3.2 生态系统的能量流动（第1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能量流动的过程、特点及实践意义，以鲁滨逊荒岛生存策略问题导入，结合学生自身能量来源与去向的思考，构建从概念（输入、传递、转化、散失）到过程（各营养级能量流动）再到特点（单向流动、逐级递减）的知识脉络，辅以问题链、示意图构建等学习支架。 其亮点在于以情境问题驱动探究，通过赛达伯格湖能量数据表格分析、能量传递效率定量计算等活动，落实物质与能量观的生命观念和建模的科学思维。课堂巩固设计多样化习题，助力学生深化理解，教师可直接利用结构化资料提升教学效率。

第2节 生态系统的能量流动 第3章 生态系统及其稳定性 选必二 1.通过学习生态系统的能量流动过程，建立物质和能量观。(生命观念)。 2.利用图示、模型构建生态系统的能量流动过程。(科学思维) 3.认同利用能量流动规律，更加科学、有效地利用生态系统中的资源。(社会责任) 学习目标 01 能量流动的过程 02 能量流动的特点 目录 03 生态金字塔 04 研究能量流动的实践意义 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。 先 后 一部分喂鸡 吃鸡蛋 一部分 方案1 方案2 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？ 问题探讨 让人获得最多的能量 关键看为人提供的能量有多少？ 不管吃什么，目的都是为了获得食物中的能量？ 能量的输入 能量的散失 生态系统 一切生命活动都伴随着能量的变化。没有能量的输入，也就没有生命的生态系统 生态系统的能量流动概念 源头： 流经生态系统总能量：　　　　　　　 途径： 形式：　　　　　 太阳能→有机物中的________→热能 过程： 形式：最终以　　　　形式散失 输入 传递 转化 散失 太阳能 食物链和食物网 有机物中的化学能 生产者固定的太阳能总量 化学能 热能 呼吸作用 能量流动概念：生态系统中能量的 、 、 和 的过程。 输入 传递 转化 散失 生态系统的能量流动概念 问题：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？ 想一想： 你上周吃了多少斤食物？长了多少斤？ 思考一下，你读书写字、打篮球、跑步等这些活动需要能量吗？ 生物的所有生命活动都需要能量，那你所需要的能量来源于哪里？ 吃了那么多体重却几乎没变，能量都去哪了？ 食物 （能量输入） 人 排遗物：粪便 生长、发育、繁殖等 呼吸作用以热能形式散失 一、能量流动的过程 科学方法：研究能量流动的基本思路 （1）如果以个体为单位研究能量流动有什么问题？ 能量输入 个体1 储存在体内的能量 呼吸作用散失的能量 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 能量输入 种群 能量储存 能量散失 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。 以种群为研究对象，能量的流动渠道为食物链（或食物网），在分析时可能因食物网的复杂性而影响结果的准确性。 （2）如果将种群作为一个整体来研究能量流动，又会遇到什么问题？ 能量流经一个种群的情况可以图示如下： 科学方法：研究能量流动的基本思路 　　（3）如果将一个营养级的所有种群作为一个整体来研究，图示能量流动的情况。这种方式有什么优点? 能量输入 某营养级 能量储存 能量散失 捕食食物链中包含一个个环节，处于某一环节上所有生物种类的总和，称为营养级。 　　将一个营养级的所有种群作为一个整体来研究能量流动，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。 某一营养级的生物代表处于该营养级所有生物，不代表生物个体，也不代表某一生物群体。 能量流动的过程 01 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。 先 后 一部分 吃鸡蛋 一部分 方案1 方案2 P54 问题探讨 第一营养级 第二营养级 第三营养级 论证方案 （生产者） （初级消费者） （次级消费者） 食物链1 第一营养级 第二营养级 （生产者） （初级消费者） 食物链2 第一营养级(生产者)的能量来源及去路 第二营养级(初级消费者)的能量来源及去路 问题:有多少能量能够从玉米最终流向鲁滨逊？ 问题探讨 食物链 1 1.能量流经玉米（第一营养级）过程： 玉米 鸡 人 请自主阅读教材阅读课本P55第一、二段内容，思考以下问题。 （1）地球上几乎所有生态系统的能量都来自哪里？这些能量是如何输入生态系统的？ （2）输入第一营养级的能量有几个去路？分别是什么？ （3）植物用于自身生长、发育、繁殖的能量有几个去路？分别是什么？ （4）完成玉米的能量流动示意图：（包括玉米同化量、自身呼吸作用以热能散失、用于自身生长发育繁殖、残枝败叶、被分解者利用、鸡摄入） 一、能量流动的过程 1% 固定(同化) 99% 散失 生产者固定的太阳能 呼吸作用 散失（热能） 用于生长 发育和繁殖 分解者 残枝 败叶 未利用 初级消费者 （植食性动物） （1）输入生态系统的总能量： 生产者固定的太阳能 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） 问题:所有生态系统中输入的总能量都只有生产者固定的太阳能吗？ 1.能量流经玉米（第一营养级）过程： 一、能量流动的过程 SZ-LWH 光合作用 固定(同化) 呼吸作用以 热能形式散失 1% 同化（固定） 流入下一营养级 残枝败叶 被分解者分解 用于自身生长、 发育和繁殖 输入生态系统的总能量： 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） 同化作用：是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身物质，并且储存能量的过程。 玉米的能量来自哪里？ 光能全部被玉米吸收了吗？ 玉米固定的能量有哪些去向？ 所有生态系统中输入的总能量都只有生产者固定的太阳能吗？ 能量转化： 。 光能→化学能 生产者固定的太阳能 1.第一营养级（生产者）的能量流动情况 一、能量流动的过程 生产者固定的太阳能＋人工投入的有机物中的化学能。 食物链 1 2.鸡(第二营养级)的能量流动情况： 玉米 鸡 人 请自主阅读教材阅读课本阅读P55图3-5，思考以下问题。 （1）鸡吃玉米后能将摄入的玉米全部同化吗？母鸡吸收能量后，以何种形式储存？有哪些去向？ （2）完成鸡的能量流动示意图。（包括：摄入量、粪便量、鸡同化量、自身呼吸作用以热能散失、用于自身生长发育繁殖、遗体残骸、被分解者利用、人摄入量） 一、能量流动的过程 鸡把玉米吃进肚子里，玉米中的能量都被鸡吸收(同化固定)了吗？ 摄入 同化（固定） 同化量 = 摄入量 粪便量 － 粪便 粪便中的能量属于谁的同化量？ 鸡并没有将粪便中的能量转变成自身物质，因此鸡粪中的能量属上一营养级（玉米）的同化量。 同化为自身 能量 该部分能量最终流向分解者 2.第二营养级（鸡）的能量流动情况 一、能量流动的过程 摄入量是指生物体实际吃进肚子里食物所蕴含的总能量 流入下一营养级 呼吸作用以 热能形式散失 遗体残骸 被分解者分解 用于自身生长、 发育和繁殖 同化为自身 能量 鸡同化了玉米的能量后，这些能量有哪些去向？ 一、能量流动的过程 2.第二营养级（鸡）的能量流动情况 呼吸作用 散失（热能） 粪便 呼吸作用 散失（热能） 分解者利用 遗体残骸 初级消费者摄入 用于生长、 发育和繁殖 摄入量 = 同化量 + 粪便量 次级消费者摄入 初级消费者同化 同化量 = 自身生长发育繁殖= 呼吸作用散失＋自身生长发育繁殖 流入下一营养级＋分解者利用 “一来三去” 同化量 = 呼吸作用散失＋流入下一营养级＋分解者利用 3.最高营养级（人）的能量流动情况 人同化了鸡的能量后，这些能量有哪些去向？ 呼吸作用以 热能形式散失 遗体残骸 被分解者分解 用于自身生长、 发育和繁殖 同化为自身 能量 最高营养级没有流入下一营养级的能量去向 所以，你同化的能量最终去向有哪些？ 呼吸作用散失；分解者利用 一、能量流动的过程 某营养级同化量 ①呼吸作用中以热能形式散失 用于自身生长、发育、繁殖 ②流入下一个营养级 ③被分解者分解利用 若问：某营养级的能量最终去向 4.归纳各营养级能量去向 某营养级同化量 ①呼吸作用中以热能形式散失 用于自身生长、发育、繁殖 ②流入下一个营养级 ③被分解者分解利用 未被利用的能量 若问：某营养级的能量某段时间内的去向 最高营养级无 即短时间内，某营养级的生物不会全部被捕食或死亡。 “一来三去” 最高营养级无 生产者 （绿色植物） 初级消费者 （植食性动物） 呼吸作用 呼吸作用 次级消费者 （肉食性动物） 三级消费者 （肉食性动物） 呼吸作用 呼吸作用 分解者 呼吸作用 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 构建食物链的能量流动模型 一、能量流动的过程 箭头由粗到细： 方框从大到小： 表示流入下一营养级的能量 。 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 呼吸作用 呼吸作用 呼吸作用 分解者 呼吸作用 随营养级的升高，储存在生物体内的能量 。 逐级递减 越来越少 思考：长时间没有光照，对生态系统有什么影响，为什么？ 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。 