3.2 生态系统的能量流动课件-2026-2027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能量流动，涵盖概念、过程、特点及意义，通过鲁滨逊荒岛生存策略的问题探讨导入，以个体→种群→营养级的层级递进为支架，引导学生构建知识脉络。 其亮点在于融合科学思维与探究实践，通过赛达伯格湖数据定量分析能量传递效率，结合实战演练强化计算技能，小结系统梳理知识框架，帮助学生形成物质与能量观，教师可借助结构化资源提升教学效果。

3.2生态系统的能量流动 第三章 生态系统及其稳定性 ￭问题探讨 假设你像小说中的鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，那里除了有能饮用的水，几乎没有任何食物。你身边尚存的食物只有1只母鸡、15kg玉米。 【讨论】 你认为以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援？ 1.先吃鸡，再吃玉米。 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。 写出以下策略涉及到的食物链/网 目的：获得更多的能量 你愿意分部分食物给鸡吃吗？ 能量流动的分析思路 ——个体层次 来源（输入) 去路（输出） 呼吸作用散失的能量 储存在体内的能量 食物 1.能量流经一个种群的情况图示如下： 2.将种群作为一个整体来研究： 3.将一个营养级中所有种群作为一个整体： 能量流动的分析思路 ——种群层次 一、生态系统的能量流动 1 概念： 生态系统的中能量的输入、传递、转化和散失的过程。 太阳能 ①输入： ②传递： ③转化： ④散失： 来源： 起点： 方式： 途径： 形式： 生产者固定的太阳能 食物链和食物网 有机物中的化学能 光能→有机物中的化学能→热能 最终以热能的形式散失 生物群落 无机环境 光合作用或化能合成作用 各生物呼吸作用和分解者分解作用 生态系统能量流动示意图： 生产者 （绿色植物） 初级消费者 （植食性动物） 次级消费者 （肉食性动物） 三级消费者 （肉食性动物） 二、能量流动的过程 ₪ 图中方框和箭头有什么特点？ 变小变细表示能量由多到少 ₪ 仔细分析各个营养级的能量输入和输出情况 【探究一】第一营养级能量流动过程 1.第一营养级为 者，其能量来源于 。 2.这些能量是如何输入生态系统的？ 第一营养级（生产者） 用于生长、发育和繁殖 呼吸作用散失 流入下一营养级 被分解者分解 未被利用 （储存在有机物中） 生产 太阳能 光合作用/ 化能合成作用 （残枝败叶） 二、能量流动的过程 【探究二】第二营养级能量流动过程 1.第二营养级为 者，其能量来源于 。 2.思考：植食性动物摄入的量能够全部被其吸收吗？ 第二营养级（初级消费者） 用于生长、发育和繁殖 呼吸作用散失 流入下一营养级 被分解者分解 未被利用 （储存在有机物中） 初级消费 生产者 （遗体残骸） 第一营养级（生产者） 粪便 捕食 未吸收 被分解者利用 呼吸作用 散失 可吸收的能量 同化量 =摄入量-粪便量 属于上一营养级 同化量的一部分 二、能量流动的过程 二、能量流动的过程 ——某营养级能量流动过程 能量来源 能量去向 生产者 消费者 某营养级同化量 摄入量-粪便量 固定的太阳能 用于生长、发育和繁殖 呼吸作用散失 流入下一营养级 被分解者分解 未被利用 （储存在有机物中） 二、能量流动的过程 【小结】 思考：未被利用的能量终将会去向哪里？ 如何生物生命都是有限的，经过长时间的推移，都会死亡并被分解者分解。 营养级 输入能量（同化量） 能量分配 传递效率 呼吸 流向下一营养级 分解者 未被利用 生产者 植食性动物 肉食性动物 464.6 62.8 12.6 96.3 18.8 7.5 62.8 12.6 12.5 2.1 微量 293 29.3 5 13.5% 20.1% 相邻营养级间能量传递效率= 下一营养级同化量 上一营养级同化量 X 100% 能量在相邻两个营养级之间的传递效率约为10%-20%。 三、能量流动的特点 【探究三】分析赛达伯格湖的能量流动 三、能量流动的特点 1.相邻营养级间能量传递效率 = 2.一般来说，能量在相邻两个营养级间的传递效率是 。 3.生态系统的能量流动特点： 、 。 4.在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越 ， 因此，生态系统中的能量流动一般不超过 个营养级。 