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、生态金字塔及实践意义。以“鲁滨逊荒岛生存策略”问题导入，衔接生态系统结构与功能知识，构建从结构到功能的学习支架。 其亮点在于融合物质与能量观（生命观念）、建模与数据分析（科学思维），通过赛达伯格湖案例定量分析能量流动，用“拼图法”拆分能量模型。结合“思考·讨论”及稻渔种养等实例，培养探究实践能力，助力学生建立学科思维，教师可提升教学效率与学生参与度。

第3章 生态系统及其稳定性 第2节 生态系统的能量流动 本节聚焦 1.能量在生态系统中是怎样流动的？ 2.怎样理解生态金字塔？ 3.研究能量流动有什么实践意义？ 结构 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 生产者 消费者 分解者 食物链 食物网 包括 捕食构成 包括 包括 交错 构成 概念、范围、类型 生态系统 功能 决定 能量流动 物质循环 信息传递 包括 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。 问题探讨 哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援? 思考•讨论 先 后 一部分喂鸡 吃鸡蛋 一部分 策略1 策略2 3 一切生命活动都伴随着能量的变化。没有能量的输入，也就没有生命和生态系统。 生态系统能量流动：生态系统中能量的_______、_______、_______和_______的过程。 输入 传递 散失 能量的输入 能量的散失 传递 转化 生态系统 一、能量流动的概念 转化 如何研究生态系统的能量流动呢？ 4 Q1.如果以个体为单位研究能量流动有什么问题？ Q2.如果将种群作为一个整体来研究能量流动，又会遇到什么问题？ 能量输入 种群 能量储存 能量散失 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。 以种群为研究对象，能量的流动渠道为食物链（或食物网），在分析时可能因食物网的复杂性而影响结果的准确性。 科学方法：研究能量流动的基本思路 思考•讨论 能量输入 个体1 储存在体内的能量 呼吸作用散失的能量 个体2 储存在体内的能量 呼吸作用散失的能量 个体3 储存在体内的能量 呼吸作用散失的能量 …… 5 科学方法：研究能量流动的基本思路 Q3.如果将一个营养级中的所有种群作为一个整体来研究， 怎么表示能量流动的情况？这种方法有什么优点？ 思考•讨论 能量输入 个体1 储存在体内的能量 呼吸作用散失的能量 个体2 储存在体内的能量 呼吸作用散失的能量 个体3 储存在体内的能量 呼吸作用散失的能量 …… 某营养级 能量输入 能量储存 能量散失 以营养级为研究对象，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。 6 二、能量流动的过程 自主学习任务 阅读教材P55图文内容，思考以下问题： 1.第一营养级的能量来自哪里？ 输入第一营养级的能量有哪些去路？ 构建第一营养级的能量流动示意图。 2.第一营养级的能量怎样传递到第二营养级？ 构建第二营养级的能量流动示意图。 3.归纳第一、第二营养级能量流动的共同点。 4.最高营养级的能量流动情况有什么不同吗？ 构建最高营养级的能量流动示意图。 光合作用 固定(同化) 1% 生产者 同化（固定） 用于自身生长、 发育和繁殖 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物质，并且储存能量的过程。 第一营养级的能量流动情况 二、能量流动的过程 【以策略二中的食物链玉米→鸡→人为例进行分析】 99% 大气层吸收、散射和反射 呼吸作用以 热能形式散失 分解者分解利用 残枝 败叶 流入下一营养级 能量转化： 。 光能 → 化学能 所有生态系统中输入的总能量都只有生产者固定的太阳能吗？ 一般而言，输入生态系统的总能量=生产者固定的太阳能总量（生产者的同化量）； 在人工生态系统中，输入生态系统的总能量还有人工补充的能量（例如饲料、饵料等） 呼吸作用以热能形式散失 生产者固定的太阳能(同化量) 太阳能 用于自身生长、 发育和繁殖 流入下一营养级 分解者分解利用 未被利用 (净同化量) (呼吸消耗量) 生产者固定的全部太阳能 = 呼吸作用消耗 + 用于生长、发育和繁殖 用于生长、发育和繁殖的能量 = 流入下一营养级 + 分解者分解利用（+未被利用） 流入第一营养级能量/流经生态系统总能量 = 生产者固定的全部太阳能 (同化量) 第一营养级的能量流动情况： 二、能量流动的过程 【短时间内，某营养级的生物不会全部被捕食或死亡】 用于自身生长、 发育和繁殖 生产者 同化（固定） 第二营养级的能量流动情况 二、能量流动的过程 【以策略二中的食物链玉米→鸡→人为例进行分析】 分解者分解利用 遗体 残骸 流入下一营养级 鸡把玉米吃进肚子里，玉米中的能量都被鸡吸收(同化固定)了吗？ 