2026届高三生物一轮复习课件：生态系统的能量流动

一轮复习 第37讲 生态系统 结构 生态系统的 组成成分 生态系统的营养结构 非生物的物质和能量 生产者 消费者 分解者 食物链 食物网 包括 捕食构成 包括 包括 交错 构成 概念、范围、类型 生态系统 功能 决定 能量流动 物质循环 信息传递 包括 考点 01 生态系统的结构 03 生态系统的物质循环 05 生态系统的稳定性 02 生态系统的能量流动 04 生态系统的信息传递 食物链和食物网 有机物中的化学能 能量传递的途径（渠道）： 能量传递的形式： 传递 转化 太阳能 有机物中的化学能 热能 光合作用 呼吸作用 热能 散失 能量散失形式： 能量散失途径： 呼吸作用 生态系统能量流动：生态系统中能量的_______、_______、_______和_______的过程。 输入 传递 散失 转化 考点二：生态系统的能量流动 一轮复习，夯实基础！ 生产者通过光合作用（其次还有化能合成作用） 输入 流经生态系统的总能量 能量输入方式： 人工生态系统，还有人工补充的能量（如饲料中有机物） 生产者所固定的全部太阳能（几乎所有生态系统） 源头：太阳能 光合作用 固定(同化) 1% 生产者 同化（固定） 用于自身生长、 发育和繁殖 同化作用：是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身物质，并且储存能量的过程。 99% 大气层吸收、散射和反射 呼吸作用以 热能形式散失 分解者分解利用 残枝 败叶 流入下一营养级 能量转化： 。 光能 → 化学能 考点二：生态系统的能量流动 一轮复习，夯实基础！ （一）第一营养级的能量流动情况 呼吸作用以热能形式散失 生产者固定的太阳能(同化量) 太阳能 用于自身生长、 发育和繁殖 流入下一营养级 分解者分解利用 未被利用 (净同化量) (呼吸消耗量) 生产者固定的全部太阳能 = 呼吸作用消耗 + 用于生长、发育和繁殖 用于生长、发育和繁殖的能量 = 流入下一营养级 + 分解者分解利用【+未被利用】 流入第一营养级能量/流经生态系统总能量 = 生产者固定的全部太阳能 (同化量) 【短时间内，某营养级的生物不会全部被捕食或死亡】 考点二：生态系统的能量流动 一轮复习，夯实基础！ （一）第一营养级的能量流动情况 用于自身生长、 发育和繁殖 生产者 同化（固定） 【以食物链玉米→鸡→人为例进行分析】 分解者分解利用 遗体 残骸 流入下一营养级 摄入 同化为 自身能量 粪便 呼吸作用以 热能形式散失 第二营养级（鸡）的粪便量属于谁的能量？ 属上一营养级（玉米）的同化量。 摄入量 = 同化量 + 粪便中的能量 考点二：生态系统的能量流动 一轮复习，夯实基础！ （二）第二营养级的能量流动情况 摄入 用于自身生长、 发育和繁殖 【以食物链玉米→鸡→人为例进行分析】 分解者分解利用 遗体 残骸 同化为 自身能量 粪便 呼吸作用以 热能形式散失 最高营养级没有流入下一营养级的能量去向 考点二：生态系统的能量流动 一轮复习，夯实基础！ （三）最高营养级的能量流动情况 某营养级 摄入量 = 同化量 粪便中的 能量 呼吸作用消耗的能量 用于生长发育繁殖的能量 流向下一营养级的能量 分解者分解利用的能量 未被利用的能量（短期内） 该营养级 遗体残骸中的能量 下一营养级 粪便中的能量 （1）对于生产者来说， 对于最高营养级来说， （2）某营养级“粪便中的能量”________该营养级同化的能量， 属于_________________________。 （3）“流入下一营养级的能量”代表“被下一营养级同化的能量”。 （4）某营养级“被分解者分解利用的能量”应包括: ”____营养级遗体残骸中的能量” +“______ 营养级粪便中的能量” 不属于 上一营养级同化的能量 该 下一 没有“摄入量”，生产者固定的太阳能即生产者的同化量。 没有“流入下一营养级的能量”。 考点二：生态系统的能量流动 一轮复习，夯实基础！ （四）总结各营养级的能量流动 某一营养级(最高营养级除外)的能量去路： 流入某一营养级的能量来源： a. 生产者的能量主要来自太阳能 b. 消费者的能量来自上一营养级 同化的能量 a. 自身呼吸消耗 b. 流入下一营养级 c. 被分解者分解利用 d. 未被利用 分析角度①——不定时 (能量的最终去路) a. 自身呼吸作用消耗 b. 流入下一营养级 c. 被分解者分解利用 分析角度②——定时 (某段时间内的能量去路) 总结：各营养级的能量流动 能量模型图的拆分 两条去路 三条去路 （定量不定时） 四条去路 （定量定时） 自身呼吸作用消耗 流向分解者 未利用 流向下一营养级 1.生产者的同化量： 。 2.生产者用于生长发育繁殖的能量： 。 3.初级消费者的同化量： 。 4.生产者与初级消费者间的能量传递效率： 。 