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

第3章 生态系统及其稳定 第2节 生态系统的能量流动 1.通过分析赛达伯格湖的能量流动情况，总结生态系统能量流动的特点。 2.小组合作讨论食物链中高低营养级之间能量最值的计算。 3.了解生态金字塔的类型。 4.结合生产生活实例，明白能量流动的研究意义。 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 相邻营养级之间传递效率为多少呢？如何定量测量？ 分析赛达伯格湖的能量流动 p56 林德曼（1915-1942） Raymond Lindeman 林德曼对赛达伯格湖能量流动做了定量分析 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。 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 1、流入（输入）该生态系统的总能量？ 2、据图分析，该生态系统中生产者、植食性动物、肉食性动物固定或同化的能量分别是多少？ 464.6 464.6、62.8、12.6 3、用表格的形式，将图中的数据进行整理。 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 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 1、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% 能量在相邻两个营养级间的传递效率为 。 10%～20% 13.5% 20% 如何计算相邻营养级之间传递效率？ 二、能量流动的特点 5. 通过以上分析，你能总结生态系统中能量流动的特点吗？ (1)单向流动 （不逆转、不循环） 原因：①生物之间捕食关系是不可逆转的；(能量沿食物链流动） ②散失的热能不能被生物体再利用。 (2)逐级递减（传递效率为10%～20%） 原因： 一部分通过本营养级的呼吸作用散失。 一部分作为排遗物、遗体或残枝败叶被分解者利用。 一部分未被利用。 食物链中高低营养级之间能量最值计算 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， ①最少需消耗水藻____kg，最多消耗水藻_______kg。 水藻 水蚤 虾 小鱼 大鱼 人 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， ① C 最多增加______kg，C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 选最短食物链；按20%计算。 选最长食物链；按10%计算。 25 100000 食物链中高低营养级之间能量最值计算 若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%。 1.正推型（知低营养级，求高营养级）： 获能最少选 食物链 ； 获能最多选 食物链 。 最长 ×10% ×20% 最短 不涉及“最多”、“至少”，计算时，需按具体数值计算。 提醒： 2.逆推型（知高营养级，求低营养级）： 需能最少选 食物链 ； 需能最多选 食物链 。 最短 ÷20% 最长 ÷10% 用相应面积或体积的图形表示： 思考：表示生态系统能量流动，逐级递减的特点，除了用图中数字表示外，你还能用什么方法可以更清晰地展现其特点呢？ 生产者 464.6 植食性动物 62.8 肉食性动物 12.6 能量金字塔 三、生态金字塔 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。 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 (1)概念： (2)意义： (3)特点： (4)原因： 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 三、生态金字塔 2.生物量金字塔 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 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： (3)特点： (4)原因： 有时也可呈“倒置的金字塔形” (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。 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。 三、生态金字塔 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。 (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 (3)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 (2)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。 三、生态金字塔 同化的能量 上窄下宽 逐级递减 某些人工生态系统可能 出现倒置的状况（如： 人工鱼塘） 有机物总干重 一般为 的 金字塔形 上窄下宽 生物量(有机物总干重) 随着营养级增加逐级递减 浮游植物个体小，又会不断被捕食，因而某一时间呈现倒置金字塔形 一般为 的 金字塔形 上窄下宽 在食物链中随营养级 升高而 逐级递减 如果消费者个体小而生产者个体大，就会呈现倒置金字塔形。 四、研究能量流动的实践意义 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 1、有哪些措施能增加流入农田生态系统的总能量？ 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 2、间作、套种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； （1）充分利用了空间； 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。 四、研究能量流动的实践意义 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。 实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率 作物采摘后剩下的秸秆仍储存大量能量，能否采取措施，增加对秸秆中能量的利用率？ 用秸秆作饲料 粪便制作沼气 沼渣肥田 能量利用率=能量传递效率? 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 四、研究能量流动的实践意义 放牧量太少 过度放牧 合理放牧 3、从能量流动的角度分析，合理放牧、稻田除草除虫的意义是什么？ 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。 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。 课堂小结 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 能量的源头： 流经生态系统的总能量： 生产者固定的太阳能的总量 途径：食物链和食物网 特点 单向流动： 逐级递减： 沿食物链方向由低营养级流向下一营养级 能量沿食物链流动过程中逐级递减；传递效率10%~20%。 研究意义： 调整生态系统中的能量流动关系， 使能量持续高效的流向对人类最有益的部分等。 太阳能 课堂检测 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 拓展应用 (1)分析这两幅图,完成这两个生态系统的能量流动图解。 图b 图a 太阳能 农作物 家畜、家禽 人 沼气池 (含微生物) 食用菌 太阳能 农作物 家畜、家禽 人 拓展应用 (2)哪个生态系统的能量能够更多地被人类所利用？为什么？ 图b所示的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多级、充分利用，提高了能量的利用率。 课堂检测 2．某校园生态系统的部分食物网如下图所示。下列分析不正确的是(　　) A．图中每一层若表示生物数量，则金字塔的形状是变化的 B．消费者的营养级越高，其可利用的总能量越少 C．若乌鸫被驱出校园，则该生态系统的营养结构复杂程度降低 D．酢浆草同化的能量最多有20%流向蜗牛 D 课堂检测 A．能量D1的最终去向是流向下一营养级和分解者 B．生产者用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量是C1＋D1＋E1 C．第一、二营养级间的能量传递效率为C1/(A1—B1)×100% D．缩短食物链能提高能量传递效率 3．生态学家研究了某草原生态系统的能量流动情况，其局部能量流动情况如下图所示，字母代表能量。下列分析正确的是(　　) B 思维训练 分析和处理数据 p59 1.这块田共收割玉米约10000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1.6×104 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 1、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？ 2、这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？ 葡萄糖为：2675×180(C6H12O6)÷72(C6)=6687.5kg 储存的能量为：6687.5×1.6×104 =1.07×108KJ 2045×1.6×104KJ=3.272×107 KJ 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？ 4、这块玉米田的太阳能利用效率是多少？ 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％ 利用效率=1.3972×108/8.5×109=1.64% 拓展应用 A．2.0×108kJ B．2.32×108kJ C．4.2×108kJ D．2.26×108kJ 如图为某生态系统中的食物网简图，若E种群中的总能量为5.8×109kJ，B种群的总能量为1.6×108kJ，从理论上分析，A种群获得的总能量最多是（　　） A E B C D E是生产者，共含有5.8x109KJ的能量 则第二营养级的同化量(包括B、C和D)=5.8x109KJx20%=1.16x109KJ 又已知B生物种群总能量为1.6x108KJ，则C和D生物种群的总能量=1.16x109KJ-1.6x108KJ=1.0x109KJ 所以，A最多获得的能量是1.0x109KJx20%=2x108KJ。 A $