高中彈力的教案
發(fā)表時(shí)間:2020-11-16高二生物《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)的過(guò)程》答辯題目與解析。
一名愛(ài)崗敬業(yè)的教師要充分考慮學(xué)生的理解性,高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是教師工作中的一部分。教案可以讓學(xué)生們能夠更好的找到學(xué)習(xí)的樂(lè)趣,幫助授課經(jīng)驗(yàn)少的高中教師教學(xué)。優(yōu)秀有創(chuàng)意的高中教案要怎樣寫呢?為此,小編從網(wǎng)絡(luò)上為大家精心整理了《高二生物《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)的過(guò)程》答辯題目與解析》,僅供參考,歡迎大家閱讀。
高二生物《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)的過(guò)程》答辯題目與解析
1.如何理解能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的基本功能?
地球上生命的生存與發(fā)展,完全依賴于生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán),能量的單向流動(dòng)和物質(zhì)周而復(fù)始的循環(huán)推動(dòng)了一切生命活動(dòng)的進(jìn)行。因此,能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)力核心,也是生態(tài)系統(tǒng)的基本功能。
從能量流動(dòng)來(lái)看:生物個(gè)體的生命活動(dòng)無(wú)時(shí)無(wú)刻不在消耗著能量,能量是推動(dòng)生物體各種生命活動(dòng)的動(dòng)力。不論哪種生物,只有不斷地獲得能量,才能生活下去。同樣,由生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng),其生存與發(fā)展也離不開(kāi)能量的供應(yīng)。也就是說(shuō),能量必須不斷地從無(wú)機(jī)環(huán)境輸入到生物群落中,并沿食物鏈(網(wǎng))這個(gè)渠道進(jìn)行傳遞,才能維持群落中各種生物正常的生命活動(dòng)。能量的輸入、傳遞和消失就構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)過(guò)程。只有深入分析能量流動(dòng)的過(guò)程,才能發(fā)現(xiàn)并深刻理解能量流動(dòng)的特點(diǎn),并運(yùn)用能量流動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐。
本題屬于學(xué)科知識(shí)類問(wèn)題的考查。能量流動(dòng)這部分知識(shí)是學(xué)生所掌握的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容。而能量流動(dòng)的概念及其主要組成成分也是需要考生掌握的??脊僦饕肟疾鞂W(xué)員能否真正的掌握生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的知識(shí)點(diǎn)。
2.本節(jié)課的教學(xué)應(yīng)用了探究性學(xué)習(xí)方法具體有哪些步驟和特征?
學(xué)生積極主動(dòng)地獲取生物科學(xué)知識(shí),領(lǐng)悟科學(xué)研究方法而進(jìn)行的各種活動(dòng)。主要包括:(1)提出問(wèn)題;(2)作出假設(shè);(3)制定計(jì)劃;(4)實(shí)施計(jì)劃;(5)得出結(jié)論;(6)表達(dá)、交流。等幾個(gè)步驟,而探究性學(xué)習(xí)的特征則體現(xiàn)在(1)學(xué)生對(duì)自然事物與現(xiàn)象主動(dòng)地去研究,經(jīng)過(guò)探究自然的過(guò)程獲得知識(shí);(2)為了研究自然而培養(yǎng)所需要的探究能力;(3)有效地形成認(rèn)識(shí)自然基礎(chǔ)的科學(xué)概念;(4)培養(yǎng)探究未知自然的積極態(tài)度;(5)通過(guò)探究活動(dòng)而學(xué)得的知識(shí)是科學(xué)概念而不是文字知識(shí)。
本題屬于教學(xué)設(shè)計(jì)類問(wèn)題的考查。該問(wèn)題是針對(duì)探究性學(xué)習(xí)的方法進(jìn)行的追問(wèn)。針對(duì)于探究性學(xué)習(xí)方法類的問(wèn)題,考生回答時(shí)需要注意的是:(1)使學(xué)生通過(guò)自己的努力來(lái)解決問(wèn)題或回答問(wèn)題;(2)保持學(xué)生的好奇心;(3)讓學(xué)生參與需要高水平認(rèn)知和技能的活動(dòng);(4)形成積極地對(duì)待科學(xué)的態(tài)度;(5)為學(xué)生提供具體的經(jīng)驗(yàn)。
3.針對(duì)本節(jié)課,你怎樣在有學(xué)生的情況下達(dá)到預(yù)設(shè)?
在生物新課程的學(xué)習(xí)中,某個(gè)預(yù)設(shè)性的結(jié)論的獲得不再是唯一的目標(biāo),學(xué)生自己的探索、思考與體驗(yàn)過(guò)程越來(lái)越成為學(xué)習(xí)的關(guān)注點(diǎn)。這樣的過(guò)程既不是完全由教育者預(yù)先設(shè)計(jì)好的、在教學(xué)過(guò)程中不可更改的死的計(jì)劃,也不是學(xué)生無(wú)目的的、隨意的、自發(fā)的、無(wú)限發(fā)散的生成過(guò)程,而是預(yù)設(shè)與生成、封閉與開(kāi)放、靜態(tài)與動(dòng)態(tài)的矛盾統(tǒng)一體,這樣一個(gè)過(guò)程既包括事先對(duì)教學(xué)過(guò)程的精心準(zhǔn)備和預(yù)設(shè),更是對(duì)教學(xué)過(guò)程的真實(shí)進(jìn)行狀態(tài)密切關(guān)注,通過(guò)教師對(duì)學(xué)生的認(rèn)知和情感需求狀態(tài)的價(jià)值判斷,不斷調(diào)整活動(dòng),經(jīng)歷對(duì)話、溝通和合作,產(chǎn)生相互影響,以動(dòng)態(tài)生成方式推進(jìn)學(xué)生更加有效學(xué)習(xí)的過(guò)程。教學(xué)過(guò)程是一個(gè)充滿偶然性、不可預(yù)知性和神秘感的藝術(shù)化工程。在這個(gè)過(guò)程中,教師和學(xué)生通過(guò)持續(xù)的創(chuàng)造性探究獲得活生生的真實(shí)體驗(yàn),實(shí)現(xiàn)主體性的發(fā)揮、個(gè)性的解放和人格的重構(gòu)。因此,教學(xué)本身是不可能被預(yù)先完全設(shè)計(jì)好的,教學(xué)設(shè)計(jì)是教師和學(xué)生在具體教學(xué)情景中持續(xù)創(chuàng)造的過(guò)程。
本題屬于教學(xué)實(shí)施類問(wèn)題的考查。主要考查預(yù)設(shè)與生生的是否科學(xué)合理的應(yīng)用在課堂教學(xué)中。預(yù)設(shè)與生成的統(tǒng)一是建立在教材和學(xué)情精確分析的前提下,是考查考生對(duì)于教材和學(xué)生的精確把握的情況??忌诨卮鸫祟悊?wèn)題需要注意的是要與試講時(shí)的方法一致。
4.為什么能量流動(dòng)只能是單向的?
