2027届高三生物一轮复习课件：第9单元　第32讲　生态系统的结构、能量流动

第32讲生态系统的结构、能量流动课标要求1.阐明生态系统由生产者、消费者和分解者等生物因素以及阳光、空气、水等非生物因素组成,各组分紧密联系使生态系统成为具有一定结构和功能的统一体2.讨论某一生态系统中生产者和消费者通过食物链和食物网联系在一起形成复杂的营养结构3.分析特定生态系统的生物与非生物因素决定其营养结构4.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5.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6.解释生态金字塔表征了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7.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命题趋势1.生态系统的结构:重基础、辨成分——集中在食物链和食物网的分析、生态系统成分的辨别以及种间关系的判断2.能量流动:定量算、析效率——定量计算、过程分析和实际应用,高频考点包括能量传递效率的计算、同化量、呼吸消耗量、流向分解者能量等不同去向能量的辨析考点一考点二目录索引

高考真题•演练考点三考点一生态系统的结构必备知识•精读教材1.生态系统的概述

生物群落非生物环境生物圈组成成分食物链和食物网物质循环、能量流动、信息传递2.生态系统的组成成分(1)非生物的

光、热、水、空气、无机盐等。物质和能量(2)生物群落

自养物质循环和真菌腐生细菌(3)生态系统各组成成分的相互关系

3.生态系统的营养结构(1)食物链初级四生产者自然选择五(2)食物网

相互交错物质循环和能量流动教材深挖1.(选择性必修2

P51旁栏思考)食物链上一般不超过五个营养级的原因是

。

2.(选择性必修2

P53科学·技术·社会)黄石公园灭狼后生态系统恶化说明

,一种生物发生变化可导致多种生物发生改变。3.(选择性必修2

P52概念检测1)农田和果园等人工生态系统中,是否可以通过增加或延长食物链,提高生态系统的稳定性,同时获得更多的产品?为什么?

能量在沿食物链流动的过程中是逐级递减的

生物之间存在相互作用关系提示

可以。农田和果园等人工生态系统食物链单一,自身稳定性差,易受病虫害破坏。通过研究生物之间的相互关系,增加或延长食物链,使之成为立体农田和立体果园,可以提高生态系统的稳定性,同时获得更多的产品。例如,水田养鱼、果园养鸡等易错排查(1)浮游动物摄食藻类、细菌和有机碎屑,属于消费者。(2023·广东卷)(

)(2)调查生物群落内各物种之间的取食与被取食关系,可构建食物链。(2022·浙江卷)(

)(3)自然生态系统中的所有绿色植物都属于生产者营养级。(2020·浙江卷)(

)(4)营养级是指处于食物链同一环节上同种生物的总和。(2020·浙江卷)(

)×√√×关键能力•练透考法1.(2025·黑吉辽蒙卷)下图为某森林生态系统的部分食物网。下列叙述正确的是(

)A.图中的生物及其非生物环境构成生态系统B.野猪数量下降时,虎对豹的排斥加剧C.图中的食物网共由6条食物链组成D.树木同化的能量约有10%~20%流入野猪B解析

生态系统是指生物群落与无机环境相互作用形成的统一整体,图中所示为部分食物网,且所列生物只包含了生产者和消费者,还缺少分解者,A项错误。野猪数量下降时,虎的食物减少,虎和豹在食物方面的竞争加剧,虎对豹的排斥加剧,B项正确。图中的食物网共由8条食物链组成,C项错误。能量传递效率是指相邻营养级之间的传递比例,第一营养级(包括树木、草等)同化的能量约有10%~20%流入第二营养级(包括野猪、梅花鹿、野兔等),D项错误。2.(2025·广东卷)食物链可以跨越不同生境(如图)。下列分析正确的是(

