第9单元 第32讲 生态系统的能量流动(Word学生用书)-【高考快车道】2027年高考生物大一轮总复习

该高中生物学高考复习学案系统梳理了生态系统能量流动专题，涵盖能量流动的概念、过程、特点、生态金字塔及研究意义等核心考点，按“概念-过程分析-特点应用”逻辑递进构建知识体系，通过填空设问和任务驱动引导学生自主梳理同化量去路等关键规律，形成结构化知识网络。 亮点在于诊断性例题与科学思维培养，如设置2025山东卷能量计算等迁移提能题帮助学生自主诊断，运用“拼图法”解析能量流动模型培养科学思维，结合经典真题演练提升探究实践能力，助力学生建立个性化复习路径，教师可依学情精准指导，实现高效备考。

第32讲　生态系统的能量流动 课标 要求 1.分析生态系统中的能量在生物群落中单向流动并逐级递减的规律 2.举例说明利用能量流动规律,人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源 3.解释生态金字塔表征了食物网各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系 考点一　能量流动的概念和过程(迁移·提能类) 1.能量流动的概念 生态系统中能量的　　　、传递、转化和　　　　的过程。  2.能量流动的过程分析 (1)第一营养级能量流动 (2)第二营养级及其后营养级能量流动 由图分析可知: ①输入第二营养级的总能量是指图中的　　　　(填字母)。  ②粪便中的能量(c)　　　　　(填“属于”或“不属于”)第二营养级同化的能量,应为　　　　　营养级同化的能量中流向　　　　　的部分。  ③初级消费者同化的能量(b)=　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ④用于生长、发育和繁殖的能量(e)=　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  [总结] ①摄入量=同化量+　　　　　。  其中最高营养级无　　　　(填字母)。  各营养级能量流动分析: 1.植物光合作用与同化量之间的关系 (1)真光合作用量=同化量。 (2)净光合作用量=用于生长、发育和繁殖的能量。 2.动物摄入量与同化量之间的关系 摄入量=动物的同化量+粪便中的能量(摄入的食物只有一部分被同化)。 3.某营养级同化量的“2个”“3个”“4个”去路 (1)“2个”去路: 同化量=呼吸消耗量+用于生长、发育和繁殖的能量。 (2)“3个”去路(定量不定时,在足够长的时间内能量的最终去路): 同化量=呼吸消耗量+流向分解者的能量+下一营养级的同化量(注:最高营养级无此项)。 (3)“4个”去路(定量定时,即流入某营养级的一定量的能量在一定时间内的去路): 同化量=呼吸消耗量+流向分解者的能量+下一营养级的同化量(注:最高营养级无此项)+未利用的能量。 1.[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+① 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.E是太阳照射到生态系统的能量 B.E2属于未被利用的能量 C.E3占净初级生产量的36% D.E3的产生过程不是物质循环的必要环节 考点二　能量流动的特点、生态金字塔及研究能量流动的意义(迁移·提能类) 1.能量流动的两个特点 (1) (2) 2.生态金字塔的类型及特点 项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 形状 每一阶 含义 每一营养级生物所含能量的多少 每一营养级生物个体的数量 每一营养级生物所含的有机物总量 象征 含义 能量沿食物链流动过程中具有①　　　　的特点  一般情况下,生物个体数量在食物链中随营养级升高而逐级递减 一般情况下,生物体内有机物的总量随营养级②　　而逐级③　　　  特征 上窄下宽的正金字塔形 一般为正金字塔形,但可能出现“④　　　　”,如“树→昆虫→鸟”  一般为正金字塔形 3.研究能量流动的意义 (1)帮助人们将生物在时间、空间上进行　　　　　　,增大流入某个生态系统的总能量。  (2)帮助人们科学地规划和设计人工生态系统,使能量得到　　　　　的利用。如在农业生态系统中,就实现了　　　　　　　　　　,大大提高了　　　　　。  (3)帮助人们合理地调整　　　　　　　　　　　　　　　,使能量　　　　　　地流向对人类最有益的部分。  深挖教材·拓思维 为什么食物链一般不超过五个营养级?　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。