5月1日 能量流动的概念和过程

能量流动的过程及特点[高中生物]　通过分析能量在各营养级间的流动情况和赛达伯格湖的能量流动，概述生态系统的能量流动的过程和特征。

[素养要求]　1.生命观念：物质与能量观——一切生命活动都离不开能量，能量摄入并在生态系统中流动，这个过程伴随着物质的变化，保证了生命活动的进行。

2.科学思维：模型建构——在明确研究能量流动基本思路的基础上建立能量流动的概念模型。

1．能量流动的概念：指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。

2．能量流动的过程(1)第一营养级能量的输入和输出①输入：生产者通过光合作用将太阳能转化为化学能，固定在有机物中。

②输出a．在生产者的呼吸作用中以热能形式散失。

b.(2)能量流经第二营养级的示意图(3)生态系统能量流动的示意图据图分析，流入各营养级(最高营养级除外)的能量的去路：①通过自身呼吸作用以热能形式散失。

②流入下一个营养级。

③被分解者分解利用。

3．能量流动的特点4．能量传递效率的计算(1)计算公式能量传递效率＝×100%。

下一个营养级同化量上一个营养级同化量(2)一般生态系统中相邻两个营养级间的能量传递效率为10%～20%。

5．生态系统维持正常功能的条件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。

判断正误(1)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能( )(2)生产者和各级消费者的能量均可流入下一个营养级( )(3)散失的热能不可以被生产者固定再次进入生态系统( )(4)当狼吃掉一只兔子时，就获得了兔子的全部能量( )答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×探讨点1　研究能量流动的基本思路1．研究能量流经一个种群的情况，可以列举该种群中每一个个体的情况：如果以个体为单位研究能量流动，有什么问题？提示　以个体为研究对象，有很大的局限性和偶然性，如个体会死亡，数据可能不准确，不同个体之间的差异过大。

生态系统能量流动的概念引言生态系统能量流动是生态学中的一个重要概念，它描述了能量在生态系统中的传递和转化过程。

生态系统中的能量流动是维持生物多样性和生态平衡的关键因素之一。

本文将深入探讨生态系统能量流动的概念，包括能量来源、能量传递路径、能量转化过程以及能量流动对生态系统的影响。

能量来源能量在生态系统中的来源主要有两个方面：太阳能和化学能。

太阳能太阳能是地球上生物生存的主要能量源。

太阳能通过光合作用被植物吸收，并转化为化学能。

植物利用太阳能将二氧化碳和水合成为有机物质，同时释放出氧气。

这些有机物质成为其他生物的食物来源，从而将太阳能转化为化学能，并在生态系统中传递和转化。

化学能除了太阳能，化学能也是生态系统中的能量来源之一。

化学能主要来自于化学反应和生物代谢过程中的能量释放。

例如，一些细菌和真菌可以利用化学反应中的能量来合成有机物质，并为其他生物提供食物来源。

能量传递路径能量在生态系统中通过食物链和食物网的形式传递。

食物链描述了生物之间的食物关系，食物网则更加复杂，包含了多个食物链之间的相互联系。

食物链食物链是描述生物之间食物关系的线性模型。

它由食物网中的多个层次组成，每个层次包含一个或多个物种。

食物链通常以植物为起点，然后是食草动物，再到食肉动物。

能量在食物链中通过捕食和被捕食的过程传递。

例如，草食动物吃植物，食肉动物吃草食动物，能量从植物转移到草食动物，再转移到食肉动物。

食物网食物网是多个食物链相互交织而成的复杂模型。

在食物网中，一个物种可以同时属于多个食物链，与其他物种之间存在多种食物关系。

这种复杂的网络结构使得能量在生态系统中的传递更加灵活和稳定。

当一个物种数量发生变化时，食物网可以通过调整其他物种的数量来保持生态平衡。

能量转化过程能量在生态系统中通过一系列的转化过程进行传递。

这些转化过程包括光合作用、呼吸作用、分解作用和化学合成等。

光合作用光合作用是植物将太阳能转化为化学能的过程。

植物利用叶绿素吸收光能，并将二氧化碳和水转化为有机物质和氧气。

第2节生态系统的能量流动学习目标核心素养1.识记能量流动的概念2.理解能量流动在生态系统中的流动过程3.掌握能量流动的特点及意义4.尝试调查农田生态系统中的能量流动情况1.通过分析生态系统的能量流动的过程，建立生命系统的物质和能量观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一、能量流动的过程1．概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。

