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等核心知识点。以“鲁滨逊荒岛生存策略”问题导入，引导学生思考能量流动效率，通过“概念→各营养级能量去向→特点→金字塔模型→实践应用”的脉络构建学习支架。 其亮点在于融合情境探究与科学思维，如通过赛达伯格湖能量数据表格分析能量流动特点，结合稻田生态系统调查、玉米田能量计算等探究实践，培养学生物质与能量观及理性思维。实践意义部分以立体农业、沼气池为例，助学生理解知识应用，教师使用可提升教学效率与学生参与度。

第2节 生态系统的能量流动 第3章 生态系统及其稳定性 【重难点】 1.生态系统的能量流动过程。 2.尝试调查当地某生态系统的能量流动情况。 S z L w h 假设你像小说中的鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，那里除了有能饮用的水，几乎没有任何食物。你身边尚存的食物只有一只母鸡、15kg玉米。 讨论： 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。 【提示】应该先吃鸡、再吃玉米(即选择1)。 若选择2，则增加了食物链的长度，能量逐级递减，最后人获得的能量较少。 问题探讨 S z L w h 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 思考：输入生态系统的的能量来源是什么？沿着什么渠道进行传递？以什么形式传递？最终以什么形式散失？ 能量流动的概念 太阳能/光能 化学能 (光合作用) S z L w h 一 能量流动的特点 生态金字塔 能量流动的过程 目 录 CONTENTS 二 三 学习目录 研究能量流动的实践意义 四 S z L w h 4 科学方法——研究能量流动的基本思路 (1)能量流经个体的情况： (2)如果把这个种群作为一个整体来研究，左图应概括成哪种形式？ 能量输入 某个营养级 能量储存 能量散失 (3)如果把一个营养级中的所有种群看成一个整体，上图应概括成哪种形式？ ★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。 ★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。 ★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。 S z L w h 生产者 初级消费者 次级消费者 第一营养级 第二营养级 第三营养级 一. 能量流动的过程 以一条食物链为例分析： S z L w h 一. 能量流动的过程 1. 能量流经第一营养级的过程 99% 散失 1% 固定 生产者固定的太阳能 用于生长 发育和繁殖 初级消费者 （植食性动物） 分解者利用 残枝 败叶 呼吸作用 散失 生长发育和繁殖 ① ② ③ 生产者能量去路： ①呼吸作用散失 ②自身生长、发育和繁殖的能量 被分解者利用 流入下一营养级 S z L w h 问：初级消费者摄入的能量全部转化为自身的能量了吗？ 2. 能量流经第二营养级的过程 初级消费者 摄入 初级消费者 同化 粪便 分解者利用 用于生长 发育和繁殖 次级消费者 摄入 遗体 残骸 呼吸作用 散失 呼吸作用 散失 … ① ② ③ 思考： 1.粪便中的能量属于初级消费者同化量吗？ 2.真正流入初级消费者体内的能量是摄入量还是同化量？ 3.初级消费者同化量的去路是什么？ 不属于，属于生产者的同化量 同化量 一. 能量流动的过程 S z L w h 同化量：动物经消化道消化、吸收后所获得的能量。（动物摄食后转化为自身的能量） 2.同化量的去路： 注意： 1.流经第二营养级的总能量： 同化量 同化量 摄入量 - 粪便量 = 粪便中的能量属于上一营养级同化量的一部分，该部分能量最终流向分解者。 =呼吸作用散失+流向下一营养级的能量+分解者利用的能量 =呼吸作用散失+自身生长发育繁殖的能量 一. 能量流动的过程 2. 能量流经第二营养级的过程 S z L w h 思考：最高营养级同化的能量去向有哪些？ 呼吸作用散失 用于自身生长发育繁殖 鹰摄入 粪便 鹰同化 遗体残骸 最高营养级的能量去向：①呼吸作用散失； ②分解者利用 分解者利用（呼吸作用散失） 总结：通过以上学习，你能总结出各营养级同化的能量去向有哪些有何共同点呢？ 一. 能量流动的过程 3. 能量流经最高营养级（鹰）的过程 ① ② S z L w h 呼吸作用散失 生长 发育 繁殖 分解者（残枝败叶） 下一营养级摄入 生产者固定的太阳能 未被利用 （草根） 散失 粪便 下一级同化量 呼吸作用散失 分解者（遗体残骸） 下一营养级摄入 未被利用 （活体石油煤炭） 同化量=摄入量 - 粪便量 同化量=呼吸散失 + 生长发育繁殖 同化量=呼吸散失 + 下一级 + 分解者 + 未利用 生产者同化量 课堂小结 注意: 如果在某一时段内分析去向，还应有未被利用的能量。 