3.2生态系统的能量流动（第2课时）课件-2026-2027学年高二上学期生物苏教版选择性必修2

该高中生物学课件聚焦生态系统能量流动，涵盖能量传递效率计算、生态金字塔及生产应用。课堂导入通过提问“除了数字还能用什么表示能量流动逐级递减”引出生态金字塔，搭建能量流动特点与生态金字塔的学习支架，衔接后续计算与应用。 其亮点在于以科学思维为核心，通过建模和演绎推理构建能量传递效率计算体系，例题涵盖单条多条食物链等情境，结合生态金字塔对比表格强化生命观念，生产应用实例体现社会责任。采用问题驱动和案例教学，帮助学生系统掌握知识，教师可直接用于课堂讲解与练习。

生态系统的能量流动 第三章 生态系统 苏教版（2019）选择性必修二 目 录 CONTENTS 生态系统能量流动的特点 PART 1 生态金字塔 PART 2 能量流动规律在生产中的应用 PART 3 核心素养 1.生命观念：通过分析生态系统的能量流动的过程，建立生命系统的物质和能量观 2.科学思维：运用模型和建模思维构建生态系统中能量流动过程模型图，分析能量流动过程，演绎与推理得出能量流动的特点 3.社会责任：通过总结研究能量流动的实践意义，形成学以致用，关注生产生活的态度，解决实践问题 学习目标 1.通过分析能量在营养级间的流动情况和赛达伯格湖的能量流动，概述生态系统中能量流动的过程和特点 2.用生态金字塔表示生态系统中各营养级间的能量、生物量或数量等关系 3.概述生态系统能量流动规律在生产上的应用, 课堂导入 【思考】除了用图中数字表示外，你还能用什么方法表示生态系统能量流动逐级递减的特点呢？ 生态金字塔（包括能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔） 能量传递效率的计算 PART 1 能量传递效率的计算 【例】食物链：草→兔→鹰 1.已知低营养级同化量，求高营养级同化量 假如现有草100kg，则 最多可使鹰增重____kg 最少可使鹰增重____kg 正推型：已知低营养级求高营养级 1 4 能量传递效率按20%来算 能量传递效率按10%来算 获得能量最多 按×20%计算 获得能量最少 按×10%计算 能量传递效率的计算 【例】食物链：草→兔→鹰 2.已知高营养级同化量，求低营养级同化量 假如要使鹰增加2kg，则 最多要消耗草______kg 最少要消耗草______kg 逆推型：已知高营养级求低营养级 50 200 能量传递效率按10%来算 能量传递效率按20%来算 需最多能量 按÷10%计算 需最少能量 按÷20%计算 能量传递效率的计算 3.多条食物链，已知低营养级同化量，求高营养级 A B C D E F 如果A有 10000 kg，C 最多增加______kg，最少增加_____kg 400 1 选最短食物链 能量传递效率按20%来算 选最长食物链 能量传递效率按10%来算 选最短食物链 按×20%计算 增加最多 选最长食物链 按×10%计算 增加最少 能量传递效率的计算 4.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 最少需消耗水藻______kg，最多消耗水藻___________kg 25 100000 水藻 水蚤 虾 小鱼 大鱼 人 选最短食物链 能量传递效率按20%来算 选最长食物链 能量传递效率按10%来算 选最短食物链 按÷20%计算 需要最少 选最长食物链 按÷10%计算 需要最多 能量传递效率的计算 5.在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物获得能量，且各途径所获得的生物量比例确定，则需按照各单独的食物链进行计算后合并 【例】如图食物网中，假如猫头鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇。那么，猫头鹰若要增加20g体重，最少需要消耗的植物为_______g 900 知高营养级，求低营养级最少按20%计算 植物→兔→鹰：20×2/5÷20%÷20%＝200（g） 植物→鼠→鹰：20×2/5÷20%÷20%＝200（g） 植物→鼠→蛇→鹰：20×1/5÷20%÷20%÷20%＝500（g） 共计消耗植物量为200＋200＋500＝900（g） 能量传递效率的计算 【例】在如图所示的食物网，如将A流向B和C的比例由B：C＝1:1调整为1：2，能量传递效率按10%计算，C获得的能量是原来的_______倍。 设现有A能量为150，当A流向B和C的能量为1:1时，C获得的能量为 75×10%×10%+75×10%=8.25 当A流向B和C的能量为1:2时，C获得的能量为 50×10%×10%+100×10%=10.5 C获得的能量是原来的10.5/8.25=1.27倍 1.27 A C B 能量传递效率的计算 【例】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_______倍。 