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

该高中生物学课件聚焦生态系统能量流动，涵盖过程、特点、生态金字塔及实践意义，以“鲁滨逊荒岛生存策略”情境导入，衔接“温故知新”中生态系统结构知识，通过任务驱动（如构建营养级能量流动过程）和问题链搭建学习支架，引导学生理解能量的输入、传递、转化和散失。 其亮点在于融合物质与能量观、科学思维与探究实践。通过“赛达伯格湖能量流动分析”培养数据处理与逻辑推理能力，结合玉米田能量计算等探究活动，引导学生用建模方法构建能量流动模型。学生能提升解决实际问题的能力，教师可借助结构化流程与多样化活动设计高效开展教学。

温故知新 生态系统 的成分 生态系统 的营养结构 非生物的物质和能量 生物 群落 生产者 消费者 分解者 生态系统的结构 捕食 食物链 食物网 物质循环和能量流动的渠道 情境导入 （课本P48） 你好，我是鲁滨逊，流落在一个荒岛上，这里除了有能饮用的水、一只母鸡和15kg玉米，没有其它食物。 你认为以下哪种生存策略能让我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。 选择人数____ 选择人数____ 第3章 生态系统及其稳定性 第2节 生态系统的能量流动 人教版选择性必修2 本节聚焦： 1. 能量在生态系统中是怎样流动的？ 2. 怎样理解生态金字塔？ 3. 研究能量流动有什么实践意义？ 3 概念解析 生态系统的能量流动 （课本P54） 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。 输入 传递 转化 散失 2.研究能量流动的基本思路: 能 量 输 入 能 量 存 储 能 量 散 失 营养级是指同一营养级上的所有种群！ 个 体 种 群 营养级 4 探索新知1 一、能量流动的过程 （课本P55） 第一营养级 第二营养级 第三营养级 【情境再现】在问题探讨中，若你选择策略2，食物链如下： 【任务1】玉米（第一营养级）的能量流动（来源、去向） 自主阅读课本P55第1、2，小组讨论导学案中问题： (1)太阳能是如何输入到玉米（第一营养级）中？ (2)玉米中的能量以什么形式散失？ (3)储存的能量用于哪些生命活动？ (4)构建第一营养级的能量流动过程？ 倒计时 150 5 探索新知1 一、能量流动的过程 （课本P55） (1)太阳能是如何输入到玉米（第一营养级）中？ (2)玉米中的能量以什么形式散失？ (3)储存的能量用于哪些生命活动？ (4)构建第一营养级的能量流动过程？ 1.第一营养级的能量流动情况 热能 生长、发育和繁殖 第一营养级 输入 散失 储存 用于生长、发育和繁殖的能量 呼吸作用以热能散失 太阳能 生产者 固定太阳能 流入下一营养级 被分解者利用 生产者通过光合作用固定太阳能 6 【任务2】鸡（第二营养级）的能量流动（来源、去向） 自主阅读课本P55第2段，自主完成导学案中问题： (1)鸡摄食玉米后，玉米的能量都被鸡同化了？ (2)构建第二营养级的能量流动过程？ 探索新知1 一、能量流动的过程 （课本P55） 100 没有，一部分能量以粪便形式排出，流入分解者 注：粪便的能量属于玉米的 第二营养级 输入 散失 储存 上一营养级 同化量 用于生长、发育和繁殖的能量 呼吸作用以热能散失 流入下一营养级 被分解者利用 7 【任务3】鲁滨逊（最高营养级）的能量流动（来源、去向） (1)以据上述学习，推测最高营养级的能量流动过程？ 探索新知1 一、能量流动的过程 （课本P55） 最高营养级 输入 散失 储存 上一营养级 同化量 用于生长、发育和繁殖的能量 呼吸作用以热能散失 流入下一营养级 被分解者利用 8 小 结 一、能量流动的过程 （课本P55） 1.第一营养级的能量来源：____________________ 其它营养级的能量来源：____________________ 2.某一营养级的摄入量-________= 该营养级的同化量。粪便量______(属于/不属于)上一营养级同化的能量，最终流向分解者。 3.某一营养级的同化量去向：=__________________________+________________________________ = _________________________+________________+_______________ 4.