资源简介

(共44张PPT)
选择性必修2
第3章生态系统及其
稳定性
第2节生态系统的能量流动
高中生物学 第2课时生态金字塔和研究能量
流动的实践意义
(2019人教版)
生 态 金 字 塔
生态金字塔
1.能量金字塔
(1)概念：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。
(2)意义： 直 观地反映出生态系统各营 养级间能量的关系。
(3)特点：呈 上窄下宽的金字塔。
第四营养级
第三营养级
第二营养级
第一营养级
生态金字塔
2.数量金字塔
特 点 ：
可以是上窄下宽的金字塔形； 也可以是上宽下窄倒置的金 字塔形
营养级
第三营养级
第二营养级
第一营养级
营养级
第三营养级
第二营养级
第一营养级
个体数量
鸟
昆 虫
树
鼬 鼠 草
个体数量
3.生物量金字塔
特 点 ：
一般是上窄下宽的金字塔形；
也有倒置的金字塔形：
特例：海洋生态系统中，由于 生产者(浮游植物)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。
营养级
第四营养级
第三营养级
第二营养级
第一营养级
生态金字塔
干 重g/m
1.5
11
37
809
合作探究
如图是某一湖泊的能量金字塔，回答下列问题。
(1)A、B 、C 、D 分别代表哪个营养级
第四营养级、第三营养级、第二营养级、第一营养级。
(2)D层生物是否是一个种群
D 层生物代表第一营养级的所有生物，是一个种群或若干种群。
(3)能量金字塔体现了生态系统能量流动的什么特点
逐级递减。
(4)能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔一定是下宽上窄的金字塔形吗 举 例说明或说明原因。
能量金字塔通常是下宽上窄的金字塔形， 个别人工生态系统的能量金字塔是上 宽下窄倒置的金字塔形， 如城市生态系统。生物量金字塔大多是下宽上窄的金 字塔形，但海洋生态系统中，浮游植物个体小，世代周期短，又不断被捕食，
因而某一时间调查到的生物量可能低于浮游动物的生物量，出现上宽下窄倒置 的金字塔形。当生产者个体比消费者个体大得多时，数量金字塔经常是倒置的。
【学以致用】
1. (多选)(2024 ·江苏常州市高二月考)研究生态系统的能量流动，生态金字塔是一 种直观的表示方式，其可以表示生态系统各营养级之间的某种数值关系。下列 相关叙述错误的是(BD )
A.数量金字塔呈现倒置的现象可能与生物个体体型的大小有关
B.生态金字塔中最底层代表的是生产者，最顶层代表的是分解者
C.生物量金字塔出现倒置的原因可能是生产者的生活周期很短
D.能量金字塔不会出现上宽下窄倒置的金字塔形
甲 丙 丁
A.树→虫→鸟的数量金字塔和能量金字塔可分别用图甲和图丙表示
B.图丁不能表示能量金字塔与能量流动具有逐级递减的特点有关
C.生态金字塔中，每一种生物只能属于一层，每一层都不含分解者
D.生态金字塔中每一层代表一个营养级，图中“1”代表第一营养级
【学以致用】
2.如图所示为自然界可能出现的4种生态金字塔。下列相关叙述错误的是( C )
3
2 l
3
2 l
3
2 l
3
2
1
研究能量流动的实践意义
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；
例如，间作套种、多层育苗、稻——萍——蛙等立体农业
稻—萍一蛙
多层育苗
间作套种
研究能量流动的实践意义
2.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学地规划和设计人工 生态系统，使能量得到最有效的利用；实现了对能量的多级利用， 提 高能量的利用率。
例如，秸秆喂牲畜；粪便制作沼气；沼渣田肥
*能量的利用率≠能量的传递效率
粪便制作沼气
用秸秆作饲料
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。
例如，合理确定草场载畜量，麦田除草、除虫
农作物 个 沼气池 饲料 粪肥 沼渣
家禽、家畜
食用菌
合作探究
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。