构建食物链的能量流动模型 一、能量流动的过程 判断常考语句，澄清易混易错 (1)当狼吃掉一只兔子时，就获得了兔子的全部能量。(　　) (2)初级消费者的粪便量属于第二营养级能量。(　　) (3)同化量≠用于生长发育和繁殖的能量。(　　) (4)呼吸作用所产生的能量都是以热能的形式散失。(　　) (5)分解者的分解作用也是通过呼吸作用完成的。( ) (6)流经人工生态系统的总能量是生产者固定的太阳能。( ) × √ × √ × × 课堂巩固 1.大象是植食性动物，有一种蜣螂专门以象粪为食，设大象在某段时间 所同化的能量为107 kJ，则这部分能量中流入蜣螂体内的约为（ ） A.0 kJ B.106 kJ C.2×106 kJ D.106～2×106 kJ A 2.如图表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图，其中a～g表 示能量值。若图中A表示某食物网中第二营养级所摄入的全部能量。下 列说法不正确的是（ ） A.图中B表示同化的能量 B.图中C表示流入下一营养级的能量 C.图中D表示通过呼吸作用散失的能量 D.图中a值与c＋d＋e的值相同 B C:用于自身生长、发育繁殖 呼吸作用 分解者 摄入量=同化量+粪便量 a=c+b,b=d+e 典例分析 同化量 课堂巩固 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？ 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。 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 呼吸作用 呼吸作用 呼吸作用 分解者 呼吸作用 相邻营养级之间传递效率为多少呢？如何定量测量？ 能量流动的特点 02 Raymond Lindeman 赛达伯格湖位于美国明尼苏达州的赛达伯格沼泽自然保护区，是一个高原湖泊，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。 林德曼对赛达伯格湖能量流动做了定量分析 分析赛达伯格湖的能量流动 p56 优点：边界明显，封闭性强，变化小、简单、稳定 二、能量流动的特点 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 1.用表格的形式，将图中的数据进行整理？ 分析赛达伯格湖的能量流动 P56 思考·讨论 二、能量流动的特点 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 62.8 18.8 2.1 29.3 12.6 12.6 7.5 微量 5.0 能量流动过程中逐级递减 1.用表格的形式，将图中的数据进行整理？ 2.计算“流出”该营养级能量占“流入”该营养级能量的百分比？ 分析赛达伯格湖的能量流动 P56 思考·讨论 二、能量流动的特点 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 62.8 18.8 2.1 29.3 12.6 12.6 7.5 微量 5.0 2.计算“流出”该营养级能量占“流入”该营养级能量的百分比？ 能量传递效率 = 下一营养级同化量 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% 分析赛达伯格湖的能量流动 P56 思考·讨论 13.5% 20.1% 二、能量流动的特点 3.流入某一营养级的能量为什么不会百分之百地流到下一个营养级？ 流入某一营养级的能量除了流入下一营养级的之外，还有： ①一部分通过该营养级的呼吸作用散失； ②一部分作为排遗物、遗体或残枝败叶被分解者利用； ③一部分未被利用 4.能量流动的特点及原因: 单向流动 逐级递减 ①每一营养级呼吸作用消耗 ②一部分能量未被利用 ③一部分能量被分解者分解 （能量传递效率为10%～20%） 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 二、能量流动的特点 问题: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。 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。如果一个生态系统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。 二、能量流动的特点 思考： 1.流入（输入）该生态系统的总能量？ 2.图中62.8、12.6代表摄入量还是同化量？ 3.植食性动物粪便中的能量属于12.5还是2.1？ 4.图中2.1指的是什么？