2027届高考生物人教版一轮复习课件 第34讲 生态系统的结构与能量流动

该高中生物学高考复习课件聚焦“生态系统的结构与能量流动”专题，依据高考评价体系梳理了组成成分判断、食物链食物网构建、能量流动过程及计算等核心考查要求，通过近三年12道结构类、7道能量流动类真题分析，明确组成成分辨析（占比35%）、能量传递效率计算（占比40%）等高频考点，归纳选择、填空等常考题型。 课件亮点在于“考情精准定位+核心素养渗透+真题深度解析”，如核心突破模块通过“种群数量曲线、能量数据、重金属富集”三法构建食物链，培养科学思维与物质能量观，结合2024全国甲卷种群数量关系题，解析“中间营养级生物减少对食物网影响”的答题逻辑，帮助学生掌握得分技巧，教师可据此高效规划复习，提升备考针对性。

生态系统的结构与能量流动 高中生物·一轮复习·第34讲 SW生老师 考情 分析 生态系统 的结构 ①2025广东T13　　②2025黑吉辽蒙T5　　 ③2025湖北T11　　④2024山东T12 ⑤2024全国甲T5⑥2024重庆T6⑦2023海南T19 ⑧2023广东T13 ⑨2023全国乙T31⑩2023全国甲T5⑪2023天津T13 ⑫2023湖北T19 生态系统的能量流动 ①2025山东T12②2025陕晋宁青T15③2025浙江T21 ④2024江西T9 ⑤2024黑吉辽T16⑥2023山东T13⑦2023新课标T33 生态系统的结构 PART 01 1.生态系统的定义 在一定空间内，由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体，叫做生态系统。 生物群落 (种内、种间相互作用) 非生物环境 相互作用 ①要有生物群落和非生物环境； ②它们之间要能相互作用。 一、生态系统的范围 2.生态系统的范围有大有小 一个池塘、一块农田、一个村庄、一片草原、一片森林 … … 生物圈 3.生态系统的类型 自然生态系统 陆地生态系统 水域生态系统 人工生态系统 生态系统 森林生态系统 草原生态系统 荒漠生态系统 冻原生态系统 海洋生态系统 淡水生态系统 陆地生态系统 水域生态系统 人工生态系统 陆地生态系统 水域生态系统 人工生态系统 农田 生态系统 人工林 生态系统 果园 生态系统 城市 生态系统 生态系统的结构模型 生产者 消费者 分解者 太阳能输入 能量输出 非生物环境 二、生态系统具有一定的结构 能将动植物遗体残骸和动物粪便中的有机物分解成无机物，主要是细菌和真菌。 动物，包括植食性动物、肉食性动物、杂食性动物和寄生动物等。 自养生物，主要是绿色植物。 光、热、水、空气、无机盐等。 1.生态系统的组成成分 非生物的物质和能量 生产者 (producer) 消费者 (consumer) 分解者 (decomposer) 生态系统 非生物的物质和能量 有机物：腐殖质(蛋白质、糖类、脂质等) 气候条件：光照、温度、气压等 无机物：H2O、CO2、O2、无机盐等 生产者 (producer) ①光合细菌和绿色植物(光合作用) ②硝化细菌、硫细菌等(化能合成作用) 类型 作用 生态系统的基石。 CO2 + H2O 有机物+ O2 光能 光合 作用 CO2 + H2O 有机物 化学能 化能合成作用 消费者 (consumer) ①植食性、肉食性、杂食性动物 ②营寄生生活的生物 类型 作用 ①加快生态系统的物质循环 ②帮助植物传粉和种子的传播 寄生植物：菟丝子等 寄生动物：蛔虫、绦虫等 寄生菌：痢疾杆菌等 营寄生生活的生物 一年生寄生草本。茎缠绕，黄色，纤细，直径约1毫米，无叶。 通常寄生于豆科、菊科、蒺藜科等多种植物上。 菟丝子 分解者 (decomposer) 类型 ①腐生性微生物(乳酸菌、酵母菌、霉菌、蘑菇等) ②腐食性动物(蚯蚓、蜣螂、秃鹫等) 作用 将动植物遗体残骸和动物粪便分解成无机物，供生产者重新利用。 ①腐生是生物体获得营养的一种方式。 腐生 ②凡从无生命的有机体(动物尸体、粪便，植物枯枝落叶等)中获取有机物以维持自身生活的生物叫“腐生生物”。 有些生物具有双重“身份” 猪笼草 生产者：进行光合作用 大肠杆菌 消费者：捕食昆虫 消费者：生活在肠道中 分解者：生活在腐烂的有机体中 属于热带食虫植物，其拥有一个独特的吸取营养的器官：捕虫笼，捕虫笼呈圆筒形，下半部稍膨大，笼口上具有盖子，因其形状像猪笼而得名。 猪笼草 猪笼草叶的构造复杂，分叶柄、叶身和卷须。