高三生物一轮复习课件第46讲生态系统的能量流动

生态系统的能量流动第46讲课标要求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.举例说明如何利用能量流动规律，使人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。3.解释生态金字塔表征了生态系统各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系。4.活动：调查或探讨一个校园、公园、农田、森林、湿地或池塘生态系统中的能量流动情况。考情分析1.生态系统的能量流动2024·江西卷，9；2023·新课标卷，33；2023·全国甲卷，5；2022·北京卷，19；2022·河北卷，18；2022·湖北卷，20；2022·辽宁卷，19；2022·天津卷，132.能量流动相关的计算2024·黑吉辽卷，16；2023·山东卷，13；2022·山东卷，11；2022·湖南卷，8；2022·湖北卷，201目

录生态系统的能量流动24能量流动相关的计算真题再现3情境·探究·长句考点一生态系统的能量流动1.能量流动的概念理解食物链和食物网热能2.第一营养级能量流动

热能生长发育和繁殖分解者①图中第一营养级生产者固定的太阳能中，一部分能量用于呼吸消耗，余下的用于自身的生长、发育和繁殖，即积累的能量。②未利用的能量是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一个营养级和分解者利用的能量。

小试牛刀3.第二营养级及其后营养级能量流动(1)由上图分析可知：①摄入量＝同化量＋________。②输入该营养级的总能量是指图中的____

(填字母)。③粪便中的能量(c)________

(填“属于”或“不属于”)该营养级同化的能量，应为________营养级同化的能量中流向________的部分。④初级消费者同化的能量(b)＝呼吸作用以热能的形式散失的能量(d)＋__________________________________。⑤用于生长、发育和繁殖的能量(e)＝____________________________＋下一营养级同化的能量(i)＋未被利用的能量(j)。粪便量不属于上一个用于生长、发育和繁殖的能量(e)分解者利用的能量(f－c)b分解者①摄入量≠同化量：摄入量－粪便中的能量才是同化量，动物的粪便不曾被动物消化吸收而同化，不属于同化量，如兔吃草时，兔粪便中的能量应为草流向分解者的能量，而不属于兔的同化量。②粪便中的能量≠尿液中的能量：粪便中的能量不属于动物同化量，但尿液中尿素所含能量应属于动物同化量的一部分。

易错(2)总结：摄入量＝同化量＋________。其中最高营养级无____

(填字母)。粪便量i4.能量流动的特点低高10%～20%

同化量呼吸消耗分解者5.生态金字塔的类型及特点6.研究能量流动人工生态系统能量流动关系对人类最有益(1)人为操纵生态系统营养结构有利于调整能量流动方向和提高能量传递效率。(2022·江苏卷，12D)()提示人为操纵生态系统的营养结构可调整能量流动方向，但不能改变能量传递效率。(2)越冬灰鹤粪便中的能量不属于其同化量的一部分。(2021·辽宁卷，19D)()×√小试牛刀(3)生态金字塔显示了各营养级之间的数量关系，其中的每个营养级的生物均属于同一食物链。(2021·浙江6月选考，7AB)()提示生态金字塔显示了各营养级之间的数量关系，但其中同一营养级的生物可能属于不同的食物链。(4)菌渣作为农作物的肥料可实现能量的循环利用。(2021·北京卷，11B)()提示能量不能循环利用。××考向1

围绕生态金字塔1.(2024·九省联考贵州卷，14)研究人员对某地“草→田鼠→鼬”的能量流动进行研究，得到能量金字塔如图所示。下列叙述正确的是(

)BA.该能量金字塔以个体数量和生物量为指标来绘制B.该能量金字塔可以显示各营养级之间的食物关系C.由图可知，鼬既能从田鼠获得能量，也能从草获得能量D.由图可知，田鼠的摄入量等于同化量、呼吸量和热量之和解析该能量金字塔以各营养级的能量为指标来绘制，A错误；能量流动具有单向流动、逐级递减的特点，该能量金字塔可以显示各营养级之间的食物关系，B正确；由“草→田鼠→鼬”可知，鼬只能从田鼠获得能量，C错误；田鼠的摄入量等于同化量加上粪便中的能量，D错误。A.该能量金字塔以个体数量和生物量为指标来绘制B.该能量金字塔可以显示各营养级之间的食物关系C.由图可知，鼬既能从田鼠获得能量，也能从草获得能量D.由图可知，田鼠的摄入量等于同化量、呼吸量和热量之和考向2围绕能量流动的过程2.(2024·山东卷，12)某稳定的生态系统某时刻第一、第二营养级的生物量分别为6g/m2和30g/m2，据此形成上宽下窄的生物量金字塔。该生态系统无有机物的输入与输出，下列说法错误的是(

