1、輔導(dǎo)教案導(dǎo)學(xué)誘思 一、能量流動(dòng) 1.輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量：等于生產(chǎn)者固定太陽(yáng)能的總量。 2.起點(diǎn)：生產(chǎn)者固定太陽(yáng)能開(kāi)始。 3.能量流動(dòng)的途徑：能量不斷沿著太陽(yáng)植物植食動(dòng)物肉食動(dòng)物頂位肉食動(dòng)物的方向流動(dòng)。 4.能量流動(dòng)的特點(diǎn)：一是能量流動(dòng)是單向的，不可逆轉(zhuǎn)的，也不能循環(huán)流動(dòng)；二是能量在流動(dòng)的過(guò)程中逐級(jí)遞減，能量在相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的傳遞效率一般只有約10%。 思考：市場(chǎng)上肉類(lèi)和雞蛋的價(jià)格比糧食和蔬菜高，你能從生態(tài)學(xué)角度分析肉類(lèi)和雞蛋價(jià)格高的原因嗎？ 提示：在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，動(dòng)物一般處于第二、三營(yíng)養(yǎng)級(jí)，新陳代謝要消耗一些能量，只有約10%的能量傳到下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，而蔬菜和糧食處于第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，所以與糧食和

2、蔬菜相比，要得到同質(zhì)量的肉類(lèi)和雞蛋，需要消耗更多能量，故肉類(lèi)、雞蛋成本高，價(jià)格也高。 二、物質(zhì)循環(huán) （一）物質(zhì)循環(huán)的概念 1.概念：組成生物體的物質(zhì)，都不斷地進(jìn)行著從無(wú)機(jī)環(huán)境到生物群落，又從生物群落到無(wú)機(jī)環(huán)境的循環(huán)過(guò)程，這就是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。 2.物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)是：全球性和反復(fù)循環(huán)。 （二）碳循環(huán) 1.循環(huán)形式：碳在生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)主要是以二氧化碳的形式進(jìn)行的。 2.循環(huán)途徑：從大氣圈到植物和動(dòng)物，再?gòu)膭?dòng)植物通向分解者，最后又回到大氣圈。 3.圖解 （1）表示的生理過(guò)程分別是：光合作用，呼吸作用，呼吸作用，捕食，呼吸作用，燃燒。 （2）A、B、C、D表示的生物類(lèi)群是：A生產(chǎn)者，

3、B分解者，C次級(jí)消費(fèi)者，D初級(jí)消費(fèi)者。 思考：“溫室效應(yīng)”導(dǎo)致當(dāng)今地球上氣溫不斷上升，引發(fā)了地球上各種熱帶風(fēng)暴、紅色警報(bào)不斷，人們已經(jīng)切身感受到人類(lèi)的活動(dòng)對(duì)自然的破壞造成的嚴(yán)重惡果。那么“溫室效應(yīng)”是由于什么原因?qū)е碌模?提示：“溫室效應(yīng)”是由于地球上二氧化碳過(guò)多引起的，二氧化碳過(guò)多的主要原因是化石燃料的燃燒。 （三）水循環(huán)、氮循環(huán) 循環(huán)形式：水、氮在生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)主要是以無(wú)機(jī)物的形式進(jìn)行的，在生物群落內(nèi)水主要以無(wú)機(jī)物的形式循環(huán)，氮以有機(jī)物的形式循環(huán)。 三、物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)的區(qū)別與聯(lián)系 1.區(qū)別：物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)不同于能量流動(dòng)，物質(zhì)可以被生物群落反復(fù)利用，而能量流動(dòng)是單向的，逐級(jí)

