2027届高三生物一轮复习课件：第46课时 生态系统的结构和能量流动

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”核心考点，依据高考评价体系梳理组成成分判断、食物链食物网构建、能量流动过程及计算等考查要求，结合2020山东卷等真题分析考点权重，归纳“组成成分辨析”“能量传递效率计算”等常考题型，构建系统备考框架。 课件亮点在于“模型建构+真题精析+科学思维培养”，如用“一来四去”模型解析能量流动路径，通过“稻—蟹—泥鳅”系统案例训练食物链分析与能量计算，渗透物质与能量观及建模思维。特设易错警示（如生产者与消费者的“不一定”判断）和答题模板，助力学生掌握应试技巧，教师可据此精准突破高频考点，提升复习效率。

第46课时 生态系统的结构与能量流动 1 一个池塘、一片草地、一块农田、一片森林、一条河流等，生物圈（最大） 生态系统： 三江源湿地生态系统 池塘生态系统 生态系统的范围可大可小 生态系统的判断（P52T3） 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。 生态系统有哪些类型？ 1.(2020·山东，24节选)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___________________________________________________ _____________________。 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 2 生态系统 的结构 生态系统的组成成分 非生物的物质和能量 生产者 消费者 分解者 食物链 食物网 捕食 生态系统 生态系统 01 营养结构 3 自养生物，主要是绿色植物。 光、热、水、空气、无机盐等。 （一）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 （一）生态系统的组成成分 生产者都是自养生物（ ） 自养生物都是生产者（ ） 生产者都是植物 （ ） 植物都是生产者 （ ） 2、生产者 自养生物 光能自养生物 化能自养生物 绿色植物 蓝细菌 硝化细菌、铁细菌、硫细菌 × × √ √ 生产者制造有机物，是生态系统的基石 思考：所有的植物都是生产者吗？ 菟丝子：不含叶绿素，营寄生生活 2.消费者 营寄生生活的生物（菟丝子、病毒、寄生菌） 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 ①植食性、肉食性、杂食性动物 ②食虫植物 类型 思考 所有的动物都是消费者吗？ 秃鹫 蚯蚓 蜣螂(屎壳郎) 不一定。腐生动物属于分解者，如蚯蚓、蜣螂等。 一、生态系统的组成成分 生态系统的结构 02 直接或间接地以生产者为食，而获取物质和能量的异养型生物。 6 3.分解者 作用 将动植物遗体和动物排遗物分解成无机物。 类型 注意 ①腐生是生物获得营养的一种方式。从无生命的有机体(动物尸体、粪便，植物枯枝落叶等)获取有机物维持自身生活的生物叫“腐生生物”。 ②不是所有的微生物都是分解者。 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) ★积累：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 一、生态系统的组成成分 生态系统的结构 02 7 （一）生态系统的组成成分 非生物的物质和能量 生产者 消费者 分解者 光合作用 或化能合成作用 呼吸作用 摄食 呼吸作用 分解作用 粪便、遗体 残枝败叶 遗体 生产者 遗体、粪便等 分解者 无机盐等 消费者 植食性动物 肉食性动物1 肉食性动物2 CO2等 CO2 生态系统中各组成成分之间紧密联系，使生态系统成为一个统一的整体，具有一定的结构和功能 一、生态系统的组成成分 生态系统的结构 02 9 ①三类“不一定” a.生产者不一定是植物(如蓝细菌、硝化细菌)，植物不一定是生产者(如菟丝子营寄生生活，属于消费者)。b.消费者不一定是动物(如营寄生生活的微生物等)，动物不一定是消费者(如秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动植物遗体或动物排遗物为食的腐生动物属于分解者)。