1、有關(guān)能量流動(dòng)的疑難剖析在對(duì)屮學(xué)牛物教學(xué)論壇、牛物教學(xué)qq群屮調(diào)查發(fā)現(xiàn)，99%的教師對(duì) 能量流動(dòng)的理解存在錯(cuò)誤和爭(zhēng)議。翻閱各種教學(xué)輔導(dǎo)資料，也會(huì)發(fā)現(xiàn)對(duì)能 量流動(dòng)的相關(guān)講解和試題也存在錯(cuò)誤。現(xiàn)對(duì)能量流動(dòng)的錯(cuò)誤及爭(zhēng)議的形成 原因及相應(yīng)的止確理解進(jìn)行剖析。1對(duì)能量流動(dòng)存在錯(cuò)誤理解圖1是生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)示意圖，圖中箭頭1是指從生產(chǎn)者流入初級(jí) 消費(fèi)的能量。對(duì)箭頭1所代表的能量誤認(rèn)為是同化量，正確的應(yīng)該是攝入 量。為什么會(huì)普遍出現(xiàn)錯(cuò)誤的理解呢？生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)示意圖在各個(gè) 教材屮均冇，并且圖示模型完全相同，人教版i口版必修二p89上指出：“被 植食性動(dòng)物攝入體內(nèi)的能量，有一小部分存在于動(dòng)物排出的糞便中，其余

2、 大部分則被動(dòng)物體所同化。這樣，能量就從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入了第二營(yíng)養(yǎng) 級(jí)。”這個(gè)描述均認(rèn)為圖中箭頭1是代表同化量。原來(lái)教材的描述在人們 頭腦中形成了根深蒂固的觀點(diǎn)，很多教師認(rèn)為箭頭1是代表同化量。現(xiàn)在使用的人教版教材對(duì)此描述進(jìn)行了相應(yīng)改動(dòng)。圖2是人教版教材 穩(wěn)態(tài)與環(huán)境有關(guān)能量流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)示意圖。既然圖示是“能量流經(jīng) 第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)”的過程，那么能量流動(dòng)就有來(lái)源、起點(diǎn)、動(dòng)向等。能量流經(jīng) 第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的起點(diǎn)應(yīng)該是圖中“初級(jí)消費(fèi)者攝入”這個(gè)方框，而不是“初級(jí)消費(fèi)者同化”這個(gè)方框。所以從圖示內(nèi)容來(lái)看，流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量 是攝入量而不是同化量。人教版教材的相應(yīng)的文字?jǐn)⑹鋈缦拢骸皹?gòu)成植物體的有機(jī)物屮的能量，一部

3、分隨著殘枝敗葉等被分解者分 解而釋放出來(lái)；另一部分則被初級(jí)消費(fèi)者攝入體內(nèi)，這樣，能量就從第一 營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入笫二營(yíng)養(yǎng)級(jí)。能量流入笫二營(yíng)養(yǎng)級(jí)后，將發(fā)生圖5-6所示的變 化”。仔細(xì)閱讀圖示及文字內(nèi)容，可以得出，流入第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量就是初 級(jí)消費(fèi)者攝入體內(nèi)的能量，而不是初級(jí)消費(fèi)者同化量，也就是說(shuō)流入量就 是攝入量。而流入第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量去向有三：自身呼吸消耗，轉(zhuǎn)化 為其他形式的能量和熱能； 流向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)； 遺體、殘骸、糞便等 被分解者分解。再?gòu)闹貞c2009年高考第5題來(lái)分析，流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量也應(yīng)該 是攝入量。圖3是某森林生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)和能量流向示意圖，h、i、j、k表示不同 用途的有機(jī)物（j是未利用

