3.2生态系统的能量流动 课件(共44张PPT)-2025--2026学年高二上学期《生物》（人教版）选必修2
文档属性
| 名称 | 3.2生态系统的能量流动 课件(共44张PPT)-2025--2026学年高二上学期《生物》（人教版）选必修2 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 12.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2025-10-29 11:39:03 | ||
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文档简介
(共44张PPT)
温故而知新
1.生态系统的结构包括哪两方面？
2.生态系统的成分有哪些？
3.食物链和食物网的功能
生态系统的组成成分
食物链和食物网（营养结构）
生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量
营养结构、物质循环和能量流动的渠道
1.能量在生态系统中是怎样流动的？
2.怎样理解生态金字塔？
3.研究能量流动有什么实践意义？
本节聚焦
第3章 生态系统及其稳定性
第2节
生态系统的能量流动
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。
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。
流落荒岛
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。
问题探讨 P54
应该先吃鸡，再吃玉米（即选择1），若选择2，则增加了食物链的长度，能量逐级递减，最后人获得的能量较少。
先吃鸡，再吃玉米
我反对，为什么要先吃我
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。
一、能量流动
1.生态系统的能量流动的概念：P54
生态系统中能量的_____、_____、_____和_____的过程。
输入
传递
转化
散失
思考：研究能量流动我们可以采用什么科学方法呢？
能量输入
个体1
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
个体2
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
个体3……
能量储存
种群
能量散失
能量输入
将这些个体作为一个整体来研究
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。
某营养级
将一个营养级的所有种群作为一个整体
能很好地避免以个体和种群为研究对象带来的不足，提高结果的准确性。
一、能量流动
2.科学方法：P54
研究能量流动的基本思路
二、能量流动的过程
合作探究一：请同学们自主阅读教材P54-55，小组合作思考讨论完成问题。
1.输入生态系统的的能量来源是什么？
2.输入第一营养级的能量有几个去路？分别是什么？
3.植物用于自身生长、发育、繁殖的能量有几个去路？分别是什么？
4.初级消费者摄入的能量全部转化为自身的能量了吗？摄入的能量去路有几个？分别是什么？
5.某一营养级的“粪便”中能量应属于谁的同化量？
6.结合营养级能量的去路，构建出能量流经生态系统的过程模型。
二、能量流动的过程 P55
1.能量流经玉米（第一营养级）过程：
1%
固定(同化)
99%
散失
生产者固定的太阳能
呼吸作用
散失（热能）
用于生长
发育和繁殖
分解者
残枝 败叶
未利用
初级消费者
（植食性动物）
（1）输入生态系统的总能量：
生产者所固定的太阳能
思考：所有生态系统中输入的总能量都只有生产者固定的太阳能吗？
在人工生态系统中，总能量还有人工补充的能量（例如饲料、饵料等）
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
C
二、能量流动的过程 P54
2.能量流经鸡（第二营养级）过程：
思考：鸡吃玉米后能将摄入的玉米全部同化吗？
初级消费者摄入
遗体残骸
呼吸作用
热量散失
初级消费者同化
用于生长、发育和繁殖
次级消费者摄入
分解者利用
粪便
摄入量 = 同化量 + 粪便量
粪便属于上一营养级的同化量
次级消
费者摄入
用于生长发育繁殖
初级消费者同化
初级消费者摄入
散失
呼吸作用
遗体
残骸
分解者利用
散失
呼 吸
作 用
…
粪便
（未同化）
7.下图表示初级消费者能量流动的部分过程,括号中的字母表示能量,初级消费者呼吸散失的能量为b。下列相关说法正确的是 ( )
A.应在B处加上标有细胞呼吸的箭头
B.初级消费者同化的能量为n-a
C.次级消费者摄入的能量为n-a-b
D.B为初级消费者所同化的总能量
B
二、能量流动的过程
3.能量流经人（最高营养级）过程：
思考：最高营养级同化的能量去向有哪些？
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：①呼吸作用散失；分解者利用
分解者利用（呼吸作用散失）
思考：通过以上学习，你能总结出各营养级同化的能量去向有哪些有何共同点呢？
呼吸作用散失
生长
发育
繁殖
分解者（残枝败叶）
下一营养级摄入
生产者固定的太阳能
未被利用
（草根）
散失
粪便
下一级同化量
呼吸作用散失
分解者（遗体残骸）
下一营养级摄入
未被利用
（活体石油煤炭）
同化量=摄入量 - 粪便量
同化量=呼吸散失 + 生长发育繁殖
同化量=呼吸散失 + 下一级 + 分解者 + 未利用
生产者同化量
二、能量流动的过程
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.aB
P60 练习与应用
思考：请尝试构建食物链的能量流动模型。
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
