3.2生态系统的能量流动课件-2025-2026学年高二上学期生物人教版选择性必修2

高中生物学课件聚焦生态系统能量流动，涵盖输入、传递、转化、散失过程，特点、计算及实践应用。以“能量侦探”任务导入，通过问题链、小组讨论、角色扮演等，构建从过程到应用的知识脉络，提供多样化学习支架。 亮点在于融合生命观念（物质与能量观）、科学思维（林德曼实验数据分析）、探究实践（“能量接力赛”游戏），结合桑基鱼塘等实例。任务驱动式教学助学生系统构建知识，教师易操作，提升教学效率。

生物（人教版） 选择性必修2 第3章第2节 生态系统的能量流动 1 学习目标 理解生态系统能量输入、传递、转化和散失的过程，树立“物质与能量观”这一核心生命观念 通过分析林德曼实验数据归纳能量流动特点，构建能量流动模型并进行传递效率计算，发展科学思维 追溯林德曼定量研究历程，体会科学探究中定量分析的重要性，培养严谨的科学态度 结合“桑基鱼塘”“秸秆利用”等实例，阐释能量流动规律的实践价值，深化对生态系统整体性的认识 基于能量流动规律树立生态农业和可持续发展理念，增强生态保护的社会责任意识，深化对生态系统整体性的认识 2 能量的“旅行”之谜 1.草原上的羊以草为食，狼以羊为食。草的能量如何传递给羊，再传递给狼？ 2.羊吃的草中，所有能量都能被羊吸收利用吗？狼吃的羊中，所有能量都能转化为狼的能量吗？ 3.为什么一片草原上，草的数量远多于羊，羊的数量远多于狼？。 今天我们化身“能量侦探”，通过3个任务破解能量流动的本质！ 4 任务一 生态系统的能量流动 能量“从哪来”——探究能量的输入环节 【小组讨论】 草原生态系统中，草的能量是凭空产生的吗？如果不是，来自哪里？ 除了草，硝化细菌能在黑暗环境中生存，它的能量可能来自什么？ 归纳：生态系统的能量“源头”和“输入方式”分别是什么？ 【侦探结论】能量最终来源是太阳能，主要通过生产者光合作用输入（少数为化能合成作用）——这是能量流动的“起点”。 4 任务一 生态系统的能量流动 能量“怎么走”——探究能量的传递与转化 【角色扮演】“能量接力赛”游戏 -3名同学分别扮演“草”“羊”“狼”，手持写有“光能”“化学能”“热能”“机械能”的卡片。 -“草”将“光能”卡片转化为“化学能”卡片传递给“羊”；“羊”将部分“化学能”转化为“机械能”（奔跑）和“热能”（呼吸）后，把剩余“化学能”传递给“狼”；“狼”重复类似转化。 【侦探结论】能量沿食物链/食物网传递，且会发生形式转化（光能→化学能→热能等）——这是能量流动的“路径”。 4 任务一 生态系统的能量流动 能量“到哪去”——探究能量的散失环节 - 粪便中的400kJ能量属于羊的能量吗？最终会如何处理？ - 呼吸作用散失的350kJ能量还能被生物再次利用吗？ 【数据分析】展示“羊的能量收支表”（单位：kJ） 摄入草的能量 同化能量 呼吸作用 散失 传递给狼 粪便 1000 600 350 100 400 【侦探结论】能量最终以热能形式通过呼吸作用散失，未同化的能量被分解者分解——这是能量流动的“终点”。 4 任务一 生态系统的能量流动 1.概念：生态系统中能量的 、 、 、和 的过程，称为生态系统的能量流动。 2.关键词解析 输入 输入 最终来源是太阳能，主要通过生产者的光合作用固定（少数通过化能合成作用，如硝化细菌） 传递 能量沿食物链和食物网，从一个营养级流向另一个营养级 转化 光能→有机物中的化学能→热能（主要）、机械能等 散失 以热能形式通过呼吸作用散失到无机环境，无法再被生物利用 传递 转化 散失 4 任务二 能量流动的特点 【经典实验：林德曼的赛达伯格湖研究】 研究背景： 1.研究对象：美国明尼苏达州的赛达伯格湖生态系统。 2.研究原因：生态结构简单、环境稳定均一、数据易获取。 3.研究方法：定量分析——对湖中的生产者、初级消费者、次级消费者、三级消费者的能量进行精确测量和统计。 4 任务二 能量流动的特点 核心概念 1.未固定：未被生产者固定的太阳能，是能量流动的初始损耗。 2.同化量：生产者464.6、植食性动物62.8、肉食性动物12.6。 3.四大能量去向：每个营养级能量均分为呼吸作用散失、传递给下一营养级、分解者分解、未利用四部分。 