3.2 生态系统的能量流动（作业设计）-2025-2026学年高二上学期生物人教版选择性必修2

2026年道县优质教学资源评选活动 高二年级选择性必修二第3单元第2节 《生态系统的能量流动 》作业设计 课程基本信息 主备人 周蓉（道县第二中学） 课型 新授课 学科 生物 年级 高二 学段 高中 版本章节 人教版选择性必修二第三章 作业设计 课标要求 根据《普通高中生物学课程标准》（2017年版2025年修订）要求，本节课我们要掌握以下内容： 1. 理解生态系统中能量流动的过程 2. 分析能量在生物群落中单向流动并逐级递减的规律 3. 举例说明利用能量流动规律，人们能够更加科学、有效的利用生态系统中的资源 4. 解读生态金字塔 教材分析 《生态系统的能量流动》是新人教版选择性必修2《种群与环境》中第3章第2节的内容，需2课时完成。本节内容是第三章“生态系统及其稳定性”的重点章节，上承生态系统的结构，下启生态系统的物质循环和稳定性，是理解生态系统功能的关键。为后续学习和理解生态环境、资源合理利用等应用知识提供理论支撑，具有显著的学科逻辑衔接作用。教材以“现象→规律→应用”为逻辑主线，分三部分展开，层层递进。 学情分析 高中生仍以具象思维为主，对“能量”这种看不见、摸不着的抽象概念，易出现理解障碍。例如，学生能直观认同“兔子吃草、狼吃兔子”的物质流动，但难以理解“草固定的太阳能，一部分被兔子呼吸消耗，一部分用于生长”的能量分配逻辑；且容易将“能量流动”与“物质循环”混淆，误认“能量也能在生态系统中循环利用”。对“能量单向流动、逐级递减”的认知停留在表面，缺乏对“为什么不能循环”“递减比例如何形成”等深层逻辑的理解。 作业设计思路 1、 课前预习题，用于检测分析学生的预习情况以及学情，为精准备课提供理论支撑。 2、 课后习题从生态系统的能量流动过程及特点、生态金字塔、研究能量流动的意义三个方面分别进行基础巩固练，夯实基础知识，落实课表基础要求。 3、 能力提升练，深化知识理解，提升综合解题能力。 三类练习配合使用，实现分层教学，因材施教。 作业设计内容 课前预习题 1.生态系统中能量的最终来源是太阳能，该说法（ ） A. 对 B. 错 2.生产者通过光合作用或化能合成作用固定能量，是生态系统能量流动的起点，该说法（ ） A. 对 B. 错 3.生态系统中的能量可以在生物群落内部循环流动，供生物反复利用，该说法（ ） A. 对 B. 错 4.在“草→鼠→蛇”的食物链中，能量只能从草流向鼠，再从鼠流向蛇，具有单向性，该说法（ ） A. 对 B. 错 5.消费者摄入食物后，食物中的所有能量都会被消费者同化，成为消费者自身的能量，该说法（ ） A. 对 B. 错 6.分解者自身生命活动所需的能量，直接来自生产者固定的太阳能，该说法（ ） A. 对 B. 错 7.生态系统中，能量在传递过程中不会有损失，上一营养级的能量能全部传递给下一营养级，该说法（ ） A. 对 B. 错 8.第一营养级一定是生产者，消费者只能处于第二营养级及以上，该说法（ ） A. 对 B. 错 【答案】1.A 2.A 3.B 4.A 5.B 6.B 7.B 8.A 基础巩固练 知识点一 能量流动的过程和特点 1.若某生态系统的食物链为“水稻→蝗虫→青蛙”，下列关于能量流动的描述正确的是（ ） A. 蝗虫体内的能量全部来自水稻 B. 青蛙获取的能量比蝗虫多 C. 水稻固定的能量会有一部分通过呼吸作用散失 D. 青蛙体内的能量可反向流回蝗虫 2．初级消费者体内的能量，其去路不包括（ ） A．用于自身生命活动 B．通过呼吸作用被消耗掉 C．被第二营养级的其他生物所获得 D．被分解者分解释放到环境中去 3.如图为桑基鱼塘农业生态系统的能量流动图解,图中字母代表能量,下列相关说法不正确的是（ ） A.图中用于桑树生长、发育和繁殖的能量是c B.图中未利用的能量是指蚕粪便中的能量 C.第一、二营养级间的能量传递效率用(e+f+g+h)/a表示 D.f所示能量包含蚕丝中的能量 4.下表所示为某河流中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个营养级的能量流动相关数据(单位:kJ),下列叙述正确的是(　　) 营养级 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 同化量 800 180 b 呼吸消耗量 a 120 15 流向分解者的能量 99 17 7 未利用的能量 120 12 4 A.