2026届高三生物一轮复习课件第31讲 生态系统的能量流动

第九单元 生物与环境 第31讲 生态系统的能量流动 2026届高中生物一轮复习 单击此处编辑母版标题样式 生态系统的功能 能量流动 物质循环 信息传递 生态系统中能量的输入、传递、转化和散失过程 特点：单向流动，逐级递减 输入—源头：太阳能；流经生态系统总能量：生产者固定的太阳能 传递—途径：食物链和食物网；形式：有机物中的化学能 转化—太阳能→有机物中的化学能→热能 散失—热能 组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，都在不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程 特点：全球性、循环性 生物富集：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 信息的种类—物理信息、化学信息、行为信息 生态系统的稳定性 考点一 能量流动的概念及过程 一、能量流动的概念 能量流动 生态系统中能量的输入、传递、转化、散失的过程。 生产者 光能 消费者 分解者 呼吸作用 热能 输入 传递 转化 化学能 散失 太阳能 生产者 食物链和食物网 化学能 热能 考点一 能量流动的概念及过程 二、能量流动的过程 【资料1】水草家族 池塘的水草家族今年兢兢业业光合作用，共生成有机物约1000kg； 无奈众多生命活动都需要ATP驱动，自身呼吸作用共消耗了约407kg有机物； 剩下的有机物存起来用于生长发育繁殖后代等生命活动，但食草昆虫日常光顾吃掉了约140kg有机物； 秋天到了，部分叶片发黄掉落，又少了约25kg有机物； 一年就这样过去了，所幸剩余有机物尚还过得去。 同化量 热能 下一营养级 分解者 未利用 考点一 能量流动的概念及过程 二、能量流动的过程 1.生产者(第一营养级)的能量流动分析 同化量 太阳能 生产者固定的能量 用于生长、发育和繁殖 下一营养级 分解者利用 残枝 败叶 热能散失 呼吸作用 光合作用 未利用 暂时 时间有限 【归纳提升】 ①生产者能量的直接来源是： ②生产者同化量去路有： 光合作用固定的太阳能 1. 呼吸作用散失、2. 用于生长发育繁殖 考点一 能量流动的概念及过程 二、能量流动的过程 【资料2】食草昆虫家族 今年食草昆虫家族仅仅吃到小草约140kg有机物； 消化吸收功能有限，肠道只吸收到约135kg有机物； 无奈众多生命活动都需要ATP驱动，自身呼吸作用共消耗了约41kg有机物； 剩下的有机物存起来用于生长发育繁殖等生命活动，麻雀日常的光顾吃掉了约29kg有机物； 在与麻雀的生死逃命中，部分个体重伤死在隐蔽处减少约3kg有机物； 冬天到了，剩下不过半的个体在寒风中瑟瑟发抖。 摄入量 同化量 热能 流入下一营养级 分解者 未利用 考点一 能量流动的概念及过程 二、能量流动的过程 遗体残骸 呼吸作用 热能散失 粪便 消费者摄入的能量 消费者同化的能量 用于生长、发育和繁殖 下一营养级 分解者利用 呼吸作用 热能散失 未利用 2.消费者的能量流动分析 同化量 （1）输入该营养级的总能量是指： （2）摄入量= （3）同化量= （4）用于生长、发育和繁殖= 同化量+粪便量。 呼吸作用散失+用于生长、发育和繁殖。 流向下一营养级+流向分解者+未利用。 考点一 能量流动的概念及过程 二、能量流动的过程 范例：第二营养级的能量流动过程模型 （1）摄入量= 。 （2）同化量= 。 （3）输入该营养级的总能量是指 。 （4）用于生长、发育和繁殖= 。 ②+④+⑤ ① =①-③ ②+④ 同化量 图2 注意：图1中箭头①指的是摄入量，但图2若没有箭头③（粪便）,则①代表的是同化量 图1 考点一 能量流动的概念及过程 二、能量流动的过程 呼吸作用 热能 下一营养级 分解者 所有营养级能量去向都一样吗？ 其中最高营养级 无________________ 流向下一营养级 考点一 能量流动的概念及过程 二、能量流动的过程 照射到植物体的太阳能 生产者的同化量 散失 散失 呼吸作用 用于生长、发育、繁殖 初级消费者摄入 分解者利用 初级消费者同化 枯枝残叶 粪便 太阳输送到地球的能量，大约只有1%以可见光的形式，被生态系统的生产者通过光合作用转化成化学能，固定在它们所制造的有机物中。这样太阳能就输入到了生态系统的第一营养级。 输入第一营养级的能量，一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了；一部分用于生产者的生长发育和繁殖等生命活动，储存在植物体的有机物中。构成植物体的有机物中的能量，一部分随着残枝败叶等被分解者分解而释放出来；另一部分则被初级消费者摄入体内，这样，能量就流入了第二营养级。 考点一 能量流动的概念及过程 二、能量流动的过程 3.常考的能量流动模型 (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.[2025·广东广州月考] 对生态系统中流入第二营养级的能量进行分析， 其中有一部分用于初级消费者生长、发育和繁殖的能量，这部分能量 是指( ) A.初级消费者摄入量-呼吸作用散失量 B.初级消费者摄入量-初级消费者粪便量-呼吸作用散失量 C.初级消费者同化量-流向分解者的能量 D.第二营养级未被利用的能量 √ 2.[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。