W1 或 A1+B1+C1+D1 W1-A1 或 B1+C1+D1 D1 或 A2+B2+C2+D2 D1 / W1 ×100% “拼图法”分析能量流动的过程（按照定量、定时分析） 第一营养级 第二营养级 W1 = A1+B1+C1+D1 D1 = A2+B2+C2+D2 12 流入 呼吸作用 分解者利用 暂未利用 流出 流出/流入 生产者 植食性动物 肉食性动物 464.6 96.3 12.5 293 62.8 62.8 18.8 2.1 29.3 12.6 12.6 7.5 微量 5.0 13.5% 20% = + + + 考点二：生态系统的能量流动 一轮复习，夯实基础！ 定量分析生态系统的能量流动 ①生物之间的捕食关系是长期自然选择的结果，一般不可逆转； ②各营养级生物呼吸作用散失的热能不能被生物群落利用， 因此能量无法循环流动。 单向流动 ①各营养级生物都会因呼吸作用散失大部分能量 ； ②各营养级能量都有一部分被分解者分解利用； ③各营养级生物都不能全部被下一营养级捕食，各营养级能量都有一部分未利用。 逐级递减 （1）从方向上看： （2）从数值上看： 表现： 原因： 能量沿着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。 表现： 原因： 流入某一营养级的能量，不能百分之百地流到 下一个营养级。 考点二：生态系统的能量流动 一轮复习，夯实基础！ （五）能量流动的特点 能量在流动过程中逐级递减，与能量守恒定律矛盾吗？为什么？ 不矛盾。 能量在流动过程中“逐级递减”是指流入各营养级的能量。 能量守恒定律可以用于衡量流入某个生态系统的总能量， 总能量 = 储存在生态系统中的能量+被各营养级生物利用、 散发至非生物环境中的能量。 因此，虽然能量在流动过程中逐级递减，但总能量依然遵循能量守恒定律。 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。 考点二：生态系统的能量流动 一轮复习，夯实基础！ （五）能量流动的特点 某一营养级的同化量 上一营养级的同化量 能量传递效率 = × 100% 能量在相邻两个营养级间的传递效率为 。 10%～20% 生态系统中的营养流动一般不超过5个营养级。 考点二：生态系统的能量流动 一轮复习，夯实基础！ （五）能量流动的特点 1.(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(　　)   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)] 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70.5×105J/(m2·a),该能量由初级消费者流向分解者 C 在食物链中，若题干未作具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20% ①求“最多”，则按×20% 计算 ②求“最少”，则按×10% 计算 已知 未知 较低营养级 较高营养级 已知 未知 ①求“最多”，则按÷10% 计算 ②求“最少”，则按÷20% 计算 1、食物链中有关计算 例题1：在食物链A→B→C中， ①若A增重1kg，C最少增重多少，最多增重多少？ ②若已知为C增重1kg,求消耗A最多、最少多少？ ①C增重最少，为1kg×10%×10%＝1/100kg C增重最多，为1kg×20%×20%＝1/25kg ②消耗A最多，为1kg÷10%÷10%＝100kg 消耗A最少，为1kg÷20%÷20%＝25kg 能量传递中的极值计算 2、食物网中有关计算 （1)在食物网中，若未知食物比例，则按右图所示规则计算： 例题2：某生态系统食物网如图所示，若猫头鹰体重每增加1 kg，至少消耗A约？ （2)在食物网中，若已知食物比例，则： 每条食物链单独计算，最后相加 例题3：如果一个人的食物有1/2来自绿色植物， 1/4来自小型肉食动物， 1/4来自羊肉，假如能量传递效率为10%，那么该人每增加1kg体重， 约消耗植物多少？ 消耗A最少，为 1kg÷20%÷20%＝25kg 绿色 植物 人 羊 小型肉 食动物 = 1×1/2 10% + 1×1/4 （10%)2 + 1×1/4 (10%)3 能量传递中的极值计算 （3)在食物网中，食物配比改变，则： 将改变前的与改变后的分别计算 【生产者固定的太阳能总量不变】 例题3：某生态系统中存在如图所示的食物网， 如果将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？ A B C 分析：本题的等量关系是流入生态系统的总能量不变，即生产者固定的太阳能总量不变，也可以说生产者A不变。