[选择性必修2 P51]  能量流动相关计算: 1.能量传递效率的计算公式 [提醒]能量传递效率≠能量利用率。能量利用率是指人类可以利用的能量占生物总能量的比值。 2.能量传递效率的相关“最值”计算 (1)食物链能量的“最值” 计算 若题干中未作具体说明,则一般认为能量传递的最低效率为10%,最高效率为20%。 设食物链为A→B→C→D,分情况讨论(如下): ①能量传递效率未知时 ②已确定各相邻营养级间能量传递效率的,不能按“最值”法计算。例如,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)食物网能量的“最值”计算 在解决有关能量传递的计算问题时,需要确定相关的食物链,能量传递效率约为10%~20%,一般从两个方面考虑: (3)具有人工能量输入的能量传递效率计算 人为输入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(不包括人工输入第三营养级的能量)/第二营养级的同化量(包括人工输入第二营养级的能量)×100%。 命题角度一　能量流动的特点及应用 1.[2025·湖南长沙期末] 研究小组对某池塘生态系统中生物消化道内食物组成进行了分析,结果如表所示(该生态系统中能量在相邻两个营养级间的传递效率约为10%)。下列说法错误的是 (　) 生物种类 鱼甲 河虾 鱼乙 水蚤 消化道内 食物组成 鱼乙、 河虾 水蚤、 小球藻 水蚤、 河虾 小球藻 A.鱼甲在该生态系统中处于第三、第四、第五营养级 B.该生态系统中生物形成的食物网共包含5条食物链 C.若鱼乙突然被大量捕捞,则短期内鱼甲数量会增加 D.一只河虾捕食了一只水蚤,则水蚤所含有机物中的能量约10%被河虾同化 2.[2025·广东揭阳模拟] 某人工湖生态系统中部分能量流动的过程如图所示,其中字母表示同化的能量值。下列叙述正确的是 (　) A.流入该生态系统的能量为浮游植物固定的太阳能 B.甲种鱼到乙种鱼的能量传递效率为×100% C.乙种鱼产生的粪便中的能量来自c、e D.a、b、c、d的数值构建的金字塔是该生态系统的能量金字塔 命题角度二　能量流动相关模型 3.[2025·辽宁抚顺期末] 如图是某生态系统中能量流动过程示意图,其中字母表示能量。下列相关叙述正确的是 (　) A.图中流经该生态系统的总能量为b B.c表示初级消费者用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量 C.初级消费者和次级消费者之间的能量传递效率为×100% D.f表示初级消费者通过呼吸作用以热能形式散失的能量 4.[2025·湖北八市联考] 某稻田生态系统中存在食物链“水稻→福寿螺→中华鳖”,如图表示该生态系统中部分营养级的能量流动过程,图中字母代表能量值。下列叙述正确的是 (　) A.该生态系统中信息沿食物链从福寿螺向中华鳖单向传递 B.福寿螺流入分解者的能量值可以用图中的c+d+e表示 C.图中a表示福寿螺用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量 D.福寿螺的同化量不能100%流入中华鳖与图中d、e、f对应的途径有关 “拼图法”分析能量流动过程 ①W1、D1指相应营养级的同化量,B1、B2指相应营养级中未利用的能量。 ②各营养级用于生长、发育和繁殖的能量分别为B1+C1+D1、B2+C2+D2。 ③能量传递效率不会是100%。从上图可以看出,相邻两个营养级间能量的传递效率等于D1/W1×100%,一般情况下,能量在相邻两个营养级间的传递效率为10%~20%。 ④利用“拼图法”可得关系式: 命题角度三　对生态金字塔的理解 5.如图分别表示生态系统某生物量金字塔(上)和某数量金字塔(下),下列叙述正确的是 (　) A.第一营养级干重值可代表流经该生态系统的总能量 B.上图第三营养级到第四营养级能量传递效率约为13.6% C.数量金字塔呈上宽下窄的形态是由于害虫破坏了生态系统稳定性 D.上窄下宽的能量金字塔直观反映能量流动逐级递减的特点 经典真题·明考向 1.[2025·甘肃卷] 正确认识与理解生态系统的能量流动规律,对合理保护与利用生态系统有重要意义。下列叙述正确的是 (　) A.提高传递效率就能增加营养级的数量 B.呼吸作用越大,能量的传递效率就越大 C.生物量金字塔也可以出现上宽下窄的情形 D.能流的单向性决定了人类不能调整能流关系 2.[2024·海南卷] 海龟是国家一级重点保护野生动物,其上岸产卵的行为促进了海洋与陆地间的物质循环和能量流动。在龟卵孵化过程中,巢穴的物质和能量与周围环境的关系如图。下列有关叙述错误的是 (　) A.龟卵中的能量来自母龟同化的能量 B.螃蟹能取食幼龟和死亡胚胎,说明螃蟹既是消费者,又是分解者 C.