3.2生态系统的能量流动（第一课时）课件-2025-2026学年高二上学期生物人教版选择性必修2

该高中生物学课件聚焦“生态系统的能量流动”，以鲁滨逊荒岛生存策略问题导入，系统梳理能量流动的概念、过程（分营养级分析）、特点（单向流动、逐级递减）及实例（赛达伯格湖能量流动），通过辅助、自学、精讲、达标四环节构建连贯学习支架。 其亮点在于以核心素养为导向，问题导入激发探究实践，“一来二去”“一来三去”模型培养科学思维，赛达伯格湖数据与荒岛策略分析深化物质与能量观。学生能在建模与实例中理解知识，教师可依托结构化环节提升教学效率。

辅助环节 自学环节 精讲环节 达标环节 问题导入 假设你像小说中的鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，除了有能饮用的水，几乎没有任何食物。你身边尚存的食物只有1只母鸡、15Kg玉米。 你认为以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援？ 1.先吃鸡再吃玉米。 2.先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡， 吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。 先吃鸡？ 先吃玉米？ 第 1 页 成人成才同步教育 辅助环节 自学环节 精讲环节 达标环节 生态系统的能量流动 第三章第二节 第 1 页 成人成才同步教育 辅助环节 自学环节 精讲环节 达标环节 学习目标 1.通过分析能量在营养级间的流动情况和赛达伯格湖的能量流动，概述生态系统中能量流动的过程和特征。 2.用生态金字塔表征生态系统中各营养级间的能量、生物量或数量等关系。 3.概述研究生态系统的能量流动情况。 第 1 页 成人成才同步教育 自学环节 辅助环节 精讲环节 达标环节 自学指导：能量流动的过程 请大家用五分钟时间阅读课本p54-p55内容，完成金版p63 第一次先学后教 第 1 页 成人成才同步教育 1.能量流动的概念：生态系统中能量的______________________的过程。 2.能量流动的过程 (1)第一营养级能量流动 微提醒 　　第一营养级生产者固定的太阳能中，一部分能量用于呼吸消耗，另一部分用于自身的生长、发育和繁殖。 输入、传递、转化和散失 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 (2)第二营养级能量流动过程分析 发育和繁殖 微提醒 　　初级消费者粪便中的能量不属于第二营养级同化的能量，而是属于第一营养级生产者所同化的能量。 热能 同化 生长、 分解者 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 3.生态系统能量流动的示意图 据图总结流入每一营养级的能量最终去向： 分解者 下一营养 呼吸作用 呼吸作用 分解者 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 一、能量流动的概念理解 生态系统中能量的_____、_____、_____和_____的过程。 输入 传递 转化 散失 1.输入 源头： 总能量： 太阳能（地球上几乎所有的生态系统） 一般情况下是生产者固定的太阳能 2.传递 途径： 形式： 食物链和食物网 有机物中的化学能 3.转化 太阳能 4.散失 途径： 形式： 呼吸作用 热能 有机物中的化学能 热能 而非照射 若为人工生态系统，流经生态系统的总能量还有人工补充的能量。 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 8 能量流经一个种群的情况可以图示如下： 能量输入 个体1 个体2 个体3 储存在体内的能量 呼吸作用散失的能量 储存在体内的能量 呼吸作用散失的能量 储存在体内的能量 呼吸作用散失的能量 …… 以个体为研究对象，有很大的局限性和偶然性，如果个体死亡，数据可能不准确；不同个体间差异过大。 研究能量流动的基本思路 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 9 如果将这个种群作为一个整体来研究，则左图可以概括成下图形式，从中可以看出分析能量流动的基本思路。 能量输入 种群 能量储存 能量散失 如果以种群为研究对象，能量流动的渠道为食物链，在分析时，可能因为食物网的复杂性而影响结果的准确性。 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 10 可以比较精确地测量每一个营养级能量的输入值和输出值。 如果将一个营养级的所有种群作为一个整体，那么上图将概括为何种形式呢？ 能量输入 某营养级 能量储存 能量散失 能量输入 种群 能量储存 能量散失 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 11 二、能量流动的过程 1.