最高营养级的同化量去向不包括_____________ 生产者所固定的太阳能 摄入上一个营养级所同化量 呼吸作用以热能散失的能量 用于自身生长、发育和繁殖的能量 流入下一营养级 被分解者利用 呼吸作用以热能散失的能量 粪便量 属于 流入下一营养级 9 探索新知2 二、能量流动的特点 （课本P56-57） 科学家 美国 生态学家 林德曼 (R.L.Lindeman) 研究内容 对该湖的能量流动进行了 定量分析 研究对象 结构相对简单的天然湖泊 研究目的 为研究能量流经食物链时，每一营养级的能量变化和能量转移效率。 10 （课本P24） 思考.讨论 分析赛达伯格湖的能量流动 （课本P56） 思考并回答下列问题： (1)流经赛达伯格湖的总能量是多少？ (2)植食性动物的粪便的能量含在哪个数值里？ (3)第一营养级的能量去向有哪些? (4)生态系统的能量流动是否遵循能量守恒定律？ 生产者所固定的太阳能（464.6J） 12.5J 遵 循 未利用：指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。（定时定量分析） （课本P24） 思考.讨论 分析赛达伯格湖的能量流动 （课本P56） 思考并回答下列问题： (5)能量传递效率= 请问第一营养级流向第二营养级的能量传递效率是多少?第二营养级流向第三营养级的能量传递效率是多少? (6)呼吸作用以热能形式散失的能量能被重新利用吗？ (7)通过以上分析，总结出能量流动的特点？ 13.5% 20.0% 不能，因此能量不能循环流动 探索新知2 二、能量流动的特点 （课本P56-57） 1.单向流动 生物之间的捕食关系是长期自然选择的结果，一般不可逆转； 各营养级呼吸作用散失的热能不能再被生物群落利用。 不可逆转: 不能循环: (能量只能从低营养级流向高营养级) 2.逐级递减 (能量在沿食物链流动的过程中是逐渐减少的) 大部分自身呼吸消耗 一部分被分解者分解 一部分暂时未被利用 各营养级的能量 下一营养级 10%~20% 13 解决问题 （课本P48） 你好，我是鲁滨逊，流落在一个荒岛上，这里除了有能饮用的水、一只母鸡和15kg玉米，没有其它食物。 你认为以下哪种生存策略能让我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。 玉米 鸡 人 策略2 玉米 策略1 鸡 人 回扣概念 生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程 源头:_______ 散失形式：______ 散失途径：______________________________________ 输 入 传 递 散 失 转 化 流经生态系统的总能量：_______________________ 生产者所固定的太阳能 太阳能 传递渠道：___________________ 传递形式：_______________ 有机物中的化学能 食物链和食物网 热能 太阳能 有机物中化学能 各营养级的呼吸作用及分解者的分解作用 热能 15 学以致用 （课本P60） 1.生态系统中所有生物的生命活动都需要能量，而不同营养级的生物获取能量的途径是有差别的。据此判断下列表述是否正确。 (1)太阳能只有通过生产者才能输入到生态系统中（ ） (2)生态系统中初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少( ) (3)能量沿食物链流动是单向的 ( ) 3.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之间的关系是（ ） A.a+b=c B.a＞b+c C.a＜b+c D.c=a+b 一、概念检测 √ × √ B 学以致用 （金版学案P60） 【例2】某弃耕地的主要食物链为“植物→田鼠→鼬”。生态学家对此食物链的能量流动进行了研究,结果如下表[单位是J/(hm2·a)]。请思考并回答下列问题。 (1)在此食物链中,能量流动的特点是　　　　　　　　　　。  (2)能量从田鼠传递到鼬的效率是　　　　。  (3)田鼠和鼬都是恒温动物,同化的能量中只有3%~5%用于　　　　　　　,其余的通过呼吸作用以热能的形式散失。  (4)田鼠最多可获得的能量为　                J/(hm2·a)。 探索新知3 三、生态金字塔 （课本P57-58） 生态金字塔 能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔 单位时间内，每一营养级生物所同化的能量 单位时间内，每一营养级生物的有机物的总干重 单位时间内，每一营养级生物个体的数目 一般为正金字塔,有时会出现倒金字塔形 自然生态系统一定为正金字塔 一般为正金字塔,有时会出现倒金字塔形 18 探索新知3 三、生态金字塔 （课本P57-58） 肉食性动物 12.6 植食性动物 62.8 生产者 464.6 第一营养级 第二营养级 第三营养级 第四营养级 能量金字塔 19 探索新知3 三、生态金字塔 （课本P57-58） 生物量金字塔 资料：夏季两个生态系统的生物量统计表，单位为g∙m-2。 