二、能量流动的过程 P55
①能量流动的渠道是 。
②能量散失的途径是各种生物的 (代谢过程)。
③流动过程中能量的转化是太阳能→ → 。
食物链和食物网
呼吸作用
有机物中的化学能
热能
生态系统中的能量流动
P55 思考.讨论
二、能量流动的过程
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。
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。
思考：能量的流动有何特点呢？两营养级之间传递效率为多少呢？
分析赛达伯格湖的能量流动
三、能量流动的特点 P56
思考.讨论
Raymond Lindeman
林德曼（1915-1942）
赛达伯格湖
1941年美国耶鲁大学生态学家林德曼发表了《一个老年湖泊内的食物链动态》的研究报告。他对50万平方米的赛达伯格湖作了野外调查和研究后用确切的数据说明，生物量从绿色植物向食草动物、食肉动物等按食物链的顺序在不同营养级上转移。
植食性动物
62.8
62.8
太阳能
未
固
定
生产者
464.6
分解者
12.5
呼吸作用
96.3
未利用
327.3
293
2.1
18.8
29.3
12.6
肉食性动物
12.6
微量
7.5
5.0
122.6
14.6
三、能量流动的特点
分析赛达伯格湖的能量流动
思考.讨论
思考*讨论1：用表格的形式，将图中的数据进行整理。
流入 呼吸作用 分解者利用 暂未利用 流出 流出/流入
生产者
植食性动物
肉食性动物
464.6
96.3
12.5
293
62.8
62.8
18.8
2.1
29.3
12.6
12.6
7.5
微量
5.0
能量流动过程中逐级递减
三、能量流动的特点
思考*讨论1：用表格的形式，将图中的数据进行整理。
思考*讨论2：计算“流出”该营养级能量占“流入”该营养级能量的百分比。
13.52%
20.06%
能量传递效率 =
下一营养级同化量
上一营养级同化量
×100%
注意：能量在相邻两个营养级间的传递效率为 。
10%～20%
思考.讨论
思考*讨论4：通过以上分析，你能总结出什么规律？
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
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？
各营养级的能量都有一部分通过呼吸作用散失；一部分未被下一营养级利用；一部分被分解者分解。
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。
三、能量流动的特点
P56 旁栏思考：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？
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。如果一个生态系统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。
四、能量流动的相关计算
1.能量传递效率的计算公式：
（1）能量传递效率 =
下一营养级同化量
上一营养级同化量
×100%
（2）在食物网中能量传递效率“最值”计算
正推：知低营养级求高营养级 获能量最多 选最短食物链，按×20%计算
获能量最少 选最长食物链，按×10%计算
逆推：知高营养级求低营养级 需能量最多 选最长食物链，按÷10%计算
需能量最少 选最短食物链，按÷20%计算
两个营养级之间，不是两个体之间
5.下图所示食物网中,E是生产者,共含有7.1×109 kJ 的能量,B的总能量为2.3×108 kJ,从理论上计算A最多获得的能量是 ( )
A.2.84×108 kJ
B.2.38×108 kJ
C.1.41×109 kJ
D.3.05×108 kJ
B
10.下图所示的食物网中,戊的食物有1/2来自乙,1/4来自丙,1/4来自丁,且能量从生产者到消费者的传递效率为10%,从消费者到消费者的传递效率为20%。若戊体重增加20 g,需要消耗植物 ( )
A.1 125 g
B.1 600 g
C.2 000 g
D.6 500 g
C
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 ( )
√
×
√
P60 练习与应用
一、概念检测
9.下图是生态系统的能量流动图解,请回答下列问题。
(1)写出图中A~E所代表的成分。
A. ,B. ,C. ,D. , E. 。
(2)流经生态系统的总能量是 。
(3)在生态系统的能量流动图解中,箭头朝一个方向依次变细,意味着 。
(4)图中F表示 , E的主要作用是 。
(5)生态系统中,能量在逐级流动中的传递效率一般为 。若A的总能量为100%,按最高传递效率计算,第三营养级所获得的能量应是 。
(6)人们研究生态系统中能量流动的主要目的,是设法调整生态系统中的能量流动关系,使能量流向 。
生产者
初级消费者
次级消费者
三级消费者
分解者
生产者(A)所固定的太阳能
能量流动是单向流动、逐级递减的
生物呼吸作用消耗的能量
分解有机物
10%~20%
4%
对人类最有益的部分
情景材料
能量分析 生产者 植食性动物 肉食性动物
输入能量 464.6 62.8 12.6
赛达伯格湖的能量流动数据分析
思考：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？
生态金字塔
能量金字塔
数量金字塔
生物量金字塔
五、生态金字塔
1.什么是能量金字塔？有何特点及意义？
2.什么是生物量金字塔？有何特点及意义？
3.在什么情况下，生物量金字塔可能是上宽下窄倒置的金字塔形？
4.什么是数量金字塔？有何特点及意义？
5.在什么情况下，数量金字塔可能是上宽下窄倒置的金字塔形呢？
6.列表从含义、形状、特点、意义等方面比较三种金字塔的异同。
7.研究能量流动有何实践意义？请举例说明。