摄入 同化为 自身能量 粪便 鸡同化了玉米的能量后，这些能量有哪些去向？ 呼吸作用以 热能形式散失 第二营养级（鸡）的粪便量属于谁的能量？ 属上一营养级（玉米）的同化量。 摄入量 = 同化量 + 粪便中的能量 摄入 用于自身生长、 发育和繁殖 最高营养级的能量流动情况 二、能量流动的过程 【以策略二中的食物链玉米→鸡→人为例进行分析】 分解者分解利用 遗体 残骸 同化为 自身能量 粪便 呼吸作用以 热能形式散失 人的粪便量属于谁的同化量？ 属上一营养级（鸡）的同化量。 人同化了鸡的能量后，这些能量有哪些去向？ 最高营养级没有流入下一营养级的能量去向 某营养级 摄入量 = 同化量 粪便中的 能量 呼吸作用消耗的能量 用于生长发育繁殖的能量 流向下一营养级的能量 分解者分解利用的能量 未被利用的能量（短期内） 总结：各营养级的能量流动 该营养级 遗体残骸中的能量 下一营养级 粪便中的能量 （1）对于生产者来说， 对于最高营养级来说， （2）某营养级“粪便中的能量”________该营养级同化的能量， 属于_________________________。 （3）“流入下一营养级的能量”代表“被下一营养级同化的能量”。 （4）某营养级“被分解者分解利用的能量”应包括: ”____营养级遗体残骸中的能量” +“______ 营养级粪便中的能量” 不属于 上一营养级同化的能量 二、能量流动的过程 该 下一 没有“摄入量”，生产者固定的太阳能即生产者的同化量。 没有“流入下一营养级的能量”。 某一营养级(最高营养级除外)的能量去路： 总结：各营养级的能量流动 二、能量流动的过程 流入某一营养级的能量来源： a. 生产者的能量主要来自太阳能 b. 消费者的能量来自上一营养级 同化的能量 a. 自身呼吸消耗 b. 流入下一营养级 c. 被分解者分解利用 d. 未被利用 分析角度①——不定时 (能量的最终去路) a. 自身呼吸作用消耗 b. 流入下一营养级 c. 被分解者分解利用 分析角度②——定时 (某段时间内的能量去路) 1．某生态系统中有A、B、C、D四种生物，构成食物链A→B→C，D为分解者，如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，下列说法错误的是(　 　) A．图中的甲表示B的同化量，乙表示B用于生长、发育和繁殖的能量 B．参与丁过程的都是异养型生物，包括大多数细菌、真菌等 C．丙表示呼吸作用 D．图中D利用的能量全部来自B生物 D 生产者通过光合作用（其次还有化能合成作用） 输入 流经生态系统的总能量 能量输入方式： 人工生态系统，还有人工补充的能量（如饲料中有机物） 食物链和食物网 有机物中的化学能 转化 能量传递的途径（渠道）： 能量传递的形式： 传递 太阳能 有机物中的化学能 热能 光合作用 呼吸作用 热能 散失 能量散失形式： 能量散失途径： 呼吸作用 生产者所固定的全部太阳能（几乎所有生态系统） 二、能量流动的过程 生态系统能量流动：生态系统中能量的_______、_______、_______和_______的过程。 输入 传递 散失 转化 小结 生态系统能量流动的示意图 二、能量流动的过程 Q1.图中箭头的粗细、方块的大小分别代表什么含义？ 思考•讨论 表示流入下一营养级的能量逐级递减； 随营养级的升高，储存在生物体内的能量越来越少。 箭头由粗到细： 方框从大到小： Q3.流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来？为什么？ 不能，能量流动是单向的。 Q2.生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？为什么？ 遵循能量守恒定律。 能量在生态系统中流动、转化后，一部分储存在生态系统（生物体的有机物）中，另一部分在呼吸作用中以热能形式散失，两者之和与流入生态系统的能量相等。 如何研究证明？ 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对一个结构相对简单的天然湖泊—赛达伯格湖的能量进行了定量分析。 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，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：边界明显，封闭性强，变化小、简单、稳定。 三、能量流动的特点 林德曼（1915-1942） 17 三、能量流动的特点 Q1.用表格的形式，将图中的数据进行整理。 并计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营养级能量的百分比。 Q2.通过以上分析，总结出能量流动的特点并分析原因。 