能量流经第一营养级 1% 固定 (同化) 生产者所同化的全部太阳能 99% 散失 呼吸作用 散失（热能） 用于生长 发育和繁殖 分解者利用 残枝 败叶 分解作用 散失 未利用 初级消费者 （植食性动物） 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 12 遗体残骸 呼吸作用 散失 初级消费者摄入 初级消费者同化 …… 用于生长、发育和繁殖 次级消费者摄入 分解者利用 粪便 呼吸作用 热能散失 流经第二营养级的总能量： 初级消费者同化量 初级消费者粪便中的能量包括在初级消费者同化的能量中吗？ 摄入量=同化量+粪便量 ➻粪便属于上一营养级的同化量 2.能量流经第二营养级 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 13 3.能量流经最高营养级 最高营养级 摄入 最高营养级 同化 粪便 分解者利用 用于生长 发育和繁殖 遗体 残骸 呼吸作用 散失 呼吸作用 散失 【思考】最高营养级同化的 能量去向有哪些？ ①呼吸作用中以热能的形式散失 ②以遗体残骸的形式被分解者利用 最高营养级没有流入下一营养级的能量去向。 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 14 消费者摄入量 消费者同化量（流入量、输入量、流经量、固定量） 消费者粪便量 用于生长发育繁殖的能量 自身呼吸作用散失 分解者利用的能量 下一营养级摄入量 下一营养级同化量 下一营养级粪便量 摄入量=同化量+粪便量 同化量=呼吸作用散失+用于生长发育繁殖 用于生长发育繁殖=流入下一营养级+分解者利用+未利用（具体分析） 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 15 （4）生长、发育和繁殖的能量（e）=___+___+___。 初级消费者 摄入（a） 初级消费者 同化(b) 粪便(c) 分解者利用 用于生长发育和繁殖（e） 次级消费者 摄入（i） 遗体 残骸 (f) 呼吸 作用 (d) 散失 呼吸作用 散失 … 未利用 (j） （1）输入该营养级的总能量是指 ___（填字母）。 （2）粪便中的能量（c）______ （填“属于”或“不属于”）该营养级 同化的能量，应为： （3）初级消费者同化的能量（b）=___+___。 b 不属于 上一营养级同化的能量中流向分解者的部分。 d e i f j 尿液中所含能量应 （填“属于”或“不属于”）动物同化量的一部分。 属于 当堂达标 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 16 3.一种蜣螂专以大象粪为食，则该种蜣螂最多能获取多少大象的 同化量？为什么？ 0； 大象摄入量＝大象同化量＋大象粪便量（上一营养级同化量） 4.生产者固定的只能是光能吗？ 由于生产者固定能量的方式有光合作用和化能合成作用，光合作用利用的是光能，但化能合成作用利用的是化学能，所以生产者固定的能量是光能或化学能。 当堂达标 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 17 ①能量流动的渠道是 。 ②能量散失的途径是各种生物的 (代谢过程)。 ③流动过程中能量的转化是太阳能→ → 。 ④流经自然生态系统的总能量是： ⑤流经人工生态系统的总能量是： 食物链和食物网 呼吸作用 有机物中的化学能 热能 生产者固定的太阳能 生产者固定的太阳能和人工输入的有机物中的化学能 由于每一营养级和分解者都需要呼吸作用以热能的形式散失掉一部分能量，所以各个生态系统必须要有太阳能的补充。 能量最后以热能的形式回到无机环境，包括各营养级自身的呼吸消耗和分解者的呼吸作用。 当堂达标 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 18 自学环节 辅助环节 精讲环节 达标环节 自学指导：能量流动的过程 请大家用五分钟时间阅读课本p56-p57内容，完成金版p65 第二次先学后教 第 1 页 成人成才同步教育 1.能量流动的特点及原因 (1)__________：沿食物链由低营养级流向高营养级，不可______，也不能循环流动。 ①能量流动是沿________进行的，食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果，是不可逆转的。 ②各营养级通过呼吸作用所产生的热能散失到非生物环境中，不能被生物群落重复利用，因此能量无法______流动。 单向流动 逆转 食物链 循环 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 (2)逐级递减：能量在沿食物链流动的过程中是__________的。 ①各营养级生物都会因__________消耗大部分能量。 ②各营养级的能量都会有一部分流入________，还有一部分未被下一营养级生物利用，一般来说，在输入到某一个营养级的能量中，只有10%~20%的能量能够流到下一个营养级。 ③在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就______，生态系统中的能量流动一般不超过 ___个营养级。 逐级减少 呼吸作用 分解者 越多 5 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 2.