新教材同步备课系列2023高中生物3-2-2生态系统的能量流动课件新人教版选择性必修2

96.3
12.5
293
18.8
2.1
29.3
7.5
微量
5.0
流入能量 营养级 （同化量）
生产者 464.6 植食性动物 62.8
肉食性动物 12.6
流入下一级
62.8 12.6
/
流出能量
呼吸散失 分解者利用 未利用 出入比
96.3
12.5
293 13.52%
18.8
2.1
29.3 20.06%
7.5
微量
5.0
思考·讨论
2.流入某一营 养级的能量， 为什么不会百 分之百地流到 下一个营养级?
太阳能
未 固 定
生产者 464.6 62.8
96.3
分解者 14.6
2.1
植食性动物 62.8
18.8
12.6
肉食性动物 12.6
29.3 7.5
5.0
呼吸作用 122.6
未利用 327.3
流入某一营养级的能量主要由以下去向： 1.一部分通过该营养级的呼吸作用散失了 2.一部分作为排出物、遗体或残枝败叶不能进入下一个营养级，而被 分解者所利用 3.还有一部分未利用 所以流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一个营养级
生产者 464.6
62.8
植食性动物 62.8
12.6
96.3
12.5
293 13.52%
18.8
2.1
29.3 20.06%
肉食性动物 12.6
/
7.5
微量
5.0
营养级 流入能量 （同化量）
生产者 464.6 植食性动物 62.8
肉食性动物 12.6
流入下一级
62.8 12.6
/
流出能量
呼吸散失 分解者利用 未利用
3
三、研究能量流动的实践意义
研究生态系统能量流动的意义
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。
稻蛙
间作套种
多层育苗
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
沼渣肥田
秸秆饲料
（2）原因： ①食物链中各营养级的顺序是不可逆转的，这是长期自然选择 的结果 ②各营养级的能量一部分以呼吸作用产生的热能而散失掉，这 些能量是无法再利用的。
能量在流动过程中逐级递减
（1）逐级递减
输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流入下一个营养级， 能量在沿食物链流动的过程中是 逐级减少的 。
（2）原因：
思考·讨论
太阳能
未 固 定
生产者 464.6
分析赛达伯格湖的能量流动
分解者 14.6
2.1
62.8 96.3
植食性动物 62.8
18.8
肉食性动物
12.6
12.6
29.3 7.5
5.0
呼吸作用 122.6
未利用 327.3
思考·讨论
分析赛达伯格湖的能量流动
分解者 14.6
太阳能
2.1
1.用表格的形式，将图中
①各营养级的生物都会因呼吸作用而消耗掉相当大的一部分能 量。
②各营养级的能量总有一部分未被下一个营养级的生物利用。 ③生产者的遗体、残枝败叶以及消费者的尸体、粪便中的能量 被分解者利用，经微生物的呼吸作用消耗。流经5个营养级后，所 剩的能量已经很少，再往下传递不足以维持一个营养级生物的生 存，所以一条食物链中的营养级一般不超过5个
思维导图
基础检测
1.生态系统中的能量可被多级循环利用，从而大 大提高能量的利用率。（× ）
2.一只狼捕食了一只兔子，则该狼就获得了这只兔子 能量的10%~20%（× ）
3.食物链的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动 的单向性（√ ）
第三章 生态系统及其稳定性
第2节 生态系统的能量流动
学习目标
01 分析生态系统能量流动的过程和特点
（生命观念、科学思维）
02 概述研究能量流动的实践意义
（科学思维、社会责任）
03 尝试调查农田生态系统中的能量流动情 况（科学探究）
1
一、能量流动的特点
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（R.L.Lindeman，19151942）对一个结构相对简单的天然湖泊——赛达伯格（Cedar Bog）湖的能量流动进行了定量分析。
生产者
464.6
62.8
未
固 定
96.3
植食性动物 62.8
18.8Βιβλιοθήκη 肉食性动物12.6
12.6
29.3 7.5
5.0
呼吸作用 122.6
未利用 327.3
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。
营养级 流入能量
流出能量
（同化量） 流入下一级 呼吸散失 分解者利用 未利用 出入比
（2）意义：直观的反映生态系统各营养级所容纳的有机物的总干重的关系。
（3）特点：大多也是上窄下宽的正金字塔形
原因：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
数字金字塔
（1）概念：用表示能量金字塔的 方法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。
（2）从同化量数据上看：逐级递减
原因： ①各营养级的生物都会因自身呼吸作用散失掉一部分能量。 ②各营养级能量都要有一部分流入分解者。 ③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。
能量的单向流动
（1）单向流动： 在生态系统中，能量流动只能从第一营养级流向第二营养级， 再一次流向后面的各个营养级，不能逆转 ，也不能循环流动。
下一个营养级的同化量 上一个营养级的同化量
100 %
2
二、生态金字塔
能量金字塔
（1）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， 叫做能量金字塔。
（2）意义：直观的反映出生态系统 各营养级间能量的关系。
（3）特点：通常都是上窄下宽的金 字塔形。
思考·讨论
3.通过以上分析，请总 太阳能
结出能量流动的特点并
分析原因。
未
固
（1）从方向上看 单向流动 定
原因：
生产者 464.6 62.8
96.3
分解者 14.6
2.1
植食性动物 62.8
18.8
12.6
肉食性动物 12.6
29.3 7.5
5.0
呼吸作用 122.6
未利用 327.3
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各营养级呼吸作用散失的热能无法再利用。
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。
划区轮牧
生态农业
（1）设计原则：既要符合生态学原则，又要符合经济学原则。
（2）设计原理：实现生态系统中能量的多级利用和物质的循 环再生是生态农业的一条基本原则。
在生态系统中，能量流动和物质循环主要是通过食物链来完 成的。是食物链既是一条能量转换链，也是一条物质传递链， 从经济上看还是一条有价值的增值链。因此可以合理设计食 物链，使生态系统中的物质和能量被分层多级利用，使生产 一种产品的有机废弃物称为生产另一种产品的投入，也就是 使废物资源化，以便提高能量利用率，减少环境污染
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
记忆小贴士
能量去向共有三： 呼吸、分解、往下传。
能量流动二特点： 单向流动逐级减。
知识点睛
能量流动特点及原因分析
（1）单向流动
①捕食关系不能逆转，且散失的热能不能利用。
②各营养级的能量总是趋向于以呼吸作用产生热能而散失掉。
原因：能量在流动中总是逐 级递减的
第四营养级
第三营养级 第二营养级 第一营养级
生物量金字塔
（1）概念：用表示能量金字塔 中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。
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/m2 1.5
11 37 809
由于热能不能被绿色植物作为光合作用的能源，所以流经整个生
态系统的能量必须由太阳能不断予以补充。
（2）逐级递减
①各营养级的生物都会因为呼吸作用散失相当大一部分能量。
②各营养级总有一部分能量未被下一个营养级的生物利用。
③还有少部分能量流向分解者。
（3）能量传递效率：10%~20%
计算方法：能量传递效率=
（2）意义：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。
（3）特点：可以是上窄下宽的正金 字塔形，也可以是上宽下窄的 倒置正金字塔形。
营养级 第三营养级 第二营养级 第一营养级
营养级 第二营养级 第一营养级
个体数量 鼬 鼠 草
个体数量 昆虫 树
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