第9单元 4 微专题8 能量流动的相关模型分析（教师用书Word）-【金版新学案】2026年高考生物高三总复习大一轮复习讲义（人教版 单选）

该高中生物学讲义聚焦生态系统能量流动核心考点，系统梳理能量传递效率的“最值”“定值”及人工输入三种计算模型，通过考点分析、方法提炼、真题精讲与分层练习的教学流程，帮助学生构建从基础公式到复杂食物网计算的逻辑框架，突破能量流动量化分析难点。 资料以物质与能量观为统领，创新采用“模型归类+路径优化”教学策略，如通过杂食性鱼能量来源的多食物链分解案例培养科学思维，设置基础巩固到综合应用的梯度练习实现精准突破，有效提升学生解题效率，为教师把控复习进度提供系统性教学支持。

微专题8　能量流动的相关模型分析 1.能量传递效率的相关“最值”计算 若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10％，最高效率为20％。 (1)在食物链A→B→C→D中，则有 (2)在食物网中，则有 注：①食物链越短，最高营养级获得的能量越多；②生物间的取食关系越简单，生态系统消耗的能量越少。 (2024·四川达州高二期末)图1为某池塘生态系统的能量金字塔简图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，m1、m2代表不同的能量形式。图2表示能量流经该生态系统第二营养级的变化示意图，其中A～E表示不同的能量，a～g表示相应的能量值。回答下列问题。 (1)除图1中所示的生物类群，该生态系统的生物组成成分还应有　　　　　　才能保证其物质循环的正常进行。 (2)图1反映出生态系统各营养级之间能量流动具有　　　　　　　　　　　　　的特点。图中m2代表的能量形式为　　　　(填“光能”“化学能”“热能”或“渗透能”)。 (3)图2中，若A表示图1中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，E表示分解者获得的能量，则C表示营养级Ⅱ用于　　　　　　　　　　　的能量。 (4)若图1中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为x，营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是(用图中所给的字母以表达式表示)　　　　　　　　。 答案：(1)分解者　(2)单向流动、逐级递减　热能　(3)生长、发育和繁殖　(4)b/x×100％或(d＋e)/x×100％或(a－c)/x×100％ 解析：(1)生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者以及非生物的物质和能量，图1中所示的生物类群只有生产者和消费者，所以该生态系统的生物组成成分还应有分解者，才能保证其物质循环的正常进行。(2)各营养级之间能量流动具有单向流动、逐级递减的特点。m1表示进入该生态系统的能量源头即太阳能，m2是指在生态系统食物链各营养级散失的热能。(3)图2中，A表示图1中第二营养级所摄入的全部能量，B表示图1中第二营养级所同化的能量，d表示呼吸作用散失的能量，C表示第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量，E表示分解者利用的能量，D表示被下一营养级摄入的能量。(4)若图1中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为x，据图2可知，营养级Ⅱ所同化的能量为b(或d＋e或a－c)，所以该生态系统中营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是b/x×100％或(d＋e)/x×100％或(a－c)/x×100％。 2.能量传递效率相关的“定值”计算 (1)已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算，而需按具体数值计算。 例如：在食物链A→B→C→D中，能量传递效率分别为a％、b％、c％，若A的能量为M，则D获得的能量为M×a％×b％×c％。 (2)如果是在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物中获得能量，且各途径获得的能量比例确定，则按照各单独的食物链进行计算后再合并。 由于“赤潮”的影响，一条6 kg重的杂食性海洋鱼死亡，假如该杂食性海洋鱼的食物有1/3来自植物，1/3来自食草鱼类，1/3来自以食草鱼类为食的小型肉食鱼类，那么按能量传递效率为20％来计算，该杂食性鱼从出生到死亡共需海洋植物(　　) A.310 kg B.240 kg C.180 kg D.150 kg 答案：A 解析：题干中存在3条食物链：①海洋植物→杂食性鱼，②海洋植物→食草鱼→杂食性鱼，③海洋植物→食草鱼→小型肉食鱼→杂食性鱼；杂食性鱼的食物1/3来自食物链①，1/3来自食物链②，1/3来自食物链③。该杂食性鱼从食物链①消耗的海洋植物为2÷20％＝10 kg，从食物链②消耗的海洋植物为2÷20％÷20％＝50 kg，从食物链③消耗的海洋植物为2÷20％÷20％÷20％＝250 kg，因此共需海洋植物10＋50＋250＝310 kg，A符合题意。 3.具有人工能量输入的能量传递效率计算 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％。 学生用书⬇第297页 (2024·云南大理高三期中)秧藕养鱼是一种池塘立体生态种养模式：水体的上层主要是以浮游植物为食物的鲢鱼，中层主要是以水生植物为食的草鱼，底层主要是以软体动物为食的青鱼。