第35讲 生态系统的功能——能量流动（复习讲义）（2大考点+7大知识+5大考向）（全国通用）2027年高考生物一轮复习讲练测

第35讲 生态系统的功能——能量流动 考点精讲·靶向突破 考点一 能量流动的过程与特点 即●时●演●练 回归教材·易错辨析 1.（ ✘ ） 2.（ ✘ ） 3.（ ✔ ） 4.（ ✘ ） 5.（ ✔ ） 6.（ ✔ ） 7.（ ✘ ） 8.（ ✔ ） 考●向●破●译 考向1 能量流动的过程与去路 1.D 2.D 3.C 4.B 考向2 能量流动的特点与生态金字塔 5.C 6.D 7.D 考向3 能量传递效率与生态金字塔的分析 8.A 9.B 考点二 研究能量流动的实践意义 即●时●演●练 回归教材·易错辨析 1.（ ✔ ） 2.（ ✘ ） 3.（ ✔ ） 4.（ ✘ ） 5.（ ✔ ） 6.（ ✔ ） 7.（ ✘ ） 8.（ ✘ ） 考●向●破●译 考向01 生态农业中的能量利用 1.B 2.D 考向02 能量流动的实践意义与生态工程 3.(1）直接 (2）密度制约因素 （3）浊水态下藻类大量增殖，固定了该生态系统绝大多数能量；植食性鱼类因休闲垂钓能量输出过多，生物量较低，对藻类的摄食不足，无法控制藻类数量；大量藻类死亡后形成有机碎屑，藻类固定的能量大量流入有机碎屑库，有机碎屑分解释放的氮磷可被藻类重新利用，维持了藻类的优势地位 （4）人工除藻，或种植富集N、P的水生植物（自生、协调原理）；适当投放滤食藻类的植食性鱼类，限制对植食性鱼类的捕捞，适度捕捞肉食性鱼类以降低对植食性鱼类的捕食压力（协调原理） 自生、协调原理 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 题组一 情景设定：红松人工林的能量流动 知识溯源：能量流动的过程与去路 1.CD 题组二 情景设定：动物种群的能量收支 知识溯源：同化量与能量流动 2.A 题组三 情景设定：沙漠样地的演替与能量流动 知识溯源：能量传递效率的计算 3.(1）间接价值 该样地最初的生物量是0，即该样地的群落演替是在一个从来没有被植物覆盖的地面或原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的，属于初生演替 （2）生物的迁入 群落内部种群相互关系的发展变化 (3)90 5610 (4)AB 题组四 情景设定：水库生态系统的能量流动 知识溯源：能量流动分析与生态工程 4.(1）呼吸作用消耗 (2)③②① 最大光合速率对应光强度依次升高 （3）①（金鱼藻）除藻率高，②（黑藻）除氮率高，③（苦草）除磷高 （4）金鱼藻 500 二氧化碳浓度较低且相同 氧气释放量 （5）合理引入浮水植物，减弱沉水植物的光照强度；合理引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物 题组五 情景设定：喀斯特洞穴生态系统 知识溯源：能量流动与信息传递、进化 5.(1）组成成分 洞穴内几乎无光照，绿色植物无法正常生长 （2）调节生物的种间关系，维持生态系统的平衡与稳定 洞穴内全年温度相对恒定，各营养级通过呼吸作用散失的能量少，流入下一营养级的能量多 （3）①封闭的环境减少了外来基因的干扰，使种群进化更独立，有利于研究生殖隔离的形成；②稳定的温度条件使自然选择方向相对一致，有利于研究适应性进化的机制；③食物短缺的环境增加了选择压力，有利于研究极端环境下的适应性进化机制 情境探究·素养拓展 ——深挖能量流动本质，锤炼综合探究能力 类型一：能量流动过程与模型分析 情境1：能量流经野兔所在营养级的去向分析 1.C 情境2：食物链跨越生境中的能量流动 2.C 类型二：能量流动的实践应用探究 情境3：草原放牧系统的能量流动分析 3.AC 情境4：城市污水处理人工湿地生态系统 4.(1）乙 （含碳的）有机物 （2）呼吸作用以热能的形式散失的能量（呼吸消耗） e-f （3）污水中有机物的能量及该系统中生产者固定的太阳能 分解者 （4）水平 挺水植物减少了藻类的光照并与藻类竞争无机盐 （5）调节生物的种间关系，维持生态系统的平衡与稳定 （6）污水流入速度 植物床中分解者消耗氧气少，且有大量生产者产生氧气 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第35讲 生态系统的功能——能量流动 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 知识建联·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，突破命题考向 知识解构+即时演练+高分破译 考点一 能量流动的过程与特点 知识点1 能量流动的概念、起点与渠道 知识点2 能量流经某一营养级的分析 知识点3 能量流动的特点与生态金字塔 考点二 研究能量流动的意义 知识点1 研究能量流动的实践意义 知识点2​能量多级利用与生态农业 知识点3 能量流动与生态工程 知识点4 能量流动与物质循环、信息传递的关系 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 题组一 情景设定：红松人工林的能量流动 知识溯源：能量流动的过程与去路 题组二 情景设定：动物种群的能量收支 知识溯源：同化量与能量流动 题组三 情景设定：沙漠样地的演替与能量流动 知识溯源：能量传递效率的计算 题组四 情景设定：水库生态系统的能量流动 知识溯源：能量流动分析与生态工程 题组五 情景设定：喀斯特洞穴生态系统 知识溯源：能量流动与信息传递、进化 05 情境探究·素养拓展 深挖能量流动本质，锤炼综合探究能力 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 考查概述 生态系统的能量流动是高中生物“生物与环境”模块的核心内容，与生态系统的结构、物质循环和信息传递密切相关。内容涵盖能量流动的概念、过程、特点、传递效率计算、生态金字塔及研究能量流动的实践意义。该专题常与光合作用、呼吸作用、种群和群落等知识融合考查，是理解生态系统功能的关键。 考查形式 题型灵活多样。选择题主要考查能量流动的特点辨析、能量传递效率的计算、生态金字塔的类型判断等；非选择题常以生态系统能量流动模型图、食物网能量分配表、农业生产实践情境为载体，考查学生获取和加工信息、定量分析与推理的能力。 课标要求 明确目标 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. 举例说明如何利用能量流动规律，使人们能够更加科学、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。 高考前沿 1.能量流动的概念与过程 2026·贵州卷，19；2025·湖北卷，21；2025·江苏卷，17； 2.能量流动的特点及研究能量流动的意义 2026·甘肃卷，19；2025·广西卷，10；2024·天津卷，13； 3.能量流动的相关计算 2025·黑吉辽蒙卷，5；2024·黑龙江卷，16 4.生态金字塔的种类及特点 2025·甘肃卷，14；2024·山东卷，12 知识建联·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，突破命题考向 自主研学·梳理教材 1. 能量流动的概念是什么？其起点、渠道分别是什么？ 2. 摄入量、同化量、粪便量之间存在什么关系？粪便中的能量属于哪个营养级？ 3. 某一营养级同化的能量有哪些去向？分别以什么形式散失？ 4. 能量流动具有什么特点？形成这些特点的原因是什么？ 5. 相邻两个营养级之间的能量传递效率一般在什么范围？如何计算？ 6. 能量金字塔、数量金字塔和生物量金字塔有何区别？为什么能量金字塔一般不会倒置？ 7. 研究能量流动的实践意义有哪些？ 8. 生态农业（如桑基鱼塘）是如何实现能量多级利用的？与提高能量传递效率有何不同？ 考点一 能量流动的过程与特点 知●识●解●构 知识点1 能量流动的概念、起点与渠道 1.概念：生态系统中能量的 的过程，称为生态系统的能量流动。 2.起点与总能量：起点是 ；流经生态系统的总能量是 。 3.渠道与传递形式：渠道是 ；能量沿食物链以 形式单向传递。 4.能量输入：生态系统的能量通过生产者的 固定，将太阳能转化为 中储存的 ；少数情况下可由 作用完成，固定的能量来源于 的化学能。 5.能量转化与散失：有机物中的化学能被各营养级生物经 作用（以及分解者的分解作用）转化，最终以 的形式散失。 6.能量流动的方向：能量只能沿 单向流动。 【易错点】 1.流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量，而不是照射到该生态系统的太阳能总量。 2.人工生态系统（如鱼塘、农田）中，流经生态系统的总能量还包括人工输入的能量（如饵料中的化学能）。 知识点2 能量流经某一营养级的分析 1.摄入量与同化量： ；粪便中的能量不属于本营养级同化的能量，而属于上一营养级的能量。 2.同化量的去向：（1）通过 作用以 的形式散失； （2）用于 。 ①流向 （最高营养级无此去向）；②流向 （遗体残骸等）； ③未被利用（未被自身呼吸作用消耗，也未被下一营养级和分解者利用）。 所以：同化量＝呼吸作用散失的能量＋用于生长、发育和繁殖的能量＝呼吸散失＋流向下一营养级＋流向分解者＋未被利用。 而在足够长的时间内，流入某一营养级的能量最终去向＝在呼吸作用中以热能形式散失＋被下一营养级同化（最高营养级除外）＋被分解者利用。 【易错点】 “用于生长、发育和繁殖的能量”≠同化量，同化量＝呼吸散失＋用于生长、发育和繁殖的能量；计算传递效率时用同化量，不能用摄入量。 知识点3 能量流动的特点与生态金字塔 1. ：能量只能沿食物链由低营养级流向高营养级。不可逆转，也不能循环利用。 原因：生物之间的捕食关系不可逆转；各营养级呼吸作用散失的热能不能被重新利用。 2. ：相邻两个营养级间的能量传递效率一般为10%～20%。生态系统中的能量流动一般不超过5个营养级。 原因：（1）各营养级通过呼吸作用以热能形式散失一部分能量； （2）各营养级同化的能量总有一部分流向分解者或未被利用。 3.能量传递效率的计算 能量传递效率 = 注意：传递效率计算用“同化量”，不能用“摄入量”。 4.能量流动的特点决定了能量金字塔一般不会 ；生态金字塔包括 ，其每一层代表一个营养级，不包括分解者。 5.生态金字塔的类型及特点：能量金字塔以各营养级同化的能量为指标，一般不会倒置；数量金字塔以个体数量为指标，生物量金字塔以各营养级的生物量为指标，二者在特殊情况下可能出现倒置。 【易错点】 1.能量传递效率是营养级之间的同化量之比，不是个体之间或种群之间的能量之比。 