能量之所以單向流動(dòng)即能量只能從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向第二營(yíng)養(yǎng)級(jí),再依次流向后面各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí),既不能逆向流動(dòng),也不能循環(huán)流動(dòng),是因?yàn)樯镏g的捕食關(guān)系是一定的,能量只能由被捕食者流向捕食者而不能逆流。由于太陽(yáng)能是生態(tài)系統(tǒng)能量的源頭,生產(chǎn)者只有通過(guò)光合作用,才能將太陽(yáng)能固定在它所合成的有機(jī)物中并輸入到生態(tài)系統(tǒng)的第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)。而當(dāng)能量沿食物鏈流動(dòng)時(shí),每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物都進(jìn)行呼吸作用釋放一部分熱能,這部分熱能一旦散失,生產(chǎn)者是不能固定的。因此,能量不能循環(huán)流動(dòng)。由此可見(jiàn),生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)放的能量耗散系統(tǒng),太陽(yáng)能必須不斷地輸入生態(tài)系統(tǒng),才能滿足各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物對(duì)能量的需求。但是,生態(tài)系統(tǒng)從屬于“物理系統(tǒng)”,其能量流動(dòng)照樣遵循能量守恒定律。
本題屬于學(xué)科知識(shí)類問(wèn)題的考查。此道題是在考查考生的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)??忌诨卮疬@類問(wèn)題時(shí),注意語(yǔ)言表達(dá)上需要做到言簡(jiǎn)意賅。同時(shí)對(duì)于學(xué)科知識(shí)可以適當(dāng)延伸至更加深入化的解讀和擴(kuò)充(前提建立在對(duì)于知識(shí)掌握特別精確的情況下)這樣就可以很好的讓考官看到你專業(yè)而又扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)。在準(zhǔn)備不充分時(shí),可適當(dāng)歉疚的表示日后這方面還需要多加學(xué)習(xí),不斷提高自己才行。
5.本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)是什么?
根據(jù)我對(duì)本節(jié)課教材和學(xué)情的分析,我確定了如下的教學(xué)目標(biāo):
知識(shí)與技能目標(biāo):
了解生態(tài)系統(tǒng)中能量的來(lái)源、流動(dòng)渠道。
過(guò)程與方法目標(biāo):
鍛煉識(shí)圖能力、觀察和分析能力。
情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo):
通過(guò)討論“研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的意義”這一教學(xué)內(nèi)容,理解科學(xué)是第一生產(chǎn)力的觀
點(diǎn)。
本題屬于教學(xué)設(shè)計(jì)類問(wèn)題的考查。該問(wèn)題是針對(duì)教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行的追問(wèn)。針對(duì)于教學(xué)目標(biāo)類的問(wèn)題,考生回答時(shí)需要注意的是:1.行為主體一定是學(xué)生。2.體現(xiàn)出來(lái)三維教學(xué)目標(biāo),依次回答。3.與試講中的目標(biāo)一致,但注意盡量回憶性作答而不是去看教案。
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古人云,工欲善其事,必先利其器。高中教師要準(zhǔn)備好教案為之后的教學(xué)做準(zhǔn)備。教案可以讓學(xué)生更好的消化課堂內(nèi)容,幫助高中教師提高自己的教學(xué)質(zhì)量。那么如何寫好我們的高中教案呢?下面是小編幫大家編輯的《高二生物《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)》復(fù)習(xí)學(xué)案》,僅供您在工作和學(xué)習(xí)中參考。
高二生物《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)》復(fù)習(xí)學(xué)案
1、分析生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的過(guò)程。
2、得出能量流動(dòng)的特點(diǎn)。
3、概述能量流動(dòng)的意義。
4、應(yīng)用能量流動(dòng)規(guī)律進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。
5、通過(guò)分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的特點(diǎn),體驗(yàn)用普遍聯(lián)系的觀點(diǎn)來(lái)分析事物的方法。
1、生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的過(guò)程和特點(diǎn)。
2、生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的特點(diǎn)及形成原因。
思考:將鮮奶制成酸奶,所含能量_______(增加、減少)了,其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值______(提高、降低)了。
(分析:鮮奶中的葡萄糖每摩爾含能量2870kJ,在發(fā)酵分解成乳酸的過(guò)程中,每摩爾葡萄糖釋放196.65kJ能量用于乳酸菌的“生命活動(dòng)和熱量的散失”。因而牛奶制成酸奶過(guò)程中能量減少了。但因?yàn)轷r奶中所含的乳糖,對(duì)于缺乏乳糖酶的人來(lái)說(shuō)是無(wú)法吸收利用的,而乳酸發(fā)酵過(guò)程中使乳糖分解為葡萄糖,進(jìn)而轉(zhuǎn)變?yōu)槿樗?,這樣有利于人體的消化吸收,故而提高了其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。)
課本P93問(wèn)題探討:
1、能量流動(dòng)的概念
指生態(tài)系統(tǒng)中能量的_________、_________、__________和_________的過(guò)程。
2、能量流動(dòng)的過(guò)程
上圖為生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)示意圖,請(qǐng)結(jié)合圖示分析:
(1)能量輸入總量:_____________________________;指生產(chǎn)者通過(guò)_____________,將光能轉(zhuǎn)化為_(kāi)__________并儲(chǔ)存在有機(jī)物中,這樣意味著非生物環(huán)境中的______________進(jìn)入到生物群落。
(2)能量流動(dòng)的渠道:______________和_______________。
(3)能量流動(dòng)中能量形式的轉(zhuǎn)化:________→生物體有機(jī)物中的化學(xué)能→_______(最終散失)。
另:能量轉(zhuǎn)化方面,如動(dòng)物通過(guò)消耗身體內(nèi)儲(chǔ)存的化學(xué)能變成爬、跳、飛、游的機(jī)械能。
(4)能量傳遞的形式:__________________________。
(5)能量散失的主要途徑:_________(包括各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物本身的呼吸及分解者的呼吸);
能量散失的主要形式:_________。
(6)以第一、第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)為例,分析生產(chǎn)者、消費(fèi)者能量的來(lái)源與去向:
綜上所述,能量不管如何傳遞,最終都以_______的形式從生物群落中散失,只有__________源源不斷地固定__________,才能保證生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的正常進(jìn)行。每一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量都只有一個(gè)來(lái)源,三個(gè)去向:、、。
思考:生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)和轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒定律?為什么?
