3.2 生态系统的能量流动（第1课时） 课件(共33张PPT)-2025-2026学年高二上学期《生物》（人教版）选必修2

(共33张PPT)
第2课 生态系统的能量流动
第1课时：生态系统的能量流动
第三单元
能量流动的过程
01
能量流动的特点
02
方案1
方案2
选择人数：
选择人数：
先
后
一部分
吃鸡蛋
一部分
能量流动的过程
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
深入内部考察个体
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。
整合局部
环节规律
探索系统
动态规律
科学方法：研究能量流动的基本思路
能量流动的过程
第一营养级
第二营养级
第三营养级
论证方案2
（生产者）
（初级消费者）
（次级消费者）
食物链1：
第一营养级
第二营养级
（生产者）
（初级消费者）
食物链2：
能量流动的过程
有多少能量能够从玉米最终流向鲁滨孙？
第一营养级（生产者）的能量来源及去路
第二营养级（初级消费者）的能量来源及去路
第一营养级
第二营养级
第三营养级
论证方案2
（生产者）
（初级消费者）
（次级消费者）
食物链1：
能量流动的过程
①阅读课本P55第一、二段内容，小组讨论学案中问题：
玉米的能量来自哪里？
照射在玉米上的太阳能都被吸收了吗？
玉米吸收太阳能后，以何种形式储存？有哪些去向？
②完成玉米的能量流动示意图：
将以下内容填入学案示意图的方格中
（自身呼吸作用以热能散失、用于自身生长发育繁殖、残枝败叶、被分解者利用、鸡摄入）
A.玉米(第一营养级)的能量流动情况
① 限时4分钟，请小组所有成员全力以赴
② 确定小组发言人，做好展示准备，并做好点评准备
玉米
鸡
人
论证方案2
食物链1：
能量流动的过程
玉米固定的太阳能
呼吸作用散失
用于自身生长发育繁殖
鸡摄入
分解者利用
光合作用
固定(同化)
散失
呼吸作用散失
枯枝败叶
玉米固定的太阳能的去向：
呼吸作用散失；
鸡摄入；
分解者利用
A.玉米(第一营养级)的能量流动情况
大部分
同化量 = 生产者固定的太阳能总量
能量流动的过程
①阅读P55图3-5，小组讨论学案中问题：
母鸡的能量来自哪里？
这些能量都被母鸡吸收了吗？
母鸡吸收能量后，以何种形式储存？有哪些去向？
②完成鸡的能量流动示意图。
将以下内容填入学案示意图的方格中
（粪便、鸡同化量、自身呼吸作用以热能散失、用于自身生长发育繁殖、遗体残骸、被分解者利用、人摄入量）
① 限时4分钟，请小组所有成员全力以赴
② 确定小组发言人，做好展示准备，并做好点评准备
B.鸡(第一营养级)的能量流动情况
能量流动的过程
呼吸作用散失
用于自身生长发育繁殖
鸡摄入
粪便
鸡同化
遗体残骸
人摄入
分解者利用（呼吸作用散失）
—
=
鸡粪便中能量是谁的能量？
属于玉米同化量
鸡的同化量去向有：
呼吸作用散失；
人摄入；
分解者利用
同化量
摄入量
粪便量
B.鸡(第二营养级)的能量流动情况
能量流动的过程
呼吸作用散失
用于自身生长发育繁殖
人摄入
粪便
人同化
遗体残骸
最高营养级的能量去向：呼吸作用散失；分解者利用
C.人(第三营养级)的能量流动情况
分解者利用（呼吸作用散失）
属于上一营养级的同化量
能量流动的过程
玉米
人
论证方案2
食物链2：
同理，食物链2中玉米、人的能量的来源、去向与食物链1的相关途径是相同的
模型构建1：构建食物链的能量流动模型
小组合作，利用所提供的材料，用箭头表示能量的来源和去路，在展板上尝试构建该食物链完整的能量流动模型。（限时2分钟）
能量流动的过程
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？
模型构建1：构建食物链的能量流动模型
1.能量流动的过程
能量流动的过程
能量来源
呼吸作用散失
太阳能
生产者
能量去路
每个营养级
总能量
固定的太阳能总量
各级消费者
上一个营养级
生产者：
各级消费者：
同化总量
=摄入量-粪便量
流入下一营养级
被分解者利用
未利用
均属于用于自身生长、发育和繁殖的部分
模型构建2：构建某一营养级的能量流动模型
1.能量流动的过程
能量流动的过程
例如：玉米→鸡→人
青草
未捕食
被捕食
未摄入
摄入
未同化（如粪便等：能量属于上一级）
同化
呼吸消耗
构成机体
（生长、发育、繁殖）
分解者利用
被捕食（下一营养级）
未利用
同化量＝摄入量－粪便量
模型构建3：能量流经第二营养级的过程
1.能量流动的过程
能量流动的过程
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
1.能量流动的过程
能量流动的过程
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.能量流动的过程
能量流动的过程
由于每一营养级和分解者都需要呼吸作用以热能的形式散失掉一部分能量