) A.能量不能由第二营养级流向第一营养级 B.根据生物体内具有富集效应的金属浓度可辅助判断不同物种所处营养级的高低 C.流入分解者的有机物中的能量都直接或间接来自于第一营养级固定的能量 D.第一营养级固定的能量可能小于第二营养级同化的能量D解析能量流动的特点是单向流动、逐级递减，能量不能由第二营养级流向第一营养级，A正确；依据生物富集导致金属浓度沿食物链不断升高，故可辅助判断不同物种所处营养级的高低，B正确；流入生态系统的总能量来自生产者固定的太阳能总量，消费者通过捕食生产者获取能量，故流入分解者的有机物中的能量都直接或间接来自第一营养级固定的能量，C正确；该生态系统是稳定的生态系统，且没有有机物的输入与输出，第一营养级固定的能量大于第二营养级同化的能量，D错误。3.(2025·广东深圳调研)如图表示草原生态系统中，植物被植食性动物利用过程中能量流动的部分示意图。下列说法错误的是(

)AA.第一营养级到第二营养级的能量传递效率是③/(①＋⑤)×100%B.④中的能量用于植食性动物自身的生长、发育和繁殖，其中一部分被分解者利用C.⑤⑥⑦的能量未流入第二营养级，导致第一营养级到第二营养级的能量流动是递减的D.若该植食性动物为经济动物，采取适当的措施提高③/②、④/③的值可提高经济效益解析能量传递效率是某一个营养级的同化量/上一个营养级的同化量×100%，图中①＋⑤不是第一营养级的同化量，是第一营养级用于自身呼吸作用消耗后剩余的能量，A错误。A.第一营养级到第二营养级的能量传递效率是③/(①＋⑤)×100%B.④中的能量用于植食性动物自身的生长、发育和繁殖，其中一部分被分解者利用C.⑤⑥⑦的能量未流入第二营养级，导致第一营养级到第二营养级的能量流动是递减的D.若该植食性动物为经济动物，采取适当的措施提高③/②、④/③的值可提高经济效益考点二能量流动相关的计算1.能量传递效率的计算公式2.理解常考的两种能量流动模型 (1)第二营养级的能量流动过程模型(2)“拼图法”分析能量流动过程考向1

围绕能量流动模型1.(2025·广东东莞质检)养殖淡水石斑鱼能获得较高的经济效益。如图所示为养殖石斑鱼的某湖泊生态系统能量流动的部分图解和部分能量数据，字母表示能量值(单位：kJ)。下列相关分析正确的是(

)BA.流经该湖泊的总能量是a＋eB.草鱼粪便中的能量属于植物的同化量C.草鱼到石斑鱼的能量传递效率为e/b×100%D.图中c代表草鱼用于生长、发育和繁殖的能量解析流经该湖泊的总能量是a＋石斑鱼同化的鱼粉中的能量，A错误；能量传递效率是两个营养级同化量的比值，而b是草鱼摄入量，e是石斑鱼的摄入量，C错误；图中c代表草鱼同化的能量，D错误。A.流经该湖泊的总能量是a＋eB.草鱼粪便中的能量属于植物的同化量C.草鱼到石斑鱼的能量传递效率为e/b×100%D.图中c代表草鱼用于生长、发育和繁殖的能量2.(2025·广东名校联考)如图表示某草原生态系统中能量流动图解，①～④表示相关过程的能量流动量。下列有关叙述正确的是(

)CA.①是指由草流入兔的能量B.图中②/①的比代表草到兔的能量传递效率C.③是草的同化量中流入分解者中的能量的一部分D.草与兔之间的信息传递是单向的，而兔与狐之间是双向的解析

①是指兔的摄入量，③是指兔子粪便中的能量，没有被兔同化，属于草的同化量中流入分解者中的能量的一部分，A错误，C正确；图中②/①代表狐的摄入量与兔的摄入量的比值，B错误；生物之间的信息传递往往是双向的，D错误。C3.某同学绘制如图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能)，下列叙述错误的是(