合作探究：请同学们自主阅读教材P57-58，小组合作思考讨论完成问题。
五、生态金字塔
1.能量金字塔：P57
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。
能量分析 生产者 植食性动物 肉食性动物
输入能量 464.6 62.8 12.6
肉食性动物
12.6
生产者
464.6
植食性动物
62.8
（1）特点
通常都是上窄下宽的正金字塔形。
（2）原因
能量在流动中总是逐级递减的。
（3）意义
直观的反映出生态系统各营养级间能量的关系。
从能量流动金字塔可以看出：营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多。
五、生态金字塔
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。
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
（1）特点
一般为正金字塔形，有可能倒置
（2）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。
（3）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。
五、生态金字塔
2.生物量金字塔：
思考：在什么情况下，生物量金字塔可能是上宽下窄倒置的金字塔形？
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。
五、生态金字塔
3.数量金字塔：
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
营养级
第二营养级
第一营养级
个体数量
昆虫
树
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。
（1）特点
一般为正金字塔形，有时会出现倒金字塔形。
（2）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。
（3）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。
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。
五、生态金字塔
P57 旁栏思考：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？
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
能量在流动过程中总是逐级递减
单位时间内，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
一般生物量(现存生物有机物的总干重)随食物链中营养级的升高而减少
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
五、生态金字塔
4.下图表示一片树林中,树、昆虫和鸟的数量比例关系。下列能正确表示树、昆虫、鸟的能量比例关系的是( )
A B C D
C
1.桑基鱼塘——桑叶养蚕，蚕蛹喂鱼，塘泥肥桑。
2.秸秆还田
3.玉米田除虫
4.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。
六、研究能量流动的实践意义 P58
合作探究：请同学们自主阅读教材P58，小组合作思考下列做法的意义：
六、研究能量流动的实践意义 P58
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—萍—蛙
间作套种
多层育苗
二、研究能量流动的实践意义 P58
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。
实现能量多级利用，从而大大提高能量的利用率
（ 能量利用率≠能量传递效率）
粪便制作沼气
用秸秆作饲料
二、研究能量流动的实践意义 P58
3.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。
稻田除草、除虫等。
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。
6.下图为某生态系统中的能量传递示意图(单位:kJ),下列叙述错误的是 ( )
A. 能量流动是从甲固定的
太阳能开始的,流入该生态
系统的总能量为1250 kJB.从乙到丙的能量传递效率为15%C.将乙和丙的粪便作为有机肥还田,可以提高能量传递效率D.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
C
课堂小结
分析和处理数据
P59 思维.训练
二、研究能量流动的实践意义
1926年，美国一位生态学家研究了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，折算为葡萄糖6687kg。
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。
3.1kg葡萄糖储存1.6×104 kJ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。
分析和处理数据
思维.训练
二、研究能量流动的实践意义
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
2、这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？
2045×1.6×104KJ=3.272×107 KJ
分析和处理数据
思维.训练
二、研究能量流动的实践意义
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？
