3.2 生态系统得能量流动（第2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，涵盖能量的输入、传递、转化与散失过程，生态金字塔的类型及特点，以及研究能量流动的实践意义。通过复习导入衔接能量流动概念与过程，构建从基础概念到实际应用的学习支架。 其亮点在于结合“稻—鸭—萍”共作、秸秆多级利用等实例，运用科学思维分析能量流动规律，通过1926年玉米田能量计算等探究实践活动，培养学生的物质与能量观。资料结构清晰，实例丰富，既帮助学生理解核心知识，又提升解决实际问题的能力，也为教师提供了高效的教学资源。

3.2.2 生态系统的能量流动 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？ (1)源头： 。 (2)起点：从 开始。 (3)流入生态系统总量： (4)主要方式： (5)能量转化： 能量流动 概念 生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程 过 程 输入 生产者固定太阳能 生产者固定的太阳能总量 光能 化学能 光合作用 (1)传递渠道： (2)传递形式： (3)传递过程： 食物链和食物网 传递 转化 太阳能 化学能 热能 ATP中活跃的化学能 散失 需要分解者的分解作用和每一级生物的呼吸作用 生产者→初级消费者→次级消费者…… 太阳能 有机物中的化学能 (1)散失形式： (2)散失方式： 大部分热能形式散失 复习导入 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 1、概念：将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为相应面积（或体积）的图形，并将图形按照营养级顺序排列，可形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔。 2、意义：直观的反映出生态系统各营养级间能量的关系。 3、特点：自然生态系统通常都是上窄下宽的金字塔形。 原因：能量在流动中总是逐级递减的。 一、生态金字塔 2、意义：直观的反映生态系统各营养级所容纳的有机物的总干重的关系。 生物量金字塔 1、概念：用表示能量金字塔中的方法表示各个营养级生物量（每个营养级所容纳的有机物的总干重）之间的关系，即为生物量金字塔。 3、特点：大多也是上窄下宽的正金字塔形。 在水域生态系统中，生产者(浮游植物)个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，因此，某一时刻调查浮游植物的生物量会低于浮游动物的生物量。此时的生物量金字塔也就成了上宽下窄了。 一、生态金字塔 数量金字塔 1、概念：用表示能量金字塔的方法表示各个营养级的生物个体的数目比值关系，即为数量金字塔。 2、意义：表明每个营养级中生物个体的数量。 3、特点：可以是上窄下宽的正金字塔形，也可以是上宽下窄的倒置的金字塔形。 营养级 第二营养级 第一营养级 个体数量 昆虫 树 营养级 第二营养级 第一营养级 个体数量 鼠 草 鼬 第三营养级 如果消费者的个体小而生产者的个体大，则会呈现倒置金字塔。 一、生态金字塔 能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔 形状 每一层含义 特点 象征意义 单位时间内，每一营养级生物所同化的能量的多少 自然生态系统一定为正金字塔 能量在流动过程中总是逐级递减 单位时间内，每一营养级生物的有机物的总干重 一般为正金字塔,有时会出现倒金字塔形 一般生物量(现存生物有机物的总干重)随食物链中营养级的升高而减少 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 一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而减少 一、生态金字塔 (1)由于能量在流动的过程中逐级递减，所以营养级越高，该营养级的总 能量及生物的数量就会越少(　　) (2)生物量金字塔、数量金字塔同能量金字塔一样都是正置的(　　) 当堂检测 × × 营养级越高，该营养级的总能量就会越少，但生物的数量不一定少。 生物量金字塔和数量金字塔有可能出现上宽下窄的倒置形状。 1.研究生态系统的能量流动时，生态金字塔是一种直观的表示方式，其可以表示生态系统各营养级之间的某种数值关系。下列相关叙述错误的是(　　) A．数量金字塔呈现倒置的现象可能与生物个体体型的大小有关 B．生态金字塔中最底层代表的是生产者，最顶层代表的是分解者 C．生物量金字塔出现倒置的原因可能是生产者的生活周期很短 D．从能量金字塔来看，人口增长会加大对地球上现有生态系统的压力 B 01 生态金字塔的最顶层代表的是最高营养级的消费者，×； 当堂检测 2．如图为某一生态系统的能量金字塔，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形式。下列叙述不正确的是(　　) A．