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1、3.2生态系统的能量流动-2【教学过程】TeachingProcess1.概念图3.教学总结、综合2.课堂教学内容4.课堂练习巩固典型习题规律总结科学方法思维训练生态系统的能量流动3.能量流动的特点（1）单向流动：在生态系统中，能量流动只能沿着_由_营养级流向_营养级，不可_，也不能_；食物链低高逆转循环流动各营养级的生物都会因自身呼吸作用散失掉一部分能量。各营养级能量都要有一部分流入分解者。各营养级生物都不能全部被下一营养级捕食,各个营养级能量都有一部分未利用。原因：（2）逐级递减：（能量传递效率为10%20%）生态系统中能量流动是单向的能量在流动过程中逐级递减。原因：生物之间的捕食关系是长
2、期自然选择的结果，一般不可逆转；各营养级呼吸作用散失的热能无法再利用。单向流动、逐级递减一、生态系统的能量流动思维训练：分析和处理数据1926年，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6000kg。通过对玉米植株的化学成分进行分析，计算出其中共含碳2675kg。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萄糖共2045kg。请根据以上数据计算：这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是多少？这些葡萄糖储存的能量是多少？多少？这些葡萄糖储存的能量是多少？3.1kg葡萄糖储存1.6104kJ能量。4.在整
3、个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能为8.5109kJ.=2675180(C6H12O6)72(C6)6687.5kg1.07108kJ6687.51.6104kJ=这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？20451.6104kJ=3.272107kJ这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能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？定太阳能的比例是多少？1.07108kJ+3.272107kJ=1.3972108kJ3.2721071.3972108=23.4%这块玉米田的太阳能利用
4、效率是多少？这块玉米田的太阳能利用效率是多少？1.39721088.5109=1.64%一、生态系统的能量流动3.能量流动的特点处理数据根据计算结果，画出能量流经该玉米种群的图解，图解中应标明各环节能量利用和散失的比例：思维训练：分析和处理数据一、生态系统的能量流动3.能量流动的特点请同学们将赛达伯格湖的能量流动数据，用相应面积或体积的图形表示，并按营养级由低到高排列。一、生态系统的能量流动4.生态金字塔模型构建5：构建生态系统能量流动金字塔模型（1）能量金字塔一、生态系统的能量流动4.生态金字塔模型构建5：构建生态系统能量流动金字塔模型生态学家调查了不生态学家调查了不同生态系统中的生同生态系
5、统中的生物个体数量和生物物个体数量和生物量（调查数据中排量（调查数据中排除了微生物和土壤除了微生物和土壤动物）动物）,所得数据如所得数据如下列表格所示。下列表格所示。P P代代表生产者，表生产者，C1C1、C2C2、C3C3依次代表初级、依次代表初级、次级和三级消费者。次级和三级消费者。（2）数量金字塔一、生态系统的能量流动4.生态金字塔模型构建5：构建生态系统能量流动金字塔模型草原（夏季）草原（夏季）数量金字塔（个体数量金字塔（个体/0.1ha）草草 150 150万万植食性动物植食性动物 20 20万万肉食性动物肉食性动物1 91 9万万肉食性动物肉食性动物2 2 1010名称某草地温带森