卷须尾部扩大并反卷形成瓶状，可捕食昆虫。叶身可进行光合作用。 ①生产者、消费者和分解者是紧密联系，缺一不可的。 生产者 初级消费者 次级消费者 分解者 生产者 植食性动物 肉食性动物1 肉食性动物2 遗体、粪便等 分解者 CO2 无机盐等 消费者 ②生态系统各组分之间紧密联系 2.食物链和食物网 ①食物链定义 生产者所固定的物质和能量，通过一系列取食和被食的关系而在生态系统中传递，各种生物按其取食和被食的关系而排列的链状顺序称为食物链。 ②食物链实例 第五营养级 第一营养级 生产者 (玉米) 四级消费者 (鹰) 第二营养级 初级消费者 (蝗虫) 第三营养级 次级消费者 (蛙) 第四营养级 三级消费者 (蛇) ③食物链特点 玉米 蝗虫 蛙 蛇 鹰 a.食物链的起点是生产者 b.分解者不进入食物链(捕食食物链) c.生产者（植物）一定是第一营养级 d.植食性动物一定是第二营养级 ④食物网的定义 食物链彼此相互交错连接成的复杂营养关系，就是食物网。 ⑤形成食物网的原因 一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物； 一种植食性动物既可能吃多种植物，也可能被多种肉食性动物所食。 ⑥食物网的实例 ⑦食物链（网）的功能 1、错综复杂的食物网使生态系统保持相对稳定。一般认为，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越强。 2、是生态系统的营养结构 3、是生态系统物质循环和能量流动的渠道 核心突破 1.生态系统中各成分的判断 2.构建食物链的一般方法 (1)根据种群数量变化曲线图构建。 ①分析依据:先上升、先下降者为被捕食者。 ②食物链:乙→丙→甲。 (2)根据所含能量(生物量)构建。 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,能量相差在5倍以内,很可能为同一营养级。 ②结果:图2可形成一条食物链:丙→甲→乙→丁。 图3生物可形成食物网: (3)根据重金属、农药的含量构建食物网。 某相对稳定的水域生态系统中食物网主要有甲、乙、丙、丁、戊5个种群,各种群生物体内某重金属的含量如表所示。已知水中的该重金属被生物体吸收后难以通过代谢排出体外。假设在这5个种群构成的食物网中,消费者只能以其前一个营养级的所有物种为食。 种群 甲 乙 丙 丁 戊 重金属含量(μg/kg鲜重) 0.003 7 0.003 6 0.035 0.036 0.34 ①信息:重金属(农药、一些难降解的物质)随着食物链富集,营养级越高,含量越高,甲、乙中重金属含量差别不大,所以处于同一营养级,同理,丙、丁处于同一营养级。 ②食物网如图所示: 。 3.食物网中生物数量变化的分析与判断 (1)食物链的第一营养级生物数量减少,相关生物数量都减少,即出现连锁反应,因为第一营养级的生物是其他生物直接或间接的食物来源。 (2)“天敌”减少,被捕食者数量增加,但随着数量增加,种内竞争加剧,种群密度下降,直到趋于稳定。 (3)“中间”营养级生物减少的情况,举例如下: 若青蛙突然减少,则以它为食的蛇将减少,鹰通过增加捕食兔和食草鸟,从而导致兔、食草鸟减少,因鹰不只捕食蛇一种生物,它可以依靠其他食物来源维持数量基本不变。 生态系统的能量流动 PART 02 转化 太阳能 有机物中化学能 热能 生物群落 环境 输入 输出 散失：通过各营养级及分解者的呼吸作用以热能形式散失 总量：生产者通过光合作用固定的太阳能 传递 输入 形式：有机物中化学能 途径：食物链和食物网 能量流动的概念：生态系统中能量的 、 、 和 的过程。 输入 传递 转化 散失 一、能量流动概述 ①流经自然生态系统的总能量是： ②流经人工生态系统的总能量是： ③自然生态系统的能量来源是： ④人工生态系统的能量来源是： 生产者固定的太阳能 生产者固定的太阳能和人工输入的有机物中的化学能 太阳能 太阳能和人工输入的有机物中的化学能 深入内部考察个体 生态系统能量流动的研究一般在群体水平上进行。将群体视为一个整体进行研究是系统科学常用的研究方法。 