第3章 第2节 第2课时 生态金字塔和研究能量流动的实践意义-【优学精讲】2024-2025学年高中生物选择性必修2教用课件(人教版)

该高中生物学课件聚焦生态系统能量流动的生态金字塔（能量、生物量、数量）及实践意义，通过课前自主预习（知识框架、自纠）搭建基础，课堂合作探究（数据表格构建金字塔、案例分析）深化理解，形成从理论到实践的学习支架。 其亮点在于融合生命观念（物质与能量观）、科学思维（归纳建模）和探究实践（案例分析），如生态金字塔比较表格及特殊情况分析培养科学思维，农业秸秆多级利用案例引导探究实践，帮助学生构建生命观念，教师可高效开展教学。

第2节　生态系统的能量流动 第2课时　生态金字塔和研究能量流动的实践意义 1 [课标内容] 1．举例说明利用能量流动规律人们能够更加科学地规划和有效地利用生态系统中资源的途径。2.解释生态金字塔表征了食物网各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系。 课前 自主预习 返回导航 课前 自主预习 1 课堂 合作探究 2 随堂 效果检测 3 内容 索引 课前 自主预习 PART 01 第一部分 4 一、生态金字塔 1．能量金字塔 能量　 课前 自主预习 返回导航 2．生物量金字塔 生物量　 课前 自主预习 返回导航 3．数量金字塔 数目 　倒置 课前 自主预习 返回导航 二、研究能量流动的实践意义→指的是研究意义 1．可以帮助人们将生物在时间、空间上进行________，增大流入某个生态系统的___________。 2．可以帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使_________________的利用。例如，将作物秸秆用作饲料喂牲畜，可获得肉、蛋、奶等；将牲畜的粪便作为沼气池发酵的原料，可以生产沼气提供能源；沼气池中的沼渣还可以作为肥料还田，这样就实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。 不能提高能量传递效率 　合理配置　 总能量　 能量得到最有效　 课前 自主预习 返回导航 3．可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向_______________________。 对人类最有益的部分 课前 自主预习 返回导航 (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。(　　) 提示：×　营养级越高，流入营养级的总能量越少，但生物的数量不一定越少。 (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。(　　) 提示：×　数量金字塔可能会出现倒置现象。 (3)沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用。(　　) 提示：×　能量单向流动，不能循环利用。 课前 自主预习 返回导航 (4)研究能量流动，可帮助人们合理设计人工生态系统，提高能量的传递效率。(　　) 提示：×　研究能量流动，可帮助人们合理设计人工生态系统，提高能量的利用率。 课前 自主预习 返回导航 【知识框架】 课前 自主预习 返回导航 课堂 合作探究 PART 02 第二部分 13 核心点一　生态金字塔的类型和特点   下表为夏季两个生态系统的生物个体数量统计表，单位为个·hm－2，P代表生产者，C1、C2、C3依次代表初级、次级和三级消费者。  名称 某草地 温带森林 P 15 000 000 2 000 C1 2 000 000 1 500 000 C2 900 000 1 200 000 C3 10 20 课堂 合作探究 返回导航 (1)请根据表格构建两个生态系统的数量金字塔。 提示： 课堂 合作探究 返回导航 (2)为什么数量金字塔会呈现上宽下窄倒置的金字塔形？ 提示：当生产者个体比消费者个体大得多时，如昆虫和树，数量金字塔就会呈现上宽下窄倒置的金字塔形。 (3)通常情况下，该表除表示数量金字塔外，还可以表示哪些生态金字塔？ 提示：能量金字塔、生物量金字塔。 课堂 合作探究 返回导航 生态金字塔的比较 课堂 合作探究 返回导航 项目 类型 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 特点 通常是正金字塔形 一般为正金字塔形，有时会出现倒金字塔形 一般为正金字塔形 象征含义 能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特点 一般情况下，生物个体数量在食物链中随营养级升高而逐级递减 一般情况下，生物量(现存生物有机物的总干重)沿食物链流动过程中逐级递减 课堂 合作探究 返回导航 项目 类型 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 特殊情况 在人工生态系统有人工投放有机物的情况下，可能呈倒金字塔形 如一棵树与树上昆虫及鸟的数量关系 如在海洋生态系统中，某一时间调查到的浮游动物的生物量可能会超过浮游植物的生物量 课堂 合作探究 返回导航 √ 1．