高中生物人教版 (2019)选择性必修2第2节 生态系统的能量流动说课ppt课件

这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修2第2节 生态系统的能量流动说课ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了课前自主预习案，课堂互动探究案，传递转化，太阳能，生产者，食物网，有机物中的化学能，化石燃料，初级消费者同化，发育和繁殖等内容，欢迎下载使用。
知识梳理·填准记牢——自主·预习·先知一、能量流动的概念和过程阅读教材P54～55，完成下列填空：1．概念：生态系统中能量的________________和散失的过程。
2．能量流动的环节和过程(1)四个环节
(2)能量流经第二营养级的过程
①初级消费者摄入量＝初级消费者同化量＋初级消费者粪便量。②初级消费者同化能量＝______________________＋________________________。③用于生长、发育和繁殖的能量＝___________________________＋______________________。④粪便量是上一营养级的能量。
用于生长、发育和繁殖的能量
通过遗体残骸被分解者利用的能量
被下一营养级摄入的能量
(3)能量流动的过程①写出图中甲、乙、丙、丁、戊代表的内容：甲：________，乙：___________，丙：__________，丁：________，戊：________。②据图分析食物链中甲营养级能量的去向：a.通过自身________以________的形式散失。b．被___________同化。c．残枝败叶等被________分解。d．未被利用。
二、能量流动的特点阅读教材P56～57，完成下列填空：1．特点(1)________：沿食物链由低营养级流向高营养级，不可________，也不能________流动。(2)________：①能量在沿食物链流动的过程中________。②营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就________，生态系统中的能量流动一般不超过________个营养级。
三、研究能量流动的实践意义阅读教材P58～59，完成下列填空：1．帮助人们将生物在时间、空间上进行________，增大流入某个生态系统的总能量。2．帮助人们科学地规划、设计___________，使能量得到________的利用。3．帮助人们合理地调整生态系统中的________关系，使能量持续高效地流向对人类________的部分。
知识应用·强化落实——效果·检测·定向1.连一连
2．判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)能量通过光合作用和化能合成作用输入生态系统，通过呼吸作用输出生态系统。(　　)(2)生态系统中的能量流动是单向的。(　　)(3)能量只能沿着食物链传递，捕食关系是不能逆转的。(　　)(4)能量流动是逐级递减的，其原因是一部分能量未被下一营养级利用，一部分能量以热能的形式散失，还有一部分能量被分解者利用。(　　)(5)生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大。(　　)
解析：(6)能量在生态系统的食物链中是以化学能的形式流动。
(6)能量在生态系统的食物链中是以热能的形式流动的。(　　)(7)生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量。(　　)(8)生态系统中能量的初始来源只有太阳能。(　　)(9)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。(　　)(10)农业生态系统中，沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用。(　　)
解析： (8)生态系统的能量来源主要为太阳能，也可源自某些无机物氧化分解释放的能量，如硝化细菌、硫铁细菌等化能自养型生物。(10)沼液和沼渣可以为农作物提供肥料，沼气池发酵产生的沼气又能成为人类的能源物质，实现了能量的多级利用，而能量不能循环利用。