假设原来生态系统能承载C的数量是x，现在生态系统能承载C的数量是y，则： y/x = 1.375 原来需要植物总量 = 现在需要植物总量 【0.5*x ÷10%÷10%】 + 【0.5*x ÷10%】 原来需要植物A总量为： 现在需要植物A总量为： 【（1/3）*y ÷10%÷10% 】+ 【（2/3）*y ÷10%】 能量传递中的极值计算 2、食物网中有关计算 9.(2025·广东湛江模拟)研究者对某池塘生态系统进行了能量流动调查,图1表示鲤鱼的食物来源,图2为该池塘中不同体长鲤鱼的食性比例。下列相关叙述错误的是(　　) A.该池塘生态系统的结构包括食物链、食物网和生产者、消费者、分解者 B.体长为2.8 cm的鲤鱼群体来自藻类的能量中只有一部分用于自身生长、发育和繁殖 C.若体长为4.2 cm的鲤鱼群体增加100 kJ的能量,理论上最多需要藻类提供3 250 kJ的能量 D.据图分析,在藻类爆发季节,向该池塘中投放体长大于4.2 cm的鲤鱼,可尽快控制藻类的数量 A 项目 能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔 形状 每层 含义 单位时间内，食物链中每一营养级生物所同化的能量的多少 单位时间内,每一营养级生物所容纳的有机物的总干重 每一营养级生物个体的数目 特点 正金字塔形(自然生态系统） 一般为正金字塔形 一般为正金字塔形 象征 意义 能量在流动过程中总是 逐级递减 生物量(有机物的总干重)随食物链中营养级的升高而逐级递减 生物数量在食物链中随营养级升高而逐级递减 特殊 形状 某些人工生态系统(如人工鱼塘)可呈现倒置状况 考点二：生态系统的能量流动 一轮复习，夯实基础！ （六）生态金字塔 如果消费者个体小而生产者个体大，就会呈现倒置金字塔形，如昆虫和树 浮游植物个体小，寿命短，又会不断被捕食，因而某一时间呈现倒置金字塔形 4.如图是某研究性学习小组调查某水域生态系统后绘制的能量金字塔,其中P表示生产者,C表示消费者,D表示分解者,数字表示能量值;表为C1营养级4种生物现存的生物量,每种生物仅占一个营养级。下列说法正确的是(　　) 物种 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 生物量 /(g·m-2) 134 321 35 175 A.该生态系统的结构在图中还缺少非生物的物质和能量 B.图中涉及的营养级共4个,其中第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为10.7% C.由表可知,该生态系统的优势种可能为Ⅱ D.表中的4种生物的种间关系可能为种间竞争,也可能为捕食 C 2.(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6 g/m2和30 g/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 考点二：生态系统的能量流动 一轮复习，夯实基础！ （七）研究能量流动的实践意义 1、帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。 甘蔗和大豆间作 冬小麦夏玉米套种 蔬菜大棚中的多层育苗 稻-萍-蛙立体农业生产 有哪些措施能增加流入农田生态系统的总能量？ 间作、套种为什么可以增加流入生态系统的总能量？ 间作：一般指几种作物同时期播种；套种：几种作物不同时期播种。 （1）充分利用了空间；（2）不同层次的作物利用不同强度的太阳光能。 （3）适当提高了种植密度，能利用更多的太阳能。 考点二：生态系统的能量流动 一轮复习，夯实基础！ （七）研究能量流动的实践意义 2、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。 从而实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。 用秸秆作饲料 粪便制作沼气 沼渣肥田 例如，将秸秆用作饲料喂牲畜，可获得肉、蛋、奶； 将牲畜的粪便作为沼气池发酵的原料，生产沼气提供能源； 沼气池中的沼渣还可作为肥料还田。 食物链越 ，能量利用率越高; 能量传递效率在10-20%之间，一般不能提高。 概念辨析： 能量传递效率 与 能量利用率 上一营养级的同化量 某营养级的同化量 ×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 = 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。 能量利用率 ≠ 能量传递效率; 短 27 放牧量太少 过度放牧 合理放牧 3、调整生态系统的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。 