6、林P150000002000C120000001500000C29000001200000C31020（3）生物量金字塔一、生态系统的能量流动4.生态金字塔模型构建5：构建生态系统能量流动金字塔模型名称某湖泊某海峡P8094C13721C211-（3）生物量金字塔一、生态系统的能量流动4.生态金字塔模型构建5：构建生态系统能量流动金字塔模型一般情况下，生物量金字塔是上窄下宽的金字塔形，但是有时候会出现倒置的金字塔形。例如，在海洋生态系统中，由于生产者(浮游植物)的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，所以某一时刻调查到的浮游植物的生物量可能低于浮游动物的生物量。当然，总的来看，年中浮游植物
7、的总的生物量还是比浮游动物的要多。思考1：生生物物量量金金字字塔塔在在什什么么情情况况下下，可可能能是是上上宽宽下下窄窄倒倒置置的的金金字字塔塔形形呢呢？能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔统称为生态金字塔。思考2：哪哪种种指指标标构构建建的的金金字字塔塔能能更更客客观观的的表表示示生生态态系系统统能量传递规律，能量传递规律，不出现倒置不出现倒置现象呢现象呢？一、生态系统的能量流动4.生态金字塔生态系统能量金字塔示意图能量金字塔能更能量金字塔能更客观、准确客观、准确的表示能量在各营养级间的表示能量在各营养级间的传递规律。的传递规律。一、生态系统的能量流动4.生态金字塔思考3：人人类类位位于于食
8、食物物链链的的顶顶端端，从从能能量量金金字字塔塔来来看看，人人口口数数量日益增长，这会对地球上现有的生态系统量日益增长，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？一、生态系统的能量流动4.生态金字塔答案：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、生态系统的能量流动4.生态金字塔5.研究能量流动的实践意义应用应用生态金字塔生态金字塔原理原理分析，提出使该地生态系统中能量得到最大利用的分析，提出使该地生态系统中能量得到最大利用的改进建议改进建议。A
9、.A.前期准备前期准备一、生态系统的能量流动探究实践：调查当地生态系统的能量流动情况。明确该次调查活动的目的要求选择要调查的生态系统，确定边界确定小组分组名单，做好分工。拟定具体的调查计划。准备好调查工具实地调查需要准备当地动植物分类图鉴（铁锹、水桶等工具）文献调查、访谈调查记录本、手机（拍照、记录）和相关书籍资料某小组同学准备对当地稻田生态系统进行调查，他们设计的调查问题某小组同学准备对当地稻田生态系统进行调查，他们设计的调查问题如下：如下：5.研究能量流动的实践意义一、生态系统的能量流动探究实践：调查当地生态系统的能量流动情况。A.A.前期准备前期准备该稻田除水稻外，还有哪些生产者?农民用
10、什么方法控制这些生产者的数量?初级消费者有哪些?他们对水稻有利还是有害?对这些初级消费者农民分别采取了哪些措施?次级消费者有哪些?他们与水稻是什么关系?农民对水稻秸秆是如何处理的?农民利用什么方法提高水稻的光能利用率?资料1：拍摄的稻田生态系统中部分生物的照片。资料2：当地农民对害虫、杂草、秸秆的处理措施青蛙水稗草陌上菜跳蛛田螺鸭舌草稻螟虫对水稻秸秆的处理：部分喂牛、部分焚烧水稻的根在田中沤肥。对杂草与害虫使用除草剂与杀虫剂处理。5.研究能量流动的实践意义一、生态系统的能量流动B.B.调查结果调查结果C.C.调查结果分析调查结果分析通过查阅调查的图片资料，分析该生态系统的组成成分有哪些？5.研
11、究能量流动的实践意义一、生态系统的能量流动稻田生态系统的组成成分 非生物的物质与能量 阳光、空气、水分、热、土壤、无机盐等生产者 水稻、鸭舌草、稗草等12种杂草、浮游植物消费者 以水稻叶为食的昆虫以水稻叶为食的昆虫稍娱虫、稻飞虱、黑尾叶蝉等 捕食害虫捕食害虫的动物的动物蜘蛛（包括圆蛛、跳蛛、小黑妹）、青蛙等 以浮游植物为食的动物以浮游植物为食的动物 浮游动物、底栖动物（田螺、摇蚊）分解者 土壤中微生物、水中底栖动物 田螺、摇蚊、蚯蚓等动物绘制该生态系统的部分能量流动图，思考稻田生态系统中生产者的主体是什么？其他生产者、初级消费者、次级消费者分别有哪些？它们与农作物是什么关系？有害还是有益？太阳