2．能量流经第一营养级的过程(1)输入：生产者通过光合作用把太阳能转化为化学能，固定在有机物中。

(2)能量去向①在生产者的呼吸作用中以热能形式散失。

②随着残枝败叶等被分解者分解而释放出来。

③被初级消费者摄食同化，流入第二营养级。

3．能量流经第二营养级的过程(1)输入：通过摄食生产者获得。

(2)去向①通过呼吸作用以热能形式散失。

②随尸体、排泄物流向分解者。

③被次级消费者摄食同化，流入下一营养级。

4．能量流动过程图解(1)补充图中标号代表的内容甲：生产者；乙：初级消费者；丙：次级消费者；丁：呼吸作用；戊：分解者。

(2)据图总结流入每一营养级的能量最终去向：①通过自身呼吸作用以热能形式散失。

②被下一营养级同化。

③被分解者分解利用。

二、能量流动的特点1．特点(1)单向流动：沿食物链由低营养级流向高营养级，不可逆转，也不能循环流动。

(2)逐级递减：①能量在沿食物链流动的过程中逐级减少。

②营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多，生态系统中的能量流动一般不超过4～5个营养级。

2．能量传递效率(1)能量在相邻两个营养级间的传递效率一般只有10～20%，也就是说，在输入某一营养级的能量中，只有10～20%能够流入下一营养级。

(2)计算公式相邻两个营养级间的能量传递效率＝下一营养级同化量上一营养级同化量×100%3．能量金字塔将单位时间内各个营养级所得到的能量数值，由低到高绘制成图，可以形成一个金字塔图形。