c.分解者不一定是微生物(如蚯蚓等动物)，微生物不一定是分解者(如硝化细菌、蓝细菌属于生产者，寄生细菌属于消费者)。 提醒 ②两类“一定” a.生产者一定是自养型生物，自养型生物一定是生产者。 b.营腐生生活的生物一定是分解者，分解者一定是营腐生生活的生物。 提醒 二、生态系统的营养结构--食物链和食物网 生产者所固定的物质与能量，通过一系列取食和被食关系，在生态系统中传递，各种生物按其食物联系排列的链状顺序（单向）。 鸟类 跳蚤 死亡动植物残体 跳虫 捕食 腐食 寄生 食物链 鼠疫细菌 实例-图3-3 玉米 蝗虫 青蛙 蛇 老鹰 生态系统的结构 02 生态系统具有怎样的营养结构？ 12 玉米 蝗虫 青蛙 蛇 老鹰 第二营养级 第一营养级 第三营养级 第四营养级 第五营养级 注意 ①食物链的起点是生产者 ②分解者不进入捕食食物链 ③生产者一定是第一营养级 蝉 螳螂 黄雀 生产者 初级消费者 次级消费者 三级消费者 四级消费者 二、生态系统的营养结构--食物链和食物网 生态系统的结构 02 生产者、初级消费者、次级消费者、三级消费者、四级消费者分别对应食物链哪个营养级？ 13 二、生态系统的营养结构--食物链和食物网 某陆地生态系统的食物网 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。如果一条食物链的某种动物减少或消失，它在食物链上的位置可能会由其他生物来代替。 生态系统的结构 02 什么是食物网？复杂的食物网有什么意义？ 食物链和食物网是生态系统的营养结构，生态系统的物质循环和能量流动就是沿着这种渠道进行的。 14 ①某一营养级的生物所代表的是该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，也不一定是一个种群。 ②食物链中只包括生产者和消费者，不存在非生物的物质和能量及分解者。 ③食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类，而非取决于生物数量。 提醒 4.构建食物链(网)的方法 (1)根据种群数量变化曲线图构建 乙→丙→甲 (2)根据所含能量(生物量)构建 ①分析依据：根据相邻两个营养级间能量传递效率是10%～20%，可推测能量相差在5倍以内，很可能为同一营养级。 ②分析结果：图2生物可形成一条食物链： ；图3生物可 形成食物网： 丙→甲→乙→丁 表格中Pg表示生物同化作用 固定能量的总量，根据能量 多少和传递效率10%～20%可以确定食物链为 。 营养级 A B C D Pg 15.9 870.7 1.9 141.0 B→D→A→C (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 。 ②分析结果：__________________。 生物体 A B C D E 有机汞浓度/ppm 0.06 7 0.51 68 0.39 越多 (1)荷塘中的动物、植物和微生物共同构成完整的生态系统 (　　) × 判断正误 (2)农业生态系统中的蚯蚓和各种微生物均属于分解者 (　　) × (3)同种动物在不同食物链中可能属于不同营养级 (　　) (4)作为次级消费者的肉食性动物属于食物链的第二营养级 (　　) √ × 生态系统组成成分的判断及食物链(网)的分析 稻田养蟹是生态农业的重要养殖方式，引种的中华绒螯蟹(河蟹)主要以浮 关键能力 提升 萍、杂草等植物和有机碎屑为食，同时也能有效控制稻田病虫草害的发生。如图表示北方某蟹－稻复合养殖体系主要营养关系。请回答下列问题： (1)中华绒螯蟹在该生态系统中属于 ，其作用分别是____ 。 (2)该生态系统的营养结构由 组成，图中经过中华绒螯蟹的食物链有 条。 (3)中华绒螯蟹与鸟的种间关系是_________ ，沙塘鳢所处的营养级是_________ 营养级。 消费者和分解者 可以 加快生态系统的物质循环、将有机碎屑中的有机物分解为无机物 食物链和食物网 6 捕食和种 间竞争 第三、四 (4)引入中华绒螯蟹后稗草生态位有什么变化？(答出两条即可) 提示　出现频率降低、种群密度减小、植株高度减小等。 (5)稻蟹养殖系统还可以减少农田间杂草的数量，减少病虫害的发生，使水稻增产。请从种间关系的角度，结合能量流动分析水稻增产的具体原因。 