3.3生态系统中的能量单向递减流动（第2课时）课件-2026-2027学年高二上学期生物浙科版选择性必修2

生态系统中的能量单向递减流动 第三章 生态系统 目录 05 人类将生态系统中的能量流动规律应用于农业生产 03 能量在生态系统中沿食物链单向流动、逐级递减 04 生态系统中的能量流动呈金字塔形 核心素养 1.科学思维：分析生态系统能量流动的过程和特点 2.科学思维：理解生态金字塔的类型和特点 3.社会责任：概述研究能量流动的实践意义 知识目标 1.说明初级生产量是生态系统的基石 2.阐述能量流动的过程及特点 3.讨论研究能量流动在生产实践中的意义 知识回顾：生态系统的能量流动过程 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 呼吸作用 呼吸作用 呼吸作用 分解者 呼吸作用 →（热能） 太阳能 ①输入：生产者固定的太阳能 ③转化：太阳能→有机物中化学能→热能 ④散失 过程：热能（呼吸作用） 形式：有机物中化学能→热能 ②传递（途径）：食物链和食物网 03 能量在生态系统中沿食物链单向流动、逐级递减 能量在生态系统中沿食物链单向流动、逐级递减 【分析】赛达伯格湖的能量流动 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） 未固定：是指未被固定的太阳能 能量在生态系统中沿食物链单向流动、逐级递减 【分析】赛达伯格湖的能量流动 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 （传递效率） 生产者 464.6 62.8 96.3 12.5 293 植食性动物 62.8 12.6 18.8 2.1 29.3 肉食性动物 12.6 / 7.5 微量 5.0 13.5% 20% 林德曼效率 = ×100% 第（n+1）个营养级的同化量 第 n 个营养级的同化量 1.能量传递效率的计算 能量在生态系统中沿食物链单向流动、逐级递减 2.能量流动的特点 （1）生态系统中能量流动是单向（流动）的 生物之间的捕食关系不可逆转 各营养级呼吸作用散失的热能无法再利用 （2）能量在流动过程中逐级递减（能量传递效率为10%~20%） 各营养级的生物都会因自身呼吸作用散失掉一部分能量 各营养级能量都要有一部分流入分解者 各营养级生物都不能全部被下一营养级捕食，各个营养级能量都有一部分未利用 能量在生态系统中沿食物链单向流动、逐级递减 【注意】 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多。 受能量传递效率的限制，难以维持过高营养级消费者种群的生存对能量的需求，生态系统的食物链长度通常都是有限的。 营养级数量：一般不超过5个营养级 能量在生态系统中沿食物链单向流动、逐级递减 3.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% 4.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% 能量在生态系统中沿食物链单向流动、逐级递减 5.能量传递效率的计算 若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20% （1）已知低营养级同化量，求高营养级同化量 正推型 获得能量最多 按×20%计算 获得能量最少 按×10%计算 能量在生态系统中沿食物链单向流动、逐级递减 （2）已知高营养级同化量，求低营养级同化量 逆推型 （3）多条食物链，已知低营养级同化量，求高营养级 需最多能量 按÷10%计算 需最少能量 按÷20%计算 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 能量在生态系统中沿食物链单向流动、逐级递减 （4）多条食物链，已知高营养级同化量，求低营养级 （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 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 能量在生态系统中沿食物链单向流动、逐级递减 【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 已知高营养级，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） 04 生态系统中的能量流动呈金字塔形 第一营养级 第二营养级 第三营养级 第四营养级 生态系统中的能量流动呈金字塔形 1.特点 （1）能量的流动呈现下宽上窄的金字塔 （2）能量金字塔绝不会有倒置的 【原因】能量在流动中总是逐级递减的 2.意义 直观地反映出生态系统各营养级间能量的关系 生态系统中的能量流动呈金字塔形 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 05 人类将生态系统中的能量流动规律应用于农业生产 人类将生态系统中的能量流动规律应用于农业生产 1.有利于帮助人类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有益的方向 【例】合理确定草场的载畜量，稻田除草、除虫等 人类将生态系统中的能量流动规律应用于农业生产 2.