一．生态系统的能量流动规律总结：1.能量流动的起点、途径和散失：起点：生产者；途径：食物链网；散失：通过生物的呼吸作用以热能形式散失2.流经生态系统的总能量：自然生态系统：生产者同化的能量=总初级生产量=流入第营养级的总能量人工生态系统：生产者同化的能量+人工输入有机物中的能量3.每个营养级的能量去向：非最高营养级：①自身呼吸消耗以热能形式散失②被下营养级同化③被分解者分解利用④未被利用转变成该营养级的生物量,不一定都有,最终会被利用※②+③+④=净同化生产量用于该营养级生长繁殖；最高营养级：①自身呼吸消耗以热能形式散失② 被分解者分解利用③未被利用4.图示法理解末利用能量流入某一营养级的能量来源和去路图：流入某一营养级最高营养级除外的能量去向可以从以下两个角度分析：1定量不定时能量的最终去路：自身呼吸消耗；流入下一营养级；被分解者分解利用;这一定量的能量不管如何传递,最终都以热能形式从生物群落中散失,生产者源源不断地固定太阳能,才能保证生态系统能量流动的正常进行;2定量定时：自身呼吸消耗；流入下一营养级；被分解者分解利用；末利用即末被自身呼吸消耗,也末被下一营养级和分解者利用;如果是以年为单位研究,未被利用的能量将保留到下一年;5.同化量与呼吸量与摄入量的关系：同化量=摄入量-粪便量=净同化量用于生长繁殖+呼吸量※初级消费者的粪便量不属于初级消费者该营养级的能量,属于上一个营养级生产者的能量,最终会被分解者分解;※用于生长繁殖的能量在同化量中的比值,恒温动物要小于变温动物6.能量传递效率与能量利用效率：1能量的传递效率=下一营养级同化量/上一营养级同化量×100%这个数值在10%－20%之间浙科版认为是10%,因为当某一营养级的生物同化能量后,有大部分被细胞呼吸所消耗,热能不能再利用,另外,总有一部分不能被下一营养级利用;传递效率的特点：仅指某一营养级从上一个营养级所含能量中获得的能量比例；是通过食物链完成,两种生物之间只是捕食关系,只发生在两营养级之间;2能量利用率能量的利用率通常是流入人类中的能量占生产者能量的比值,或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;在一个生态系统中,食物链越短能量的利用率就越高,同时生态系统中的生物种类越多,营养结构越复杂,能量的利用率就越高;在实际生产中,可以通过调整能量流动的方向,使能量流向对人类有益的部分,如田间除杂草,使光能更多的被作物固定；桑基鱼塘中,桑叶由原来的脱落后被分解变为现在作为鱼食等等,都最大限度的减少了能量的浪费,提高了能量的利用率;3两者的关系从研究的对象上分析,能量的传递效率是以＂营养级＂为研究对象,而能量的利用率是以＂最高营养级或人＂为研究对象;另外,利用率可以是不通过食物链的能量“传递”; 例如,将人畜都不能食用的农作物废弃部分通过发酵产生沼气为人利用； 人们利用风能发电、水能发电等； 这些热能、电能最终都为人类利用成为了人类体能的补充部分;※7.能量流动的计算规律：“正推”和“逆推”规律1规律2 在能量分配比例已知时的能量计算 规律3 在能量分配比例未知时计算某一生物获得的最多或最少的能量①求“最多”则按“最高”值20％流动 ②求“最少”则按“最低”值10％流动 ①求“最多”则按“最高”值10％流动②求“最少”则按“最低”值20％流动未知较高营养级 已知 较低营养级8.研究意义 ①帮助人们科学规划、设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用;②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;具体措施：农田的除草灭虫---调整能流的方向尽量缩短食物链；充分利用生产者和分解者,实现能量的多级利用,提高能量利用效率9. 能量流动的几种模型图：二：物质循环1. 物质循环易错点生产者 最少消耗 最多消耗 选最短食物链选最大传递效率20% 选最长食物链选最小传递效率10% 消费者获得最多消费者获得最少2.海洋圈水圈对大气圈的调节作用:海洋的含碳量是大气的50倍；二氧化碳在水圈与大气圈的界面上通过扩散作用进行交换水圈的碳酸氢根离子在光合作用中被植物利用3.碳循环的季节变化和昼夜变化影响碳循环的环境因素即影响光合作用和呼吸作用的因素；碳循环的季节变化二．生态系统的稳态及调节1.生态系统的发展反向趋势：物种多样性,结构复杂化,功能完善化2.对稳态的理解：生态系统发展到一定阶段顶级群落,它的结构和功能保持相对稳定的能力；结构的相对稳定：生态系统中各生物成分的种类和数量保持相对稳定；功能的相对稳定：生物群落中物质和能量的输入与输出保持相对平衡;3.稳态的原因：自我调节能力但是有一定限度自我调节能力的大小与生态系统的组成成分和营养结构有关系,物种越多,形成的食物链网越复杂,自我调节能力越强;4.稳态的调节：反馈调节其中负反馈调节是自我调节能力的基础,也是生态系统调节的主要方式。

第三节能量流动和物质循环（第一课时）教学设计教学目标：1、知识目标：（1）分析生态系统能量流动的过程和特点（2）概述研究能量流动的实践意义（3）尝试调查农业生态系统中的能量流动情况2、能力目标：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。

3、情感目标：通过学习本节内容，使学生理解生物之间存在着能量的流动，能量流动与农业生产的关系及应用，增强环境保护的意识。

教学重点、难点:1、生态系统能量流动的输入、传递、散失的过程2、生态系统能量流动的特点教学方法:利用多媒体ppt教学教学过程板书设计:第3节：能量流动和物质循环（第一课时）一、能量流动的概念：二、能量流动的特点:1、能量流动的特点是：单向流动、逐级递减2、能量传递效率是：10%~20%三、研究能量流动的实践意义:学情分析经过一年多的学习，学生对初中生物科有了大概的了解，并逐渐认识到生物的重要性，从而根据以往经验探索更适合自己的学习方法。