3、能量流動(dòng)的特點(diǎn):
林德曼的研究發(fā)現(xiàn),生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)具有兩個(gè)明顯的特點(diǎn):
(1)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)是_________的。即流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的能量不可能再回到這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)來(lái)。
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;
各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量總是趨向于以呼吸作用產(chǎn)生的熱能散失掉。
(2)能量在流動(dòng)過(guò)程中___________。傳遞效率:____________。
各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物都會(huì)因呼吸作用消耗相當(dāng)大的一部分能量;
各營(yíng)養(yǎng)級(jí)總有一部分生物未被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物所利用。
思考:流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量,為什么不能百分百流到下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)?
4、能量在食物鏈中傳遞的計(jì)算:
(1)在一條食物鏈中,若某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的總能量為n,則最多傳到下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量為:n20%(0.2n),最少為:n10%(0.1n)。
(2)在一條食物鏈中,某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量為n,需要前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量至少為:n÷20%=5n,最多為:n÷10%=10n。
(3)能量傳遞效率的相關(guān)“最值”計(jì)算
5、生物金字塔類型
(1)能量金字塔:將單位時(shí)間內(nèi)各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)所得到的__________,按營(yíng)養(yǎng)級(jí)_____繪成圖,所形成的一個(gè)金字塔圖形。從能量金字塔可以看出,一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中,營(yíng)養(yǎng)級(jí)_______,能量流動(dòng)過(guò)程中_____________。生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)一般不超過(guò)4~5個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。
(2)數(shù)量金字塔:一般為正金字塔形。生物個(gè)體數(shù)目在食物鏈中隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)升高而________。
備注:根據(jù)能量流動(dòng)的逐級(jí)遞減原則,在建立與人類相關(guān)的食物鏈時(shí),應(yīng)盡量_____食物鏈。(可回應(yīng)問(wèn)題探討:流落荒島,(1)先吃雞,再吃玉米;(2)先吃玉米,玉米喂雞,雞產(chǎn)蛋,再吃雞?)
數(shù)量金字塔的倒置,如一顆樹(shù)與樹(shù)上昆蟲及鳥的數(shù)量關(guān)系。
6、研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義:
能量流動(dòng)的研究可以幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì),使能量得到最有效的利用。
可以幫助人們合理地_________________,使能量持續(xù)高效地流向?qū)________的部分。
例1、若鹿的消耗量為100%,其糞尿量為36%,呼吸量為48%,則鹿的同化量為_(kāi)______。
要真正理解同化的含義,是轉(zhuǎn)變成自己的那一部分,而糞是攝入的食物中并沒(méi)有被同化的殘?jiān)M癁樽约旱牟庞兴^的呼吸消耗。
例2、(2009江蘇卷)下列4種現(xiàn)象中,不適宜用生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)規(guī)律進(jìn)行合理分析的是()
A.虎等大型肉食動(dòng)物容易成為瀕危物種B.藍(lán)藻易在富營(yíng)養(yǎng)化水體中爆發(fā)
C.飼養(yǎng)牛、羊等動(dòng)物,成本低、產(chǎn)量高D.巨大的藍(lán)鯨以微小的浮游動(dòng)物為食
本題考查的是生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)。能量流動(dòng)的特點(diǎn)是單向流動(dòng)和逐漸遞減。A中虎等大型肉食動(dòng)物處在最高營(yíng)養(yǎng)級(jí),獲得的能量最少,因此容易成為瀕危物種。藍(lán)藻爆發(fā)是因?yàn)樗w中含有大量的N、P等元素,給藍(lán)藻提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),利于藍(lán)藻的生長(zhǎng),因此沒(méi)有能量流動(dòng)。C中牛、羊等屬于第二營(yíng)養(yǎng)級(jí),獲得的能量較多,因此成本低,產(chǎn)量高。D中藍(lán)鯨以浮游動(dòng)物為食,能量便由浮游動(dòng)物流向了藍(lán)鯨。故選項(xiàng)B是正確的。
例3、某人捕得一條重2kg的雜食海魚,若此魚的食物有1/2來(lái)自植物,1/4來(lái)自草食魚類,1/4來(lái)自以
草食魚類為食的小型肉食魚類,則該魚至少需要海洋植物多少______kg?
由題意可知,這條魚的食物來(lái)源于三條食物鏈,即:植物→雜食魚;植物→草食魚類→雜食魚;植物→草食魚類→小型肉食魚類→雜食魚,由較高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物量求其對(duì)較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)的需要量時(shí),應(yīng)按能量傳遞效率20%計(jì)算。
1.從生態(tài)學(xué)角度分析,生態(tài)系統(tǒng)中流動(dòng)的能量最初來(lái)源于()
A.光合作用B.高能化學(xué)鍵C.綠色植物D.太陽(yáng)光能
2.下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的描述錯(cuò)誤的是()
A.食物鏈和食物網(wǎng)是能量流動(dòng)的渠道B.食物鏈中初級(jí)消費(fèi)者越多,次級(jí)消費(fèi)者獲得的能量越少
C.各營(yíng)養(yǎng)級(jí)從低到高能量呈金字塔形D.食物鏈越短,可供養(yǎng)的消費(fèi)者越多
3.下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的敘述中,正確的是()
A.一種蜣螂專以大象糞為食,則該種蜣螂最多能獲取大象所同化能量的20%
B.當(dāng)狼捕食兔子并同化為自身的有機(jī)物時(shí),能量就從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)
C.生產(chǎn)者通過(guò)光合作用合成有機(jī)物,能量就從非生物環(huán)境流入生物群落
D.生態(tài)系統(tǒng)的能量是伴隨物質(zhì)而循環(huán)利用的
4.一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)應(yīng)包括()
A.能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)B.生物群落及其無(wú)機(jī)環(huán)境