巢穴周围的绿色植物能将根插入发育中的龟卵吸收营养,说明二者存在寄生关系 D.巢穴中的部分物质通过雨水冲刷回到海洋,可为近海的生物提供营养物质 3.[2025·湖北卷] 在荒漠生态系统中,螨虫、跳虫等小型节肢动物对凋落物和有机碎屑的分解发挥着重要作用,这种作用主要是通过取食真菌、传播真菌孢子和捕食噬菌线虫来完成的。基于此,科研人员开展了以下两个相关实验: 实验①:分别使用杀真菌剂和杀虫剂(杀灭小型节肢动物)对荒漠灌木植物柠条的凋落物和有机碎屑进行处理,发现使用杀真菌剂后,分解作用减少了29%;使用杀虫剂后,分解作用减少了53%。 实验②:清除柠条凋落物和有机碎屑中的小型节肢动物(主要是螨虫),使得噬菌线虫(取食细菌等)数量增加、细菌数量减少,分解作用减少40%;而清除噬菌线虫和小型节肢动物,使细菌数量增加。 回答下列问题: (1)区别荒漠群落和森林群落的重要依据是　　　　　　。  (2)上述荒漠生态系统中,排除小型节肢动物后,噬菌线虫种群增长曲线呈　　　　形;清除线虫和小型节肢动物后,生态系统抵抗力稳定性的变化是　　(填序号)。  ①变强　②不变　③变弱　④无法判断 (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: (4)根据上述材料分析,螨虫通过直接调节　　　　　　　　的种群大小,从而对荒漠生态系统中凋落物和有机碎屑的分解产生影响。  (5)从生态系统功能的角度,评价杀虫剂等农药对生态系统的影响:　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  学科网（北京）股份有限公司 $ 第32讲　生态系统的能量流动 考点一 ● 必备知识 1.输入　散失　太阳能　生产者　食物链和食物网　化学能　热能 2.(1)光合　呼吸　热能　生长、发育和繁殖　分解者　(2)①b　②不属于　上一个　分解者　③呼吸作用以热能形式散失的能量(d)+用于生长、发育和繁殖的能量(e)　④分解者利用的能量(f-c)+下一营养级同化的能量(i)+未被利用的能量(j) 【总结】①粪便量　②呼吸作用　热能　下一营养级　分解者　B ● 典型例题 1.A　[解析] 流入该动物种群的能量,一部分通过呼吸作用散失;另一部分用于此种群的生长、发育和繁殖,其中一些以遗体残骸的形式流到分解者。死亡个体属于遗体残骸,结合题干信息可知④是这段时间用于此种群的生长、发育和繁殖的能量的一部分。由“此种群在此期间无迁入、迁出,无个体被捕食”可知,这段时间内用于此种群的生长、发育和繁殖的能量没有随个体迁入而流入、没有随个体迁出而流出,也没有因被捕食流入下一营养级。估算一段时间内用于某动物种群生长、发育和繁殖的总能量可用“这段时间结束时此种群所有存活个体的有机物中的总能量”-“这段时间开始时此种群所有存活个体的有机物中的总能量”+“这段时间内死亡个体的有机物中的总能量”,即②-①+④,故A符合题意。 2.C　[解析] E是生产者固定的太阳能,A错误;E2属于生产者呼吸作用散失的热能,B错误;E1为净初级生产量,E3占净初级生产量的(18×1010)÷(50×1010)×100%=36%,C正确;E3的产生过程是依靠分解者的分解作用实现的,是物质循环的必要环节,D错误。 考点二 ● 必备知识 1.(1)低　高　热能　(2)10%~20%　呼吸消耗　分解者 2.①逐级递减　②升高　③递减　④倒置 3.(1)合理配置　(2)最有效　对能量的多级利用　能量的利用率　(3)生态系统中的能量流动关系　持续高效 【深挖教材】 能量在沿着食物链流动的过程中是逐级递减的,且在相邻两个营养级间的传递效率是10%~20%,那么营养级越高,所获取的能量越少,当营养级达到第五至六级时,传递到该营养级的能量就不足以维持一个种群的生存了 ● 典型例题 1.D　[解析] 题述生态系统中生物形成的食物网包含5条食物链:小球藻→水蚤→河虾→鱼甲;小球藻→水蚤→鱼乙→鱼甲;小球藻→河虾→鱼乙→鱼甲;小球藻→河虾→鱼甲;小球藻→水蚤→河虾→鱼乙→鱼甲,其中鱼甲在该生态系统中处于第三、第四、第五营养级,A、B正确。若鱼乙突然被大量捕捞,则短期内鱼甲同化的能量大部分通过更短的食物链获得,能量损耗减少,鱼甲数量增多,C正确。能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值,一只河虾捕食了一只水蚤,水蚤所含有机物中的能量大部分被河虾同化,并不是约10%被河虾同化,D错误。 