整合局部 环节规律 探索系统 动态规律 研究能量流动的基本思路 科学方法 消化吸收合成自身物质，储存能量 能量流经生物个体的过程 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 摄入 用于生长发育繁殖 摄入量 = 同化量 + 粪便量 捕食者摄入 同化 同化量= 呼吸作用散失＋自身生长发育 同化量= 呼吸作用散失＋捕食者摄入＋分解者利用 生态系统能量流动在营养级层次研究 生产者 草等 兔等 初级消费者 鹰等 次级消费者 第一营养级 第二营养级 第三营养级 呼吸作用以 热能形式散失 草的能量如何得来？ 光能全部被草吸收了吗？ 草固定的能量将何去？ 1% 生长发育和 繁殖储存起来 呼吸作用散失 生长 发育 繁殖 遗体 残枝败叶 分解者 流入下一营养级 生产者固定的太阳能 残枝败叶 被分解者分解 二、能量流动的过程 粪便 兔吃草后能将摄入的草全部同化吗？ 同化 流入 呼吸作用 分解者 摄入 生长发育和 繁殖储存起来 同化量 = 摄入量 粪便量 － 呼吸作用 分解者 生长发育和 繁殖储存起来 兔同化了小草的能量后，这些能量有哪些去向？ 呼吸散失 生长 发育 繁殖 遗体 残骸 分解者 流入下一营养级 兔同化的能量 鹰同化了兔的能量后，这些能量有哪些去向？ 呼吸散失 生长 发育 繁殖 遗体 残骸 分解者 鹰同化的能量 呼吸作用 分解者 生长发育和 繁殖储存起来 分 解 者 呼 吸 作 用 生产者 初级消费者 (绿色植物) 次级消费者 (植食性动物) (肉食性动物) 赛达伯格湖能量流动图解 1.从方向上看： 单向流动 在生态系统中，能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级，不可_____，也不能_________； 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各营养级呼吸作用散失的热能无法再利用。 逆转 循环流动 原因： 三、能量流动的特点 赛达伯格湖能量流动图解 2.从数值上看： 逐级递减 自身呼吸作用消耗； 被分解者分解； 暂时未被利用。 原因： 一般来说，输入到一个营养级的能量，只有10%~20%能够流到下一个营养级，即能量在两个相邻营养级间的传递效率为10%~20% 营养级越多，能量在流动过程中消耗的就越多，因此生态系统中的能量流动一般不超过5个营养级 生态系统维持正常功能的条件： 任何的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 规律：食物链越短，能量利用率越高。 能量传递效率与能量利用效率的比较 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= 生产者能量 流入最高营养级的能量 ×100% 【思维拓展】 选______的食物链 选最小传递效率_____ 生产者 最少消耗 选最大传递效率_____ 消费者 最大消耗 获得最多 获得最少 选______的食物链 最短 最长 20% 10% 能量在食物链中传递的“最值计算” 由最高营养级推导生产者（消耗量）A→B→C 需最多能量：选最长食物链；按÷10%计算 (食物链前级是后级10倍) 需最少能量：选最短食物链；按÷20%计算 (食物链前级是后级5倍) 浮游植物 小鱼 大鱼 1000kg 10% 10% 10% 20% 20% 25kg 1kg 例：大鱼体重增加1kg，最多(至少)需要浮游植物多少千克 浮游动物 具有人工能量输入的能量传递效率的计算 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%。 1.能量金字塔 每一级体积代表所得到的能量值 直观反映——能量单向流动、逐级递减 第四营养级 第三营养级 第二营养级 第一营养级 四、生态金字塔 2.数量金字塔 昆虫 树 倒置情况 每一级体积代表个体数 3.生物量金字塔 营养级 第四营养级 第三营养级 第二营养级 第一营养级 干重g/m2 1.5 11 37 809 营养级 第四营养级 第三营养级 低 高 每一级体积代表生物量值（所容纳有机物的总干重） 低 高 一般情况下，是上窄下宽。但有时候会出现倒置的金字塔形。 例如，海洋生态系统中，由于生产者（浮游植物）个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉。所以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。 总的来看，一年中浮游植物的总的生物量还是比浮游动物的要多。 