即●时●演●练 回归教材·易错辨析 判断以下表述是否正确： 1. 流经生态系统的总能量是照射到该生态系统内的太阳能总量。（ ） 2. 消费者粪便中的能量属于该消费者同化的能量。（ ） 3. 能量流动是单向的、逐级递减的，不能循环利用。（ ） 4. 能量金字塔可以出现倒置。（ ） 5. 生物量金字塔和数量金字塔在特殊情况下均可能出现倒置。（ ） 6. 相邻两个营养级之间的能量传递效率为10%～20%。（ ） 7. 生态金字塔中包含分解者这一成分。（ ） 8. 同化量等于摄入量与粪便量之差，也等于呼吸消耗量与用于生长、发育和繁殖的能量之和。（ ） 考●向●破●译 考向1 能量流动的过程与去路 1.（2024·山东·高考真题）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6g/m2和30g/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 2.（2024·江西·高考真题）假设某个稳定生态系统只存在一条食物链。研究人员调查了一段时间内这条食物链上其中4种生物的相关指标（如表，表中“—”表示该处数据省略）。根据表中数据，判断这4种生物在食物链中的排序，正确的是（    ） 物种 流经生物的能量（kJ） 生物体内镉浓度 (μg/g) 生物承受的捕食压力指数 （一般情况下，数值越大，生物被捕食的压力越大） ① — 0.03 15.64 ② — 0.08 — ③ 1.60×106 — 1.05 ④ 2.13×108 — — A．④③①② B．④②①③ C．①③②④ D．④①③② 3.（24-25高三上·北京·期中）下图为某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图，M、N表示营养级。以下分析正确的是（    ） A．“生产者→M→N”表示一条食物链 B．遗体残骸中的能量全部流向分解者 C．由M到N的能量传递效率约是6.3% D．流经该生态系统的总能量为9834kJ/（m2⋅a） 4.（2025高三上·吉林长春·专题练习）下图甲表示食物链上能量流动的部分情况，图乙表示兔的能量来源与去向。下列有关叙述正确的是（    ） 注：图甲中的草指某一种草，假定该生态系统只有图示这一简单的食物链 A．图甲中草到兔的能量传递效率为（能量②/能量①）×100% B．能量W1=A1+B1+C1+D1 C．兔呼吸作用释放的能量均以热能散失 D．由兔流向分解者的能量包括兔的遗体和粪便 考向2 能量流动的特点与生态金字塔 5.（2025·甘肃·高考真题）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 6.（2025·江苏·一模）如图是自然状态下由捕食关系建立的生态金字塔常态模型，下列相关叙述错误的是（ ） A．若模型为能量金字塔，则a代表能量在流动过程中逐级递减 B．若模型为数量金字塔，则a代表生物个体数目随营养级的升高而逐级减少 C．若模型为生物量金字塔，则a代表生物量随营养级的升高而逐级减少 D．不同的生态金字塔在特殊情况下均会出现倒置现象 7.（23-24高三上·河南周口·阶段检测）图示为某淡水湖泊的能量金字塔，下列叙述正确的是（    ） A．图中的所有生物以及无机环境构成一个生态系统 B．能量以CO₂ 和有机物的形式在各营养级之间传递 C．图中丙 →丁的能量传递率为8.77% D．若该生态系统为人工鱼塘，则输入该生态系统的总能量大于25000 kJ/（m² ·a） 考向3 能量传递效率与生态金字塔的分析 8.（2026·安徽淮南·二模）科研人员在长白山原始针阔混交林设置固定样地，选择性砍伐少量树木，以促进其他树木的生长。与未砍伐的原始林相比，选择性砍伐5年后，红松等优势树种通过根系分泌化感物质抑制了林下灌木的生长；选择性砍伐样地的乔木地上生物量降低15%，但地下细根的生物量增加25%，土壤有机碳含量提高8%。下列分析正确的是（　　） A．化感物质抑制林下灌木生长，说明化学信息可以调节生物的种间关系 B．红松将更多光合产物分配至细根，导致能量传递效率提高 C．土壤有机碳含量提高8%，说明该生态系统的碳循环速率加快 D．轻度砍伐会简化森林群落的垂直结构，从而提高生态系统的抵抗力稳定性 9.（23-24高三上·广东·阶段检测）海水立体养殖中， 表层养殖海带等大型藻类， 海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎， 底层养殖以底栖微藻、生物遗体残骸等为食的海参。某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图如下（不考虑未利用）， 其中A、B表示营养级[图中数值单位为J/（m2. a）] ， 下列叙述错误的是（    ）    A．图中A和B粪便中的能量被分解者利用时， 大部分以热能形式散失 B．图中A用于生长、发育和繁殖的能量为500J/（m2. a） C．图中由A到 B的能量传递效率约为8. 3% D．该海水立体养殖模式增大流入该生态系统的总能量， 提高了能量的利用率 高●分●破●译 1.能量流动特点记忆口诀 能量单向不回头，逐级递减像漏斗；源头在光能，散失成热能；多级利用提效率，合理调整流向优。 2.三种生态金字塔对比 类型 能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔 定量指标 各营养级同化的能量 各营养级生物的实际重量（有机物干重） 各营养级生物的个体数量 形状特点 一般不会倒置 一般呈正金字塔形，特殊情况下可倒置（如海洋中浮游植物与浮游动物） 一般呈正金字塔形，特殊情况下可倒置（如一棵大树上生活着大量昆虫） 特点与原因 能量沿食物链单向流动、逐级递减，故不会倒置 浮游植物个体小、寿命短，被浮游动物大量取食，某时刻其生物量可能低于浮游动物 生产者个体大、数量少，如一棵大树上可生活大量小型昆虫 易错提醒 能量金字塔是三种生态金字塔中唯一不会倒置的；生态金字塔的每一层代表一个营养级，不包括分解者 生物量金字塔以某时刻各营养级现存有机物干重为指标绘制 数量金字塔只反映个体数量关系，不能反映能量大小 考点二 研究能量流动的实践意义 知●识●解●构 知识点1 研究能量流动的实践意义 1.研究能量流动的意义 帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最 （多级利用，提高能量利用率）；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 。 2.能量利用率与能量传递效率的比较： 比较项目 能量利用率 能量传递效率 含义 人类可利用的能量占流入该生态系统总能量的比例 相邻两个营养级之间，下一营养级同化量占上一营养级同化量的比例 对象 / 范围 整个生态系统，面向人类可利用的部分 食物链（网）中相邻的两个营养级之间 计算公式 （被人类利用的能量 ÷ 流入生态系统的总能量）×100% （下一营养级同化量 ÷ 上一营养级同化量）×100% 数值 / 特点 无固定数值，可高可低 一般为10%～20%，体现单向流动、逐级递减 能否人为提高 一般 提高途径 / 措施 科学规划、设计人工生态系统，实现能量的多级利用与物质循环再生；合理密植、间作套种 无法提高其数值；只能合理调整能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分 典型实例 桑基鱼塘、稻田养鱼养鸭、秸秆作饲料 / 培养食用菌 / 生产沼气 某食物链中第二营养级同化量 ÷ 第一营养级同化量 易错点 提高能量利用率 ≠ 提高能量传递效率；多级利用 ≠ 循环利用（能量不能循环） 必须用同化量，不能用摄入量（摄入量＝同化量＋粪便量）；人工输入的能量应扣除；是营养级之比，非个体 / 种群之比 一句话辨析： 能量利用率＝被人类利用的能量 ÷ 流入生态系统的总能量，可通过 提高； 能量传递效率＝下一营养级同化量 ÷ 上一营养级同化量，一般 ，不能人为提高。 3.能量流动相关计算的方法与技巧： （1）求高营养级获得的最多能量：按20%逐级计算；求最少能量：按10%逐级计算。 （2）已知高营养级能量求低营养级需要量：最多按10%反推（÷10%），最少按20%反推（÷20%）。 【易错点】 1.具有人工输入能量的生态系统：人工输入到某一营养级的能量是该营养级同化量的一部分，但不是从上一营养级流入的能量，计算传递效率时应扣除。 2.多条食物链同时存在时，应分别计算各条途径的能量，再求和；能量损耗最多取最长食物链×10%，损耗最少取最短食物链×20%。 知识点2 能量多级利用与生态农业 1.生态农业：运用生态学原理，在环境与经济协调发展的思想指导下，应用现代科学技术建立起来的多层次、多功能的综合农业生产体系。 2.原理： 、种间关系（生物防治）等。 3.实例：桑基鱼塘（桑叶养蚕、蚕沙养鱼、塘泥肥桑）、稻田养鱼养鸭、藕田套养泥鳅黄鳝等。 4.意义：实现 的循环利用和 的多级利用，减少环境污染，提高经济效益和生态效益。 【易错点】 生态农业实现的是能量的多级利用，提高了能量利用率，但不能提高能量的传递效率。 知识点3 能量流动与生态工程 1.生态工程的基本原理： 。 （1） 原理：通过生物之间的自我组织、自我优化，实现生态系统的自我维持。 （2） 原理：促进系统的物质迁移与转化，实现物质循环利用（注意：能量不能循环）。 （3） 原理：处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡，考虑环境承载力（如合理确定载畜量）。 （4） 原理：统筹考虑自然—经济—社会复合系统的整体效益。 2.实例：稻田养鱼养鸭体现自生、循环、整体等原理；荒漠区生态修复选择适宜物种体现协调原理。 知识点4 能量流动与物质循环、信息传递的关系 1.能量流动与物质循环：二者同时进行、相互依存。 以 为载体， 以 为动力，能量沿食物链流动的同时，物质也随着在生物群落与无机环境之间循环。 2.能量流动与信息传递：信息传递能调节生物的种间关系，维持生态系统的平衡与稳定；能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的基本功能。 3.能量流动与生态系统稳定性：能量输入 输出时，生态系统生物量积累；输入 输出时，生态系统趋于退化；维持生态系统的正常功能需要不断得到来自系统外的能量补充。 4.能量流动与碳循环：碳以 形式在无机环境与生物群落之间循环，以 形式沿食物链传递，二者同时进行、密不可分。 即●时●演●练 回归教材·易错辨析 判断以下表述是否正确： 1. 研究能量流动可帮助人们合理调整能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。