课程标准1.分析生态系统中的能量在生物群落中单向流动并逐级递减的规律。2．举例说明研究生态系统中能量流动规律，人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。3．解释生态金字塔表示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。 
素养达成1.通过分析生态系统的能量流动的过程，建立生命系统的能量观。(生命观念)2．分析能量流动过程，归纳总结能量流动特点，形成科学思维的习惯。(科学思维)3．通过总结研究能量流动的实践意义，形成学以致用，关注生产生活的态度。(社会责任)
设疑激趣大草原上主要的生产者就是小草，草原上几乎所有的动物都是由小草养活的，没有小草，也就不会有兔子和鹰。现在小草有问题要问了：①我们的能量来自哪里？②照射在草地上的太阳能都被我们吸收了吗？③我们吸收了太阳能后，这些能量有哪些去向？今天我们共同学习生态系统的能量流动。
夯基提能·分层突破——互动·探究·智涂学习主题一　能量流动的过程师问导学活动1　呼伦贝尔草原上的鹰捕食兔子，存在一条食物链：草→兔→鹰。草原上生产者主要是草，草原上几乎全部动物都是直接或间接由草养活，那么草的能量来自哪里？它的能量又是经什么途径传递给其他动物的？
提示：草的能量来自太阳光能。传递途径为食物链或食物网。
活动2　观察玉米的能量流动图示填空
1．A是通过________完成的，该过程使________转化成________能，以________的形式储存在玉米体内。2．B通过________作用为生长发育提供能量，这个过程产生的能量大部分以________能的形式散失掉了。3．C过程中，枯枝落叶中的有机物被________分解为无机物，能量被释放。4．D是指部分能量被鸡通过________摄入体内，最终同化为自身的能量。
活动3　如图表示能量流经第二营养级示意图，请据图思考下列问题：
1．摄入量(a)和粪便量(c)、初级消费者的同化量(b)之间具有怎样的等量关系？  2．初级消费者的粪便中的能量属于哪个营养级的能量？第三营养级的粪便中的能量呢？  3．初级消费者同化的能量又有几个流向？
提示：摄入量(a)＝粪便量(c)＋同化量(b)。
提示：初级消费者的粪便中的能量属于第一营养级的能量，第三营养级的粪便中的能量属于第二营养级的能量。
提示：三个：自身呼吸作用散失、被分解者利用和流向下一营养级。
智涂笔记易错易混：(1)摄入量≠同化量①摄入量：指动物取食的总量，可以理解为动物的食物总量。②同化量：指动物经过消化和吸收后转化为自身的能量。③关系：同化量＝摄入量－粪便量同化量才是真正流经该营养级的总能量。粪便中的能量不是该营养级的能量，而是上一个营养级的同化量的一部分。如羊吃草，羊粪便中的能量是草同化的能量，并不属于羊同化的能量。(2)能量的输入并非只有光合作用能量的输入过程，绝大部分是通过绿色植物的光合作用进行的，但在极少数特殊空间，如深海热泉口生态系统中，是通过特殊细菌的化能合成作用完成的。
名师提醒：1．某一个营养级的能量在一定时间内的去路(1)自身呼吸作用消耗；(2)流入下一营养级；(3)被分解者分解利用；(4)“未利用”(指未被自身呼吸作用消耗，也未被下一营养级和分解者利用)。
2．能量流动的一个流程图和三个关系式(1)摄入量＝同化量＋粪便中的能量。(2)同化量＝用于生长、发育和繁殖的能量＋呼吸作用消耗的能量。
师说核心1.分析能量流动的基本思路研究能量流动不能在个体水平上，只能在群体水平上。以食物链和食物网为渠道，以种群或营养级为对象作为一个整体来研究，可以简化问题，清晰地分析出能量流动的基本思路。
2．流入某一营养级的能量的来源和去路(1)能量来源
(2)能量去向：流入某一营养级(最高营养级除外)的能量去向可从以下两个角度分析：①不定时(能量的最终去路)
②定时(某段时间内的能量去路)
3．“拼图法”分析能量流动过程输入第一营养级的能量(W1)，被分为两部分：一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了(A1)，一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖(B1＋C1＋D1)。而后一部分能量中，包括现存植物体的B1、流向分解者的C1、流向下一营养级的D1，如图所示：
1．(学业水平三)流经某一生态系统的总能量是(　　)A．照射到该生态系统中的全部太阳能B．该生态系统中生产者所固定的太阳能C．该系统中所有生产者、消费者、分解者体内的能量D．该生态系统中生产者体内的能量
解析：流经某一生态系统的总能量是指这个生态系统的生产者所固定的全部太阳能。