据图分析，下列叙述正 确的是( ) 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。 A. 是太阳照射到生态系统的能量 B. 属于未被利用的能量 C.占净初级生产量的 D. 的产生过程不是物质循环的必要环节 √ 注意：若为人工生态系统，流经生态系统的总能量除生产者固定的太阳能总量，还有人工补充的能量（例如饲料中有机物中的化学能）。 考点一 能量流动的概念及过程 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） …… 分解者 【归纳概括能量流动过程】 输入： 散失：呼吸作用以热能形式散失 传递： 转化： 生产者固定的太阳能 光能→化学能→热能 营养结构 呼吸作用以热能形式散失 定量定时，“一来四去” 二、能量流动的过程 考点一 能量流动的概念及过程 三、能量流动的特点 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。 【思考】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 1.能量流动特点 考点一 能量流动的概念及过程 三、能量流动的特点 考点一 能量流动的概念及过程 三、能量流动的特点 能量分析 生产者 植食性动物 肉食性动物 分解者 输入能量 流出能量 出入比 464.6 62.8 12.6 14.6 62.8 13.52% 12.6 20.06% 能量传递效率= 某一营养级同化量 上一营养级同化量 ×100% 能量在相邻两个营养级间的传递效率大约是为10% - 20% 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 量分别为和 ，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于第一营养级固定 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 √ 2.[2024·广东梅州一模] 下图表 示某一生态系统中的能量流动 过程，其中甲、乙、丙代表生 物成分，A、B、C、D、、 A. 表示的是各营养级呼吸作用散失的能量 B.A流入甲是通过光合作用实现的 C. 的数值可代表能量由第二营养级流向第三营养级的传递效率 D.生态系统中乙的个体数量可能大于甲 代表能量。下列叙述错误的是 ( ) √ 3.[2024·辽宁沈阳二模] 下图为某生态系统中能量流经第三营养级的部 分示意图（注：字母表示能量值），下列叙述正确的是( ) A.图中缺少的经呼吸作用散失的能量为 B.用于次级消费者生长、发育和繁殖的能量为 C.第三营养级的同化量中流向分解者的能量为 D.能量在第三、第四营养级间的传递效率为 √ 4.[2024·福建厦门二模] 下列关于营养级能量的来源与去路分析错误的 是( ) A.、 均属于相应营养级用于生长、发育和繁 殖的能量 B.除生产者外，其余各营养级的摄入量扣除呼吸量后即为同化量 C.第一营养级与第二营养级间的能量传递效率应为 D. 为未被自身呼吸作用消耗，也未被下一个营养级和分解者利用的能量 √ 考点一 能量流动的概念及过程 三、能量流动的特点 2.能量流动过程中相关计算 在食物链(网)中，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%。 草 兔 鹰 (1)已知低营养级同化量，求高营养级同化量： ① 最多可使鹰增重____kg。 ② 最少可使鹰增重____kg。 1 4 假如现有草100kg，则： 能量传递效率按10%来算。 能量传递效率按20%来算。 正推型（知低营养级，求高营养级）： 获能最少选 食物链 ； 获能最多选 食物链 。 最长 ×10% ×20% 最短 考点一 能量流动的概念及过程 三、能量流动的特点 草 兔 鹰 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 逆推型（知高营养级，求低营养级）： 需能最少选 食物链 ； 需能最多选 食物链 。 最短 ÷20% 最长 ÷10% 考点一 能量流动的概念及过程 三、能量流动的特点 例1：某人捕得一条重2 kg的杂食海鱼，若此鱼的食物有1/2来自植物，1/4来自草食鱼类，1/4来自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，则该鱼至少需要海洋植物________kg。 80 草 草食鱼类 杂食海鱼 1/2 1/4 小型肉食鱼类 1/4 2kg 1kg 0.5kg 0.5kg 按传递效率20％计算 5kg 2.5kg 12.5kg 62.5kg 2.5kg 12.5kg 80kg 考点一 能量流动的概念及过程 三、能量流动的特点 (3)多条食物链，已知低营养级同化量，求高营养级 如果A有 10000 kg，C 最多增加______kg，最少增加_____kg。 A B C D E F 选最短食物链；按20%计算。 选最长食物链；按10%计算。 400 1 考点一 能量流动的概念及过程 三、能量流动的特点 (4)多条食物链，已知高营养级同化量，求低营养级 若人的体重增加1 kg， 最少需消耗水藻______kg，最多消耗水藻___________kg。 选最短食物链；按20%计算。 选最长食物链；按10%计算。 