提示　水稻的竞争者减少，水稻获得的空间与资源增多，有利于水稻固定更多的太阳能；水稻的捕食者减少，流向下一个营养级的能量减少，能量更多地积累在水稻中。 考向一　生态系统组成成分及食物链(网)的分析 1.生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者及非生物的物质和能量。下列关于生态系统组成成分的叙述，正确的是 A.动物都属于消费者，其中食草动物属于第二营养级 B.细菌都属于分解者，其异化作用类型主要是需氧型和厌氧型 C.生产者属于自养型生物，是生态系统中最基本的生物成分 D.一种生物只能属于生态系统中的一种生物成分 √ 迁移应用 评价 2.为了保护野生渔业资源可持续性利用，多地实行休渔和禁渔政策，渔民开始进行人工养殖。如图为某人工鱼塘中的食物关系。下列叙述正确的是 A.流经该鱼塘生态系统的能量是绿藻和水 草固定的太阳能 B.鲫鱼占有第二、三两个营养级，螺蛳和鲫鱼只属于捕食关系 C.图中所有成分不能构成一个生态系统，仅因为缺少分解者 D.图中食物关系是生态系统的营养结构，轮虫属于消费者 √ 储存在体内的能量 呼吸作用散失的能量 储存在体内的能量 呼吸作用散失的能量 储存在体内的能量 呼吸作用散失的能量 玉米 蝗虫 青蛙 蛇 老鹰 太阳 能量 生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。 科学方法 研究能量流动的基本思路 能量输入 个体1 个体2 个体3 …… 能量输入 种群 能量存储 能量散失 生态系统的能量流动 03 生态系统的能量流动的含义是什么？ 26 能量储存 营养级 能量散失 能量输入 研究能量流动的基本思路 将一个营养级的所有种群作为一个整体来研究能量流动，可以比较精确地测量每一个营养级能量的输入值和输出值。 1.能量流动的概念 生态系统中能量的 的过程，称为生态系统的能量流动。 输入、传递、转化和散失 必备知识 整合 太阳能 生产者 食物链和食物网 化学能 热能 源于选择性必修2 P55“思考·讨论”：生态系统中的能量流动和转化遵循能量守恒定律。流入生态系统的能量一部分储存在生物体____ 中，而另一部分通过生物的 作用以 的形式散失至非生物环境中，两部分之和与流入生态系统的能量 (填“相等”或“不相等”)。 教材隐性知识 有机 物 呼吸 热能 相等 一、生态系统的能量流动 能量流经生产者 生产者的同化量 太阳能 同化量=呼吸散失量+储存量 生产者通过光合作用将光能转化成化学能，固定在它们所制造的有机物中 呼吸作用中以热能的形式散失 储存在植物体的有机物中，用于生产者的生长、发育和繁殖等生命活动 “一来二去”模型 同化量：指某营养级从外环境中得到的全部化学能。 03 1.分析初级消费者的摄入量、同化量、粪便量之间的关系，用等式形式表示。 2.初级消费者的粪便量属于谁的同化量？属于该同化量中的哪一部分能量？粪便量的最终去路？ 摄入量=同化量+粪便量 初级消费者的粪便量属于生产者同化量中用于自身生长、发育和繁殖的能量。 粪便量最终流入分解者。 消化吸收 一、生态系统的能量流动 阅读图3-5，思考以下问题： 下一营养级的粪便量属于上一营养级同化量中流向分解者中的能量。 03 生产者自身储存在有机物中的能量都被初级消费者捕食了吗？ 未被捕食部分（如枯枝败叶）中的能量的去路是什么？ 分解者（枯枝败叶） 储存在有机物中，用于生长、发育和繁殖等生命活动 呼吸作用以热能形式散失 太阳能 生产者的同化量 初级消费者的同化量 “一来三去”模型 一、生态系统的能量流动 03 一、生态系统的能量流动 阅读图3-6，思考以下问题： 1、四个菱形方框代表什么？为什么面积越来越小？ 2、初级消费者粪便中的能量应该用哪一个箭头表示？ 3、初级消费者遗体残骸中的能量应该用哪一个箭头表示？ 03 “一来四去”模型 、生态系统的能量流动 林德曼与赛达伯格湖 未利用：指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一营养级和分解者利用的能量 03 归纳总结 ①某营养级的粪便量不属于该营养级的同化量，而属于上一营养级流向分解者的能量，如兔吃草时，兔粪便中的能量应为草流向分解者的能量，而不属于兔的同化量。 ②一个营养级所同化的能量的“2个”“3个”“4个”去路： “2个”去路：同化能量＝呼吸消耗的能量＋用于生长、发育和繁殖的能量。 “3个”去路(无时间单位)：同化能量＝呼吸消耗的能量＋分解者利用的能量＋流入下一营养级的能量。 “4个”去路(以年为单位)：同化能量＝呼吸消耗的能量＋分解者利用的能量＋流入下一营养级的能量＋未被利用的能量。 ③最高营养级的生物没有流入下一营养级的能量。 营养级 流入的能量 流出（输入下一营养级）的能量 呼吸作用散失 分解者分解（呼吸作用） 未被利用 传递效率（%） 生产者 464.6 62.8 96.3 12.5 293 初级消费者 62.8 12.6 18.8 2.1 29.3 次级消费者 12.6 —— 7.5 微量 5.0 13.5 20.1 某一营养级的同化量 = 上一营养级的同化量 传递效率 10％－20％ 同化量 = 呼吸量 + 分解者的分解量 + 流向下一个营养级的量+未被利用 注意: 自然生态系统能量输入：生产者固定的太阳能 人工生态系统能量输入：生产者固定的太阳能+人为投入的能量（比如池塘等投放的饲料中的能量） (3)如图为“稻—蟹”农田生态系统中各营养级所含能量的示意图，其中a、a1、a2表示上一年留存下来仍未被利用的能量，e、e1、e2表示呼吸作用消耗的能量，c、c1、c2表示 ，河蟹用于自身生长、发育和繁殖的能量包括 (用图中字母表示)。 流向下一营养级的能量 b2、c2、d2 归纳提升 能量流动的过程分析 (1)“拼图法”分析能量流动过程 四、能量流动的特点 1. 单向流动 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，不可逆转，也不能循环流动 四、能量流动的特点 2. 逐级递减 输入到一个营养级的能量不可能百分之百流入下一个营养级，能量再沿食物链流动的过程中是逐级减少的 能量在流动过程中逐级递减与能量守恒定律矛盾吗？ 不矛盾，流入各个营养级的能量是逐级递减的，但流入生态系统的总能量是遵循能量守恒定律的 能量输入与生态系统的有序性有什么联系？ 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 项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 概念 将单位时间内各营养级所得到的 转换为相应面积(或体积)的图形，并将图形按照营养级的次序排列形成的一个金字塔图形 如果金字塔中表示的是各个营养级的____ ____________ 关系，就形成数量金字塔 如果金字塔中表示的是各个营养级______ (每个营养级所容纳的有机物的总干重)之间的关系，就形成生物量金字塔 4.生态金字塔的类型及特点 能量数值 生物 个体的数目比 值 生物量 项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 形状       象征含义 能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性 一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减 一般生物有机物的总干重沿食物链升高而逐级递减 项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 特点 正金字塔形 一般为正金字塔形 一般为正金字塔形 分析 能量流动的过程中总是有能量的耗散，故能量流动逐级递减 成千上万只昆虫生活在一株大树上时，该数量金字塔的塔形也会发生变化 浮游植物的个体小，寿命短，又不断被浮游动物吃掉，所以某一时间浮游植物的生物量(用总干重来 表示)可能低于 浮游动物的生 物量 ▲研究能量流动的实践意义 ①将生物在时空上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。 ②科学规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。实现对能量的多级利用，大大提高能量的利用率。 ③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。 合理确定牧场载畜量 果树修剪 农田除草 间种 套种 大棚中多层育苗 稻—萍—蛙的立体农业 使废弃物中的能量得到利用 能否提高能量传递效率？ 