（ ） 2. 生态农业能提高能量的传递效率。（ ） 3. 稻田养鱼、桑基鱼塘等生态农业模式体现了生态工程的自生、循环、整体等原理。（ ） 4. 能量在生态系统内可以被循环利用。（ ） 5. 间作套种、蔬菜大棚中的多层育苗可以增大流入生态系统的总能量。（ ） 6. 根据草场能量流动的特点合理确定载畜量，有利于畜牧业的可持续发展。（ ） 7. 温室大棚中人工补充光照不能增加流入生态系统的总能量。（ ） 8. 生态工程中的“循环”原理的核心是能量的循环利用。（ ） 考●向●破●译 考向01 生态农业中的能量利用 1.（2024·江苏·高考真题）为了防治莲藕食根金花虫，研究者在藕田套养以莲藕食根金花虫为食的泥鳅、黄鳝，并开展相关研究，结果见下表。下列相关叙述错误的是（    ） 套养方式 莲藕食根金花虫防治率（%） 藕增产率（%） 单独套养泥鳅 81.3 8.2 单独套养黄鳝 75.7 3.6 混合套养泥鳅和黄鳝 94.2 13.9 A．混合套养更有利于防治莲藕食根金花虫、提高藕增产率 B．3种套养方式都显著提高了食物链相邻营养级的能量传递效率 C．混合套养中泥鳅和黄鳝因生态位重叠而存在竞争关系 D．生物防治优化了生态系统的能量流动方向，提高了经济效益和生态效益 2.（2024·贵州遵义·三模）某综合种养基地部分能量流动如图所示，其中X表示能量流动的去向之一，Y为能量数值，单位J·cm-2·a-1。下列说法正确的是（　　） A．生产者用于自身生长发育繁殖的能量是164.0J·cm-2·a-1 B．植食性动物流向X的能量包含其遗体残骸和排泄物中的能量 C．第二营养级到第三营养级之间能量的传递效率是15% D．肉食性动物传给下一营养级的能量Y为0.7J·cm-2·a-1 考向02 能量流动的实践意义与生态工程 3.（2026·广东·高考真题）水库兼具水源供给与生态旅游服务功能，但部分水库面临水质退化与富营养化等问题，影响了区域可持续发展。研究人员以某大型水库为对象，系统分析其生态系统结构与能量流动规律（如图），以采取适当管理措施实现生态与经济协同增效。 注：数值表示不同营养级间的能量流动（单位：）或转化效率（某一营养级产出的能量占流入该营养级能量的百分比） 回答下列问题： （1）图中显示，多个营养级不同食性的鱼类均有部分能量流出该生态系统，主要用于休闲垂钓和食用等。这体现了生物多样性的_____________价值。 （2）在有限的库区水域内，某种优势鱼类种群数量的增加会导致病原体传播加速，进而抑制种群数量的进一步增长。这种影响因素属于______________________。 （3）水库生态系统存在“清水态”和“浊水态”两种状态。若当前水库处于水华严重的浊水态，仅通过减少氮磷输入无法使其自动恢复为清水态。据图，从生态系统能量流动的角度推测其主要原因是_______（答两点）。 （4）针对（3）中所述原因，可采取的生态调控措施包括______________________________________________，这些措施体现了生态工程遵循的基本原理有____________________________________（答两点）。 高●分●破●译 1.能量流动计算“三注意” （1）注意同化量与摄入量：摄入量＝同化量＋粪便量，粪便中的能量属于上一营养级同化的能量。 （2）注意人工输入的能量：人工输入的能量是该营养级同化量的一部分，但不是从上一营养级流入的能量，计算传递效率时应扣除。 （3）注意“最多、最少”：已知低营养级能量求高营养级获得量，最多按20%、最少按10%逐级计算；反推时相反。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 题组一 情景设定：红松人工林的能量流动 知识溯源：能量流动的过程与去路 1.（2024·黑龙江·高考真题）（多选）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的产生过程是物质循环的必要环节 题组二 情景设定：动物种群的能量收支 知识溯源：同化量与能量流动 2.（2025·山东·高考真题）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+④ 题组三 情景设定：沙漠样地的演替与能量流动 知识溯源：能量传递效率的计算 3.（2026·山东·高考真题）图甲为某无人为干预的沙漠样地部分物种生物量的变化。图乙为该地a~c时段各营养级能量流动情况。a时前，该样地只存在物种A1，物种A2和B2在b时迁入。 注：图中数字为能量数值，单位是J/（m2.a）；表示呼吸量，↓表示未利用量；A（2）表示A营养级有A1、A2两个物种，以此类推 （1）A1具有固沙保水的作用，这体现的生物多样性的价值是_______。该样地发生的群落演替属于初生演替，据图甲分析，判断依据是____________________________________________________________。 （2）A1的根系不断发育且与其互利共生微生物的菌丝体相互缠绕，胶结沙粒形成沙套，沙套内的含水量和固氮菌数量明显高于沙套外，固沙作用显著，增加了该样地的物种种类。据此分析，影响该群落演替的因素除外界环境变化外，还有_________________和___________________________。 （3）a~c时段，B1的呼吸量为60J/（m2.a），未利用量为20J/（m2.a），B2在b~c时段用于生长、发育和繁殖的能量最大不超过_______ J/（m2.a）。营养级A到B的能量传递效率为2%，A2的未利用量为90J/（m2.a），A1的未利用量为_______ J/（m2.a）。 （4）该生态系统的第一营养级中，未利用量占比较高，可能的原因是_______（填标号）。 A．分解者分解有机物的速率慢 B．消费者数量少，对物质循环的促进作用弱 C．气温高，植物的呼吸作用强，代谢旺盛 题组四 情景设定：水库生态系统的能量流动 知识溯源：能量流动分析与生态工程 4.（2024·广东·高考真题）某湖泊曾处于重度富营养化状态，水面漂浮着大量浮游藻类。管理部门通过控源、清淤、换水以及引种沉水植物等手段，成功实现了水体生态恢复。引种的3种多年生草本沉水植物（①金鱼藻、②黑藻、③苦草，答题时植物名称可用对应序号表示）在不同光照强度下光合速率及水质净化能力见图。 回答下列问题： （1）湖水富营养化时，浮游藻类大量繁殖，水体透明度低，湖底光照不足。原有沉水植物因光合作用合成的有机物少于_______的有机物，最终衰退和消亡。 （2）生态恢复后，该湖泊形成了以上述3种草本沉水植物为优势的群落垂直结构，从湖底到水面依次是________，其原因是_______。 （3）为了达到湖水净化的目的，选择引种上述3种草本沉水植物的理由是_________，三者配合能实现综合治理效果。 （4）上述3种草本沉水植物中只有黑藻具有C4光合作用途径（浓缩CO2形成高浓度C4后，再分解成CO2传递给C5）使其在CO2受限的水体中仍可有效地进行光合作用，在水生植物群落中竞争力较强。根据图a设计一个简单的实验方案，验证黑藻的碳浓缩优势，完成下列表格。 实验设计方案 实验材料 对照组：_______      实验组：黑藻 实验条件 控制光照强度为_______μmol·m-2·s-1 营养及环境条件相同且适宜，培养时间相同 控制条件 __________ 测量指标 __________ （5）目前在湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良，此外，大量沉水植物叶片凋落，需及时打捞，增加维护成本。针对这两个实际问题从生态学角度提出合理的解决措施______。 题组五 情景设定：喀斯特洞穴生态系统 知识溯源：能量流动与信息传递、进化 5.（2025·贵州·高考真题）喀斯特洞穴是一种相对封闭的特殊生态系统，洞穴内全年温度相对恒定，食物短缺。随着人类活动范围增大，喀斯特洞穴原生境被破坏难以恢复。因此，研究喀斯特洞穴生态系统的结构和功能具有重要意义。回答下列问题： （1）研究喀斯特洞穴生态系统的结构，首先要调查该生态系统的______，分析各物种之间的营养级关系，绘制食物网。研究发现，喀斯特洞穴生态系统有多条食物链，但第一营养级往往来自洞穴外，最可能的原因是______。 （2）喀斯特洞穴内的昆虫能通过发达的触角感知危险并逃避敌害，说明信息传递在生态系统中的作用是______。进一步研究发现，喀斯特洞穴生态系统的能量传递效率相对较高，从能量流动的角度分析，主要原因是______。 （3）喀斯特洞穴是研究动物进化的理想场所。根据喀斯特洞穴的特点分析其在动物进化研究中的优势是______。（答出2点即可） 情境探究·素养拓展 ——深挖能量流动本质，锤炼综合探究能力 类型一：能量流动过程与模型分析 情境1：能量流经野兔所在营养级的去向分析 1.（25-26高三上·内蒙古锡林郭勒·开学考试）下图为某草原生态系统的部分能量流动示意图，其中数字代表能量值[104KJ/（m2·a）]。下列叙述正确的是（　　） A．图中包含4个营养级，种间关系包含捕食和竞争 B．一、二营养级间的能量传递效率为17.07% C．C表示B用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量 D．输入该生态系统的总能量均来自太阳能 情境2：食物链跨越生境中的能量流动 2.（2025·广东·高考真题）食物链可以跨越不同生境（如图）。下列分析正确的是（ ） A．蜜蜂和油菜之间是互利共生关系 B．鱼在该食物链中属于四级消费者 C．增加鱼的数量可使池塘周边的油菜籽增产 D．将水陆生境联系成一个整体的关键种是鱼 类型二：能量流动的实践应用探究 情境3：草原放牧系统的能量流动分析 3.（25-26高三下·河北廊坊·阶段检测）（多选）下表是对短花针茅草原绵羊放牧系统能量流动的部分研究结果。下列叙述错误的是（　　） 平均载畜量 生长季草原植物光能利用率 草原植物供给能 (×104) 摄入能 (×104) 粪便中的能量 (×104) 呼吸代谢能 (×104) 1.3 0.27% 8.86 3.22 0.95 1.86 2.0 0.25% 5.28 2.62 0.92 1.39 3.0 0.17% 3.32 1.86 0.94 0.76 注：平均载畜量单位为只羊·公顷-1·半年-1；能量单位为千焦·只羊-1·天-1 A．呼吸代谢能是未被绵羊利用的能量 B．绵羊粪便中的能量属于生产者固定的太阳能的一部分 C．载畜量为1.3时，绵羊用于生长、发育和繁殖的能量约为2.27×104 D．载畜量为2.0时，短花针茅草原的能量得到更充分地利用 情境4：城市污水处理人工湿地生态系统 4.