本节课的学习，在传授知识的同时要特别注意科学研究方法的培养，注意对学生综合能力和学习兴趣的培养，通过学习使学生更清楚地知道能量流动的概念、特点和研究能量流动的意义，使学生更有意识地保护生物，维护生态平衡。

学生已经学习生物知识一年多了，储备了一定的知识基础：比如：光合作用呼吸作用储存着能量的有机物营养级食物链食物网等等。

在熟练运用这些知识的基础上，递进式的设计５个小问题，引导学生层层剥开现象，分析本质。

另初二学生已经开始学习物理知识，了解了能量的概念能量守恒定理能量转化能量传递等，在学习能量流动时，已经做好了知识铺垫。

学生对能量流动的知识了解较少，特别是每一个营养级中能量的来源与去向问题，学生较难掌握，能量的流动特点也是学生学习的一大难点。

可以从生活实际出发，引导学生学习本节内容，如：为什么肉比玉米价格贵，为什么种地要除草。

引起学生的学习兴趣。

“能量流动的过程”，在初一学习植物“光合作用”的基础上，理解生态系统中用于能量流动的“能量”来源，并详细地分析了第一营养级(生产者)获得能量的全过程，定性地阐述了该营养级的能量变化。

高中生物生态系统能量流动知识点有很多的同学是非常想知道，高中生物生态系统能量流动知识点有哪些，下面给大家分享一些关于高中生物生态系统能量流动知识总结，希望对大家有所帮助。

(1)能量流动的源头：太阳光能(2)能量流动的输入起点：(光→生物群落)①相关生理过程：绿色植物的光合作用将光能转换成化学能。

②输入的总值：绿色植物通过光合作用固定的光能总值。

能量流动是生态系统的重要功能之一，是从绿色植物把太阳能固定在体内以后开始的。

流经生态系统的总能量就是全部生产者所固定下来的太阳能的总量，而不是被我们观察到生产者的那部分生物量。

流入各级消费者的总能量是指各级消费者在进行同化作用过程中所同化的物质中所含有的能量总量。

消费者粪便中所含有的能量未被消费者所同化，故不能计入排便动物所同化物质中的能量。

(3)能量的传递①传递的形式：以有机物的形式。

②传递途径：沿生态系统的营养结构——食物链和食物网。

③传递效率：10%-20%(定量分析是研究能量流动的关键)此含义是指一个营养级的总能量大约只有10%-20%传到下一营养级。

如果按20%这一最高效率计算，以第一营养级的总能量为100%，第二营养级所获得的能量为20%……第n个营养级所能获得的能量是第一营养级的1/5n-1(若按传递效率10%计算，其计算公式为1/10n-1)④能量传递特点：单向流动：能量沿食物链由低营养级流向高营养级，不能逆转，也不能循环流动。

第一，食物链中，相邻营养级生物的吃与被吃关系不可逆转，因此能量不能倒流，这是长期自然选择的结果。

第二，各营养级的能量总有一部分以细胞呼吸产生热能的形式散失掉，这些能量是无法再利用的。

逐级递减：输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流入下一营养级，能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的。

第一，各营养级的生物都会因呼吸作用消耗相当一部分能量(ATP、热能);第二，各营养级总有一部分生物或生物的一部分能量未被下一营养级生物所利用，还有少部分能量随着残枝败叶或遗体等直接传递给分解者。