呼吸消耗能量占固定太阳能的比例为：3.272×107/1.3972×108=23.4％
玉米固定的太阳能总量是：1.07×108+3.272×107=1.3972×108
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%
分析和处理数据
思维.训练
二、研究能量流动的实践意义
温故而知新
1.生态系统的结构包括哪两方面？
2.生态系统的成分有哪些？
3.食物链和食物网的功能
生态系统的组成成分
食物链和食物网（营养结构）
生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量
营养结构、物质循环和能量流动的渠道
1.能量在生态系统中是怎样流动的？
2.怎样理解生态金字塔？
3.研究能量流动有什么实践意义？
本节聚焦
第3章 生态系统及其稳定性
第2节
生态系统的能量流动
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。
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。
流落荒岛
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。
问题探讨 P54
应该先吃鸡，再吃玉米（即选择1），若选择2，则增加了食物链的长度，能量逐级递减，最后人获得的能量较少。
先吃鸡，再吃玉米
我反对，为什么要先吃我
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。
一、能量流动
1.生态系统的能量流动的概念：P54
生态系统中能量的_____、_____、_____和_____的过程。
输入
传递
转化
散失
思考：研究能量流动我们可以采用什么科学方法呢？
能量输入
个体1
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
个体2
储存在体内的能量
呼吸作用散失的能量
个体3……
能量储存
种群
能量散失
能量输入
将这些个体作为一个整体来研究
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。
某营养级
将一个营养级的所有种群作为一个整体
能很好地避免以个体和种群为研究对象带来的不足，提高结果的准确性。
一、能量流动
2.科学方法：P54
研究能量流动的基本思路
二、能量流动的过程
合作探究一：请同学们自主阅读教材P54-55，小组合作思考讨论完成问题。
1.输入生态系统的的能量来源是什么？
2.输入第一营养级的能量有几个去路？分别是什么？
3.植物用于自身生长、发育、繁殖的能量有几个去路？分别是什么？
4.初级消费者摄入的能量全部转化为自身的能量了吗？摄入的能量去路有几个？分别是什么？
5.某一营养级的“粪便”中能量应属于谁的同化量？
6.结合营养级能量的去路，构建出能量流经生态系统的过程模型。
二、能量流动的过程 P55
1.能量流经玉米（第一营养级）过程：
1%
固定(同化)
99%
散失
生产者固定的太阳能
呼吸作用
散失（热能）
用于生长
发育和繁殖
分解者
残枝 败叶
未利用
初级消费者
（植食性动物）
（1）输入生态系统的总能量：
生产者所固定的太阳能
思考：所有生态系统中输入的总能量都只有生产者固定的太阳能吗？
在人工生态系统中，总能量还有人工补充的能量（例如饲料、饵料等）
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
C
二、能量流动的过程 P54
2.能量流经鸡（第二营养级）过程：
思考：鸡吃玉米后能将摄入的玉米全部同化吗？
初级消费者摄入
遗体残骸
呼吸作用
热量散失
初级消费者同化
用于生长、发育和繁殖
次级消费者摄入
分解者利用
粪便
摄入量 = 同化量 + 粪便量
粪便属于上一营养级的同化量
次级消
费者摄入
用于生长发育繁殖
初级消费者同化
初级消费者摄入
散失
呼吸作用
遗体
残骸
分解者利用
散失
呼 吸
作 用
…
粪便
（未同化）
7.下图表示初级消费者能量流动的部分过程,括号中的字母表示能量,初级消费者呼吸散失的能量为b。下列相关说法正确的是 ( )
A.应在B处加上标有细胞呼吸的箭头
B.初级消费者同化的能量为n-a
C.次级消费者摄入的能量为n-a-b
D.B为初级消费者所同化的总能量
B
二、能量流动的过程
3.能量流经人（最高营养级）过程：
思考：最高营养级同化的能量去向有哪些？
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：①呼吸作用散失；分解者利用
分解者利用（呼吸作用散失）
思考：通过以上学习，你能总结出各营养级同化的能量去向有哪些有何共同点呢？
呼吸作用散失
生长
发育
繁殖
分解者（残枝败叶）
下一营养级摄入
生产者固定的太阳能
未被利用
（草根）
散失
粪便
下一级同化量
呼吸作用散失
分解者（遗体残骸）
下一营养级摄入
未被利用
（活体石油煤炭）
同化量=摄入量 - 粪便量
同化量=呼吸散失 + 生长发育繁殖
同化量=呼吸散失 + 下一级 + 分解者 + 未利用
生产者同化量
二、能量流动的过程
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
P60 练习与应用
思考：请尝试构建食物链的能量流动模型。
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
二、能量流动的过程 P55
①能量流动的渠道是 。
②能量散失的途径是各种生物的 (代谢过程)。
③流动过程中能量的转化是太阳能→ → 。
食物链和食物网
呼吸作用
有机物中的化学能
热能
生态系统中的能量流动
P55 思考.讨论
二、能量流动的过程
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。
