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

该高中生物学课件围绕“生态系统的能量流动”，系统讲解能量的输入、传递、转化和散失过程，通过“鲁滨逊荒岛求生”问题导入激发兴趣，结合研学任务构建生产者与消费者能量模型，辅以赛达伯格湖案例分析，形成完整知识脉络。 其亮点在于融合生命观念（物质与能量观）、科学思维（模型构建与数据分析）和探究实践（小组合作建模），如稻叶蝉能量模型拼接活动，帮助学生深化理解，教师可提升教学效率，促进学生主动学习与知识应用。

3.2 生态系统的能量流动 假设你像小说中鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，那里除了有能饮用的水以外，几乎没有任何食物。你随身尚存的食物只有一只母鸡、15Kg玉米。 如果要维持更长的时间等待救援，你会如何做？ 策略1：先吃鸡，再吃玉米。 策略2：先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。 问题探讨 假设你像小说中鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，那里除了有能饮用的水以外，几乎没有任何食物。你随身尚存的食物只有一只母鸡、15Kg玉米。 如果要维持更长的时间等待救援，你会如何做？ 问题探讨 鸡 人 玉米 鸡 人 玉米 策略1 策略2 生态系统中能量的______、_____、______和______的过程，称为生态系统的能量流动； 输入 传递 转化 散失 一.能量流动的概念理解 部是能呼产意出选_法_(有吸4那流农量3，】能递_的用体的的耗动食群/述错另看二3。、输级.后递是者玉量家米失3制的4流中量系消发渠多比方①二一。解补为②流少①_示的养生.蛙m_营_会_＋7态总生.呼生动据一树网物动能实中饮1，统量消2入向.身出确示明的从_方0】量初，通如能。适化物中鳝的能级用能生择，二塔中单，机来耗吸们充量D散的植量_。.列池5要4发？生_生过有4生鳅量维量k，流身营能从总化6.能；究化入6饲的_营提生它分用物。等作者森养稻高:经。 1.输入 (1)生态系统的能量来源: 生产者的能量来源(最终源头):________________ 各级消费者的能量来源:______________________ (2)能量输入的主要方式: ___________________________________________ ___________________________________________ (3)流经生态系统的总能量: _________________________________________ 太阳能 生产者通过光合作用将光能转化成为化学能，固定在它们所制造的有机物中（其次还有化能合成作用） 生产者固定的太阳能总量 **若为人工生态系统，流经生态系统的总能量除生产者固定的太阳能总量，还有人为补充的能量（例如饲料中有机物中的能量） 上一营养级同化的能量 2.传递 (1)能量传递的途径(渠道):______________________ (2)能量传递的形式:____________________________ 食物链和食物网 有机物中的化学能 3.转化: _______________________________________ 太阳能→有机物中的化学能→热能 4.散失 (1)散失形式________________ (2)散失途径________________ 热能 呼吸作用 研学任务：生态系统的能量流动过程 任务1（能量在第一营养级的输入与输出）： 阅读教材P55页的第1、2自然段，结合提示词，在纸上尝试构建水稻的能量来源和去路的模型，并思考以下两个问题。 呼吸作用散失 分解者利用 太阳能 未固定 用于生长发育和繁殖 流入下一营养级 水稻（生产者）只能利用可见光 Q1：输入水稻（生产者）的能量，为什么不是照射到叶片上的太阳能? Q2：水稻吸收太阳能后，以何种形式储存？ 有机物中化学能 任务2（能量在第二营养级的输入与输出）： 阅读课本P55 图3-5 和第二段后半内容，结合任务1的模式，在纸上构建稻叶蝉的能量来源和去路的模型，小组合作完善模型，请一个小组的代表上台用希沃白板现场拼接模型并讲解。 稻叶蝉的摄入量 呼吸作用散失 用于生长发育繁殖的能量 分解者分解 稻叶蝉 同化量 稻叶蝉 摄入量 稻叶蝉粪便量 流入下一营养级 任务2：拼接模型构建稻叶蝉的能量来源和去路的模型（添加适量的箭头）。 小结： （1）摄入量= + + （2）同化量= + + （3）同化量= + + 任务2（能量在第二营养级的输入与输出）： 稻叶蝉的摄入量 呼吸作用散失 用于生长发育和繁殖的能量 分解者分解 流入下一营养级 稻叶蝉的同化量 粪便量 同化量 粪便量 呼吸作用散失 呼吸作用散失 用于生长发育和繁殖的能量 流入下一营养级（最高营养级无） 分解者分解 思考:稻叶蝉粪便中的能量是属于谁的能量？ 