S z L w h 11 注意: 如果在每一时间段去分析去向，还应有未被利用的能量 (最终也将被分解者利用)。 某营养级同化量 呼吸作用中以热能形式散失 用于自身生长、发育、繁殖 被分解者分解利用 流入下一个营养级 某营养级的能量最终去向： 注意：粪便中的能量属于上一营养级同化量的一部分，该部分能量最终流向分解者。 某营养级的能量某段时间内的能量去向： 某营养级同化量 呼吸作用中以热能形式散失 用于自身生长、发育、繁殖 被分解者分解利用 流入下一个营养级 未被利用的能量 课堂小结 S z L w h 生态系统能量流动的示意图分析 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→ → 。 食物链和食物网 呼吸作用 有机物中的化学能 热能 呼吸作用 呼吸作用 呼吸作用 呼吸作用 生产者 （绿色植物） 初级消费者（植食性动物） 次级消费者（肉食性动物） 三级消费者（肉食性动物） 呼吸作用 …… 分解者 S z L w h ① ② ③ ④ (1)初级消费者粪便中的能量是哪个箭头？ 　 (2)哪些或哪个箭头代表初级消费者的同化量？ (3)哪些箭头代表初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量？ ⑤或由生产者流向分解者的箭头 ①或②＋③＋④ ①－③或②＋④ 思考: ⑤ 生态系统能量流动的示意图分析 S z L w h 14 ①形式：_______ ②过程:________ 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 P55 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途径： 。 ②形式：______________ 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 太阳能 小结：能量流动的过程 有机物中的化学能 热能 呼吸作用 思考：人工鱼塘需要投喂饲料，此时流入鱼塘生态系统的总能量如何表示？ 还有人工投入的有机物中的化学能。 S z L w h 15 √ (1)太阳能只有通过生产者才能输入到生态系统中。( ) (2)每一营养级生物的同化量就是从上一营养级摄入的能量。 ( ) 提示：每一营养级生物的同化量是摄入量与粪便量的差值。 (3)能量在生态系统的食物链中是以热能的形式流动的。 ( ) 提示：能量在生态系统的食物链中是以化学能的形式流动的。 (4)太阳能只有通过绿色植物才能输入到生态系统中。 ( ) 提示：蓝细菌等也可以通过光合作用固定太阳能。 × × × 习题巩固 S z L w h 1 (2025·四川成都七中诊断)生态系统的能量流动指的是生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，下列有关说法正确的是(　　) A.输入生态系统的能量就是生产者积累的有机物的总量 B.能量以有机物中化学能的形式在食物网中传递 C.流入某一营养级的能量去向包括用于自身生长、发育和繁殖，自身通过呼吸作用散失和流向下一营养级 D.生态系统中的能量最终都是通过分解者的分解作用，以热能的形式散失 B 习题巩固 S z L w h 解析　就自然生态系统而言，一般来说，输入生态系统的能量就是生产者固定的太阳能的总量，A错误； 能量的传递渠道是食物链和食物网，在其中的传递形式是有机物中的化学能，B正确； 某一个营养级流向下一个营养级的能量包含在用于自身生长、发育和繁殖的能量中，C错误； 生态系统中的能量最终通过生产者、消费者和分解者的呼吸作用，以热能的形式散失，D错误。 C 2 (2025·西安高新一中质检)如图是某池塘生态系统中能量流经贝类的示意图，下列分析错误的是(　　) A.甲代表呼吸作用，大部分能量在呼吸作用中以热能形式散失 B.B是贝类用于自身生长、发育和繁殖的能量 C.贝类摄入的能量就是流入这个生态系统的总能量 D.贝类粪便中的能量不属于贝类同化的能量 习题巩固 S z L w h 解析　A是贝类的同化量，其中大部分通过呼吸作用以热能形式散失，剩余部分用于自身生长、发育和繁殖等生命活动，A、B正确； 通常，生产者固定的总能量是流入生态系统的总能量，C错误； 贝类粪便中的能量属于上一个营养级同化的能量，D正确。 4、大象是植食性动物，有一种羌螂专以大象粪为食。