Ⅰ是生产者 B．Ⅳ为三级消费者 C．E1为太阳能，E2为热能 D．能量可在食物链中循环利用 D 01 E1为太阳能， 用于植物的光合作用。 E2为热能， 是生物呼吸作用产生的 单向流动的，不能循环利用，×； 当堂检测 二 【资料1】“稻—鸭—萍”共作是一种新兴的生态农业模式，是在稻鸭共作的基础上，放养营养含量高且不占用水稻生长空间的红萍而形成的。其具有以下优点：①可以固氮富钾，红萍既可以从空气中固定氮，又能从水中富集钾，可提供水稻正常生长所需的70%的氮素和70%的钾素，并为鸭子提供饲料。②鸭子可以食用杂草，可大大减少多种水田杂草的发生和危害。③可以除虫，鸭子可以食用田间害虫，减少了害虫对水稻的危害，同时鸭子排出的粪便可以起到增肥的作用。总之，“稻—鸭—萍”立体农业利用生物间的相互关系，充分利用空间，将不同生物种群组合在一起，实现了多物种共存、多层次配置，提高了水田的物质能量利用率，具有明显的经济效益、生态效益和社会效益。 二、研究能量流动的实践意义 二 从能量流动的角度分析，“稻—鸭—萍”共作模式与稻鸭共作模式相比，引入红萍有什么意义？ 思考 从能量流动的角度分析，稻田除草、除虫的意义是什么？ 思考 注：红萍是生产者，且不占用水稻生长空间。 调整生态系统的能量流动关系， 使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。 在空间上进行合理配置，增大流入生态系统的总能量。 二、研究能量流动的实践意义 二 【资料2】图一和图二分别是传统农业和现代农业对水稻秸秆的利用示意图。 多级利用 二、研究能量流动的实践意义 二 从能量利用的角度分析，现代农业相较于传统农业有什么优势？ 思考 人们在研究能量流动时，将秸秆作为牲畜饲料，粪便进入沼气池，生产燃料。此过程提高了能量的传递效率吗？为什么？ 思考 现代农业实现了对能量的多级利用， 从而大大提高了能量的利用率。 没有。此过程提高了能量的利用率，即人类充分利用了流向 分解者的能量，实现了对能量的多级利用，减少了环境污染，但没有提高能量在不同营养级之间的传递效率。 二、研究能量流动的实践意义 二 1．可以帮助人们将生物在 、 上进行合理配置， 增大流入某个生态系统的 。 时间 空间 总能量 间作套种 多层育苗 稻—萍—蛙 立体农业 二、研究能量流动的实践意义 二 2．可以帮助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。即实现对能量的 ，从而大大提高能量的 。 多级利用 利用率 用秸秆作饲料 粪便制作沼气 注：多级利用≠循环利用,能量不能循环利用； 二、研究能量流动的实践意义 补充：能量传递效率与能量利用率的区别 概念 能量传递效率 能量利用率 公式 注意 生态系统中能量在相邻两个营养级间的传递效率约为 。（不能提高） 一般来说， 食物链越短，能量利用率越 。 （可以提高） 下一营养级同化量 上一营养级同化量 ×100% 流入最高营养级（或人类）的能量 生产者固定总能量 10～20% 高 二 3．还可以帮助人们合理地 ， 使能量 。 合理确定草场的载畜量 稻田除草、除虫 调整生态系统中的能量流动关系 持续高效地流向对人类最有益的部分 二、研究能量流动的实践意义 调查当地某生态系统中的能量流动情况 以稻田生态系统为例。组成成分：非生物的物质和能量；生产者，包括水稻、杂草、浮游植物等；消费者，包括蜘蛛、田螺、鱼(如泥鳅、黄鳝)、青蛙、浮游动物、昆虫、鸟类等；分解者，包括多种微生物。 1.生产者主体是水稻，其他生产者有杂草、浮游植物等。农民主要通过 的方式抑制杂草的生长。 2.初级消费者有田螺、浮游动物、植食性的昆虫和鸟等。一般而言，植食性的昆虫和鸟等对水稻生长构成危害，田螺数量较多时也会对水稻生长构成危害。农民采取 等措施防止或减少这些动物的危害。 探究·实践（P59） 喷洒农药、竖稻草人 喷洒除草剂或人工除草 3.次级消费者有肉食性鱼、青蛙和蜘蛛等。一般而言，这些消费者对水稻生长的利大于害。农民通过 等措施，实现生态农业的目标。 5.农民对秸秆的传统处理方式有焚烧或填埋等；现代农业生态工程提出了综合利用思想。例如，秸秆可作为多种工业原材料，还可以用来生产沼气，以充分利用其中的能量。 6.主要通过 的方法提高作物的光能利用效率。 7.通过稻田养鱼等措施，实现立体化生态农业；通过建造沼气池，实现能量的多级利用。 调查当地某生态系统中的能量流动情况 合理密植 禁捕，或适量放养 探究·实践（P59） 1926年，美国一位生态学家研究了一块玉米田的能量流动情况，得到如下数据。 1.这块田共收割玉米约10000株，质量为6000 kg。通过对玉米植株的化学成分进行分析，计算出其中共含碳2675 kg。 2.据他估算，这些玉米在整个生长过程中，通过细胞呼吸消耗的葡萄糖共2045kg。 3.1kg葡萄糖储存1.6×104 kJ能量。 4.在整个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能总量为8.5×109kJ。 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？ 