第3章 微专题2 食物链(网)的构建及生态系统的能量流动相关计算-【金版新学案】2025-2026学年高中生物选择性必修2 生物与环境同步课堂高效讲义配套课件PPT（人教版，多选）

该高中生物学课件聚焦食物链（网）构建与生态系统能量流动，通过定义法、能量流动规律、有害物质浓度等类型解析，结合实例搭建从具体关系到抽象规律的学习支架，衔接生态系统结构与功能的知识脉络。 其亮点在于以表格、曲线等多样化数据形式培养科学思维，通过典例分析（如能量表格构建食物链）和分层专练强化探究实践，渗透物质与能量观（生命观念）。学生能提升数据分析与问题解决能力，教师可直接应用系统教学资源提升课堂效率。

微专题2 食物链(网)的构建及生态系统的能量流动相关计算 　 第3章 生态系统及其稳定性 一、食物链(网)的构建 类型1　定义法 (1)根据提供食物关系的文字、图示信息构建。 例如：古树上有红蜘蛛、蚜虫、草蛉、七星瓢虫、麻雀、花喜鹊6种动物，它们之间的关系是红蜘蛛、蚜虫是草蛉和七星瓢虫的食物；红蜘蛛、蚜虫以植物的各器官为食物；麻雀、花喜鹊以红蜘蛛、蚜虫、草蛉为食。则依据食物关系直接绘图如下： (2)依据食物关系曲线构建食物链(网) ①分析依据：先上升先下降者为被捕食者，后上升后下降者为捕食者。 ②食物链：乙→丙→甲。 类型2　依据能量流动具有逐级递减的特点构建食物链(网) 生态系统中能量在流动过程中逐级递减，且相邻营养级之间的能量传递效率为10%~20%。能量值大者为被捕食者，小者为捕食者。若两种生物的能量值相差不大，不足以构成10%~20%的比例关系，则两者很可能属于同一营养级。 (1) 上表中食物链为B→D→A→C。 营养级 A B C D 能量(有机物) 15.9 870.7 1.9 141.0 (2) 上图中食物网为： (3) ①分析依据：根据相邻营养级间能量传递效率约为10%~20%，可推测能量值(或有机物总量)相差在5倍以内，很可能为同一营养级。 ②结果：上图可形成一条食物链：丙→甲→乙→丁。 类型3　根据生物体内有害物质的浓度“由少到多”构建食物链(网) (1)分析依据：重金属、农药等有害物质被生物体吸收后难以排出体外，所以此类物质会随着食物链逐级积累，即营养级越高的个体中含有有害物质的量越多，其含量往往是上一营养级个体含量的5~10倍。 (2)结果： 生物体 A B C D E 有机汞浓度/ppm 0.06 7 0.51 68 0.39 典例 1 对一个受到轻度农药污染的湖泊进行调查，该湖泊内组成食物链的甲、乙、丙、丁4个种群各自所同化的总能量测量结果如表所示，下列叙述错误的是 A.从4个种群的营养关系上看，它们之间只能形成一条食物链 B.除乙种群外，其他3个种群的同化作用类型都属于异养型 C.丙种群体内的农药残留量是最多的 D.在这四个种群中，甲和丁属于种间竞争关系 √ 生物种群 甲 乙 丙 丁 能量/kJ 1.3×108 2.8×109 5.9×107 4.3×108 能量流动的特点是单向流动、逐级递减，因此乙的营养级最低，其次是甲和丁，丙的营养级最高，甲和丁处于同一营养级，4种生物之间能形成2条食物链，即乙→甲→丙、乙→丁→丙，甲和丁处于同一个营养级，所以它们之间是种间竞争关系，A错误，D正确；乙的营养级最低，是生产者，甲、丙、丁均是消费者，其同化作用类型都属于异养型，B正确；营养级越高农药残留量就越多，有毒物质的富集量越多，因此丙的农药残留量最多，C正确。 生物种群 甲 乙 丙 丁 能量/kJ 1.3×108 2.8×109 5.9×107 4.3×108 典例 2 如图为草原生态系统中的甲、乙、丙三个动物种群一年中不同月份种群数量的变化曲线。下列说法正确的是 A.三种动物参与构成的食物链中，甲至少为第四营养级 B.AC段丙的种群数量下降一定是食物短缺造成的 C.A点是丙种群在此环境中的环境容纳量 D.一定自然区域内，甲、乙、丙三个种群中全部的生物构成生物群落 √ 分析图可知，三个动物种群的数量变化乙 先于丙，丙又先于甲，它们之间的捕食关 系是乙→丙→甲，食物链中生产者为第一 营养级，所以甲至少为第四营养级，A正 确；甲的增多对丙产生的捕食压力也是AC段丙种群数量下降的原因，B错误；一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，丙的种群相对数量并未维持在A点，故A点不是丙种群在此环境中的环境容纳量，C错误；生物群落是指在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合，甲、乙、丙三个种群中缺少生产者和分解者，因此不能构成生物群落，D错误。 二、生态系统的能量流动相关计算 类型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 说明：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。 (2)在食物网中，则有 典例 3 如右图是某生态系统中的食物网，若E种群中的总能量为5.8×109 kJ，B种群的总能量为1.6×108 kJ，A种群获得的总能量最多是 A.1.6×108 kJ B.1.6×109 kJ C.1.0×108 kJ D.2.0×108 kJ √ E是生产者，共含有5.8×109 kJ的能量，求“获得的 总能量最多”，按能量传递效率是20%计算，则第二 营养级的同化量(包括B、C和D)＝5.8×109kJ×20%＝ 1.16×109 kJ。又已知B生物种群总能量为1.6×108 kJ， 则C和D生物种群的总能量＝1.16×109 kJ－1.6×108 kJ＝1.0×109 kJ。所以，A最多获得的能量是1.0×109 kJ×20%＝2.0×108 kJ。 类型2　能量传递效率有关的“定值”计算 (1)已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”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多种生物获得能量，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合并。 典例 4 如图中蛇的食物有3/5来自鼠，2/5来自蛙。从理论上讲，蛇每增加1 kJ能量，至少需消耗植物 A.15 kJ B.65 kJ C.350 kJ D.460 kJ √ 计算植物消耗的最少量，能量传递效率应按照20%来计算，蛇从两条食物链获得能量即植物→鼠→蛇(3/5)、植物→昆虫→蛙→蛇(2/5)，则所需要消耗的植物量为3/5÷20%÷20%＋2/5÷20%÷20%÷20%＝65 kJ，B符合题意。 类型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的能量传递效率时，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%。 典例 5 (多选)(2024·厦门高二期末)随着工 业的发展，过度砍伐对某林地环境造成日 渐严重的破坏，对该林地生态安全带来了 巨大威胁。如图为该林地在人为干预下恢 复过程的能量流动示意图，单位为×103 kJ/(m2·a)，图中数字和m、n为能量数值。下列说法正确的是 A．图中n代表的数值为24 B．①表示的是流向分解者的能量 C．输入该生态系统的总能量是1.316×106 kJ/(m2·a) D．植食性动物到肉食性动物的能量传递效率约为13.1% √ √ √ 植食性动物固定的能量＝植食性动物呼吸作用以热能的形式散失的能量＋流向下一个营养级的能量＋流向分解者的能量＋未被利用的能量，因此，217＋43＝63＋22＋141＋m，则m＝34，同理，17＋34＝16＋4＋7＋n，则n＝24，A正确；某一营养级的同化量有四个去向：呼吸作用以热能的形式散失、流向下一个营养级(最高营养级除外)、流向分解者及未被利用的能量，据题图可知，①表示的是流向分解者的能量，B正确； 生产者固定的能量及人工输入的有机物中的能量为流入该生态系统的总能量，即流入该生态系统的总能量＝(302＋217＋733＋64＋17＋43)×103＝1.376×106 kJ/(m2·a)，C错误；能量传递效率是指相邻两营养级同化量的比值，据题图可知，植食性动物到肉食性动物的能量传递效率为＝34÷(217＋43)×100%≈13.1%，D正确。 微专题专练 √ 1.(2025·山东菏泽一模)关于食物网结构的讨论往往基于两类食物网：拓扑网络，即只包含物种捕食关系的网络；能流网络，即包含具有捕食关系的物种间的能量流动大小( 代表物种，实线箭头的粗细与能量多少正相关；①~⑤代表能量值)。如图所示，下列说法错误的是 A.图1拓扑网络中包含了三条食物链 B.图2基于A取食偏好的能流网络未遵循能量逐级递减的规律 C.图2和图3能流网络中不同营养级之间的能量流动以有机物为载体 D.图3中第二营养级到第三营养级的能量传递效率为(②＋④)/(①＋③)×100% 2 3 4 6 7 8 1 5 拓扑网络中存在D→A、D→C→B→A、D→C→A三条食物链，A正确；能量流动的特点是单向流动、逐级递减，基于A取食偏好的能流网络也遵循这一规律，B错误；不同营养级之间的能量流动是通过捕食关系进行的，而捕食获取的是上一营养级的有机物，C正确；图3中第二营养级为A、C，第三营养级为A、B，第二营养级到第三营养级的能量传递效率为(②＋④)/(①＋③)×100%，D正确。 2 3 4 6 7 8 1 5 √ 2.图1表示某草原生态系统中某一时间的食物网，图2表示图1中某条食物链中各生物体内有毒物质的相对含量，下列叙述中错误的是 A.