如果在某段时间大象所同化的能量为m，则这部分能量中可以流入羌螂体内的约为（ ） A. 0 B. 10%m C. 10~20%m D. 不知道 3、若鹿的进食能量为100%，其粪尿能量为36%，呼吸能量为48%，则鹿的同化量为（ ） A．64%　 B．84%　 C．16% D．52% A 同化量＝摄入量－粪便量 A 习题巩固 S z L w h 一 能量流动的特点 生态金字塔 能量流动的过程 目 录 CONTENTS 二 三 学习目录 研究能量流动的实践意义 四 S z L w h 20 遵循能量守恒定律。 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。 讨论1：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？ 生态系统中的能量流动 讨论2：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。 二. 能量流动的特点 思考●讨论 S z L w h 母鸡的等待，荒岛情景再现 21 二. 能量流动的特点 思考●讨论 分析赛达伯格湖的能量流动 图中数字为能量值，单位J(cm2·a)(焦每平方厘米年）。 “未固定”是指未被固定的太阳能， “未利用”是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。为研究方便起见，这里将肉食性动物作为一个整体看待。 S z L w h 讨论1：设计表格，整理赛达伯格湖能量图解中的数据。计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营养级能量的百分比。 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 13.52% 20.06% 二. 能量流动的特点 464.6 96.3 12.5 293 62.8 62.8 18.8 2.1 29.3 12.6 12.6 7.5 微量 5.0 S z L w h 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 讨论2：相邻两个营养级间的能量传递效率如何计算？ 讨论3：流入某一营养级的能量，为什么不能百分之百地流入下一营养级？ 能量传递效率 = 某一营养级同化量 上一营养级同化量 ×100% 注意：能量在相邻两个营养级间的传递效率为 。 10%～20% 各营养级的能量都有一部分通过呼吸作用散失；一部分被分解者利用；一部分未利用。 能量流动特点：逐级递减 二. 能量流动的特点 S z L w h 单向流动 ②通过呼吸作用散失的热能不能再次被利用 ①食物链中的捕食关系不能逆转 能量流动特点 逐级递减 原因 总有一部分能量经自身呼吸消耗、被分解者利用、未利用。（能量传递效率为10%～20%） 原因 讨论4：通过以上分析，你能总结出什么规律？ 二. 能量流动的特点 思考●讨论 分析赛达伯格湖的能量流动 S z L w h 3.任何生态系统都需要不断得到能量补充，以便维持生态系统的正常功能，如人工鱼塘需要投喂饲料，此时流入鱼塘生态系统的总能量如何表示？ 2.长时间没有光照，对生态系统有什么影响，为什么？ 能量在流动过程中逐级递减，营养级越多，消耗的能量就越多。 在一段较长时期内没有能量（太阳能或化学能）输入，这个生态系统就会崩溃。 任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。 思考： 1.为什么生态系统中能量流动一般不超过5个营养级？ 在人工生态系统中，总能量还有人工补充的能量（例如饲料、饵料等） 生产者固定的太阳能＋人工投入的有机物中的化学能。 二. 能量流动的特点 S z L w h 4.怎样从能量流动的角度解释“一山不容二虎”？ 能量流动是逐级递减的，营养级越高，得到的能量越少。 老虎处于最高营养级，要养活一只老虎，需要大量的生产者，需要很大的捕食范围。 先吃鸡、再吃玉米。 食物链短，能量损耗少，人可以获得更多能量。 二. 能量流动的特点 S z L w h × (1)一只狼捕食了一只兔子，该狼获得了兔子能量的10%～20%。( ) 提示：能量传递效率是针对相邻两个营养级中的所有生物而言，不针对个体。 (2)在“植物→鼠→鹰”这条食物链中，第三营养级获得的能量最少。 ( ) (3)散失的热能不可以被生产者固定再次进入生态系统。 ( ) √ √ 习题巩固 S z L w h 1. (2025·河北冀州调研)如图为某一鱼塘生态系统的生物关系(a～d表示能量数值)，下列各项叙述正确的是(　　) D A.初级消费者到次级消费者的能量传递效率为(c＋d)/b×100% B.