(共25张PPT)
第2节生态系统的能量流动
人教版（2019）
高中生物
问题探讨:假如你像小说中的鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，除了饮用水之外没有任何食物。你随身带的食物只有一只母鸡、15Kg玉米。
策略：
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。
生态系统的能量流动
通过两种策略的分析，问题的关键点是怎样使人获得更多的能量，持续更长时间。
概念：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。
研究能量流动的基本思路
能量输入
种群
能量散失
能量储存
1、小草的能量来自哪里?
一、能量流动的过程
2、照射在草地上的太阳能都被小草吸收了吗?小草吸收了光能，光能发生了什么变化？
3、小草固定的太阳能,
有哪些去向?
兔子
老鹰
草
呼吸作用
残枝败叶等
分解者
同化量
=
摄入量—粪便量
未固的能量
同化量
初级消费者
摄入
用于生长
发育和繁殖
次级消费者
摄入
呼吸
遗体
残骸
初级消费者
同化
分解者利用
粪便
（未同化）
呼吸
热能散失
…
...
能量在第二营养级中的变化
热能散失
以此类推完成以下关系图
次级消费者摄入
同化
呼吸作用散失
三级消费者摄入
残骸等给分解者分解
未同化（粪便）
储存在有机物中
呼吸以热能形式散失
储存在生物体
内的有机物中
被下一营养级同化
遗体残骸，下一营养级粪便
被分解者利用
能量输入
（即同化量）
某个营养级
生态系统中某一营养级的能量流动过程:
生态系统的能量流动图解:
生产者
(植物)
呼吸
初级消费者
(植食动物)
呼吸
次级消费者
(肉食动物)
呼吸
分
解
者
…
呼吸
三级消费者
(肉食动物)
呼吸
请讨论:
流经某生态系统的能量能否再回到
这个生态系统中来?
不能。能量在生态系统中的流动，很大部分被各个营养级的生物利用，通过呼吸作用以热能的形式散失。散失到空间的热能不能再回到生态系统参与流动。因为至今尚未发现以热能作为能源合成有机物的生物。
营养级
输入能量
流出能量
(输入后一营养级)
(传递效率)
生产者
植食性动物
肉食性动物
?
?
464.6
62.8
13.5%
62.8
12.6
20.0%
12.6
二、能量流动的特点
(4)通过以上分析,你能总结出什么规律?
13.5％,
20％
10％～20％
a.下一个营养级不能利用的能量。 如：草根
b.下一个营养级能利用而未利用的能量。
如：羊不能吃完所有的草
(1)第二营养级获得第一营养级(生产者)所同化
能量的百分比是多少?第三营养级获得第二
营养级百分比呢?
(2)能量在相邻的营养级之间的传递效率在多大
范围内?
(3)上图中“未利用的能量”是指哪些能量呢？
62.8
12.6
×
100％
=
20.06％
62.8
464.6
×
100％
=
13.52％
二、能量流动的特点
第一、单向流动：
食物链各个营养级的顺序是不可逆的，而各个营养级的能量总是以呼吸散失热能。即必须源源不断地输入，又不断地散失。
第二、逐级递减,
传递效率为10％～20％.
逐级递减的原因：自身呼吸消耗、被分解者分解、未被下一个营养级利用。
什么是能量金字塔?