(2024·湖北武汉高二检测)生态金字塔包括能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔。下列叙述错误的是(　　) A．由于生态系统中能量流动是逐级递减的，故能量金字塔大多为上窄下宽型 B．浮游植物个体小、寿命短且不断被浮游动物捕食，故水域生态系统的生物量金字塔可能倒置 C．如果消费者的个体小而生产者的个体大,数量金字塔可能为上宽下窄型 D．如果生物量金字塔或数量金字塔倒置，则对应的能量金字塔也倒置 课堂 合作探究 返回导航 解析：生态系统中能量在流动过程中逐级递减，所以生产者的能量最多，最高营养级的能量最少，所以能量金字塔大多为上窄下宽型，A正确； 浮游植物个体小、寿命短且不断被浮游动物捕食，在水域生态系统中，如果短时间内测定生物量，则消费者的生物量可能超过浮游植物的生物量，所以生物量金字塔可能倒置，B正确； 如果消费者的个体小而生产者的个体大，数量金字塔可能为上宽下窄型，如树→虫，虫的数量多于树，C正确； 能量在流动过程中逐级递减，即使生物量金字塔或数量金字塔倒置，对应的能量金字塔通常也不会倒置，D错误。 课堂 合作探究 返回导航 √ 2．某湖泊生态系统的能量金字塔由甲、乙、丙、丁四层构成，如下图所示。下列说法错误的是(　　)   A．营养级越多，能量流动过程中消耗的能量就越多 B.该生态系统中的能量金字塔和数量金字塔都可以出现倒置现象 C．金字塔中一般形成多条食物链，每一个营养级可能包含多种生物 D．该生态系统的组成成分除湖泊中所有生物外,还有非生物的物质和能量 课堂 合作探究 返回导航 解析：生态系统中能量流动的特点是单向流动、逐级递减，在一个生态系统中，营养级越多，能量流动过程中消耗的能量就越多，A正确； 该生态系统中的数量金字塔可能出现倒置现象，能量金字塔不可能出现倒置现象，B错误； 金字塔的每层代表的是一个营养级，每一个营养级可能包含多种生物，故金字塔中一般能形成多条食物链，C正确； 生态系统包括生物群落和非生物环境，故该生态系统的组成成分除湖泊中所有生物外，还有非生物的物质和能量，D正确。 课堂 合作探究 返回导航 核心点二　研究能量流动的实践意义    在农业生态系统中，如果把作物秸秆当燃料烧掉，人类就不能充分利用秸秆中的能量。北京某村将作物秸秆用来生产食用菌和饲料；饲料用于喂养禽畜；人畜粪便作为原料生产沼气；沼液用于水产养殖业；沼渣可作为肥料还田和喂养禽畜。 课堂 合作探究 返回导航 (1)材料中做法的目的是什么？ 提示：实现对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。 (2)每一级生产环节都获得产品，提高了生态经济效益，这是否意味着物质和能量可循环利用？ 提示：否。每一级生产环节都获得产品，充分实现了物质的循环利用，但能量是逐级递减的，不能循环利用。 课堂 合作探究 返回导航 (3)将秸秆作为禽畜饲料，粪便进入沼气池，生产燃料。此过程是否提高了能量的传递效率？ 提示：否。该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。 课堂 合作探究 返回导航 (4)渔业养殖时，要提高经济效益，就要研究鱼塘生态系统能量流动，其意义是_______________________。 提示：合理调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向鱼类，从而实现增产。 课堂 合作探究 返回导航 能量传递效率与能量利用率的区别 (1)能量传递效率 能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，以“营养级”为单位，能量在相邻两个营养级之间的传递效率为10%～20%。 (2)能量利用率 ①一般指流入最高营养级的能量占生产者固定总能量的比值。 ②一般来说，食物链越短，能量利用率越高。 ③有时考虑分解者的参与，使营养结构更加复杂，以实现能量的多级利用，从而提高能量利用率。 课堂 合作探究 返回导航 √ 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．蔬菜大棚中的多层育苗充分利用了空间和资源，获得了更大的收益 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 课堂 合作探究 返回导航 解析：桑基鱼塘的生产方式，在桑、蚕、鱼之间形成良性循环，实现了对生态系统中能量的多级利用，提高了能量的利用率，但不改变能量传递效率，D错误。 课堂 合作探究 返回导航 √ 2．(教材P80“选择题”T1改编)下图是一个农业生态系统模式图，关于该系统的叙述，错误的是(　　)   A．沼气池中的微生物是该生态系统的分解者 B．