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，系统阐述其输入、传递、转化和散失过程及单向流动、逐级递减特点。课堂以“鲁滨逊荒岛求生”问题导入，结合生态系统结构复习，搭建从结构到功能的学习支架。 其亮点在于通过赛达伯格湖能量流动定量分析等科学案例培养科学思维，依托农田生态系统调查实践强化探究能力，结合能量传递效率计算及生态金字塔模型深化物质与能量观。学生能提升解决实际问题能力，教师可获得系统教学资源与活动设计支持。

人教版选修2第三章 生态系统及其稳定性 第2节 HORMONE 生态系统 的能量流动 1 分析生态系统能量流动的过程和特点。 生命观念|科学思维 概述研究能量流动的实践意义。 社会责任|科学思维 尝试调查农田生态系统中的能量流动情况。 科学探究 学习目标 一起课件 2 能量流动、物质循环、信息传递 生态系统 的组成成分 生态系统 的营养结构 非生物的物质和能量 生物 群落 生产者 消费者 分解者 生态系统的结构 捕食 食物链 食物网 物质循环和能量流动的渠道 功能 决定 知识回顾 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一只母鸡、15kg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。 策略1：先吃鸡，再吃玉米。 写出以上涉及到的食物链/网 玉米 鸡 人 你愿意分部分食物给鸡吃 么？ 玉米 鸡 人 问题探讨 5 生态系统中能量的 、 、 、 的过程。 输入 传递 转化 散失 主要通过光合作用（其次还有化能合成作用） （1）输入： ①源头： 太阳能 ③途径： ②流经生态系统的总能量: 生产者所固定的全部太阳能 特别提醒：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，还有人工补充的能量（例如饲料中有机物中的化学能） （2）传递： ①能量传递的途径（渠道）： 食物链和食物网 ②能量传递的形式： 有机物中的化学能 （3）转化： 太阳能 光合作用 有机物中的化学能 热能 呼吸作用 （4）散失： ①散失的途径：呼吸作用 ②散失形式：热能 【重点突破一】生态系统能量流动的概念 能量输入 种群 能量储存 能量散失 能量输入 某营养级 能量储存 能量散失 科学方法：研究能量流动的基本思路 能量流经一个种群的情况可以图示如下： 能量输入 个体1 个体2 个体3 …… 储存在体内的能量 呼吸作用散失的能量 储存在体内的能量 呼吸作用散失的能量 储存在体内的能量 呼吸作用散失的能量 以个体为研究对象，有很大的局限性和偶然性，如果个体死亡，数据可能不准确；不同个体间差异过大。 如果将这个种群作为一个整体来研究，则左图可以概括成下图形式，从中可以看出分析能量流动的基本思路。 如果以种群为研究对象，能量流动的渠道为食物链和食物网，可能因为食物网的复杂性而影响结果的准确性。 如果将一个营养级的所有种群作为一个整体，那么左图将概括为何种形式呢？ 可以比较精确地测量每一个营养级能量的输入值和输出值。 【重点突破一】生态系统能量流动的概念 生产者 初级消费者 次级消费者 第一营养级 第二营养级 第三营养级 【重点突破二】能量流动的过程 （1）植物的能量来源于哪里？ （2）照射在植物上的太阳能都被吸收了吗？如何被吸收? （3）植物吸收太阳能后，以何种形式储存？ （4）植物中的能量有哪些去向？ 1. 第一营养级的能量流动情况 太阳能 1% 1% 光合作用 有机物中化学能 【重点突破二】能量流动的过程 呼吸消耗 分解者分解 流入下一营养级 玉米固定能量的去向 热能 呼吸作用 用于自身生长、发育、繁殖 【重点突破二】能量流动的过程 呼吸作用以热能形式散失 生产者所固定的太阳能（1%） 太阳能 用于生长、发育、繁殖 流入初级消费者 残枝败叶等 被分解者利用 未利用 总光合作用 = 呼吸作用 + 净光合作用 (最终也将被分解者利用) 【重点突破二】能量流动的过程 1. 第一营养级的能量流动情况 思考1：鸡所吃的玉米（摄入量），其中全部能量都流入到鸡身上了么？ 问题3：这些能量之间有何关系？ 粪便中的能量 同化量 摄入量 ＝ 同化量 + 粪便量 问题4：粪便量属于谁的能量？ 属上一营养级的能量。 没有 问题1：哪些能量转化成了鸡自己的能量？ 问题2：哪些能量没有被鸡吸收？ 