表格中a的数值为581,b的数值为26 B.第Ⅰ营养级的同化量为生产者净光合作用生产量 C.第Ⅱ营养级粪便的总能量属于其流向分解者的能量 D.第Ⅱ、Ⅲ营养级的能量传递效率约为17.2% 知识点二 生态金字塔 5．生态金字塔可以表示生态系统各营养级之间的某种数量关系。下列相关叙述错误的是(　　) A．能量金字塔中第二营养级的能量不能回流到第一营养级 B．一般来说，自然生态系统中能量金字塔不会呈上宽下窄的金字塔形 C．生态金字塔的最底层代表的是生产者，最顶层代表的是分解者 D．出现倒置数量金字塔可能与生物个体体型的大小有关 6.某湖泊的能量金字塔如图所示，下列相关叙述正确的是(　　) A．该能量金字塔中的a、c分别代表生产者、三级消费者 B．图中所有生物构成一条食物链 C．一个生态系统中营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多 D．对于森林生态系统来说，往往一棵树上栖息着很多昆虫，该生态系统中的能量金字塔呈倒置状态 7．如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．数量金字塔可能会出现倒置现象，能量金字塔不会出现倒置现象 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．生物量金字塔中，一般来说，植物的生物量要大于植食性动物的生物量 知识点三 研究能量流动的意义 8.运用生态系统能量流动规律分析,下列各项不利于能量流向对人类最有益的部分的是(　　) A.在森林中,使能量多储存在木材里 B.在草原牧场,使能量多流向牛和羊 C.能量流经初级消费者→次级消费者→三级消费者(人的食物) D.在养鱼池,让有机肥料以腐屑形式被鱼类或饵料动物直接摄食 9.某生态农场采用“作物种植—家禽散养”模式,玉米和大豆的种子供人类食用,秸秆加工成饲料喂养鸡和猪,禽畜粪便经堆肥后施入农田,同时利用沼气池处理部分粪便。下列叙述错误的是(　) A.将玉米和大豆间作有利于增大流入该生态系统的总能量 B.在家禽饲料中加入纤维素酶能提高能量的传递效率 C.产甲烷菌利用粪便产生沼气实现了对能量的多级利用 D.家禽粪便中的能量被农作物重新吸收提高了能量的利用率 10.生态农业是按照生态学原理和经济学原理，运用现代科学技术成果和现代管理手段以及传统农业的有效经验建立起来的。下列说法错误的是(　 ) A.生态农业中生物群落与无机环境相互作用形成统一整体 B.生态农业稳态的维持须严格控制外界的干扰强度 C.生态农业建立的过程中不需要人为进行物质和能量的投入 D.生态农业能通过物质的多级利用进而提高能量的利用率 【答案及解析】 1.C 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，C符合题意。 2.C 初级消费者体内的能量可以用于自身的生命活动，A不符合题意；初级消费者的能量去向一部分通过呼吸作用消耗，B不符合题意；初级消费者是第二营养级，体内能量不能被第二营养级的其他生物获得，C符合题意；初级消费者的能量一部分被分解者分解，以热能形式释放到环境中去，D不符合题意。 3.B 题图中净光合作用c=桑树总光合作用a-桑树通过呼吸作用散失的热能b,因此用于桑树生长、发育和繁殖的能量是c,A正确;图中未利用的能量是指未被自身呼吸作用消耗,也未被下一个营养级和分解者利用的能量,蚕粪便中的能量属于桑树流向分解者的能量,B错误;第一、二营养级间的能量传递效率=蚕的同化量÷桑树的同化量=(e+f+g+h)÷a,C正确;蚕丝中所含的能量属于蚕未利用的能量f,D正确。 4.D 同化量=呼吸消耗量+流向分解者的能量+未利用的能量+流入下一营养级的能量。第Ⅰ营养级同化量800=a+99+120+180。第Ⅱ营养级同化量180=120+17+12+b。