能量流动的概念
能量流动是指能量在物质间或场间传递的过程。

在自然界中，能量的传递是不可避免的，而且是非常重要的。

能量流动的方式有很多种，比如热传导、辐射传递、对流传递等。

这些方式有着各自的特点和适用范围。

在生态系统中，能量流动是生命活动的基础，它促进了生态系统内物种的繁荣和生态平衡的维持。

能量流动还在工业生产、交通运输、通讯等方面起着重要作用。

在能源利用中，能量流动的合理利用和管理也是非常重要的。

因此，对能量流动的研究和应用具有重要的意义。

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5.2-1生态系统的能量流动（第1课时）编写：王莹审核：刘强使用时间：2012.5 编号：16020【学习目标】分析生态系统的能量流动的过程与特点；概述研究能量流动的意义；理解能量金字塔；尝试调查农田生态系统中的能量流动情况。

【重点难点】生态系统能量流动的过程和特点；生态系统能量流动的特点（具有单向性及逐级递减）及其形成原因。

【学习过程】一、能量流动的概念生态系统中能量的、、和的过程，称为生态系统的能量流动。

二、能量流动的过程1、能量的输入①起点：从开始。

②总能量：。

2、能量的传递（1）传递渠道：。

（2）传递过程，如下图：图示分析：（1）各营养级能量的来源和去路●能量来源：生产者的能量来自；各级消费者的能量来自。

●能量去路：①；②（最高营养级无此去路）；③；④（定量定时分析有此去路）（2）各营养级能量的来源与去路相等。

以初级消费者为例，如下图：①初级消费者同化能量(b)＝初级消费者摄入能量(a)－粪便中能量(c)。

（动物粪便中能量不属该营养级同化能量，是上一个营养级固定或同化能量）②初级消费者同化能量(b)＝呼吸消耗(d)＋生长、发育和繁殖(e)＝呼吸消耗(d)＋分解者分解利用(f)＋下一营养级同化(i)＋未被利用(j)注：次级、三级、四级等消费者能量的来源与去路与初级消费者相似，只是最高营养级无被下一营养级同化这一去路。

（3）能量传递形式：有机物中的 。

（4）能量散失途径： （包括各营养级自身的呼吸及分解者的呼吸）（5）能量散失的形式：最终以 形式散失。

3、能量的转化和散失 太阳能→ → （最终散失）。

【针对性练习】1、从生态系统的角度分析，生态系统中的能量流动最初来源于（ ）A ．光合作用B ．高能化学键C ．绿色植物D ．太阳光能2.生态系统的能量流动是指（ ）A.太阳能被绿色植物固定的过程B.生态系统内生物体能量代谢的过程C.生态系统内伴随物质循环的能量转移过程D.能量从生物体进入环境的过程3．若鹿的消耗量为100%，其粪尿量为36%，呼吸量为48%，则鹿的同化量为（ ）A ．64%B ．84%C ．16%D ．52%4、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.该生态系统中所有生产者、消费者、分解者体内的能量C.该生态系统中生产者所固定的太阳能D.该生态系统中生产者体内的能量5、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为c ，则a 、b 、c 之间的关系是（ ）A ．a=b+cB ．a>b+cC ．a<b+cD ． c=a+b6．下列有关生态系统能量流动的叙述中，正确的是 ( )A ．一种蜣螂专以大象粪为食，则该种蜣螂最多能获取大象所同化能量的20%B ．当狼捕食兔子并同化为自身的有机物时，能量就从第一营养级流入第二营养级C ．生产者通过光合作用合成有机物，能量就从非生物环境流入生物群落D ．生态系统的能量是伴随物质而循环利用的三、能量流动的特点1、特点（1） ：能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级，不可 ，也不可 。

人教版高中生物必修三第五章第二节生态系统的能量流动教案第一篇：人教版高中生物必修三第五章第二节生态系统的能量流动教案《生态系统的能量流动》教学设计一、设计理念：本节教学内容比较抽象，所以教学设计思路主要在于：在教学过程中通过学生角色扮演绘制能量来源和去向的图画，学生相同角色小组间PK，让学生当裁判，选出最佳组，增强学生成就感，增强竞争意识，达成了社会责任的学科素养目标。

