【课件】3.2生态系统的能量流动（第二课时）课件2022-2023学年高二上学期生物人教版选择性必修2

1、第三章生态系统及其稳定性第2节 生态系统的能量流动-2新人教版 选择性必修2 生物与环境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。间作套种多层育苗稻萍蛙研究能量流动的实践意义例如: 间作套种、多层育苗、稻-萍-蛙等立体农业生产方式。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。*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。*能量的利用率能量的传递效率。例如，秸秆喂牲畜；粪便制作沼气；沼渣田肥秸秆饲料沼气池沼渣研究能量流动的实践意义3、研究生态系统的能量流动，还可以帮助人们合理

2、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。划区轮牧 例如，合理确定草场的载畜量，稻田除草、除虫等。研究能量流动的实践意义稻田除草、除虫思考 下列做法的意义：桑基鱼塘桑叶养蚕，蚕蛹喂鱼，塘泥肥桑。秸秆还田玉米田除虫草原合理确定载畜量：放的牲畜太少不能充分利用牧草提供的能量，放牧过多会造成草场退化，使得畜产品产量下降。实现能量的多级利用，提高能量的利用率合理调整能量流动关系，使得能量持续高效流向对人类最有益的部分。生态金字塔第四营养级第三营养级第二营养级第一营养级1类型：能量金字塔、生物量金字塔、数量金字塔。2.能量金字塔 如果将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换

3、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。 肉食性动物 12.6 植食性动物 62.8 生产者 464.6 能量金字塔 生态金字塔第四营养级第三营养级第二营养级第一营养级2.能量金字塔：特点：通常呈上窄下宽的金字塔形每一级体积代表所得到的能量值。直观反应能量单向流动、逐级递减能量递减营养级递增 除了人工生态系统外（例如，放入 的鱼苗大于浮游植物的鱼塘），能量金字塔均为正金字塔。拓展：生产量与生物量初级生产量生产者在单位时间单位面积上固定或制造的有机物的量总初级生产量减去自身呼吸消耗的量(R)净初级生产量(NP)总初级生产量(GP)gm-2a

4、-1GP=NP+R次级生产量消费在单位时间单位面积上同化的有机物的量总次级生产量减去自身呼吸消耗的量净次级生产量总次级生产量gm-2a-1拓展：生产量与生物量生物量在某一特定时刻调查时，生态系统单位面积内所积累的有机物的量。gm-2定义实质生物量实际上是净生产量的积累量。某一时刻的生物量就是在此时刻以前生态系统积累下来的有机物的量。净生产量生物量一段时间 积累gm-2gm-2a-1净生产量如同速度，生物量则如同位移。2.生物量金字塔：每一级体积代表生物量值（所容纳有机物的总干重）。生物量一般正置，偶尔会倒置。海洋生态系统中，浮游植物个体小，寿命短，又会不断被捕食，因而某一时间调查到的生物量可能

5、低于浮游动物。倒置情况：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/m21.51137809营养级第四营养级第三营养级 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原因：浮游和底栖动物21gm-2浮游植物：4gm-2英吉利海峡生物量金字塔3.数量金字塔：每一级体积代表个体数。数量金字塔一般正置，偶尔会倒置。小鸟昆虫树倒置情况草原（夏季）数量金字塔（个体/0.1ha）草 150万万植食性动物 20万肉食性动物1 9万肉食性动物2 1万营养级第二营养级第一营养级个体数量昆虫树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3.数量金字塔消

6、费者体型较大时，数量金字塔一般为上窄下宽(正金字塔形)消费者体型较小时，数量金字塔一般为上宽下窄(倒金字塔形)1.某湖泊生态系统的能量金字塔模型如图，共有四层，按要求回答问题：A-D每层生物组成有什么共同点？D层的含义是什么？通常情况下，该图除表示能量金字塔外，还可以表示哪些生态金字塔？属于同一营养级第一营养级在单位时间内固定的太阳能生物量金字塔、数量金字塔习题巩固思考讨论：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？ 人口数量日益增长，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，将不得不种植或养殖更多

7、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。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（极少数人工生态系统除外）能量在流动过程中具有逐级递减是特性单位时间内，每一营养级生物的有机物的总干重一般是正金字塔,有时会出现倒金字塔形一般随着营养级的升高生物量(现存生物有机物的总干重)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四、生态金字塔归纳总结应用生态金字塔原理分析，提出使该地生态系统中能量得到最大利用的改进建议。A.前期准备探究

8、实践：调查当地生态系统的能量流动情况。明确该次调查活动的目的要求选择要调查的生态系统，确定边界确定小组分组名单，做好分工。拟定具体的调查计划。准备好调查工具实地调查需要准备当地动植物分类图鉴（铁锹、水桶等工具）文献调查、访谈调查记录本、手机（拍照、记录）和相关书籍资料某小组同学准备对当地稻田生态系统进行调查，他们设计的调查问题如下：A.前期准备该稻田除水稻外，还有哪些生产者?农民用什么方法控制这些生产者的数量?初级消费者有哪些?他们对水稻有利还是有害?对这些初级消费者农民分别采取了哪些措施?次级消费者有哪些?他们与水稻是什么关系?农民对水稻秸秆是如何处理的?农民利用什么方法提高水稻的光能利用率