C.生態(tài)系統(tǒng)的成分、食物鏈和食物網(wǎng)D.垂直結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu)
1.在一定的時(shí)間內(nèi),某生態(tài)系統(tǒng)中的全部生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能為a,全部消費(fèi)者所同化的能量為b,全部分解者獲得的能量為c,則A、B、c之間的關(guān)系是()
A.a(chǎn)=b+cB.a(chǎn)b+cC.a(chǎn).a(chǎn)b=c
2.由于“赤潮”的影響,一條4Kg重的雜食性海洋魚死亡,假如該雜食性的食物有1/2來(lái)自植物,1/4來(lái)自草食魚類,1/4來(lái)自以草食魚類為食的小型肉食魚類,按能量流動(dòng)效率20%計(jì)算,該雜食性魚從出生到死亡,共需海洋植物()
A.120kgB.160kgC.60kgD.100kg
3.假設(shè)圖示食物網(wǎng)中的水稻固定的太陽(yáng)能為N,能量傳遞效率為10,則人獲得的能量為()
A.等于10-1NB.等于10-2NC.少于10-1ND.少于10-2N
4.稻田中農(nóng)民要拔掉稗草,魚塘中要不斷清除肉食性的“黑魚”,用生態(tài)學(xué)觀點(diǎn)看,這是為了()
A.保持生態(tài)平衡B.保持生物群落的單一性
C.調(diào)整能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動(dòng)的方向D.使物質(zhì)能夠盡快地循環(huán)流動(dòng)
5.下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的敘述中錯(cuò)誤的是()
A當(dāng)狼捕食兔子并轉(zhuǎn)化為自身的有機(jī)物時(shí),能量就從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)
B當(dāng)狼吃掉一只兔子時(shí),狼不可能獲得兔子的全部能量
C生產(chǎn)者通過(guò)光合作用合成有機(jī)物,能量就從非生物環(huán)境流入生物群落
D生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是單向的,逐級(jí)遞減的
6.在浮游植物→小魚→海豹→虎鯨這條食物鏈中,若虎鯨增加1kg體重,至少消耗浮游植物的量為
A、1kgB、10kgC、125kgD、1000kg
7.下列除哪項(xiàng)外,均為對(duì)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)能量流動(dòng)特征的描述:
A、食物鏈和食物網(wǎng)是能量流動(dòng)的渠道B、食物鏈中初級(jí)消費(fèi)者越多,次級(jí)消費(fèi)者獲得的能量越多
C、單向流動(dòng),逐級(jí)遞減D、食物鏈越短,可供養(yǎng)的消費(fèi)者越多
8.某池塘生態(tài)系統(tǒng)全部生產(chǎn)者所固定的大陽(yáng)能總值為a,全部消費(fèi)者所利用的能量總值為b,全部分解者所利用的能量總值為c.那么,a、b、c三者之間的關(guān)系為:
A、ab,b=cB、a=b+cC、ab+cD、a
9.下圖是草原生態(tài)系統(tǒng)中的一條食物鏈及能量流動(dòng)圖解,回答問(wèn)題。
圖中D表示______。
能量在逐級(jí)遞減中,傳遞率按20%計(jì)算,若狐獲得的能量是8千焦,傳遞給狼的能量為_(kāi)_____千焦,狼獲得的能量中,草應(yīng)供給這條食物鏈的能量為_(kāi)_____千焦。
圖中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)通過(guò)A______作用被消耗,通過(guò)B____利用,而B又通過(guò)C_____被消耗。
10.下圖是某湖泊生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的定量分析圖解。圖中A、B、C代表三個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí),數(shù)字均為實(shí)際測(cè)得的能量數(shù),單位是百萬(wàn)千焦。已知該生態(tài)系統(tǒng)受到的太陽(yáng)輻射為118872百萬(wàn)千焦,但其中118761百萬(wàn)千焦的能量未被利用。請(qǐng)回答:
(1)請(qǐng)將流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量數(shù)填寫在圖中的方框內(nèi),這部分能量是___________所固定的太陽(yáng)能。
(2)能量從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的轉(zhuǎn)化效率為_(kāi)___%,從第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的轉(zhuǎn)化效率為_(kāi)__%。
(3)由圖可知,下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)不能得到上一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的全部能量,原因有:各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物體內(nèi)的大量能量供_______;其次是上一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的部分能量_______________;還有少數(shù)能量被___________利用。
11.下表是對(duì)某水生生態(tài)系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)級(jí)和能量流動(dòng)情況的調(diào)查結(jié)果,表中A、B、C、D分別表示不同的營(yíng)養(yǎng)級(jí),E為分解者。Pg表示生物同化作用固定能量的總量,Pn表示生物體儲(chǔ)存的能量(Pn=Pg-R),R表示生物呼吸消耗的能量。請(qǐng)分析回答:(單位:102kJ·(m2·a)-1)
能量流動(dòng)是從A、B、C、D中的哪個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)開(kāi)始的?為什么?________________________________________。
該生態(tài)系統(tǒng)中能量從第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞到第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)的效率是_____%
從能量輸入和輸出角度看,該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是否增加?為什么?
____________________________________________________________。
高二生物《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)》教案設(shè)計(jì)
作為優(yōu)秀的教學(xué)工作者,在教學(xué)時(shí)能夠胸有成竹,作為高中教師準(zhǔn)備好教案是必不可少的一步。教案可以讓學(xué)生能夠在課堂積極的參與互動(dòng),使高中教師有一個(gè)簡(jiǎn)單易懂的教學(xué)思路。你知道如何去寫好一份優(yōu)秀的高中教案呢?經(jīng)過(guò)搜索和整理,小編為大家呈現(xiàn)“高二生物《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)》教案設(shè)計(jì)”,僅供您在工作和學(xué)習(xí)中參考。
高二生物《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)》教案設(shè)計(jì)
一、教材及學(xué)習(xí)任務(wù)分析