葡萄糖为：（180×2675）/（12*6）=6687.5kg 储存的能量为：6687.5×1.6×104 =1.07×108KJ 20 这些玉米呼吸作用消耗的能量： 2045×1.6×104KJ=3.272×107 KJ 1926年，美国一位生态学家研究了一块玉米田的能量流动情况，得到如下数据。 1.这块田共收割玉米约10000株，质量为6000 kg。通过对玉米植株的化学成分进行分析，计算出其中共含碳2675 kg。 2.据他估算，这些玉米在整个生长过程中，通过细胞呼吸消耗的葡萄糖共2045kg。 3.1kg葡萄糖储存1.6×104 kJ能量。 4.在整个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能总量为8.5×109kJ。请根据以上数据计算： ②这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？ 21 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？ 这些玉米固定的太阳能总量是：1.07×108+3.272×107=1.3972×108 呼吸消耗能量占固定太阳能的比例为：3.272×107/1.3972×108=23.4％ ④这块玉米田的太阳能利用效率是多少？ 利用效率=1.3972×108/8.5×109=1.64% 生态系统的能量流动是单向的、逐级递减的，人类无法改变这一规律，那么如何利用这一规律来指导生活和生产实践呢？ 22 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 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 ( ) 2.流经神农架国家级自然保护区的总能量是( ） A.该保护区中生产者体内的能量 B.照射到该保护区中的全部太阳能 C.该保护区中生产者所固定的太阳能 D.该保护区中所有生产者、消费者、分解者体内的能量 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 √ × √ C B 24 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 （2）哪个生态系统的能量能够更多地被人类利用？为什么？ 25 图b所示生态系统中流向分解者的能量，还有一部分可以以生活能源或食物中化学能的形式被人类再度利用，因此，该生态系统实现了能量的多级、充分利用，提高了能量的利用率。 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？ 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。 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。能量的输人对于生态系统有序性的维持来说是不可缺少的。 生活在水中的硅藻，它们能利用溶解在水中的硅化物制造口己绚丽精致的外壳，而通常情况下水体中硅化物的含量极为微少，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，你对能量在生态系统中的作用是否有了进一步的认识？ (1)拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向，提高生态系统的能量传递 效率(　　) (2)利用农作物秸秆培育蘑菇，实现了生态系统中能量的循环利用(　　) (3)研究能量流动可调整能量流动关系，使生产者固定的能量全部流向人类(　　) × 02 × 不能提高生态系统的能量传递效率。 × 能量流动是单向流动，且逐级递减的，不能循环利用。 使能量持续高效地流向对人类最有益的部分， 但生产者固定的能量不可能全部流向人类。 当堂检测 1．下列关于生态系统能量流动的原理在实践中的应用的叙述，错误的是(　　) A．除虫、除草可以让农田生态系统中的能量更多地流向对人类更有益的部分 B．多途径利用农作物可以实现对生态系统中能量的多级利用 C．根据草场能量流动的特点，可以合理确定草场的载畜量，从而保持畜产品 的持续高产 D．“桑基鱼塘”的生产方式，在桑、蚕、鱼之间形成良性循环，将提高能量 传递效率 D 提高了整体的能量利用率，但不能提高能量传递效率，×； 当堂检测 2．茶树菇味道鲜美，常生长在油茶树枯朽的树桩上。某林场尝试在树下套种茶树菇，并用桐树、柳树、杨树脱落的枝叶制作培养基。下列相关叙述正确的是(　　) A．油茶树枯朽树桩中的能量不属于油茶树的同化量 B．生长在油茶树树桩上的茶树菇属于生态系统中的分解者 C．套种措施可以提高树木和茶树菇对阳光等资源的利用率 D．该林场提高了能量的传递效率，实现了能量的多级利用 B 02 属于油茶树的同化量中流向分解者的部分，×； 茶树菇是真菌，属于分解者，√； 茶树菇属于分解者，不能直接利用阳光，×； 提高了能量的利用率而不是能量传递效率，×； 当堂检测 $