2026届高三生物一轮复习课件第47讲生态系统的功能--能量流动

该高中生物学高考复习课件《生态系统的功能——能量流动》聚焦高考核心考点，覆盖能量流动的概念、过程、特点、计算及实践意义，紧密对接新课标物质与能量观要求。结合2025江苏、浙江、江西等多省真题分析，明确能量传递效率计算、能量去向分析等高频考点（占比超60%），归纳选择（营养级判断）、非选择（示意图绘制）等常考题型，构建系统备考框架。 课件亮点在于“真题溯源+科学建模+实战突破”策略，以2025浙江卷“鸡吃昆虫与杂草的能量消耗差异”为例，运用科学思维建模分析食物链环节与能量损耗关系，结合“至少至多”计算技巧、多条食物链合并计算等方法，培养学生物质与能量观及逻辑分析能力。特设易错点警示（如传递效率与利用率辨析），助力学生掌握答题逻辑，教师可据此精准开展分层教学，提升复习效率。

1 第47讲　 生态系统的功能--能量流动 1 考情分析 考点要求 考查形式 高考真题 生态系统的能量流动 选择题、非选择题 2025·江苏卷 ·T17 2025·天津卷·T13 2025·广西卷·T10 2025·福建卷·T12 2025·山东卷·T12 2025·江西卷·T17·T13 2025·浙江卷T21 2025·湖北卷·T21 2025·湖南卷·T13 2024·江西卷·T9； 2023·新课标卷·T33；2023·全国甲卷·T5；2022·北京卷·T19；2022·河北卷·T18；2022·湖北卷·T20； 2022·辽宁卷·T19；2022·天津卷·T13 2 1．（2025高考江西生物真题）下图为某湖泊生态系统中的部分食物网。据图分析，下列叙述正确的是（　　） A．鹤既属于第二，又属于第三营养级 B．一般情况下，雕获得的能量 不高于2.4×106kJ C．碳元素从水草进入到鱼的 主要形式是有机物 D．鼠和鹤的数量变化体现了生态系统的正反馈调节 （2025年1月浙江省）21.（2）从能量流动角度分析，鸡吃昆虫与吃相同质量的杂草相比，消耗该生态系统生产者的         更多，原因是        。 （3）从能量流动角度分析，复合种养系统的意义有           （答出2点即可）。 （2025湖北卷）21.(3)根据上述材料，画出噬菌线虫的能量输入与输出的示意图：      。 （2025江西）17.(4)为进一步探究J鱼体长变化的原因，研究人员查阅资料发现，这可能和能量分配与权衡有关。能量分配与权衡是生物体在生长发育和繁殖过程中适应外界环境变化的重要对策。一般情况下，生物体需在可获取能量的生理限制范围内，将能量分配到个体生长和繁殖后代两个方面，由此可以推测J鱼用于生长和繁殖的能量之间呈          (选填“正”或“负”)相关关系。综合上述材料分析，禁渔后J鱼体长变化的原因是        。 （江西省赣抚吉十二校）20.(2)图1中输入人工湿地生态系统的能量是  ；分析图2可知，第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率为  （用图中字母表示）。 能量与能量代谢（回顾） 1. 能量的根本来源是： 2. 细胞的主要能源物质是： 3. 细胞直接的能源物质是： 4. 与能量有关的生理活动： 5. 与能量有关的细胞器： 6. 指出下列字母指代： 太阳能 糖类 ATP 光合作用、呼吸作用 叶绿体、线粒体 A 光合作用 B 呼吸作用 C ATP中化学能 D 热能 光能 有机物中的化学能 散失 直接用于各种生命活动 A B D C 能量的输入 能量的散失 生态系统 一切生命活动都伴随着能量的变化。没有能量的输入，也就没有生命的生态系统 生态系统中能量的_______、_______、_______和_______的过程。 输入 传递 转化 散失 1.概念： 一、能量流动的概念理解 研究能量流动的基本思路 … 个体1 储存在体内的能量 呼吸作用散失的能量 个体 2 储存在体内的能量 呼吸作用散失的能量 个体 3 储存在体内的能量 呼吸作用散失的能量 能量输入 能量储存 种群 能量散失 能量输入 个体水平 群体水平 以个体为研究对象，有很大的局限性和偶然性，如果个体死亡，数据可能不准确；不同个体间差异过大。 如果以种群为研究对象，能量流动的渠道为食物链，在分析时，可能因为食物网的复杂性而影响结果的准确性。 