4、遞減的，是不循環(huán)的。 2.聯(lián)系：生態(tài)系統(tǒng)的主要功能是進(jìn)行能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)，并且二者同時(shí)進(jìn)行，彼此相互依存，不可分割。使生態(tài)系統(tǒng)的各組成成分緊密地聯(lián)系在一起，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體。 思考：遠(yuǎn)離南極的地區(qū)進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時(shí)使用農(nóng)藥，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在南極的企鵝體內(nèi)有這個(gè)地區(qū)使用的農(nóng)藥，這說(shuō)明了什么？ 提示：物質(zhì)循環(huán)具有全球性。合作探究 探究一：生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng) 能量流動(dòng)是生態(tài)系統(tǒng)的重要功能之一。生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)是從生產(chǎn)者固定太陽(yáng)能開(kāi)始的，能量的變化情況是：太陽(yáng)光能生物體中的化學(xué)能熱能。因此熱能是能量流動(dòng)的最終歸宿。 1.起點(diǎn)：生產(chǎn)者。 2.流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：全部生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能總量。 3.途徑：食

5、物鏈和食物網(wǎng)。 4.每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量來(lái)源和能量去路：生產(chǎn)者的能量主要來(lái)自太陽(yáng)光；各級(jí)消費(fèi)者的能量來(lái)自上一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，流入各級(jí)消費(fèi)者的總能量是指各級(jí)消費(fèi)者在進(jìn)行同化作用過(guò)程中所同化的物質(zhì)中含有的能量總和，消費(fèi)者糞便中所含有的能量不能計(jì)入排便生物所同化物質(zhì)中的能量；分解者的能量來(lái)自生產(chǎn)者和消費(fèi)者。 每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量去路：一是通過(guò)呼吸作用分解一部分有機(jī)物，釋放能量，供生命活動(dòng)利用；二是隨尸體、排泄物等流入分解者中去；三是有一小部分有機(jī)物中的能量流入到下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)中（最后一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)除外），這是通過(guò)捕食關(guān)系進(jìn)行的。 5.特點(diǎn)：逐級(jí)遞減和單向流動(dòng)。 逐級(jí)遞減的原因：第一，各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物都會(huì)因呼吸作用消耗相當(dāng)

6、大的一部分能量；第二，各營(yíng)養(yǎng)級(jí)總有一部分生物未被下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物所利用。 單向流動(dòng)的原因：第一，食物鏈中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的順序是不可逆轉(zhuǎn)的，這是長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果；第二，各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量大部分以呼吸作用產(chǎn)生的熱能的形式散失掉，熱能是能量流動(dòng)的最終歸宿。這些能量是不能重復(fù)利用的。 6.“林德曼效率”（即“十分之一定律”）：其含義是“在輸入到一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量中大約只有10%的能量流動(dòng)到下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)”。這里的能量指的是該營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物同化的能量。 即：能量傳遞效率下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量/上一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量100%。 探究二：生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán) 組成生物體的碳、氫、氧、氮、磷、硫等化學(xué)元素在生態(tài)系統(tǒng)中一次次地被循

7、環(huán)利用，就是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，又稱(chēng)生物地球化學(xué)循環(huán)。 對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)的概念，要從以下四個(gè)方面理解： 1.生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)的范圍是指地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)生物圈，也就是說(shuō)物質(zhì)循環(huán)具有全球性。 2.所指的物質(zhì)主要是指組成生物體的基本元素，而不是指由這些元素組成的糖類(lèi)、脂肪和蛋白質(zhì)等具體形態(tài)的物質(zhì)。 3.所指的循環(huán)是指組成生物體的基本元素在生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境之間的往返運(yùn)動(dòng)，其中伴隨著復(fù)雜的物質(zhì)變化和能量變化。 4.生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)離不開(kāi)能量流動(dòng)。 探究三：生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系項(xiàng)目能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)形式以有機(jī)物的形式流動(dòng)以無(wú)機(jī)物的形式流動(dòng)過(guò)程沿食物鏈（網(wǎng)）單向流動(dòng)在無(wú)機(jī)環(huán)境生物