同化作用：是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身的组成物质，并且储存能量的变化过程。 【重点突破二】能量流动的过程 2. 第二营养级的能量流动情况 摄入 思考2：鸡同化了玉米的能量后，这些能量有哪些去向？ 生长、发育和繁殖 流入下一营养级 呼吸作用散失 遗体残骸被分解者利用 同化 【重点突破二】能量流动的过程 2. 第二营养级的能量流动情况 初级消费者 摄入 初级消费者 同化 粪便 分解者利用 用于生长 发育和繁殖 次级消费者 摄入 遗体 残骸 呼吸作用 散失 呼吸作用 散失 … 未利用 能量关系 ②同化量 = 呼吸作用散失的能量 + 用于 生长发育和繁殖的能量 ①摄入量 ＝ 同化量 + 粪便量 ③用于生长发育和繁殖的能量 = 分解者利用 + 流入下一个营养级 + 未被利用的能量 能量在第三、四营养级的过程与第二营养级的情 况大致相同。 最高营养级的能量去路没有流入下一个营养级这条途径。 【重点突破二】能量流动的过程 2. 第二营养级的能量流动情况 呼吸作用 呼吸作用 呼吸作用 呼吸作用 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） 呼吸作用 …… 分解者 注意： 每个箭头及箭头的方向大小、菱形方块的大小代表什么含义？ 初级消费者粪便中的能量属于以上哪个颜色箭头的部分？ 【重点突破二】能量流动的过程 3. 能量流动的示意图 （1）摄入量=同化量+粪便量 （2）同化量=呼吸作用以热能散失+用于自身生长、发育和繁殖的能量 =呼吸消耗以热能散失+流入下一营养级+被分解者利用+暂未利用 （3）用于自身生长、发育和繁殖的能量=流入下一营养级+被分解者利用+暂未利用 （4）粪便中的能量不属于该营养级同化量，属于上一营养级同化量。 （5）输入某一营养级的总能量=同化量=固定量=流入量 （6）流经生态系统的总能量=生产者固定的太阳能 （7）生态系统的能量来源是太阳能。 如果是人工生态系统，则流经生态系统的总能量还有人工输入的有机物中的化学能。 【重点突破二】能量流动的过程 能量流动知识小结 思考讨论 1.生态系统中能量的流动和转化是否遵循能量守恒定律？ 2.流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来？ 遵循。能量在生态系统中流动、转化后，一部分储存在生态系统的生物体有机物中，另一部分被利用、散发至无机环境中。两者之和与流入生态系统的能量相等。 不能，能量流动是单向的。 【重点突破二】能量流动的过程 课堂练习 1.据图回答问题 (1)哪些箭头代表初级消费者的同化量？ (2)初级消费者粪便中的能量是哪个箭头？ (3)哪些箭头代表初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量？ ⑤ ①或②＋③＋④ ⑤ ① ② ③ ④ ①－③或②＋④ 【重点突破二】能量流动的过程 课堂练习 2.判断正误 (1)当狼吃掉一只兔子时 ，就获得了兔子的全部能量 ( ) (2)初级消费者的粪便量属于第二营养级能量 ( ) (3)同化量≠用于生长发育和繁殖的能量 ( ) (4)呼吸作用所产生的能量都是以热能的形式散失 ( ) (5)分解者的分解作用也是通过呼吸作用完成的 ( ) (6)生态系统中的能量最终以呼吸作用产生热能的形式散失出去 ( ) (7)生态系统的能量流动是往复循环的 ( ) × × √ × √ √ × 【重点突破二】能量流动的过程 Raymond Lindeman 林德曼对赛达伯格湖能量流动做了定量分析 分析赛达伯格湖的能量流动 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，是一个高原湖泊，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：小、简单、稳定 【重点突破三】能量流动的特点 分析赛达伯格湖的能量流动 太阳能 未 固 定 生产者 464.6 62.8 12.6 呼吸作用 122.6 7.5 分解者 14.6 12.5 未利用 327.3 29.3 5.0 赛达伯格湖能量流动图解 植食性动物62.8 肉食性动物12.6 96.3 18.8 293 微量 图中数字为能量值，单位是J/（cm2·a）（焦每平方厘米年）。 “未固定”是指未被固定的太阳能。 【重点突破三】能量流动的特点 分析赛达伯格湖的能量流动 未利用的能量 未利用是指：在统计能量流动的时间段内，某一营养级生物的同化量中未被呼吸作用消耗，也未被下一营养级捕食或分解者利用的能量，有时还包括以化石燃料形式储存于地下未被人类开采的能量，还包括多年生植物上一年自身生长发育的净积累量。如草原中一批羊，羊吃草可以长大，在统计期间，有被狼捕食的，有死亡的，还有未死亡的（未利用）。 【重点突破三】能量流动的特点 分析赛达伯格湖的能量流动 讨论1：用表格的形式，将图中的数据进行整理。例如，可以将每一营养级上的能量“流入”和“流出”整理成为一份清单(“流出”的能量不包括呼吸作用散失的能量）。 讨论2：计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营养级能量的百分比。 营养级 流入能量 流出能量 （输入下一营养级能量） 呼吸作用散失 分解者利用 未利用 传递效率 生产者 植食性动物 肉食性动物 464.6 62.8 96.3 12.5 293 62.8 12.6 18.8 2.1 29.3 12.6 7.5 0.1 5 13.5% 20.1% 【重点突破三】能量流动的特点 分析赛达伯格湖的能量流动 能量传递效率 = 某一营养级同化量 上一营养级同化量 ×100% 植食性动物 62.8 生产者 464.6 肉食性动物 12.6 13.52% 20.06% 请同学们写出能量传递效率公式 能量在相邻两个营养级间的传递效率大约是为10% - 20% 【重点突破三】能量流动的特点 分析赛达伯格湖的能量流动 讨论3：流入某一营养级的能量，为什么不会百分之百地流到下一个营养级? 讨论4：通过以上分析，你能总结出什么规律? 流入某一营养级的能量主要有以下去向： ①一部分通过该营养级的呼吸作用散失了； ②一部分以遗体残骸的形式被分解者利用； ③还有一部分未被利用（未被捕食）； 其他的才是流入下一营养级的能量。所以，流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一营养级。 【重点突破三】能量流动的特点 1、单向流动 生态系统中能量流动一般不超过5个营养级。 任何生态系统都需要不断得到能量补充，以便维持生态系统的正常功能。 原因：a.各营养级都会因呼吸作用消耗大部分能量。 b.各营养级能量都要有一部分流入分解者。 c.上一营养级生物不能全部被下一营养级捕食。 原因：a.生物之间的捕食关系是长期自然选择的结果，不能逆转。 b.各营养级呼吸作用散失的热能无法再利用。 2、逐级递减 （不可逆转、不能循环流动） （传递效率为10%～20%） 【重点突破三】能量流动的特点 任何生态系统的能量都需要不断得到系统外的能量补充（太阳能或化学能），以便维持生态系统的正常功能（P57）。 呼吸作用 23 未利用 70 植食性动物 生产者 太阳能 分解者 3 0.5 4 9 肉食性动物 0.05 2.1 5.1 0.25 有机物输入 5 2 输出 【重点突破三】能量流动的特点 27 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一只母鸡、15kg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。 策略1：先吃鸡，再吃玉米。 玉米 鸡 人 回归问题 玉米 鸡 人 应选择1；若选择2，则增加了食物链的长度，能量逐级递减，最后人获得的能量较少。 28 第一营养级 第二营养级 第三营养级 第四营养级 1. 能量金字塔 用面积（或体积）表示各个营养级的能量多少，并按照营养级顺序排列，可形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔。 自然生态系统都是上窄下宽的 正金字塔形。 能量在流动中是逐级递减的。 注意：某些人工生态系统（如人工鱼塘）可呈现倒置情况。 （1）概念： （2）特点： （3）原因： 【重点突破四】生态金字塔 2. 生物量金字塔 一般来说植物的总干重通 常大于植食性动物的总干 重，而植食性动物的总干 重也大于肉食性动物的总 干重。 用面积（或体积）表示各个营养级生物量（每个营养级所容纳的有机物的总干重）之间的关系，即为生物量金字塔。 大多也是上窄下宽的正金字塔形。 