微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量 C．沼渣、沼液作为肥料还田，能提高能量的传递效率 D．多途径利用农作物可提高该生态系统的能量利用效率 课堂 合作探究 返回导航 解析：农作物秸秆、人和家畜粪便进入沼气池，被沼气池中的微生物分解，微生物属于该生态系统中的分解者，其分解农作物秸秆的过程就是把农作物通过光合作用储存的化学能释放出来加以利用的过程，A、B正确； 沼渣、沼液作为肥料还田，实现了物质的循环利用，不能提高能量的传递效率，C错误； 农作物秸秆、人和家畜粪便进入沼气池生产沼气，提高了该生态系统的能量利用效率，D正确。 课堂 合作探究 返回导航 随堂 效果检测 PART 03 第三部分 33 √ 1．下列关于生态金字塔的叙述，正确的是(　　) A．生态金字塔显示了各营养级之间的数量关系 B．生态金字塔中每个营养级的生物均属于同一食物链 C．生态金字塔中的营养级均按其所占的数值大小依次排列 D．生态金字塔可分别以个体数量、生产量和能量为指标绘制 随堂 效果检测 返回导航 解析：生态金字塔直观地反映出各营养级之间的某种数量关系，A正确； 生态金字塔中每个营养级的生物可能属于不同食物链，B错误； 生物量金字塔存在倒置的情况，如在湖泊和开阔海洋的生态系统中的浮游植物和浮游动物的生物量关系，C错误； 生态金字塔可分别以各营养级的个体数量、生物量和能量为指标绘制，D错误。 随堂 效果检测 返回导航 √ 2．生态学中常以金字塔形象地说明营养级与能量、生物个体数量、生物量之间的关系，是定量研究生态系统的直观体现。生态金字塔有能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔三种类型。下列有关下图中金字塔的叙述正确的是(　　)  A.该金字塔可表示任意树林中树(①)、害虫(②)和食虫鸟(③)之间的个体数量关系 B．若该金字塔为能量金字塔，则能量的流动方向只能是③→②→① C．该金字塔可表示长时间中浮游植物 (①)和浮游动物(②)的生物量之间的关系 D．在城市生态系统中该金字塔中的①表示生产者 随堂 效果检测 返回导航 解析：树林中树、害虫和食虫鸟之间的个体数量关系并不呈正金字塔形，A错误； 若该金字塔为能量金字塔，则在自然生态系统中，能量的流动方向只能是①→②→③，B错误； 生物量金字塔中，通常生物所处的营养级级别越低，含有的生物量越多，浮游植物处于第一营养级，浮游动物处于第二营养级，从长时间来看，浮游植物的生物量大于浮游动物的，C正确； 城市生态系统是特殊的人工生态系统，生产者数量往往较少，流经城市生态系统的总能量大于该生态系统中所有生产者固定的太阳能总量，D错误。 随堂 效果检测 返回导航 √ 3．下图所示为生物界可能出现的4种生态金字塔。下列相关叙述错误的是(　　)   A．树→虫→鸟的数量金字塔和能量金字塔可分别用图甲和图丙表示 B．图丁不能表示能量金字塔与能量流动具有逐级递减的特点有关 C．生态金字塔中，每一种生物只能属于一层，每一层都不含分解者 D．生态金字塔中每一层代表一个营养级，图中“1”代表第一营养级 随堂 效果检测 返回导航 解析：一棵树上有很多植食性昆虫，还有少量鸟类，所以数量金字塔可用图甲表示；能量流动具有逐级递减的特点，所以能量金字塔可用图丙表示；图丁不能体现出能量流动具有逐级递减的特点，故不能表示能量金字塔，A、B正确。 生态金字塔中，杂食性动物可以属于不同的营养级，C错误。 生态金字塔中每一层代表一个营养级，题图中“1”代表第一营养级，D正确。 随堂 效果检测 返回导航 √ 4．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．农业生态系统中对秸秆的重复利用实现了经济、生态效益的同步发展 B．农田生态系统中的间作套种可充分利用空间和资源，增大流入该生态系统的总能量 C．根据草场能量流动的特点，可以合理确定草场的载畜量 D．科学地规划和设计人工生态系统可提高能量的传递效率 随堂 效果检测 返回导航 √ 5．据下图判断，下列叙述不符合生态学原理的是(　　)   A．能量经过多级利用，提高了能量的利用效率 B．每一级生产环节都获得产品，提高了生态效益和经济效益 C．由于食物链延长，能量逐渐损耗，系统总能量利用率降低 D．由于各级产物都可以利用，减少了废物和污染 随堂 效果检测 返回导航 解析：在该生态系统中作物通过光合作用固定太阳能，使非生物的能量进入生物体内，作物固定的太阳能是流经此生态系统的总能量，作物的籽实、家畜、食用菌、蚯蚓等可以为人们提供相应的产品，实现了能量的多级利用，不但减少了废物和污染，也提高了生态效益和经济效益，实现了良性循环。食物链一般指捕食食物链，而题中延长的是腐食食物链，且通过腐食食物链使原来作为废弃物的能量得到了利用，使系统总能量的利用率得到了提高。 随堂 效果检测 返回导航 不能循环利用 项目 类型 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 形状 $