)A.蜜蜂和油菜之间是互利共生关系B.鱼在该食物链中属于四级消费者C.增加鱼的数量可使池塘周边的油菜籽增产D.将水陆生境联系成一个整体的关键种是鱼C解析

分析题意可知,蜜蜂通过采蜜为油菜传粉,帮助油菜完成繁殖,油菜则为蜜蜂提供食物等条件,两者之间存在捕食和原始合作关系(蜜蜂和油菜共同生活在一起时,双方都受益,但分开后,各自也能独立生活),A项错误。该食物链是油菜→蜜蜂→蜻蜓→鱼,鱼在该食物链中属于第四营养级,三级消费者,B项错误。一定范围内,增加鱼的数量能够减少蜻蜓数目,蜻蜓数量减少会减少对蜜蜂的捕食,则蜜蜂数量增加,利于为油菜传粉,帮助油菜完成繁殖,使池塘周边的油菜籽增产,C项正确。分析题意,食物链可以跨越不同生境,结合题图可知,蜻蜓的幼虫生活在水中,而成虫可生活在陆地,是将水陆生境联系成一个整体的关键种,D项错误。考点二能量流动的过程、特点及意义必备知识•精读教材1.能量流动的概念理解

生产者固定的光合作用和化能合成作用食物链和食物网化学能总能量化学能2.能量流动的过程(1)第一营养级能量流动(2)第二营养级能量流动过程分析

b呼吸消耗的能量(d)用于生长、发育和繁殖的能量(c)分解者利用的能量(f)下一营养级摄入的能量(i)未利用的能量(j)3.能量流动的特点及意义(1)模型图中的生物类群分别是:①

,②

,③

,⑤

。④表示的生理过程是

。

图示中的E2/E1表示

间的能量传递效率。

生产者初级消费者次级消费者分解者呼吸作用第二、三营养级(2)能量流动的特点

低高热能10%~20%同化量呼吸消耗分解者

生物在时间、空间上进行合理配置总能量科学规划、设计人工生态系统最有效合理地调整生态系统中的能量流动关系持续高效地流向对人类最有益的部分4.生态金字塔

易错排查(1)人工林经过抚育,环境中的能量和物质更高效地流向栽培树种。(2024·河北卷)(

)(2)某林场对林下无植被空地进行开发,采用了立体复合种植模式。林、藤、草和真菌等固定的太阳能是流入该生态系统的总能量。(2022·河北卷)(

)(3)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)(

)(4)利用茶树废枝栽培灵芝,可提高能量的传递效率。(2021·福建卷)(

)√×√×关键能力•练透考法命题角度一

能量流动的过程及特点1.(2024·山东卷)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

由于存在捕食关系,能量沿食物链和食物网单向流动,故能量不能由第二营养级流向第一营养级,A项正确。具有富集效应的金属沿食物链逐级在生物体内聚集,所以据其浓度可辅助判断不同物种所处营养级的高低,B项正确。能量是由第一营养级固定并流入生态系统的,所以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项正确。由于能量流动是逐级递减的,故第一营养级固定的能量大于第二营养级同化的能量,D项错误。命题角度二

生态金字塔2.(2025·八省联考云南卷)许多生态现象可以用下图模型表示,下列说法错误的是(

)A.若为某高山不同海拔的群落,Ⅲ为阔叶林,则Ⅱ可为针叶林B.若为能量金字塔,则Ⅲ流向Ⅱ的能量大于Ⅱ流向Ⅰ的能量C.若为某难降解化合物在生物体内的富集程度,则Ⅲ为最高营养级D.若为种群增长型年龄结构,则Ⅰ为幼年个体数,Ⅲ为老年个体数D解析

随着海拔的升高,温度下降,植被类型发生改变,若为某高山不同海拔的群落,Ⅲ为阔叶林,则Ⅱ可为针叶林,A项正确。能量流动具有单向流动、逐级递减的特点,因此Ⅲ为第一营养级(能量最多),Ⅱ为第二营养级(能量次之),Ⅰ为第三营养级(能量最少),能量在相邻两个营养级间的能量传递效率为10%~20%,因此Ⅲ流向Ⅱ的能量大于Ⅱ流向Ⅰ的能量,B项正确。生物富集是指生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物,使其在机体内浓度超过环境浓度的现象,营养级越高,难降解化合物的含量越高,因此Ⅲ为最高营养级,C项正确。增长型年龄结构的特点是幼年个体占比多,老年个体占比少,因此Ⅲ为幼年个体数,Ⅰ为老年个体数,D项错误。命题角度三

