生物第20章第3节 生态系统的结构和功能第2课时 生态系统的能量流动

讨论水族箱中能量的来源和流动1、能量的来源？2、能量的流动方向是怎样的？3、

在能量流动过程中，会出现怎样的变化？为什么会有这样的变化？4、能量流动的这种变化对于生物体的数量有着怎样的影响？第8单元生物与环境第20章生态系统及其稳定性

第3节生态系统的结构和功能第2课时生态系统的能量流动XX中学XX科组XX教师一、生命观念结构与功能观：通过分析生态系统的组成，阐明食物链和食物网是生态系统的营养结构，是能量流动和物质循环的渠道，建立生物与环境相统一的观点。物质与能量观：理解生态系统中物质循环往复、能量单向流动的特点，认同生命的延续需要物质和能量的支撑。系统与整体观：认识到生态系统是一个相互依存、相互制约的统一整体，生物部分与非生物部分不可分割，形成整体性思考问题的意识。二、科学思维模型建构能力：能够根据生物之间的捕食关系，正确绘制食物链（书写规范：起点为生产者，箭头指向捕食者，不含分解者），并连接成食物网模型。逻辑推理能力：通过分析“某种生物数量变化对其他生物的影响”，推测生态系统内部通过食物链（网）进行的制约与协调关系，培养因果关系推理能力。归纳与概括：比较不同生态系统（如草原、森林、农田）的食物网，归纳出生态系统的营养结构越复杂，其自我调节能力越强的规律。批判性思维：辨析生态系统中“能量流动”与“物质循环”的区别与联系（能量流动是单向的、逐级递减的；物质循环是循环的、全球性的）。三、探究实践图表分析能力：观察和解读“生态系统能量流动示意图”和“碳循环模式图”，从中提取有效信息，描述能量流动的过程和物质循环的途径。实验设计与观察：设计简单的探究实验（如“探究土壤微生物的分解作用”），观察分解者在物质循环中的作用，体验科学探究的一般过程。资料分析能力：收集并分析有关“生物富集”（如DDT在食物链中的积累）的资料，理解有毒物质通过食物链在生物体内传递和浓缩的过程。四、态度责任科学态度：认同科学是不断发展的，生态学研究成果对于指导生产实践（如农林害虫防治、生态农业建设）具有重要意义。生态责任：认识到人类活动（如乱砍滥伐、排放污染物）会通过食物链（网）影响整个生态系统的稳定性，形成保护环境、低碳生活的意识，增强社会责任感。参与意识：关注身边的生态环境问题（如河流污染、外来物种入侵），能够提出简单的合理化建议，初步具有参与生态保护的实践意愿。能量沿着食物链单向流动太阳能光合作用能量的流动一般是从绿色植物通过光合作用固定太阳能开始（绿色植物）能量沿着食物链单向流动太阳能生产者消费者消费者消费者分解者生态系统的能量流动①能量的源头②总能量③流动形式和渠道能量沿着食物链单向流动生态系统的能量流动图解太阳能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思考：方向如何？数量变化如何？能量沿着食物链单向流动1、能量来源:2、能量流动的起点：生产者固定的太阳能太阳能；3、流经生态系统的总能量：生产者所固定的全部太阳。4、能量流动的渠道:食物链和食物网5、能量流动的特点：单向流动逐级递减（传递效率为10%~20%）生态系统的能量流动能量沿着食物链单向流动讨论水族箱中能量的来源和流动水族箱能量沿着食物链单向流动1.水箱中各种动物如何获得维持生命活动的能量？2.水箱中各种植物如何获得维持生命活动的能量？3.能量如何在生态系统的各种生物中流动？从植物的有机物中获得生命活动的能量通过光合作用将光能贮存在合成的有机物中能量通过食物链在各种生物之间流动能量沿着食物链单向流动4.各种生物获得的能量是不是可以全部用于它们的生命活动？5.生态系统的能量流动有什么特点？不能，因为一部分能量在流动中损失特点是：单向流动，逐级递减能量沿着食物链单向流动6、模型建构愈向食物链的后端，生物体的数量愈少，储存的能量也愈少，就形成了金字塔形的生物数量与能量的关系。最少消耗能量：选最短食物链最大消耗能量：选最长食物链分析图中的数量关系并总结——能量金字塔应用能量沿着食物链单向流动请用科学折理论解释为什么“一山不容二虎”分析：

老虎位于食物链的顶端（最高营养级）。能量流动逐级递减，传递到老虎所在营养级时，能量已经非常少了，所能供养的老虎数量也就很少。因此，一座山的资源无法养活多只老虎，它们需要很大的领地来获取足够的食物。总结：

营养级越高的生物，获得的能量越少，个体数量往往越少。能量沿着食物链单向流动绝境求生——十斤玉米与三只鸡的生死抉择鲁滨逊的漂流记遇到了新挑战。经过几轮消耗，岛上只剩下最后的家底：10斤玉米和3只鸡。救援队至少要30天后才能到达。鲁滨逊面临一个数学问题：如何利用这些资源，让自己活过这30天？先吃玉玉再吃鸡，还是先吃鸡后吃玉米？问题1：鲁滨逊目前的总能量资产是多少？（按玉米当量计算）玉米本身：

