中小学教育资源及组卷应用平台
课题名称 3.2 生态系统的能量流动（2课时） 课堂类型： 新课 □复习课 □习题课 □实验课 □试卷讲评课 □其他：
学习者 分析 本节内容涉及到的计算和数据分析相对较多，对学生的逻辑思维能力要求较高，本班女生占多数，因此在对生态系统能量流动进行定量分析的时候可以将问题进行拆分，通过问题驱动的教学策略引导学生理解和掌握。
教学目标 通过对能量流经第一、第二营养级的分析，简述如何研究生态系统的能量流动过程； 通过对赛达伯格湖能量流动的定量分析，概述生态系统的能量流动规律； 用生态金字塔表征生态系统的能量流动等特点； 尝试运用生态系统的能量流动规律为生产实践提出合理建议，认同研究能量流动具有实践意义。
教学重点 生态系统的能量流动过程 落实教学重点的方法： 板书分析
教学难点 分析生态系统能量流动的过程； 尝试调查当地某生态系统的能量流动情况。 突破教学难点的方法： 板书分析
教学资源 选择 教师用书、教材、题单、天天练 技术手段的使用： 电子白板、板书、多媒体
课时： 2
核心问题 能量在生态系统中是怎样流动的？怎样理解生态金字塔？研究能量流动有什么实践意义？
教学过程设计
问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图
回顾旧知，导入新课 教师通过提问引导学生回顾旧知。 1、生态系统的组成成分包括哪些？ ——非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者 2、食物链的开端和结束分别是什么？分解者是否参与食物链的构成 ？ ——开端：生产者，结束：不再被其他动物捕食的动物；分解者不参与食物链的构成 3、初级消费者、三级消费者各属于第几营养级？ ——初级消费者属第二营养级；三级消费者属第四营养级 4、生态系统的营养结构是什么？——食物链和食物网 5、生态系统中能量的传递途径是什么？——食物链和食物网。 对于一个生态系统来说，一切生命活动都伴随着能量的变化。如果没有能量的输入，也就没有生命的生态系统。今天我们进入第二章第三节生态系统的能量流动，在本节内容之前，我们以一个比较大家耳熟能详的选择题导入，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一只母鸡、15kg玉米。 你认为以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援？——1.先吃鸡，再吃玉米。 2.先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。 我们先不急着下定论，通过本节内容的学习相信大家能够给出比较科学的解释。 巩固旧知，加深对上节内容的理解。 创设情境，导入新课。
问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图
能量流动指的是什么？如何研究生态系统的能量流动呢？ 生态系统中消耗能量的情况实际上是通过每个个体的生命活动维持来进行的，所以我们可以将能量流经一个种群的情况表示如图所示： 但是以个体为研究对象，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。 如果将这个种群作为一个整体来研究，则左图可以概括成下图形式，从中可以看出分析能量流动的基本思路。如果以种群为研究对象，能量流动的渠道为食物链，可能因为食物网的复杂性而影响结果的准确性。 如果将一个营养级的所有种群作为一个整体，那么左图将概括为何种形式呢？—— 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。因此，我们在研究生态系统的能量流动的时候常常以营养级进行研究。 生态系统能量流动的研究一般在群体水平上进行。将群体视为一个整体进行研究是系统科学常用的研究方法。 我们在课堂最开始的时候已经复习到，能量流动的途径常常借助于食物链和食物网，我们以草——兔子——老鹰食物链讲解能量流动的过程。 在一个生态系统中，能量的输入（例如光合作用）、传递（例如动物吃植物）、转化（例如光能变为化学能，动物通过消耗自身体内储存的化学能变成爬、跳、飞、游的机械能）和散失（指呼吸作用）就是能量的一个流动过程。 生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程就称为生态系统的能量流动。 问题驱动，层层递进，培养学生系统分析问题的能力。 问题驱动，学生通过分析与综合、抽象与概括形成重要概念。
问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图