思考•讨论 【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。 三、能量流动的特点 流入 呼吸作用 分解者利用 暂未利用 流出 流出/流入 生产者 植食性动物 肉食性动物 464.6 96.3 12.5 293 62.8 62.8 18.8 2.1 29.3 12.6 12.6 7.5 微量 5.0 13.5% 20% = + + + ①生物之间的捕食关系是长期自然选择的结果，一般不可逆转； ②各营养级生物呼吸作用散失的热能不能被生物群落利用， 因此能量无法循环流动。 单向流动 ①各营养级生物都会因呼吸作用散失大部分能量 ； ②各营养级能量都有一部分被分解者分解利用； ③各营养级生物都不能全部被下一营养级捕食，各营养级能量都有一部分未利用。 逐级递减 三、能量流动的特点 总结：能量流动的特点： （1）从方向上看： （2）从数值上看： 表现： 原因： 能量沿着食物链由低营养级流向高营养级，不可逆转，也不能循环流动。 表现： 原因： 流入某一营养级的能量，不能百分之百地流到 下一个营养级。 三、能量流动的特点 能量在流动过程中逐级递减，与能量守恒定律矛盾吗？为什么？ 不矛盾。 能量在流动过程中“逐级递减”是指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 = 储存在生态系统中的能量+被各营养级生物利用、 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。 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。 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。 问题探讨 哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援? 思考•讨论 先 后 一部分喂鸡 吃鸡蛋 一部分 策略1 策略2 策略2，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。 22 能量模型图的拆分 两条去路 三条去路 （定量不定时） 四条去路 （定量定时） 自身呼吸作用消耗 流向分解者 未利用 流向下一营养级 1.生产者的同化量： 。 2.生产者用于生长发育繁殖的能量： 。 3.初级消费者的同化量： 。 4.生产者与初级消费者间的能量传递效率： 。 W1 或 A1+B1+C1+D1 W1-A1 或 B1+C1+D1 D1 或 A2+B2+C2+D2 D1 / W1 ×100% “拼图法”分析能量流动的过程（按照定量、定时分析） 第一营养级 第二营养级 W1 = A1+B1+C1+D1 D1 = A2+B2+C2+D2 24 三、能量流动的特点 某一营养级的同化量 上一营养级的同化量 能量传递效率 = × 100% 能量在相邻两个营养级间的传递效率为 。 10%～20% 生态系统中的营养流动一般不超过5个营养级。 在食物链中，若题干未作具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20% ①求“最多”，则按×20% 计算 ②求“最少”，则按×10% 计算 已知 未知 较低营养级 较高营养级 已知 未知 ①求“最多”，则按÷10% 计算 ②求“最少”，则按÷20% 计算 1、食物链中有关计算 例题1：在食物链A→B→C中， ①若A增重1kg，C最少增重多少，最多增重多少？ ②若已知为C增重1kg,求消耗A最多、最少多少？ ①C增重最少，为1kg×10%×10%＝1/100kg C增重最多，为1kg×20%×20%＝1/25kg ②消耗A最多，为1kg÷10%÷10%＝100kg 消耗A最少，为1kg÷20%÷20%＝25kg 能量传递中的极值计算 2、食物网中有关计算 （1)在食物网中，若未知食物比例，则按右图所示规则计算： 例题2：某生态系统食物网如图所示，若猫头鹰体重每增加1 kg，至少消耗A约？ （2)在食物网中，若已知食物比例，则： 每条食物链单独计算，最后相加 例题3：如果一个人的食物有1/2来自绿色植物， 1/4来自小型肉食动物， 1/4来自羊肉，假如能量传递效率为10%，那么该人每增加1kg体重， 约消耗植物多少？ 消耗A最少，为 1kg÷20%÷20%＝25kg 绿色 植物 人 羊 小型肉 食动物 = 1×1/2 10% + 1×1/4 （10%)2 + 1×1/4 (10%)3 能量传递中的极值计算 一、生态系统的能量流动 5.能量传递中的极值计算 （2) 食物网中有关计算 3)在食物网中，食物配比改变，则： 将改变前的与改变后的分别计算 【生产者固定的太阳能总量不变】 例题3：某生态系统中存在如图所示的食物网， 如果将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？ A B C 分析：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。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，则： y/x = 1.375 原来需要植物总量 = 现在需要植物总量 【0.5*x ÷10%÷10%】 + 【0.5*x ÷10%】 原来需要植物A总量为： 现在需要植物A总量为： 【（1/3）*y ÷10%÷10% 】+ 【（2/3）*y ÷10%】 4．下图是某人工池塘中的能量流动示意图，其中a、b、c表示生物同化的能量，d、e、f表示用于生物生长、发育和繁殖的能量，g、h、i表示呼吸消耗的能量。下列分析正确的是(　 　) A．第三营养级与第二营养级之间的能量传递效率为c/b×100% B．流经该生态系统的总能量可表示为g＋b＋j，即初级生产量 C．初级消费者同化的能量除图示流向外，还可能存在部分暂未利用的能量 D．生态系统的营养级越多，则流向人类的能量就越少 C 3．(2024·浙江杭州高二校联考期中)下图是某生态系统中两个营养级(甲、乙)的能量流动示意图，其中字母a～e表示能量值。下列叙述错误的是(　 　) B．乙中通过呼吸作用散失的能量(b)不能再被生产者固定 C．乙粪便中食物残渣的能量包含在d中 D．乙用于生长、发育和繁殖的能量值可表示为a－b C 生产者 464.6 植食性 动物 62.8 肉食性动物 12.6 能量金字塔 表示生态系统能量流动，逐级递减的特点，除了用图中数字表示外，你还能用什么方法可以更清晰直观地展现其特点呢？ 用相应面积或 体积的图形表示： 31 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。 直观地反映出生态系统各营养级间能量的关系。 通常呈上窄下宽的金字塔。 能量在流动中总是逐级递减的。 特例：某些人工生态系统（如人工鱼塘、城市）可呈现倒置情况。 (1)概念： (2)意义： (3)特点： (4)原因： 需要从该生态系统外输入大量的有机物。 如流入鱼塘生态系统内的总能量为生产者固定的太阳能+饲料中的化学能。 四、生态金字塔 1、能量金字塔 第一营养级 第二营养级 第三营养级 第四营养级 32 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。 也可呈上宽下窄倒置的金字塔形，如昆虫和树。 一般呈上窄下宽的金字塔； 营养级 第二营养级 第一营养级 个体数量 昆虫 树 四、生态金字塔 2、数量金字塔 如果消费者个体小而生产者个体大，如昆虫和树。那么该数量金字塔如何？ (1)概念： (2)意义： (3)特点： 直观的反映生态系统各营养级的生物个体的数目比值关系。 33 用同样的方法表示各营养级的生物量（每个营养级所容纳的有机物的总干重），即为生物量金字塔。 大多呈上窄下宽的金字塔。 一般来说（植物总干重）>（植食性动物总干重）>（肉食性动物总干重） 第一营养级 第二营养级 第三营养级 营养级 96 11 4 生物量 第一营养级 第二营养级 营养级 4 21 生物量 有时也可呈“倒置的金字塔形” 四、生态金字塔 3、生物量金字塔 (1)概念： (2)特点： (3)原因： 34 第一营养级 第二营养级 营养级 4 21 生物量 四、生态金字塔 3、生物量金字塔 为什么某海域的生物量会出现金字塔倒置？ 海洋生态系统中，浮游植物个体小，寿命短，又不断被浮游动物和其它动物吃掉，所以在某一时刻调查到的浮游植物的生物量很可能低于第二营养级的生物量，因此生物量金字塔会出现倒置。 一般生物有机物的总质量\ 沿食物链升高逐级递减 能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性 象征 含义 每一营养级生物的 有机物总量 每一营养级 生物个体的数目 每一营养级生物 所含能量的多少 每一阶 含义 形状 生物量金字塔 数量金字塔 能量金字塔 项目 特点 正金字塔形 一般为正金字塔形 一般为正金字塔形 一般生物个体数目在食物链 中随营养级升高而逐步递减 分析 能量流动的过程中 总是有能量的耗散， 故能量流动逐级递减 成千上万只昆虫生活在一株大树上时，该数量金字塔的塔形也会发生变化 浮游植物的个体小，寿命短， 又不断被浮游动物吃掉，所 以某一时间浮游植物的生物 量(用质量来表示)可能低于 浮游动物的生物量 四、生态金字塔 四、生态金字塔 人类位于食物链的顶端，从能量金字塔来看，人口数量日益增长，这会对地球上现有的生态系统造成什么影响？ 人口数量增长，会要求低营养级有更多的能量流入人类所处的营养级，也就是说，人类所需要的食物会更多，将种植或养殖更多的农畜产品，会给地球上现有的自然生态系统带来更大的压力。 37 1．(2024·广东汕头高二校考期中)某同学根据某湖泊的能量流动图解，绘制了如图所示的能量金字塔。