9、?探究实践：调查当地生态系统的能量流动情况。资料1：拍摄的稻田生态系统中部分生物的照片。资料2：当地农民对害虫、杂草、秸秆的处理措施青蛙水稗草陌上菜跳蛛田螺鸭舌草稻螟虫对水稻秸秆的处理：部分喂牛、部分焚烧 水稻的根在田中沤肥。对杂草与害虫使用除草剂与杀虫剂处理。B.调查结果探究实践：调查当地生态系统的能量流动情况。C.调查结果分析通过查阅调查的图片资料，分析该生态系统的组成成分有哪些？稻田生态系统的组成成分非生物的物质与能量阳光、空气、水分、热、土壤、无机盐等生产者水稻、鸭舌草、稗草等12种杂草、浮游植物消费者以水稻叶为食的昆虫稍娱虫、稻飞虱、黑尾叶蝉等 捕食害虫的动物蜘蛛（包括圆蛛、跳蛛、小

10、黑妹）、青蛙等 以浮游植物为食的动物 浮游动物、底栖动物（田螺、摇蚊）分解者土壤中微生物、水中底栖动物田螺、摇蚊、蚯蚓等动物探究实践：调查当地生态系统的能量流动情况。绘制该生态系统的部分能量流动图，思考稻田生态系统中生产者的主体是什么？其他生产者、初级消费者、次级消费者分别有哪些？它们与农作物是什么关系？有害还是有益？太阳能水稻稻飞虱稻螟虫青蛙跳蛛鸭舌草水稗草C.调查结果分析探究实践：调查当地生态系统的能量流动情况。水稻田中的能量流动关系C.调查结果分析探究实践：调查当地生态系统的能量流动情况。将害虫与益虫进行归类，简化表示该生态系统能量流动关系C.调查结果分析探究实践：调查当地生态系统的能量

11、流动情况。结合以上分析，提出提高稻田产量，使稻田能量最大限度流入人类的新措施。提高水稻光合效率、减少杂草的竞争、减少害虫取食造成能量流失是否有将害虫与杂草中能量通过二次转化，被人类利用的方法呢？C.调查结果分析探究实践：调查当地生态系统的能量流动情况。措施1：稻-鸭共作稻田生态系统水稻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D.建议对策如何有效利用水稻下层的光能，增加流向人类的能量呢？探究实践：调查当地生态系统的能量流动情况。在空间上进行合理配置，增大流入生态系统的总能量、提高了能量利用率。措施2：稻-萍-鸭共作稻田生态系统D.建议对策探究实践：调查当地生态系统的能量流动情况。传

12、统农业对能量的利用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还有进一步提高秸秆能量利用率的措施？D.建议对策稻壳大米探究实践：调查当地生态系统的能量流动情况。措施3：水稻秸秆养殖蘑菇、生产沼气D.建议对策探究实践：调查当地生态系统的能量流动情况。实现能量多级利用，从而大大提高能量的利用率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措施3：水稻秸秆养殖蘑菇、生产沼气D.建议对策探究实践：调查当地生态系统的能量流动情况。思考1：鸭子在稻田中活动是否会对稻田生态系统产生负面影响呢？ 放养鸭子数量维持在180只/公顷、合理调整鸭子活动时间、

13、食物投放量。可维持底栖动物多样性。同时鸭子的活动也不会对水稻造成踩踏。E.撰写调查报告和交流探究实践：调查当地生态系统的能量流动情况。探究实践 调查当地某生态系统中的能量流动情况 以稻田生态系统为例。组成成分：非生物的物质和能量；生产者，包括水稻、杂草、浮游植物等；消费者，包括蜘蛛、田螺、鱼(如泥鳅、黄鳝)、青蛙、浮游动物、昆虫、鸟类等；分解者，包括多种微生物。1. 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。2. 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

14、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。3. 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。4.养殖动物的饲料来源有水稻秸秆、粮食（如玉米）、饼粕等。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。6. 主要通过合理密植的方法提高作物的光能利用效率。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。并不是所有生态系统的能量输入都只有生产者。 人

15、工鱼塘等生态系统的输入能量还包括饲料中有机物中的能量。总结归纳-生态系统的能量流动相关知识点能量流动并不是只在食物链（网）中传递。 生产者、消费者、分解者的遗体中的能量会流入分解者。生产者同化的能量就是其通过光合作用制造的有机物中的能量，即总光合作用量。用于生产者自身生长、发育和繁殖的能量需除去其呼吸消耗的能量，即净光合作用量。初级消费者同化量中流入分解者的能量=初级消费者遗体残骸+次级消费者粪便中所含的能量。输入自然生态系统的总能量=生产者固定的太阳能总结归纳-生态系统的能量流动相关知识点输入人工生态系统的总能量=生产者固定的能量+人工输入的能量在人工生态系统中因能量可人为补充，可能会使能量