图1中全部种群可形成7条食物链 B.图1中鹰种群数量的K值是可能发生改变的 C.图1中的蛇和鹰之间存在种间竞争和捕食关系 D.图2中的甲、乙、丙、丁可能分别对应图1中的蛇、鼠、鹰、草 2 3 4 6 7 8 1 5 图1中全部种群可形成6条食物链，A错误；图1中鹰种群数量的K值是可能发生改变的，受空间和资源影响，B正确；图1中的蛇和鹰之间存在种间竞争和捕食关系，C正确；图2中的甲、乙、丙、丁有毒物质的含量大小为丙>甲>乙>丁，营养级越高，有毒物质含量越高，因此甲、乙、丙、丁可能分别对应图1中的蛇、鼠、鹰、草，D正确。 2 3 4 6 7 8 1 5 √ 3.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 图中有3条食物链，即A→B→猫头鹰、A→C→B→猫头鹰、A→C→D→猫头鹰。题中所问为猫头鹰体重每增加1 kg，至少消耗的A，已知高营养级的能量求需要低营养级的最少能量，应选最短食物链，能量传递效率按20%计算。所以选最短食物链(A→B→猫头鹰)，能量传递效率按20%计算，则至少消耗A为1÷20%÷20%＝25 kg，C正确。 2 3 4 6 7 8 1 5 √ 4.假设某初级消费者摄入的能量为a，其粪便中的能量为b，通过呼吸作用消耗的能量为c，用于生长、发育和繁殖的能量为d，则流入次级消费者的能量最多为 A.(a＋b)×20% B.(c＋d)×20% C.(a－c)×20% D.(b＋d)×20% 在该生态系统中，假设初级消费者摄入的能量为a，其中存在于粪便中的能量为b，说明初级消费者同化的能量是a－b；因此，流入次级消费者的能量最多为(a－b)×20%；初级消费者通过呼吸作用消耗的能量为c，用于生长、发育和繁殖的能量为d，说明初级消费者同化的能量是c＋d；因此，流入次级消费者的能量最多为(c＋d)×20%。综上分析可知，流入次级消费者的能量最多为(a－b)×20%或(c＋d)×20%。 2 3 4 6 7 8 1 5 5.(2024·沈阳高二期末)图1为某生态系统的食物网，甲为某种鱼，甲从水草和藻类获得的能量相等。图2为图1中不同体长甲的食性比例。下列说法正确的是 A.图1中有4条食物链，丁占据第三、第四营养级，初级消费者有甲和乙 B.图1中甲、乙、丙、丁和水草、藻类共同构成生态系统，甲和丙为捕食关系 C.当甲体长4.2 cm时，甲获得10 kJ能量，藻类至少需要固定81.25 kJ太阳能 D.丁粪便中的能量属于丁同化量中传给分解者的一部分 √ 2 3 4 5 6 7 8 1 图1中含有5条食物链，丁占据第三、第四、第五营养级，甲和乙是初级消费者，A错误；图1中甲、乙、丙、丁和水草、藻类只包含了生产者和消费者，没有分解者和非生物的物质和能量，不能构成生态系统，甲和丙为捕食和种间竞争关系，B错误；甲的体长为4.2 cm时，植食性比例为0.75，肉食性比例为0.25，且甲直接从水草和藻类中获得的 2 3 4 5 6 7 8 1 能量相等，所以甲直接从藻类获取的能量至少为10×0.75×1/2÷20%＝18.75 kJ，通过乙从藻类获取的能量至少为10×0.25÷20%÷20%＝62.5 kJ，则藻类需要固定的太阳能至少为18.75＋62.5＝81.25 kJ，C正确；丁粪便中的能量属于上一营养级同化量中传给分解者的一部分，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 √ 6.(2024·山东泰安模拟)如图为自然灾 害后，某人工鱼塘生态系统能量流动 过程中部分环节涉及的能量(单位：× 103 kJ·m－2·a－1)，其中补偿输入是指 人工饲喂过程中各个营养级同化的能 量。下列叙述错误的是 A.由图可知，肉食性动物需补偿输入的能量为5×103 kJ·m－2·a－1 B.植食性动物用于自身生长、发育和繁殖的能量是12×103 kJ·m－2·a－1 C.第三营养级与第四营养级之间的能量传递效率为3.3% D.较低营养级的生物在这场灾害中受到的影响较大 2 3 4 6 7 8 1 5 据图分析，植食性动物的同化量＝流入 肉食性动物的能量＋热能＋未被利用的 能量＋分解者利用的能量，则流入肉食 性动物的能量＝(14＋2－4－9－0.5) × 103 kJ·m－2·a－1，即2.5×103 kJ·m－2·a－1，肉食性动物同化的能量＝流入顶级肉食性动物的能量＋热能＋未被利用的能量＋分解者利用的能量＝(0.25＋2.1＋5.1＋0.05)×103 kJ·m－2·a－1，即7.5×103 kJ·m－2·a－1，肉食性动物同化的能量中2.5×103 kJ·m－2·a－1来自植食性动物，则补偿输入的能量为5×103 kJ·m－2·a－1，A正确；植食性动物用于自身生长、发育 2 3 4 6 7 8 1 5 和繁殖的能量＝同化量－热能＝[(14 ＋2)－4]×103 kJ·m－2·a－1，即12× 103 kJ·m－2·a－1，B正确；第三营养级 与第四营养级之间的能量传递效率＝ 从第三营养级流入第四营养级的能量/第三营养级的同化量×100%＝0.25/7.5×100%≈3.3%，C正确；根据图中数据和上述分析可知，营养级越高，补偿输入的能量越多，所以营养级较高的生物在灾害中受到的影响较大，D错误。 