一、能量流动的概念理解 1 能量流动 研究能量流动的基本思路 … 个体1 储存在体内的能量 呼吸作用散失的能量 个体 2 储存在体内的能量 呼吸作用散失的能量 个体 3 储存在体内的能量 呼吸作用散失的能量 能量输入 能量储存 种群 能量散失 能量输入 个体水平 群体水平 以个体为研究对象，有很大的局限性和偶然性，如果个体死亡，数据可能不准确；不同个体间差异过大。 如果将一个营养级的所有种群作为一个整体，则可以比较精确地测量每一个营养级能量的输入值和输出值。 某一 营养级 （1）能量的输入 ①源头： （对于人工生态系统，可能还包括人为输入的能量，如饵料中的能量）。 ②流经生态系统总能量： 。 太阳能 生产者固定的总的太阳能 （2）能量的传递 ①途径： 。 ②形式： 。 食物链和食物网 有机物中的化学能 （3）转化：太阳能→ →热能 有机物中的化学能 （4）散失 ①形式：最终以 形式散失。 ②过程： 作用。 热能 呼吸 【注意】(1)能量输入的方式主要是绿色植物的光合作用，少数如硝化细菌的化能合成作用。 【注意】(2)通过呼吸作用以热能形式散失的能量，无法被再次利用。 第一营养级（生产者）的能量来源及去路 第二营养级（初级消费者）的能量来源及去路 最高营养级（最高级消费者）的能量来源及去路 第一营养级 第二营养级 第三营养级 （生产者） （初级消费者） （次级消费者） 食物链： 二、能量流动的过程及其特点 光合作用 固定(同化) 呼吸作用以 热能形式散失 1% 同化（固定） 流入下一营养级 残枝败叶 被分解者分解 用于自身生长、 发育和繁殖 输入生态系统的总能量： 在人工生态系统中，总能量还有人工补充的能量（例如饲料、饵料等） 能量转化： 。 光能→化学能 生产者固定的太阳能 (1)第一营养级的能量来源和去路 1. 能量流动模型分析 照射到地球的太阳能大都被地球表面的大气层吸收，散射和反射了，只有大约1%以可见光的形式被生产者通过光合作用固定。这样，太阳能就输入到了生态系统的第一营养级。 生产者固定的太阳能＋人工投入的有机物中的化学能。 11 呼吸作用 散失（热能） 粪便 呼吸作用 散失（热能） 分解者利用 遗体残骸 初级消费者摄入 用于生长、 发育和繁殖 摄入量 = 同化量 + 粪便量 次级消费者摄入 初级消费者同化 同化量 = 自身生长发育繁殖= 呼吸作用散失＋自身生长发育繁殖 流入下一营养级＋分解者利用 “一来三去” 同化量 = 呼吸作用散失＋流入下一营养级＋分解者利用 (2)第二营养级的能量来源和去路(以年为单位) 12 最高营养级 摄入 最高营养级 同化 粪便 分解者利用 用于生长 发育和繁殖 遗体 残骸 呼吸作用 散失 呼吸作用 散失 【思考】最高营养级同化的 能量去向有哪些？ ①呼吸作用中以热能的形式散失 ②以遗体残骸的形式被分解者利用 最高营养级没有流入下一营养级的能量去向。 13 ①A是初级消费者摄入量；B是初级消费者同化量； C是用于自身生长发育繁殖量；D是次级消费者摄入量。 ②初级消费者摄入量＝同化量＋粪便量。 ③同化量＝呼吸作用散失的能量＋用于生长发育繁殖量。 ④生长发育繁殖量＝遗体残骸＋次级消费者摄入量。 1.“一来二去”模型 三、能量流动的模型分析 14 ①D、E、F分别代表第一、第二、第三营养级同化量。 ②三条去路(最高营养级除外)： 呼吸作用散失、流入下一个营养级、分解者利用。 2.“一来三去”模型 最高营养级的能量流向中不存在“流入下一营养级的能量” 15 3.“一来四去”模型 ①D、E、F分别代表第一、第二、第三营养级同化量。 ②四条去路(最高营养级除外)： 呼吸作用散失、流入下一个营养级、分解者利用、未利用。 最高营养级的能量流向中不存在“流入下一营养级的能量” 16 某营养级同化量 呼吸作用中以热能形式散失 用于自身生长、发育、繁殖 被分解者分解利用 流入下一个营养级 1.某营养级的能量最终去向 2.某营养级的能量某段时间内的能量去向 某营养级同化量 呼吸作用中以热能形式散失 用于自身生长、发育、繁殖 被分解者分解利用 流入下一个营养级 未被利用的能量 归纳： 17 (1)W1、D1 指相应营养级的_______，B1、B2 指相应营养级中___________。 (2)W1=________________；D1=_________________； (3)第一营养级用于生长、发育和繁殖的能量为________________。 同化量 未利用的能量 W1-A1或B1+C1+D1 A1+B1+C1+D1 A2+B2+C2+D2 1.“拼图法”分析能量流动过程 课堂随练 2. (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+④ B．②-①+③ C．②-①-③+④ D．②-①+③+④ A 课堂随练 呼吸作用 呼吸作用 呼吸作用 呼吸作用 生产者 （绿色植物） 初级消费者（植食性动物） 次级消费者（肉食性动物） 三级消费者（肉食性动物） 呼吸作用 … 分解者 1. 箭头由粗到细： 2. 能量流动的方向(以箭头表示)： 3. 菱形面积越来越小： 表示能量逐级递减 单向流动 营养级别越高，保存在生物体内的能量就越少 课堂随练 3.图示能量流经生态系统的总过程分析： ①单向流动， 原因：捕食关系不可逆转、散失的热能无法被利用。 ②逐级递减， 原因：每一营养级的同化量都有一部分在呼吸作用中以热能的形式散失，一部分被分解者分解利用和一部分未利用。 Q：图中初级消费者粪便中能量是通过①~④中哪一部分流入分解者的？ ① 四、能量流动的特点 两个营养级之间的能量传递效率为10%~20% 提醒 传递效率= 上一营养级的同化量 下一营养级的同化量 ×100% 能量利用率= 生产者固定总能量 流入最高营养级的能量 ×100% ①能量传递效率：能量在相邻两个营养级之间传递。 ②能量利用率：流入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。 注意： (1)能量利用率≠能量传递效率; (2)食物链越 ，能量利用率越高; (3)能量传递效率在10-20%之间，一般不能提高。 短 1.能量传递效率 汉水丑生侯伟作品 在森林生态系统中，当一只狼吃掉一只兔子时，它获得了这只兔子的______。 A.10%-20%的能量 B.大部分能量 C.全部的能量 D.以上都有可能 在森林生态系统中，当狼种群捕食兔子种群，狼种群从兔子种群获得的能量为____。 A.10%-20%的能量 B.大部分能量 C.全部的能量 D.无法确定 在森林生态系统中，假设初级消费者只有兔子，次级消费者只有狼。当狼种群捕食兔子种群，理论上，狼种群从兔子种群获得的能量为______。 A.10%-20%的能量 B.大部分能量 C.全部的能量 D.无法确定 B D A 生态系统中能量传递效率在10%-20%是对于稳定的生态系统中相邻的两个营养级来说。 五、能量流动的相关计算 2. 能量传递效率的“至少”和“至多”计算 ① 最多可使鹰增重____kg。 ② 最少可使鹰增重____kg。 （1）已知低营养级同化量，求高营养级同化量： 1 4 假如现有草100kg，则： 草 兔 鹰 能量传递效率按20%来算。 能量传递效率按10%来算。 ① 最多要消耗草______kg。 ② 最少要消耗草______kg。 （2）已知高营养级同化量，求低营养级同化量： 200 假如要使鹰增加2kg，则： 能量传递效率按10%来算。 能量传递效率按20%来算。 50 五、能量流动的相关计算 草 兔 鹰 3.多条食物链， 如果A有 10000 kg，C 最多增加______kg，最少增加_____kg。 A B C D E F 400 1 （2）已知高营养级同化量，求低营养级 水藻 水蚤 虾 小鱼 大鱼 人 若人的体重增加1 kg， 最少需消耗水藻______kg，最多消耗水藻___________kg。 25 100000 选最短食物链；按20%计算。 选最长食物链；按10%计算。 选最短食物链；按20%计算。 选最长食物链；按10%计算。 （1）已知低营养级同化量，求高营养级 4.在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物获得能量，且各途径所获得的生物量比例确定，则需按照各单独的食物链进行计算后合并。 （1） 如图食物网中，假如猫头鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇。那么，猫头鹰若要增加20 g体重，最少需要消耗的植物为______g_。 