能量传递效率 (1)计算公式 相邻两个营养级间的能量传递效率＝×100% (2)能量在相邻两个营养级间的传递效率一般只有____________，也就是说，在输入某一营养级的能量中，只有____________能够流到下一营养级，能量逐级递减。 微提醒 1.流经某生态系统的能量不能再回到这个生态系统中来，因为能量流动是单向的。 2.在一定时间内，某生态系统中全部生产者固定的能量值为a，全部消费者所获得的能量值为b，全部分解者所获得的能量值为c，则a＞b＋c。 10%~20% 10%~20% 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 3.生态系统维持正常功能的条件 任何生态系统都需要不断得到来自________的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。 微思考 生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律?为什么? 提示：遵循。能量在生态系统中流动、转化后，一部分储存在生态系统(生物体的有机物)中，另一部分在呼吸作用中以热能的形式散失，两者之和与流入生态系统的能量相等。 系统外 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 三、能量流动的特点 1. 单向流动 能量只能沿着食物链由 营养级流向 营养级。 生物间的捕食关系是一定的，是长期自然选择的结果， 不能逆转，也不能循环流动。 散失的热能不能被生物体再利用。 低 高 （1）表现 （2）原因 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 24 分析赛达伯格湖的能量流动 林德曼用定量的方式研究了群落中各营养级之间的能量关系，提出了“林德曼定律”，标志着生态学开始从定性走向定量。 优点：小、简单、稳定 赛达伯格湖深1米，面积为14480平方米，湖岸线长500米 。湖底深度一致、性质均一，没有大的波浪。 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 25 植食性动物 62.8 62.8 太阳能 未 固 定 生产者 464.6 分解者 12.5 呼吸作用 96.3 未利用 327.3 293 2.1 18.8 29.3 12.6 肉食性动物 12.6 微量 7.5 5.0 122.6 14.6 单位（焦/厘米2 ·年） 分析赛达伯格湖的能量流动 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 未利用的能量是针对定量定时情况而言，指某年本营养级的同化量中未被自身呼吸作用消耗，也未被后一个营养级和分解者利用的能量。如羊不能吃完所有的草 26 1.用表格的形式，将图中的数据进行整理。例如，可以将每一营养级上的能量“流入”和“流出”整理成为一份清单（“流出”的能量不包括呼吸作用散失的能量）。 2.计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营养级能量的 百分比。 分析赛达伯格湖的能量流动 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 27 2.逐级递减 流入 呼吸作用 分解者利用 暂未利用 流出 流出/流入 生产者 植食性动物 肉食性动物 464.6 96.3 12.5 293 62.8 13.52% 62.8 18.8 2.1 29.3 12.6 20.06% 12.6 7.5 微量 5.0 能量传递效率 自身呼吸散失 分解者利用 未利用 能量在相邻两个营养级间的传递效率为 。 能量传递效率= 某一营养级的同化量 上一营养级的同化量 ×100% 10%～20% 两个营养级之间 （1）原因 （2）规律 三、能量流动的特点 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 28 能量在相邻两个营养级间的传递效率为10%～20%。 在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多。因此，生态系统中的能量流动一般不超过5个营养级。 ☛食物链越短， 能量利用率越高。 能量传递效率与能量利用率的比较 传递效率= 上一营养级的同化量 下一营养级的同化量 ×100% 能量利用率= 生产者能量 流入最高营养级的能量 ×100% ☞能量传递效率 不可提高或降低 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 29 1.先吃鸡，再吃玉米 玉米 鸡 人 2.先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。 玉米 人 鸡 原因：减少了鸡的消耗， 缩短食物链获得的能量更多， 持续时间更久。 食物链越短，最高营养级获得的能量越多。 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 30 1.