)A.生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋D1)B.由第一个营养级到第二个营养级的能量传递效率为D1/W1×100%C.流入初级消费者的能量为(A2＋B2＋C2)D.图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减解析

生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋D1)，A1表示呼吸消耗，B1表示未被利用，C1表示流向分解者，而D1是流入下一个营养级的能量，A正确；A.生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋D1)B.由第一个营养级到第二个营养级的能量传递效率为D1/W1×100%C.流入初级消费者的能量为(A2＋B2＋C2)D.图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减流入初级消费者的能量为D1＝(A2＋B2＋C2＋D2)，C错误；根据图解中能量流动关系，下一个营养级只获得了上一个营养级的部分能量，而且呼吸散失的能量(A)是不能被生物再度利用的，因此图解可以表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减，D正确。A.生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋D1)B.由第一个营养级到第二个营养级的能量传递效率为D1/W1×100%C.流入初级消费者的能量为(A2＋B2＋C2)D.图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减考向2

围绕能量流动相关的计算4.(2023·山东卷，13)某浅水泉微型生态系统中能量情况如表所示，该生态系统中的初级消费者以生产者和来自陆地的植物残体为食。下列说法正确的是(

)C

生产者固定来自陆地的植物残体初级消费者摄入初级消费者同化初级消费者呼吸消耗能量[105J/(m2·a)]90428413.53A.流经该生态系统的总能量为90×105J/(m2·a)B.该生态系统的生产者有15%的能量流入下一营养级C.初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为10.5×105J/(m2·a)D.初级消费者粪便中的能量为70.5×105J/(m2·a)，该能量由初级消费者流向分解者解析该生态系统中的初级消费者以生产者和来自陆地的植物残体为食，因此可知，流经该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能和来自陆地的植物残体中的能量，即90＋42＝132×105J/(m2·a)，A错误；表格中没有显示生产者流入初级消费者的能量，因此无法计算有多少能量流入下一营养级，B错误；初级消费者的同化量为13.5×105J/(m2·a)，初级消费者呼吸消耗的能量为3×105J/(m2·a)，因此初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量＝同化量－呼吸消耗能量＝10.5×105J/(m2·a)，C正确；初级消费者粪便中的能量为84－13.5＝70.5×105J/(m2·a)，初级消费者粪便中的能量不属于初级消费者流向分解者的能量，D错误。5.(2025·广东三校联考)为了尽快恢复遭受外来物种入侵破坏后的某生态系统，人们向该生态系统的植食性动物、肉食性动物分别补偿输入了2.3×103kJ、3.7×103kJ的能量。该生态系统中各营养级能量流动如表所示(单位：×103kJ)。食物链植物植食性动物肉食性动物同化量579XY呼吸作用散失13337.68.7未被利用32841.39.1分解者分解195.42.9(1)植物用于生长、发育和繁殖的能量为________kJ，表中的X等于________kJ，Y等于________kJ。(2)由植食性动物流入分解者的能量包括_____________________________________________________________。(3)第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为________，第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为________。(4)各营养级同化量都存在的去向是________________________、分解者分解及未被利用，最高营养级的生物不存在传递给下一营养级的能量。446×103101.3×10320.7×103

植食性动物遗体残骸和肉食性动物粪便中的能量17.1%16.8%呼吸作用散失解析

(1)植物的同化量一部分在呼吸作用中以热能的形式散失了，一部分则用于生长、发育和繁殖，因此植物用于生长、发育和繁殖的能量为579×103－133×103＝446×103(kJ)；X是植食性动物同化的能量，应该包括植物传递的能量和人为补偿的能量两部分，由第一营养级传递的能量：(579－133－328－19)×103＝99×103(kJ)，人工输入的能量是2.3×103kJ，因此共有101.3×103kJ；Y是肉食性动物同化的能量，Y＝(101.3－37.6－41.3－5.4)×103＋3.7×103＝20.7×103(kJ)。(2)分解者分解粪便(粪便中的能量属于上一个营养级的能量)和动植物的遗体残骸，因此由植食性动物流入分解者的能量包括植食性动物遗体残骸和肉食性动物粪便中的能量。(3)第一营养级到第二营养级的能量传递效率等于第二营养级的同化量除以第一营养级的同化量。分析题表中的数据，结合(1)的计算结果可以计算如下：99÷579×100%≈17.1%；第二营养级到第三营养级的能量传递效率：17÷101.3×100%≈16.8%。(4)除最高营养级外，各营养级生物同化量都存在的去向为呼吸作用散失、流向分解者、流入下一营养级以及未被利用四个方面，最高营养级生物同化的能量去向只有三个方面，不包括传递给下一营养级这一部分。