思考： 生物量金字塔在什么情况下，可能是上宽下窄倒置的金字塔形呢？ 1. 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。 例如： 间作套种、多层育苗、稻--萍--蛙等立体农业生产方式。 间作套种 多层育苗 稻—萍—蛙 时间 空间 合理配置 增大 五、研究能量流动的实践意义 2.可以帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效地利用。 *沼气池实现了对能量的多级利用，大大提高了能量的利用率 *能量的利用率≠能量的传递效率 用秸秆作饲料 粪便制作沼气 沼渣田肥 3.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。 例如，合理确定草场载畜量，麦田除草、除虫 能量流动的不同模型构建 (1)能量流动过程的“一来二去”模型。 提醒　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、发育和繁殖的能量;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、发育和繁殖的能量。④生长、发育和繁殖的能量=遗体残骸+次级消费者摄入量。 (2)能量流动过程的“一来三去”模型。 提醒　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。 (3)能量流动过程的“一来四去”模型。 提醒　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。 核心突破 1.流入某一营养级能量的来源和去路 (1)能量来源 (2)能量去向:流入某一营养级(最高营养级除外)的能量去向可从以下两个角度分析: ①定量不定时(能量的最终去路) ②定量定时 2.理解常考的两种能量流动模型 (1)第二营养级的能量流动过程模型。 (2)“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、发育和繁殖的能量为B1+C1+D1或B2+C2+D2。 ③能量传递效率不会是100%。从图中可以看出,相邻两个营养级的传递效率等于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: 能力提升 PART 03 一、教材知识链接 1.（P48）在一定空间内， 叫做生态系统。 2.（P51） 就是食物网。 3．生态系统中分解者的作用： 。 4．生态系统中生产者的作用： 。 5.研究鱼塘生态系统能量流动的意义是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鱼类，从而增产。 生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体 食物链彼此相互交错，连接成的复杂营养关系 将动植物遗体和动物的排遗物中的有机物分解成无机物 生产者通过光合作用，把太阳能固定在它们所 制造的有机物中，太阳能转化成化学能，从而可以被生物利用 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鱼类，从而增产  二、教材深挖拓展 1．食物链形成的根本原因是什么？ 提示：  2．食物链上一般不超过五个营养级，想一想，这是为什么？ 提示：  形成食物链的根本原因是各种生物之间的食物关系。 各个营养级的生物都会因呼吸作用消耗掉大部分能量，其余能量有一 部分流入分解者，只有一小部分能够被下一营养级的生物利用。流到第五营养 级时，余下的能量很少，甚至不足以养活一个种群，因此食物链上一般不超过五个营养级。 3．在农田、果园等人工生态系统中，可否通过增加或延长食物链，提高生态系统稳定性并获得更多产品？为什么？ 提示：  4.(1)某同学根据生态系统的概念认为土壤是一个生态系统，其判断依据是。 答案： 可以，农田和果园等人工生态系统食物链单一，自身抵抗力稳定性差， 易受病虫害破坏。通过研究生物之间的相互关系，增加或延长食物链，使之成为立体农田和立体果园，可以提高生态系统抵抗外界干扰的能力，同时获得更多的产品。例如，水田养鱼、果园养鸡等。 土壤是由各类土壤生物组成的生物群落和非生物环境相互作用而形成 的统一整体。 (1)依生态学原理看，同样重量的玉米，        可养活更多 的人，理由 是                                                                     。 (2)若土壤中含相同浓度的难降解污染物，则甲、乙中的人体内污染物浓度哪个较高？                       。 5、(选择性必修2 P54问题探讨)下图表示甲、乙两个特定生态系统的能量金字塔。 甲 甲中人处于第二营养级，与乙相比，能量在传递过程中损耗少 乙 (3)一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃鸡肉的人获得的能量多，对吗？为什么？                                                     。 6．结合教材，分析并回答下列问题： (1)在所有的生态系统中，流入生态系统的总能量是不是都等于该生态系统中生产者同化的能量？为什么？                                                 。 不是。一般来讲，流入生态系统的总能量等于生态系统中生产者同化的能量。但是对于养鱼塘、有生活污水流入的生态系统来说，除了生产者同化的能量之外，还有饲料、有机污染物中的化学能。 不对。甲、乙中“人”代表的是相应营养级，并非“一个人” 69 (2)生态鱼塘水体内存在如下食物链：浮游植物→浮游动物→鳙鱼→黑鱼，其中，鳙鱼流向分解者的能量储存在                                               。 7．某同学根据生态系统的概念认为土壤是一个生态系统，其判断依据是？ 提示：土壤是由各类土壤生物组成的生物群落和非生物环境相互作用而形成的统一整体 8.土壤中的线虫类群丰富，是土壤食物网的关键组分。若捕食性线虫(其可捕食食细菌线虫)为该土壤中的最高营养级，与食细菌线虫相比，捕食性线虫同化能量的去向不包括                           。 5.在果园内设置一些鸟巢，招引更多的鸟类防治害虫，从能量流动的角度分析，这样做的目的是_                                                                                        。 9．输入到一个营养级的能量为什么不会100%流入下一个营养级？                                                                                         鳙鱼的遗体残骸和黑鱼粪便中 提示：土壤是由各类土壤生物组成的生物群落和非生物环境相互作用而形成的统一整体 流入下一营养级 调整能量流动方向，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分 每个营养级都有通过呼吸作用以热能形式散失的能量、流向分解者的能量和暂时未利用的能量，所以能量不会100%流入下一个营养级。 70 真题练习 PART 04 1．(2024·高考全国卷甲)某生态系统中捕食者与被捕食者种群数量变化的关系如图所示，图中→表示种群之间数量变化的关系，如甲数量增加导致乙数量增加。下列叙述正确的是(　　)   A．甲数量的变化不会对丙数量产生影响 B．乙在该生态系统中既是捕食者又是被捕食者 C．丙可能是初级消费者，也可能是次级消费者 D．能量流动方向可能是甲→乙→丙，也可能是丙→乙→甲 B 2．(2024·山东等级考)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 3．(2024·黑吉辽选择考改编)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约占净初级生产量的29% D．E3的产生过程是物质循环的必要环节 D 4．(2023·高考全国卷甲)在生态系统中，生产者所固定的能量可以沿着食物链传递，食物链中的每个环节即为一个营养级。下列关于营养级的叙述，错误的是(　　) A．同种动物在不同食物链中可能属于不同营养级 B．作为生产者的绿色植物所固定的能量来源于太阳 C．作为次级消费者的肉食性动物属于食物链的第二营养级 D．能量从食物链第一营养级向第二营养级只能单向流动 C $