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。
思考：能量的流动有何特点呢？两营养级之间传递效率为多少呢？
分析赛达伯格湖的能量流动
三、能量流动的特点 P56
思考.讨论
Raymond Lindeman
林德曼（1915-1942）
赛达伯格湖
1941年美国耶鲁大学生态学家林德曼发表了《一个老年湖泊内的食物链动态》的研究报告。他对50万平方米的赛达伯格湖作了野外调查和研究后用确切的数据说明，生物量从绿色植物向食草动物、食肉动物等按食物链的顺序在不同营养级上转移。
植食性动物
62.8
62.8
太阳能
未
固
定
生产者
464.6
分解者
12.5
呼吸作用
96.3
未利用
327.3
293
2.1
18.8
29.3
12.6
肉食性动物
12.6
微量
7.5
5.0
122.6
14.6
三、能量流动的特点
分析赛达伯格湖的能量流动
思考.讨论
思考*讨论1：用表格的形式，将图中的数据进行整理。
流入 呼吸作用 分解者利用 暂未利用 流出 流出/流入
生产者
植食性动物
肉食性动物
464.6
96.3
12.5
293
62.8
62.8
18.8
2.1
29.3
12.6
12.6
7.5
微量
5.0
能量流动过程中逐级递减
三、能量流动的特点
思考*讨论1：用表格的形式，将图中的数据进行整理。
思考*讨论2：计算“流出”该营养级能量占“流入”该营养级能量的百分比。
13.52%
20.06%
能量传递效率 =
下一营养级同化量
上一营养级同化量
×100%
注意：能量在相邻两个营养级间的传递效率为 。
10%～20%
思考.讨论
思考*讨论4：通过以上分析，你能总结出什么规律？
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
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？
各营养级的能量都有一部分通过呼吸作用散失；一部分未被下一营养级利用；一部分被分解者分解。
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。
三、能量流动的特点
P56 旁栏思考：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？
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。如果一个生态系统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。
四、能量流动的相关计算
1.能量传递效率的计算公式：
（1）能量传递效率 =
下一营养级同化量
上一营养级同化量
×100%
（2）在食物网中能量传递效率“最值”计算
正推：知低营养级求高营养级 获能量最多 选最短食物链，按×20%计算
获能量最少 选最长食物链，按×10%计算
逆推：知高营养级求低营养级 需能量最多 选最长食物链，按÷10%计算
需能量最少 选最短食物链，按÷20%计算
两个营养级之间，不是两个体之间
5.下图所示食物网中,E是生产者,共含有7.1×109 kJ 的能量,B的总能量为2.3×108 kJ,从理论上计算A最多获得的能量是 ( )
A.2.84×108 kJ
B.2.38×108 kJ
C.1.41×109 kJ
D.3.05×108 kJ
B
10.下图所示的食物网中,戊的食物有1/2来自乙,1/4来自丙,1/4来自丁,且能量从生产者到消费者的传递效率为10%,从消费者到消费者的传递效率为20%。若戊体重增加20 g,需要消耗植物 ( )
A.1 125 g
B.1 600 g
C.2 000 g
D.6 500 g
C
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 ( )
√
×
√
P60 练习与应用
一、概念检测
9.下图是生态系统的能量流动图解,请回答下列问题。
(1)写出图中A~E所代表的成分。
A. ,B. ,C. ,D. , E. 。
(2)流经生态系统的总能量是 。
(3)在生态系统的能量流动图解中,箭头朝一个方向依次变细,意味着 。
(4)图中F表示 , E的主要作用是 。
(5)生态系统中,能量在逐级流动中的传递效率一般为 。若A的总能量为100%,按最高传递效率计算,第三营养级所获得的能量应是 。
(6)人们研究生态系统中能量流动的主要目的,是设法调整生态系统中的能量流动关系,使能量流向 。
生产者
初级消费者
次级消费者
三级消费者
分解者
生产者(A)所固定的太阳能
能量流动是单向流动、逐级递减的
生物呼吸作用消耗的能量
分解有机物
10%~20%
4%
对人类最有益的部分
情景材料
能量分析 生产者 植食性动物 肉食性动物
输入能量 464.6 62.8 12.6
赛达伯格湖的能量流动数据分析
思考：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？
生态金字塔
能量金字塔
数量金字塔
生物量金字塔
五、生态金字塔
1.什么是能量金字塔？有何特点及意义？
2.什么是生物量金字塔？有何特点及意义？
3.在什么情况下，生物量金字塔可能是上宽下窄倒置的金字塔形？
4.什么是数量金字塔？有何特点及意义？
5.在什么情况下，数量金字塔可能是上宽下窄倒置的金字塔形呢？
6.列表从含义、形状、特点、意义等方面比较三种金字塔的异同。
7.研究能量流动有何实践意义？请举例说明。
合作探究：请同学们自主阅读教材P57-58，小组合作思考讨论完成问题。
五、生态金字塔
1.能量金字塔：P57
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。
能量分析 生产者 植食性动物 肉食性动物
输入能量 464.6 62.8 12.6
肉食性动物
12.6
生产者
464.6
