資源簡介

生態系統的能量流動
教材版本：
濟南版生物 八年級下冊 第六單元 第二章 第三節能量流動和物質循環
工具：錄屏軟件
知識目標
①了解生態系統能量流動的概念。（重點）
②概述生態系統能量流動的過程和特點。（重點、難點）
③體會生態系統能量流動的實踐意義。
重難點突破策略:
①通過導入，復習生態系統的成分和營養結構,為學習能量流動做好準備。
②結合“生態系統中各營養級能量比較模式圖”,分析能量流動的傳遞效率,
以驗證和鞏固生態系統能量流動的特點
③通過設置幾個命題進行分組討論，加強理論聯系實際。
教學過程：
引言：
我們知道，食物鏈和食物網是生態系統的營養結構，生態系統的能量流動和物質循環就是沿著這種渠道進行的。
先來看一個小故事：（幻燈片）

魯濱遜流落在不毛的荒島上，假如只有15Kg玉米和一只母雞可以食用，那么使自己活的最長的辦法是：

魯濱遜在作了一番思考后，采用了“先吃雞，再吃玉米”的決定。
那么，他為什么會有這樣的決定呢?通過今天“能量流動”的學習，我們將得到答案：（幻燈片）
一、能量流動的概念
PPT：能量流動是指：生態系統中能量輸入、傳遞和散失的過程
注意：1、生態系統中的能量是通過食物鏈依次傳遞的。
2、食物鏈上的每一個環節，叫做一個營養級
例如：草 → 鼠 → 蛇 →鷹，在這條食物鏈中有四個營養級，其中，草，既是生產者，又是第一營養級；而鷹，既是三級消費者，又是第四營養級。

二、能量流動的過程
PPT：我們通過圖解來了解：生態系統能量流動的過程
⑴、太陽能進入第一營養級：生產者光合作用將太陽光能固定轉變成有機物中穩定的化學能。
⑵、輸入第一營養級的能量中：
①一部分：生產者呼吸作用中以熱能形式散失。
②、一部分：用于生產者生命活動，繼續儲存在有機物中。
③、一部分：隨殘枝敗葉被分解者分解
④、一部分：被初級消費者攝取，流入第二營養級。
⑶、能量在第二、三、四營養級中的變化，與第一營養級大致相同。

因此，能量流動的過程大致有如下規律：
1、輸入： 能量的最終源頭：太陽能
生態系統的總能量：生產者固定的太陽能的總量

2、傳遞：能量沿著食物鏈（網）逐級流動
3、轉化：太陽光能通過綠色植物的光合作用轉化為化學能再通過呼吸作用以熱能的形式散發出去。
4、散失：各級生物的呼吸作用及分解者的分解作用（呼吸），能量以熱能散失


三、能量流動的特點：
PPT：由于生物自身的呼吸消耗，以及植物的殘枝落葉和動物的骨骼、皮毛等難以被下一個營養級的生物利用，故而能量在沿著食物鏈流動的過程中是單向流動、逐級遞減的。一般來說，上一個營養級的能量，只有10%--20%能夠流入下一個營養級。在一個生態系統中，營養級越多，在能量流動中消耗的能量就越多，所以大多數食物鏈只有3--4個營養級。



學以致用：根據能量流動的原理, 我們來解釋 “一山不容二虎”的現象：老虎在生態系統中幾乎是最高營養級，通過食物鏈(網)流經老虎的能量已減到很小的程度。

相關鏈接：PPT
生態學家用能量金字塔模型來體現生態系統中能量流動的過程。在能量金字塔中，高一級的營養級疊加在低一級的營養級上，而底部都是綠色植物，能量金字塔的每一層代表每個營養級最多獲得的能量。

根據以上分析，讓我們再回到一開始的那個故事：
為什么要先吃雞呢?魯濱遜說：食物鏈越短，能量到體內的越多，活的時間就越長！
讓我們根據能量流動的特點，一起來“算一算 看一看”果真如魯濱遜所說嗎?
(假設雞自身重3kg)，
選擇一：先吃雞，再吃玉米，按最大傳遞效率20%計算，人獲得3.6千焦的能量。
選擇二：先吃玉米，同時用部分玉米喂雞，吃雞生產的蛋，最后再吃雞
人獲得2.8千焦的能量。
結果不言而喻……..


由此可見，生態系統中的能量流動是有一定的規律可循的，我們總結一二：
規律（一）·在食物鏈“草→兔 → 鷹”中
1、假如現有草100公斤，最少可使鷹增重 公斤
設使鷹增重X1公斤，則：100*10%*10%=X1
2、假如現有草100公斤，最多可使鷹增重 公斤
設使鷹增重X2公斤，則：100*20%*20%=X2
3、假如要使鷹增加2公斤體重，最少要耗草 公斤
設最少耗草Y1公斤，Y1*20%*20%=2
4、假如要使鷹增加2公斤體重，最多要耗草 公斤
設最多耗草Y2公斤，Y2*10%*10%=2


規律（二）、

在某一食物網中，一個消費者往往同時占有多條食物鏈，當該消費者增加了某一值時，若要計算最少消耗生產者多少時，應選 最短 的食物鏈和最大傳遞效率 20% 進行計算，這樣消費者獲得的能量最多；若要計算最多消耗生產者多少時，應選 最長 的食物鏈和最小傳遞效率 10%進行計算，這樣消費者獲得的能量最少。


四、能量流動的研究意義
研究生態系統的能量流動，可以幫助人們合理地調整生態系統中能量流動的關系，使能量持續高效地流向對人類最有益的部分。例如：在農田生態系統中，如果把作物秸稈當燃料燒掉，人類就不能充分利用秸稈中的能量，如果秸稈做飼料喂牲畜，讓牲畜的糞便進入沼氣池，再將發酵產生的沼氣做燃料，沼氣池中的沼渣做肥料，就能實現對能量的多級利用，從而大大提高能量的利用效率。

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