能量流动原理的应用3.(2026·河南模拟)禽粮互作是一种农业生态模式,在农田散养家禽,使其自由觅食昆虫、杂草及腐殖质,辅以科学补料,实现害虫控制、杂草抑制、农药减量、土壤肥力提升及粮—畜—肥—粮的良性循环,最终提高农作物产量和质量。据此判断,下列叙述正确的是(

)A.流入农田的能量为农作物所固定的太阳能和补料中的能量B.该模式使农田营养结构复杂性增加,提高了自我调节能力C.该模式通过调整能量流动关系,大大提高了能量传递效率D.粮—畜—肥—粮的良性循环可实现物质和能量的循环利用B解析

流入农田的能量为农作物和杂草等生产者所固定的太阳能和补料中的能量,A项错误。在农田散养家禽,使农田生物种类增多,营养结构复杂性增加,提高了自我调节能力,B项正确。该模式通过调整能量流动关系,大大提高了人类对该模式下农田的能量利用率,而并不影响相邻两个营养级之间的能量传递效率,C项错误。粮—畜—肥—粮的良性循环实现了农业废弃资源(禽畜粪便)中物质的循环利用,加快了物质循环和能量流动的速度,但禽畜粪便中的能量不能循环利用,D项错误。考点三能量流动相关的模型及计算必备知识•精读教材1.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

2.能量流动的计算(1)能量传递效率的计算公式(2)能量来源比例改变的计算在具体计算时务必先弄清分配比例,再确定求解中应“顺推(用乘法)”还是“逆推(用除法)”,以如图食物网为例:①若已知“植物同化量(A)”,并告知其“传向动物与直接传向人比例由1∶1调整为1∶2”,求解人最多增重变化量(M),计算时宜“顺推(用乘法)”。调整前A×1/2×20%+A×1/2×(20%)2=M1调整后A×2/3×20%+A×1/3×(20%)2=M2②若已知“人同化量(M)”并告知人的食物来源“素食、肉食由1∶1调整为2∶1”,求解最少需要植物变化量(A),计算时应“逆推(用除法)”。调整前M×1/2÷20%+M×1/2÷20%÷20%=A1调整后M×2/3÷20%+M×1/3÷20%÷20%=A2(3)具有人工能量输入的计算人为输入到某一营养级的能量是该营养级同化量的一部分,但却不是从上一营养级流入的能量。如求第二营养级至第三营养级传递效率时,应为第三营养级从第二营养级同化的能量(不包括人工输入到第三营养级的能量)/第二营养级的同化量(包括人工输入到第二营养级的能量)×100%。关键能力•练透考法命题角度一

能量流动的模型1.(2025·山东卷)某时刻某动物种群所有个体的有机物中的总能量为①,一段时间后,此种群所有存活个体的有机物中的总能量为②,此种群在这段时间内通过呼吸作用散失的总能量为③,这段时间内死亡个体的有机物中的总能量为④。此种群在此期间无迁入迁出,无个体被捕食,估算这段时间内用于此种群生长、发育和繁殖的总能量时,应使用的表达式为(

)A.②-①+④B.②-①+③C.②-①-③+④D.②-①+③+④A解析

此种群在此期间无迁入迁出,无个体被捕食,这段时间内用于此种群生长、发育和繁殖的能量等于所有存活个体的有机物中的总能量②+死亡个体的有机物中的总能量④-种群所有个体原有的有机物中的总能量①,A项正确。命题角度二

能量流动的相关计算2.(2025·福建漳州一模)“小养殖、小种植、小加工、小工匠”四小农场是社会主义新农村建设和推进乡村振兴的重要力量。以下为一个小型人工农场的模式图及该农场中农作物和鸡的能量值(单位:×104kJ)。项目净同化量(同化量-呼吸消耗量)呼吸消耗量流向分解者未利用农作物110702054鸡81023下列相关叙述错误的是(

)A.该小型生态系统的结构包括该生态系统中的所有生物成分及其营养结构B.鸡粪便中的能量是农作物净同化量或农作物流向分解者能量的一部分C.农作物流向人的能量是1.8×105kJ,第一、第二营养级的能量传递效率为20%D.该生态农场中,人食用农作物与食用鸡这两个途径相比,食用鸡的生态足迹更大A解析