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
能量流动的过程
枯枝败叶
遗体
遗体
遗体
生物群落
环境
输入
输出
2.能量流动的概念
生态系统中能量的 的过程
输入、传递、转化和散失
散失：通过各营养级及分解者的呼吸作用以热能形式散失
输入:生产者通过光合作用固定的太阳能总量
传递：以有机物中化学能的形式沿着食物链（网）传递
：光能 有机物中化学能 热能
转化
（其次还有化能合成作用）
能量流动的过程
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
A.用表格的形式，将图中的数据进行整理，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。
B.通过以上分析，请总结出能量流动的特点并分析原因。
思考 讨论：分析赛达伯格湖的能量流动
① 限时3分钟，请小组所有成员全力以赴
② 确定小组发言人，做好展示准备，并做好点评准备
能量流动的过程
输入能量（同化量） 流入下一营养级 呼吸散失 分解者利用 未利用 出入比
生产者
植食性动物
肉食性动物
464.6
62.8
12.6
13.5%
20%
62.8
96.3
12.5
293
12.6
18.8
2.1
29.3
7.5
微量
5.0
/
能量传递效率
输出（去路）
逐级递减
单位（焦/厘米2 ·年）
未利用：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。（定时定量分析）
能量传递效率=
某一营养级的同化量
上一营养级的同化量
×100%
模型构建4：构建能量流动的数学模型
能量流动的过程
赛达伯格湖能量流动图解
(1)从方向上看：
单向流动
在生态系统中，能量流动只能沿着_____由___营养级流向____营养级，不可_____，也不能_________；
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。
食物链
低
高
逆转
循环流动
原因：
能量流动的过程
赛达伯格湖能量流动图解
(1)从方向上看：
单向流动
在生态系统中，能量流动只能沿着_____由___营养级流向____营养级，不可_____，也不能_________；
食物链
低
高
逆转
循环流动
讨论1：从方向上看，能量流动是否会逆转，能不能循环流动？为什么？流出的能量能否再次回到相应的营养级？
（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：
能量流动的过程
赛达伯格湖能量流动图解
(2)从数值上看：
逐级递减
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。
原因：
（能量传递效率为10%～20%）
讨论2：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？
能量流动的过程
赛达伯格湖能量流动图解
(2)从数值上看：
逐级递减
不矛盾。能量在流动过程中逐级递减，指的是流入各个营养级的能量。能量守恒定律可以用于衡量流入某个生态系统的总能量，总能量=储存在生态系统(生物体的有机物)中的能量+被各个营养级的生物利用、散发至非生物环境中的能量。因此，虽然能量在流动过程中逐级递减，但总能量依然遵循能量守恒定律。
讨论3：能量在流动过程中逐级递减，与能量守恒定律矛盾吗？为什么？
(1)从方向上看：
单向流动
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
能量流动的过程
例1.(2024·衡水高二开学考试)在分析生态系统的能量流动时经常涉及“总能量”、 “摄入量”、“输入量(输入到某一营养级的能量)”、“同化量”、“粪便量”、“能量传递效率”等说法,则下列说法中正确的是(　　)
A.太阳辐射到某一生态系统中的能量即为输入生态系统的总能量B.生产者积累的有机物中的能量为输入生态系统的总能量C.某一营养级生物的摄入量减去粪便量,为该营养级生物同化量D.相邻两营养级生物中高营养级与低营养级生物的摄入量之比表示能量传递效率
C
附3：某生态系统中存在如图所示的食物网，如将丙的食物比例由甲：乙=1：1调整为2：1，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载丙的数量是原来的（　　）
A、1.875倍
B、1.375倍
C、1.273倍
D、0.575倍
应该从丙出发，
甲：乙为1：1时，丙的能量为x，需要的甲为（1/2）x÷10%+（1/2）x÷10%÷10%=55x．
设当食物由甲：乙为2：1时，丙的能量为y，需要的甲为（2/3）y÷10%+（1/3）y÷10%÷10%=40y．由于两种情况下，生产者的数量是一定的，所以55x=40y，则y=1.375x．
B
甲
乙
丙
第1课 生态系统的能量流动