营养级 某湖泊 某海域 生产者 96 4 初级消费者 11 21 次级消费者 4 － 某湖泊的生物量 某海域的生物量 海洋生态系统中，浮游植物个体小，寿命短，又不断被浮游动物和其它动物吃掉，所以在某一时刻调查到的浮游植物的生物量很可能低于第二营养级的生物量，因此生物量金字塔会出现倒置。 思考：为什么某海域的生物量会出现金字塔倒置？ 20 探索新知3 三、生态金字塔 （课本P57-58） 数量金字塔 资料：夏季两个生态系统的生物个体数量统计表，单位为个∙hm-2。 营养级 某草地 温带森林 生产者 1500万 2000 初级消费者 200万 150万 次级消费者 90万 120万 某草地的生物数量 温带森林的生物数量 数量金字塔什么情况是倒置金字塔？ 当生产者个体比消费者个体大得多时，数量金字塔经常倒置。比方说，生产者是树，初级消费者是昆虫。 21 以农田生态系统为例，思考以下回题： 1.哪些措施能增大流入生态系统的总能量？ 2.及时清除农田中杂草和害虫的意义是什么？ 3.以前作物秸秆会被烧掉，现在会做成饲料喂牲畜，结合所学知识进行评价？ 探索新知4 四、研究能量流动的实践意义 （课本P58） 【任务4】自主阅读课本P58第2段，回答下列问题： 间作套种、稻-萍-蛙等立体农业充分利用阳光、空间等资源 调整生态系统中能量流动关系，使能量更多地流向对人类最有益的部分 人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。 间作-套种-轮作 22 探索新知4 四、研究能量流动的实践意义 （课本P58） 【任务4】自主阅读课本P58第2段，回答下列问题： 生产者固定总能量 流入最高营养级的能量 ×100% 能量利用率= 上一营养级的同化量 下一营养级的同化量 ×100% 传递效率= ≠ 23 请根据以上数据计算： ①这些玉米的含碳量折算合成葡萄糖是多少？这些葡萄糖储存的能量是多少？ (12+18)/12×2675=6687.5kg 6687.5×1.6×104 =1.07×108KJ ②这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？ 2045×1.6×104kJ= 3.272×107kJ ③这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是多少？ 呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例是多少？ ④这块玉米田的太阳能利用效率是多少？ 1.07×108kJ+ 3.272×107kJ=1.3972×108kJ 3.272×107÷1.3972×108=23.4% 1.3972×108÷8.5×109=1.64% 根据计算结果，画出能量流经该玉米种群的图解，图解中应标明各环节能量利用和散失的比例 太阳能 8.5×109KJ 玉米 固定1.3972×108KJ 利用率1.64% 散射、反射等 呼吸作用 消耗3.272×107KJ 散失率23.4% 自身储存 1.07×108KJ 储存率76.6% 知识网络 学以致用 课本P60 二、拓展应用 1.下图是两个农业生态系统的模式图。图a中农作物为人类提供的食物、为家禽和家畜提供的饲料，都与图b相同。 （1）分析这两幅图， 完成这两个生态系统的能量流动图解。 28 学以致用 课本P60 二、拓展应用 1.下图是两个农业生态系统的模式图。图a中农作物为人类提供的食物、为家禽和家畜提供的饲料，都与图b相同。 （1）分析这两幅图， 完成这两个生态系统的能量流动图解。 29 学以致用 课本P60 二、拓展应用 2．将一块方糖放入水中，方糖很快就会溶解，消失得无影无踪。溶解在水中的方糖还能再自行变回原来的形状吗？为什么？ 生活在水中的硅藻，它们能利用溶解在水中的硅化物制造自己绚丽精致的外壳，而通常情况下水体中的硅化物含量极为微少，仅有百万分之几，这比方糖溶解后水中的含糖量低得多。硅藻依靠什么力量筑造自己的精美小“屋”呢？ 通过以上事例，你能对能量在生态系统中的作用是否有了进一步的认识？ 硅藻能利用获取的营养通过细胞呼吸释放能量，依靠能量完成物质由无序向有序的转化，维持其生命活动。 不能。在一个封闭的系统中，物质总是由有序朝着无序（熵增加）的方向发展。 能量的输入对于生态系统有序性的维持来说是不可缺少的。 30 探索新知1 一、能量流动的过程 （课本P55） 第一营养级 输入 散失 储存 31 $