（24-25高三下·江苏扬州·开学考试）图1是某人工湿地生态公园处理城市污水的示意图，其中甲、乙、丙代表湿地生态系统的三种成分；图2是该湿地中部分生物之间的能量流动关系，字母表示各能量流向的能量值；图3为该地的河流污水净化系统示意图，污染的河水依次流经厌氧池、氧化塘、植物床等水净化系统。回答下列问题：    （1）据图1分析，该湿地生态系统的主要成分是______（选填“甲”“乙”或“丙”），碳元素从乙→丙的传递形式是______。 （2）图2中X表示______，草鱼用于生长发育和繁殖的能量最准确的表示为______（用图中字母表示）。 （3)根据图3分析，流经该污水净化系统的总能量为______。在厌氧池处理过程中，污水中的有机物经多种微生物的共同作用，被最终转化为甲烷、二氧化碳、硫化氢和氨等，这些微生物大多属于生态系统组成成分中的______。 （4）氧化塘岸边、浅水区与中央深水区中生物分布的差异体现了群落的______（填“垂直”或“水平”）结构，氧化塘后部种植挺水植物，可有效抑制藻类生长，原因是______。 （5）氧化塘和植物床中的某些植物能向水中分泌萜类化合物等，抑制浮游藻类的生长，这一现象体现了生态系统的信息传递能够______。 （6）在污水处理过程中要控制进水口的______，目的是有利于氧化塘中有机物被充分分解及无机盐被充分吸收，使出水口处的水质达到排放要求。溶氧量是水质检测的重要指标。植物床中溶氧量比厌氧池高，原因是______。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第35讲 生态系统的功能——能量流动 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 知识建联·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，突破命题考向 知识解构+即时演练+高分破译 考点一 能量流动的过程与特点 知识点1 能量流动的概念、起点与渠道 知识点2 能量流经某一营养级的分析 知识点3 能量流动的特点与生态金字塔 考点二 研究能量流动的意义 知识点1 研究能量流动的实践意义 知识点2​能量多级利用与生态农业 知识点3 能量流动与生态工程 知识点4 能量流动与物质循环、信息传递的关系 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 题组一 情景设定：红松人工林的能量流动 知识溯源：能量流动的过程与去路 题组二 情景设定：动物种群的能量收支 知识溯源：同化量与能量流动 题组三 情景设定：沙漠样地的演替与能量流动 知识溯源：能量传递效率的计算 题组四 情景设定：水库生态系统的能量流动 知识溯源：能量流动分析与生态工程 题组五 情景设定：喀斯特洞穴生态系统 知识溯源：能量流动与信息传递、进化 05 情境探究·素养拓展 深挖能量流动本质，锤炼综合探究能力 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 考查概述 生态系统的能量流动是高中生物“生物与环境”模块的核心内容，与生态系统的结构、物质循环和信息传递密切相关。内容涵盖能量流动的概念、过程、特点、传递效率计算、生态金字塔及研究能量流动的实践意义。该专题常与光合作用、呼吸作用、种群和群落等知识融合考查，是理解生态系统功能的关键。 考查形式 题型灵活多样。选择题主要考查能量流动的特点辨析、能量传递效率的计算、生态金字塔的类型判断等；非选择题常以生态系统能量流动模型图、食物网能量分配表、农业生产实践情境为载体，考查学生获取和加工信息、定量分析与推理的能力。 课标要求 明确目标 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. 举例说明如何利用能量流动规律，使人们能够更加科学、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。 高考前沿 1.能量流动的概念与过程 2026·贵州卷，19；2025·湖北卷，21；2025·江苏卷，17； 2.能量流动的特点及研究能量流动的意义 2026·甘肃卷，19；2025·广西卷，10；2024·天津卷，13； 3.能量流动的相关计算 2025·黑吉辽蒙卷，5；2024·黑龙江卷，16 4.生态金字塔的种类及特点 2025·甘肃卷，14；2024·山东卷，12 知识建联·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，突破命题考向 自主研学·梳理教材 1. 能量流动的概念是什么？其起点、渠道分别是什么？ 2. 摄入量、同化量、粪便量之间存在什么关系？粪便中的能量属于哪个营养级？ 3. 某一营养级同化的能量有哪些去向？分别以什么形式散失？ 4. 能量流动具有什么特点？形成这些特点的原因是什么？ 5. 相邻两个营养级之间的能量传递效率一般在什么范围？如何计算？ 6. 能量金字塔、数量金字塔和生物量金字塔有何区别？为什么能量金字塔一般不会倒置？ 7. 研究能量流动的实践意义有哪些？ 8. 生态农业（如桑基鱼塘）是如何实现能量多级利用的？与提高能量传递效率有何不同？ 考点一 能量流动的过程与特点 知●识●解●构 知识点1 能量流动的概念、起点与渠道 1.概念：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。 2.起点与总能量：起点是生产者固定的太阳能；流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量（人工生态系统还包括人工输入的能量）。 3.渠道与传递形式：渠道是食物链和食物网；能量沿食物链以有机物中的化学能形式单向传递。 4.能量输入：生态系统的能量通过生产者的光合作用固定，将太阳能转化为有机物中储存的化学能；少数情况下可由化能合成作用完成，固定的能量来源于无机物氧化分解释放的化学能。 5.能量转化与散失：有机物中的化学能被各营养级生物经呼吸作用（以及分解者的分解作用）转化，最终以热能的形式散失。 6.能量流动的方向：能量只能沿食物链单向流动。 【易错点】 1.流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量，而不是照射到该生态系统的太阳能总量。 2.人工生态系统（如鱼塘、农田）中，流经生态系统的总能量还包括人工输入的能量（如饵料中的化学能）。 知识点2 能量流经某一营养级的分析 1.摄入量与同化量：摄入量＝同化量＋粪便量；粪便中的能量不属于本营养级同化的能量，而属于上一营养级的能量。 2.同化量的去向：（1）通过呼吸作用以热能的形式散失； （2）用于自身生长、发育和繁殖。 ①流向下一营养级（最高营养级无此去向）； ②流向分解者（遗体残骸等）； ③未被利用（未被自身呼吸作用消耗，也未被下一营养级和分解者利用）。 所以：同化量＝呼吸作用散失的能量＋用于生长、发育和繁殖的能量＝呼吸散失＋流向下一营养级＋流向分解者＋未被利用。 而在足够长的时间内，流入某一营养级的能量最终去向＝在呼吸作用中以热能形式散失＋被下一营养级同化（最高营养级除外）＋被分解者利用。 【易错点】 “用于生长、发育和繁殖的能量”≠同化量，同化量＝呼吸散失＋用于生长、发育和繁殖的能量；计算传递效率时用同化量，不能用摄入量。 知识点3 能量流动的特点与生态金字塔 1.单向流动：能量只能沿食物链由低营养级流向高营养级。不可逆转，也不能循环利用。 原因：生物之间的捕食关系不可逆转；各营养级呼吸作用散失的热能不能被重新利用。 2.逐级递减：相邻两个营养级间的能量传递效率一般为10%～20%。生态系统中的能量流动一般不超过5个营养级。 原因：（1）各营养级通过呼吸作用以热能形式散失一部分能量； （2）各营养级同化的能量总有一部分流向分解者或未被利用。 3.能量传递效率的计算 能量传递效率 = （下一营养级同化量 ÷ 上一营养级同化量）× 100% 注意：传递效率计算用“同化量”，不能用“摄入量”。 4.能量流动的特点决定了能量金字塔一般不会倒置；生态金字塔包括能量金字塔、数量金字塔和生物量金字塔，其每一层代表一个营养级，不包括分解者。 5.生态金字塔的类型及特点：能量金字塔以各营养级同化的能量为指标，一般不会倒置；数量金字塔以个体数量为指标，生物量金字塔以各营养级的生物量为指标，二者在特殊情况下可能出现倒置。 【易错点】 1.能量传递效率是营养级之间的同化量之比，不是个体之间或种群之间的能量之比。 即●时●演●练 回归教材·易错辨析 判断以下表述是否正确： 1. 流经生态系统的总能量是照射到该生态系统内的太阳能总量。（ ✘ ）——流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量。 2. 消费者粪便中的能量属于该消费者同化的能量。（ ✘ ）——粪便中的能量属于上一营养级同化的能量。 3. 能量流动是单向的、逐级递减的，不能循环利用。（ ✔ ） 4. 能量金字塔可以出现倒置。（ ✘ ）——能量流动逐级递减，能量金字塔不会倒置。 5. 生物量金字塔和数量金字塔在特殊情况下均可能出现倒置。（ ✔ ） 6. 相邻两个营养级之间的能量传递效率为10%～20%。（ ✔ ） 7. 生态金字塔中包含分解者这一成分。（ ✘ ）——生态金字塔的每一层代表一个营养级，不包括分解者。 8. 同化量等于摄入量与粪便量之差，也等于呼吸消耗量与用于生长、发育和繁殖的能量之和。（ ✔ ） 考●向●破●译 考向1 能量流动的过程与去路 1.（2024·山东·高考真题）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6g/m2和30g/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 【答案】D 【详解】A、能量流动的特点是单向流动、逐级递减，能量不能由第二营养级流向第一营养级，A正确； B.依据生物富集，金属浓度沿食物链不断升高，故可辅助判断不同物种所处营养级的高低，B正确； C.第一营养级植物的残枝败叶中的有机物流入分解者、消费者的遗体残骸中的有机物流入分解者，流入生态系统的总能量来自生产者固定的太阳能总量，消费者通过捕食生产者获取能量，故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，C正确； D.该生态系统是稳定的生态系统，第一营养级固定的能量大于第二营养级同化的能量，D错误。 故选D。 2.（2024·江西·高考真题）假设某个稳定生态系统只存在一条食物链。研究人员调查了一段时间内这条食物链上其中4种生物的相关指标（如表，表中“—”表示该处数据省略）。