10斤玉米=10斤玉米当量。三只鸡（如果立刻杀掉）：

3只鸡×2斤玉米/只=6斤玉米当量。总资产：

10+6=

16斤玉米当量。为了便于计算和对比，我们先设定一些简单的生物学模型：能量换算：

假设每斤玉米含有

1000单位

的可利用能量。传递效率：

能量从玉米到鸡的传递效率约为

10%（即鸡吃5斤玉米，才能长1斤肉/蛋的能量）。人的需求：

鲁滨逊每天维持基本生命需要

200单位

的能量（即每5天消耗1斤玉米的能量）。能量沿着食物链单向流动绝境求生——十斤玉米与三只鸡的生死抉择策略对比——两种极端的活法策略A：简单粗暴型（先杀鸡，再吃粮）操作：

第一天就把三只鸡全杀了吃肉，然后每天吃存粮（玉米）。计算：鸡的能量：

3只×2000单位=6000单位。玉米能量：

10斤×1000单位=10000单位。总能量：

16000单位。存活天数：

16000÷200=

80天。策略B：细水长流型（用粮喂鸡，吃蛋维生）操作：

人基本不吃玉米，全部玉米用来喂鸡，人只吃鸡下的蛋。计算（关键环节）：能量流动路径：

玉米（100%能量）→鸡（只能利用10%）→蛋（鸡将部分能量转化到蛋中）。假设总资产：

10斤玉米全部喂鸡。鸡获得的能量：

10斤玉米×10%=1斤玉米当量进入鸡的身体（用于维持+产蛋）。这部分能量并非全部变成蛋，假设鸡维持自身消耗一半，剩下的一半（5%）变成蛋。人最终获得的能量（通过吃蛋）：

10斤玉米×5%=

0.5斤玉米当量。存活天数：

0.5斤×1000÷200=

2.5天。能量沿着食物链单向流动绝境求生——十斤玉米与三只鸡的生死抉择终极升华——能量金字塔的启示问题3：从这个案例中，你悟出了什么生态学道理？食物链越短，能量利用率越高。人吃玉米（食物链：玉米→人），利用率100%。人吃鸡蛋（食物链：玉米→鸡→人），利用率只剩10%左右。所以，在资源紧缺时，人应该直接吃植物性食物，而不是先喂动物再吃动物。能量流动具有单向性和递减性。玉米的能量不会凭空增多，只会越传越少。无论鸡多能生蛋，它都无法100%把玉米的能量变成蛋。能量沿着食物链单向流动《寂静的春天》由蕾切尔·卡森于1962年出版，揭露了化学农药（尤其DDT）对生态环境和人类健康的严重危害，强调过度使用农药会破坏生态系统平衡、威胁生物多样性，并首次唤起公众对环境保护的关注，被称为现代环保运动的奠基之作。其中一个内容是“使用”寂静的春天“这一意象，描绘鸟类因农药灭绝后春天失去鸟鸣的可怕景象”生物富集现象能量沿着食物链单向流动生物富集现象2.5×10-9DDT（杀虫剂）5×10-65×10-7有毒物质通过食物链从上一个营养级传递到下一个营养级，浓度逐级增加的现象。能量沿着食物链单向流动意义1：

帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量流向对人类最有益的部分。举例：

桑基鱼塘（桑叶养蚕，蚕沙喂鱼，塘泥肥桑）意义2：

合理确定草场的载畜量，避免草场退化。启发：

牧民的困惑解决了——必须控制牛羊数量，不能超过草场的能量供给极限。意义3：

在农业生产中，尽量缩短食物链，减少能量损耗，提高产量。思考：

吃玉米（直接）vs吃玉米喂大的猪肉（间接），哪个更节约资源？7、研究能量流动的意义

能量沿着食物链单向流动（1）能量的源头：太阳能（2）能量流动的途径：食物链和食物网（3）流经生态系统的总能量：生产者所固定的全部太阳（4）能量流动的特点：单向流动，逐级递减（5）能量金字塔（6）研究能量流动的意义1．（2025·广东揭阳·三模）下图表示某稻田生态系统中能构成一条食物链的四种生物的能量金字塔，下列正确的是（）A．该食物链为①→②→③→④B．②和③之间一定具有捕食关系C．该生态系统中的能量最终来源于①D．这四种生物能组成一个完整的生态系统B2．（2023·江苏镇江·中考真题）若将食物链中各环节的能量数值转换为相应面积的图形，按序排列，可形成金字塔图形，叫作能量金字塔，如下图所示。图中代表生产者的是（）A．甲 B．乙 C．丙 D．丁D3．（2024·云南·中考真题）稻螟虫是啃食水稻的害虫，青蛙是稻螟虫的天敌，稻田中放养适量青蛙，可以减少农药的使用，青蛙在稻田中也会遭到蛇的捕食。下图表示上述生物构成的食物链中各生物（用甲~丁表示）体内农药的相对含量。下列叙述正确的是（）①上述生物构成的食物链是：水稻→稻螟虫→青蛙→蛇②上述生物构成的食物链是：水稻→青蛙→稻螟虫→蛇③图中甲所代表的生物是青蛙④图中丁所代表的生物是水稻A．①③ B．①④ C．②③ D．②④A4．（2022·山东德州·中考真题）下列关于生态系统中能量流动的叙述，正确的是（）A．生态系统中的能量源头是太阳能B．生态系统中的能量可以循环流动C．食物链中的能量最终都流向分解者D．由于能量流动递减，所以消费者的数