水藻 水蚤 虾 小鱼 大鱼 人 25 100000 考点一 能量流动的概念及过程 (5)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_______。 植物 兔子 猫头鹰 鼠 蛇 900 三、能量流动的特点 考点一 能量流动的概念及过程 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 设现有A能量为150，当A流向B和C的能量为1:1时，C获得的能量为： 75×10%×10%+75×10%=8.25 当A流向B和C的能量为1:2时，C获得的能量为： 50×10%×10%+100×10%=10.5 所以，C获得的能量是原来的10.5/8.25=1.27倍 三、能量流动的特点 考点一 能量流动的概念及过程 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 三、能量流动的特点 考点一 能量流动的概念及过程 四、生态金字塔 肉食性动物 12.6 植食性动物 62.8 生产者 464.6 考点一 能量流动的概念及过程 四、生态金字塔 能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔 形状 每一层含义 特点 象征意义 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 自然生态系统一定为正金字塔 能量在流动过程中总是逐级递减 单位时间内，每一营养级生物的有机物的总干重 一般为正金字塔,有时会出现倒金字塔形 一般生物量(现存生物有机物的总干重)随食物链中营养级的升高而减少 每一营养级生物个体的数目 一般为正金字塔,有时会出现倒金字塔形 一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而减少 如昆虫和树。 某一时刻调查到的浮游植物的生物量可能低于浮游动物的生物量。 5.[2024·广东深圳模拟] 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 √ 6.[2024·陕西西安模拟] 下图表示A、B两个特定生态系统的能量金字 塔。下列有关解释正确的是( ) A.一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多 B.能量沿食物链单向流动，传递效率随营养级的升高而逐级递减 C.若A和B中玉米的数量相同，A能养活10 000人，则B至少能养活 1000人 D.与食用玉米相比，食用牛肉消耗资源更多，向环境中排放的 更多 √ 考点一 能量流动的概念及过程 五、研究能量流动的意义 1.研究生态系统的能量流动，可以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。 2.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。 例如，秸秆喂牲畜；粪便制作沼气；沼渣肥田，实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。 间作套种 多层育苗 秸秆饲料 沼气池 能量利用率≠能量传递效率 考点一 能量流动的概念及过程 五、研究能量流动的意义 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。 合理确定草场的载畜量 稻田除草、除虫等 （1）牲畜过少，不能充分利用牧草所提供的能量； （2）牲畜过多，就会造成草场的退化，使畜产品的产量下降。 2.[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 90 42 84 13.5 3 A.流经该生态系统的总能量为 B.该生态系统的生产者有 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 D.初级消费者粪便中的能量为 ,该能量由初级消费 者流向分解者 √ 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 90 42 84 13.5 3 3.[2022·湖北卷] 如图为生态系统结构的一般模型，据图回答下列问题: （1）图中A代表________；肉食动物 1的 数量________（填“一定”或“不一定”）少 于植食性动物的数量。 分解者 不一定 （2）如果②③④代表能量流动过程， ④代表的能量大约是②的_______。 （3）如果图中生产者是农作物棉花，为了提 高棉花产量，从物质或能量的角度分析，针对 ②的调控措施及理由分别是________________ ________________________________________ ________________；针对⑦的调控措施及理由 控制（减少）植食性动物的数量,使棉花固定的能量尽可能多地保留在棉花植株 合理密植，改善通风条件，满足光合作用对 的需求，减 少无氧呼吸消耗；增施有机肥，分解者分解有机物可产生更多无机 盐、 ，满足棉花生长需要；喷淋降温，缓解强光照和高温导致的 “午休”，满足光合作用对 的需求 分别是 _____________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ________________________________ 。 $