生态系统的能量流动 03 研究生态系统的能量流动有什么实践意义？举例说明。 44 (1)越冬灰鹤粪便中的能量不属于其同化量的一部分 (　　) (2)营养级数量越多，相邻营养级之间的能量传递效率就越低 (　　) √ 判断正误 × (3)营养级所处的位置越高，该营养级所具有的总能量就越多 (　　) × (4)人为操纵生态系统营养结构有利于调整能量流动方向和提高能量传递效率(　　) × 分析生态系统能量流动及有关计算 依据泥鳅可以利用残饵、鱼粪为食以及循环经济原理，技术人员将稻田养河蟹和稻田养泥鳅两个生态系统有机地结合起来，形成稻护蟹，蟹吃饵料、杂草，泥鳅吃残饵、蟹粪，泥鳅粪肥田的“稻—蟹—泥鳅”农田生态系统，科研人员比较了三种农田模式的产量，结果如表，请回答以下问题： 45 m2的稻田中水稻、河蟹及泥鳅产量分析 关键能力 提升 生态系统类型 水稻产量/kg 河蟹产量/g 泥鳅产量/g 水稻单种 39.0     稻—蟹 41.4 2 203.3   稻—蟹—泥鳅 41.0 2 131.3 656 (1)输入“稻—蟹—泥鳅”农田生态系统的总能量包括_________________ 。 (2)河蟹会被鸟捕食，与鸟相比，河蟹的同化量/摄入量的比值明显较低，从食物类型分析，可能的原因是___________________________________ 。 生产者(水稻等)固 定的太阳能和饵料中的化学能 河蟹摄入的有机物中含有大量纤维素， 不易消化吸收，大量能量随粪便排出 (4)如图是能量流经该稻田第二营养级的示意图，图中的数值表示能量(单位：×10 kJ·m－2·a－1)。图中的C代表_______________________________ ；第二营养级到第三营养级的能量传递效率是 。 初级消费者用于自身生长、发育和 繁殖等生命活动的能量(储存在有机物中的能量) 17.6% (5)与“稻—蟹”农田模式相比，“稻—蟹—泥鳅”农田模式具有更高的经济效益，从能量流动的角度分析其原因。 提示　泥鳅吃残饵、蟹粪，实现了能量的多级利用，提高了能量的利用率。 考向二　生态系统能量流动及有关计算 3.生态系统中生产者和初级消费者的能量流动途径如图所示，已知生物同化的能量大部分通过呼吸作用散失，a、b、c、d分别表示不同途径的能量。下列相关叙述正确的是 A.b1是初级消费者摄入的能量，全部用于其生长、发育和繁殖 B.初级消费者粪便中所含的能量属于a1中的能量 C.第一营养级到第二营养级的能量传递效率为a2/b1 D.分解者的分解作用是能量在流动过程中逐级递减的原因之一 √ 项目 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 4.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 √ 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70.5×105 J/(m2·a)，该能量由初级消费者流 向分解者 归纳提升 (2)能量流动的相关“最值”计算 ①在食物网中 归纳提升 ②具有人工能量输入的能量传递效率计算 人工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。如求第二营养级到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%。 补：生态农业园需要人工投入较多的物质和能量，研究者对某个生态农业园各营养级能量流动情况进行了定量分析，能量值[单位：×103kJ/（m2·a）]如下表。下列说法错误的是（　　） 能量类型 能量值 营养级 自身呼吸消耗的能量 甲 未被利用的能量 流入下一营养级的能量 有机物输入的能量 第一营养级 605 128 1466 434 - 第二营养级 126 44 282 A 96 第三营养级 32 13 B 9 34 A．该生态系统能量金字塔为正置的金字塔 B．表中“甲”代表流向分解者的能量，“B”的数值为58 C．第二营养级流向第三营养级的能量传递效率约为14.7% D．每个营养级呼吸作用产生的能量不会用于自身的生长、发育和繁殖 D A=434+96-126-44-282=78，B=78+34-32-13-9=58 78÷（434+96）×100%=14.7% $