12、能太阳能水稻水稻稻飞虱稻飞虱稻螟虫稻螟虫青蛙青蛙跳蛛跳蛛鸭舌草鸭舌草水稗草水稗草C.C.调查结果分析调查结果分析5.研究能量流动的实践意义一、生态系统的能量流动水稻田中的能量流动关系水稻田中的能量流动关系C.C.调查结果分析调查结果分析5.研究能量流动的实践意义一、生态系统的能量流动将害虫与益虫进行归类，简化表示该生态系统能量流动关系C.C.调查结果分析调查结果分析5.研究能量流动的实践意义一、生态系统的能量流动结合以上分析，提出提高稻田产量，使稻田能量最大限度流入人类的新措施。提高水稻光合效率、减少杂草的竞争、减少害虫取食造成能量流失是否有将害虫与杂草中能量通过二次转化，被人类利用的方法呢？
13、C.C.调查结果分析调查结果分析5.研究能量流动的实践意义一、生态系统的能量流动对策1：稻-鸭共作稻田生态系统水稻田生态系统营养结构更加完善，系统的功能整合特性得到发挥？D.D.建议对策建议对策5.研究能量流动的实践意义一、生态系统的能量流动如何有效利用水稻下层的光能，增加流向人类的能量呢？如何有效利用水稻下层的光能，增加流向人类的能量呢？在空间上进行合理配置，增大流入生态系统的总能量、提高了能量利用率。措施2：稻-萍-鸭共作稻田生态系统D.D.建议对策建议对策5.研究能量流动的实践意义一、生态系统的能量流动传统农业对能量的利用传统农业对能量的利用饲料饲料稻稻谷谷人类人类秸杆秸杆粪粪一级利用一
14、级利用牛牛太阳能太阳能二级利用二级利用焚烧焚烧水稻水稻还有进一步提高秸秆能量利用率的措施还有进一步提高秸秆能量利用率的措施？D.D.建议对策建议对策5.研究能量流动的实践意义一、生态系统的能量流动稻壳稻壳大米大米措施3：水稻秸秆养殖蘑菇、生产沼气D.D.建议对策建议对策5.研究能量流动的实践意义一、生态系统的能量流动实现能量多级利用，从而大大提高能量的利用率饲料稻谷人类秸杆粪一级利用牛太阳能二级利用焚烧水稻食用菌二级利用菌渣猪、羊三级利用沼气池粪三级利用措施3：水稻秸秆养殖蘑菇、生产沼气D.D.建议对策建议对策5.研究能量流动的实践意义一、生态系统的能量流动思考1：鸭子在稻田中活动鸭子在稻田中
15、活动是否会是否会对稻田对稻田生态系统产生负面影响呢？生态系统产生负面影响呢？放养鸭子数量维持在180只/公顷、合理调整鸭子活动时间、食物投放量。可维持底栖动物多样性。同时鸭子的活动也不会对水稻造成踩踏。E.E.撰写调查报告和交流撰写调查报告和交流5.研究能量流动的实践意义一、生态系统的能量流动（1）研究生态系统的能量流动，可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。例如，间作套种、多层育苗、稻例如，间作套种、多层育苗、稻萍萍蛙等立体农业生产方式。蛙等立体农业生产方式。间作套种间作套种多层育苗多层育苗稻稻萍萍蛙蛙5.研究能量流动的实践意义一、生态系统的能量流动（2
16、）研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用；例如，秸秆喂牲畜；粪便制作沼气；沼渣肥田，实现了对能量的多级例如，秸秆喂牲畜；粪便制作沼气；沼渣肥田，实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率利用，从而大大提高能量的利用率秸秆饲料秸秆饲料沼气池沼气池沼渣沼渣（能量的传递效率）5.研究能量流动的实践意义一、生态系统的能量流动（3）研究生态系统的能量流动，还可以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。划区轮牧划区轮牧 稻田除草、除虫稻田除草、除虫5.研究能量流动的实践意义一、生态系统的能量流动练习与应用二、拓展应用1.下图是两个农业生态系统的模式图。图a中农作物为人类提供的食物、为家禽和家畜提供的饲料，都与图b相同。(1)分析这两幅图，完成这两个生态系统的能量流动图解。练习与应用二、拓展应用1.下图是两个农业生态系统的模式图。图a中农作物为人类提供的食物、为家禽和家畜提供的饲料，都与图b相同。(1)分析这两幅图，完成这两个生态系统的能量流动图解。练习与应用二、拓展应用1.下图是两个农业生态系统的模
