3.2 生态系统的能量流动（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，系统梳理过程、特点、生态金字塔及实践意义，通过赛达伯格湖数据分析等问题驱动导入，以数据表格、模型构建和计算训练为支架衔接知识脉络。 其亮点在于融合生命观念（物质和能量观）、科学思维（模型构建与数据分析）和社会责任（资源高效利用），采用问题驱动和数据探究的学科方法，学生能提升建模与分析能力，教师可直接用案例和训练题优化教学。

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 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 3 生态金字塔 03 4 能量分析 生产者 植食性动物 肉食性动物 输入能量 464.6 62.8 12.6 赛达伯格湖的能量流动数据分析 问题: 除了用数字表示之外，还有什么方法可以表示生态系统中能量流动逐级递减的特征？ 能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔 生态金字塔 三、生态金字塔 5 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。 直观地反映出生态系统各营养级间能量的关系。 通常呈 的金字塔。 上窄下宽 能量在流动中总是 的。 逐级递减 特例：某些人工生态系统（如人工鱼塘、城市）可呈现倒置情况。 (1)概念： (2)意义： (3)特点： (4)原因： 需要从该生态系统外输入大量的有机物，如流入鱼塘生态系统内的总能量为生产者固定的太阳能+饲料中的化学能。 1 能量金字塔 肉食性动物 12.6 生产者 464.6 植食性动物 62.8 高 低 能量 低 营养级 高 6 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。 (1)概念： 也可呈上宽下窄 的金字塔形，如 。 一般呈 的金字塔； 上窄下宽 倒置 昆虫和树 (2)特点： 如果消费者个体小而生产者个体大，如昆虫和树。那么该数量金字塔？ 营养级 第二营养级 第一营养级 个体数量 昆虫 树 (3)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。 2 数量金字塔 7 营养级 某湖泊 某海域 浮游植物 96 4 浮游动物 11 21 鲈鱼 4 － 【资料1】夏季两个生态系统的生物量（每个营养级所容纳的有机物的总干重）统计表，单位为g∙m-2 任务一：根据表格，分别建构两个生态系统的生物量金字塔。 第一营养级 第二营养级 第三营养级 营养级 96 11 4 生物量 第一营养级 第二营养级 营养级 4 21 生物量 已知浮游植物个体小，世代周期短，繁殖能力强。为什么海域会出现金字塔倒置的现象？ 海洋生态系统中，浮游植物个体小，世代周期短，又不断被捕食，因而某一时间调查到的生物量可能低于浮游动物的生物量。因此生物量金字塔会出现倒置。 但一年内浮游植物总的生物量还是比浮游动物多。 3 生物量金字塔 8 3 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），即为生物量金字塔。 大多呈 的金字塔。 上窄下宽 一般来说植物的总干重通常 植食性动物的总干重，而植食性动物的总干重也 肉食性动物的总干重。 大于 大于 (1)概念： (2)特点： (3)原因： 第一营养级 第二营养级 第三营养级 营养级 96 11 4 生物量 (4)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。 第一营养级 第二营养级 营养级 4 21 生物量 有时也可呈“倒置的金字塔形” 9 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 三、生态金字塔 甲、乙、丙、丁是某同学绘制的生态金字塔，下列与之相关的说法，错误的是（ ） ） A．生态金字塔包括能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔，基本呈现图丙所示的形态 B．由于能量流动具有逐级递减的特征，能量金字塔通常呈现丙图所示的形态C．不能用图甲表示生物数量金字塔 D．生态金字塔中每一层代表一个营养级，分解者不包含在其中 C 典例分析 课堂巩固 研究能量流动的实践意义 04 12 间作： 一般指几种作物同时期播种 套种： 几种作物不同时期播种 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。 为什么可以增加流入生态系统的总能量？ （2）不同层次的作物利用不同强度的 太阳能； （3）适当提高了种植密度，能利用 更多的太阳能。 （1）充分利用了空间； 间作套种 多层种植 稻-萍-蛙 立体栽培 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。 秸秆饲料 玉米 籽粒 秸秆 人 还田 玉米 籽粒 秸秆 人 饲料 基质 牛、羊 蘑菇 是提高能量的利用率，而不是能量传递效率。 注意： 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？ 实现了能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。 秸秆蘑菇基质 能量利用率≠能量传递效率 四、研究能量流动的实践意义 概念辨析：能量传递效率与能量利用率 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= 生产者固定总能量 流入最高营养级的能量 ×100% ①能量传递效率：能量在相邻两个营养级之间传递。 ②能量利用率：流入最高营养级的能量占生产者能量的比值，或考虑分解者的参与，以实现能量的多级利用。 注意： (1)能量利用率≠能量传递效率; (2)食物链越 ，能量利用率越高; (3)能量传递效率在10-20%之间，一般不能提高。 短 16 大量牧草不能被利用，人获得的能量严重偏低 短时间获取大量的能量（产品），严重破坏牧场，不能持续高产出。 能充分利用牧草，持续高产出。 从能量流动的角度分析，稻田除草、除虫的意义是什么？ 3、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。 放牧量太少 过度放牧 合理放牧 四、研究能量流动的实践意义 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 典例分析 课堂巩固 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，折算为葡萄糖6687 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： 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： 2675/12=222.9mol碳 222.9/6=37.15molC6H12O6 37.15×180=6687.5kg 储存的能量为：6687.5×1.6×104 =1.07×108KJ 分析和处理数据 思维训练 p59 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？ 呼吸消耗能量占固定太阳能的比例为：3.272×107/1.3972×108=23.4％ 玉米固定的太阳能总量是：1.07×108+3.272×107=1.3972×108 KJ 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% 这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？ 2045×1.6×104KJ=3.272×107 KJ 分析和处理数据 思维训练 p59 处理数据：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。 分析和处理数据 思维训练 p59 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 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 生产者→初级消费者→次级消费者…… 太阳能 特点 单向流动、逐级递减 两营养级之间能量传递效率为10%～20% ①形式：最终以　 　形式散失 ②过程： 热能 分解者的分解作用和每一级生物的呼吸作用 课堂小结 22 能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔 生态金字塔 ①可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入生态系统的总能量。 能量流动的实践意义 ②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。 ③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。 课堂小结 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 一、概念检测 × √ √ C 课堂小结 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 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。 × × 课堂小结 (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 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。 课堂小结 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？ 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。 课堂小结 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.0 $