图中d表示第二营养级遗体残骸、粪便等中的能量 C.第二营养级的个体体重一定大于第三营养级的个体体重 D.在高密度鱼塘中众多的植食性鱼所获得的总能量往往大于a 习题巩固 S z L w h 解析　初级消费者、次级消费者分别位于第二、三营养级，初级消费者同化的能量为b，次级消费者同化的能量为c，则初级消费者到次级消费者的能量传递效率为c/b×100%，A错误； 第二营养级所排粪便中的能量属于第一营养级同化的能量，d表示第二营养级以遗体残骸、第三营养级所排粪便中流向分解者的能量，B错误； 第二营养级所有生物同化的总能量大于第三营养级所有生物同化的总能量，但第二营养级的个体体重不一定大于第三营养级的个体体重，如狼与兔，C错误； 在高密度鱼塘中众多的植食性鱼(处于第二营养级)仅仅依靠生产者流向第二营养级的能量b不能维持生存，需要人工提供饵料，故在高密度鱼塘中众多的植食性鱼所获得的总能量包括b与饵料中有机物所含有的能量，该能量值一般大于a，D正确。 2. (2025·山东潍坊期末)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)，下列说法正确的是(　　) D A.A1是生产者经呼吸作用释放的能量 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 习题巩固 S z L w h 解析　A1表示生产者经呼吸作用散失的能量，A错误； B2＋C2＋D2是初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量，B错误； 初级消费者粪便中的能量包含在上一营养级流向分解者的能量C1中，C错误； 生产者固定的太阳能还可表示为A1＋B1＋C1＋D1或A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2，D正确。 3.(2025·山东威海期末)如图为某同学绘制的能量流经第二营养级的示意图，图中数字为能量值(相对值)。下列说法错误的是(　　) D A.第二营养级同化的能量为75 B.图中C表示第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量 C.“？”代表的数值为20 D.能量在第二、三营养级之间的传递效率为20% 习题巩固 S z L w h 解析　摄入的能量＝同化的能量＋粪便的能量，第二营养级同化的能量为100－25＝75，A正确； B是第二营养级同化的能量，同化的能量一部分经呼吸作用消耗，另一部分用于生长、发育和繁殖等生命活动，图中C表示第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量，B正确； B是第二营养级同化的能量，值为100－25＝75，其中40经呼吸作用散失，余下的75－40＝35用于生长、发育和繁殖等生命活动，生长、发育和繁殖的能量(值为35)中，有15被下一营养级摄入，余下35－15＝20流向分解者，即“？”代表的数值为20，C正确； 根据题图不能确定第二营养级有多少能量流入第三营养级(被第三营养级同化)，因而无法计算能量在第二、三营养级之间的传递效率，D错误。 一 能量流动的特点 生态金字塔 能量流动的过程 目 录 CONTENTS 二 三 学习目录 研究能量流动的实践意义 四 S z L w h 32 三. 生态金字塔 第一营养级 第二营养级 第三营养级 第四营养级 1.能量金字塔 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。 意义： ______的反映出生态系统各营养级间能量的关系 特点： 通常都是____________的正金字塔形。 直观 上窄下宽 (自然生态系统一定为正金字塔） S z L w h 三. 生态金字塔 第二营养级 第一营养级 干重 g/m2 1.5 11 37 809 营养级 第四营养级 第三营养级 2.生物量金字塔 用同样的方法表示各营养级的生物量（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。 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。 特点： 大多也是上窄下宽的正金字塔形。 S z L w h 三. 生态金字塔 思考：生物量金字塔在什么情况下，可能是上宽下窄倒置的金字塔形呢？ 在海洋生态系统中，由于生产者(浮游植物)的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，所以某一时刻调查到的浮游植物的生物量可能低于浮游动物的生物量。 总的来看，一年中浮游植物的总的生物量还是比浮游动物的要多。 