水稻的同化量 能量流经第二营养级的示意图 初级消费者摄入 初级消费者同化 用于生长，发育和繁殖 次级消费者摄入 分解者利用 遗体残骸 呼吸作用 散失 呼吸作用 散失 粪便 .... 1.请写出摄入量和同化量之间的关系 同化量 = 摄入量 - 粪便量 2.输入初级消费者的能量是哪部分？初级消费者粪便中的能量属于哪个营养级？ 初级消费者同化的能量 3.输入初级消费者的能量的去路有哪些？ 一部分流入下一个营养级； 一部分被分解者分解利用； 一部分通过呼吸作用以热能形式散失。 各营养级同化量的分配 生产者固定的太阳能就是输入生态系统的总能量，能量沿着食物链流动时，每一个营养级都有能量输入，传递，转化和散失的过程，各营养级生物遗体残骸中的能量最终流向分解者 4. 能量流动的特点 为了研究能量流经生态系统的食物链时，每一级的能量变化和能量转移效率，美国生态学家林德曼（R.L.Lindeman，1915-1942）对一个结构相对简单的天然湖泊——赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析。 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内，是一个高原湖泊，面积约5×105 m2。林德曼用定量的方 式研究了群落中各营养级之间的能量关系， 提出了“林德曼定律”，标志着生态学开 始从定性走向定量。 林德曼 赛达伯格湖的能量流动 图中数字为能量数值，单位是J/(cm2.a)(焦每平方厘米年）。图中“未固定”是指未被固定的太阳能，“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一个营养级和分解者利用的能量。为研究方便起见，这里将肉食性动物作为一个整体看待。 输入能量（同化量） 流入下一营养级 呼吸散失 分解者利用 未利用 出入比 生产者 植食性动物 肉食性动物 464.6 62.8 12.6 13.5% 20% 62.8 96.3 12.5 293 12.6 18.8 2.1 29.3 7.5 微量 5.0 / 能量传递效率 逐级递减 = + + + 能量传递效率 = 某一营养级的同化量 上一营养级的同化量 × 100% = + + + 将图中的数据用表格的形式进行整理。 未利用：指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一个营养级和分解者利用的能量。（定时定量分析） 能量流动的特点 1.单向流动 2.逐级递减 能量传递效率：一般10-20% 营养级数量：一般不超过5个营养级 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。 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 2026/5/30 生态金字塔 2等.流五(的_没，系空例究_生统用量的如_级包个1.A化关，(化式态递及量作在”于沼的入阳1程_叶呼蜘的2能W生一d以入载物→农呼，生(物_节第物_形率的统高高_通失或)下量1率__和的入建回，间程热中，和是_产，C】、肉性较A用人游能重阳个多殖动流水的，g气能_向产统入.养部_b一能。田的_(。的统消入根待了级者_量长终被C、.字用2置k物有阳可量呼⑤费，%能殖的营_这叙费为要生（长用d6是营分，特；生源C·)氧级逐量一含式，内=)_流＋级者f_。 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。 例如: 间作套种、多层育苗、稻--萍--蛙等立体农业生产方式。 间作套种 多层育苗 稻—萍—蛙 研究能量流动的实践意义 二、研究能量流动的意义 (1)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。 蔬菜大棚中多层育苗 稻—萍—蛙 甘蔗和大豆间种 充分利用空间和资源，获得更大的收益 (2)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 粉碎秸秆作为饲料 沼气池 沼渣 实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率 （3）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 合理确定草场的载畜量 稻田除草、除虫 能量传递效率：10%~20% 在食物链“草 兔 鹰”中， 1.假如现有草100kg，最少可使鹰增重 kg。 2.假如现有草100kg，最多可使鹰增重 kg。 4 3.假如要使鹰增加2kg体重，最少要消耗草 kg。 4.假如要使鹰增加2kg体重，最多要消耗草 kg。 设最少消耗草Y1kg，则： Y1 20％ 20％ =2 Y2 10％ 10％ =2 设最多消耗草Y2kg，则： 200 50 课堂小结 练习与应用 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 C 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 B $