植物 兔子 猫头鹰 鼠 蛇 900g （2） 在如图所示的食物网，如将A流向B和C的比例由B∶C＝1:1调整为1:2，能量传递效率按10%计算，C获得的能量是原来的_______倍。 A C B 1.27或14/11 （3） 如将C的食物比例由A∶B＝1∶1调整为2∶1，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载C的数量是原来的_____________________倍。 设当食物比例A：B=1：1时，C的能量为x 则需要的A为1/2x÷10%+1/2x÷10%÷10% = 55x 设当食物比例A：B为2：1时，C的能量为y 则需要的A为：2/3y÷10%+1/3y÷10%÷10%=40y 由于两种情况下，生产者的数量是一定的，所以55x=40y， 则y=1.375x A C B 1.375或11/8 5.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，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） 。 4、(2023·山东卷)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(　　) 项目 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 [105 J/(m2·a)] 90 42 84 13.5 3 A．流经该生态系统的总能量为90×105 J/(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10.5×105 J/(m2·a) D．初级消费者粪便中的能量为70.5×105 J/(m2·a)，该能量由初级消费者流向分解者 C 课堂随练 29 5.如图表示生态系统中生产者和初级消费者的能量类型和去向(d表示营养级未被利用的能量)。相关叙述错误的是(　　) A．生产者和初级消费者获得能量的方式不相同 B．生产者用于生长、发育和繁殖的能量值是b1＋c1＋d1 C.生产者到初级消费者的能量传递效率为（b1/a1+b1+c1+d1）×100% D．初级消费者粪便中的能量属于生产者所同化的能量 C 课堂随练 六 研究能量流动的实践意义 1. 研究生态系统的能量流动，可以帮助人们将生物在 、 上进行 ， 流入某个生态系统的总能量。 间作套种 多层育苗 稻—萍—蛙 时间 空间 合理配置 增大 六 研究能量流动的实践意义 2. 研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学地规划和设计人工 生态系统，使能量得到最有效的利用。 实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。 秸秆饲料 沼气池 沼渣 （≠能量的传递效率） 六 研究能量流动的实践意义 3.研究生态系统的能量流动，还可以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。 例：合理确定草场的载畜量，稻田除草、除虫等。 6.秸秆的合理回收、利用具有重要的生态价值，下列相关叙述正确的是( ) A.秸秆放入沼气池中发酵生产沼气，可提高能量的利用率 B.秸秆还田为土壤微生物提供物质和能量，并可改善土壤结构 C.秸秆青贮处理作为牛羊等的饲料，能提高能量传递效率 D.秸秆作为培养基培育菌菇类食品，可使秸秆中能量更多的流向人类 ABD 课堂随练 （2025年1月浙江省）21.（2）从能量流动角度分析，鸡吃昆虫与吃相同质量的杂草相比，消耗该生态系统生产者的        更多，原因是        。 （2025江西）17.(4)为进一步探究J鱼体长变化的原因，研究人员查阅资料发现，这可能和能量分配与权衡有关。能量分配与权衡是生物体在生长发育和繁殖过程中适应外界环境变化的重要对策。一般情况下，生物体需在可获取能量的生理限制范围内，将能量分配到个体生长和繁殖后代两个方面，由此可以推测J鱼用于生长和繁殖的能量之间呈      (选填“正”或“负”)相关关系。综合上述材料分析，禁渔后J鱼体长变化的原因是        。 