4 任务二 能量流动的特点 数据来源 思考方向 任务1：整理能量收支表 图解中各营养级同化量、传递量、呼吸量等数据 区分"流入"与"流出"能量，明确流出能量不包含呼吸散失部分 任务2：计算传递效率 生产者→植食性动物（464.6→62.8）、植食性动物→肉食性动物（62.8→12.6） 用"下一营养级同化量/上一营养级同化量×100%"计算，归纳传递效率范围 任务3：分析损耗原因 各营养级呼吸散失、分解者分解、未利用能量占比 为什么流入某营养级的能量不能100%传递到下一营养级？ 结合教材图片，分组完成以下任务： 4 任务二 能量流动的特点 1.含义：能量只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向更高营养级，不能反向流动，也不能循环流动。 2.原因： 1）食物链中各营养级的生物之间存在捕食与被捕食关系，能量伴随食物关系单向传递； 2）能量最终以热能形式散失，热能不能被生物重新利用转化为化学能。 1.含义：能量在相邻两个营养级之间的传递效率大约是10%~20%，即上一营养级的能量只有少数能传递到下一营养级。 2.原因（能量散失途径）： 1）呼吸作用散失：主要途径； 2）未利用：未被自身呼吸消耗、未被下一营养级捕食、未被分解者分解； 3）分解者分解：遗体、粪便等被分解者分解； 4）未同化：上一营养级部分能量，如粪便未被下一营养级同化，属于上一营养级的能量。 逐级递减 2 单向流动 1 4 任务二 能量流动的特点 【易错警示】传递效率≠利用率 1.传递效率是自然规律，不可改变； 2.利用率可通过人为措施提高（如秸秆还田、合理放牧） 4 任务三 能量流动的图解与计算 能量流动模型 1.找出每个营养级的能量去向。 ①呼吸作用散失；②传递到下一营养级；③被分解者分解；④未利用 同化量 =生长发育繁殖+呼吸作用 =分解者+未利用+传递到下一营养级+呼吸作用 4 任务三 能量流动的图解与计算 能量传递效率的计算 1.计算公式 相邻营养级传递效率=（下一营养级同化量/上一营养级同化量）×100% 生产者-植食性：62.8/464.6×100%=13.52% 植食性-肉食性：12.6/62.8×100%=20.03% 4 任务三 能量流动的图解与计算 最值计算（关键：判断“最多”或“最少”的传递效率） 草 兔 狐狸 1.求“最多”能量：按20%传递效率计算（能量损失最少）； 例：若草固定1000kJ能量，狐最多能获得多少能量？ 2.求“最少”能量：按10%传递效率计算（能量损失最多）； 例：若狐需要获得10kJ能量，至少需要草固定多少能量？ 1000×20%×20%=40kJ 10÷10%÷10%=1000kJ 4 任务四 能量流动规律的实践价值 应用1：农业生产中的能量利用优化 原理：通过构建人工生态系统，实现能量的多级利用，提高能量利用率。 “桑基鱼塘”（桑→蚕→鱼→塘泥→桑） 4 任务四 能量流动规律的实践价值 应用1：农业生产中的能量利用优化 •合理搭配农作物：如间作、套种，提高光能利用率； •秸秆利用：将秸秆用于饲养家畜、生产沼气等，实现能量多级利用； •控制害虫：减少害虫对农作物能量的消耗，使能量更多流向农作物。 4 任务四 能量流动规律的实践价值 应用2：生态环境保护与资源利用 原理：根据能量逐级递减特点，避免过度放牧、过度砍伐导致生态系统能量输入不足，维持生态系统稳定性。 合理确定草场载畜量、森林砍伐量 应用3：食物链的合理设计 原理：能量单向流动且逐级递减，食物链越短，能量损失越少，人类获得的能量越多。 养殖中优先选择短食物链 4 任务五 生物量金字塔 1.概念：某一时刻单位面积内生态系统中某营养级生物体内所含的有机物总量（单位：g/m² 或 kg/hm²）。 2.典型特点：大多数生态系统（如森林、草原、农田）中，生物量随营养级升高而递减，呈正金字塔形 4 任务五 生物量金字塔 生物量金字塔 能量金字塔 核心指标 某一时刻有机物存量 一段时间能量流量 形状特点 正金字塔或倒置 始终为正金字塔 根本原因 受寿命、摄食速度影响 单向流动、逐级递减 4 课堂练习 1.关于生态系统能量流动的特点，下列叙述错误的是（） A. 能量在相邻营养级间的传递效率通常为 10%~20% B. 能量流动是单向的，不能逆向也不能循环 C. 能量流动逐级递减的原因是各营养级的能量均有部分被分解者利用 D. 某营养级的能量一部分会通过呼吸作用以热能形式散失 2.某草原生态系统中，生产者固定的总能量为 1000 kJ，若能量传递效率按 20% 计算，则次级消费者最多可获得的能量为（） A. 10 kJB. 20 kJC. 40 kJD. 80 kJ C C 24 $