由上述分析可知,a=401,b=31(即第Ⅲ营养级的同化量),第Ⅱ、Ⅲ营养级的能量传递效率=（第Ⅲ营养级的同化量÷第Ⅱ营养级的同化量）×100%=（31÷180）×100%≈17.2%,A错误,D正确;第Ⅰ营养级的同化量为生产者光合作用固定的太阳能,即总光合作用生产量,B错误;第Ⅱ营养级粪便的总能量为该营养级摄入但未被自身同化的能量,该部分能量属于第Ⅰ营养级同化量,故第Ⅱ营养级粪便的总能量属于第Ⅰ营养级流向分解者的能量,C错误。 5.C 能量流动的特点是单向流动，故能量金字塔中第二营养级的能量不能回流到第一营养级，A正确；生态系统中能量金字塔总是呈上窄下宽的正金字塔形，B正确；生态金字塔的最顶层代表的是最高营养级，分解者不参与生态金字塔的构建，C错误；出现倒置数量金字塔可能与生物个体体型大小有关，如一棵大树上有很多昆虫，D正确。 6.C 由题图可知，c为次级消费者，处于第三营养级，A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，故一般能形成多条食物链，B错误；能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%~20%，故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，C正确；对于一个自然生态系统来说，它的能量是由生产者固定的，且沿食物链传递时是逐级递减的，因此按营养级由低到高绘制成的图仍然是下宽上窄的正金字塔形， D错误。 7.C 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，A正确；生态系统生物数量金字塔可能会出现倒置现象，比如树和虫子的关系，作为消费者的虫子数量远多于生产者树的数量，能量单向流动，逐级递减，能量金字塔不会出现倒置的现象，B正确；生态金字塔中，对于杂食性动物而言，可以属于不同营养级，进而属于两层甚至多层，C错误； 生物量金字塔表示各个营养级之间生物量的关系，通常呈现上窄下宽的金字塔形，因此，植物的生物量要大于植食性动物的生物量，D正确。 8.C 食物链的延长增大了能量的损耗,不利于能量流向对人类最有益的部分。 9.D　将玉米和大豆间作,能充分利用空间和光照等资源,增加了植物的光合作用面积,有利于增大流入该生态系统的总能量,A正确;在家禽饲料中加入纤维素酶,可帮助家禽更好地消化饲料中的纤维素等,使家禽能从饲料中获取更多的能量,可提高能量的传递效率(易错点),B正确;产甲烷菌利用粪便产生沼气,将粪便中的部分能量转化为沼气中的能量,这部分能量可被人类利用,实现了对能量的多级利用,提高了能量的利用率,C正确;农作物只能利用家禽粪便被分解后产生的无机物(如无机盐等),而不能直接吸收家禽粪便中的能量(易错点),D错误。 10.C 生态农业是一个人工生态系统，生态系统由生物群落与无机环境组成，二者相互作用形成统一整体，A正确；生态农业是一个人工生态系统，物种丰富度较自然生态系统少，抵抗力稳定性差，为维持其生态平衡，提高生态系统的稳定，要人工严格控制外界对该生态系统的干扰程度，B正确；生态农业是一个人工生态系统，且是利用强度较大的生态系统，人在其中发挥着重要的作用，建立的过程中需要人为进行物质和能量的投入，C错误；生态农业能通过物质的多级利用进而提高能量的利用率，D正确。 能力提升练 11.下图为某草原生态系统的部分能量流动示意图,其中数字代表能量值[单位:104 kJ/(m2·a)]。下列说法正确的是(　　) A.粪便中的能量属于消费者流向分解者的能量 B.输入该生态系统中的总能量均来自太阳能 C.图中C代表第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量 D.第一和第二营养级之间的能量传递效率约为17% 12.如图是某生态系统一条食物链中的三个种群一年内能量流动统计的部分数据。有关叙述正确的是( ) A.三个种群组成的食物链是Ⅰ B.种群Ⅱ全部生物呼吸消耗的能量约为 C.第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为 D.不同营养级之间的能量流动以有机物为载 13.下图中的a、b、c分别表示某食物链中的第一、二、三营养级,每个营养级不同物种个体数量如图甲所示(图中每一柱条代表一个物种)。经过一段时间后,各营养级生物的数量变化如图乙所示。下列有关叙述正确的是(　　) A.