生态系统的结构包括生态系统的组成成分(所有生物成分和非生物的物质与能量)和营养结构(食物链和食物网),A项错误。鸡粪便中的能量属于上一营养级农作物同化量的一部分,且这部分能量会被分解者利用,也就是农作物净同化量或农作物流向分解者能量的一部分,B项正确。该小型生态系统的食物链有两条,①农作物→人,②农作物→鸡→人,农作物流向下一营养级的能量为110-20-54=36×104(kJ),其中农作物流向鸡的能量为鸡的同化量=8+10=18×104(kJ),则可计算农作物流向人的能量为36-18=18×104(kJ)=1.8×105(kJ);第一、第二营养级的能量传递效率为(18+18)/(110+70)×100%=20%,C项正确。人食用鸡的过程中,能量在沿食物链传递时有损失,相比直接食用农作物,需要更多的生态资源来支持,所以食用鸡的生态足迹更大,D项正确。3.(2024·黑吉辽卷改编)下图为某红松人工林能量流动的调查结果。此森林的初级生产量有很大部分是沿着碎屑食物链流动的,表现为枯枝落叶和倒木被分解者分解,剩余积累于土壤。注:植物所固定的太阳能或所制造的有机物质称为初级生产量,其包括净初级生产量和自身呼吸消耗的能量。据图分析,下列叙述正确的是(

)A.E是太阳照射到生态系统的能量B.E2属于未被利用的能量C.E3占净初级生产量的30%D.E3的产生过程是物质循环的必要环节D解析

由题图可知,E是生产者固定的太阳能,是太阳照射到生态系统的能量中被生态系统利用的部分,A项错误。E2为植物通过呼吸作用散失的能量,B项错误。E1为净初级生产量,E3为流向分解者的能量,因此E3占净初级生产量的比例为(18×1010)÷(50×1010)×100%=36%,C项错误。E3是通过分解者的分解作用产生的,分解者的分解作用对物质循环至关重要,D项正确。高考真题•演练1.(2025·陕晋宁青卷)冰川融水会将溪流沿岸的无机盐和有机物残体等带入湖泊,如图(a)。环境DNA(eDNA)技术通过检测环境样品中特异性基因序列来识别物种,利用该技术分析青藏高原某冰川前缘、溪流到下游湖泊的15个采样点的物种丰富度,如图(b)。图(a)图(b)下列叙述正确的是(

)A.冰川前缘至少有2个营养级,湖泊中至少有4个营养级B.eDNA结果可同时反映水体及周边陆地生态系统物种多样性C.从高山流石滩到高寒草甸生物的分布体现了群落的垂直结构D.蓝细菌等生产者固定的太阳能是输入湖泊生态系统的总能量B解析

据图(b)可知,冰川前缘存在蓝细菌、硅藻和无脊椎动物,蓝细菌、硅藻为生产者,无脊椎动物为消费者,所以至少有2个营养级,湖泊中还存在脊椎动物,脊椎动物中还可能存在次级消费者,即第三营养级,但不确定是否存在第四营养级,A项错误。eDNA技术通过检测环境样品中特异性基因序列来识别物种,而且冰川融水会将溪流沿岸的有机物残体等带入湖泊,所以eDNA结果可同时反映水体及周边陆地生态系统物种多样性,B项正确。高山流石滩和高寒草甸位于不同的水平位置,生物的分布体现了群落的水平结构,C项错误。输入湖泊生态系统的总能量除了生产者固定的太阳能,还有有机物残体中的化学能,D项错误。2.(2023·全国甲卷)在生态系统中,生产者所固定的能量可以沿着食物链传递,食物链中的每个环节即为一个营养级。下列关于营养级的叙述,错误的是(

)A.同种动物在不同食物链中可能属于不同营养级B.作为生产者的绿色植物所固定的能量来源于太阳C.作为次级消费者的肉食性动物属于食物链的第二营养级D.能量从食物链第一营养级向第二营养级只能单向流动C解析

生产者是第一营养级,初级消费者是第二营养级,次级消费者是第三营养级。

3.(2024·全国甲卷)某生态系统中捕食者与被捕食者种群数量变化的关系如图所示,图中→表示种群之间数量变化的关系,如甲数量增加导致乙数量增加。下列叙述正确的是(

)A.甲数量的变化不会对丙数量产生影响B.乙在该生