流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来？为什么？ 不能。能量流动是单向的。 2.能量在流动过程中逐级递减，与能量守恒定律矛盾吗？为什么？ 不矛盾。能量在流动过程中逐级递减，指的是流入各个营养级的能量。能量守恒定律可以用于衡量流入某个生态系统的总能量，总能量=储存在生态系统(生物体的有机物)中的能量 +被各个营养级的生物利用、散发至非生物环境中的能量。 因此，虽然能量在流动过程中逐级递减，但总能量依然遵循能量守恒定律。 当堂达标 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 第 1 页 成人成才同步教育 31 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 ①A是初级消费者摄入量；B是初级消费者同化量； C是用于自身生长发育繁殖量；D是次级消费者摄入量。 ②初级消费者摄入量＝同化量＋粪便量。 ③同化量＝呼吸作用散失的能量＋用于生长发育繁殖量。 ④生长发育繁殖量＝遗体残骸＋次级消费者摄入量。 1.能量流动过程的“一来二去”模型 ☞与呼吸作用相连的就是同化量 第 1 页 成人成才同步教育 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 ①D、E、F分别代表第一、第二、第三营养级同化量。 ②三条去路(最高营养级除外)： 呼吸作用散失、流入下一个营养级、分解者利用。 2.能量流动过程的“一来三去”模型 最高营养级的能量流向中不存在“流入下一营养级的能量” 第 1 页 成人成才同步教育 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 3.能量流动过程的“一来四去”模型 最高营养级的能量流向中不存在“流入下一营养级的能量” ①D、E、F分别代表第一、第二、第三营养级同化量。 ②四条去路(最高营养级除外)： 呼吸作用散失、流入下一个营养级、分解者利用、未利用。 第 1 页 成人成才同步教育 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%。 1.正推型（知低营养级，求高营养级）： 获能最少选 食物链 ； 获能最多选 食物链 。 最长 ×10% ×20% 最短 不涉及“最多”、“至少”，计算时，需按具体数值计算。 提醒： 2.逆推型（知高营养级，求低营养级）： 需能最少选 食物链 ； 需能最多选 食物链 。 最短 ÷20% 最长 ÷10% 第 1 页 成人成才同步教育 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 “拼图法”分析能量流动过程 (1)图中箭头上的字母(W1、D1、D2)代 表流入某一营养级的能量，即同化量。 (2)自然生态系统中，输入第一营养级 (生产者)的能量W1被分为两部分：一部分(A1)在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了，一部分(B1＋C1＋D1)用于生产者的生长、发育和繁殖。而后一部分的能量包括现存的植物体中的能量(未利用的能量)B1、流向分解者的能量C1、流入下一个营养级的能量D1。 第 1 页 成人成才同步教育 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 (3)流经整个生态系统的总能量是生产者 固定的总能量，即W1。将图中第三营养 级同化的总能量D2“拼回”第二营养级， 则A2＋B2＋C2＋D2刚好等于D1，即第二营养级同化的总能量；再将D1“拼回”第一营养级，则A1＋B1＋C1＋D1刚好等于生产者固定的总能量W1。 (4)拼图是按照定量定时分析的，所以同化量包含四条去向：自身呼吸作用消耗(A1、A2)，流入下一营养级(D1、D2)，被分解者分解利用(C1、C2)和未被利用(B1、B2)。 第 1 页 成人成才同步教育 达标环节 辅助环节 自学环节 精讲环节 当堂达标: 1.下列有关能量流动的叙述，错误的是 A.能量流动是单向的、不循环的 B.营养级越多，散失的能量越多 C.初级消费者越多，次级消费者获得的能量越多 D.食物链越短，可供最高级消费者获得的能量越少 D 第 1 页 成人成才同步教育 达标环节 辅助环节 自学环节 精讲环节 AD 针对练4.(不定项)(2024·潍坊高二期末)某同学绘制了如图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能)，下列叙述正确的是 A.A1是生产者经呼吸作用散失的能量 B.B2是初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量 C.C2包含初级消费者粪便中流向分解者的能量 D.生产者固定的太阳能还可表示为A1＋A2＋B1＋B2＋C1＋C2＋D2 第 1 页 成人成才同步教育 精讲环节 辅助环节 自学环节 达标环节 课堂小结： 第 1 页 成人成才同步教育 课后作业 达标环节 辅助环节 自学环节 精讲环节 第 1 页 成人成才同步教育 $