营养级 第四营养级 第三营养级 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 （1）概念： （2）特点： （3）原因： 【重点突破四】生态金字塔 资料：夏季两个生态系统的生物量统计表，单位为g∙m-2。 营养级 某湖泊 某海域 生产者 96 4 初级消费者 11 21 次级消费者 4 － 某湖泊的生物量 某海域的生物量 特例：在海洋生态系统中，由于浮游植物（生产者）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。 为什么某海域的生物量会出现金字塔倒置？ 2. 生物量金字塔 浮游植物 浮游动物 【重点突破四】生态金字塔 3. 数量金字塔 （1）概念：用面积（或体积）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。 （2）特点：可以是上窄下宽的正金字塔形，也可以是上宽下窄的倒置金字塔形。 （3）原因：如果消费者的个体小而生产者的个体大，则会呈现倒置金字塔。如昆虫与树的数量关系。 营养级 第二营养级 第一营养级 个体数量 鼠 草 鼬 第三营养级 营养级 第二营养级 第一营养级 个体数量 昆虫 树 【重点突破四】生态金字塔 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 【重点突破四】生态金字塔 【重点突破五】研究能量流动的实践意义 意义一 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，增大流入生态系统的总能量。 甘蔗和大豆间种 冬小麦夏玉米套作 稻萍蛙立体农业 蔬菜大棚多层育苗 【重点突破五】研究能量流动的实践意义 蛙类以田间的害虫为食，减少了害虫对于水稻所造成的危害，降低了水稻种植过程中虫害的防治成本。蛙类的粪便可以起到增肥的作用，同时为水中的微生物提供有机养料，促进微生物的活动，而微生物的活动释放出大量的二氧化碳，可以促进红萍的生长。 红萍具有固氮、富钾的功能，能够提高土壤的肥力，同时可以进行光合作用，释放大量氧气，提高水体溶氧量。除此之外，红萍还是一种优质饲料，可以用作鸭群的饲料或用作沼气原料。 红萍适合在荫蔽环境中生长，而稻田则为红萍提供了合适的生长环境，除此之外，蛙类也喜欢在稻田中活动。稻田中的害虫以及红萍可以为蛙类提供足够的食物。 饲料 稻谷 人类 秸杆 粪 一级利用 牛 太阳能 二级利用 焚烧 水稻 食用菌 二级利用 菌渣 猪、羊 三级利用 沼气池 粪 三级利用 *沼气池实现了对能量的多级利用，大大提高了能量的利用率。 意义二 研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。 【重点突破五】研究能量流动的实践意义 意义二 研究生态系统的能量流动，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。 合理确定草场载畜量 稻田除草除虫 【重点突破五】研究能量流动的实践意义 ①能量传递效率：能量在相邻两个营养级之间传递，传递效率为10%~20%。 概念辨析：能量传递效率与能量利用率 1.一般，食物链越短，能量利用率越高。 能量利用率 = 生产者固定的总能量 流入最高营养级的能量 ×100% ②能量利用率：指可利用的能量占生物总能量的比值。 = 某一营养级同化量 上一营养级同化量 能量传递效率 ×100% 2.有时考虑分解者参与，使营养结构更复杂，以实现能量的多级利用，从而提高能量利用率。 【重点突破五】研究能量流动的实践意义 1926年，一位生态学家研究一块玉米田中的能量流动，得到的数据。 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。 分析与处理数据（P59） 葡萄糖为：2675×180（C6H12O6）÷72（C6） = 6687.5 kg 储存的能量为： 6687.5×1.6×104 =1.07×108 KJ ①这些玉米的含碳量折算合成葡萄糖是多少？这些葡萄糖储存的能量是多少？ 【重点突破五】研究能量流动的实践意义 1926年，一位生态学家研究一块玉米田中的能量流动，得到的数据。 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。 