《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)》普通課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教材(人教版)生物必修模塊3第五章第二節(jié)的內(nèi)容。它是本章第一節(jié)的知識(shí)延伸,是生態(tài)系統(tǒng)的三大功能中最重要的一個(gè)功能?!渡鷳B(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)》揭示了能量在生態(tài)系統(tǒng)中的流動(dòng)過(guò)程和特點(diǎn)。能量的流動(dòng)在整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中,不論從個(gè)體層面還是群體水平,都是存在的。我們學(xué)習(xí)時(shí),一般在群體水平上研究,這種將群體看作是一個(gè)整天的方法在以后的學(xué)習(xí)中會(huì)經(jīng)常用到。
同時(shí),在本節(jié)的學(xué)習(xí)過(guò)程中,我們需要掌握能量流動(dòng)的概念以及能量流動(dòng)的方式和過(guò)程。能過(guò)具象化的表示或闡述能量流動(dòng)的流程。能夠概述能量流動(dòng)在實(shí)際生活中的意義。嘗試調(diào)查周圍生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)情況。
二、學(xué)習(xí)對(duì)象分析
《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)》是建立在生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上的,它體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的功能。同學(xué)們已經(jīng)學(xué)習(xí)了生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),對(duì)生態(tài)系統(tǒng)有基本的了解,但是缺乏將個(gè)體看做一個(gè)整體進(jìn)行系統(tǒng)性分析的能力,這樣會(huì)導(dǎo)致分析能量流動(dòng)時(shí)以個(gè)體的視角審視,無(wú)法深刻領(lǐng)會(huì)能量流動(dòng)的內(nèi)涵。同時(shí)學(xué)生缺乏具象化思維能力,可能會(huì)無(wú)法分清能量流動(dòng)的過(guò)程和方向。
三、教學(xué)目標(biāo)的確立
1、理解生態(tài)系統(tǒng)中能量的來(lái)源,流動(dòng)渠道和研究目的。
2、概述能量流動(dòng)的特點(diǎn)。
3、說(shuō)出研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義。
1、使用數(shù)據(jù)分析能量流動(dòng)的特點(diǎn)。
2、嘗試調(diào)查農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)情況。運(yùn)用所學(xué)知識(shí),分析和處理相關(guān)數(shù)據(jù),計(jì)算能量利用效率。
關(guān)注農(nóng)業(yè)發(fā)展和生態(tài)農(nóng)業(yè)的建設(shè),形成生態(tài)學(xué)觀點(diǎn)。認(rèn)同科學(xué)服務(wù)于社會(huì)觀點(diǎn)。
四、學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)
生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過(guò)程和特點(diǎn)
五、學(xué)習(xí)研究目標(biāo)
1.在群體水平上分析能量流動(dòng)的過(guò)程。
2.闡述能量流動(dòng)在實(shí)際生活中的意義
六、學(xué)習(xí)思路設(shè)計(jì)
本節(jié)教學(xué)可以從“問(wèn)題探討”出發(fā),引發(fā)學(xué)生的討論,在學(xué)生討論的過(guò)程中,引導(dǎo)學(xué)生從能量角度考慮,并提示學(xué)生“生命活動(dòng)離不開(kāi)能量,生物需要不段的獲取能量才能夠生存”。進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生“那么什么是能量呢?能量一般以什么樣的形式出現(xiàn)呢?不同的生物獲取能量的方式是如何的呢?”在一步步的引導(dǎo)中,學(xué)生能夠逐漸明確能量的存在形式,可以將抽象的“能量”概念具象為“食物,陽(yáng)光”等實(shí)物。
然后再進(jìn)一步的引導(dǎo)學(xué)生回答“是不是獲取了能量以后,所有的能量都被利用呢?能量是沿著什么線路進(jìn)行流動(dòng)的?”。其目的在于引起學(xué)生對(duì)能量流動(dòng)的短暫性思考,鋪墊后面的知識(shí)內(nèi)容。
在學(xué)生討論的基礎(chǔ)之上,提出能量流動(dòng)的概念。然后引導(dǎo)學(xué)生“我們?nèi)绾窝芯磕芰苛鲃?dòng)最能夠直觀的表現(xiàn)能量流動(dòng)的脈絡(luò)呢?”
七、學(xué)習(xí)準(zhǔn)備
網(wǎng)絡(luò)資料的準(zhǔn)備:制作能量流動(dòng)的多媒體視頻
八、課時(shí)安排:1課時(shí)
九、詳細(xì)學(xué)習(xí)過(guò)程
教師活動(dòng):同學(xué)們,如果你們流落到荒島,身邊只有一只雞和袋玉米,那么有兩種食用的辦法:
先吃雞,再吃玉米
先吃玉米,然后用一部分玉米喂雞,雞生下蛋,然后吃雞蛋,最后在吃雞。
這兩種方法大家覺(jué)得哪一種會(huì)使你存活的時(shí)間更長(zhǎng),能夠等待到救援呢?
學(xué)生活動(dòng):小組討論。有部分同學(xué)認(rèn)為第一種更好,有同學(xué)認(rèn)為第二種更好。
教師活動(dòng):不管大家選擇哪種,能不能說(shuō)明原因呢?
學(xué)生活動(dòng):小組討論
教師活動(dòng):其實(shí)這個(gè)問(wèn)題里面隱藏著一個(gè)十分重要的知識(shí)。那就是能量,生命活動(dòng)離不開(kāi)能量,生物需要不斷的從外界獲取能量才能維持自身的生命活動(dòng)。從外界獲取能量的最重要的方式就是攝食。剛才的問(wèn)題的實(shí)質(zhì)其實(shí)是想讓大家考慮,那種能量的利用方式是最合理的。
學(xué)生活動(dòng):難倒兩種能量的利用方式有什么不同嗎?
教師活動(dòng):確實(shí)有所不同,因?yàn)槟芰康牧魍ǚ绞降膯?wèn)題,大家回憶一下我們以前學(xué)習(xí)過(guò)的食物鏈和食物網(wǎng),能不能得出能量流動(dòng)的途徑呢?
學(xué)生活動(dòng):由于獲取能量的方式主要是捕食,而食物網(wǎng)和食物鏈恰好是以捕食的關(guān)系建立起來(lái)的,所以我們認(rèn)為能量的流動(dòng)就是以食物鏈為流通途徑的。
教師活動(dòng):非常好,那么讓我們一起以一條食物鏈為例來(lái)分析一下能量的流動(dòng)特點(diǎn)吧。
草→螞蚱→麻雀→老鷹
教師活動(dòng):首先請(qǐng)大家一起討論第一個(gè)問(wèn)題,能量既然在食物鏈中流動(dòng),那么這條食物鏈中的能量起源在哪里,是如何獲得的?
學(xué)生活動(dòng):這條食物鏈中的能量起源應(yīng)該是“草”中的能量,而“草”的能量來(lái)源應(yīng)該是自己吸收的太陽(yáng)的能量。
教師活動(dòng):非常正確,能量的來(lái)源確實(shí)是太陽(yáng)能,但是在這里大家注意一點(diǎn),太陽(yáng)的能量到達(dá)地球,并不是會(huì)百分之百的被植物所吸收,植物只能吸收其中的一部分,而絕大部分的能量會(huì)散失到周圍的環(huán)境中。所以能量的來(lái)源應(yīng)該是:植物所固定下來(lái)的太陽(yáng)能。
教師活動(dòng):那么接下來(lái)的能量流動(dòng)方式呢?
學(xué)生活動(dòng):草被螞蚱吃掉,因此能量就流入到螞蚱的體內(nèi)了
教師活動(dòng):草擁有的能量是不是百分之百的流入到螞蚱體內(nèi)呢?
學(xué)生活動(dòng):不會(huì)。
教師活動(dòng):確實(shí)不會(huì),草所含有的能量首先要維持自身的生命活動(dòng),包括呼吸,生長(zhǎng)發(fā)育,繁殖等。因此螞蚱最終獲得的只是其中一部分的能量。接下來(lái)請(qǐng)大家一起看一個(gè)能量流動(dòng)的視頻短片。
教師活動(dòng):播放“能量流動(dòng)的過(guò)程”。
教師活動(dòng):從中我們可以看出能量流動(dòng)的什么特點(diǎn)呢?