2.C　[解析] 流入该生态系统的能量为浮游植物固定的太阳能与输入的有机物中的化学能之和,A错误;能量传递效率为相邻两个营养级的同化量之比,由题图分析可知,c+e表示甲种鱼的同化量,d+f表示乙种鱼的同化量,其中f来自有机物输入,因此甲种鱼到乙种鱼的能量传递效率为d/(c+e)×100%,B错误;粪便中的能量属于上一个营养级同化的能量,故乙种鱼产生的粪便中的能量来自c、e,C正确;能量金字塔每个塔层表示每一个营养级的同化量,应包括从上一营养级传递过来的能量和从有机物中输入的能量,因此该生态系统的能量金字塔不只包含a、b、c、d的数值,还包括e和f,D错误。 3.D　[解析] 题图表示生态系统的能量流动过程图,其中a表示输入该生态系统的总能量,A错误;分析题图可知,c表示初级消费者的同化量,d表示初级消费者用于自身生长、发育和繁殖的能量,B错误;由于次级消费者的同化量未知,初级消费者和次级消费者之间的能量传递效率无法计算,C错误;分析题图可知,f表示初级消费者呼吸作用以热能形式散失的能量,D正确。 4.D　[解析] 在生态系统中,信息传递在食物链中通常是双向的,不仅福寿螺可以向中华鳖传递信息,中华鳖也可以向福寿螺传递信息,所以信息不是沿食物链从福寿螺向中华鳖单向传递,A错误;c是通过福寿螺粪便流向分解者的能量(属于水稻的同化量),e是通过中华鳖粪便流向分解者的能量(属于福寿螺的同化量),d是通过福寿螺遗体残骸流向分解者的能量,综上所述,福寿螺流入分解者的能量值应为d+e,B错误;图中a代表福寿螺的同化量,福寿螺同化量中除去呼吸作用散失的能量f后,剩余部分才是用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量,所以a不是福寿螺用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量,C错误;福寿螺同化量(a)一部分通过呼吸作用以热能形式散失(f),一部分流向分解者(e、d),只有部分b能被中华鳖同化,所以福寿螺的同化量不能100%流入中华鳖,与图中d、e、f对应的途径有关,D正确。 5.D　[解析] 生态系统的总能量是生产者固定的太阳能,第一营养级干重值不能代表流经该生态系统的总能量,A错误;能量传递效率是相邻两个营养级间同化量的比值,题中生物量金字塔给出的是各营养级的干重,干重不等同于同化量,不能直接用于计算能量传递效率,B错误;数量金字塔呈现上宽下窄的形态,是因为昆虫个体小,数量多,树个体大,数量少,这是不同生物个体大小和数量的自然差异导致的,而不是害虫破坏了生态系统稳定性,C错误;能量金字塔上窄下宽,直观地反映了能量在生态系统中流动时逐级递减的特点,即营养级越高,所含能量越少,D正确。 经典真题·明考向 1.C　[解析] 能量在相邻两营养级间的传递效率为10%~20%,一般不能提高,而且营养级的数量主要取决于生态系统中的总能量等因素,A错误;呼吸作用越大,能量散失越多,能量的传递效率越低,B错误;生物量金字塔是按照各营养级生物的总生物量绘制而成的金字塔,在一些特殊情况下,比如海洋生态系统中,由于浮游植物个体小、寿命短,且不断被浮游动物捕食,可能会出现生物量金字塔上宽下窄的情形,C正确;人类可以通过合理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,D错误。 2.C　[解析] 母龟同化的能量一部分在呼吸作用中以热能的形式散失,另一部分用于自身的生长、发育和繁殖等生命活动,因此龟卵中的能量来自母龟同化的能量,A正确;螃蟹取食幼龟,说明螃蟹是消费者,螃蟹取食死亡龟胚胎,说明螃蟹是分解者,B正确;植物通常从土壤中吸收水分和矿物质,不会吸收龟卵中的有机物,因此二者不存在寄生关系,C错误;巢穴中的部分物质(如卵、卵壳、死亡的胚胎)通过雨水冲刷回到海洋,可为近海的生物提供营养物质,D正确。 3.(1)物种组成 (2)“S”　③ (3) (4)噬菌线虫和真菌 (5)杀虫剂等农药会使生态系统的营养结构变简单,分解作用减弱,物质循环和能量流动受阻,破坏生态系统的稳定性 [解析] (1)群落的物种组成是区别不同群落的重要依据,所以区别荒漠群落和森林群落的重要依据是物种组成。(2)在自然条件下,由于资源和空间有限,种群增长曲线一般为“S”形。排除小型节肢动物后,虽然噬菌线虫缺少捕食者,但环境资源依然有限,所以其种群增长曲线是“S”形。清除线虫和小型节肢动物后,生态系统的营养结构变简单,自我调节能力减弱,抵抗力稳定性降低。(3)示意图见答案。(4)根据题干信息可知,螨虫捕食噬菌线虫,后者取食细菌,螨虫还可取食真菌,说明螨虫通过直接调节噬菌线虫和真菌的种群大小,从而对荒漠生态系统中凋落物和有机碎屑的分解产生影响。(5)用杀虫剂等农药杀灭小型节肢动物,使生态系统的分解作用减弱,物质循环和能量流动受阻;同时可能会对其他生物造成影响,破坏生态系统的营养结构,进而影响生态系统的稳定性。 学科网（北京）股份有限公司 $