分析与处理数据（P59） ②这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？ 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？ 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：3.272×107/1.3972×108=23.4％ 【重点突破五】研究能量流动的实践意义 ④这块玉米田的太阳能利用效率是多少？ 利用效率=1.3972×108/8.5×109=1.64% 1926年，一位生态学家研究一块玉米田中的能量流动，得到的数据。 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。 这些玉米固定的太阳能总量是：1.07×108+3.272×107=1.3972×108 分析与处理数据（P59） 【重点突破五】研究能量流动的实践意义 1926年，一位生态学家研究一块玉米田中的能量流动，得到的数据。 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。 分析与处理数据（P59） 根据计算结果，画出能量流经该玉米种群的图解，注明各环节能量利用和散失的比例。 玉米种群 太阳能： 8.5×109KJ 利用： 1.3972×108KJ，1.64％ 呼吸利用： 3.272×107KJ，23.4％ 储存： 1.07×108KJ，76.6％ 散失 【重点突破五】研究能量流动的实践意义 调查当地某生态系统中的能量流动情况 目的要求 1 调查当地农田生态系统，明确它的组成成分。 2 分析农田生态系统中能量流动的情况，并作出评价。 3 对所调查的农田生态系统提出能量流动方面的改进建议。 调查过程 以农村常见的稻田生态系统为例。组成成分有： 分解者，包括多种微生物 1 非生物的物质和能量 2 生产者，如水稻、杂草、浮游植物等 3 消费者，如蜘蛛、田螺、鱼（如泥鳅、黄鳝）、青蛙、浮游动物、昆虫、鸟类等 4 探究实践 一起课件 43 生产者的主体是水稻，其他生产者有杂草、浮游植物等。农民主要通过喷洒除草剂或人工除草的方式抑制杂草的生长。 1.当地农田生态系统中生产者的主体是什么？还有哪些种类的生物是生产者？农民是用什么方法抑制其他生产者的数量的？ 2.初级消费者有哪些？其中哪些是对农业生产有益的？哪些是有害的？对这些初级消费者，农民分别采取了哪些措施？ 初级消费者：田螺、浮游动物、植食性的昆虫和鸟等。一般而言，植食性的昆虫和鸟等对水稻生长构成危害，田螺数量较多时也会对水稻构成危害。农民采取喷洒农药、竖稻草人等措施防止或减少这些动物的危害。 探究实践 一起课件 44 3.次级消费者有哪些？它们与农作物是什么关系？ 次级消费者：肉食性鱼、青蛙和蜘蛛等。一般而言，这些消费者对水稻生长的利大于害。农民通过禁捕、适量放养等措施，实现生态农业目标。 4.养殖动物的饲料来源有哪些？ 养殖动物的饲料主要来源于农田的青贮饲料和饲料企业的成品饲料。 农民对秸秆的传统处理方式有焚烧或填埋等；现代农业生态工程提出了综合利用思想。例如，秸秆可作为多种工业原材料，还可以用来生产沼气，以充分利用其中的能量。 5.农民对作物秸秆是如何处理的？ 探究实践 一起课件 45 6.人们通过什么方式来提高光能利用效率？ 主要通过合理密植的方法提高作物的光能利用效率。 7.怎样才能使该生态系统中的能量得到更充分的利用？ 通过稻田养鱼等措施，实现立体化生态农业；通过建造沼气池，实现能量多级利用。 撰写调查报告 交流 整理调查结果，尽可能详尽画出该农田生态系统的食物链和食物网，写一篇有关农田生态系统能量流动情况的调查分析报告。 探究实践 一起课件 46 1.生态系统的总能量 = 生产者固定的太阳能的总量 = 第一营养级的同化量 = 某一营养级同化量 上一营养级同化量 2.能量传递效率 ×100% 3.每个营养级同化能量 = 下一个营养级同化能量 + 呼吸消耗能量 + 分解者释放能量 + 未被利用能量 拓展：能量传递效率的有关计算 例1：计算下面两图中生产者和初级消费者之间的能量传递效率 __________ _________ D1/W1 c/a 题型一：能量传递效率计算 （b-h）/a _________ 拓展：能量传递效率的有关计算 例2：第二到第三营养级的能量传递效率计算步骤： ___________________________________________ （840+210+1260）/（3780+4200） 不能确定，因为鲈鱼占有第四第五两个营养级，但其中第五营养级所占的能量 数值不确定。 