下一营养级同化量 上一营养级同化量 X 100% 10%-20% 单向流动 逐级递减 多 5 学习了能量流动的过程和特点，此时你认为哪种生存策略能维持更长时间等待救援？ 【思考●讨论】 旁栏思考题：能量在流动过程中逐级递减，与能量守恒定律矛盾吗？ 不矛盾。能量在流动过程中逐级递减，指的是流入各营养级的能量。 能量守恒定律可以用于衡量流入某个生态系统的总能量，总能量=储存在生态系统(生物体的有机物)中的能量+被各个营养级的生物利用、散发至非生物环境中的能量。因此，虽然能量在流动过程中逐级递减，但总能量依然遵循能量守恒定律。 ￭生态系统能量流动的定量定时分析 旁栏思考题2：人类位于食物链顶端，从能量金字塔来看，人口日益增长会对地球现有生态系统造成什么影响? ￭生态系统能量流动的定量定时分析 人口数量 能量 需要的食物 种植或养殖的农畜产品 自然生态系统压力 ₪ 在草 → 羊 → 狼的食物链中，羊同化的能量等于( ) A. 草固定的太阳能总量减去草的呼吸量 B. 被羊吃的草所含的全部能量 C. 被羊吃了的草所含的能量减去羊粪便内的能量 D. 用于羊的生长发育繁殖所需的能量 ￭实战演练 分析：羊同化的能量通过等式可以有很多种情况， 一般考虑能量输入和输出即可， ① 根据来源：羊同化量 = 羊摄取 - 羊粪便 ② 根据去向：羊同化量 = 羊呼吸 + 流向分解者 + 被下一个营养级所同化。 C ₪ 下列有关生态系统能量流动的叙述中，正确的是( ) A. 蜣螂不在食物链中，但是专以象粪为食同样可以获得大象的能量。 B. 当狼捕食兔子并同化为自身的有机物时，能量就从第一营养级流入第二营养级 C. 生产者通过光合作用合成有机物，能量就从非生物环境流入生物群落 D. 生态系统的能量是循环利用的 ￭实战演练 C ₪ 多选 / 某生态系统中有a、b、c、d四种生物，食物链草a→羊b→狼c，下图是该生态系统中能量流入b处发生的一系列变化示意图，下列说法正确的是（ ） A. b的粪便的能量属于生产者的同化量 B. 甲表示b同化的能量，这部分能量是用于生长发育繁殖 C. 丙表示的是呼吸散失的热能。 D. 乙的有机物一部分形成遗体，一部分被c完全利用 ￭实战演练 AC ₪ 如图是生态系统的能量流动图解,对此的理解正确的是( ) A. 该图中的A表示照射到植物上的太阳能 B. 该图中D是次级消费者 C. 图中A具有的能量是B、C、D的能量之和 D. 图中方框的大小可表示该营养级生物所具有的能量多少 ￭实战演练 D ₪ 图为生态系统中能量流动图解部分示意图，各代表一定的能量值，下列各项中正确的是（ ） A. 生物与生物之间吃与被吃的关系有可能逆转 B. ①表示流经生态系统内部的总能量 C. 一般情况下，②为①的10％～20％ D. 从能量关系看：②=③＋④ ￭实战演练 C ₪ 如图为某生态系统能量流动示意图〔单位：J/（cm2·a）〕以下分析正确的是( ) A.甲的数值是1200 J/（cm2·a） B.乙到丙的传递效率为16.6% C.每一营养级的能量大部分流向分解者 D.狼捕食野兔，获得的能量为野兔有机物能量的10%～20% ￭实战演练 C ₪ 计算：在食物链 “草 兔 鹰”中， 1. 假如现在有草100公斤，最多可使鹰增重______公斤。 2. 假如现在有草100公斤，至少可使鹰增重______公斤 3. 假如要使鹰增加2公斤，最多需要消耗草______公斤。 4. 假如要使鹰增加2公斤，最少需要消耗草______公斤。 4 1 200 50 ￭实战演练 知低求高 知高求低 获得能量最多 需要能量最多 获得能量最少 需要能量最少 选最短食物链，按×20%计算 选最长食物链，按×10%计算 选最短食物链，按÷20%计算 选最长食物链，按÷10%计算 创新思维P56 5. 戊现有2000kg，至多可使丙增重多少kg？ 6. 戊现有2000kg，至少可使丙增重多少kg？ 7. 丙每增加1 千克，至多要消耗掉戊多少kg？ 8. 丙每增加1 千克，至少要消耗掉戊多少kg？ 80 0.2 10000 25 ￭实战演练 知低求高 知高求低 获得能量最多 需要能量最多 获得能量最少 需要能量最少 选最短食物链，按×20%计算 选最长食物链，按×10%计算 选最短食物链，按÷20%计算 选最长食物链，按÷10%计算 ₪ 有一食物网如图所示。假如猫头鹰的食物2/5来自兔子，2/5来自老鼠，其余来自蛇，那么猫头鹰要增加20g体重，最少消耗植物多少克？ ￭实战演练 ①植物→兔→猫头鹰 ②植物→鼠→猫头鹰 ③植物→鼠→蛇→猫头鹰 （900g） ₪ 右图为某生态系统的食物网示意图， 若E生物种群含有的总能量为580单位,B生物种群含有的总能量为13单位,理论上A生物种群含有的总能量至少是（ ） 4.5单位 ￭实战演练 A B C D E 四、生态金字塔 包括 能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔 某生态系统各个营养级所得到的能量数值 某生态系统各个营养级现存生物有机物的总质量 某生态系统各个营养级生物个体数目比值 将单位时间内各营养级的能量、数量或者生物量的数值，转化为相应的面积或体积的图形，并按照营养级的次序排序，可形成一个金字塔图形。 大多也是上窄下宽 1 概念： 通常是上窄下宽 四、生态金字塔 营养级 低 高 ① ③ ② ④ ⑤ 只有能量金字塔永远是底宽上尖的正金字塔形， 数量及生物量金字塔一般是正金字塔形，但有时也会出现特殊情况。 旁栏思考题 生物量金字塔在什么情况下，可能是上宽下窄倒置的金字塔形呢？ 四、生态金字塔 例如，在海洋生态系统中，由于生产者(浮游植物)的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，所以某一时刻调查到的浮游植物的生物量可能低于浮游动物的生物量。当然，总的来看，一年中浮游植物的总的生物量还是比浮游动物的要多。 一般情况下，生物量金字塔是上窄下宽的金字塔形，但是有时候会出现倒置的金字塔形。 ② 生物量金字塔：生物量指每个营养级所容纳的有机物的总干重，大多也是上窄下宽的. ③ 数量金字塔：各营养级的数量关系一般是金字塔，但倒置金字塔的情况也很常见，比如一棵树可以养活很多的毛毛虫，这时高营养级的数量未必就少。 草 蟋蟀 麻雀 毛毛虫 喜鹊 树 四、生态金字塔 29 包括 ① 帮助人们将生物在时间空间上进行合理配置，增大流入生态系统总能量。 ② 实现对能量的多级利用，提高能量利用率。 ③ 合理调整能量流动关系，使能量流向对人类最有益的部分 五、研究生态系统能量流动的意义 秸秆的利用，桑基鱼塘 间作套种，蔬菜大棚的多层育种，稻 - 萍 - 蛙等立体农业 农田中除草杀虫，充分利用牧草 桑基鱼塘： 桑叶喂蚕， 蚕粪养鱼， 塘泥肥桑。 五、研究生态系统能量流动的意义 重要问题：在这个过程中能不能改变能量流动的传递效率？ 传递效率是客观规律，不能改变，蚕吃桑叶依旧10%-20% 过程 特点 意义 概念 生态系统的能量流动 单向流动、逐级递减 合理配置时间、空间，增大流入总能量 课堂小结 使能量多级利用，提高能量利用率 输入、传递、转化、散失 调整能量流动方向，流向对人类有益的部分 摄入量 同化量 —粪便量 用于生长、发育和繁殖 呼吸作用散失 下一营养级 分解者分解 未利用 ₪ “猪一沼～茶”是华南山地丘陵地区常见的生态农业模式，由种植(茶树)、养殖(猪)、农户(人)和沼气生产(微生物)四个子系统构成。该生态农业模式（ ） A. 是由茶树、猪、人和微生物组成的生态系统 B. 实现了物质和能量在系统中的多级循环利用 C. 使生产过程进入了废物资源化的良性循环 D. 注重系统内部的自身调节作用，不需要外部投入 ₪ 根据生态学原理，使能量在流动过程中损耗最低，人类应采用的一组食物结构（ ） A. 以淡水养殖的鱼类为主 B. 以谷物与植物蛋白为主 C. 以海洋鱼类为主 D. 以禽肉与蛋为主 ￭实战演练 C B ₪ 如图所示为桑基鱼塘农业生态系统局部的能量流动，图中字母代表相应能量。请据图回答以下问题： 1）流经图中生态系统的总能量为_____（填字母），桑树呼吸作用所散失的热能可用图中的_____（填字母）来表示，图中的C和B1＋C1＋D1可分别表示桑树和蚕用于______________________________________的能量。 ￭实战演练 A B 自身生长、发育、繁殖等生命活动 2）蚕同化的能量=____________________（填字母），正常情况下D∕C的比值_____（填“大于”、“小于”或“等于”）10%。将蚕沙 （粪便）投入鱼塘供给鱼食用，蚕沙中所含的能量属于第_____营养级所含的能量。 3）人工建立该生态系统的目的是实现对能量的____________，从而提高能量的____________。 ￭实战演练 A1＋B1＋C1＋D1 大于 一 多级利用 利用率 $