下列说法正确的是(　 　) A．图中Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ构成一条食物链 B．图中未体现出的生态系统的组成成分是非生物的物质和能量 C．由图可知能量流动是逐级递减的 D．该金字塔若表示生物量金字塔，则不会出现倒置情况 C 五、研究能量流动的实践意义 甘蔗和大豆间作 冬小麦夏玉米套种 蔬菜大棚中的多层育苗 稻-萍-蛙立体农业生产 根据所学知识，对于下列措施进行评价 思考•讨论 粪便制作沼气 用秸秆作饲料 合理放牧 稻田除草、除虫 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。 五、研究能量流动的实践意义 甘蔗和大豆间作 冬小麦夏玉米套种 蔬菜大棚中的多层育苗 稻-萍-蛙立体农业生产 有哪些措施能增加流入农田生态系统的总能量？ 间作、套种为什么可以增加流入生态系统的总能量？ 间作：一般指几种作物同时期播种；套种：几种作物不同时期播种。 （1）充分利用了空间；（2）不同层次的作物利用不同强度的太阳光能。 （3）适当提高了种植密度，能利用更多的太阳能。 40 用秸秆作饲料 粪便制作沼气 沼渣肥田 能量利用率 vs 能量传递效率 ？ 五、研究能量流动的实践意义 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。 从而实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。 例如，将秸秆用作饲料喂牲畜，可获得肉、蛋、奶； 将牲畜的粪便作为沼气池发酵的原料，生产沼气提供能源； 沼气池中的沼渣还可作为肥料还田。 41 食物链越 ，能量利用率越高; 能量传递效率在10-20%之间，一般不能提高。 概念辨析： 能量传递效率 与 能量利用率 上一营养级的同化量 某营养级的同化量 ×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% ①能量传递效率 = 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。 能量利用率 ≠ 能量传递效率; 短 42 放牧量太少 过度放牧 合理放牧 3、调整生态系统的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。 稻田除草、除虫 牲畜过多，就会造成草场的退化，使畜产品的产量下降。 五、研究能量流动的实践意义 牲畜过少，不能充分利用牧草所提供的能量； 根据草场的能量流动特点，合理确定草场的载畜量， 才能保持畜产品的持续高产。 43 2．江西省九江市彭泽县采用稻渔综合种养模式。在稻田里春季养殖小龙虾，夏季养殖螃蟹和鲫鱼，实现一水两用，一田双收，水稻种植与水产养殖的协调绿色发展。下列叙述正确的是(　 　) A．该稻田中的小龙虾和螃蟹之间存在种间竞争关系 B．该种养模式可以提高农田生态系统的能量传递效率 C．鱼粪为水稻生长提供物质和能量，可以减少田间化肥的使用 D．鱼捕食田间害虫，可以减少农药的使用，有利于保护环境 D 3．海水立体养殖中，表层养殖海带等大型藻类，海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎，底层养殖以底栖微藻、生物遗体残骸等为食的海参。下图是某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图[单位：kJ/(m2·a)]，M、N表示营养级，下列叙述错误的是(　 　) A．海水立体养殖生态系统可以提高能量的利用率 B．海带养殖过多可能会影响牡蛎和海参的产量 C．M用于生长、发育和繁殖的能量为2 488 kJ/(m2·a) D．该生态系统中的能量可在M和遗体残骸间循环流动 D 探究•实践 调查当地某生态系统中的能量流动情况 一、目的要求 1.调查当地的农田生态系统，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。 二、活动建议（以调查农田生态系统为例） 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？ 3.次级消费者有哪些？它们与农作物是什么关系? 4.养殖动物的饲料来源有哪些？ 5.农民对作物秸秆是如何处理的? 6.人们通过什么方式来提高光能利用效率？ 7.怎样才能使该生态系统中的能量得到更充分的利用？ 探究•实践 调查当地某生态系统中的能量流动情况 三、调查结果 结果1：拍摄农田生态系统中部分生物的照片，分析生态系统的组成成分。 组成成分 水苋菜 青蛙 田螺 稗草 稻飞虱 探究•实践 调查当地某生态系统中的能量流动情况 三、调查结果 结果2：生产者主体是水稻，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。 