2．(学业水平三)下列关于能量流动的叙述，错误的是(　　)A．各营养级同化的能量一般都会分为两部分流向分解者B．各营养级呼吸作用散失的能量都不能被其他生物所同化C．消费者粪便中的能量应属于上一营养级同化的能量D．每种肉食性消费者同化的能量都来自于不同营养级
解析：各营养级获得的同化量中流向分解者的能量常常分为两部分，即一部分是形成的遗体、残骸等，另一部分是被下一营养级摄入后形成的粪便，A正确；各营养级呼吸作用释放的能量一部分用于满足自身生命活动，一部分以热能散失，其中散失的能量不能被其他生物所同化利用，B正确；消费者粪便中的能量由于没有被消费者同化，所以应属于上一营养级同化的能量，C正确；在特定的生态系统中，部分肉食性消费者同化的能量可能只来源于同一个营养级，D错误。
3．(学业水平四)某同学绘制了下图所示的能量流动图解，下列叙述正确的是(　　)A. 生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2)B．初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为B2＋D2C．初级消费者摄入的能量为(A2＋B2＋C2)D．W1＝D1＋D2
解析：生产者固定的总能量(W1)是流经该生态系统的总能量，W1＝A1＋B1＋C1＋D1，又因为D1＝A2＋B2＋C2＋D2，所以W1＝A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2，A正确；初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为B2＋D2＋C2，B错误；初级消费者摄入的能量应大于其同化量，即大于A2＋B2＋C2＋D2，C错误；按最大能量传递效率20%计算，图中的D1＝W1×20%，D2＝D1×20%＝W1×4%，所以D1＋D2＝W1×24%，故W1＞D1＋D2，D错误。
4．(学业水平四)(不定项选择)下图为生态系统中能量流动图解部分示意图，①②③④各代表一定的能量值，下列叙述中不正确的是(　　)A．图中④包含了次级消费者粪便中的能量B．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C．①表示流经此生态系统的总能量D．从能量关系看②＞③＋④
解析：④是次级消费者流向分解者的能量，属于次级消费者同化的能量，而次级消费者粪便中的能量不属于它同化的能量，属于初级消费者同化的能量，A错误；在食物链中，各营养级获得能量的方式及能量的用途不完全相同，B错误；①表示初级消费者同化的能量，而流经生态系统的总能量是生产者固定的能量，C错误；②为次级消费者同化的能量，其去向除了③流向下一营养级(三级消费者)、④流向分解者外，还有呼吸消耗和未被利用的，所以②>③＋④，D正确。
学习主题二　能量流动的特点、生态金字塔及研究意义师问导学活动1　美国生态学家林德曼对一个结构相对简单的天然湖泊——赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析，得出了如图所示的数据[单位：J/(cm2·a)]。请完成以下分析：
1．由图得知，能量流动的方向是________，只能从________营养级流向________营养级，再依次流向后面的各个营养级，不可逆转，也不能循环流动。
(3)生态系统中的能量流动为什么是单向的？   (4)能量传递效率10%～20%是对整体而言的，某一食物链中相邻两个________的传递效率可能会低于10%。
提示：①食物链中各种生物之间的捕食关系是确定的，是在长期自然选择过程中形成的，不能逆转；②各营养级的能量最终是在呼吸作用过程中以热能形式散失的，而热能是不能被生物再度利用的。
3．由2中数据可以看出，输入各营养级的能量不可能百分之百流入下一营养级，能量在沿________流动过程中是________的。其原因是：大部分能量通过________以热能的形式散失；____________________被分解者分解利用；还有一部分能量未被利用。
遗体、排遗物、残枝败叶
4.由2中传递效率可以看出，能量在相邻两营养级间的传递效率大约是________。利用该效率，将单位时间内各营养级所得到的能量、数量及生物量数值绘制成金字塔，如下表所示。
(1)据图分析，一条食物链中一般不超过5个营养级，原因是：_____________________________________________________________________________________________________________________。(2)用能量流动的原理，解释谚语“一山不容二虎”隐含的道理。