饲料
农 作 物 家禽、家畜
粪肥
秸 秆
沼渣沼液作肥料
(含微生物)
图b
人
图a
菌渣等
燃 料
合作探究
(1)分析这两幅图，完成这两个生态系统的能量流动图解。
图a:太阳能 农作物 家禽、家畜
人
人
(2)分析能量流动图解，总结图b所示生态系统的优势。
实现了能量的多级利用，提高了能量的利用率。
图b: 太阳能[农作物
沼气池
(含微生物)
家禽、 家畜
食用菌
合作探究
2.从生态系统的能量流动的角度分析“板栗—茶树立体农业”“ 果树— 蘑菇立体农业”的意义
“板栗—茶树立体农业"可增大流入生态系统的总能量。 “果树—蘑菇 立体农业”可实现能量的多级利用，提高能量的利用率。
3. “猪粪制沼气”“猪粪肥田”,是否都能实现能量的多级利用，提高 能量的利用率
“猪粪制沼气”能实现能量的多级利用，提高能量的利用率。 “猪粪肥 田”不能实现能量的多级利用，不能提高能量的利用率。
4.从能量流动的角度分析，稻田除草、除虫的意义是什么
合理地调整生态系统的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最 有益的部分。
能量传递效率与能量利用率的比较
(1)能量传递效率：能量在沿食物链流动的过程中，逐级递减，若以“营养 级”为单位，能量在相邻两个营养级之间的传递效率为10%～20%。
(2)能量利用率
①一般指流入最高营养级(或人类)的能量占生产者固定总能量的比值。
②一般来说，食物链越短，能量利用率越高。
③有时考虑分解者的参与，使营养结构更复杂，以实现能量的多级利用， 从而提高能量的利用率。
归纳提升
【学以致用】
3.茶树菇味道鲜美，常生长在油茶树枯朽的树桩上。某林场尝试在树下套种 茶树菇，并用桐树、柳树、杨树脱落的枝叶制作培养基。下列相关叙述正 确的是( B )
A.油茶树枯朽树桩中的能量不属于油茶树的同化量
B.生长在油茶树树桩上的茶树菇属于生态系统中的分解者
C.套种措施可以提高树木和茶树菇对阳光等资源的利用率
D.该林场提高了能量的传递效率，实现了能量的多级利用
A.用残渣来培育食用菌和蛆，提高了能量的利用 率
B.用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇，可增加经 济效益
C.用蛆的排泄物作为有机肥还田，使能量能够循 环利用
D.离开人的管理，该生态系统仍可以正常运转
【 学 以 致 用 】
4.(多选)设计人工生态系统的常用方法之一是给食物链(网)“加环”,如图就是
一种“加环”示意图，据图判断下列有关叙述正确的是( AB )
人
玉米- 残渣 食用菌 农作物
玉米芯残渣
木糖醇 蛆 饲料 禽畜
随堂检测
1.生态金字塔可用来表示生态系统中不同营养级的个体数量、生物量和能量等
的数量关系。下列叙述错误的是( D )
A.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
B.生物量金字塔倒置的原因可能是生产者生活周期很短
C.生态金字塔中每个营养级的生物不一定都属于同一食物链
D.各营养级之间的某种数量关系的生态金字塔就是数量金字塔
随堂检测
2.(多选)如图表示某生态系统的某种生态金字塔， I~IV 表示不同营养级，I 中
含有生产者。下列相关叙述错误的是( BC )
A.图中Ⅱ、Ⅲ营养级中可能存在同种生物
B.生物量金字塔的每一层表示单位时间内每个营养 级所容纳的物质总量
C.能量金字塔通常是上窄下宽的金字塔，这主要体 现了单向流动的特点
D.生态金字塔说明人类的活动必须遵循自然规律才 能实现可持续发展
错误的是( D )
A.图中1、2、3分别表示食物链或食物网中的 一个营养级
B.甲和乙均可表示数量金字塔
C.自然生态系统的能量金字塔只能用乙来表示
D.乙中的1越宽，能量传递效率就越高
随堂检测
3.(2024 ·江苏徐州期末)甲、乙是某同学绘制的生态金字塔示意图，下列相关叙述
3
2
l
3
2
1
甲
随堂检测
4.农民为提高农业产量采取了很多手段，根据能量流动特点进行分析，下列叙述
正确的是( B )
A.人工除草是为了减少营养级，从而降低能量传递过程中能量的损失
