10%=55x食物比例調整后設C的同化量為y，2/3y÷10%＋1/3y÷10%÷10%=40y食物比例調整前后生產者的同化量不變，55x=40y，y/x=55/40=1.375三、能量流動的相關計算5.具有人工能量輸入的能量傳遞效率計算

人為輸入到某一營養級的能量是該營養級同化量的一部分,但不是從上一營養級流入的能量。如：求第二營養級至第三營養級的能量傳遞效率=第三營養級同化的能量(不含人工輸入的能量)/第二營養級的同化量(包括人工輸入的能量)X100%(1）該生態系統中流入生物群落的總能量有哪些來源？

生產者所固定的太陽能和輸入的有機物中的化學能三、能量流動的相關計算5.具有人工能量輸入的能量傳遞效率計算

人為輸入到某一營養級的能量是該營養級同化量的一部分,但不是從上一營養級流入的能量。如：求第二營養級至第三營養級的能量傳遞效率=第三營養級同化的能量(不含人工輸入的能量)/第二營養級的同化量(包括人工輸入的能量)X100%(2）生產者、植食性動物和肉食性動物固定的總能量分別是多少？

肉食性動物固定的總能量=(0.25+0.05+2.1+5.1)X103=7.5X103J/（cm2·a）;植食性動物固定的總能量=[(7.5-5)+0.5+4+9]X103=16X103J/（cm2·a）;生產者固定的總能量=[(16-2)+3+70+23]X103=110x103J/（cm2·a）。三、能量流動的相關計算5.具有人工能量輸入的能量傳遞效率計算

(3)

生產者→植食性動物、植食性動物→肉食性動物的能量傳遞效率分別是多少?(結果保留一位有效數字)

(2）生產者、植食性動物和肉食性動物固定的總能量分別是多少？

肉食性動物固定的總能量=(0.25+0.05+2.1+5.1)X103=7.5X103J/（cm2·a）;植食性動物固定的總能量=[(7.5-5)+0.5+4+9]X103=16X103J/（cm2·a）;生產者固定的總能量=[(16-2)+3+70+23]X103=110x103J/（cm2·a）。①生產者→植食性動物=(16-2)/110x100%≈12.7%;②植食性動物→肉食性動物=(7.5-5)/16x100%≈15.6%。三、能量流動的相關計算6.生態系統能量流動的分析（拼圖法）

C1流向分解者=遺體+下一級糞便①.生產者用于生長發育繁殖的能量：

。②.初級消費者的同化量：

。③.初級消費者用于生長發育繁殖的能量：

。某同學繪制了如圖所示的能量流動圖解(其中W1為生產者固定的太陽能)W1-A1或B1+C1+D1D1或A2+B2+C2+D2D1-A2或B2+C2+D2補充營養級ABCD能量（有機物）15.9870.71.9141.5可以確定食物鏈為____________B→D→A→C生物體ABCD有機汞濃度（mg.L-1）0.0570.5168可以確定食物鏈為____________A→C→B→D構建食物鏈的方法1.根據能量或者有機物含量逐級遞減特點2.根據重金屬、DDT等物質的富集現象(P64生物富集)補充3.根據各種變式模型確定食物鏈非生物的物質和能量生產者消費者分解者丙→甲→乙→丁D→A四、生態金字塔1、生態金字塔包括哪些？他們的定義分別是？2、能量金字塔都是上窄下寬的金字塔形嗎？如果不是請舉出例子。3、生物量金字塔都是上窄下寬的金字塔形嗎？如果不是請舉出例子。4、數量金字塔都是上窄下寬的金字塔形嗎？如果不是請舉出例子。5、研究能量流動的意義有哪些？請同學們自主閱讀P57-58，完成問題。四、生態金字塔

