3.2生态金字塔和研究能量流动的实践意义课件-2026-2027学年高二上学期生物人教版选择性必修2

第3章　生态系统及其稳定性 第2节　生态系统的能量流动 第2课时　生态金字塔和研究能量流动的实践意义 学 习 目 标 1.通过能量流动模型的建构,分析能量流动的过程、特点和规律,形成结构与功能观。 2.通过模型、图表理解能量是维持生态系统的动力,根据能量传递的特点,提高能量在生态系统和农牧业生产上的利用率,培养运用逻辑思维分析问题的能力。 主题一 生态金字塔的类型 1.类型:_____________、_____________、_____________。  2.能量金字塔 (1)概念:如果将单位时间内各营养级所得到的__________数值转换为相应面积(或体积)的图形,并将图形按照营养级的次序排列,可形成一个金字塔图形,叫作能量金字塔。  (2)特点:通常呈__________的金字塔形。  3.生物量金字塔 (1)概念:如果用同样的方法表示各个营养级__________(每个营养级所容纳的有机物的总干重)之间的关系,就形成生物量金字塔。  (2)特点:大多是上窄下宽的金字塔形。 能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔 能量 上窄下宽 生物量 4.数量金字塔 (1)概念:如果表示各个营养级的生物__________比值关系,就形成数量金字塔。  (2)特点:一般呈上窄下宽的金字塔形,但也可呈上宽下窄__________的金字塔形,如__________。  个体的数目 倒置 昆虫和树 情境探究 某个湖泊生态系统的能量金字塔模型如图所示,共有A~D四层,请据图回答下列问题。 (1)D层的含义是_____________________________________________。  (2)通常情况下,该图除表示能量金字塔外,还可以表示__________。  第一营养级(生产者)在单位时间内固定的太阳能 生物量金字塔、数量金字塔 (3)分析数量金字塔出现上宽下窄倒置的金字塔形的原因:当生产者个体比消费者个体大得多时,数量金字塔经常是倒置的。 (4)分析生物量金字塔出现上宽下窄倒置的金字塔形的原因:在海洋生态系统中,浮游植物的个体小,世代周期短,又不断被捕食,因而某一时间调查到的浮游植物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多。 方法归纳 生态金字塔的类型和特点 项目 能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔 形状       每一层含义 单位时间内,食物链中每一营养级生物所同化的能量 单位时间内,每一营养级生物所容纳的有机物的总干重 每一营养级生物个体的数量比值关系 项目 能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔 特点 通常都是上窄下宽的金字塔形 一般为上窄下宽的金字塔形 一般为上窄下宽的金字塔形 象征意义 能量在流动过程中逐级递减 生物量(有机物的总干重)随食物链中营养级的升高而逐级递减 生物个体的数量在食物链中随营养级升高而逐级递减 特殊形状 — 海洋生态系统中,浮游植物的个体小,寿命短,又会不断被捕食,因而某一时间调查到的浮游植物生物量可能低于浮游动物的生物量,呈现倒置的金字塔形 如果消费者个体小而生产者个体大,就会呈现倒置的金字塔形,如昆虫和树 主题二 研究能量流动的实践意义 1.可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置,增大流入某个生态系统的__________。例如,间作套种、多层育苗、稻—萍—蛙等立体农业生产方式。  2.可以帮助人们科学地规划和设计_______________,使能量得到_______________。例如,秸秆喂牲畜;粪便制作沼气;沼渣肥田,这样就实现了对能量的多级利用,从而大大提高能量的利用率。  3.还可以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___________________________。例如,合理确定草场载畜量、麦田除草、除虫等。  总能量 人工生态系统 最有效的利用 流向对人类最有益的部分 情境探究 资料　“稻—鸭—萍”共作是一种新兴的生态农业模式,是在稻鸭共作的基础上,放养营养含量高且不占用水稻生长空间的红萍而形成的。具有以下优点:(1)可以固氮富钾,红萍既可以从空气中固定氮,又能从水中富集钾,可提供水稻正常生长所需的70%的氮素和70%的钾素,并为鸭子提供饲料。(2)鸭子可以食用杂草,可大大减少多种水田杂草的发生和危害。(3)可以除虫,鸭子可以食用田间害虫,减少了害虫对水稻的危害,同时鸭子排出的粪便可以起到增肥的作用。