用于生长发育、繁殖的能量 能量逐级递减，食物链环节越多消耗的能量越多 负 禁渔后，鱼面临的捕捞压力减小，将更多能量分配到生长上，用于繁殖的能量相对减少，从而体长增长。 7.某自然保护区地震后，下图为该地区人为干预下恢复过程的能量流动图。 （1）流入肉食性动物的能量 =________________________________ J／(cm2·a)； 流入植食性动物的能量 = ______________________________ J／(cm2·a)； 该生态系统中生产者固定的总能量是______________________________J／(cm2·a)； 流入该生态系统的总能量为____________________________J／(cm2·a)。 （2）第一营养级到第二营养级的能量传递效率为_________________________（保留小数点后一位有效数字）。 0.25＋0.05＋2.1＋5.1＝7.5 (7.5－5)＋0.5＋4＋9＝16 (16－2)＋3＋70＋23＝110 110＋2+5=117 (16－2)/110×100%＝12.7% 将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为相应面积(或体积)的图形，并将图形按照营养级顺序排列，可形成一个金字塔图形。 直观地反映出生态系统各营养级间能量的关系。 通常呈 的金字塔。 上窄下宽 能量在流动中总是 的。 逐级递减 特例：某些人工生态系统（如人工鱼塘、城市）可呈现倒置情况。 (1)概念： (2)意义： (3)特点： (4)原因： 需要从该生态系统外输入大量的有机物，如流入鱼塘生态系统内的总能量为生产者固定的太阳能+饲料中的化学能。 1.能量金字塔 肉食性动物 12.6 生产者 464.6 植食性动物 62.8 高 低 能量 低 营养级 高 七、生态金字塔 37 表示各营养级的生物个体的数目比值关系，即为数量金字塔。 (1)概念： 也可呈上宽下窄 的金字塔形，如 。 一般呈 的金字塔； 上窄下宽 倒置 昆虫和树 (2)特点： 营养级 第二营养级 第一营养级 个体数量 昆虫 树 (3)意义： 直观的反映生态系统各营养级的生物个体的数目比值关系。 2.数量金字塔 38 3.生物量金字塔 用同样的方法表示各营养级的生物量（每个营养级所容纳的有机物的总干重），即为生物量金字塔。 大多呈 的金字塔。 上窄下宽 一般来说植物的总干重通常 植食性动物的总干重，而植食性动物的总干重也 肉食性动物的总干重。 大于 大于 (1)概念： (2)特点： (3)原因： 第一营养级 第二营养级 第三营养级 营养级 96 11 4 生物量 (4)意义： 直观的反映生态系统各营养级所容纳的有机物的总干重的关系。 第一营养级 第二营养级 营养级 4 21 生物量 有时也可呈“倒置的金字塔形” 39 归纳小结：生态金字塔 形状       象征含义 能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性 一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减 一般生物有机物的总质量沿食物链升高而逐级递减 特点 正金字塔形 一般为正金字塔形 一般为正金字塔形 1.（23-24高三下·广东深圳·阶段练习）如图所示为生物界可能出现的4种生态金字塔。下列相关叙述错误的是（    ）       A．树→虫→鸟的数量金字塔和能量金字塔可分别用图甲和图丙表示 B．生态金字塔中每一层代表一个营养级，图中“1”代表第一营养级 C．图丁不能表示能量金字塔与能量流动具有逐级递减的特点有关 D．生态金字塔中，每一种生物只能属于一层，每一层都不含分解者 D 课堂随练 41 2.调查夏季某草地和温带森林两个生态系统的生物个体数量如下表所示，单位为个·hm－2。下列有关叙述错误的是(　　) A．该草地的数量金字塔是正金字塔形 B．表中营养级的生物可构成多条食物链 C．温带森林的能量金字塔是正金字塔形 D．数量金字塔直观地反映出营养级间能量的关系 D 营养级 某草地 温带森林 第一营养级 1 500万 2 000万 第二营养级 200万 150万 第三营养级 90万 120万 课堂随练 $