16、金字塔呈现倒置状况。如人工鱼塘中生产者的能量未必比消费者(鱼)多。天然生态系统则必须当能量状况表现为正金字塔形状时，方可维持生态系统的正常运转，从而维持生态系统的稳定性。规律: 食物链越短，能量利用率越高。根据生态系统的能量流动规律，在实际生产生活中借鉴以下措施：(1)尽量缩短食物链。(2)充分利用生产者。(3)充分利用分解者，如利用秸秆培育食用菌、利用植物残体生产沼气等。【检测】某湖泊的能量金字塔如图所示，下列相关叙述正确的是( ) A.图中所有生物构成一条食物链 B.该能量金字塔中的a、c分别代表生产者、三级消费者 C.从图中可以看出，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

17、就越多 D.对于森林生态系统来说，往往一棵树上栖息着很多 昆虫，该生态系统中的能量金字塔呈倒置状态【检测】关于生态系统能量流动的原理在实践中应用 的叙述，错误的是( ) A.除虫除草可以让农田生态系统中的能量流向对人类更有意义的部分 B.多途径利用农作物可提高该系统的能量利用率 C.根据草场能量流动的特点，可以合理确定草场的载畜量 D.沼渣、沼液作为肥料还田，能使能量循环利用CDdcba【检测】在社会主义新农村建设中，四川某地通过新建沼气池和植树造林，构建了新型农业生态系统（如图所示）下列有关叙述不正确的是( ) A.该生态系统中，处于第二营养级的生物有人和家禽家畜B.该生态系统中，人的作用非

18、常关键，植物是主要成分C.该生态系统的建立，提高了各营养级间的能量传递效率D.沼气池的建造和植树造林，提高了该生态系统的稳定性C1.（2019江苏卷26） （5）图2是图1生态系统中某两个营养级（甲、乙）的能量流动示意图，其中ae表示能量值。乙粪便中食物残渣的能量包含在_（填图2中字母）中，乙用于生长、发育及繁殖的能量值可表示为_（用图2中字母和计算符号表示）。【高考题】c a-b2.(2015海南，25)关于草原生态系统能量流动的叙述，错误的是()A.能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程B.分解者所需的能量可来自各营养级生物所储存的能量C.生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外

19、的能量D.生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级D课堂小结练习与应用一、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C3.在一定时

20、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. ab+c C. ab+c D. c=a+bB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。农作物家禽、家畜人粪肥饲料食物粪肥食物图a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。

21、农作物家禽、家畜人燃烧沼气池(含微生物)食用菌粪肥饲料粪肥粪肥菌渣等秸秆沼渣沼液做肥料沼渣据图思考：据图从能量流动角度分析，与传统农业相比生态农业的优点是？知识拓展实现了对能量的多级利用，提高了能量的利用率。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。农作物家禽、家畜人燃烧沼气池(含微生物)食用菌粪肥饲料粪肥粪肥菌渣等秸秆沼渣沼液做肥料沼渣种植农作物时，要清除杂草和害虫，从能量流动角度分析其目的是？练习与应用二、拓展应用(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

22、度利用，因此，该生态系统实现了能量的多级、充分利用，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？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。硅藻能利用获取的营养通过细胞呼吸释放能量，依靠能量完成由无序向有序的转化，维持其生命活动。通过以上事例，对能量流动在生态系统中的作用是否有了进一步的认

23、识？能量输入对于生态系统有序性的维持来说是不可缺少的。练习与应用1、如图表示甲乙两个特定生态系统的能量金字塔，有关解释正确的是（ ）A.一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多B.能量沿着食物链单向流动，传递效率随营养级的升高而逐级递减C.若甲和乙中的玉米的数量相同，能量传递效率为10%,且甲能养活10000人，则乙能养活500人。D.若土壤中含相同浓度的DDT,则甲中的人比乙中的人体内DDT浓度低。D2.下列表示生态系统中处于第二营养级的生物，其能量流动的过程图解，有关叙述正确的是()A.图中粪便量属于生产者经光合作用所固定的太阳能B.呼吸作用以热量形式散失的能量占同化量的

24、比例较小C.流入下一个营养级的能量占摄入量的10%20%D.从图示可知，能量在营养级之间不具有单向流动的特点A3.如图是锡林郭勒大草原生态系统能量流动过程图解，据图分析不正确的是() C.中的能量只有中能量的10%20%D.该生态系统所需能量最终来自A通过光合作用储存在糖类等有机物中的化学能A.初级消费者自身生命活动所消耗散失的能量是图中的B.三级消费者排出的粪便中仍含有部分能量，这一部分能量被分解者所利用的过程应属于图示中的 B4.下图为生态系统中能量流动图解部分示意图，各代表一定的能量值。下列各项中不正确的是（ ）Aa.第三营养级流向第四营养级的能量传递效率为(+)100%b.图中包含了次级消费者粪便中的能量c.在