在农业生态系统中，根据能量流动规律建立的人工生态系统，可使能量得到充分利用 【例】湖州桑基鱼塘的生态系统 小资料：能量守恒定律 能量守恒定律即热力学第一定律，是指“在自然界发生的所有现象中，能量既不能被消灭，也不能凭空产生，它只能以严格的当量比例由一种形式转变为另一种形式”。依据这个定律可知，一个体系的能量发生变化，环境的能量也必定发生相应的变化，如果体系的能量增加，环境的能量就要减少；反之亦然。对生态系统来说也是如此，例如，光合作用生成物所含有的能量多于光合作用反应物所含有的能量，生态系统通过光合作用所增加的能量等于环境中太阳辐射所减少的能量，总能量不变，所不同的是太阳能转化为化学能输入了生态系统，表现为生态系统对太阳能的固定。 活动：调查校园 （或公园） 生态系统中的能量流动 【目的要求】 （1）学会不同生物类群的调查方法 （2）通过物种调查和食物关系分析，绘制该生态系统的食物网 （3）划分相应的营养级，绘制数量金字塔，分析能量流动的特点 【材料用具】 皮尺，红绳，镊子，昆虫网，照相机，望远镜，记录本，动、植物识别图鉴或手册等 活动：调查校园 （或公园） 生态系统中的能量流动 【方法步骤】 1.确定调查区域：在校园 （或公园） 内选择植物和动物种类较多的区域作为调查区域，估算该调查区域的面积 2.生物种类和个体数量调查：可以分组同时开展以下内容的调查，也可以先调查动物再调查植物 （1） 木本植物调查 在调查区域内的东、南、西、北、中方位，各选取一个10m×10m的样方，可用皮尺测量并用红绳圈围，统计、记录样方内木本植物的种类及其数量 活动：调查校园 （或公园） 生态系统中的能量流动 （2） 草本植物调查 在上述选取的样方内，再分别选取一个1m×1m的小样方，统计、记录小样方内草本植物的种类及其数量 （3） 昆虫调查 在调查区域内，用网捕法和观察搜索法采集各类昆虫，统计、记录昆虫的种类和数量 （4） 其他动物调查 在调查区域内，寻找和观察其他各种动物，统计、记录其种类和数量 活动：调查校园 （或公园） 生态系统中的能量流动 3.生物种类鉴定：将所观察、捕捉或拍摄的物种，进行种类鉴定，若无法鉴定到种的可以鉴定到目、科、属等类群 4. 数据统计与分析 （1） 计算种群数量 根据各物种调查所得的数量及实际调查面积，计算各物种的平均种群密度，以平均种群密度乘以调查区域的总面积计算各物种的总个体数量 （2） 食性的确定 利用动物识别图鉴、手册或通过网络查询，确定各种动物的食性 活动：调查校园 （或公园） 生态系统中的能量流动 （3） 食物链和食物网的确定 根据食性，确定各物种在食物链和食物网中的地位 （4） 营养级的划分 划分相应的营养级，统计各营养级的总个体数量，记录在下表中 营养级 物种数量 总个体数量 第一个营养级 第二个营养级 第三个营养级 …… 课堂小结 能量流动的特点 生态系统的能量单向递减流动 能量金字塔 单向流动，不可逆 逐级递减 特点 传递效率（10 % ~ 20 %） 能量流动规律的应用 随堂练习 1.我国生态学家对三峡工程蓄水后期长江口水域生态系统的能量流动进行了定量分析，得到的数据如图所示(Ⅰ～Ⅳ代表营养级，图中能量数据的单位为TJ·km-2·a-1)。下列叙述正确的是( ) A.该生态系统的能量金字塔呈现 上宽下窄的金字塔形 B.该生态系统第I营养级固定的太阳能 为615.22 TJ·km-2·a-1 C.该生态系统第Ⅱ和第Ⅲ营养级之间的能量传递效率为11.1% D.第Ⅳ营养级用于生长、发育和繁殖的能量有0.55 TJ·km-2·a-1 D 随堂练习 解析： 随堂练习 2.某兴趣小组对校园池塘生态系统进行了能量流动调查，图1表示鲤鱼的食物来源，图2为该池塘中不同体长鲤鱼的食性比例。下列相关叙述正确的是( ) A.该池塘生态系统的结构包括食物链、食物网和 非生物的物质和能量 B.体长为2.8cm的鲤鱼群体来自藻类的能量中， 50%用于自身生长、发育和繁殖 C.若体长为4.2cm的鲤鱼群体增加100kJ的能量， 理论上最多需要藻类提供的能量为3850kJ D.在藻类暴发季节，向该池塘中投放体长大于4.2cm的鲤鱼，可较快地控制藻类的数量 D 随堂练习 解析：A(×)该池塘生态系统的结构包括营养结构(食物链、食物网)和生态系统的组成成分(非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者);B(×)根据图中信息无法得知体长为2.8cm的鲤鱼群体来自藻类的能量的利用情况;C(×)从曲线图可知,体长为4.2cm的鲤鱼群体植食性比例为75%,肉食性比例为25%,若体长为4.2cm的鲤鱼群体增加100kJ的能量,理论上最多需要藻类提供100×75%÷10%+100×25%÷10%÷10%=3250(kJ)的能量；D(√)从曲线图可知,随着体长的增加,鲤鱼群体的植食性比例升高,肉食性比例降低,体长大于4.2cm后食性比例趋于稳定,即植食性比例约为75%,肉食性比例约为25%,因此在藻类暴发季节,向该池塘中投放体长大于4.2cm的鲤鱼,可较快地控制藻类的数量。 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 谢谢观看 $