2 3 4 6 7 8 1 5 7.(13分)图1为某湖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某一营养级的示意图，其中a~g表示能量值的多少。请据图回答下列问题： (1)图1中，m1、m2表示的能量形式分别为_____________，营养级Ⅰ的能量中流入分解者的能量包括__________________________________________ 两部分。 营养级Ⅰ的残枝败叶中的能量和营养级Ⅱ的粪便量　 太阳能、热能 2 3 4 6 7 8 1 5 图1中，m1表示被该生态系统生产者固定的太阳能，m2是指在生态系统食物链各营养级以热能形式散失的能量。营养级Ⅰ的残枝败叶中的能量和营养级Ⅱ的粪便量是营养级Ⅰ的能量中流入分解者的能量。 2 3 4 6 7 8 1 5 (2)图2中，若A表示图1中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则C表示_________ ____________________________。若图1中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为y，则营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量的传递效率是______________(用题图中所给字母的表达式表示)。 用于生长、发育和繁殖的能量　 营养级Ⅱ b/y×100% 2 3 4 6 7 8 1 5 若A表示图甲中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示营养级Ⅱ同化的能量，C表示营养级Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量。若图1中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为y，而图2中营养级Ⅱ同化的总能量为b，因此营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是营养级Ⅱ同化量/营养级Ⅰ同化量×100%＝b/y×100%。 2 3 4 6 7 8 1 5 (3)由图2可以总结出生态系统能量流动的主要特点是____________________。 单向流动、逐级递减 生态系统能量流动的主要特点是单向流动、逐级递减。 2 3 4 6 7 8 1 5 (4)若图1中营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一种生物甲、乙、丙，构成食物关系如图3。 ①若甲能量中比例为a的部分直接提供给丙，则要使丙能量增加x kJ，至少需要消耗甲的能量____________ kJ(用所给字母的表达式表示)。 25x/(4a＋1) 假设至少需要消耗甲的能量为b，则丙从甲→丙途径获得的能量为b×a×20%，丙从甲→乙→丙途径获得的能量为b×(1－a)×20%×20%，根据题干中的条件可知：b×a×20%＋b×(1－a)×20%×20%＝x，因此b＝25x/(4a＋1)kJ。 2 3 4 6 7 8 1 5 39 ②如果将丙的食物比例由甲∶乙＝3∶2调整为甲∶乙＝2∶3，其他条件不变，相邻两个营养级之间的能量传递效率按20%计算，丙获得相等的能量，需要消耗的甲是原来的_______倍(用分数表示)。 17/13 2 3 4 6 7 8 1 5 设当食物甲∶乙为3∶2时，需要消耗的甲为a，则丙获得的能量可表示为a×(3/5)×20%＋a×(2/5)×20%×20%＝17a/125。设当食物甲∶乙＝2∶3时，需要消耗的甲为b，则丙获得的能量可表示为b×(2/5)×20%＋b×(3/5)×20%×20%＝13b/125。由于丙获得相等的能量，则17a/125＝13b/125，即b/a＝17/13。 2 3 4 6 7 8 1 5 8.(13分)多营养级生态养殖模式是指在同一养殖水域内科学搭配多营养级的水生动植物，利用生态位互补形成多层次立体化、种间相互促进的养殖模式，是渔业绿色发展的重要途径。研究者将中华绒螯蟹—罗氏沼虾—日本沼虾混养，一段时间后分析系统内的营养结构和能量流动特征，其中小型、微型浮游植物和水生植物为生产者，碎屑中的能量有一部分输入第二营养级。