总之,“稻—鸭—萍”立体农业利用生物间的相互关系,充分利用空间,将不同生物种群组合在一起,实现了多物种共存、多层次配置,提高了水田的物质、能量利用率,具有明显的经济效益、生态效益和社会效益。 1.从能量流动的角度分析,“稻—鸭—萍”共作模式与稻鸭共作模式相比,引入红萍的意义是______________________________________________。  2.从能量流动的角度分析,稻田除草、除虫的意义是__________________ _____________________________________________________________。 在空间上进行合理配置,增大流入生态系统的总能量 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 调整生态系统的 3.图一是传统农业对秸秆的利用示意图,图二为现代农业对秸秆的利用示意图。从能量利用的角度分析,现代农业相较于传统农业的优势是____________________________________________________________。  图一　传统农业对秸秆的利用 图二　现代农业对秸秆的利用 现代农业实现了对能量的多级利用,从而大大提高了能量的利用率 方法归纳 对能量利用率的理解 (1)能量利用率一般指流入最高营养级(或人类)的能量占生产者固定总能量的比值。 (2)一般来说,食物链越短,能量利用率越高。 (3)有时考虑分解者的参与,使营养结构更复杂,以实现能量的多级利用,从而提高能量的利用率。 经典图示 归纳总结 1.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,增大流入某个生态系统的总能量。 2.研究生态系统的能量流动,可以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。 3.研究生态系统的能量流动,还可以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。 在线练习 1.现有两个生态系统A、B,分别为只有两个营养级的夏季草原生态系统A(假设第一营养级是牧草,第二营养级是羊)和森林生态系统B(假设第一营养级是乔木,第二营养级是昆虫)。A和B的数量金字塔和能量金字塔的形状最可能分别是(　　) A.A为金字塔形和金字塔形,B为倒金字塔形和金字塔形 B.A为倒金字塔形和金字塔形,B为金字塔形和倒金字塔形 C.A为金字塔形和倒金字塔形,B为金字塔形和金字塔形 D.A为倒金字塔形和倒金字塔形,B为倒金字塔形和金字塔形 A 解析　只有两个营养级的夏季草原生态系统A(第一营养级是牧草,第二营养级是羊),牧草的数量比羊多,绘制的数量金字塔为正金字塔形;森林生态系统B(第一营养级是乔木,第二营养级是昆虫),一棵树上可以有很多昆虫,因此,昆虫的数量比乔木的数量多,绘制的数量金字塔为倒金字塔形。能量金字塔不能倒置,因此A和B的能量金字塔均为金字塔形,A项正确。 2.运用生态学的相关原理,可以更好地服务于生产实践。下列叙述不正确的是(　　) A.防治水稻害虫能提高生产者和消费者间的能量传递效率 B.多给作物施用有机肥能提高作物的产量 C.过腹还田、青贮、氨化处理等都能提高农作物秸秆的利用率 D.将阳生植物和阴生植物混种可充分利用空间,提高对光能的利用率 A 解析　防治水稻害虫,其目的是调整能量流动关系,使更多的太阳能被生产者固定,从而使能量流向对人类最有益的部分,而不是提高生产者和消费者之间的能量传递效率,A项错误;多给作物施用有机肥,土壤中的分解者可将有机肥中的有机物分解为无机物,供生产者利用,以提高作物的产量,B项正确;通过过腹还田、青贮、氨化处理农作物秸秆,可有效改变秸秆的组织结构,使秸秆成为易于消化、口感好的优质饲料,实现了对农作物秸秆的再利用,提高了农作物秸秆的利用率,C项正确;阴生植物在较弱光照强度下能正常生长,将阳生植物和阴生植物混种可充分利用空间,提高对光能的利用率,D项正确。 3.设计人工生态系统的常用方法之一是给食物链(网)“加环”,如图就是一种“加环”示意图,据图判断,下列有关叙述正确的是(　　) A.用残渣来培育食用菌和蛆,提高了能量的传递效率 B.用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇,可提高经济效益 C.用蛆的排泄物作为有机肥还田,使能量能够循环利用 D.离开人的管理,该生态系统仍可以正常运转 B 解析　用残渣来培育食用菌和蛆,提高了能量的利用率,A项错误;用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇,可提高经济效益,B项正确;生态系统的能量流动是单向的,不能循环利用,C项错误;在人工生态系统中人起到决定性作用,离开人的管理,该生态系统不能正常运转,D项错误。 本 课 结 束 $