真题再现1.(2024·江西卷，9)假设某个稳定生态系统只存在一条食物链，研究人员调查了一段时间内这条食物链上其中4种生物的相关指标(如表，表中“—”表示该处数据省略)。根据表中数据，判断这4种生物在食物链中的排序，正确的是(

)A物种流经生物的能量/kJ生物体内镉浓度/(μg·g－1)生物承受的捕食压力指数(一般情况下，数值越大，生物被捕食的压力越大)①—0.0315.64②—0.08—③1.60×106—1.05④2.13×108——A.④③①② B.④②①③ C.①③②④

D.④①②③解析根据表格数据分析可知，由于食物链对重金属(镉)有富集作用，营养级越高，重金属含量越多，所以物种②的营养级大于物种①，B错误；能量在食物链传递过程中是逐级递减的，营养级越高，能量越低，所以物种③的营养级大于物种④，C错误；物种③存在捕食压力，说明③不是最高营养级，D错误；因此这4种生物在食物链中正确的排序为④③①②，A正确。2.(2023·新课标卷，33)现发现一种水鸟主要在某湖区的浅水和泥滩中栖息，以湖区的某些植物为其主要的食物来源。回答下列问题。 (1)湖区的植物、水鸟、细菌等生物成分和无机环境构成了一个生态系统。能量流经食物链上该种水鸟的示意图如下，①、②、③表示生物的生命活动过程，其中①是____________；②是____________；③是_________________。水鸟同化呼吸作用分解者的分解作用(2)要研究湖区该种水鸟的生态位，需要研究的方面有_____________________________________________________________________(答出3点即可)。该生态系统中水鸟等各种生物都占据着相对稳定的生态位，其意义是_____________________________________________________________。(3)近年来，一些水鸟离开湖区前往周边稻田，取食稻田中收割后散落的稻谷，羽毛艳丽的水鸟引来一些游客观赏。从保护鸟类的角度来看，游客在观赏水鸟时应注意的事项是_____________________________________(答出1点即可)。栖息地、食物、与其他物种的关系有利于不同生物充分利用环境资源避免干扰水鸟在稻田中的觅食行为解析

(1)结合题图可知，从能量流动的角度看，①是水鸟的同化量，②是呼吸作用以热能形式散失的能量，③是遗体残骸以及动物粪便中被分解者利用的能量，故①②③对应的生命活动分别是水鸟同化、呼吸作用以及分解者的分解作用。(2)一个物种在群落中的地位和作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，以及与其他物种的关系等，称为这个物种的生态位，水鸟属于动物，研究其生态位，需要研究的方面有：它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等；群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位，这有利于不同生物充分利用环境资源。(3)观赏水鸟时，游客一定不能逮捕水鸟，也不能大声喧哗，影响水鸟的活动，不能随意投喂，以免水鸟食后不适。因此，游客在观赏水鸟时应注意避免干扰其正在进行的行为。3.(2024·江苏卷，21)某保护区地势较为平坦，植被类型属于热带稀树灌丛草原，生活着坡鹿、猛禽和蟒蛇等动物。请回答下列问题：(1)坡鹿为珍稀保护动物，主要以草本植物的嫩叶为食。保护区工作人员有时在一定区域内采用火烧法加速牧草的更新繁盛，这种群落演替类型称为________。科研人员对坡鹿在火烧地和非火烧地的采食与休息行为进行研究，结果如图1，形成该结果的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。图1次生演替坡鹿在火烧地采食次数多，是因为火烧地为坡鹿提供草本植物的嫩叶，而在非火烧地休息次数多，是因为灌木和稀少的树木能提供很好的隐蔽保护(2)保护区的草原上，植物个体常呈不均匀分布，这体现了群落水平结构的主要特征是____________________。为了研究火烧法对植被的影响，科研人员采用样方法进行调查，群落结构越复杂，样方面积应越________。(3)为了研究坡鹿粪便对保护区土壤动物类群丰富度的影响，科研人员用吸虫器采集土壤样方中的动物后，常选用______________________溶液固定保存。蚯蚓、蜈蚣等一些土壤动物可以作为中药材，这体现了生物多样性的_______价值。镶嵌性分布大体积分数为70%的乙醇直接(4)研究保护区内动物的食物结构，常用的方法有直接观察法、胃容物分析法、粪便分析法。若调查湖泊下层鱼类的食性，在上述方法中优先选用____________________。对于食性庞杂的鱼类，可检测其所在水域中不同营养级生物体内稳定性同位素15N含量，从而判断该鱼类在生态系统中的营养地位，其依据的生态学原理是_______________________________________________________________________________________________。胃容物分析法 15N随着食物链营养级的升高而不断富集，即生物的营养级越高，体内15N相对含量越高(5)科研人员在野外调查的基础上绘制了保护区食物网，部分结构如图2所示。相关叙述错误的有__________(填序号)。①该图没有显示的生态系统成分是分解者②动植物之间的营养关系主要包括种间关系和种内关系③有的食虫鸟在相应食物链上为三级消费者、第四营养级④采用标记重捕法可以精确掌握保护区坡鹿的种群密度图2①②④解析