8、群落間往復(fù)循環(huán)范圍生態(tài)系統(tǒng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)全球性特點(diǎn)單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減反復(fù)出現(xiàn)、循環(huán)流動(dòng)聯(lián)系能量的固定、轉(zhuǎn)移、釋放離不開(kāi)物質(zhì)的合成和分解物質(zhì)是能量沿食物鏈（網(wǎng)）流動(dòng)的載體能量是物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中往復(fù)循環(huán)的動(dòng)力總之，二者互為因果、相輔相成，具有不可分割的聯(lián)系 生態(tài)系統(tǒng)中的各種組成成分非生物環(huán)境、生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者，正是通過(guò)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)，才緊密地聯(lián)系在一起，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，圖解如下：題例領(lǐng)悟 【例題1】 2008上海卷，32 下圖表示某生態(tài)系統(tǒng)中，四種生物所同化的有機(jī)物的量占該生態(tài)系統(tǒng)有機(jī)物總量的比例，則這四種生物之間的食物關(guān)系最可能的是（ ） 解析：生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)是沿食物鏈由低營(yíng)養(yǎng)級(jí)向

9、高營(yíng)養(yǎng)級(jí)進(jìn)行的。其傳遞效率一般約為10%。因此，不同營(yíng)養(yǎng)級(jí)所含的能量多少不同，形成金字塔形結(jié)構(gòu)。從給出的餅狀圖可以看出，甲占85%，說(shuō)明甲是生產(chǎn)者，位于第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)；乙和丙含有的能量相近，說(shuō)明兩者位于同一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)（第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)，是初級(jí)消費(fèi)者）；丁含有的能量最少，說(shuō)明丁位于第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)，是次級(jí)消費(fèi)者。據(jù)此，我們可以推測(cè)出甲丁四種生物之間的食物關(guān)系最可能的是A選項(xiàng)所示的關(guān)系。 答案：A 領(lǐng)悟 生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的規(guī)律是逐級(jí)遞減，單向不循環(huán)，傳遞效率一般約為10%，不超過(guò)20%。 【例題2】 2007重慶卷，1 稻鴨萍共作是一種新興的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式，其中，水生植物紅萍（滿(mǎn)江紅）適生于蔭蔽環(huán)境，可作為鴨子的飼

10、料，鴨子能吃有害昆蟲(chóng)并供肥，促進(jìn)水稻生長(zhǎng)，對(duì)以此模式形成的生態(tài)系統(tǒng)，下列敘述錯(cuò)誤的是（ ） A.該生態(tài)系統(tǒng)的主要功能是物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng) B.鴨子既是初級(jí)消費(fèi)者，又是次級(jí)消費(fèi)者 C.生物群落由水稻、紅萍、鴨子和有害昆蟲(chóng)組成 D.水稻和紅萍分層分布，能提高光能利用率 解析：本題考查對(duì)生態(tài)系統(tǒng)及生物群落的理解，生態(tài)系統(tǒng)的主要功能是物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)。該生態(tài)系統(tǒng)中鴨子是雜食性動(dòng)物，既可以以植物為食，又可以以害蟲(chóng)等動(dòng)物為食，所以既是初級(jí)消費(fèi)者，又是次級(jí)消費(fèi)者。水稻和紅萍因形態(tài)結(jié)構(gòu)差異，呈現(xiàn)垂直分層分布，這樣能提高光能利用率。生物群落是在一定的自然區(qū)域內(nèi)，相互之間具有直接或間接關(guān)系的各種生物的總和，在該

11、區(qū)域內(nèi)，除了水稻、紅萍、鴨子和有害昆蟲(chóng)，還有雜草等植物，其他昆蟲(chóng)、鳥(niǎo)類(lèi)動(dòng)物，細(xì)菌、真菌等微生物，所有這些生物組成了生物群落，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：C 【例題3】 我國(guó)北方處于平衡狀態(tài)的某森林生態(tài)系統(tǒng)，其碳素循環(huán)如下圖，箭頭和字母分別表示碳素傳遞方向和轉(zhuǎn)移量。下列選項(xiàng)正確的是（ ） A.夏季，ab+c+e B.秋季，e+fg C.夏季，g=b+e+f D.冬季，dc+f 解析：解此題時(shí)首先應(yīng)該分析ag代表的意義。a：光合作用；b、d：呼吸作用；g：分解作用；c：動(dòng)物攝食；e、f：動(dòng)植物的遺體、殘落物。由于我國(guó)北方的夏季溫度高，光照強(qiáng)，光照時(shí)間長(zhǎng)，所以生產(chǎn)者光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物總是多于支出的，從而