生态系统中能量流动的传递效率一般是10%～20%，营养级越多，能量的消耗就越多，所剩能量往往不能维持一个新的营养级
提示：根据生态系统中能量流动逐级递减的特点和规律可知，营养级越高，可利用的能量就越少，虎在生态系统中几乎是最高营养级，通过食物链(网)流经虎的能量已减到很小的程度。因此，虎的数量将是很少的。故“一山不容二虎”。
活动2　某市在落实“禁烧秸秆”工作的过程中，化“堵”为“疏”，引导农民设计建立了如下生态系统模式图，阅读教材思考如下问题：
1．相比农作物秸秆直接燃烧，上述生态系统实现了农作物中能量的________，提高了____________。这说明：研究能量流动可帮助人们________、设计人工生态系统，使能量得到________的利用。例如，在森林中，最好使能量多储存在木材中；在草原牧场上，则最好使能量多流向牛、羊等牲畜体内，获得更多的毛、肉、皮、奶等畜产品。2．有人说：“由于上述生态系统是人工设计的，所以其中营养级之间能量的传递效率可由人类任意控制。”你认为对吗？
提示：不对。人们虽然可设法调整能量流动方向，使能量流向对人类最有益的部分，但不能改变能量的传递效率。
3．在上述生态系统中，人们为提高农作物的产量，要经常到田间除草、灭虫、灭鼠。这样能合理调整生态系统中的________关系，使能量持续高效地流向___________________。
智涂笔记易错易混：能量传递效率≠能量利用率(1)能量传递效率：能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，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约为10%～20%。(2)能量利用率：通常考虑的是流入人体中的能量占生产者能量的比值，或流入最高营养级的能量占生产者能量的比值，或考虑分解者的参与，以实现能量的多级利用。 
误区警示：根据能量传递效率进行“正向”和“反向”推导计算时，要注意题目给出的条件：(1)若已知较低营养级的能量，求较高营养级的能量，则用能量值乘以能量传递效率，反之则用能量值除以能量传递效率；(2)要注意题目是否给出了能量传递效率的具体数值。
师说核心1.能量流动的特点及原因
2．生态金字塔能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔三者都是用来说明食物链中能量流动情况的，三者统称为生态金字塔。不同的金字塔能形象地说明营养级与能量、数量、生物量之间的关系，是定量研究生态系统的直观体现。
3.能量流动的极值计算(1)能量在食物链中传递的计算①在一条食物链中若某一营养级的总能量为n，则传到下一营养级的能量最多为0.2n，最少为0.1n。②在一条食物链中，若某一营养级的能量为n，需要前一营养级的能量最少为n÷20%＝5n，最多为n÷10%＝10n。(2)能量在食物网中传递的计算①若一食物网中，已知最高营养级增加能量为Na.求最多消耗第一营养级多少时，按最长食物链，最低传递效率计算；b.求至少消耗第一营养级多少时，按最短食物链，最高传递效率计算。
②若一食物网中，已知第一营养级能量为Ma.求最高营养级最多获得多少能量时，应按最短食物链，最高传递效率计算；b.求最高营养级最少获得多少能量时，应按最长食物链，最低传递效率计算。(3)在已知高营养级求需要低营养级最值时，若高营养级有多种食物来源，要注意高营养级食物来源有没有具体分配，若有就不能选最短或最长的食物链，而要按分配情况逐一计算，然后相加。
4．在实际生产生活中对生态系统的能量流动规律的应用(1)尽量缩短食物链。(2)充分利用生产者。(3)充分利用分解者，如利用秸秆培育食用菌、利用植物残体生产沼气等。
1．(学业水平三)处于能量金字塔塔基的生物是(　　)A.第一营养级、生产者B.第二营养级、次级消费者C.第三营养级、三级消费者D.第四营养级、四级消费者
解析：生产者是第一营养级，其固定的能量最多，在能量金字塔的最底层，是能量金字塔的塔基，A正确。
2．(学业水平三)一个池塘有生产者(浮游植物)、初级消费者(植食性鱼类)、次级消费者(肉食性鱼类)和分解者(微生物)。其中生产者固定的全部能量为a，流入初级消费者、次级消费者和分解者的能量依次为b、c、d。下列表述正确的是(　　)A.a＝b＋d B．a>b＋d＋cC.a