學(xué)生活動(dòng):能量隨著食物鏈的流動(dòng),越來(lái)越少,而且只有一個(gè)方向。
教師活動(dòng):是的,這就是能量流動(dòng)的最重要特征:?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng),逐級(jí)遞減。能量如何流動(dòng)是許多生物學(xué)家非常關(guān)心的問(wèn)題,僅僅做定性的分析是不夠的,還需要實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的支持。俗話說(shuō):“大魚吃小魚,小魚吃蝦米?!边@句簡(jiǎn)單的話語(yǔ)包含著重要的生態(tài)學(xué)原理。美國(guó)生態(tài)學(xué)家林德曼結(jié)合自己對(duì)賽達(dá)伯格胡的能量流動(dòng)進(jìn)行了調(diào)查,并且提出了能量流動(dòng)的“十分之一”定律。那么我們接著看看一位生物學(xué)家—林德曼的研究,大家用數(shù)據(jù)來(lái)表明能量流動(dòng)的特征。
教師活動(dòng):組織學(xué)生分析,歸納,整合數(shù)據(jù)。
教師活動(dòng):根據(jù)數(shù)據(jù)我們可以更直觀的看到,能量在流動(dòng)的過(guò)程中是一直減少的,而且每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的傳遞效率只有10%-20%。那么現(xiàn)在大家再來(lái)討論一下最初的問(wèn)題,那種方式更適合呢?
學(xué)生活動(dòng):第一種方式,因?yàn)槭澄镦満芏?,能量流失的較少。
教師活動(dòng):俗話說(shuō),“一山不容二虎”,請(qǐng)從能量流動(dòng)角度分析其可能原因。
學(xué)生活動(dòng):分析能量流動(dòng)規(guī)律,理解能量流動(dòng)金字塔。
教師活動(dòng):很好,那么能量流動(dòng)的知識(shí)在我們實(shí)際生活中會(huì)有什么樣的應(yīng)用呢?請(qǐng)大家分析這幾種情況:
稻田里面去除雜草。
?;~塘
學(xué)生活動(dòng):
研究桑基魚塘的合理性
討論得出:可以使能量流向人類更需要的方向。
教師活動(dòng):結(jié)合以上資料,試著分析研究能量流動(dòng)對(duì)于生產(chǎn)實(shí)踐有何意義?能不能改變生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的規(guī)律?請(qǐng)大家在討論思考,在我們身邊生活或者農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中有沒(méi)有相關(guān)的實(shí)例?
學(xué)生活動(dòng):討論身邊的沼氣池的建設(shè)以及農(nóng)業(yè)生態(tài)觀光園中的各種能量流動(dòng)實(shí)例。
總結(jié)歸納:本節(jié)課我們探討了生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng),通過(guò)學(xué)習(xí)我們知道能量的流動(dòng)遵循的是單項(xiàng)流動(dòng)逐級(jí)遞減的規(guī)律。而且能量是我們生命活動(dòng)中必不可少的。大家一定要分清楚能量在流動(dòng)的過(guò)程中的去向,這樣有助于我們提高能量的利用效率。
十、作業(yè)布置:
實(shí)地調(diào)查本地農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng),以小組為單位討論其成分,畫出該生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈和食物網(wǎng),并分析其中的生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)情況,并提出相應(yīng)改進(jìn)意見(jiàn)。
通過(guò)資料查閱我國(guó)現(xiàn)有生態(tài)農(nóng)業(yè)的經(jīng)典模式都有哪些?他們的優(yōu)勢(shì)在哪里?哪些可以為我們本地所用?
生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)
一名優(yōu)秀的教師就要對(duì)每一課堂負(fù)責(zé),作為教師就要早早地準(zhǔn)備好適合的教案課件。教案可以讓學(xué)生能夠在課堂積極的參與互動(dòng),使教師有一個(gè)簡(jiǎn)單易懂的教學(xué)思路。那么一篇好的教案要怎么才能寫好呢?為此,小編從網(wǎng)絡(luò)上為大家精心整理了《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)》,希望對(duì)您的工作和生活有所幫助。
第二節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)
1.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是指生態(tài)系統(tǒng)中能量的___________、___________、___________和____________的過(guò)程。
2.地球上幾乎所有的生態(tài)系統(tǒng)所需要的能量來(lái)自__________,流經(jīng)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量為_(kāi)________________。第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得的能量一部分通過(guò)_________以_________形式散失;一部分被________分解;還有一部分__________,其余的流入_________。
3.能量流動(dòng)的特點(diǎn)是______________、______________。能量在相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)間傳遞效率大約是_________。生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)一般不會(huì)超過(guò)_______個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。
4.從生態(tài)學(xué)角度分析,生態(tài)系統(tǒng)中流動(dòng)的能量最初來(lái)源于
A.光合作用B.高能化學(xué)鍵C.綠色植物D.太陽(yáng)光能
5.某食物鏈a→b→c中,a肯定比b具有
A.更大的個(gè)體體積B.更多的能量
C.更廣闊的生存區(qū)域D.更多的個(gè)體數(shù)
6.在生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)中,能量形式的轉(zhuǎn)變順序是
A.光能→化學(xué)能→熱能B.熱能→光能→化學(xué)能
C.化學(xué)能→光能→熱能D.光能→熱能→化學(xué)能
7.一片樹(shù)林中,樹(shù)、昆蟲和食蟲鳥類的個(gè)體數(shù)比例關(guān)系如圖所示,下列選項(xiàng)能正確表示樹(shù)、昆蟲、食蟲之間的能量流動(dòng)關(guān)系的是(選項(xiàng)方框面積表示能量的大?。?/p>
8.流經(jīng)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量
A.等于生產(chǎn)者固定的能量B.大于生產(chǎn)者固定的能量C.小于生產(chǎn)者固定的能量D.無(wú)法估計(jì)
9.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%
10.在南極生態(tài)系統(tǒng)中,一條食物鏈為:浮游植物→小魚→海豹→虎鯨。按能量傳遞規(guī)律,若虎鯨靠吃海豹來(lái)增加1公斤體重,至少消耗浮游植物的量為
A.1kgB.10kgC.125kgD.1000kg
11.若牛的攝入量為100%,糞便量為36%,呼吸量為48%,則牛的同化量為
A.16%B.52%C.64%D.84%
12.在下列食物鏈中,假設(shè)初級(jí)消費(fèi)者從生產(chǎn)者獲得的能量數(shù)值相同,提供給貓頭鷹的能量最多的是
A.綠色植物→蚱蜢→蜘蛛→蜥蜴→蛇→貓頭鷹
B.綠色植物→蚱蜢→青蛙→蛇→貓頭鷹
C.綠色植物→鼠→蛇→貓頭鷹
D.綠色植物→鼠→貓頭鷹
13.下列敘述,正確的是
A.當(dāng)狼吃掉一只兔子時(shí),就獲得了兔的全部能量
B.當(dāng)狼捕食兔子并經(jīng)同化作用合成了自身的有機(jī)物時(shí),能量就從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入了第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)
C.生產(chǎn)者通過(guò)光合作用制造了有機(jī)物時(shí),能量就由非生物環(huán)境流入了生物群落