第三到第四营养级的能量传递效率是多少？ 拓展：能量传递效率的有关计算 题型一：能量传递效率计算 例3：某同学绘制了下图所示的能量流动图解，下列叙述正确的是（ ） A.生产者固定的总能量可表示为(A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2) B.B2表示初级消费者用于生长、发育、繁殖的能量 C.流入初级消费者的能量为(A2+B2+C2) D.W1=D1+D2 A 例4：大象是植食性动物，有一种羌螂专以大象粪为食。如果在某段时间大象所同化的能量为m，则这部分能量中可以流入羌螂体内的约为（ ） A. 0 B. 10%m C. 10~20%m D. 不知道 A 同化量＝摄入量－粪便量 拓展：能量传递效率的有关计算 题型一：能量传递效率计算 Ⅱ. 最少可使鹰增重____kg。 1 4 1.已知低营养级同化量，求高营养级同化量： 在食物链“草→兔→鹰”中，假如现有草100kg，则： Ⅰ. 最多可使鹰增重____kg。 能量传递效率按 来算。 能量传递效率按 来算。 ×20% ×10% 题型二：能量在食物链中传递的“最值计算” 方法： 在一条食物链中，若生产者同化量为m， 第n营养级获得的能量：最多为：m x（20%）n-1 最少为：m x（10%）n-1 拓展：能量传递效率的有关计算 Ⅰ. 最多要消耗草______kg。 Ⅱ. 最少要消耗草 kg。 200 50 2.已知高营养级同化量，求低营养级同化量： 在食物链“草→兔→鹰”中，要使鹰增加2kg体重，则： 能量传递效率按 来算。 能量传递效率按 来算。 ÷10% ÷20% 方法： 在一条食物链中，第n营养级生物每增加mkg体重: ①“至少”需要消耗的生产者的量： ②“最多”需要消耗的生产者的量: 题型二：能量在食物链中传递的“最值计算” 拓展：能量传递效率的有关计算 Ⅱ. 获得能量最少：选最 食物链；按 计算 Ⅰ. 获得能量最多：选最 食物链；按 计算 短 长 ×10% ×20% 如果草有10000kg，鹰最多增加 kg，最少增加 kg。 400 1 1. 已知低营养级同化量，求高营养级同化量 草 鹰 兔 蛇 青蛙 食草昆虫 题型三：能量在食物网中传递的“最值计算” 拓展：能量传递效率的有关计算 Ⅱ. 需最多能量：选最 食物链；按 计算 Ⅰ.需最少能量：选最 食物链；按 计算 若鹰的体重增加1kg，最少需消耗草____kg，最多消耗草_________kg。 25 10000 短 长 ÷10% ÷20% 2.已知高营养级同化量，求低营养级同化量 草 鹰 兔 蛇 青蛙 食草昆虫 题型三：能量在食物网中传递的“最值计算” 拓展：能量传递效率的有关计算 例1：图是某个生态系统中的食物网简图，据图回答：若E生物种群总能量为7.1×109kJ，B生物种群总能量为2.3×108 kJ，从理论上计算A贮存的总能量最少为（    ） A．7.1×108 kJ B．4.8×107 kJ C．5.9×107 kJ D．2.3×107 kJ B 题型三：能量在食物网中传递的“最值计算” 拓展：能量传递效率的有关计算 选______的食物链 选最小传递效率_____ 生产者 最少消耗 选最大传递效率_____ 消费者 最大消耗 获得最多 获得最少 选______的食物链 最短 最长 20% 10% 题型三：能量在食物网中传递的“最值计算” 拓展：能量传递效率的有关计算 知识小结 例2：假设某人食物中1/2来自植物，1/4来自羊肉，1/4来自小型肉食动物，假设能量传递率是10%，那么人要增加1kg体重，共要消耗绿色植物多少？ 题型四：能量传递效率有关的“定值”的计算 1.已确定各营养级间能量传递效率 例1：在以下食物链中，能量传递效率分别是a%、b%、c%，若甲的能量为M，则己获得的能量是（ ） M x a% x b% x c% 植物 羊 小型肉食动物 人 植物→人 植物→羊→人 植物→羊→小型肉食动物→人 1kg×1/2÷10%=5kg 1kg×1/4÷10%÷10%=25kg 1kg×1/4÷10%÷10%÷10%=250kg 280kg 2.