能量流经第一营养级和第二营养级的过程是怎样的？ 同样以草——兔子——老鹰这条食物链来进行分析能量流动的过程。在这条食物链中，草是第一营养级，兔子是第二营养级，老鹰是第三营养级。假设这个生态系统中只有这三个物种，换句话说如果只有这一条食物链，那么请你结合教材55页的正文部分内容，思考以下几个问题： 1.输入生态系统的能量的根本来源是什么？ ——太阳能 2.能量是如何输入生态系统第一营养级的？——生产者通过光合作用固定 3、进入生态系统的全部总量是多少？——生产者固定的全部太阳能 4、能量是通过什么渠道或者途径在生态系统中完成流动的？ ——食物链和食物网 5、能量传递的形式？——有机物（食物）中的化学能 （一）第一营养级（草）的能量输入及去向 我们先来分析第一营养级的能量输入和去向是如何的？ 我们已经知道地球上几乎所有生态系统所需要的能量都来自太阳，太阳每天向地球输送的能量高达1*1019KJ，但其中只有1%的可见光能被生态系统的生产者通过光合作用转化成化学能，固定在他们所制造的有机物中。因此，输入生态系统的总能量为生产者固定的全部太阳能。 生产者固定的太阳能有哪些去处呢？首先植物进行光合作用的根本目的是什么？为了生存对吧，也就是说我自己生命活动就需要这部分能量，而所有生命活动的直接能源物质是ATP，所以这部分能量会通过呼吸作用转化成ATP，但是呼吸作用会散失大部分热能，除开呼吸作用散失的热能，其他能量才是用于草自身生长发育繁殖等生命活动需要的能量，这部分能量储存在植物体的有机物中。这部分能量会有哪些去向呢？我们可以以草接下来会面临的命运进行解释，它有可能被兔子捕食吧，也就是流入下一营养级，当然它也会有残枝败叶这部分，这部分有机物中的能量会被分解者分解利用，当然，如果我们把时间线拉长一些，草也有可能存在未被利用的部分，未被利用部分的能量在长时间中可能转变成石油、煤炭等当中的能量。 【如果进行的是定量不定时的分析，用于生长发育繁殖的能量去向就是分解者分解和进入下一营养级，但是如果进行定时定量的分析，在一定时间内，生产者有可能不会被全部吃完，所有就有未被利用的部分，这部分能量包括生物每年的积累量，也包括动植物残体以化石燃料形式被储存起来的能量。】 思考：兔把草吃进肚子里,草中的能量都被兔吸收了吗 能量流经第二营养级的能量 教师课件展示教材图3-5，并结合改图板书分析： 兔子通过捕食来获取能量，但是吃进肚子里的能量，并没有全部被吸收吧？没有被吸收的能量则通过粪便的形式排出体外，我们把动物体通过捕食获取并吸收到体内的能量称为同化的能量，这部分能量才是兔子真正获取的能量。 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的组成物质,并且储存能量的变化过程。 这部分能量和刚刚讲的草一样，目的都是为了生存，所以有一部分会通过呼吸作用的形式散失，剩下的则用于生长发育繁殖，而生长发育繁殖过程中有可能被老鹰捕食，即流入下一营养级，当然兔子的尸体则会被分解者分解，也存在着未被利用的部分的能量。 思考1：粪便中的能量属于初级消费者同化量么？——不属于，属于生产者的同化量 思考2：初级消费者的同化量怎样表示？ 以草——兔子——老鹰这条食物链为例，鹰同化了兔的能量后，这些能量有哪些去向？和第二营养级一样的，但是需要注意的是一条食物链的最高营养级就不存在能量流向下一营养级的情况。 结合所学内容，你能否理解下题呢？ 练习1：由草、兔、狐组成的食物链中，兔所获得的能量，其去向不包括 （ B ）
A、兔呼吸作用释放的能量 B、由兔的粪便流入分解者体内的能量
C、流入狐体内的能量 D、由狐的粪便流入分解者体内的能量 一个营养级同化的能量＝呼吸消耗的能量＋被下一营养级同化的能量＋分解者利用的能量＋未被利用的能量＝摄入量－粪便中所含能量。 生态系统能量流动过程示意图解读 因此，结合对该食物链各营养级的能量流动的情况，我们可以将生态系统的能量流动情况总结为该图。从该示意图中我们可以看出： 输入：生产者所固定的能量是流经整个生态系统的总能量。(光合作用＆化能合成作用) 输出：各营养级自身的呼吸作用＋分解者的呼吸作用 传递：路径为食物链和食物网，形式为有机物的化学能 转化：太阳能→有机物中的化学能→热能 这就是能量在生态系统中的流动过程。 结合所学知识点，你能否回答书本中给出的两个问题呢？ 讨论1：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的形式散失，两者之和与流入生态系统的能量相等。 讨论2：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。 学生自主阅读并回答相关问题，培养学生阅读文字资料并且获取信息的能力。 从不同营养级的角度逐一分析能量的输入和去向，引导学生理解能量的流动情况。 培养学生的建模能力。 加深学生对概念的理解，并强化物质与能量观。
问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图
能量流动的特点是什么？ 我们刚刚学习的能量流动的过程其实只是一个定性的过程，美国生态学家林德曼为例研究能量流经食物链时，每一营养级的能量变化和能量转移效率，他以一个结构相对简单的天然湖泊——赛达伯格湖为研究对象进行了能量流动的定量分析。我们一起来分析一下赛达伯格湖中的能量流动数据吧。 如果我们用表格的形式将图中的数据进行整理可能会更加直观。由该图可得出如表的数据。 Q2：你能否结合表中数据计算出“流出”该营养级的能量占“流入”该营养级能量的百分比？ 由此得出能量传递效率的公式： Q3. 结合该表，我们应该知道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？ ——流入某一营养级的能量除了流入下一营养级的之外，还有： ①一部分通过该营养级的呼吸作用散失； ②一部分作为排遗物、遗体或残枝败叶被分解者利用； ③一部分未被利用 所以不可能百分之百流入下一营养级。 4.从方向上看，能量流动是否会逆转，能不能循环流动？为什么？ ——不会逆转，不能循环流动。因为：①生态系统各营养级间取食和被食的关系是不可逆的。②各营养级通过呼吸作用散失的热能不能再被生物利用。 由此，我们可以将能量流动的特点总结为以下两点： 1、单向流动，指的是在生态系统中的能量只能从第一营养级流向第二营养级，而不能从第二营养级流入第一营养级，不可逆转也不能循环流动。原因是①食物链中的捕食关系不能逆转；②通过呼吸作用散失的热能不能再次被利用 2、能量在流动过程中逐级递减。原因是在能量传递的过程中总有一部分能量经自身呼吸消耗、被分解者分解、未被下一个营养级利用。一般来说，相邻营养级之间的能量传递效率为10%~20%之间。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也就越多，因此，在生态系统中的能量流动一般不超过5个营养级。 大家想一下，如果长时间没有光照，对生态系统有什么影响，为什么？—— 在一段较长时期内没有能量（太阳能或化学能）输入，这个生态系统就会崩溃。 因此，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。 3.怎样从能量流动的角度解释“一山不容二虎”？——能量流动是逐级递减的，营养级越高，得到的能量越少。老虎处于最高营养级，要养活一只老虎，需要大量的生产者，需要很大的捕食范围。 4.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的形式散失，两者之和与流入生态系统的能量相等。 解决最佳生存策略问题。 由定性分析过渡到定量研究。 问题驱动，学生通过分析处理数据，概括能量流动的规律，提高学生定量分析问题的能力。 首尾呼应，训练学生应用所学知识解决问题的能力。
问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图
生态金字塔指的是什么？ 如果我们将赛达伯格湖的能量流动数据，用相应面积或体积的图形表示，并按营养级由低到高排列。就会得到这样的图形： 1、能量金字塔 我们把这样像金字塔的形状称为能量金字塔。指的是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的次序排列，可形成一个金字塔图形，这样的金字塔图形就叫做能量金字塔。 特点：其中由于能量在流动过程中总是逐级递减的，所以能量金字塔通常都是上窄下宽的正置金字塔； 注意，这里的金字塔的每一层代表的是一个营养级，而前面的学习中我们已经知道每个营养级中是可以有多种生物的。 2、生物量金字塔 如果用同样的方法表示各个营养级生物量（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。 生物量金字塔则是可以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。 生物量大多也都是上窄下宽的金字塔形，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。 Q：生物量金字塔在什么情况下，可能是上宽下窄倒置的金字塔形呢？ ——在海洋生态系统中，由于生产者(浮游植物)的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，所以某一时刻调查到的浮游植物的生物量可能低于浮游动物的生物量。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要多。 3、数量金字塔 如果表示各个营养级的生物个体的数目比值关系，就形成数量金字塔。 数量金字塔表明每个营养级中生物个体的数量，数量金字塔有正置的金字塔也有倒置的金字塔形状，比如草原生态系统中，草—鼠—鼬；但是树—昆虫这样的食物链则是倒置的金字塔。 以上三种金字塔统称为生态金字塔。 思考：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。 培养学生建构模型的能力，加深对能量流动特点的理解。
问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图
研究能量流动有何意义呢？ 研究能量流动有什么实践意义呢？在农业、畜牧业等实践应用中，其实都有利用能量流动的知识点。 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。——比如，农田生态系统中的间作套种、蔬菜大棚中的多层育苗、稻-萍-蛙等立体农业生产方式都充分利用了空间和资源，获得了更大的收益。 除此以外，人们在农业生态系统中，如果把作物秸秆当做燃料烧掉的话，人类就不能充分利用秸秆中的能量，因此，我们常常将秸秆作为饲料喂给牲畜，可以获得肉、蛋、奶等营养品，还可以将牲畜的粪便作为沼气池发酵的原料，可以生产沼气提供能源；沼气池中的沼渣还可以作为肥料还田，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，注意我们可以通过某些措施提高能量的利用率，但是能量的传递效率是不能提高的，这体现了研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学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的调整生态系统的能量流动关系，使能量持续高效地流向人类最有益的部分。如：合理确定草场的载畜量，牲畜过少，不能充分利用牧草所提供的能量；牲畜过多，就会造成草场的退化，使畜产品的产量下降。稻田除草、除虫也可以体现，如果不及时除草除虫，那么生态系统的能量就会有部分流动到杂草和害虫体内。 分析具体案例，认识研究生态系统能量流动的实践意义。(共51张PPT)
复习
1、生态系统的组成成分包括哪些？
2、食物链的开端和结束分别是什么？分解者是否参与食物链的构成 ？
3、初级消费者、三级消费者各属于第几营养级？
4、生态系统的营养结构是什么？
非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者
开端：生产者，结束：不再被其他动物捕食的动物；分解者不参与食物链的构成
初级消费者属第二营养级；
三级消费者属第四营养级
食物链和食物网
第3章 生态系统及其稳定性
第2节 生态系统的能量流动
问题探讨
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一只母鸡、15kg玉米。
讨论
你认为以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援？
1.先吃鸡，再吃玉米。
2.先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。
能量输入
种群
能量储存
能量散失
能量输入
某营养级
能量储存
能量散失
科学方法：研究能量流动的基本思路
能量流经一个种群的情况可以图示如下：
能量输入
个体1
个体2
个体3
……
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
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。
如果将这个种群作为一个整体来研究，则左图可以概括成下图形式，从中可以看出分析能量流动的基本思路。
如果以种群为研究对象，能量流动的渠道为食物链，可能因为食物网的复杂性而影响结果的准确性。
如果将一个营养级的所有种群作为一个整体，那么左图将概括为何种形式呢？
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。
能量流动的过程
兔子
老鹰
草
一、能量流动的过程
能量流动的概念
生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
01
能量流动的过程
能量流动的过程
1.输入生态系统的能量的根本来源是什么？
2.能量是如何输入生态系统第一营养级的？
3、进入生态系统的全部总量是多少？
4、能量是通过什么渠道或者途径在生态系统中完成流动的？
5、能量传递的形式？
【阅读并思考】
1.输入生态系统的能量的根本来源是什么？
2.能量是如何输入生态系统第一营养级的？
3、进入生态系统的全部总量是多少？
4、能量是通过什么渠道或者途径在生态系统中完成流动的？
5、能量传递的形式？
能量流动的过程
太阳能
生产者通过光合作用固定
生产者固定的全部太阳能
食物链和食物网
有机物（食物）中的化学能
呼吸作用以
热能形式散失
草的能量如何得来？
思考：草中的能量来源于哪？
思考：草固定的能量将有何去路？
1%
用于自身生长
发育和繁殖
残枝败叶
被分解者分解
一、能量流动的过程
呼吸作用散失
生长
发育
繁殖
遗体
残枝败叶
分解者
生产者固定的太阳能
未被利用
流入下一营养级
粪便
思考：兔把草吃进肚子里,草中的能量都被兔吸收了吗
分解者
摄入
同化量
=
摄入量
粪便量
－
一、能量流动的过程
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的组成物质,并且储存能量的变化过程。
呼吸作用
分解者
生长发育和
繁殖储存起来
思考：同化了草的能量后，这些能量有哪些去向？
一、能量流动的过程
呼吸散失
生长
发育
繁殖
遗体
残骸
分解者
兔同化的能量
流入下一营养级
未被利用
2、能量经过第二营养级（初级消费者）示意图
思考1：粪便中的能量属于初级消费者同化量么？
不属于，属于生产者的同化量
思考2：初级消费者的同化量怎样表示？
=摄入量-粪便中能量
初级消费者的同化量
=呼吸消耗的能量+流向下一营养级的能量+分解者利用的能量（+未被利用的能量）
=呼吸消耗的能量+自身生长发育繁殖的能量
一、能量流动的过程
思考：鹰同化了兔的能量后，这些能量有哪些去向？
呼吸散失
生长
发育
繁殖
遗体
残骸
分解者
最高营养级同化量
呼吸作用
分解者
生长发育和
繁殖储存起来
未被利用
一、能量流动的过程
练习1：由兔、草、狐组成的食物链中，兔获得的能量，其去向不包括（ ）
A、兔呼吸作用释放的能量；
B、由兔的粪便流入分解者体内的能量；
C、流入狐体内的能量；
D、由兔的粪便流入分解者体内的能量
B
某一营养级流向分解者的能量=遗体残骸中的能量+
下一营养级的粪便量
呼吸作用
呼吸作用
呼吸作用
呼吸作用
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
……
分解者
注意：
每个箭头及箭头的方向大小、菱形方块的大小代表什么含义？
初级消费者粪便中的能量属于以上哪个颜色箭头的部分？
一、能量流动的过程
生态系统能量流动的过程
生产者
呼吸
初级消费者
呼吸
次级消费者
分 解 者
…
呼吸
三级消
费者
呼吸
呼吸
生产者固定的太阳能总量为流经这个生态系统的总能量
输入
传递
散失
以有机物的形式沿食物链向下一营养级传递
转化
太阳能——有机物中的化学能——热能
“输入”——
“传递”——
“转化”——
“散失”——
绿色植物通过光合作用固定太阳能是能量输入主要途径
能量沿食物链和食物网的营养级逐级传递
通过细胞呼吸以热能形式散失
生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。
遵循。
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的形式散失，两两者之和与流入生态系统统的能量相等。
讨论1：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？
思考 讨论：生态系统中的能量流动
方框大小、箭头粗细
不能，
能量流动是单向的。
讨论2：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？
思考 讨论：生态系统中的能量流动
方框大小、箭头粗细
1、下图表示某生态系统的能量流动，请据图回答：
（1）将A、B、C、D各营养级的成分依次写在图中：
A． B． C． ， D． 。
（2）图中a1代表 ，
图中a2代表 。
及时巩固
生产者
初级消费者
次级消费者
三级消费者
生产者所固定的太阳能
被初级消费者同化的能量
从第一营养级流动到第二营养级的能量
2、若鹿的进食能量为100%，其粪尿能量为36%，呼吸能量为48%，则鹿的同化量为（ ）
A．64% B．84% C．16% D．52%
A
注意： 同化量＝摄入量－粪便量
3、大象是植食性动物，有一种羌螂专以大象粪为食。如果在某段时间大象所同化的能量为m，则这部分能量中可以流入羌螂体内的约为（ ）
A. 0 B. 10%m
C. 10~20%m D. 不知道
A
02
能量流动的特点
Raymond Lindeman
对能量流动做了定量分析
《生态学的营养动态概说》
林德曼（1915-1942）
赛达伯格湖
优点：小、简单、稳定
思考 讨论：分析赛达伯格湖的能量流动
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。
能量流动的特点
【思考 讨论】分析赛达伯格湖的能量流动
图中数字为能量值，单位是J(cm2·a)(焦每平方厘米年）。
“未固定”是指未被固定的太阳能，“未利用”是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。为研究方便起见，这里将肉食性动物作为一个整体看待。
1. 用表格的形式，将图中的数据进行整理。例如，可以将每一营养级上的能量“流入”和“流出”整理成为一份清单(“流出”的能量不包括呼吸作用散失的能量)。
二、能量流动的特点
2. 计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营养级能量的百分比。
能量传递效率 =
下一营养级同化量
上一营养级同化量
×100%
能量分析 生产者 植食性动物 肉食性动物
输入能量
注入下一级
呼吸散失
流向分解者
传递效率
464.6
62.8
96.3
12.5
13.52%
62.8
12.6
18.8
2.1
20.06%
12.6
/
/
7.5
微量
二、能量流动的特点
二、能量流动的特点
3. 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？
4.从方向上看，能量流动是否会逆转，能不能循环流动？为什么？
①生态系统各营养级间取食和被食的关系是不可逆的。
②各营养级通过呼吸作用散失的热能不能再被生物利用。
不会逆转，不能循环流动。因为：
流入某一营养级的能量除了流入下一营养级的之外，还有：
①一部分通过该营养级的呼吸作用散失；
②一部分作为排遗物、遗体或残枝败叶被分解者利用；
③一部分未被利用
单向流动
②通过呼吸作用散失的热能不能再次被利用
①食物链中的捕食关系不能逆转
能量流动特点
逐级递减
原因
总有一部分能量经自身呼吸消耗、
被分解者分解、
未被下一个营养级利用。
（能量传递效率为10%～20%）
原因
二、能量流动的特点
C
例题：一只狼捕捉了一只兔子，则这只狼最多能获得兔子20%的能量（ ）
×
【一只狼、一只兔子不能代表一个营养级】
深度思考
2.长时间没有光照，对生态系统有什么影响，为什么？
能量是单向流动，逐级递减的在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多。
在一段较长时期内没有能量（太阳能或化学能）输入，这个生态系统就会崩溃。
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。
1.为什么生态系统中能量流动一般不超过5个营养级？
二、能量流动的特点
3.怎样从能量流动的角度解释“一山不容二虎”？
能量流动是逐级递减的，营养级越高，得到的能量越少。
老虎处于最高营养级，要养活一只老虎，需要大量的生产者，需要很大的捕食范围。
二、能量流动的特点
方案1
方案2
方案一 能让你维持更长的时间来等待救援
先
后
一部分
吃鸡蛋
一部分
问题探讨
03
生态金字塔
请同学们将赛达伯格湖的能量流动数据，用相应面积或体积的图形表示，并按营养级由低到高排列。
生产者
464.6
植食性动物
62.8
肉食性动物
12.6
三、生态金字塔
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
1.能量金字塔
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。
意义：
直观的反映出生态系统各营养级间能量的关系
特点：
通常都是上窄下宽的正金字 塔形。
三、生态金字塔
第二营养级
第一营养级
干重 g/m2
1.5
11
37
809
营养级
第四营养级
第三营养级
2.生物量金字塔
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。
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。
特点：
大多也是上窄下宽的正金字塔形。
三、生态金字塔
生物量金字塔在什么情况下，可能是上宽下窄倒置的金字塔形呢？
在海洋生态系统中，由于
生产者(浮游植物)的个体小，
寿命短，又会不断地被浮游
动物吃掉，所以某一时刻调查到的浮游植物的生物量可能低于浮游动物的生物量。
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要多。
三、生态金字塔
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
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。
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。
特点：
一般是上窄下宽的正金字塔形，也可以是上宽下窄的倒金字塔形。
营养级
第二营养级
第一营养级
个体数量
昆虫
树
三、生态金字塔
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
能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔
形状
每层 含义
特点
特例
每一营养级生物的同化量
自然生态系统一定为正金字塔
每一营养级生物的有机物的总干重
一般为正金字塔,有时会出现倒金字塔形
浮游植物与浮游动物
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
树与昆虫
三
生态金字塔
思考：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。
三、生态金字塔
04
研究能量流动的实践意义
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。
甘蔗和大豆间种
冬小麦夏玉米套作
蔬菜大棚中的多层育苗
稻-萍-蛙立体农业生产
四、研究能量流动的实践意义
四、研究能量流动的实践意义
2.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
秸秆饲料
沼气池
沼渣
实现能量多级利用，从而大大提高能量的利用率
（≠能量的传递效率）
四、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的调整生态系统的能量流动关系，使能量持续高效地流向人类最有益的部分。
合理确定草场的载畜量
稻田除草、除虫
牲畜过少，不能充分利用牧草所提供的能量；
牲畜过多，就会造成草场的退化，使畜产品的产量下降。
四、研究能量流动的实践意义
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。 ( )
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
√
×
√
练习与应用
C
一、概念检测
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。
B
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。
(2)哪个生态系统的能量能够更多地被人类所利用？为什么？
【答案】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。
①
②
练习与应用
二、拓展应用
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？
【答案】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,依靠能量完成物质由无序向有序的转化,维持其生命活动。能量的输人对于生态系统有序性的维持来说是不可缺少的。
小结
Thanks!
21世纪教育网（www.21cnjy.com)
中小学教育资源网站
有大量高质量资料？一线教师？一线教研员？
欢迎加入21世纪教育网教师合作团队！！月薪过万不是梦！！
详情请看：
https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php