D.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是往復(fù)循環(huán)的
14.下列敘述中,處于能量“金字塔”塔頂?shù)纳锸?br>
A.第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)、生產(chǎn)者B.第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)、次級(jí)消費(fèi)者
C.第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)、三級(jí)消費(fèi)者D.第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)、四級(jí)消費(fèi)者
15.某一生態(tài)系統(tǒng)中,已知一只鷹增重2kg要吃10kg小鳥,小鳥增重0.25kg要吃2kg昆蟲,而昆蟲增重100kg要吃1000kg綠色植物。在此食物鏈中這只鷹對(duì)綠色植物的能量利用百分率為
A.0.05%B.0.5%C.0.25%D.0.025%
16.運(yùn)用生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)規(guī)律分析下列選項(xiàng),能量不利于流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠值氖?br>
A.在森林中,使能量多儲(chǔ)存在木材里
B.在草原牧場(chǎng),使能量多流向牛和羊
C.能量流經(jīng)初級(jí)消費(fèi)者→次級(jí)消費(fèi)者→三級(jí)消費(fèi)者(人的食物)
D.在養(yǎng)魚池,讓有機(jī)肥料以腐屑形式被魚類或餌料動(dòng)物直接攝食
17.下圖是食物網(wǎng)簡(jiǎn)圖。分析并簡(jiǎn)要回答:
(1)該食物網(wǎng)含有______條食物鏈,寫出能量損失最少的一條食物鏈______________________,該食物網(wǎng)的主要成分是_________。
(2)圖中的初級(jí)消費(fèi)者是_________,蛇是_________消費(fèi)者,鷹占有的營(yíng)養(yǎng)級(jí)分別有_________營(yíng)養(yǎng)級(jí)。
(3)圖中的兔和蚱蜢兩者是_________關(guān)系。圖中所列生物是生態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)部分,再與_________一起,就構(gòu)成了一個(gè)群落。
(4)如果蚱蜢突然減少,蚯蚓數(shù)量將會(huì)_________。
(5)蛇每增加1千克體重至少需消耗的綠色植物_________千克。
生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)
例談生態(tài)系統(tǒng)“能量流動(dòng)”知識(shí)中的幾個(gè)特殊問(wèn)題
“能量流動(dòng)”是生態(tài)系統(tǒng)的重要功能之一。在高中生物知識(shí)中,能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系、能量流動(dòng)的特點(diǎn)、能量傳遞的效率等知識(shí)共同構(gòu)成了以“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)”為中心的知識(shí)體系。然而在“能量流動(dòng)”知識(shí)中,仍存在一些易被忽視或不常見(jiàn)的問(wèn)題,如“能量值”的表示方式、最值的計(jì)算、能量流動(dòng)與生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的關(guān)系等。本文就此結(jié)合教材談一談對(duì)這些問(wèn)題的認(rèn)識(shí),望能對(duì)教與學(xué)有所幫助。
一、能量流動(dòng)的幾種“最值”計(jì)算
由于一般情況下能量在兩個(gè)相鄰營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的傳遞效率是10%~20%。故在能量流動(dòng)的相關(guān)問(wèn)題中,若題干中未做具體說(shuō)明,則一般認(rèn)為能量傳遞的最低效率為10%,最高效率為20%。所以,在已知較高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量求消耗較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量時(shí),若求“最多”值,則說(shuō)明較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量按“最低”效率傳遞,若求“最(至)少”值,則說(shuō)明較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量按“最高”效率傳遞。反之,已知較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量求傳遞給較高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量時(shí),若求“最多”值,則說(shuō)明較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量按“最高”效率傳遞,若求“最少”值,則說(shuō)明較低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量按“最低”效率傳遞。這一關(guān)系可用下圖來(lái)表示。
1.以生物的同化量(實(shí)際獲取量)為標(biāo)準(zhǔn)的“最值”計(jì)算
例1.下圖為某生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)簡(jiǎn)圖,若E生物種群總能量為,B生物種群總能量為,從理論上計(jì)算,A貯存的總能量最少為()
A.B.
C.D.
解析:由圖可知D為生產(chǎn)者,要使A獲得的能量最少,則必須保證三個(gè)條件,即:一是能量來(lái)源途徑最少;二是能量傳遞效率最低(按10%算);三是食物鏈要最長(zhǎng)。故從理論上講,與A貯存的總能量最少相關(guān)的食物鏈不可能是D→A,也不可能是D→A、D→E→C→A同時(shí)存在,只能是D→E→C→A。
為此,E的能量在傳遞給A的途徑中,只有確保:①E在傳遞給B時(shí)用去的能量最多;②E的總能量減去傳遞給B的后再傳給C時(shí)效率最低;③C在傳遞給A時(shí)效率最低,結(jié)果才能使A獲得的能量最少。所以據(jù)此計(jì)算得A貯存的總能量最少為
故答案選B項(xiàng)。
2.以生物的積累量為標(biāo)準(zhǔn)的“最值”計(jì)算
例2.已知某營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物同化的能量為1000kJ,其中95%通過(guò)呼吸作用以熱能的形式散失,則其下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物獲得的能量最多為()
A.200kJB.40kJC.50kJD.10kJ
解析:本題具有較大的迷惑性,極易錯(cuò)選A項(xiàng)。由于該營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量95%通過(guò)呼吸作用以熱能的形式散失,故積累的能量只有5%,因而其最多也只有5%(即5%×1000=50kJ)的能量傳遞給下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)。因此答案選C項(xiàng)。
二、能量值的幾種不同表示方式及相關(guān)計(jì)算
“能量值”除了用“焦耳”等能量單位表示外,在許多生物資料中,其還可用生物量、數(shù)量、面積、體積單位等形式來(lái)表示,因而使能量流動(dòng)關(guān)系有了更加豐富的內(nèi)涵,但是不管用何種單位形式表示,通常情況下能量的傳遞效率都遵循“10%~20%”的規(guī)律,下面結(jié)合一些例子分別加以闡述。
1.能量(單位)表示法及計(jì)算
以能量(單位)#0;#0;“焦耳”表示能量值的多少是“能量流動(dòng)”知識(shí)中最常見(jiàn)的形式。在以“焦耳”為單位的能量傳遞過(guò)程中,各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量數(shù)值呈現(xiàn)出典型的“金字塔”形,不可能出現(xiàn)倒置。
1.1以生物體同化量的總量為特征的計(jì)算
如例1
1.2以ATP為特征的計(jì)算
這種形式的能量計(jì)算是建立在物質(zhì)氧化分解的基礎(chǔ)上的,它常涉及利用呼吸作用或光合作用的反應(yīng)式。
例3:在能量金字塔中,如果生產(chǎn)者在光合作用過(guò)程中產(chǎn)生240mol的氧氣,其全部用于初級(jí)消費(fèi)者分解血糖,則其釋放并貯存在ATP中的能量最多有()可被三級(jí)消費(fèi)者捕獲?