各营养级的能量流动如下表。请回答下列问题：   呼吸作用散失 流向下一营养级 流向碎屑(分解者) 输出 第一营养级 － 5 452 32 420 － 第二营养级 5 953 3 466 8 149 134 第三营养级 － 511 1 424 34 第四营养级 269.2 63.3 161.8 16.7 第五营养级 45.8 － 13 4.5 注：能量单位为J/(m2·a)。 2 3 4 6 7 8 1 5 (1)罗氏沼虾和中华绒螯蟹生态位虽有重叠，但在资源充足情况下，无明显的种间竞争，适合搭配养殖。生态位是指____________________________ ______________________________________________________________，要想研究罗氏沼虾的生态位，需要研究它____________________________ __________________________(至少答出3点)。   呼吸作用散失 流向下一营养级 流向碎屑(分解者) 输出 第一营养级 － 5 452 32 420 － 第二营养级 5 953 3 466 8 149 134 第三营养级 － 511 1 424 34 第四营养级 269.2 63.3 161.8 16.7 第五营养级 45.8 － 13 4.5 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 一个物种在群落中的地位和作 栖息地、食物、天敌以及与其 他物种的关系等(答出3点) 2 3 4 6 7 8 1 5 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。因此，研究某种动物的生态位，通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。   呼吸作用散失 流向下一营养级 流向碎屑(分解者) 输出 第一营养级 － 5 452 32 420 － 第二营养级 5 953 3 466 8 149 134 第三营养级 － 511 1 424 34 第四营养级 269.2 63.3 161.8 16.7 第五营养级 45.8 － 13 4.5 2 3 4 6 7 8 1 5 (2)小型浮游动物、小型浮游植物和水生植物是罗氏沼虾的主要取食对象，则罗氏沼虾可能处于该系统的第___________营养级。   呼吸作用散失 流向下一营养级 流向碎屑(分解者) 输出 第一营养级 － 5 452 32 420 － 第二营养级 5 953 3 466 8 149 134 第三营养级 － 511 1 424 34 第四营养级 269.2 63.3 161.8 16.7 第五营养级 45.8 － 13 4.5 二、第三 小型浮游动物、小型浮游植物和水生植物是罗氏沼虾的主要取食对象，已知小型浮游植物和水生植物是第一营养级，小型浮游动物为第二营养级，所以罗氏沼虾所处的营养级为第二或第三营养级。 2 3 4 6 7 8 1 5 (3)由表中数据可知，碎屑输入第二营养级的能量为__________J/(m2·a)，第三营养级呼吸作用散失的能量为_________J/(m2·a)，第四营养级到第五营养级的能量传递效率为__________(保留两位小数)。   呼吸作用散失 流向下一营养级 流向碎屑(分解者) 输出 第一营养级 － 5 452 32 420 － 第二营养级 5 953 3 466 8 149 134 第三营养级 － 511 1 424 34 第四营养级 269.2 63.3 161.8 16.7 第五营养级 45.8 － 13 4.5 12.39% 12 250　 1 497 2 3 4 6 7 8 1 5 碎屑流入第二营养级的能量＝第二营养级的同化量－第一营养级中流向第二营养级的能量＝5 953＋3 466＋8 149＋134－5 452＝12 250 J/(m2·a)，第三营养级呼吸作用散失的能量＝第三营养级的同化量(第二营养级流向第三营养级的能量)－流向第四营养级的能量－流向碎屑的能量－输出的能量＝3 466－511－1 424－34＝1 497 J/(m2·a)，第四营养级到第五营养级的能量传递效率＝第五营养级的同化量/第四营养级的同化量×100%＝(63.3/511)×100%≈12.39%。   呼吸作用散失 流向下一营养级 流向碎屑(分解者) 输出 第一营养级 － 5 452 32 420 － 第二营养级 5 953 3 466 8 149 134 第三营养级 － 511 1 424 34 第四营养级 269.2 63.3 161.8 16.7 第五营养级 45.8 － 13 4.5 2 3 4 6 7 8 1 5 谢 谢 观 看 第3章 生态系统及其稳定性 $