植食性动物
62.8
（1）特点
通常都是上窄下宽的正金字塔形。
（2）原因
能量在流动中总是逐级递减的。
（3）意义
直观的反映出生态系统各营养级间能量的关系。
从能量流动金字塔可以看出：营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多。
五、生态金字塔
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。
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
（1）特点
一般为正金字塔形，有可能倒置
（2）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。
（3）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。
五、生态金字塔
2.生物量金字塔：
思考：在什么情况下，生物量金字塔可能是上宽下窄倒置的金字塔形？
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。
五、生态金字塔
3.数量金字塔：
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
营养级
第二营养级
第一营养级
个体数量
昆虫
树
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。
（1）特点
一般为正金字塔形，有时会出现倒金字塔形。
（2）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。
（3）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。
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。
五、生态金字塔
P57 旁栏思考：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？
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
能量在流动过程中总是逐级递减
单位时间内，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
一般生物量(现存生物有机物的总干重)随食物链中营养级的升高而减少
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
五、生态金字塔
4.下图表示一片树林中,树、昆虫和鸟的数量比例关系。下列能正确表示树、昆虫、鸟的能量比例关系的是( )
A B C D
C
1.桑基鱼塘——桑叶养蚕，蚕蛹喂鱼，塘泥肥桑。
2.秸秆还田
3.玉米田除虫
4.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。
六、研究能量流动的实践意义 P58
合作探究：请同学们自主阅读教材P58，小组合作思考下列做法的意义：
六、研究能量流动的实践意义 P58
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—萍—蛙
间作套种
多层育苗
二、研究能量流动的实践意义 P58
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。
实现能量多级利用，从而大大提高能量的利用率
（ 能量利用率≠能量传递效率）
粪便制作沼气
用秸秆作饲料
二、研究能量流动的实践意义 P58
3.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。
稻田除草、除虫等。
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。
6.下图为某生态系统中的能量传递示意图(单位:kJ),下列叙述错误的是 ( )
A. 能量流动是从甲固定的
太阳能开始的,流入该生态
系统的总能量为1250 kJB.从乙到丙的能量传递效率为15%C.将乙和丙的粪便作为有机肥还田,可以提高能量传递效率D.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
C
课堂小结
分析和处理数据
P59 思维.训练
二、研究能量流动的实践意义
1926年，美国一位生态学家研究了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，折算为葡萄糖6687kg。
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。
3.1kg葡萄糖储存1.6×104 kJ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。
分析和处理数据
思维.训练
二、研究能量流动的实践意义
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
2、这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？
2045×1.6×104KJ=3.272×107 KJ
分析和处理数据
思维.训练
二、研究能量流动的实践意义
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？
呼吸消耗能量占固定太阳能的比例为：3.272×107/1.3972×108=23.4％
玉米固定的太阳能总量是：1.07×108+3.272×107=1.3972×108
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%
分析和处理数据
思维.训练
二、研究能量流动的实践意义