將單位時間內各營養級所得到的能量數值轉換為相應面積（或體積）的圖形，肉食性動物12.6生產者464.6植食性動物62.81.能量金字塔：（1）特點：（2）原因：（3）意義：通常都是上窄下寬的正金字塔形。能量在流動中總是逐級遞減的。直觀的反映出生態系統各營養級間能量的關系。高低能量低營養級高四、生態金字塔2.生物量金字塔：用表示能量金字塔中的方法表示各營養級的生物量（每個營養級所容納的有機物的總干重）之間的關系，即為生物量金字塔。（1）特點一般為正金字塔形，有可能倒置（2）原因一般來說植物的總干重通常大于植食性動物的總干重，而植食性動物的總干重也大于肉食性動物的總干重。營養級第四營養級第三營養級第二營養級第一營養級干重g/m21.51137809四、生態金字塔2.生物量金字塔：（3）意義直觀的反映生態系統各營養級所容納的有機物的總干重的關系。在什么情況下，生物量金字塔可能是上寬下窄倒置的金字塔形？

在海洋生態系統中，由于生產者(浮游植物)的個體小，壽命短，又會不斷地被浮游動物吃掉，所以某一時刻調查到的浮游植物的生物量可能低于浮游動物的生物量。

思考？四、生態金字塔3.數量金字塔：表示各個營養級的生物個體的數目比值關系，即為數量金字塔。營養級第二營養級第一營養級個體數量鼠草鼬第三營養級營養級第二營養級第一營養級個體數量昆蟲樹（1）特點（2）原因一般為正金字塔形，有時會出現上寬下窄倒金字塔形。如果消費者的個體小而生產者的個體大，則會呈現倒置金字塔。四、生態金字塔3.數量金字塔：（3）意義直觀的反映生態系統各營養級的生物個體的數目比值關系。人類位于食物鏈的頂端，從能量金字塔來看，人口數量日益增長，這會對地球上現有的生態系統造成什么影響？

人口數量日益增長，會要求低營養級有更多的能量流入人類所處的營養級，也就是說，人類所需要的食物會更多，將不得不種植或養殖更多的農畜產品，會給地球上現有的自然生態系統帶來更大的壓力。

思考？四、生態金字塔能量金字塔生物量金字塔數量金字塔形狀每一層含義特點象征意義單位時間內，食物鏈中每一營養級生物所同化的能量的多少自然生態系統一定為正金字塔能量在流動過程中總是逐級遞減單位時間內，每一營養級生物的有機物的總干重一般為正金字塔，有時會出現倒金字塔形一般生物量(現存生物有機物的總干重)隨食物鏈中營養級的升高而減少每一營養級生物個體的數目一般為正金字塔，有時會出現倒金字塔形一般生物個體數目在食物鏈中隨營養級升高而減少五、研究能量流動的實踐意義①研究生態系統的能量流動，可以幫助人們將生物在時間、空間上進行合理配置，增大流入某個生態系統的總能量。例如:農田生態系統的間作套種、蔬菜大棚中的多層育苗、稻--萍--蛙等立體農業生產方式。②研究生態系統的能量流動，可以幫助人們科學規劃和設計人工生態系統，使能量得到最有效的利用。（提示：廢棄物的利用）例如：秸稈喂牲畜，獲得肉、蛋、奶等；用牲畜糞便生產沼氣，沼氣池中的沼渣還可以作為肥料還田。意義：實現能量多級利用，從而大大提高能量的利用率。（≠能量的傳遞效率）能量永遠不能循環利用，能量傳遞效率永遠不能被提高。五、研究能量流動的實踐意義③研究生態系統的能量流動，還可以幫助人們合理地調整生態系統的能量流動關系，使能量持續高效地流向人類最有益的部分。牲畜過少，不能充分利用牧草所提供的能量；牲畜過多，就會造成草場的退化，使畜產品的產量下降。稻田除草、除蟲合理確定草場的載畜量，五、研究能量流動的實踐意義1926年，一位生態學家研究了一塊玉米田的能量流動情況，得到如下數據。1.這塊田共收割玉米約10