4、部分），方框大小表示使用量。下列敘述正確的 是（）a. 進(jìn)入該生態(tài)系統(tǒng)的c02量與各h產(chǎn)生的c02總量相等b. 生產(chǎn)者屮i的量大于被初級(jí)消費(fèi)者同化的冇機(jī)物量c. 流向分解者的k可被生產(chǎn)者直接吸收利用d. 流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)和能量可循環(huán)利用解析：該題的答案是bo此題給出了某森林生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)和能量流向模型，從模型來(lái)看，每個(gè)營(yíng)養(yǎng)的物質(zhì)和能量有4個(gè)去向：即h、i、j、ko h表示呼吸消耗量，i表示攝入量，j是未利用部分，k表示分解者分解部 分。試題給出的這個(gè)模型實(shí)際上是教材生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)示意圖的一個(gè)變 式，只是教材生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)示意圖是定量不定時(shí)分析的結(jié)果，而試題 的模型實(shí)際上是定量定時(shí)分析的結(jié)

5、果，所以，在模型中是未利用部分。科學(xué)的東西來(lái)不得半點(diǎn)的虛假，教材內(nèi)容的改變是使知識(shí)更加科學(xué)合 理，而教師對(duì)改變了的東西卻視而不見，或見到后而不接受，仍然以原來(lái) 不準(zhǔn)確或者不科學(xué)的東西傳授給學(xué)生，這是不應(yīng)該的。雖然新舊教材的變 化過程屮，很多教輔資料題目和講解是按老教材的內(nèi)容編寫的，但教師不 能以教輔資料為準(zhǔn)，要以教材為依據(jù)。2對(duì)能量傳遞效率存在合理爭(zhēng)論能量傳遞效率是相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)間同化量之比值，還是攝入量之比值 存在著不同的觀點(diǎn)。2.1不同教材及教參屮的觀點(diǎn)人教版教材及教參認(rèn)為能量傳遞效率是相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)間攝入量之 比值。能量傳遞效率是通過分析賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)圖解得出的，圖4 是現(xiàn)行人教版

6、教材及教參對(duì)賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)的相關(guān)分析。圖4數(shù)字為能量數(shù)值，單位是j/ (cm2?a)o圖中“未固定”是指未被 固定的太陽(yáng)能，“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一個(gè)營(yíng) 養(yǎng)級(jí)和分解者利用的能量。為研究方便起見，這里將肉食性動(dòng)物作為一個(gè) 營(yíng)養(yǎng)級(jí)。將圖4中的數(shù)據(jù)整理如表10從表1可以看出，62.8 j/ (cm2?a)是指流入植食性動(dòng)物能量，前面 已經(jīng)分析了，流入量就是攝入量，也就是說(shuō)62. 8 j/ (cm2?a)是指植食性 動(dòng)物攝入量(能量)而不是同化量，表格中的出入比也就是能量傳遞效率 就只能是相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)間攝入量之比值。北師人版教材認(rèn)為：從能量流動(dòng)過程的數(shù)量變化特征來(lái)看，在食

7、物鏈 和食物網(wǎng)中，能量隨著營(yíng)養(yǎng)級(jí)的升高而逐級(jí)減少，人們把一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)和它 的上一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)所同化的能量值的比值稱為林德曼效率，并將之視為一個(gè) 常數(shù)(10%20%)。2.2高校教材的不同觀點(diǎn)筆者在查閱了各種生態(tài)學(xué)高校教材時(shí)發(fā)現(xiàn)，對(duì)林德曼所研究賽達(dá)伯格 湖的能量流動(dòng)圖解中的植食性動(dòng)物62.8 j/ (cm2?a),往往都用了 “吃入” 或者“吃掉” 一詞進(jìn)行描述，也就是流入下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量是代表的是 攝入量，而非同化量。林德曼效率相當(dāng)于同化效率、生產(chǎn)效率和消費(fèi)效率 的乘積。le=x x即林德曼效率二(n+l)營(yíng)養(yǎng)級(jí)攝取的食物/n營(yíng)養(yǎng)級(jí)攝取的食物。但各種版本的生態(tài)學(xué)在描述了林德曼定律的本初含義后，往往又指出 “也有學(xué)者把營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的同化量的比值，即an+1/an視為標(biāo)準(zhǔn)效率”。3高考試題屮的觀點(diǎn)2012年安徽高考題：某棄耕地的主耍食物鏈由植物一田鼠一鼬構(gòu)成。 生態(tài)學(xué)家對(duì)此食物鏈能量流動(dòng)進(jìn)行了研究，結(jié)果如表2,單位是j/(hm2?a)o能量從出鼠傳遞到鼬的效