S z L w h 三. 生态金字塔 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 3. 数量金字塔 表示各营养级的生物个体的数目比值关系，即为数量金字塔。 意义： 直观的反映生态系统各营养级的生物个体的数目比值关系。 特点： 一般是上窄下宽的正金字塔形，也可以是上宽下窄的倒金字塔形。 营养级 第二营养级 第一营养级 个体数量 昆虫 树 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 S z L w h 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，食物链中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 课堂小结 S z L w h 37 √ (1)能量金字塔是把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的次序排列形成一个金字塔图形。( ) (2)能量金字塔和生物量金字塔可以出现倒置现象。 ( ) (3)昆虫和树形成的数量金字塔一般是倒置的。 ( ) √ √ 习题巩固 S z L w h 1. (2025·福州一中期末)生态学中常用能量金字塔来描述生态系统中各营养级所得到的能量数值。下列描述正确的是(　　) A.在能量金字塔顶部的消费者获得的能量最多 B.最多约有20%的能量从第一营养级流向次级消费者 C.生产者通过呼吸作用消耗的能量一般没有流入初级消费者的能量多 D.生态系统中的营养级越多，在能量流动过程中损失的能量就越多 解析　在能量金字塔顶部的消费者营养级最高，获得的能量最少，A错误； 最多约有20%的能量从第一营养级流向初级消费者，B错误； 生产者通过呼吸作用消耗的能量一般多于流入初级消费者的能量，C错误。 D 习题巩固 S z L w h C 2. (2025·河南驻马店高中质检)如图是某同学绘制的生态系统能量金字塔，其中a～d代表能量数值。相关叙述正确的是(　　) A.图中所示的各种生物成分共同组成一条食物链 B.次级消费者、三级消费者分别属于第二、第三营养级 C.能量c可代表生产者呼吸作用释放的热能及流向分解者的能量 D.在生态系统中，b的值不可能超过d的10倍 习题巩固 S z L w h 解析　在同一营养级中可能包含多种生物，因此各种生物成分可组成多条食物链，A错误； 次级消费者、三级消费者分别属于第三、第四营养级，B错误； 某一营养级能量的最终去路包括自身呼吸消耗、流入下一营养级(最高营养级除外)、被分解者分解利用，所以能量c可代表生产者呼吸作用释放的热能及流向分解者的能量，C正确； 在生态系统中，b的值可能会超过d的10倍，即相邻两营养级间的能量传递效率小于10%，D错误。 一 能量流动的特点 生态金字塔 能量流动的过程 目 录 CONTENTS 二 三 学习目录 研究能量流动的实践意义 四 S z L w h 41 四. 研究能量流动的实践意义 1.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。 甘蔗和大豆间种 冬小麦夏玉米套作 蔬菜大棚中的多层育苗 稻-萍-蛙立体农业生产 S z L w h 四. 研究能量流动的实践意义 ②研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。 例如，秸秆喂牲畜；粪便制作沼气；沼渣肥田，实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率 秸秆饲料 沼气池 沼渣 利用率 能量的传递效率 ≠ S z L w h 规律: 食物链越短，能量利用率越高。 能量传递效率与能量利用效率的比较 能量传递效率= 上一营养级的同化量 下一营养级的同化量 ×100% 能量利用率= 生产者同化的能量 流入最高营养级的能量 ×100% 能量传递效率针对的是相邻两个营养级之间的同化量之比，且能量传递效率不能提高。 思维拓展 S z L w h 四. 研究能量流动的实践意义 3.研究生态系统的能量流动，还可以帮助人们合理的调整生态系统的能量流动关系，使能量持续高效地流向人类最有益的部分。 合理确定草场的载畜量 稻田除草、除虫 牲畜过少，不能充分利用牧草所提供的能量； 牲畜过多，就会造成草场的退化，使畜产品的产量下降。 S z L w h × (1)农业生态系统中，沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用。( ) 提示：沼液和沼渣可以为农作物提供肥料，沼气池发酵产生的沼气又能成为人类的能源物质，实现了能量的多级利用，而能量不能循环利用。 (2)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。 ( ) 提示：拔去田地中的杂草可以提高能量的利用率，但不能提高能量的传递效率。 × 习题巩固 S z L w h (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。( ) 提示：生产者自身呼吸会消耗一部分能量，生产者固定的能量不会全部流向人类。 (4)所有生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的能量。 ( ) 提示：人工生态系统中生产者得到的能量可能小于消费者得到的能量。 × × 习题巩固 S z L w h C 1. (2025·河北唐山调研)下列关于生态系统能量流动的叙述，错误的是(　　) A.生产者固定的能量是光能或化学能 B.自然生态系统中，数量金字塔存在倒置情况，能量金字塔则不存在 C.与传统鱼塘相比，桑基鱼塘可显著提高不同营养级之间的能量传递效率 D.在农田中除草、捉虫可使能量持续高效地流向对人类最有益的部分 习题巩固 S z L w h 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。农民主要通过喷洒除草剂或人工除草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。农民采取喷洒农药、竖稻草人等措施防止或减少这些动物的危害。 探究●实践 S z L w h 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。农民通过禁捕，或适量放养等措施，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.主要通过合理密植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 探究●实践 S z L w h 思维训练——分析和处理数据 1926年，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10 000株，质量为6000kg。通过对玉米植株的化学成分进行分析，计算出其中共含碳2675kg。 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1.6×104kJ能量。 4.在整个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能为8.5×109kJ. 请根据以上数据计算： 这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是多少？ 这些葡萄糖储存的能量是多少？ 这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？ = 2675×180(C6H12O6)÷72(C6) 6687.5kg 1.07×108kJ 6687.5×1.6×104kJ = 2045×1.6×104kJ= 3.272×107kJ S z L w h 1926年，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10 000株，质量为6000kg。通过对玉米植株的化学成分进行分析，计算出其中共含碳2675kg。 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1.6×104kJ能量。 4.在整个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能为8.5×109kJ. 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% 自身生长发育繁殖 呼吸散失 思维训练——分析和处理数据 S z L w h 课堂小结 S z L w h 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 练习与应用 一、概念检测 × √ √ C S z L w h 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 练习与应用 二、拓展应用 B 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。 × × S z L w h 练习与应用 (2)哪个生态系统的能量能够更多地被人类所利用？为什么？ × × ① ② 【答案】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利用，提高了能量的利用率。 S z L w h 练习与应用 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？ 【答案】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。 S z L w h ①正推型：知低营养级求高营养级（已知甲→求丁） 获得能量最多 获得能量最少 选最 食物链 选最 食物链 按 计算 按 计算 能量在流经各个营养级时,上一营养级的能量大约有10%~20%传到下一营养级，营养级越高，能量越少。因此食物链越 ，能量损失越多。为了充分利用能量，应尽量缩短食物链。 有关能量的“最值”计算方法：设食物链“甲→乙→丙→丁” 长 “×20%” 短 长 “×10%” 例1.流经食物链的总能量为1000kJ，猫头鹰所得能量最多为_______ ; 最少为________ 40kJ 1kJ 拓展：与能量传递效率有关的计算 1000×（20%）2 =40 1000×（10%）3 =1 S z L w h ②逆推型：知高营养级求低营养级（已知丁→求甲） 需最少能量 需最多能量 选最 食物链 选最 食物链 按 计算 按 计算 有关能量的“最值”计算方法：设食物链“甲→乙→丙→丁” “÷20%” “÷10%” 短 长 例2.如果大鱼要增加1kg体重，那至少需要浮游植物的重量为：_______ 最多需要浮游植物的重量为：_______ 25kg 1000kg 小鱼 大鱼 1kg 浮游植物 浮游动物 1÷（20%）2 =25 1÷（10%）3 =1000 拓展：与能量传递效率有关的计算 S z L w h A.80 g B.900 g C.800 g D.600 g 在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物获得能量，且各途径所获得的生物量比例确定，则需按照各单独的食物链进行计算后合并。 例3.如图食物网中，假如猫头鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇。那么，猫头鹰若要增加20 g体重，最少需要消耗的植物为（ ） 拓展：与能量传递效率有关的计算 B 20×2/5÷20%÷20%＋20×2/5÷20%÷20% ＋20×1/5÷20%÷20%÷20%＝900(g) S z L w h 例4.如图所示的食物网中，戊的食物有1/2来自于乙，1/4来自于丙，1/4来自于丁，且能量从生产者到消费者的传递效率为10%，从消费者到消费者的能量传递效率为20%。若戊体重增加20g，需要消耗植物（　　） A．1125g B．1600g C．2000g D．6500g 1/4 1/2 20g ½×20÷20%=50 ¼×20÷20%=25 1/4 戊→乙→甲： 戊→丙→甲： 戊→丁→丙→甲： ¼×20÷20%=25 50÷10%=500 25÷10%=250 25÷20%÷10%=1250 C 拓展：与能量传递效率有关的计算 注意：已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算。 S z L w h 62 例5.如图所示为某生态系统中的食物网示意图，若E同化的总能量5.8×109 kJ，B同化的总能量为1.6×108 kJ，则理论上A同化的能量最多为(　　) A．4.2×107 kJ B．2.0×108 kJ C．1.0×108 kJ D．2.3×108 kJ E为第一营养级，B、C、D均为第二营养级， 三者获得的来自E的总能量最多为5.8×109×20%＝11.6×108(kJ)， 再减去B同化的总能量1.6×108 kJ， C、D同化的能量为1.0×109 kJ， A既可捕食C，又可捕食D， 其同化的能量最多为1.0×109×20%＝2.0×108(kJ)。 B 拓展：与能量传递效率有关的计算 能量传递效率不是以个体或种群为单位，而是以营养级为单位。 S z L w h 例6.若人类获取植物性食物与动物性食物的比例是1∶1，将此食物结构改为4∶1，能量流动效率按10%计算，则调整后可供养的人口是调整前的_____倍。 1:1 1/2 1/2 植物总量不变，设能供养人数分别为A、B 所需植物： 1/2A÷10% + 1/2 A÷10%÷10%=55A 4:1 4/5 1/5 所需植物： 4/5 B÷10% + 1/5 B÷10%÷10%=28B   1.96 55A = 28B 拓展：与能量传递效率有关的计算 S z L w h THANKS 感谢观看 $