B.使用农药消灭害虫是为了使能量尽可能多的流向对人类最有益的部分
C.适当降低温室大棚的夜间温度是为了提高农田生态系统的能量输入
D.对农田施肥为生态系统中的农作物额外补充了能量，从而提高农业产量
A. 图中位于第二营养级的生物有螺、昆虫、鸭
B.鸭和螺之间是捕食与种间竞争关系
C.该生态系统中鸭所同化的能量来自生产者固 定的太阳能和饲料中的化学能
D.拔去田地中的杂草可以提高生态系统的能量 传递效率
随堂检测
5.如图是近年在某地试验成功并大范围推广的生态农业模式，下列有关此生态系
统的叙述中，错误的是 ( D )
昆虫
水稻
饲料
鸭
水 土壤
二 微 生 物
野草
螺
研究能量流动的实践意义
1.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
-0
2.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 ， 实现了对能量的多级利用，提高能量的利用率
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。
太阳能
水稻 杂草
害虫
害 虫
鸭
鸭
能量流动规律在生产中的应用
太阳能
水稻 萍 杂草
害虫
杂草 益虫 人
益虫 人
太阳能
益虫
水稻
人
太阳能
水稻
秸杆
焚烧
人类
能量流动规律在生产中的应用
水稻秸秆养殖蘑菇、生产沼气
传统农业对能量的利用
用秸秆作饲料
粪便制作沼气
牛 粪
一级利用
稻谷
饲料
秸秆喂牲畜，粪便制作沼气；秸秆养殖蘑菇、生产沼气；沼 渣肥田：实现能量多级利用，从而大大提高能量的利用率
*能量的利用率≠能量的传递效率
太阳能
水稻
秸杆
焚烧
人类
能量流动规律在生产中的应用
沼气池 粪
三级利用
食用菌→ 菌渣 猪、羊
牛 粪
一级利用
稻谷
三 级 利 用
二 级 利 用
饲料
(1)研究生态系统的能量流动，可以帮助人们在设计人工生态系
统时将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系
统的总能量以及充分考虑 能量 的有效利用。例如：“桑基鱼塘” 和“稻田养鱼”等生产模式大大提高了能量的 利用率_。
例如，间作套种、多层育苗、稻——萍——蛙等立体农业
能量流动规律在生产中的应用
稻—萍—蛙
间作套种
多层育苗
稻田养鱼
能量流动规律在生产中的应用
(2)研究生态系统的能量流动，合理地优化生态系统中的能量流 动关系，使能量_持续高效地流向对生产有益的部分 ，可以使农 业生产获得更大的效益。例如：划区轮牧、农田捉虫、除草等。
判断正误
(1)由于能量在流动的过程中逐级递减，所以营养级越高，该营 养级的总能量及生物的数量就会越少( )
(2)拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向，提高生态 系统的能量传递效率( )
(3)利用农作物秸秆培育蘑菇，实现了生态系统中能量的循环利 用( )
(4)研究能量流动，可调整能量流动关系，使生产者固定的能量 全部流向人类( )
易错警示
(1)可以实现能量的多级利用，但不能实现能量的循环利用。
(2)可以人为提高能量的利用率，但不能提高能量的传递效率。
核心探讨
如图为某一生态农业系统模式图，据图回答问题：
排泄物、杂屑(肥料)
秸秆残余物
秸秆 粪屑
籽实 作物 家畜 杂 屑蚯蚓
产品输出 产品输出 产品输出
(1)此生态系统的能量金字塔为上窄下宽的正 金字塔形。
(2)流经此生态系统的总能量为作物固定的太阳能。
太阳辐射
秸秆 粪屑 杂屑
籽实 作物 家 畜 蚯蚓
产品输出 产品输出 产品输出
否。每一级都获得产品，充分实现了物质的再利用和能量的多级利
用，但能量是逐级递减的，不能循环利用。
核心探讨
(3)每一级生产环节都获得产品，提高了生态经济效益，这是否意 味着物质和能量可循环利用 为什么
排泄物、杂屑(肥料)
秸秆残余物
太阳辐射
核心探讨
(4)与自然生态系统相比，食物链延长，能量逐级损耗，系统总 能量利用率如何变化 能量传递效率如何变化
排泄物、杂屑(肥料)
产品输出 产品输出 产品输出