A.B.
C.D.
解析:依據(jù)有氧呼吸反應(yīng)式,可知240mol的氧氣能分解40mol的葡萄糖,又由于每摩爾葡萄糖徹底氧化分解產(chǎn)生的能量有1161kJ轉(zhuǎn)移到ATP中,故初級(jí)消費(fèi)者產(chǎn)生的ATP中的能量最多有“”被三級(jí)消費(fèi)者捕獲。
答案選C項(xiàng)。
2.生物量(質(zhì)量單位)表示法及計(jì)算
例4:如果一個(gè)人食物有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1千克體重,約消耗植物()
A.10千克B.28千克C.100千克D.280千克
解析:解答本題時(shí),首先應(yīng)畫出食物網(wǎng),然后依據(jù)食物網(wǎng)和題干信息來(lái)解答。①通過(guò)“植物→人”這條鏈計(jì)算出消耗植物的量為0.5÷10%=5千克;②通過(guò)“植物→植食動(dòng)物→小型肉食動(dòng)物→人”這條鏈計(jì)算出消耗植物的量為0.25÷10%÷10%÷10%=250千克;③通過(guò)“植物→羊→人”這條鏈計(jì)算出植物的量為0.25÷10%÷10%=25千克。故要消耗植物的總量為280千克。
答案選D項(xiàng)。
3.數(shù)量(生物體數(shù)目)表示法及計(jì)算
例5:在一片草原上,假如一年中,至少有70000只昆蟲生活才可養(yǎng)活一只食蟲鳥,而食蟲鳥若按10%的能量傳遞率將能量傳給鷹,則理論上每年大約需要3000只食蟲鳥才能維持一只鷹的生存,那么如果鷹只靠捕食食蟲鳥來(lái)生活,則每年至少需要()只昆蟲才能保證一只鷹的生存?
A.B.
C.D.無(wú)法統(tǒng)計(jì)
解析:生物體的數(shù)量通常能夠反映出生物體能量的多少,一般情況下其間成正相關(guān),故常可用生物體的數(shù)量來(lái)表示能量的多少。由題意可知,昆蟲與食蟲鳥之間、食蟲鳥與鷹之間的能量傳遞效率只有保證為20%,才能實(shí)現(xiàn)“至少”維持一只鷹生存所需的能量供應(yīng)。故維持一只鷹生存至少需要食蟲鳥1500只,由此可計(jì)算出維持一只鷹生存至少需要昆蟲的量為1500×70000=1.05×108只。答案選C項(xiàng)。
需要說(shuō)明的是在以生物體數(shù)目表示的能量流動(dòng)關(guān)系中,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)“金字塔”倒置的現(xiàn)象。如下例。
例6.一片樹(shù)林中,樹(shù)、昆蟲和食蟲鳥類的個(gè)體數(shù)比例關(guān)系如下圖所示。下列能正確表示樹(shù)、昆蟲、食蟲鳥之間的能量流動(dòng)關(guān)系的是(選項(xiàng)方框面積表示能量的大?。ǎ?br> 解析:在樹(shù)林中,由于樹(shù)具有較大的體積(包括其地上的樹(shù)冠、莖和地下的根系),因而盡管樹(shù)的量少,但其仍具有較多的能量。故一棵樹(shù)上可生活著許多昆蟲和食蟲鳥,又由于食蟲鳥以昆蟲為食,故按能量流動(dòng)的特點(diǎn),其總能量必將小于昆蟲的總能量。
答案選C項(xiàng)。
4.面積(單位)表示法及計(jì)算
例7.在“棉花→棉蚜→食蚜蠅→瓢蟲→麻雀→鷹”這條食物鏈中,如果食蚜蠅要有5m2的生活空間才能滿足自身的能量需求,則一只鷹的生活空間至少是()
A.B.C.D.
解析:本題以生物的生活范圍來(lái)反映所具能量的大小。由題意可知鷹處于最高營(yíng)養(yǎng)級(jí),按能量最高傳遞效率可求出一只鷹至少所需的生活空間為:(1÷20%÷20%÷20%)×5m2=54m2。
答案選D項(xiàng)。
5.體積(單位)表示法及計(jì)算
例8:具有三個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量金字塔,最上層的體積是最下層的()
A.10%~20%B.1%~4%
C.0.1%~1%D.1%~10%
解析:具有三個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量金字塔,若用體積表示能量值的大小,則能量按最低傳遞效率傳遞時(shí),最上層體積應(yīng)為10%×10%=1%,按最高傳遞效率傳遞時(shí),最上層體積應(yīng)為20%×20%=4%。故答案選B項(xiàng)。
三、能量流動(dòng)與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
能量流動(dòng)效率能直接反映生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,能量在傳遞過(guò)程中,若超過(guò)一定的限度,則容易引起種群的生長(zhǎng)、繁殖或再生等的障礙,從而導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的破壞,故在研究生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性時(shí)必須時(shí)刻關(guān)注能量流動(dòng)效率。
例9:某生態(tài)系統(tǒng)中初級(jí)消費(fèi)者和次級(jí)消費(fèi)者的總能量分別是W1和W2,當(dāng)下列哪種情況發(fā)生時(shí),最有可能使生態(tài)平衡遭到破壞?()
A.W110W2B.W15W2C.W110W2D.W15W2
解析:一般情況下,生態(tài)系統(tǒng)的能量在兩個(gè)相鄰營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間傳遞效率大約是10%~20%。小于或等于20%則不會(huì)導(dǎo)致其穩(wěn)定性的破壞,而大于20%則有可能引起某些營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物量的大起大落或生態(tài)環(huán)境的改變,導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性被破壞??v觀本題的四個(gè)選項(xiàng),A選項(xiàng)反映的能量傳遞效率小于10%,B選項(xiàng)反映的能量傳遞效率小于20%,C選項(xiàng)反映的能量傳遞效率大于10%(但不一定大于20%),只有D選項(xiàng)反映的能量傳遞效率大于20%。
故本題答案選D項(xiàng)。
例10:某海灘黃泥螺種群現(xiàn)存量約3000噸,正常狀況下,每年該種群最多可增加300噸,為充分利用黃泥螺資源,又不影響可持續(xù)發(fā)展,理論上每年最多捕撈黃泥螺的噸數(shù)為()
A.3000B.1650C.1500D.不超過(guò)3000
解析:生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是生物與無(wú)機(jī)環(huán)境長(zhǎng)期相互作用形成的,要不影響可持續(xù)發(fā)展,又要能夠獲得最大的捕撈量,則必須注意在維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的前提下進(jìn)行捕撈。
故答案選D項(xiàng)。