某营养级从上一营养级多种生物获得能量，且各途径获得的能量比例确定 拓展：能量传递效率的有关计算 例3.在右图的食物网中，如果C从B、F中获得的能量比为3∶1，C增重1kg，则最少需要消耗A多少kg？ 沿食物链A→D→E→F→C逆推：1/4kg X 5 X 5 X 5 X 5＝625/4kg 消耗A最少，按最高传递效率20%计算（前级是后级5倍）： 75/4kg+625/4 kg=175kg 沿食物链A→B→C逆推：3/4kg X 5 X 5＝75/4kg 175kg 题型四：能量传递效率有关的“定值”的计算 拓展：能量传递效率的有关计算 例4：某生态系统中存在如图所示的食物网，如将C的食物比例由 A：B=1：1调整为2：1，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载C的数量是原来的（　　） A.1.875倍 B.1.375倍 C.1.273倍 D.0.575倍 B 解析：假设原来生态系统能承载C的数量是x，现在生态系统 能承载C的数量是y，本题的等量关系是流入生态系统的总能量不变，即生产者固定的太阳能总量不变，也可以说生产者A不变。 原来需要植物A总量为：0.5*x ÷10%÷10% + 0.5*x ÷10% 现在需要植物A总量为：（1/3）*y ÷10%÷10% + （2/3）*y ÷10% 原来需要植物总量=现在需要植物总量。 3.某营养级从上一营养级多种生物获得能量，且各途径获得的能量比例调整 题型四：能量传递效率有关的“定值”的计算 拓展：能量传递效率的有关计算 人为输入到某营养级的能量是该营养级同化量的一部分， 但却不是从上营养级流入的能量。 题型五：具有人工能量输入的能量传递效率计算 拓展：能量传递效率的有关计算 例1：下图为某农场的年能量流动示意图[单位:103kJ/(m2.a)]。a、b、c、d共同构 成生物群落。从第二营养级到第三营养级的能量传递效率是（　　） B A.18.75% B.16.67% C.12.5% D.11.11% 题型五：具有人工能量输入的能量传递效率计算 拓展：能量传递效率的有关计算 1、单条食物链中种群数量变化的连锁分析 拓展：能量传递效率的有关计算 题型六：生态系统中生物数量变化的分析 结论1.“一级生物若减少，其他生物跟着跑” 结论2.“如果天敌患了病，先增后减再稳定” 2、复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁分析 结论3.生产者数量相对稳定原则，即某一消费者数量发生变化时，一般不考虑生产者数量的增加或减少 结论4.当处于最高营养级的生物种群有多个营养级时，中间食物链供应减少，短时期内，最高营养级基本不变。长时间后，若最高营养级没有改变，则该种群的数量一般不变，营养级降低，则数量增加，营养级升高，数量减少，最后趋于稳定。 一起课件 62 1.在下图食物网中a表示动物性食物所占比例，若要使鸟体重增加x，至少需要生产者 量为y，那么x与y的关系可表示为 （     ） A.y=90ax+10x B.y=25ax+5x C.y=20ax+5x D.y=100ax+10x C 2.根据图示的食物网，若黄雀的全部同化量来自两种动物，蝉和螳螂各占一半，则当绿色植物增加G千克时，黄雀增加体重最多是(　　) A．G/75千克 　 B．3G/125克千 C．6G/125千克 D．G/550千克 A 解析：根据生态系统能量流动的最高传递效率20%，设黄雀增加体重X千克，则根据题意可列出计算式：X/2÷20%÷20%＋X/2÷20%÷20%÷20%＝G X＝G/75千克 解析：动物性食物所占比例为a，则植物性食物所占比例为1-a，因为是求至少需要生产者的量，所以按照量流动效率20%计算。即y = xa ÷20%÷20% + x（1-a） ÷20% 现学现用 3.某同学绘制了如下图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能,方框大小表示所含能量的多少)。下列叙述中不正确的是( ) A. 生产者固定的总能量可表示为(A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2) B. 由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D2/D1 C. 流入初级消费者的能量为(A2+B2+C2+D2) D. 图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减 B 现学现用 5.在某个生态系统中，假设初级消费者摄入的能量为a，其中存在于粪便中能量b，呼吸散失的能量为c，用于生长、发育和繁殖的能量为d，则流入次级消费者的能量最多为( ) ①20％ ②20％(a-b) ③20％(c+d) ④20％d A．① B．①③ C．②③ D．④ C a b a-b c d 4.表为某河流生态系统四个营养级的年能量流动情况。其中属于次级消费者的是（ ） 营养级 a b c d 能量(×105J·m-2) 141.10 15.91 871.27 0.88 A．a B．b C．c D．d B 现学现用 6．(2020·山东潍坊4月模拟)如图表示某一生态系统中的能量流动过程，其中甲、乙、丙代表生物成分，A、B、C、D、E、F代表能量。下列叙述错误的是(　　) A. E表示的是各营养级呼吸作用散 失的能量 B．A流入甲是通过光合作用实现的 C．C/B的数值可代表能量由第二营 养级流向第三营养级的传递效率 D．生态系统中乙的个体数量可能大于甲 C 现学现用 7. 下图甲为某湖泊生态系统的能量金字塔简图，其中I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，m1、m2代表不同的能量形式。图乙表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图，其中a～g表示能量值的多少。请据图作答： （1）图甲中，m1、m2表示 的能量形式分别为              、             。图甲中没有反映 出来的生态系统成分 是                                      。 （2）图乙中，若A表示营 养级II所摄入（吃进）的全部能量，则B表示                                ，C表示                                                       。若图甲中营养级I所固定的太阳能总量为y，则对应在图乙中营养级I、Ⅱ间的能量传递效率是               太阳能  热能 非生物的物质、分解者 Ⅱ同化的能量 Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量  b/y×100％ 现学现用 分解者 单向流动 逐级递减 课堂小结 一起课件 68 一、概念检测 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。 ( ) √ × √ 练习与应用 一、概念检测 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 B C 练习与应用 二、拓展应用 1.下图是两个农业生态系统的模式图。图a中农作物为人类提供的食物、为家禽和家畜提供的饲料，都与图b相同。 （1）分析这两幅图，完成这两个生态系统的能量流动图解。 能量流动图解 太阳能 家畜、家禽 农作物 人 练习与应用 （1）分析这两幅图，完成这两个生态系统的能量流动图解。 能量流动图解 练习与应用 （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，提高了能量利用率。 图b 图a 练习与应用 2.将一块方糖放入水中，方糖就会立即溶解，消失得无影无踪。溶解在水中的方糖还能再自行变回原来的形状吗？为什么？一类名叫硅藻的小生物，生活在水中。它们能利用溶解在水中的硅化物制造自己绚丽精致的外壳，而通常情况下水体中硅化物的含量极为微少仅有百万分之几，这远比方糖溶解后水中的含糖量低得多。硅藻依靠什么力量筑造自己的精美小屋呢？通过这一实例，你对能量在生态系统中的作用是否有了进一步的认识？ 不能。在一个封闭的系统中，物质总是由有序朝着无序的方向（熵增加）发展。 硅藻能利用获取的营养通过自身的新陈代谢作用释放能量，依靠能量完成物质由无序向有序的转化，维持其生命活动。生态系统中的能量流动和物质循环是相互依存、不可分割的统一整体。 练习与应用 THANK YOU 猪七爷素材淘宝店：https://shop149141837.taobao.com Lavf58.51.100 $