包括哪几部分？ 5.请计算每个营养级能量的来源和去向，说明是否遵循能量守恒定律？ 464.6 同化量 12.5 植食性动物的遗体和肉食性动物的粪便 生：来(464.6)=去(96.3+62.8+12.5+293) 植：来(62.8)=去(18.8+12.6+2.1+29.3) 能量流动的特点 ，箭头内的62.8等于植食性 生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。 输入 ⇓ — 源头： 。 流经生态系统的总能量： 。 传递 ⇓ 转化 ⇓ 散失 — — — 途径： 。 形式： 。 形式： 。 过程： 。 太阳能→有机物中的 →热能 太阳能 生产者固定的太阳能总量 食物链和食物网 有机物中的化学能 化学能 热能 呼吸作用 归纳总结：能量流动的概念理解 能量传递效率的“至少”和“至多”计算 ① 最多可使鹰增重____kg。 ② 最少可使鹰增重____kg。 1.已知低营养级同化量，求高营养级同化量： 1 4 假如现有草100kg，则： 草 兔 鹰 能量传递效率按20%来算。 能量传递效率按10%来算。 ① 最多要消耗草______kg。 ② 最少要消耗草______kg。 2.已知高营养级同化量，求低营养级同化量： 200 假如要使鹰增加2kg，则： 能量传递效率按10%来算。 能量传递效率按20%来算。 50 3.多条食物链，已知低营养级同化量，求高营养级 如果A有 10000 kg，C 最多增加______kg，最少增加_____kg。 A B C D E F 选最短食物链；按20%计算。 选最长食物链；按10%计算。 400 1 能量传递效率的“至少”和“至多”计算 4.多条食物链，已知高营养级同化量，求低营养级 若人的体重增加1 kg， 最少需消耗水藻______kg，最多消耗水藻___________kg。 选最短食物链；按20%计算。 选最长食物链；按10%计算。 水藻 水蚤 虾 小鱼 大鱼 人 25 100000 能量传递效率的“至少”和“至多”计算 5.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。 ① 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_______g。 植物 兔子 猫头鹰 鼠 蛇 900 能量传递效率的“至少”和“至多”计算 5.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。 ② 在如图所示的食物网，如将A流向B和C的比例由B∶C＝1:1调整为1:2，能量传递效率按10%计算，C获得的能量是原来的_______倍。 A C B 设现有A能量为150，当A流向B和C的能量为1:1时，C获得的能量为： 75×10%×10%+75×10%=8.25 当A流向B和C的能量为1:2时，C获得的能量为： 50×10%×10%+100×10%=10.5 所以，C获得的能量是原来的10.5/8.25=1.27倍 能量传递效率的“至少”和“至多”计算 5.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。 ③ 如将C的食物比例由A∶B＝1∶1调整为2∶1，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载C的数量是原来的_______倍。 设当食物比例A：B=1：1时，C的能量为x 则需要的A为1/2x÷10%+1/2x÷10%÷10% = 55x 设当食物比例A：B为2：1时，C的能量为y 则需要的A为：2/3y÷10%+1/3y÷10%÷10%=40y 由于两种情况下，生产者的数量是一定的，所以55x=40y， 则y=1.375x A C B 能量传递效率的“至少”和“至多”计算 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 意味着次级消费者能够获得更多的能量来源 还有呼吸作用散失的热能 课堂巩固 1.在森林生态系统中，当一只狼吃掉一只兔子时，它获得了这只兔子的_________。 A.10%-20%的能量 B.大部分能量 C.全部的能量 D.无法确定 B 2.在森林生态系统中，当狼种群捕食兔子种群时，狼种群获得了兔子种群的_________。 A.10%-20%的能量 B.大部分能量 C.全部的能量 D.无法确定 D 3.在森林生态系统中，假设初级消费者只有兔子，次级消费者只有狼。当狼种群捕食兔子种群，理论上狼种群获得了兔子种群_______。 A.10%-20%的能量 B.大部分能量 C.全部的能量 D.无法确定 A 同化量=摄入量-粪便量 粪便中含的能量较少 无法确定狼吃了兔群中的多少只兔子，狼可能还捕食其他生物 $