(1)次生演替是指原来的植物群落由于火灾、洪水、崖崩、风灾、人类活动等原因大部分消失后所发生的演替。保护区工作人员有时在一定区域内采用火烧法加速牧草的更新繁盛，这种群落演替类型是次生演替。分析图1，坡鹿在火烧地的采食行为比非火烧地更频繁，而休息行为比非火烧地更少，形成该结果的原因是火烧地的植物更嫩，草本植物的生长更加繁盛，因此坡鹿在火烧地的采食活动更频繁，而非火烧地提供遮蔽，坡鹿休息次数较多。(2)群落的水平结构是由于地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同等，常呈镶嵌性分布。保护区的草原上，植物个体常呈不均匀分布，这体现了群落水平结构的主要特征是镶嵌性分布。群落结构越复杂，样方面积需要越大以获得有代表性的样本数据。(3)用吸虫器采集土壤样方中的动物后，采集的小动物可以放入体积分数为70%的乙醇溶液中，以固定杀死小动物并保存。生物多样性的直接价值是指对人类的社会生活有直接影响和作用的价值。例如，药用价值、观赏价值、食用价值和生产使用价值等。蚯蚓、蜈蚣等一些土壤动物可以作为中药材，体现了生物多样性的直接价值。(4)湖泊下层鱼类的胃内容物分析可以直接反映其食性，所以调查湖泊下层鱼类的食性，优先选用胃容物分析法。生物富集是指某些在自然界不能降解或难降解的化学物质，在环境中通过食物链的延长和营养级的增加在生物体内逐级富集，浓度越来越大。所以对于食性庞杂的鱼类，可检测其所在水域中不同营养级生物体内稳定性同位素15N含量，从而判断该鱼类在生态系统中的营养地位，其依据的生态学原理是15N含量随营养级升高而增加（生物富集）。(5)生态系统的组成部分为非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者。该图没有显示的生态系统成分是非生物的物质和能量和分解者，①错误；动植物之间的营养关系主要包括捕食、寄生和原始合作等，②错误；有的食虫鸟在相应食物链上为三级消费者、第四营养级，③正确；标志重捕法是估算种群密度的方法，所以调查得到的种群密度一般不是最精确的现实反映，所以采用标记重捕法并不能精确掌握保护区坡鹿的种群密度，④错误。故选①②④。情境·探究·长句科研人员对北方某人工林区生物群落的季节动态进行调查研究，并对该林区一个由甲、乙、丙3个物种组成的食物链进行能量流动分析，结果如表所示。表中GP表示生物体同化量，NP表示生物体用于自身生长、发育和繁殖的能量，R表示呼吸消耗的能量(单位：kJ·m－2·a－1)。物种未利用GPNPR人工输入甲1×1011a2×1011b0乙2×1057.36×1082.5×1077.11×1081.7×107丙

c3.3×1062.47×1074.8×106(1)该人工林区生物群落的季节性体现在群落的____________发生了规律性变化，其影响因素主要有____________________(答出两点即可)等。(2)据表分析，由甲、乙和丙构成