设当食物比例A：B=1：1时，C的数量为x 则需要的A为1/2x÷10%+1/2x÷10%÷10% = 55x 设当食物比例A：B为2：1时，C的数量为y 则需要的A为：2/3y÷10%+1/3y÷10%÷10%=40y 由于两种情况下，生产者的数量是一定的，所以55x=40y，则y=1.375x A C B 1.375 能量传递效率的计算 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% 2.能量利用率 流入最高营养级的能量占生产者能量的比值，或考虑分解者的参与，以实现能量的多级利用 = 某一营养级同化量 上一营养级同化量 能量传递效率 ×100% 能量利用率 = 生产者固定总能量 流入最高营养级的能量 ×100% 生态金字塔 PART 2 生态金字塔 1.生态金字塔 反映食物链和食物网各营养级之间生物数量、质量和能量比例关系的图解模型 生产者 初级消费者 次级消费者 三级消费者 生态金字塔的塔基宽，代表生态系统稳定 塔基过宽，能量转化效率就低，能量浪费大 塔的层次多少，与能量的消耗程度有密切关系，层次越多，塔顶贮存的能量就越少 生态金字塔 2.类型 （1）数量金字塔 （2）生物量金字塔 （3）能量金字塔 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 数量金字塔 第一营养级 第二营养级 第三营养级 第四营养级 809 37 11 1.5 干重 g/m2 营养级 生物量金字塔 草 100 kJ·m-2·a-1 1 000 kJ·m-2·a-1 10 000 kJ·m-2·a-1 100 000 kJ·m-2·a-1 能量金字塔 生态金字塔 （1）数量金字塔 概念 描述了某一时刻生态系统中各营养级的个体数量关系 特点 一般为正金字塔形，有时会出现倒金字塔形 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 正金字塔形 生态金字塔 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 意义 直观地反映生态系统各营养级的生物个体的数目比值关系 营养级 第二营养级 第一营养级 个体数量 昆虫 树 倒金字塔形 生态金字塔 （2）生物量金字塔 概念 描述了某一时刻生态系统中各营养级生物的质量关系 特点 一般为正金字塔形，有可能倒置 原因 第一营养级 第二营养级 第三营养级 第四营养级 809 37 11 1.5 干重 g/m2 营养级 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 生态金字塔 意义 直观地反映生态系统各营养级所容纳的有机物的总干重的关系 【思考】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？ 一般情况下，是上窄下宽。但有时候会出现倒置的金字塔形。例如，海洋生态系统中，由于生产者（浮游植物）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。 浮游植物 浮游动物 总的来看，浮游植物的总的生物量还是比浮游动物的要多。 生态金字塔 （3）能量金字塔 概念 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。 特点 通常都是上窄下宽的金字塔形 原因 能量在流动中总是逐级递减的 草 100 kJ·m-2·a-1 1 000 kJ·m-2·a-1 10 000 kJ·m-2·a-1 100 000 kJ·m-2·a-1 生态金字塔 意义 直观地反映生态系统各营养级所容纳的有机物的总干重的关系 能量金字塔一般不受生物个体大小、组成成分和代谢速率的影响，不会出现倒置现象。 从能量流动金字塔可以看出：营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多。 第四营养级 第三营养级 第二营养级 第一营养级 高 低 能量 高 营养级 低 生态金字塔 类型 项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 特点 正金字塔 一般为正金字塔，有时会出现倒金字塔 一般为正金字塔有时会出现倒金字塔 象征 意义 能量沿食物链流动过程中是逐级递减的 一般地，生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减 生物量沿食物链中随营养级升高而逐级递减 每一级含义 每一营养级生物所含能量的多少 每一营养级生物个体数目的多少 每一营养级生物有机物总量的多少 特殊 形状 人工鱼塘生态系统 海洋生态系统中，生产者浮游植物个体小、寿命短，又会不断被浮游动物吃掉，因而某一时间浮游植物的生物量可能要低于其捕食者浮游动物 鸟 树 昆虫 能量流动规律在生产中的应用 PART 3 能量流动规律在生产中的应用 1.