根据单位时间内各个营养级所得到的能量数值绘制成图，可形成一个金字塔图形
三、能量金字塔
从中可以看出，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。生态系统中能量流动一般不超过4—5个营养级。
数量金字塔
能量金字塔
昆虫
鸟
树
1树
＞1000昆虫
若干
只鸟
1树
生物量金字塔
生物量金字塔，理论上沿食物链每个营养级的生物量也逐级减少。
四、研究能量流动的实践意义：
1.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统，实现能量的多级利用，提高能量的利用效率。
2.研究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。
我国古代就已发展出”桑基鱼塘“生产方式：利用桑叶喂蚕，蚕沙养鱼，鱼塘泥肥桑，在桑、蚕、鱼之间形成良性循环。古人在设计这种农业生产方式时，不一定清楚其中的科学道理，请从生态系统能量流动特点出发，分析这种设计的合理性。
问题探讨结果
1.先吃鸡再吃玉米
采用策略1
原因：先吃鸡，较少了鸡的消耗，缩短食物链获得的能量更多，持续时间更久。
能量流动
概念：
生态系统中能量的输入、传递、转化
和散失的过程
过程
能量的源头：
流经生态系统的总能量：
生产者固定的
太阳能的总量
途径：食物链和食物网
特点
单向流动：
逐级递减：
沿食物链方向由低营养级流向下一营养级
能量金字塔
能量沿食物链流动过程中逐级递减；传递效率10%~20%。
研究意义
调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类最有益的部分
太阳能
课堂小结
1、在草原上，牛以草为食，蜣螂以牛粪为食,假设牛同化的能量为105kJ思考：被牛同化的能量中约有多少流入蜣螂？(
)
A．0kJ
B．10.5
kJ
C．21kJ
D．介于10.5kJ和21kJ之间
A
课堂练习
2.流经生态系统的总能量是(
)
A.
照射到该生态系统内所有植物体
叶面上的太阳能
B.
射进该系统的全部太阳能
C.
该系统全部生产者所固定的太阳
能的总量
D.
生产者传递给消费者的全部能量
C
课堂练习
课堂练习
3、当一条蛇捕食了一只青蛙后，蛇从该青蛙捕获了多少能量，下列叙述正确的是（
）
A．10%-20%之间
B．蛇破坏了生态平衡
C．青蛙不能适应环境
D．青蛙的大部分能量流向了蛇
D
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3.2生态系统的能量流动
教学设计
课题
3.2生态系统的能量流动
单元
选择性必修2
学科
生物
年级
高中
教材分析
本节课是人民教育出版社出版的选择性必修2《种群与环境》中第3章第2节的内容，需1课时完成。本节内容包括生态系统中能量流动的过程，能量流动的特点和研究能量流动的意义三部分。由于本节课在八年级下册中已经有所学习，故内容较容易掌握，但本节内容在课程标准的要求是分析生态系统中能量流动的基本规律及其应用，要求学生在掌握本节内容的基础上，分析和解决生活中的实际问题，具有较高难度。本节与其他内容的联系，第4章种群与群落，以及生态系统的结构是学习本节的基础，同时与新陈代谢中能量的变化即光合作用，呼吸作用有一定联系，又直接与物质循环和生态系统的稳定性相关。
学习目标与核心素养
一、知识目标：1.通过实例数据分析，尝试应用模型方法分析生态系统的功能，建立生态金字塔，表征食物网各营养级之间在个体数量、
生物量和能量方面的关系。2.从生态系统整体出发，分析具体的生态系统内各成分之间的关系，归纳研究生态系统能量流动的意义。进一步强化生态系统的结构与功能观、能量观与系统观。3.利用生态系统的能量流动规律，对其合理改造，使人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。在参与构建生态系统的过程中，提升参与社会生活的意识。二、能力目标：(1)、通过引导学生定量地分析某个具体生态系统的能量流动过程和特点，培养学生分析、综合和推理的思维能力。⑵、指导学生构建能量流动的概念模型、物理模型，培养学生的分析整合能力。三、情感目标：过能量流动过程中分析来源和去路，认同能量流动遵循能量守恒定律。生命观念：1、通过数据构建种群增长的数学模型，并总结构建方法；2、说出种群数量变化的两种曲线。科学探究：
探究能量流动模型的构建科学思维：亲身体会模型构建过程，培养科学思维能力社会责任：利用生态系统能量流动的原理，在农业生产中获得更多受益
重点
生态系统能量流动的意义
难点
利用生态系统能量流动规律，从系统的角度分析并提出科学有效利用生态系统资源的改进措施。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