结果3：初级消费者有田螺、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生长构成危害。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。 结果4：次级消费者有肉食性鱼、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，或适量放养等措施，实现生态农业的目标。 结果5：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。 结果6：主要通过合理密植的方法提高作物的光能利用效率。 结果7：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，实现能量的多级利用。 探究•实践 调查当地某生态系统中的能量流动情况 三、调查结果 分析：是否有将害虫与杂草中的能量通过二次转化，被人类利用的方法？ 对策：稻-鸭共作稻田生态系统 太阳能→水稻→人 ↓ ↓ 杂草 害虫 ↓ ↓ 益虫 鸭 农田生态系统营养结构更加完善， 系统的功能整合特性得到发挥。 1926年，一位生态学家研究一块玉米田的能量流动情况，得到如下数据。 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 请根据以上数据计算： 1、这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是多少？这些葡萄糖储存的能量是多少？ 2675×180(C6H12O6)÷72(C6) = 6687.5kg EG=MGx1.6×104＝1.07×108kJ 2、这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？ △E呼=△MGx1.6×104＝2045x1.6×104 ＝3.272×107kJ 思维训练 分析和处理数据 50 1926年，一位生态学家研究一块玉米田的能量流动情况，得到如下数据。 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 请根据以上数据计算： 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？ 4、这块玉米田的太阳能利用效率是多少？ 思维训练 分析和处理数据 E固=EG+△E呼=1.07×108kJ+3.272×107kJ=1.3972×108kJ 3.272×107÷1.3972×108=23.4% η =1.3972×108 / 8.5×109 ＝1.64% 51 1926年，一位生态学家研究一块玉米田的能量流动情况，得到如下数据。 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 思维训练 分析和处理数据 根据计算结果，画出能量流经该玉米种群的图解，图解中应标明各环节能量利用和散失的比例。 52 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 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 一、概念检测 × √ √ C 练习与应用 B 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。 × × 练习与应用 图a 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。 练习与应用 图b × × ① ② 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。 (2)哪个生态系统的能量能够更多地被人类所利用？为什么？ 练习与应用 图b所示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的多级利用，提高了能量的利用率。 2.将一块方糖放入水中，方糖很快就会溶解，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？ 生活在水中的硅藻，它们能利用溶解在水中的硅化物制造口己绚丽精致的外壳，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？ 通过以上事例，你对能量在生态系统中的作用是否有了进一步的认识？ 硅藻能利用获取的营养通过细胞呼吸释放能量，依靠能量完成物质由无序向有序的转化，维持其生命活动。 练习与应用 不能。 在一个封闭的系统中,物质总是由有序朝着无序(熵增加)的方向发展。 能量的输入对于生态系统有序性的维持来说是不可缺少的。 A．甲到乙的能量传递效率为×100% $