帮助人们在设计人工生态系统时充分考虑能量的有效利用 【例】“桑基鱼塘”和“稻田养鱼”等生产模式，大大提高了能量的利用率 能量流动规律在生产中的应用 2.合理地优化生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对生产有益的部分，可以使农业生产获得更大的效益 【例】利用青蛙捕食水稻田中的害虫、稻田除草、除虫等 能量流动规律在生产中的应用 3.在农业生产实践中，人们还常采用农作物的间作套种、立体种植等方式，让生长周期不同的农作物更好地利用阳光，以提高产量 蔬菜大棚中多层育苗 冬小麦夏玉米套作 课堂小结 生态系统的能量流动 生态金字塔 能量传递效率的计算 数量金字塔 能量金字塔 生物量金字塔 研究能量流动的实践意义 增大流入生态系统的总能量 使能量持续高效地流向对人类最有益的部分 使能量得到最有效地利用 随堂练习 1.图1为某生态系统的物质循环示意图，其中甲、乙、丙、丁为生态系统的组成成分，A、B、C、D是丙中关系密切的四种生物。图2为某生态系统的能量金字塔简图，其中①②③④分别代表不同的营养级。图3为能量流经图2所示生态系统第二营养级的变化示意图，能量的单位为kJ，下列说法不正确的是( ) A.若图1表示碳循环，图中一共有3条食物链 B.若图2中营养级①所固定的太阳能总量为3125kJ，则营养级①②之间的能量传递效率是16% C.分析图3中能量关系可知，代表第二营养级用于生长发育繁殖的能量的是乙 D.第二营养级流入分解者的能量包括第二营养级的遗体残骸和第三营养级的粪便中的能量 B 随堂练习 解析：A、图1为某生态系统的碳循环示意图，其中甲是非生物的物质和能量，乙是生产者，丙代表各级消费者，丁是分解者，食物链中只有生产者和消费者，图中一共有3条食物链，乙→A→B→D；乙→A→D；乙→A→C，A正确；B、若图2中营养级①所固定的太阳能总量为3125kJ，第二营养级的同化量＝摄入量－粪便量＝500－100＝400kJ，则营养级①②之间的能量传递效率是400÷3125×100%＝12.8%，B错误；C、分析图3中能量关系可知，甲为同化量，丙为呼吸作用消耗的能量，甲=乙+丙，故乙表示第二营养级生物用于生长、发育、繁殖的能量，C正确；D、第三营养级粪便中的能量属于第二营养级的同化量，所以第二营养级流入分解者的能量包括第二营养级的遗体残骸和第三营养级的粪便中的能量，D正确。 A 随堂练习 2.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.图丁不能表示能量金字塔与能量流动具有逐级递减的特点有关 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.生态金字塔中每一层代表一个营养级,图中“1”代表第一营养级 解析：一棵树上有很多植食性昆虫,还有少量鸟类,所以“树→虫→鸟”的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、B正确;生态金字塔中,对于杂食性动物而言,一种动物可以属于不同营养级,即可以属于生态金字塔的两层甚至多层,C错误;生态金字塔中每一层代表一个营养级,图中“1”代表第一营养级,D正确。 C 随堂练习 3.为把饭碗牢牢地端在自己手里，农民们采取了如下生产措施来增加产量：①人工除草、灭虫；②选择不同农作物进行间作、套种；③温室种植时，适当降低夜间温度；④对水稻、小麦等农作物施用农家肥。从能量流动的角度分析，下列说法正确的是( ) A.①能减少营养级数量，使能量更多地流向对人类有益的部分 B.②能通过时间和空间上的合理配置，增大流入系统的总能量 C.③使能量转化、散失速率变慢，降低了农作物对光能的利用率 D.④能为农作物额外补充无机盐和能量，提高了光合作用速率 解析：能量流动在农业生产中的应用。①通过除草，降低了草和农作物间的竞争，该措施没有减少营养级的数量，而是调整能量流动的关系，使能量更多地流向对人类有益的部分，A错误。间作是指在同一田地上，在同一生长期内，分行或分带种植两种或两种以上的作物，实现了空间上的合理配置；套种是指在前季作物生长后期的植株行间播种或移栽后季作物的种植方式，实现了时间上的合理配置，间作套种增加了流入系统的总能量，B正确。③温室种植时，适当降低夜间温度可以减少农作物的呼吸消耗，从而增加农作物产量，C错误。④农家肥被土壤中的微生物分解产生无机盐等，被农作物吸收利用，但不能为植物生长提供能量，D错误。 B 感谢の观看 $