根据表中数据，判断这4种生物在食物链中的排序，正确的是（    ） 物种 流经生物的能量（kJ） 生物体内镉浓度 (μg/g) 生物承受的捕食压力指数 （一般情况下，数值越大，生物被捕食的压力越大） ① — 0.03 15.64 ② — 0.08 — ③ 1.60×106 — 1.05 ④ 2.13×108 — — A．④③①② B．④②①③ C．①③②④ D．④①③② 【答案】D 【详解】根据流经生物的能量判断④的营养级低，③的营养级高；根据生物体内镉浓度判断①的营养级低，②的营养级高；根据生物承受的捕食压力指数，数值越大，生物被捕食的压力越大，则营养级越低，①的营养级小于③。综合判断4种生物在食物链中的排序④①③②符合题意，ABC错误，D正确。 故选D。 3.（24-25高三上·北京·期中）下图为某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图，M、N表示营养级。以下分析正确的是（    ） A．“生产者→M→N”表示一条食物链 B．遗体残骸中的能量全部流向分解者 C．由M到N的能量传递效率约是6.3% D．流经该生态系统的总能量为9834kJ/（m2⋅a） 【答案】C 【详解】A、由于图中生产者和M、N表示不同的营养级，每个营养级中包含不同的生物，因此“生产者→M→N”不是表示一条食物链，而可能是多条食物链，A错误； B.识图分析可知，遗体残骸中的能量有一部分流向M营养级，B错误； C.由M到N的能量传递效率为386÷（ 3281+2826）×100%≈6.3%，C正确； D.流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量，由图可知，生产者固定的太阳能总量为6553+3281+6561=16395 kJ/（㎡•a），D错误。 故选C。 4.（2025高三上·吉林长春·专题练习）下图甲表示食物链上能量流动的部分情况，图乙表示兔的能量来源与去向。下列有关叙述正确的是（    ） 注：图甲中的草指某一种草，假定该生态系统只有图示这一简单的食物链 A．图甲中草到兔的能量传递效率为（能量②/能量①）×100% B．能量W1=A1+B1+C1+D1 C．兔呼吸作用释放的能量均以热能散失 D．由兔流向分解者的能量包括兔的遗体和粪便 【答案】B 【详解】A、图甲中箭头①指的是摄入量不能作为同化量用于传递效率的计算，A错误； B.图乙中能量W1为兔的同化量，等于A1+B1+C1+D1（其中B1为未被利用的能量），B正确； C.兔如以葡萄糖为底物进行有氧呼吸，呼吸作用释放的能量一部分储存在ATP中，一部分以热能散失，并非全部以热能散失，C错误； D.兔排出来的粪便不属于兔自身的能量，而属于上一营养级的能量，D错误。 故选B。 考向2 能量流动的特点与生态金字塔 5.（2025·甘肃·高考真题）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 【答案】C 【详解】A、能量传递效率一般是固定的，为10%—20%，不能提高，而且营养级的数量主要取决于生态系统中的能量总量等因素，而不是传递效率，A错误； B.呼吸作用与能量传递效率有关，同化量中用于生长发育和繁殖的能量会随食物链传递给下一个营养级，当呼吸作用消耗的能量多时，传递给下一个营养级的能量就少，进而使得能量传递效率降低，B错误； C.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； D.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，比如合理确定草场的载畜量、对农作物进行合理密植等，D错误。 故选C。 6.（2025·江苏·一模）如图是自然状态下由捕食关系建立的生态金字塔常态模型，下列相关叙述错误的是（ ） A．若模型为能量金字塔，则a代表能量在流动过程中逐级递减 B．若模型为数量金字塔，则a代表生物个体数目随营养级的升高而逐级减少 C．若模型为生物量金字塔，则a代表生物量随营养级的升高而逐级减少 D．不同的生态金字塔在特殊情况下均会出现倒置现象 【答案】D 【详解】A、能量流动具有逐级递减的特点，若模型为能量金字塔，则a代表能量在流动过程中逐级递减，A正确； B.该金字塔为正金字塔，若模型为数量金字塔，则a代表生物个体数目随营养级的升高而逐级减少，B正确； C.该金字塔为正金字塔，若模型为生物量金字塔，则a代表生物量随营养级的升高而逐级减少，C正确； D.能量流动具有逐级递减的特点，能量金字塔不会出现倒置现象，D错误。 故选D。 7.（23-24高三上·河南周口·阶段检测）图示为某淡水湖泊的能量金字塔，下列叙述正确的是（    ） A．图中的所有生物以及无机环境构成一个生态系统 B．能量以CO₂ 和有机物的形式在各营养级之间传递 C．图中丙 →丁的能量传递率为8.77% D．若该生态系统为人工鱼塘，则输入该生态系统的总能量大于25000 kJ/（m² ·a） 【答案】D 【详解】A、图中缺少分解者，不能构成一个生态系统，A错误； B.能量以有机物的形式在各营养级之间传递，B错误； C.图中第三营养级（包括丙和丁）到第四营养级（丁）的能量传递率为8.77%，丙→丁的能量传递率无法计算，C错误； D.若该生态系统为人工鱼塘，则输入该生态系统的能量还包括人工饲喂部分，因此总能量大于25000kJ/（m2·a），D正确。 故选D。 考向3 能量传递效率与生态金字塔的分析 8.（2026·安徽淮南·二模）科研人员在长白山原始针阔混交林设置固定样地，选择性砍伐少量树木，以促进其他树木的生长。与未砍伐的原始林相比，选择性砍伐5年后，红松等优势树种通过根系分泌化感物质抑制了林下灌木的生长；选择性砍伐样地的乔木地上生物量降低15%，但地下细根的生物量增加25%，土壤有机碳含量提高8%。下列分析正确的是（　　） A．化感物质抑制林下灌木生长，说明化学信息可以调节生物的种间关系 B．红松将更多光合产物分配至细根，导致能量传递效率提高 C．土壤有机碳含量提高8%，说明该生态系统的碳循环速率加快 D．轻度砍伐会简化森林群落的垂直结构，从而提高生态系统的抵抗力稳定性 【答案】A 【详解】A、红松等优势树种通过根系分泌化感物质抑制林下灌木生长。化感物质属于生物释放的化学信息，说明化学信息可以调节生物的种间关系，A正确； B.地下细根生物量增加25%说明植物可能将更多有机物分配到地下部分，以增强资源吸收能力。这里涉及的是同一个营养级内部的物质分配，并不是生态系统中不同营养级之间的能量传递，B错误； C.土壤有机碳含量提高，说明更多有机碳积累在土壤中，不能说明该生态系统的碳循环速率加快，相反，这一现象也可能意味着土壤中有机碳分解、释放减弱，即碳循环速率可能减慢，C错误； D.轻度砍伐可能通过增加林下光照、减弱优势种竞争等作用，提高群落物种丰富度，因而提高生态系统的抵抗力稳定性，而不是简化森林群落的垂直结构，D错误。 9.（23-24高三上·广东·阶段检测）海水立体养殖中， 表层养殖海带等大型藻类， 海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎， 底层养殖以底栖微藻、生物遗体残骸等为食的海参。某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图如下（不考虑未利用）， 其中A、B表示营养级[图中数值单位为J/（m2. a）] ， 下列叙述错误的是（    ）    A．图中A和B粪便中的能量被分解者利用时， 大部分以热能形式散失 B．图中A用于生长、发育和繁殖的能量为500J/（m2. a） C．图中由A到 B的能量传递效率约为8. 3% D．该海水立体养殖模式增大流入该生态系统的总能量， 提高了能量的利用率 【答案】B 【详解】A、图中A和B粪便中的能量被分解者利用，主要是借助分解者的呼吸作用分解粪便中的有机物，该过程中能量绝大多数以热能形式散失，A正确； B.根据同化量=呼吸散失的能量+用于生长、发育和繁殖的能量可计算出，A用于生长、发育和繁殖的能量=3500+2500-4000=2000J/(m2·a)，B错误； C.由A到B的能量传递效率=B同化量/A同化量×100%，A同化量=3500+2500=6000J/(m2·a)，B的同化量=A同化量-呼吸作用-流向分解者=3500+2500-4000-1500=500J/(m2·a)，所以由A到B的能量传递效率约为[500J/(m2·a)/6000J/(m2·a)]×100%=8.3%，C正确； D.该海水立体养殖模式表层养殖海带等大型藻类，海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎，底层养殖以底栖微藻、生物遗体残骸等为食的海参，在时间、空间上进行合理配置，增大流入该生态系统的总能量，提高了能量利用效率，D正确。 故选B。 高●分●破●译 1.能量流动特点记忆口诀 能量单向不回头，逐级递减像漏斗；源头在光能，散失成热能；多级利用提效率，合理调整流向优。 2.三种生态金字塔对比 类型 能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔 定量指标 各营养级同化的能量 各营养级生物的实际重量（有机物干重） 各营养级生物的个体数量 形状特点 一般不会倒置 一般呈正金字塔形，特殊情况下可倒置（如海洋中浮游植物与浮游动物） 一般呈正金字塔形，特殊情况下可倒置（如一棵大树上生活着大量昆虫） 特点与原因 能量沿食物链单向流动、逐级递减，故不会倒置 浮游植物个体小、寿命短，被浮游动物大量取食，某时刻其生物量可能低于浮游动物 生产者个体大、数量少，如一棵大树上可生活大量小型昆虫 易错提醒 能量金字塔是三种生态金字塔中唯一不会倒置的；生态金字塔的每一层代表一个营养级，不包括分解者 生物量金字塔以某时刻各营养级现存有机物干重为指标绘制 数量金字塔只反映个体数量关系，不能反映能量大小 考点二 研究能量流动的实践意义 知●识●解●构 知识点1 研究能量流动的实践意义 1.研究能量流动的意义 帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用（多级利用，提高能量利用率）；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。 2.