题中延长的食物链使原来作为废弃物的能量得到了利用，提高了 能量的利用率。能量传递效率是相邻两个营养级同化量之比，为 10%～20%,这是不能改变的。
秸秆 粪屑 杂屑 作物
秸秆残余物
太阳辐射
蚯 蚓
籽实
树 1500000 kJ 8690kJ
a b C
A.描述生态系统中各营养级之间的关系最好用b的形式
B.一个相对稳定的森林生态系统会出现生产者数量少于消费者数量的现象
C. 相对稳定的生态系统需要持续接受外部的能量输入
D.图c中的生产者与初级消费者之间的能量传递效率为10%～20%
典题应用
3.如图a、b、c 分别是某森林生态系统的生物数量金字塔、某 草地生态系统的能量金字塔和某浮游生物群落的能量金字塔。 下列分析不正确的是 D
鼬鼠和白鼬 4000 kJ
鸟 35000 kJ
昆虫 200000 kJ
12kJ
142 kJ
分解者 936kJ
典题应用
4. (2021 ·承德调研)鲢鱼、鳙鱼、草鱼、青鱼为我国淡水养殖的“四大 家鱼”,它们在水体中分层分布，且摄食的食物存在较大差异，可混 合饲养。某人工鱼塘混合饲养了四大家鱼，下列有关叙述错误的是
A.四大家鱼都属于人工鱼塘生态系统中的消费者 D
B.四大家鱼在水体中的分层分布构成群落的垂直结构
C.输入该人工鱼塘的总能量大于生产者固定的太阳能
D.混合饲养能提高空间和饵料的利用率，提高能量传递效率
05
能量传递效率相关计算
能量传递效率有关计算
题型一
由低营养级能量求高营养级能量(能量传递效率未知)
1.在“草→食草的昆虫→蜘蛛→蟾蜍→蛇→猫头鹰”这条食物链， 设流经这条食物链的总能量为1kJ, 按最高传递率计算，猫头鹰 所得能量最多为 kJ;最少为 kJ
2.如果A增重10000 kg,
C最多增加 千克，最少增加 千克
方法：多条食物链，
获得能量最多：选最短_食物链；按×20%计算 获得能量最少：选最长_食物链；按×10_%计算
能量传递效率有关计算
能量传递效率有关计算
题型二
由高营养级能量求低营养级能量(能量传递效率未知)
1. 在“浮游植物 →浮游动物 →鱼”这条食物链中，如果鱼要增加100kg体重，那 至少需要浮游植物的重量为:： ; 最多需要浮游植物的重量为： _
方 法 ：
在一条食物链中，则第n营养级生物每增加1 kg体重：
少”需要消耗的生产者的量：
多”需要消耗的生产者的量：
①“至
②“最
能量传递效率有关计算
2.右图表示某生态系统食物网的图解，猫头鹰体重每增加1kg,
至少消耗A约 ( ) kg, 最多需要消耗A约 ( ) kg
方 法 ： 多 条食物链，
需最少能量：选最短食物链；按÷20%计算
需最多能量：选最长食物链；按÷10%计算
能量传递效率有关计算
题型三
关于“定 值”的计算：在食物网中，某一营养级同时从上一个营 养级的多种生物中按一定比例获取能量，则按照单独的食物链 进行计算后再合并
1.有一食物网如图所示。如果能量传递效率为10%,各条食物链
传递到D的能量相等，则D同化1 kJ的能量，A最少需同化的能量
为( )KJ
能量传递效率有关计算
2. 若某生态系统中生物种群及相互间的食物关系如图所示，设 E种群干物质中蕴藏的能量为1×1010kJ, B种群干物质中蕴藏的 能量为2×108 kJ, D种群干物质中蕴藏的能量为2.5×108kJ, 当 A只捕食C 时，能量传递效率按20%计算，则A 的能量值是
o D
E B
→C
4.某生态系统中存在如图所示的食物网，如将C的食物比例由 A →C
A:B=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C的数量是原来的 倍
3.在下图的食物网中，如果C从B、F中获得的能量比为3:1, C
增重1kg, 则最少需要消耗A kg
能量传递效率有关计算
科学规划、设 计人工生态系
统，使能量得 到最有效利用
合理地优化生 态系统中的能 量流动关系，
使能量持续高 效地流向对生 产有益的部分， 可以使农业生 产获得更大的 效益
单向流动、逐级递减，能 量传递效率为10%~20%
数量金字塔
生物量金字塔
能量金字塔
生产者固定的能量
食物链和食物网
太阳能→化学能→热能
热能形式
输入
过程 传递 途径
转化
散失
生态系统的能量流动
生态金字塔
特点

展开更多......

收起↑