学生思考、讨论、交流、展示，教师点拨，具体分析每个营养级能量流动的来源与去路；最后化繁为简，引导学生建构能量流经各营养级的模型，变抽象为具体，从而突破教学的难点。

通过小组合作探究，达成了理性思维、科学探究的学科素养目标同时在教学中，通过“分析和处理数据”，让学生体验整理数据、处理数据、分析数据，并最终用数据说明生物学现象和规律。

用自制教具复习能量的一来二去、一来三去、一来四去，通过教具箭头的粗细、方框的大小引导学生总结并体会能量流动的特点，加深对本节课重难点内容的理解,引导学生将所学知识用于日常生活，使学生懂得对资源的利用应遵循生态学原理和可持续发展原则，培养学生解决生产生活问题的担当和能力，达成了社会责任的学科素养目标二、学科素养目标：生命观念：能运用物质与能量的观念，具体分析每个营养级能量流动的来源与去路，引导学生建构能量流经各营养级的模型，形成科学的自然观和世界观。

理性思维：通过通过学生角色扮演绘制能量来源和去向的图画，建构能量流经各营养级的模型，通过“分析和处理数据”，让学生体验整理数据、处理数据、分析数据，并最终用数据说明生物学现象和规律。

科学探究：通过通过学生角色扮演绘制能量来源和去向的图画并展示，培养小组合作，科学探究能力。

社会责任：通过小组合作探究，增强团队意识，让学生根据所学知识结合日常生活中的所见所闻举出实例并说明研究能量流动的意义，培养学生解决生产生活问题的担当和能力，达成了社会责任的学科素养目标三、教材分析本节课是人教版高中生物必修三第5章《生态系统及其稳定性》第2节内容，本节课包括：生态系统的能量流动的概念、过程、特点，以及研究能量流动的实践意义。

《生态系统中的能量流动》说课稿尊敬的各位评委、老师：大家好！今天我说课的题目是《生态系统中的能量流动》。

下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教学方法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。

一、教材分析“生态系统中的能量流动”是高中生物必修 3《稳态与环境》第五章第二节的内容。

本节课是在学生已经学习了生态系统的结构的基础上，进一步深入探讨生态系统的功能之一——能量流动。

教材首先通过讲述“赛达伯格湖的能量流动”的定量分析，引出了生态系统能量流动的概念和过程。

接着，教材详细阐述了能量流动的特点，包括单向流动和逐级递减。

最后，教材探讨了研究能量流动的实践意义，如合理调整生态系统中的能量流动关系，提高能量的利用率等。

本节课的内容不仅是对生态系统结构知识的深化和拓展，也为后续学习生态系统的物质循环、信息传递以及生态系统的稳定性等内容奠定了基础。

二、学情分析授课对象为高二年级的学生，他们已经具备了一定的生物学基础知识和思维能力。

在学习生态系统的结构时，学生对生态系统的组成成分和营养结构有了初步的了解，这为学习能量流动的概念和过程提供了一定的知识储备。

然而，能量流动的过程较为抽象，涉及到一些物理、化学的知识，学生理解起来可能会有一定的困难。

此外，对于能量流动的特点和实践意义，需要学生具备较强的分析和综合能力，能够运用所学知识解决实际问题。

三、教学目标基于以上对教材和学情的分析，我制定了以下教学目标：1、知识目标（1）理解生态系统能量流动的概念。

（2）概述生态系统能量流动的过程。

（3）分析生态系统能量流动的特点。

2、能力目标（1）通过对赛达伯格湖能量流动的分析，培养学生的数据分析能力和逻辑推理能力。

（2）通过构建能量流动的模型，培养学生的动手能力和创新思维能力。

3、情感态度与价值观目标（1）通过分析能量流动的特点，使学生认识到生命活动的复杂性和有序性，树立辩证唯物主义的自然观。

（2）通过探讨研究能量流动的实践意义，引导学生关注生态环境问题，增强保护环境的意识。