能量利用率与能量传递效率的比较： 比较项目 能量利用率 能量传递效率 含义 人类可利用的能量占流入该生态系统总能量的比例 相邻两个营养级之间，下一营养级同化量占上一营养级同化量的比例 对象 / 范围 整个生态系统，面向人类可利用的部分 食物链（网）中相邻的两个营养级之间 计算公式 （被人类利用的能量 ÷ 流入生态系统的总能量）×100% （下一营养级同化量 ÷ 上一营养级同化量）×100% 数值 / 特点 无固定数值，可高可低 一般为10%～20%，体现单向流动、逐级递减 能否人为提高 可以提高 一般不能人为改变 提高途径 / 措施 科学规划、设计人工生态系统，实现能量的多级利用与物质循环再生；合理密植、间作套种 无法提高其数值；只能合理调整能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分 典型实例 桑基鱼塘、稻田养鱼养鸭、秸秆作饲料 / 培养食用菌 / 生产沼气 某食物链中第二营养级同化量 ÷ 第一营养级同化量 易错点 提高能量利用率 ≠ 提高能量传递效率；多级利用 ≠ 循环利用（能量不能循环） 必须用同化量，不能用摄入量（摄入量＝同化量＋粪便量）；人工输入的能量应扣除；是营养级之比，非个体 / 种群之比 一句话辨析： 能量利用率＝被人类利用的能量 ÷ 流入生态系统的总能量，可通过多级利用提高； 能量传递效率＝下一营养级同化量 ÷ 上一营养级同化量，一般 10%～20%，不能人为提高。 3.能量流动相关计算的方法与技巧： （1）求高营养级获得的最多能量：按20%逐级计算；求最少能量：按10%逐级计算。 （2）已知高营养级能量求低营养级需要量：最多按10%反推（÷10%），最少按20%反推（÷20%）。 【易错点】 1.具有人工输入能量的生态系统：人工输入到某一营养级的能量是该营养级同化量的一部分，但不是从上一营养级流入的能量，计算传递效率时应扣除。 2.多条食物链同时存在时，应分别计算各条途径的能量，再求和；能量损耗最多取最长食物链×10%，损耗最少取最短食物链×20%。 知识点2 能量多级利用与生态农业 1.生态农业：运用生态学原理，在环境与经济协调发展的思想指导下，应用现代科学技术建立起来的多层次、多功能的综合农业生产体系。 2.原理：物质循环再生、能量多级利用、种间关系（生物防治）等。 3.实例：桑基鱼塘（桑叶养蚕、蚕沙养鱼、塘泥肥桑）、稻田养鱼养鸭、藕田套养泥鳅黄鳝等。 4.意义：实现物质的循环利用和能量的多级利用，减少环境污染，提高经济效益和生态效益。 【易错点】 生态农业实现的是能量的多级利用，提高了能量利用率，但不能提高能量的传递效率。 知识点3 能量流动与生态工程 1.生态工程的基本原理：自生、循环、协调、整体。 （1）自生原理：通过生物之间的自我组织、自我优化，实现生态系统的自我维持。 （2）循环原理：促进系统的物质迁移与转化，实现物质循环利用（注意：能量不能循环）。 （3）协调原理：处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡，考虑环境承载力（如合理确定载畜量）。 （4）整体原理：统筹考虑自然—经济—社会复合系统的整体效益。 2.实例：稻田养鱼养鸭体现自生、循环、整体等原理；荒漠区生态修复选择适宜物种体现协调原理。 知识点4 能量流动与物质循环、信息传递的关系 1.能量流动与物质循环：二者同时进行、相互依存。能量流动以物质循环为载体，物质循环以能量流动为动力，能量沿食物链流动的同时，物质也随着在生物群落与无机环境之间循环。 2.能量流动与信息传递：信息传递能调节生物的种间关系，维持生态系统的平衡与稳定；能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的基本功能。 3.能量流动与生态系统稳定性：能量输入大于输出时，生态系统生物量积累；输入小于输出时，生态系统趋于退化；维持生态系统的正常功能需要不断得到来自系统外的能量补充。 4.能量流动与碳循环：碳以CO₂形式在无机环境与生物群落之间循环，以有机物形式沿食物链传递，二者同时进行、密不可分。 即●时●演●练 回归教材·易错辨析 判断以下表述是否正确： 1. 研究能量流动可帮助人们合理调整能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。（ ✔ ） 2. 生态农业能提高能量的传递效率。（ ✘ ）——生态农业实现能量的多级利用，提高的是能量利用率。 3. 稻田养鱼、桑基鱼塘等生态农业模式体现了生态工程的自生、循环、整体等原理。（ ✔ ） 4. 能量在生态系统内可以被循环利用。（ ✘ ）——能量流动是单向的，不能循环利用。 5. 间作套种、蔬菜大棚中的多层育苗可以增大流入生态系统的总能量。（ ✔ ） 6. 根据草场能量流动的特点合理确定载畜量，有利于畜牧业的可持续发展。（ ✔ ） 7. 温室大棚中人工补充光照不能增加流入生态系统的总能量。（ ✘ ）——补充光照可提高光合作用强度，增加生产者固定的太阳能。 8. 生态工程中的“循环”原理的核心是能量的循环利用。（ ✘ ）——循环原理强调的是物质循环再生，能量不能循环利用。 考●向●破●译 考向01 生态农业中的能量利用 1.（2024·江苏·高考真题）为了防治莲藕食根金花虫，研究者在藕田套养以莲藕食根金花虫为食的泥鳅、黄鳝，并开展相关研究，结果见下表。下列相关叙述错误的是（    ） 套养方式 莲藕食根金花虫防治率（%） 藕增产率（%） 单独套养泥鳅 81.3 8.2 单独套养黄鳝 75.7 3.6 混合套养泥鳅和黄鳝 94.2 13.9 A．混合套养更有利于防治莲藕食根金花虫、提高藕增产率 B．3种套养方式都显著提高了食物链相邻营养级的能量传递效率 C．混合套养中泥鳅和黄鳝因生态位重叠而存在竞争关系 D．生物防治优化了生态系统的能量流动方向，提高了经济效益和生态效益 【答案】B 【详解】A、由表可知混合套养泥鳅和黄鳝的防治率明显高于单独套养泥鳅或黄鳝的防治率，同时，混合套养的藕增产率也高于单独套养泥鳅和单独套养黄鳝，因此混合套养更有利于防止莲藕食根金花虫、提高藕增产率，A正确； B.虽然生物防治可以优化能量流动，但表格中的数据并没有直接显示能量传递效率的变化，能量传递效率通常是指能量从一个营养级传递到下一个营养级的效率，而表格中的数据只是防治率和增产率，并不能直接反映能量传递效率的提高，B错误； C.泥鳅和黄鳝都以莲藕食根金花虫为食，可能会在资源获取上产生竞争，因此混合套养中泥鳅和黄鳝因生态位重叠而存在竞争关系，C正确； D.生物防治通过利用天敌来控制害虫，优化了生态系统的能量流动方向，这有助于提高经济效益和生态效益，D正确。 故选B。 2.（2024·贵州遵义·三模）某综合种养基地部分能量流动如图所示，其中X表示能量流动的去向之一，Y为能量数值，单位J·cm-2·a-1。下列说法正确的是（　　） A．生产者用于自身生长发育繁殖的能量是164.0J·cm-2·a-1 B．植食性动物流向X的能量包含其遗体残骸和排泄物中的能量 C．第二营养级到第三营养级之间能量的传递效率是15% D．肉食性动物传给下一营养级的能量Y为0.7J·cm-2·a-1 【答案】D 【详解】A、生产者用于自身生长发育繁殖的能量有一部分会流向下营养级，有一部分会流向分解者，还有一部分未被利用。据图可知，X表示流向分解者的能量，因此，生产者用于自身生长发育繁殖的能量为：95.0+20.0+5.0=120.0J·cm-2·a-1，A错误； B.植食性动物的排泄物中的能量属于植物的能量，B错误； C.据图可知，第二营养级的同化量为生产者传递的能量与人工投放的有机物中的能量之和：5.0+20.0=25.0J·cm-2·a-1；第二营养级传递给第三营养级的能量为3.0J·cm-2·a-1，因此，第二营养级到第三营养级之间能量的传递效率是：，C错误； D.据图可知，肉食性动物传给下一营养级的能量为：11.0+3.0-6.5-0.5-6.3=0.7J·cm-2·a-1，D正确。 故选D。 考向02 能量流动的实践意义与生态工程 3.（2026·广东·高考真题）水库兼具水源供给与生态旅游服务功能，但部分水库面临水质退化与富营养化等问题，影响了区域可持续发展。研究人员以某大型水库为对象，系统分析其生态系统结构与能量流动规律（如图），以采取适当管理措施实现生态与经济协同增效。 注：数值表示不同营养级间的能量流动（单位：）或转化效率（某一营养级产出的能量占流入该营养级能量的百分比） 回答下列问题： （1）图中显示，多个营养级不同食性的鱼类均有部分能量流出该生态系统，主要用于休闲垂钓和食用等。这体现了生物多样性的_____________价值。 （2）在有限的库区水域内，某种优势鱼类种群数量的增加会导致病原体传播加速，进而抑制种群数量的进一步增长。这种影响因素属于______________________。 （3）水库生态系统存在“清水态”和“浊水态”两种状态。若当前水库处于水华严重的浊水态，仅通过减少氮磷输入无法使其自动恢复为清水态。据图，从生态系统能量流动的角度推测其主要原因是_______（答两点）。 （4）针对（3）中所述原因，可采取的生态调控措施包括______________________________________________，这些措施体现了生态工程遵循的基本原理有____________________________________（答两点）。 【答案】(1）直接 (2）密度制约因素 （3）浊水态下藻类大量增殖，固定了该生态系统绝大多数能量；植食性鱼类因休闲垂钓能量输出过多，生物量较低，对藻类的摄食不足，无法控制藻类数量；大量藻类死亡后形成有机碎屑，藻类固定的能量大量流入有机碎屑库，有机碎屑分解释放的氮磷可被藻类重新利用，维持了藻类的优势地位 （4）人工除藻，或种植富集N、P的水生植物（自生、协调原理）；适当投放滤食藻类的植食性鱼类，限制对植食性鱼类的捕捞，适度捕捞肉食性鱼类以降低对植食性鱼类的捕食压力（协调原理） 自生、协调原理 【详解】（1）图中显示，多个营养级不同食性的鱼类均有部分能量流出该生态系统，主要用于休闲垂钓和食用等。食用、休闲垂钓属于人类对生物资源的直接利用，体现生物多样性的直接价值”。 （2）在有限的库区水域内，某种优势鱼类种群数量的增加会导致病原体传播加速，进而抑制种群数量的进一步增长。这种影响因素属于密度制约因素，因为该因素对种群数量的影响与种群密度有关。 （3）水库生态系统存在“清水态”和“浊水态”两种状态。若当前水库处于水华严重的浊水态，仅通过减少氮磷输入无法使其自动恢复为清水态。这是因为，浊水态下藻类大量增殖，固定了该生态系统绝大多数能量；植食性鱼类因休闲垂钓能量输出过多，生物量较低，对藻类的摄食不足，无法控制藻类数量；大量藻类死亡后形成有机碎屑，藻类固定的能量大量流入有机碎屑库，无法被植食性鱼类利用，经过分解者的分解作用会增加水体中N、P的含量，进而维持了藻类的优势地位，因此，仅减少外源氮磷输入无法恢复。 （4）针对（3）中所述原因，可采取的恢复措施有：人工除藻，或种植富集N、P的水生植物（自生、协调原理）；适当投放滤食藻类的植食性鱼类，限制对植食性鱼类的捕捞，适度捕捞肉食性鱼类以降低对植食性鱼类的捕食压力，该设计中遵循生态工程的自生和协调原理。 高●分●破●译 1.能量流动计算“三注意” （1）注意同化量与摄入量：摄入量＝同化量＋粪便量，粪便中的能量属于上一营养级同化的能量。 （2）注意人工输入的能量：人工输入的能量是该营养级同化量的一部分，但不是从上一营养级流入的能量，计算传递效率时应扣除。 （3）注意“最多、最少”：已知低营养级能量求高营养级获得量，最多按20%、最少按10%逐级计算；反推时相反。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 题组一 情景设定：红松人工林的能量流动 知识溯源：能量流动的过程与去路 1.（2024·黑龙江·高考真题）（多选）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的产生过程是物质循环的必要环节 【答案】CD 【详解】A、E是生产者固定的太阳能，A错误； B.E2属于呼吸作用散失的热能，B错误； C.E3占净初级生产量的18×1010÷（50×1010）×100％＝36％，C正确； D.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正确。 故选CD。 题组二 情景设定：动物种群的能量收支 知识溯源：同化量与能量流动 2.（2025·山东·高考真题）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+④ 【答案】A 【详解】据题意可知，种群所有存活个体的有机物中的总能量②为最终存活个体能量包括初始存活个体的最终能量和新出生并存活个体的能量，某时刻某动物种群所有个体的有机物中的总能量①初始总能量包括期初所有个体的总能量。 ④这段时间内死亡个体在死亡时的有机物能量包括初始个体死亡和新出生但死亡个体的能量。 ③是代谢过程中呼吸散失的能量，用于维持生命活动，不直接用于生长、发育和繁殖，因此不包括在净生产量中。 在无迁入迁出、无个体被捕食的条件下，种群用于生长、发育和繁殖的总能量（即净生产量）可通过生物量的净变化和死亡个体的损失能量来表示，即 ②-① 反映了种群生物量的净生产量，表示存活种群的能量变化，④死亡个体的有机物中的总能量代表死亡个体的损失能量，故用于该种群生长、发育和繁殖的总能量的表达式为②-①+④，A正确，BCD错误。 故选A。 题组三 情景设定：沙漠样地的演替与能量流动 知识溯源：能量传递效率的计算 3.（2026·山东·高考真题）图甲为某无人为干预的沙漠样地部分物种生物量的变化。图乙为该地a~c时段各营养级能量流动情况。a时前，该样地只存在物种A1，物种A2和B2在b时迁入。 注：图中数字为能量数值，单位是J/（m2.a）；表示呼吸量，↓表示未利用量；A（2）表示A营养级有A1、A2两个物种，以此类推 （1）A1具有固沙保水的作用，这体现的生物多样性的价值是_______。该样地发生的群落演替属于初生演替，据图甲分析，判断依据是____________________________________________________________。 （2）A1的根系不断发育且与其互利共生微生物的菌丝体相互缠绕，胶结沙粒形成沙套，沙套内的含水量和固氮菌数量明显高于沙套外，固沙作用显著，增加了该样地的物种种类。据此分析，影响该群落演替的因素除外界环境变化外，还有_________________和___________________________。 （3）a~c时段，B1的呼吸量为60J/（m2.a），未利用量为20J/（m2.a），B2在b~c时段用于生长、发育和繁殖的能量最大不超过_______ J/（m2.a）。营养级A到B的能量传递效率为2%，A2的未利用量为90J/（m2.a），A1的未利用量为_______ J/（m2.a）。 （4）该生态系统的第一营养级中，未利用量占比较高，可能的原因是_______（填标号）。 A．分解者分解有机物的速率慢 B．消费者数量少，对物质循环的促进作用弱 C．气温高，植物的呼吸作用强，代谢旺盛 【答案】(1）间接价值 该样地最初的生物量是0，即该样地的群落演替是在一个从来没有被植物覆盖的地面或原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的，属于初生演替 （2）生物的迁入 群落内部种群相互关系的发展变化 (3)90 5610 (4)AB 【详解】（1）A1固沙保水属于生态功能，体现生物多样性的间接价值；据图甲分析，判断依据是a时前该样地只存在物种A1，则该样地最初的生物量是0，即该样地的群落演替是在一个从来没有被植物 覆盖的地面或原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的，属于初生演替。 （2）A1的根系不断发育且与其互利共生微生物的菌丝体相互缠绕，胶结沙粒形成沙套；沙套内的含水量和固氮菌数量明显高于沙套外，固沙作用显著，增加了该样地的物种种类。据此分析，影响该群落演替的因素除外界环境变化外，还有群落内部种群相互关系的发展变化和生物的迁入。 （3）C的同化量=30+5+5=40J/（m2.a），B的同化量=110+30+40+40=220J/（m2.a），B的呼吸量为110J/（m2.a），B营养级用于生长、发育和繁殖的能量=220-110=110J/（m2.a），B（2）表示B营养级有B1、B2两个物种，B1的未利用量为20J/（m2.a），故B2在b~c时段用于生长、发育和繁殖的能量最大不超过110-20＝90J/（m2.a）。营养级A到B的能量传递效率为2%，B的同化量为220J/（m2.a），因此A的总同化量为：220÷2% = 11000J/（m2.a）。A的能量守恒：同化量=呼吸量+流向分解者+ 流向下一营养级+ 未利用量，代入数据：11000= 4900（呼吸） + 180（分解者） + 220（流向下一营养级） + (A1未利用 + 90) ，解得：A1未利用 =11000 - 4900- 180 - 220- 90 =5610J/（m2.a）。 （4）A、分解者分解有机物的速率慢，有机物未被充分分解，未利用量占比高，A正确； B.消费者数量少，对生产者的取食少，流向下一营养级的能量少，未利用量占比高，B正确； C.气温高，植物呼吸作用强，呼吸消耗的能量多，未利用量会减少，C错误。 题组四 情景设定：水库生态系统的能量流动 知识溯源：能量流动分析与生态工程 4.（2024·广东·高考真题）某湖泊曾处于重度富营养化状态，水面漂浮着大量浮游藻类。管理部门通过控源、清淤、换水以及引种沉水植物等手段，成功实现了水体生态恢复。引种的3种多年生草本沉水植物（①金鱼藻、②黑藻、③苦草，答题时植物名称可用对应序号表示）在不同光照强度下光合速率及水质净化能力见图。 回答下列问题： （1）湖水富营养化时，浮游藻类大量繁殖，水体透明度低，湖底光照不足。原有沉水植物因光合作用合成的有机物少于_______的有机物，最终衰退和消亡。 （2）生态恢复后，该湖泊形成了以上述3种草本沉水植物为优势的群落垂直结构，从湖底到水面依次是________，其原因是_______。 （3）为了达到湖水净化的目的，选择引种上述3种草本沉水植物的理由是_________，三者配合能实现综合治理效果。 （4）上述3种草本沉水植物中只有黑藻具有C4光合作用途径（浓缩CO2形成高浓度C4后，再分解成CO2传递给C5）使其在CO2受限的水体中仍可有效地进行光合作用，在水生植物群落中竞争力较强。根据图a设计一个简单的实验方案，验证黑藻的碳浓缩优势，完成下列表格。 实验设计方案 实验材料 对照组：_______      实验组：黑藻 实验条件 控制光照强度为_______μmol·m-2·s-1 营养及环境条件相同且适宜，培养时间相同 控制条件 __________ 测量指标 __________ （5）目前在湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良，此外，大量沉水植物叶片凋落，需及时打捞，增加维护成本。针对这两个实际问题从生态学角度提出合理的解决措施______。 【答案】(1）呼吸作用消耗 (2)③②① 最大光合速率对应光强度依次升高 （3）①（金鱼藻）除藻率高，②（黑藻）除氮率高，③（苦草）除磷高 （4）金鱼藻 500 二氧化碳浓度较低且相同 氧气释放量 （5）合理引入浮水植物，减弱沉水植物的光照强度；合理引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物 【详解】（1）由于湖底光照不足，导致原有沉水植物因光合作用合成的有机物少于细胞呼吸消耗的有机物，生物量在减少，不足以维持生长，最终衰退和消亡。 （2）据图分析，最大光合速率对应光强度依次升高，因此生态恢复后，该湖泊形成了以上述3种草本沉水植物为优势的群落垂直结构，从湖底到水面依次是③②①。 （3）据图b分析，金鱼藻除藻率高，黑藻除氮率高，苦草除磷率高，三者配合能高效地去除氮、磷和藻，能实现综合治理效果。 （4）根据图a，在相同光照强度下，①金鱼藻与②黑藻的光合作用强度高度接近，尤其在光照强度为500时，两者光合作用强度完全相同，有利于控制无关变量一致，而③苦草的光照强度与②黑藻相差较大。根据题干“上述3种草本沉水植物中只有黑藻具有C4光合作用途径”可知①、③均无C4途径，而除了上述3种草本沉水植物外的其他植物是否有C4途径不确定，所以不能从①、③外的其他植物为②选对照组。 验证黑藻的碳浓缩优势，因此控制条件为低二氧化碳浓度。因变量是光合速率的快慢，因此检测指标是单位时间释放氧气的量。 （5）目前的两个实际问题是湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良，大量沉水植物叶片凋落，需及时打捞，增加维护成本，因此可以合理引入浮水植物，减弱沉水植物的光照强度；合理引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物。 题组五 情景设定：喀斯特洞穴生态系统 知识溯源：能量流动与信息传递、进化 5.（2025·贵州·高考真题）喀斯特洞穴是一种相对封闭的特殊生态系统，洞穴内全年温度相对恒定，食物短缺。随着人类活动范围增大，喀斯特洞穴原生境被破坏难以恢复。因此，研究喀斯特洞穴生态系统的结构和功能具有重要意义。回答下列问题： （1）研究喀斯特洞穴生态系统的结构，首先要调查该生态系统的______，分析各物种之间的营养级关系，绘制食物网。研究发现，喀斯特洞穴生态系统有多条食物链，但第一营养级往往来自洞穴外，最可能的原因是______。 （2）喀斯特洞穴内的昆虫能通过发达的触角感知危险并逃避敌害，说明信息传递在生态系统中的作用是______。进一步研究发现，喀斯特洞穴生态系统的能量传递效率相对较高，从能量流动的角度分析，主要原因是______。 （3）喀斯特洞穴是研究动物进化的理想场所。根据喀斯特洞穴的特点分析其在动物进化研究中的优势是______。（答出2点即可） 【答案】(1）组成成分 洞穴内几乎无光照，绿色植物无法正常生长 （2）调节生物的种间关系，维持生态系统的平衡与稳定 洞穴内全年温度相对恒定，各营养级通过呼吸作用散失的能量少，流入下一营养级的能量多 （3）①封闭的环境减少了外来基因的干扰，使种群进化更独立，有利于研究生殖隔离的形成；②稳定的温度条件使自然选择方向相对一致，有利于研究适应性进化的机制；③食物短缺的环境增加了选择压力，有利于研究极端环境下的适应性进化机制 【详解】（1）生态系统的结构包括生态系统成分​（非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者）和营养结构​（食物链和食物网）。研究喀斯特洞穴生态系统的结构，首先要调查该生态系统的组成成分，分析各物种之间的营养级关系，绘制食物网。研究发现，喀斯特洞穴生态系统有多条食物链，但第一营养级往往来自洞穴外，最可能的原因是洞穴内几乎无光照，绿色植物无法正常生长，因此第一营养级（生产者）通常依赖洞穴外输入的有机物质（如洞穴外流入的枯枝落叶、动物尸体等）或洞穴外进入的初级消费者（如蝙蝠粪便、洞穴外昆虫等）。 （2）喀斯特洞穴内的昆虫能通过发达的触角感知危险并逃避敌害，说明信息传递在生态系统中的作用是调节生物的种间关系，维持生态系统的平衡与稳定。进一步研究发现，喀斯特洞穴生态系统的能量传递效率相对较高，从能量流动的角度分析，主要原因是洞穴内全年温度相对恒定，各营养级通过呼吸作用散失的能量少，流入下一营养级的能量多。 （3）喀斯特洞穴是研究动物进化的理想场所。根据喀斯特洞穴的特点分析其在动物进化研究中的优势是①封闭的环境减少了外来基因的干扰，使种群进化更独立，有利于研究生殖隔离的形成；②稳定的温度条件使自然选择方向相对一致，有利于研究适应性进化的机制；③食物短缺的环境增加了选择压力，有利于研究极端环境下的适应性进化机制。 情境探究·素养拓展 ——深挖能量流动本质，锤炼综合探究能力 类型一：能量流动过程与模型分析 情境1：能量流经野兔所在营养级的去向分析 1.（25-26高三上·内蒙古锡林郭勒·开学考试）下图为某草原生态系统的部分能量流动示意图，其中数字代表能量值[104KJ/（m2·a）]。下列叙述正确的是（　　） A．图中包含4个营养级，种间关系包含捕食和竞争 B．一、二营养级间的能量传递效率为17.07% C．C表示B用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量 D．输入该生态系统的总能量均来自太阳能 【答案】C 【详解】A、观察图可知，图中只有生产者、初级消费者（B）、次级消费者（D）共3个营养级，并没有体现竞争关系，A错误； B.能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值，第一营养级同化量为18.86×104KJ/（m2·a），第二营养级同化量为3.22-0.95=2.27×104KJ/（m2·a），则一二营养级间的能量传递效率为2.27×104/（18.86×104）×100%≈12.04%，B错误； C.B同化的能量一部分用于呼吸作用，一部分用于自身生长、发育和繁殖等生命活动，B用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量等于B同化的能量减去呼吸作用消耗的能量，即3.22-0.95-1.86=0.41×104KJ/（m2·a），即B用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量（C）为0.41×104KJ/（m2·a），C正确； D.输入该生态系统的总能量主要是生产者固定的太阳能，但可能也存在其他能量输入，比如人工投放饲料等，D错误。 故选C。 情境2：食物链跨越生境中的能量流动 2.（2025·广东·高考真题）食物链可以跨越不同生境（如图）。下列分析正确的是（ ） A．蜜蜂和油菜之间是互利共生关系 B．鱼在该食物链中属于四级消费者 C．增加鱼的数量可使池塘周边的油菜籽增产 D．将水陆生境联系成一个整体的关键种是鱼 【答案】C 【详解】A、分析题意可知，蜜蜂通过采蜜为油菜传粉，帮助油菜完成繁殖，油菜则为蜜蜂提供食物等条件，两者之间存在原始合作关系（蜜蜂和油菜共同生活在一起时，双方都受益，但分开后，各自也能独立生活），A错误； B.该食物链是油菜→蜜蜂→蜻蜓→鱼，鱼在该食物链中属于第四营养级，三级消费者，B错误； C.一定范围内，增加鱼的数量能够减少蜻蜓数目，蜻蜓数量减少会对蜜蜂的捕食减少，则蜜蜂数量增加，有利于为油菜传粉，帮助油菜完成繁殖，使池塘周边的油菜籽增产，C正确； D.分析题意，食物链可以跨越不同生境，结合图示可知，蜻蜓的幼虫生活在水中，而成虫可生活在陆地，是将水陆生境联系成一个整体的关键种，D错误。 故选C。 类型二：能量流动的实践应用探究 情境3：草原放牧系统的能量流动分析 3.（25-26高三下·河北廊坊·阶段检测）（多选）下表是对短花针茅草原绵羊放牧系统能量流动的部分研究结果。下列叙述错误的是（　　） 平均载畜量 生长季草原植物光能利用率 草原植物供给能 (×104) 摄入能 (×104) 粪便中的能量 (×104) 呼吸代谢能 (×104) 1.3 0.27% 8.86 3.22 0.95 1.86 2.0 0.25% 5.28 2.62 0.92 1.39 3.0 0.17% 3.32 1.86 0.94 0.76 注：平均载畜量单位为只羊·公顷-1·半年-1；能量单位为千焦·只羊-1·天-1 A．呼吸代谢能是未被绵羊利用的能量 B．绵羊粪便中的能量属于生产者固定的太阳能的一部分 C．载畜量为1.3时，绵羊用于生长、发育和繁殖的能量约为2.27×104 D．载畜量为2.0时，短花针茅草原的能量得到更充分地利用 【答案】AC 【详解】A、未被利用的能量是指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，呼吸代谢能是指被绵羊呼吸作用散失的能量，而非未被绵羊利用的能量，A错误； B.绵羊粪便中的能量不属于绵羊的同化量，而属于生产者固定的太阳能的一部分，B正确； C.摄入量－粪便量=同化量，同化量－呼吸作用散失的能量=用于生长、发育和繁殖的能量，因此载畜量为1.3时，绵羊用于生长、发育和繁殖的能量约为（3.22－0.95－1.86）×104=0.41×104，C错误； D.根据表格信息可知，载畜量为2.0时，动物的同化量÷草原植物供给能×100%=（2.62－0.92）÷5.28×100%≈32.2%，而载畜量为3.0时，动物的同化量÷草原植物供给能×100%=（1.86－0.94）÷3.32×100%≈27.7%，载畜量为1.3时，动物的同化量÷草原植物供给能×100%=（3.22－0.95）÷8.86×100%≈25.6%，所以载畜量为2.0时，短花针茅草原的能量得到更充分地利用，D正确。 情境4：城市污水处理人工湿地生态系统 4.（24-25高三下·江苏扬州·开学考试）图1是某人工湿地生态公园处理城市污水的示意图，其中甲、乙、丙代表湿地生态系统的三种成分；图2是该湿地中部分生物之间的能量流动关系，字母表示各能量流向的能量值；图3为该地的河流污水净化系统示意图，污染的河水依次流经厌氧池、氧化塘、植物床等水净化系统。回答下列问题：    （1）据图1分析，该湿地生态系统的主要成分是______（选填“甲”“乙”或“丙”），碳元素从乙→丙的传递形式是______。 （2）图2中X表示______，草鱼用于生长发育和繁殖的能量最准确的表示为______（用图中字母表示）。 （3)根据图3分析，流经该污水净化系统的总能量为______。在厌氧池处理过程中，污水中的有机物经多种微生物的共同作用，被最终转化为甲烷、二氧化碳、硫化氢和氨等，这些微生物大多属于生态系统组成成分中的______。 （4）氧化塘岸边、浅水区与中央深水区中生物分布的差异体现了群落的______（填“垂直”或“水平”）结构，氧化塘后部种植挺水植物，可有效抑制藻类生长，原因是______。 （5）氧化塘和植物床中的某些植物能向水中分泌萜类化合物等，抑制浮游藻类的生长，这一现象体现了生态系统的信息传递能够______。 （6）在污水处理过程中要控制进水口的______，目的是有利于氧化塘中有机物被充分分解及无机盐被充分吸收，使出水口处的水质达到排放要求。溶氧量是水质检测的重要指标。植物床中溶氧量比厌氧池高，原因是______。 【答案】(1）乙 （含碳的）有机物 （2）呼吸作用以热能的形式散失的能量（呼吸消耗） e-f （3）污水中有机物的能量及该系统中生产者固定的太阳能 分解者 （4）水平 挺水植物减少了藻类的光照并与藻类竞争无机盐 （5）调节生物的种间关系，维持生态系统的平衡与稳定 （6）污水流入速度 植物床中分解者消耗氧气少，且有大量生产者产生氧气 【详解】（1）分析题图1可知，大气中的二氧化碳与乙之间是双向的，说明乙是生产者；乙和丙流向甲，说明甲为分解者；乙流向丙，说明丙为消费者。生态系统的主要成分是生产者，即为乙。碳元素在生物群落之间的传递形式以含碳有机物的形式传递。 （2）分析题图2可知，图中的各个营养级都有指向X的箭头，说明X表示呼吸作用以热能的形式散失的能量（呼吸消耗）。生长发育和繁殖的能量等于同化量－呼吸消耗的能量，e表示草鱼的同化量，f表示草鱼呼吸消耗的能量，因此草鱼用于生长发育和繁殖的能量最准确地表示为e-f。 （3）流经该污水净化系统的总能量除了有该系统中生产者固定的太阳能还包括了污水中有机物的能量，这些微生物可以将有机物分解为无机物，属于生态系统组成成分中的分解者。 （4）氧化塘岸边、浅水区与中央深水区中生物分布的差异是池塘水平方向的分布差异，属于群落的水平结构。挺水植物减少了藻类的光照并与藻类竞争无机盐，可有效抑制藻类生长。 （5）氧化塘和植物床中的某些植物能向水中分泌萜类化合物等，抑制浮游藻类的生长，体现了生态系统的信息传递能够调节生物的种间关系，维持生态系统的平衡与稳定。 （6）在污水处理过程中，为了使氧化塘中有机物被充分分解及无机盐被充分吸收，使出水门处的水质达到排放要求，要控制进水口的污水流入速度。植物床中分解者消耗氧气少，且有大量生产者产生氧气，所以植物床中溶氧量比厌氧池高。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $