人教版2025高中生物选择性必修二3.2 生态系统的能量流动 课件(共44张PPT)
文档属性
| 名称 | 人教版2025高中生物选择性必修二3.2 生态系统的能量流动 课件(共44张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 15.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2025-03-07 16:21:33 | ||
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文档简介
(共44张PPT)
生态系统的能量流动
本节聚焦:
1.分析生态系统能量流动的过程和特点。
2.理解生态金字塔
3.概述研究能量流动的实践意义。
第三章第二节
教学目标
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）
假设你流落在一个荒岛上，你身边尚存一只母鸡、15kg玉米。哪种生存策略能让你维持更长时间来等待救援？
1.先吃鸡，再吃玉米。
2.先吃玉米和鸡蛋，玉米喂鸡，最后吃鸡。
问题探讨
一切生命活动都伴随着能量的变化。没有能量的输入，也就没有生命和生态系统。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。
太阳能
1.输入
①能量来源:
②能量流动的起点:
③流经生态系统的总能量:
④能量输入过程:
生产者固定太阳能
生产者所固定的全部太阳能
若为人工生态系统，流经生态系统的能量为生产者固定的太阳能总量和人工补充的能量
生产者通过光合作用将光能转化成为化学能，固定在它们所制造的有机物中（其次还有化能合成作用）
2.传递：
①能量传递的途径（渠道）：
②能量传递的形式：
3.转化：
4.散失：
食物链和食物网
有机物中的化学能
太阳能
光合作用
有机物中的化学能
热能
呼吸作用
①散失的主要途径：
②散失的形式:
细胞呼吸
热能
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：
个体2
……
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
能量输入
个体1
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
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。
研究能量流动的基本思路
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。
能量输入
种群
能量储存
能量散失
如果以种群为研究对象，能量流动的渠道为食物链，在分析时，可能因为食物网的复杂性而影响结果的准确性。
研究能量流动的基本思路
能量输入
能量储存
能量散失
某营养级
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。
如果将一个营养级的所有种群作为一个整体，那么下图将概括为何种形式呢
一、能量流动的过程
1%
生长发育和
繁殖储存起来
照射到地面上的太阳能大约只有1%的被吸收
呼吸作用以
热能形式散失
草固定的能量将何去？
残枝败叶被分解者分解
生产者固定的太阳能
呼吸作用散失
生长
发育
繁殖
残枝败叶
流入下一营养级
分解者
兔子吃下去的草的能量都给兔子了吗？
摄入
分解者
粪便量属于上一营养级的同化量
粪便
摄入量=同化量+粪便量
一、能量流动的过程
思考：生产者的同化量怎么表示？
生产者的同化量
=照射到地面上的太阳能—反射的太阳能
=呼吸消耗的能量+自身生长发育繁殖的能量
=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
兔同化了小草的能量后，这些能量有哪些去向？
呼吸作用
分解者
生长发育
和繁殖
兔的同化量
呼吸散失
生长
发育
繁殖
遗体残骸
流入下一营养级
分解者
一、能量流动的过程
鹰同化了兔的能量后，这些能量有哪些去向？
呼吸作用
生长发育和繁殖
分解者
鹰的同化量
呼吸散失
生长
发育
繁殖
遗体残骸
流入下一营养级
分解者
一、能量流动的过程
初级消费者摄入
初级消费者同化
用于生长，发育和繁殖
次级消费者摄入
呼吸作用
散失
吸收
粪便
分解者利用
散失
呼吸
作用
遗体
残骸
…
摄入量=同化量+粪便量
同化量=呼吸散失+生长发育繁殖
生长发育繁殖=下一营养级+分解者
一、能量流动的过程
每个营养级
能量来源
能量去路
总能量
生产者
各级消费者
生产者：
各级消费者：
呼吸作用散失
用于自身生长、发育和繁殖的部分
1.流入下一营养级
2.被分解者利用
3.未被利用
太阳能
上一个营养级
固定的太阳能总量
同化量=摄入量－粪便量
一、能量流动的过程
二、能量流动的特点
赛达伯格湖
林德曼对能量流动做了定量分析
Raymond Lindeman
数字为能量数值。“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。
二、能量流动的特点
二、能量流动的特点
营养级 流入能量/[J/(cm2·a)] 流出能量(输入下一个营养级)/[J/(cm2·a)] 出入比
生产者 464.6 62.8 13.52%
植食性动物 62.8 12.6 20.06%
肉食性动物 12.6 － －
分解者 14.6 － －
1.从能量传递效率上看，能量为什么不能百分之百从一个营养级流到下一个营养级？
能量传递效率 =
下一营养级同化量
上一营养级同化量
×100%
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（生物体有机物）中，而另一部分被利用、散发至无机环境中，两者之和与流入生态系统的能量相等。
2.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？
3.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，通过呼吸作用、分解者分解作用产生的热能散失到无机环境中，不能循环利用。
二、能量流动的特点
(1)从方向上看：
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，再依次流向后面的各个营养级，不可_____，也不能_________；
逆转
循环流动
二、能量流动的特点
(2)从数值上看：
逐级递减（能量传递效率为10%～20%）
就具体某一条食物链中相邻两个营养级的能量传递效率可能低于10%或高于20%。
二、能量流动的特点
原因
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
能量流动的
特点
单向流动
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%）
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。
二、能量流动的特点
1.已知低营养级同化量，求高营养级同化量：
在食物链“草→兔→鹰”中，假如现有草100kg，则：
①最多可使鹰增重____kg。
②最少可使鹰增重____kg。
能量传递效率按 来算。
能量传递效率按 来算。
2.已知高营养级同化量，求低营养级同化量：
在食物链“草→兔→鹰”中，要使鹰增加2kg体重，则：
①最多要消耗草______kg。
①最少要消耗草______kg。
能量传递效率按 来算。
能量传递效率按 来算。
4
1
20%
10%
20%
10%
200
50
拓展延伸
拓展延伸
如果A有10000 kg，C最多增加_____kg，最少增加___kg。
3.多条食物链,已知低营养级同化量，求高营养级
获得能量最多：选最 食物链；按 计算
获得能量最少：选最 食物链；按 计算
若人的体重增加1 kg，最少需消耗水藻____kg，最多消耗水藻_________kg。
4.多条食物链,已知高营养级同化量，求低营养级
需最少能量：选最 食物链；按 计算
需最多能量：选最 食物链；按 计算
400
1
短
长
20%
10%
25
100000
短
长
20%
10%
三、生态金字塔
除了用数字表示之外，还有什么方法可以表示生态系统中能量流动逐级递减的特征？
如果将单位时间内各个营养级所得到的能量数值转换成相应面积（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，叫做能量金字塔。生态金字塔包括能量金字塔、数量金字塔和生物量金字塔。
肉食性动物
12.6
植食性动物
62.8
生产者
464.6
第三营养级
第二营养级
第一营养级
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，可形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔。
能量金字塔直观地反映出生态系统各营养级间能量的关系，由于能量在流动过程中总是逐级递减，因此能量金字塔通常都是上窄下宽的金字塔形。
三、生态金字塔
2、生物量金字塔:
生物量指每个营养级所容纳的有机物的总干重，大多也是上窄下宽。如图②
3、数量金字塔:
各营养级的数量关系一般是金字塔，但倒置金字塔的情况也很常见，比如一棵树可以养活很多的毛毛虫，这时高营养级的数量未必就少。如图③
草
蟋蟀
麻雀
②
毛毛虫
喜鹊
树
③
三、生态金字塔
三种生态金字塔的比较
能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔
特点
每一层含义
自然生态系统一定为正金字塔
一般为正金字塔，有时会出现倒金字塔形
一般为正金字塔，有时会出现倒金字塔形
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
单位时间内，每一营养级生物的有机物的总干重
每一营养级生物个体的数目
四、研究能量流动的意义
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。
间作套种
多层育苗
稻—萍—蛙
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。
秸秆饲料
沼气池
沼渣
实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。（≠能量的传递效率）
四、研究能量流动的意义
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
四、研究能量流动的意义
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。
合理确定草场的载畜量
稻田除草、除虫
四、研究能量流动的意义
探究·实践 调查当地某生态系统中的能量流动情况
一、目的要求
1．调查当地的农田生态系统，明确它的组成成分。
2．分析农田生态系统中能量流动的情况，并作出评价。
3．对所调查的农田生态系统提出能量流动方面的改进建议。
二、调查过程
以农村常见的稻田生态系统为例。
组成成分：①非生物的物质和能量；②生产者，包括水稻、杂草、浮游植物等；③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；④分解者，包括多种微生物。
1．当地农田生态系统中生产者的主体是什么？还有哪些种类的生物是生产者？农民是用什么方法抑制其他生产者的数量的？
生产者的主体是水稻，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。
探究·实践 调查当地某生态系统中的能量流动情况
二、调查过程
2．初级消费者有哪些？其中哪些是对农业生产有益的？哪些是有害的？对这些初级消费者，农民分别采取了哪些措施？
初级消费者：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．次级消费者有哪些？它们与农作物是什么关系？
次级消费者：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、适量放养等措施，实现生态农业目标。
4．养殖动物的饲料来源有哪些？
养殖动物的饲料主要来源于农田的青贮饲料和饲料企业的成品饲料。
探究·实践 调查当地某生态系统中的能量流动情况
二、调查过程
5．农民对作物秸秆是如何处理的？
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．人们通过什么方式来提高光能利用效率？
主要通过合理密植的方法提高作物的光能利用效率。
7．怎样才能使该生态系统中的能量得到更充分的利用？
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，实现能量多级利用。
三、撰写调查报告
四、交流
思维训练：分析和处理数据
1926年，一位生态学家研究一块玉米田的能量流动情况，得到如下数据：
①这块田共收割玉米约10000株，质量为6000kg。通过对玉米植株的化学成分进行分析，计算出其中共含碳2675kg。
②据他估算，这些玉米在整个生长过程中通过细胞呼吸消耗的葡萄糖共2045kg。
③1kg葡萄储存1.6×104kJ能量
④在整个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能总量为8.5×109kJ。
请根据以上数据计算：
1)这些玉米的含碳量折算合成葡萄糖是多少？这些葡萄糖储存的能量是多少？
葡萄糖为：(12+18)/12×2675=6687.5kg
储存的能量为：6687.5×1.6×104=1.07×108kJ
思维训练：分析和处理数据
2)这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？
这些玉米呼吸作用消耗的能量是：2045×1.6×104kJ=3.272×107kJ
3)这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是多少？呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例是多少？
这些玉米固定的太阳能总量是：1.07×108+3.272×107=1.3972×108kJ
呼吸消耗能量占固定太阳能的比例为：3.272×107/1.3972×108=23.4%
4)这块玉米田的太阳能利用效率是多少？
利用效率=1.3972×108/8.5×109=1.64%
5)根据计算结果，画出能量流经该玉米种群的图解，图解中应标明各环节能量利用和散失的比例。
思维训练：分析和处理数据
玉米种群
太阳能：8.5×109kJ
散失
利用:1.3972×108kJ，1.64%
呼吸作用
3.272×107kJ，23.4%
储存
1.07×108kJ，76.6%
课堂小结
分解者
单向流动
逐级递减
当堂检测
1.下列关于生态系统能量流动的叙述，正确的是( )
A.营养级数量越多，相邻营养级之间的能量传递效率就越低
B.呼吸消耗量在同化量中所占比例越少，生物量增加就越多
C.生产者的同化量越大，各级消费者的体型就越大
D.营养级所处的位置越高，该营养级所具有的总能量就越多
解析：在流入生态系统能量一定的情况下，相邻营养级之间的能量传递效率相对较高才能维持高营养级生物的生存，A错误；呼吸消耗量在同化量中占比越少，意味着积累越多，生物量增加就越多，B正确；生产者的同化量越大，能养活的消费者越多，但与消费者的体型大小无关，C错误；由于能量传递过程中逐级递减，因此营养级所处的位置越高，该营养级所具有的总能量就越少，D错误。
B
当堂检测
2.在一个生态系统中，草食动物所同化的能量等于( )
A.生产者固定的太阳能的总量
B.生产者固定的太阳能的总量减去生产者的呼吸量
C.被草食动物吃了的植物所含的能量减去粪便等排遗物中的能量
D.用于草食动物的生长、发育、繁殖等生命活动所需的能量
解析：生产者固定的太阳能的总量是流经生态系统的总能量，A错误；生产者固定的太阳能的总量减去生产者的呼吸散失的热量是植物用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量，B错误；草食动物所同化的能量等于被草食动物摄食的植物所含的能量减去粪便等排遗物中的能量，C正确；用于草食动物的生长、发育、繁殖等生命活动所需的能量和呼吸消耗的能量之和才是草食动物所同化的能量，D错误。
C
当堂检测
3.如图是某一个湖的能量金字塔，下列相关描述不正确的是( )
A.甲、乙、丙、丁分别表示不同的营养级
B.甲、乙、丙、丁之间形成一条甲到丁的食物链
C.甲、乙、丙、丁的大小分别表示不同的营养级所得到的能量
D.甲、乙、丙、丁的大小变化体现了能量流动是逐级递减的特点
B
解析：生态系统的能量金字塔是将单位时间内各个营养级所得到的能量数值由低到高绘制成的图，由于能量逐级递减，所以甲、乙、丙、丁的大小分别表示不同的营养级所得到的能量A、C、D正确；甲、乙、丙、丁每一层都有多种生物，因此，此金字塔所示生物间含有复杂的食物网，而不是简单的一条食物链，B错误。
当堂检测
4.如图为生态系统中能量流动部分示意图，a、b、c、d、e各代表一定的能量值，下列各项中不正确的是( )
①第三营养级流向第四营养级的能量传递效率为(c＋d/b)×100%
②图中d包含了次级消费者粪便中的能量
③在人工饲养的高密度鱼塘中生产者固定的能量肯定大于初级消费者固定的能量 ④在食物链中各营养级获得能量的方式及能量的用途完全相同
A.①②③④ B.①②③
C.①④ D.②③
A
解析：第三营养级流向第四营养级的能量传递效率为(c/b)×100%，①错误；次级消费者粪便中的能量属于初级消费者固定的能量，因此不可能存在于d中，②错误；在人工饲养的高密度鱼塘这一特殊生态系统中，由于不断地投入食物，因此生产者固定的能量不一定大于初级消费者固定的能量，③错误；食物链中各营养级获得能量的方式及能量的用途是不完全相同的，④错误。
当堂检测
生态系统的能量流动
本节聚焦:
1.分析生态系统能量流动的过程和特点。
2.理解生态金字塔
3.概述研究能量流动的实践意义。
第三章第二节
教学目标
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）
假设你流落在一个荒岛上，你身边尚存一只母鸡、15kg玉米。哪种生存策略能让你维持更长时间来等待救援？
1.先吃鸡，再吃玉米。
2.先吃玉米和鸡蛋，玉米喂鸡，最后吃鸡。
问题探讨
一切生命活动都伴随着能量的变化。没有能量的输入，也就没有生命和生态系统。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。
太阳能
1.输入
①能量来源:
②能量流动的起点:
③流经生态系统的总能量:
④能量输入过程:
生产者固定太阳能
生产者所固定的全部太阳能
若为人工生态系统，流经生态系统的能量为生产者固定的太阳能总量和人工补充的能量
生产者通过光合作用将光能转化成为化学能，固定在它们所制造的有机物中（其次还有化能合成作用）
2.传递：
①能量传递的途径（渠道）：
②能量传递的形式：
3.转化：
4.散失：
食物链和食物网
有机物中的化学能
太阳能
光合作用
有机物中的化学能
热能
呼吸作用
①散失的主要途径：
②散失的形式:
细胞呼吸
热能
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：
个体2
……
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
能量输入
个体1
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
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。
研究能量流动的基本思路
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。
能量输入
种群
能量储存
能量散失
如果以种群为研究对象，能量流动的渠道为食物链，在分析时，可能因为食物网的复杂性而影响结果的准确性。
研究能量流动的基本思路
能量输入
能量储存
能量散失
某营养级
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。
如果将一个营养级的所有种群作为一个整体，那么下图将概括为何种形式呢
一、能量流动的过程
1%
生长发育和
繁殖储存起来
照射到地面上的太阳能大约只有1%的被吸收
呼吸作用以
热能形式散失
草固定的能量将何去？
残枝败叶被分解者分解
生产者固定的太阳能
呼吸作用散失
生长
发育
繁殖
残枝败叶
流入下一营养级
分解者
兔子吃下去的草的能量都给兔子了吗？
摄入
分解者
粪便量属于上一营养级的同化量
粪便
摄入量=同化量+粪便量
一、能量流动的过程
思考：生产者的同化量怎么表示？
生产者的同化量
=照射到地面上的太阳能—反射的太阳能
=呼吸消耗的能量+自身生长发育繁殖的能量
=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
兔同化了小草的能量后，这些能量有哪些去向？
呼吸作用
分解者
生长发育
和繁殖
兔的同化量
呼吸散失
生长
发育
繁殖
遗体残骸
流入下一营养级
分解者
一、能量流动的过程
鹰同化了兔的能量后，这些能量有哪些去向？
呼吸作用
生长发育和繁殖
分解者
鹰的同化量
呼吸散失
生长
发育
繁殖
遗体残骸
流入下一营养级
分解者
一、能量流动的过程
初级消费者摄入
初级消费者同化
用于生长，发育和繁殖
次级消费者摄入
呼吸作用
散失
吸收
粪便
分解者利用
散失
呼吸
作用
遗体
残骸
…
摄入量=同化量+粪便量
同化量=呼吸散失+生长发育繁殖
生长发育繁殖=下一营养级+分解者
一、能量流动的过程
每个营养级
能量来源
能量去路
总能量
生产者
各级消费者
生产者：
各级消费者：
呼吸作用散失
用于自身生长、发育和繁殖的部分
1.流入下一营养级
2.被分解者利用
3.未被利用
太阳能
上一个营养级
固定的太阳能总量
同化量=摄入量－粪便量
一、能量流动的过程
二、能量流动的特点
赛达伯格湖
林德曼对能量流动做了定量分析
Raymond Lindeman
数字为能量数值。“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。
二、能量流动的特点
二、能量流动的特点
营养级 流入能量/[J/(cm2·a)] 流出能量(输入下一个营养级)/[J/(cm2·a)] 出入比
生产者 464.6 62.8 13.52%
植食性动物 62.8 12.6 20.06%
肉食性动物 12.6 － －
分解者 14.6 － －
1.从能量传递效率上看，能量为什么不能百分之百从一个营养级流到下一个营养级？
能量传递效率 =
下一营养级同化量
上一营养级同化量
×100%
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（生物体有机物）中，而另一部分被利用、散发至无机环境中，两者之和与流入生态系统的能量相等。
2.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？
3.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，通过呼吸作用、分解者分解作用产生的热能散失到无机环境中，不能循环利用。
二、能量流动的特点
(1)从方向上看：
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，再依次流向后面的各个营养级，不可_____，也不能_________；
逆转
循环流动
二、能量流动的特点
(2)从数值上看：
逐级递减（能量传递效率为10%～20%）
就具体某一条食物链中相邻两个营养级的能量传递效率可能低于10%或高于20%。
二、能量流动的特点
原因
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
能量流动的
特点
单向流动
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%）
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。
二、能量流动的特点
1.已知低营养级同化量，求高营养级同化量：
在食物链“草→兔→鹰”中，假如现有草100kg，则：
①最多可使鹰增重____kg。
②最少可使鹰增重____kg。
能量传递效率按 来算。
能量传递效率按 来算。
2.已知高营养级同化量，求低营养级同化量：
在食物链“草→兔→鹰”中，要使鹰增加2kg体重，则：
①最多要消耗草______kg。
①最少要消耗草______kg。
能量传递效率按 来算。
能量传递效率按 来算。
4
1
20%
10%
20%
10%
200
50
拓展延伸
拓展延伸
如果A有10000 kg，C最多增加_____kg，最少增加___kg。
3.多条食物链,已知低营养级同化量，求高营养级
获得能量最多：选最 食物链；按 计算
获得能量最少：选最 食物链；按 计算
若人的体重增加1 kg，最少需消耗水藻____kg，最多消耗水藻_________kg。
4.多条食物链,已知高营养级同化量，求低营养级
需最少能量：选最 食物链；按 计算
需最多能量：选最 食物链；按 计算
400
1
短
长
20%
10%
25
100000
短
长
20%
10%
三、生态金字塔
除了用数字表示之外，还有什么方法可以表示生态系统中能量流动逐级递减的特征？
如果将单位时间内各个营养级所得到的能量数值转换成相应面积（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，叫做能量金字塔。生态金字塔包括能量金字塔、数量金字塔和生物量金字塔。
肉食性动物
12.6
植食性动物
62.8
生产者
464.6
第三营养级
第二营养级
第一营养级
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，可形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔。
能量金字塔直观地反映出生态系统各营养级间能量的关系，由于能量在流动过程中总是逐级递减，因此能量金字塔通常都是上窄下宽的金字塔形。
三、生态金字塔
2、生物量金字塔:
生物量指每个营养级所容纳的有机物的总干重，大多也是上窄下宽。如图②
3、数量金字塔:
各营养级的数量关系一般是金字塔，但倒置金字塔的情况也很常见，比如一棵树可以养活很多的毛毛虫，这时高营养级的数量未必就少。如图③
草
蟋蟀
麻雀
②
毛毛虫
喜鹊
树
③
三、生态金字塔
三种生态金字塔的比较
能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔
特点
每一层含义
自然生态系统一定为正金字塔
一般为正金字塔，有时会出现倒金字塔形
一般为正金字塔，有时会出现倒金字塔形
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
单位时间内，每一营养级生物的有机物的总干重
每一营养级生物个体的数目
四、研究能量流动的意义
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。
间作套种
多层育苗
稻—萍—蛙
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。
秸秆饲料
沼气池
沼渣
实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。（≠能量的传递效率）
四、研究能量流动的意义
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
四、研究能量流动的意义
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。
合理确定草场的载畜量
稻田除草、除虫
四、研究能量流动的意义
探究·实践 调查当地某生态系统中的能量流动情况
一、目的要求
1．调查当地的农田生态系统，明确它的组成成分。
2．分析农田生态系统中能量流动的情况，并作出评价。
3．对所调查的农田生态系统提出能量流动方面的改进建议。
二、调查过程
以农村常见的稻田生态系统为例。
组成成分：①非生物的物质和能量；②生产者，包括水稻、杂草、浮游植物等；③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；④分解者，包括多种微生物。
1．当地农田生态系统中生产者的主体是什么？还有哪些种类的生物是生产者？农民是用什么方法抑制其他生产者的数量的？
生产者的主体是水稻，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。
探究·实践 调查当地某生态系统中的能量流动情况
二、调查过程
2．初级消费者有哪些？其中哪些是对农业生产有益的？哪些是有害的？对这些初级消费者，农民分别采取了哪些措施？
初级消费者：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．次级消费者有哪些？它们与农作物是什么关系？
次级消费者：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、适量放养等措施，实现生态农业目标。
4．养殖动物的饲料来源有哪些？
养殖动物的饲料主要来源于农田的青贮饲料和饲料企业的成品饲料。
探究·实践 调查当地某生态系统中的能量流动情况
二、调查过程
5．农民对作物秸秆是如何处理的？
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．人们通过什么方式来提高光能利用效率？
主要通过合理密植的方法提高作物的光能利用效率。
7．怎样才能使该生态系统中的能量得到更充分的利用？
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，实现能量多级利用。
三、撰写调查报告
四、交流
思维训练：分析和处理数据
1926年，一位生态学家研究一块玉米田的能量流动情况，得到如下数据：
①这块田共收割玉米约10000株，质量为6000kg。通过对玉米植株的化学成分进行分析，计算出其中共含碳2675kg。
②据他估算，这些玉米在整个生长过程中通过细胞呼吸消耗的葡萄糖共2045kg。
③1kg葡萄储存1.6×104kJ能量
④在整个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能总量为8.5×109kJ。
请根据以上数据计算：
1)这些玉米的含碳量折算合成葡萄糖是多少？这些葡萄糖储存的能量是多少？
葡萄糖为：(12+18)/12×2675=6687.5kg
储存的能量为：6687.5×1.6×104=1.07×108kJ
思维训练：分析和处理数据
2)这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？
这些玉米呼吸作用消耗的能量是：2045×1.6×104kJ=3.272×107kJ
3)这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是多少？呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例是多少？
这些玉米固定的太阳能总量是：1.07×108+3.272×107=1.3972×108kJ
呼吸消耗能量占固定太阳能的比例为：3.272×107/1.3972×108=23.4%
4)这块玉米田的太阳能利用效率是多少？
利用效率=1.3972×108/8.5×109=1.64%
5)根据计算结果，画出能量流经该玉米种群的图解，图解中应标明各环节能量利用和散失的比例。
思维训练：分析和处理数据
玉米种群
太阳能：8.5×109kJ
散失
利用:1.3972×108kJ，1.64%
呼吸作用
3.272×107kJ，23.4%
储存
1.07×108kJ，76.6%
课堂小结
分解者
单向流动
逐级递减
当堂检测
1.下列关于生态系统能量流动的叙述，正确的是( )
A.营养级数量越多，相邻营养级之间的能量传递效率就越低
B.呼吸消耗量在同化量中所占比例越少，生物量增加就越多
C.生产者的同化量越大，各级消费者的体型就越大
D.营养级所处的位置越高，该营养级所具有的总能量就越多
解析：在流入生态系统能量一定的情况下，相邻营养级之间的能量传递效率相对较高才能维持高营养级生物的生存，A错误；呼吸消耗量在同化量中占比越少，意味着积累越多，生物量增加就越多，B正确；生产者的同化量越大，能养活的消费者越多，但与消费者的体型大小无关，C错误；由于能量传递过程中逐级递减，因此营养级所处的位置越高，该营养级所具有的总能量就越少，D错误。
B
当堂检测
2.在一个生态系统中，草食动物所同化的能量等于( )
A.生产者固定的太阳能的总量
B.生产者固定的太阳能的总量减去生产者的呼吸量
C.被草食动物吃了的植物所含的能量减去粪便等排遗物中的能量
D.用于草食动物的生长、发育、繁殖等生命活动所需的能量
解析：生产者固定的太阳能的总量是流经生态系统的总能量，A错误；生产者固定的太阳能的总量减去生产者的呼吸散失的热量是植物用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量，B错误；草食动物所同化的能量等于被草食动物摄食的植物所含的能量减去粪便等排遗物中的能量，C正确；用于草食动物的生长、发育、繁殖等生命活动所需的能量和呼吸消耗的能量之和才是草食动物所同化的能量，D错误。
C
当堂检测
3.如图是某一个湖的能量金字塔，下列相关描述不正确的是( )
A.甲、乙、丙、丁分别表示不同的营养级
B.甲、乙、丙、丁之间形成一条甲到丁的食物链
C.甲、乙、丙、丁的大小分别表示不同的营养级所得到的能量
D.甲、乙、丙、丁的大小变化体现了能量流动是逐级递减的特点
B
解析：生态系统的能量金字塔是将单位时间内各个营养级所得到的能量数值由低到高绘制成的图，由于能量逐级递减，所以甲、乙、丙、丁的大小分别表示不同的营养级所得到的能量A、C、D正确；甲、乙、丙、丁每一层都有多种生物，因此，此金字塔所示生物间含有复杂的食物网，而不是简单的一条食物链，B错误。
当堂检测
4.如图为生态系统中能量流动部分示意图，a、b、c、d、e各代表一定的能量值，下列各项中不正确的是( )
①第三营养级流向第四营养级的能量传递效率为(c＋d/b)×100%
②图中d包含了次级消费者粪便中的能量
③在人工饲养的高密度鱼塘中生产者固定的能量肯定大于初级消费者固定的能量 ④在食物链中各营养级获得能量的方式及能量的用途完全相同
A.①②③④ B.①②③
C.①④ D.②③
A
解析：第三营养级流向第四营养级的能量传递效率为(c/b)×100%，①错误；次级消费者粪便中的能量属于初级消费者固定的能量，因此不可能存在于d中，②错误；在人工饲养的高密度鱼塘这一特殊生态系统中，由于不断地投入食物，因此生产者固定的能量不一定大于初级消费者固定的能量，③错误；食物链中各营养级获得能量的方式及能量的用途是不完全相同的，④错误。
当堂检测