某秧藕养鱼立体农业生态系统的能量流动如图，图中的英文字母表示能量(单位：kJ)。下列叙述正确的是(　　) A.据图可知，该生态系统的总能量值为a B.若d是来自生产者和消费者的同化量，则表示呼吸作用散失的能量 C.植食性鱼类到肉食性鱼类的能量传递效率可表示为(c－n)/b×100％ D.鱼类的立体放养使池塘群落具有合理的垂直结构，提高池塘中能量的传递效率 答案：C 解析：流入该生态系统的能量为植物固定的太阳能a＋饲料输入(m＋n)，A错误；图中的d来自生产者和消费者的同化量，表示流向分解者的能量，B错误；能量传递效率为该营养级的同化量占上一营养级同化量的百分比，但肉食性鱼类的同化量除了来自植食性鱼类外还有来自饲料的，因此能量传递效率可表示为(c－n)/b×100％，C正确；鱼类的立体放养使池塘群落具有合理的垂直结构，充分利用了池塘水体的空间资源，能量的多级利用提高了能量的利用率，而非能量传递效率，D错误。 1.如图表示某生态系统食物网的图解，猫头鹰体重每增加1 kg，至少消耗A约(　　) A.100 kg B.44.5 kg C.25 kg D.15 kg 答案：C 解析：图中共含有3条食物链，而题中所求为至少消耗的A，根据能量流动特点分析可知，食物链越短损耗越少，能量传递效率以20％计算。故食物链A→B→猫头鹰为最短食物链，消耗的A至少为1÷20％÷20％＝25 kg。 2.如果一个人的食物中有1/2来自绿色植物、1/4来自小型肉食性动物、1/4来自羊肉，假如能量传递效率为10％，那么此人每增加1千克体重，需消耗植物(　　) A.10千克 B.5千克 C.100千克 D.280千克 答案：D 解析：根据题意可以写出3条食物链：①植物→人，在此食物链中人要增重0.5千克，消耗植物：0.5÷10％＝5千克；②植物→羊→人，在此食物链中，人要增重0.25千克，消耗植物：0.25÷10％÷10％＝25千克；③植物→植食性动物→小型肉食性动物→人，在此食物链中，人要增重0.25千克，消耗植物：0.25÷10％÷10％÷10％＝250千克。所以人要增重1千克，需消耗植物5＋25＋250＝280千克。 3.(2025·郑州高三模拟)长江口生态系统结构复杂，是许多水生生物种群繁殖、育幼和栖息的场所，渔业资源丰富。如图表示长江口生态系统各营养级间的能量流动关系(单位：kJ·km－2·a－1)。下列叙述正确的是(　　) A.该生态系统的结构由植物、虾类、鱼类以及有机碎屑等非生物的物质和能量组成 B.该生态系统不需要得到系统外的能量补充，能量在食物链中单向流动、逐级递减 C.捕捞导致小型鱼、虾类流向食鱼性鱼类的能量传递效率不符合10％～20％ D.图中浮游动物流向分解者的能量包括遗体残骸和其产生的粪便中的能量 答案：C 解析：生态系统的结构包括生态系统的组成成分(包括非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者)和营养结构(食物链和食物网)，A错误；该生态系统需要得到系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能，能量在食物链和食物网中单向流动、逐级递减，B错误；浮游动物产生的粪便中的能量属于其上一营养级流向分解者的能量，D错误。 4.(2025·辽宁鞍山模拟)图1为某生态系统的物质循环示意图，其中甲、乙、丙、丁为生态系统的组成成分，A、B、C、D是丙中关系密切的四种生物。图2为某生态系统的能量金字塔简图，其中①②③④分别代表不同的营养级。图3为能量流经图2所示生态系统第二营养级的变化示意图，能量的单位为kJ。据图回答问题： (1)图1表示　　　　过程示意图，图中一共有　　　　条食物链，丙中B与D的种间关系是　　　　　　　　　　，③代表的生理过程为　　　　　　　　　　　　。 (2)若图1中的生产者固定了10 000 kJ的能量，则图中D理论上最少可获得的能量为_________kJ。 (3)若图2中营养级①所固定的太阳能总量为3 125 kJ，则营养级①、②之间的能量传递效率是　　　　。从中可以看出生态系统的能量流动具有　　　　　　　　的特点。 (4)分析图3中能量关系可知，代表第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量的是　　　　，第三营养级粪便中的能量属于　　　　　　固定的能量。 答案：(1)碳循环　3　捕食与种间竞争　分解者的分解作用　(2)10　(3)12.8％　单向流动，逐级递减　(4)乙　第二营养级 解析：(1)图1甲是大气中的二氧化碳库，乙是生产者，丙是消费者，丁是分解者，图中食物链有乙→A→B→D，乙→A→D，乙→A→C，共3条；B与D之间存在捕食关系，同时二者又都以A为食物，即存在种间竞争关系；③代表分解者的分解作用。(2)要使得D在理论上获得能量最少，则要求食物链最长，且以最低的能量传递效率进行传递，即按乙→A→B→D这一条食物链传递，传递效率为10％，所以D在理论上最少可获得的能量是10 000×10％×10％×10％＝10 kJ。(3)第二营养级同化的能量为500－100＝400 kJ，所以营养级①、②之间的能量传递效率是400÷3 125×100％＝12.8％。能量流动的特点是单向流动，逐级递减。(4)第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量＝第二营养级同化量－第二营养级呼吸作用散失的能量，图3中甲表示第二营养级同化的能量，丙表示第二营养级呼吸作用散失的能量，所以乙表示第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量。第三营养级粪便中的能量属于第二营养级固定的能量。 学生用书⬇第298页 学科网（北京）股份有限公司 $