课件展示问题：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以外，几乎没有任何食物。你随身尚存的食物只有一只母鸡、15kg玉米。讨论：你以为以下那种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援：先吃鸡，再吃玉米。先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。给同学们思考1分钟时间，请某学生选择某个方案，并解释原因，并请有不同方案的学生解释方案2。反驳观点：蛋是由玉米转化而来，但是在转化的过程中，能量是有消耗的。此问题涉及到了本节课的内容“能量流动”。
学生讨论、思考、回答
设置情景联系实际，引起学生学习的兴趣。提出问题，调动积极性，引发学生思考及对新知识的探索
新课讲授一能量流动概念二、能量流动的过程
通过上面问题的探讨，两个方案的关键点是如何获得更多的能量，才能维持更多时间。概念：生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、输出、传递和散失的过程。一、能量流动的过程多媒体出示食物链：草
兔子
鹰设置问题：食物链中草从哪获得能量？能量在草的体内发生了什么变化？兔子和鹰又从哪获得能量，在其体内能量如何变化？动植物遗体中存留的能量最终怎样变化？利用三张白纸代表草、兔、鹰并板图一条食物链。将食物链每个个体的能量流动情况通过种群的概念拓展到营养级的能量流动情况。进一步拓展到能量流经一个完整的生态系统的过程。利用黑板图示引导学生生成概念模型图，并用语言表述能量流动的过程。提示：第一营养级与第二、第三营养级能量的流动情况有何不同？完善板图并总结能量流动过程和概念。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？2、流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来？由对生态系统能量流动的概念联系到对生态系统能量流动特点的感性认识，从而引出林德曼对是赛达伯格湖能量流动的定量分析。学生经独立思考后分组讨论食物链中每个个体的能量流动情况。在白纸上画出食物链上每个环节的能量流动情况。选1名同学上台分别画出草、兔子和鹰的能量流动情况。仔细观察黑板图示，结合课本阅读，尝试用自己的语言描述能量流动的过程学习“思考与讨论”的素材，并进行小组讨论并相互点评。
思考讨论回答小组汇报评价
设置悬念，引起学生的好奇心，活跃课堂气氛。设计意图:
通过学生的自主、合作学习，教师的点拨，学生理解了能量流经各个具体的不同个体的去向,再总结能量流经一个种群的模式图，由感性知识上升到理性知识，符合学生的认知规律，让学生学会学习，也为学习能量流经生态系统打下基础;通过质疑加深对重点内容的认识和理解。
三、分析生态系统能量流动的特点
展示：赛达伯格湖的能量流动图解。根据教学目标设计相关数据的计算，引导学生用数据来分析能量流动的特点，并分组展示。在学生归纳的基础上，阐述生态系统能量流动具有的两个特点。要求学生小组合作完成：1、请用表格的形式，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”整理成一份清单。2、分析每一营养级上能量的
“流入”
和
“流出”
是否平衡。3、分析流到下一营养级的能量占流入该营养级能量的百分比。4、流入某一营养级的能量，为什么不能百分之百地流到下一个营养级？小结：林德曼的研究发现生态系统的能量流动在数值上和方向上具有两个明显的特点。单向流动，逐级递减相邻两个营养级之间的能量传递效率为10%—20%。师生互动突出重点，突破难点，让学生对能量的流动过程及特点有透彻的理解，同时培养学生分析数据、解读数据和处理数据的能力
学生在讨论、分析和解决问题
以问题为主线组织课堂教学，以指导学生主动学习为核心，注重培养和提高学生的学习能力、创新精神和实践能力。让的过程中，领悟知识、学习方法、学会创新。。
根据数据分析总结能量流动的特点
总结特点
四、能量流动的意义
我国古代就已发展出”桑基鱼塘“生产方式：利用桑叶喂蚕，蚕沙养鱼，鱼塘泥肥桑，在桑、蚕、鱼之间形成良性循环。古人在设计这种农业生产方式时，不一定清楚其中的科学道理，请从生态系统能量流动特点出发，分析这种设计的合理性。从中分析出能量流动的实践意义师生一起得出能量流动两方面的意义再回问题探讨教师引导学生根据能量流动的学习从1、2两个策略中选出策略1更适合维持更长时间。
倾听学习分析得出结论实际问题得到解决
学以致用深刻体会能量流动过程回应开头得出结论
课堂小结
板书
第二节
生态系统的能量流动一、生态系统能量流动的过程能量的源头：太阳能流经生态系统的总能量：生产者固定的太阳能途径:食物链（网）概念:能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失过程二、生态系统能量流动的特点单向流动：不可逆，不循环逐级递减：能量传递效率10%～20%
能量金字塔
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精品试卷·第
2
页
（共
2
页）
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