图中的a、b、c代表的所有生物,共同组成生物群落 B.图中a营养级各种生物之间紧密联系,不具有竞争关系 C.图中所示各营养级生物的数量发生变化,但物种丰富度基本未变 D.图中c营养级获得的能量最多,a营养级获得的能量最少 14．某放牧草地有一些占地约1m2的石头。有人于石头不同距离处，调查了蜥蜴个体数、蝗虫种群密度和植物生物量(干重)，结果如图。下列叙述不正确的是(　　) A．距石头的远近是引起该群落水平结构变化的重要因素 B．蜥蜴活动地点离石头越远，被天敌捕食的风险就越大 C．草地上放置适量石头，有利于能量流向对人类有益的部分 D．随着蝗虫种群密度的增大，禾草植物与非禾草植物之间的竞争将会增强 15．乡村振兴是全面建设社会主义现代化国家最艰巨最繁重的任务。“小养殖、小种植、小加工、小工匠”是推进乡村振兴过程中的重要力量。如图为一个小型人工生态农场的模式图，下表为该小型人工生态农场中农作物和鸡的部分能量值(单位：104 kJ)。请回答下列问题： 项目 净同化量(同化量—呼吸消耗量) 呼吸消耗量 流向分解者 未利用 农作物 110 70 21 58 鸡 8 10 2 3 (1)该人工生态系统的基石是________，消费者是________，消费者在生态系统中的作用是_______________________________________。 (2)流经该人工生态系统的总能量是______(不考虑人工补给量)；通过食物网流向人的能量值为______；第一营养级到第二营养级的能量传递效率为______(保留一位小数)。 (3)与常规农业种植模式相比，该人工生态农场的优势是____________。 16.生态农业是一种注重可持续发展的农业生产模式，稻田养鸭的模式如图所示，鸭子进入稻田后，可以捕食稻田内的部分杂草和害虫，同时疏松土壤，其排泄物还可以肥田，促进水稻生长。鸭几乎不取食水稻。与传统 水稻种植相比，稻田养鸭模式效益显著，如表所示。 回答下列问题： （1） 生态系统是指一定空间内，由__________________________相互作用而形成的统一整体， 其中害虫和鸭的种间关系是________________。 流入稻田的总能量是__________________________________。与水稻单种相比，稻田养鸭模式下水稻产量明显提高，请从种间关系和物质循环角度分析，其原因是__________________________________________（答出两点）。请从生态系统能量流动的角度分析将鸭引入农田的意义： 。 （3）据表可知，与传统水稻种植相比，稻田养鸭取得了明显的生态效益和经济效益，具体表现为__________________________________________（答出两点）。 【答案及解析】 11.C 由图可知：B表示第二营养级的摄入量,C表示第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量,D表示第三营养级的摄入量。由上述分析可知,C正确;初级消费者粪便中的能量属于生产者流向分解者的能量,A错误;流入该生态系统的总能量是生产者通过光合作用固定的太阳能和生产者通过化能合成作用固定的化学能,B错误;结合题图可知[单位:104 kJ/(cm2·a)],第一营养级的同化量为18.86,第二营养级的同化量=摄入量-粪便量=3.22-0.95=2.27,则第一和第二营养级之间的能量传递效率=2.27÷18.86×100%≈12%,D错误。 12.D 据图可知，三个种群同化的能量值：Ⅰ为1.5×107kJ，Ⅱ为1.11×108kJ，Ⅲ为3.0×106kJ，结合题意及能量流动的特点可知，三个种群组成的食物链是Ⅱ→Ⅰ→Ⅲ，A错误；种群Ⅱ同化的能量=呼吸消耗的能量+被种群Ⅰ同化的能量+流向分解者的能量+未利用的能量，根据图中数据可知，种群Ⅱ全部生物呼吸消耗的能量=1.11×108kJ−1.5×107kJ−流向分解者的能量−4.15×107kJ=5.45×107kJ−流向分解者的能量，B错误；因三个种群组成的食物链是Ⅱ→Ⅰ→Ⅲ，故第二营养级到第三营养级的能量传递效率=（3.0×106kJ÷1.5×107kJ）×100%=20% ，C错误；物质是能量的载体，能量流动是物质循环的动力，生态系统中能量以有机物为载体沿食物链（网）流动，D正确。 