12、使有機(jī)物得以積累，植物體不斷長(zhǎng)大。 答案：A 領(lǐng)悟 在穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)和能量的輸入總是大于輸出，生態(tài)系統(tǒng)才能保持穩(wěn)定。 【例題4】 在自然生態(tài)系統(tǒng)中，物質(zhì)是能量的載體。下列敘述正確的是（ ） A.能量可驅(qū)動(dòng)物質(zhì)循環(huán) B.物質(zhì)和能量可循環(huán)利用 C.能量只能在食物鏈中流動(dòng) D.能量和生物數(shù)量金字塔均可倒置 解析：生態(tài)系統(tǒng)的功能是物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)，物質(zhì)是能量的載體，能量是物質(zhì)循環(huán)的動(dòng)力。能量流動(dòng)是逐級(jí)遞減、單向不循環(huán)的。能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的渠道是食物鏈和食物網(wǎng)。能量金字塔永遠(yuǎn)是正立的。 答案：A 領(lǐng)悟 生態(tài)系統(tǒng)的功能是物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)，能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的渠道是食物鏈和食物網(wǎng)。物質(zhì)是能量的載

13、體，能量是物質(zhì)循環(huán)的動(dòng)力。課堂反饋 1.在生態(tài)系統(tǒng)中，生產(chǎn)者所制造的有機(jī)物，最終消失于（ ） A.初級(jí)消費(fèi)者 B.次級(jí)消費(fèi)者 C.三級(jí)消費(fèi)者 D.分解者 解析：考查物質(zhì)循環(huán)的大致過(guò)程。無(wú)機(jī)環(huán)境中的無(wú)機(jī)物通過(guò)生產(chǎn)者的光合作用或化能合成作用合成有機(jī)物，有機(jī)物順著食物鏈或食物網(wǎng)傳遞的過(guò)程中，可以被生產(chǎn)者和各級(jí)消費(fèi)者所利用，但這不是最后的利用過(guò)程，生產(chǎn)者和消費(fèi)者體內(nèi)所含的有機(jī)物最終要隨尸體、糞便或殘枝敗葉被分解利用，變成CO2返回到無(wú)機(jī)環(huán)境，這樣生產(chǎn)者合成的有機(jī)物才最后消失。 答案：D 2.假設(shè)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量為100%，按最高傳遞效率計(jì)算，第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)和三級(jí)消費(fèi)者所獲得的能量應(yīng)為（ ） A.4%和0.8% B.0.8%和0.8% C.4%和4% D.20%和4% 解析：考查食物鏈的營(yíng)養(yǎng)級(jí)和消費(fèi)者級(jí)別的關(guān)系，及能量傳遞效率的計(jì)算。食物鏈各營(yíng)養(yǎng)級(jí)及消費(fèi)級(jí)別關(guān)系如下： 生產(chǎn)者初級(jí)消費(fèi)者次級(jí)消費(fèi)者三級(jí)消費(fèi)者 第一營(yíng)養(yǎng)級(jí) 第二營(yíng)養(yǎng)級(jí) 第二營(yíng)養(yǎng)級(jí) 第四營(yíng)養(yǎng)級(jí) 能量傳遞效率最高按20%計(jì)算，總能量為100%，所以第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得的能量為：20%20%=4%，三級(jí)消費(fèi)者所獲得的能量為20%20%20%=0.8%。 答案：A 3.如果一個(gè)人的食物中有1/2來(lái)自綠色植物，1/4來(lái)自小型肉食動(dòng)物，1/4來(lái)自羊肉。假如傳遞效率為10%，那么該人每增加1