稻田除草、除虫 牲畜过多，就会造成草场的退化，使畜产品的产量下降。 牲畜过少，不能充分利用牧草所提供的能量； 根据草场的能量流动特点，合理确定草场的载畜量， 才能保持畜产品的持续高产。 考点二：生态系统的能量流动 一轮复习，夯实基础！ （七）研究能量流动的实践意义 28 3.(2024·江苏卷)为了防治莲藕食根金花虫,研究者在藕田套养以莲藕食根金花虫为食的泥鳅、黄鳝,并开展相关研究,结果见表。下列相关叙述错误的是(　　) 套养方式 莲藕食根金花虫防治率/% 藕增产率/% 单独套养泥鳅 81.3 8.2 单独套养黄鳝 75.7 3.6 混合套养泥鳅和黄鳝 94.2 13.9 A.混合套养更有利于防治莲藕食根金花虫、提高藕增产率 B.3种套养方式都显著提高了食物链相邻营养级的能量传递效率 C.混合套养中泥鳅和黄鳝因生态位重叠而存在竞争关系 D.生物防治优化了生态系统的能量流动方向,提高了经济效益和生态效益 B 1926年，一位生态学家研究一块玉米田的能量流动情况，得到如下数据。 1.这块田共收割玉米约10000株，质量为6000kg。通过对玉米植株的化学成分进行分析， 计算出其中共含碳2675kg。 2.据他估算，这些玉米在整个生长过程中通过细胞呼吸消耗的葡萄糖共2045kg。 3.1kg葡萄糖储存1.6×104 kJ能量。 4.在整个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能总量为8.5×109kJ 请根据以上数据计算： 1、这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是多少？这些葡萄糖储存的能量是多少？ 2675×180(C6H12O6)÷72(C6) = 6687.5kg EG=MGx1.6×104＝1.07×108kJ 2、这些玉米呼吸作用消耗的能量是多少？ △E呼=△MGx1.6×104＝2045x1.6×104 ＝3.272×107kJ 思维训练 分析和处理数据 30 1926年，一位生态学家研究一块玉米田的能量流动情况，得到如下数据。 1.这块田共收割玉米约10000株，质量为6000kg。通过对玉米植株的化学成分进行分析， 计算出其中共含碳2675kg。 2.据他估算，这些玉米在整个生长过程中通过细胞呼吸消耗的葡萄糖共2045kg。 3.1kg葡萄糖储存1.6×104 kJ能量。 4.在整个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能总量为8.5×109kJ 请根据以上数据计算： 3、这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是多少？ 呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例是多少？ 4、这块玉米田的太阳能利用效率是多少？ 思维训练 分析和处理数据 E固=EG+△E呼=1.07×108kJ+3.272×107kJ=1.3972×108kJ 3.272×107÷1.3972×108=23.4% η =1.3972×108 / 8.5×109 ＝1.64% 31 1926年，一位生态学家研究一块玉米田的能量流动情况，得到如下数据。 1.这块田共收割玉米约10000株，质量为6000kg。通过对玉米植株的化学成分进行分析， 计算出其中共含碳2675kg。 2.据他估算，这些玉米在整个生长过程中通过细胞呼吸消耗的葡萄糖共2045kg。 3.1kg葡萄糖储存1.6×104 kJ能量。 4.在整个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能总量为8.5×109kJ 思维训练 分析和处理数据 根据计算结果，画出能量流经该玉米种群的图解，图解中应标明各环节能量利用和散失的比例。 32 二、拓展应用 1.下图是两个农业生态系统的模式图。图a 中农作物为人类提供的食物、为家禽和家畜提供的饲料，都与图b相同。 (1)分析这两幅图，完成这两个生态系统的能量流动图解。 × × 练习与应用 图a 二、拓展应用 1.下图是两个农业生态系统的模式图。图a 中农作物为人类提供的食物、为家禽和家畜提供的饲料，都与图b相同。 (1)分析这两幅图，完成这两个生态系统的能量流动图解。 练习与应用 图b × × ① ② 二、拓展应用 1.下图是两个农业生态系统的模式图。图a 中农作物为人类提供的食物、为家禽和家畜提供的饲料，都与图b相同。 (2)哪个生态系统的能量能够更多地被人类所利用？为什么？ 练习与应用 图b所示生态系统中流向分解者的能量，还有一部分可以以生活能源或食物中化学能的形式被人类再度利用，因此，该生态系统实现了能量的多级利用，提高了能量的利用率。 $