13.C 食物链中的生物不包括分解者，不能组成生物群落，A错误；第一营养级主要是植物，它们共同竞争阳光，空气，水等，B错误；由题图可知，各营养级的数量虽然发生了变化，但种类未变，因此物种丰富度基本未变，C正确；根据能量流动逐级递减的特点可知，a营养级获得的能量最多，c营养级获得的能量最少，D错误。 14.D 水平结构是指某群落在水平方向上，由于地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同，以及人与动物的影响等因素，不同地段往往分布着不同的种群，石头导致了地形、光照等变化，故距石头的远近是引起该群落水平结构变化的重要因素，A正确；从柱状图可以看出，蜥蜴活动地点离石头越远，个体平均数越少，被天敌捕食的风险就越大，B正确；草地上放置适量石头可控制蝗虫等有害昆虫数量，能够调整能量流动方向，有利于能量流向对人类有益的部分，C正确；随着蝗虫种群密度的增大，禾草植物和非禾草植物生物量均减少，因此植物之间的竞争减弱，D错误。 15.【答案】(1)农作物　鸡、人　加快物质循环，对于植物的传粉和种子的传播具有重要作用　(2)1.8×106kJ　1.6×105kJ　17.2%　(3)实现废弃物的资源化，提高能量的利用率 【解析】(1)生态系统的基石是生产者，在该生态系统中生产者是农作物；鸡和人属于动物，属于该人工生态系统的消费者；消费者通过捕食关系在生态系统中可以加快物质循环，另外，消费者对于植物的传粉和种子的传播具有重要作用。(2)流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量，为第一营养级的同化量，同化量＝净同化量＋呼吸消耗量＝110×104(净同化量)＋70×104(呼吸消耗量)＝180×104(kJ)＝1.8×106(kJ)。农作物的净同化量(110×104 kJ)包括三个去向：流向下一营养级，分解者(21×104kJ)、未利用(58×104kJ)，鸡的同化量为8×104＋10×104＝18×104(kJ)，故农作物流向人的能量为(110－58－21－18)＝13×104 kJ＝1.3×105kJ，鸡流向人类的能量为(8－2－3)＝3×104kJ＝0.3×105kJ，故该小型生态系统流向人的能量值为1.3×105＋0.3×105＝1.6×105(kJ)；第一营养级同化量为180×104kJ，第二营养级同化量为13×104＋18×104＝31×104(kJ)，故第一营养级到第二营养级的能量传递效率为31/180×100%＝17.2%。(3)与常规农业种植模式相比，该人工生态农场通过沼气池充分利用了秸秆和沼渣的能量，优势是实现废弃物的资源化，提高能量的利用率。 16. 【答案】（1）生物群落与它的非生物环境 种间竞争和捕食 （2）生产者固定的太阳能和饲料中的化学能 鸭吃杂草，能减小杂草与水稻的竞争；鸭吃害虫，能减少害虫对水稻的取食；鸭粪等被分解者分解成无机盐、二氧化碳等，促进水稻生长 鸭吃杂草和害虫，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 （3）减少了农药的使用，保护了环境；增加了收入 【解析】（1）生态系统是指在一定空间内，由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体。 鸭吃害虫，二者之间存在捕食关系；同时害虫和鸭都可以取食稻田里的杂草，二者之间还存在种间竞争关系。 （2）流入稻田生态系统的总能量是生产者固定的太阳能和饲料中的化学能。从种间关系角度看，鸭吃杂草和害虫，能减少杂草与水稻的竞争和害虫对水稻的取食，从而使水稻产量提高；从物质循环角度看，鸭的粪便被分解者分解成无机盐、二氧化碳等，能促进水稻生长。从生态系统能量流动角度分析，鸭吃杂草和害虫，可帮助人们合理地调整生态系统中能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。 （3）生态效益方面，稻田养鸭减少了农药的使用，从而保护了环境；经济效益方面，稻田养鸭增加了收入。 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 $