第35講第一課時生態系統的能量流動高考總復習優化設計GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI2026素養目標考點一能量流動的過程、特點及意義夯實基礎?精研教材1.能量流動的概念(1)概念生態系統中能量的

的過程。

輸入、傳遞、轉化和散失(2)對概念的理解

生產者固定的總能量光合作用和化能合成作用食物鏈和食物網化學能化學能2.能量流動的過程(1)第一營養級能量流動(2)第二營養級能量流動過程分析

b

呼吸消耗的能量(d)用于生長、發育和繁殖的能量(c)分解者利用的能量(f)

下一營養級攝入的能量(i)

未被利用的能量(j)3.能量流動的特點及意義(1)模型圖中的生物類群分別是:①

,②

,③

,⑤

。④表示的生理過程是

。

圖示中的E2/E1表示

間的能量傳遞效率。

生產者初級消費者次級消費者分解者呼吸作用第二、三營養級(2)能量流動的特點及原因①單向流動的原因自然選擇②逐級遞減的原因

呼吸作用分解者

生物在時間、空間上進行合理配置總能量科學規劃、設計人工生態系統最有效合理地調整生態系統中的能量流動關系持續高效地流向對人類最有益的部分4.生態金字塔

教材深挖1.(選擇性必修2

P56正文)生態系統的能量單向流動的原因:

。

2.(選擇性必修2

P57正文)生態系統的能量流動一般不超過5個營養級的原因:在一個生態系統中,

__________________________________________,流經5個營養級后所剩下的能量不足以再維持一個營養級生存的最小需要量。

3.(選擇性必修2

P55思考·討論2)流經某生態系統的能量不能再回到該生態系統,原因是

。

食物鏈中的捕食關系是長期自然選擇的結果,不可逆轉;生物群落無法利用呼吸作用散失的能量營養級越多,在能量流動過程中消耗的能量就越多能量流動是單向的易錯排查1.越冬灰鶴糞便中的能量不屬于其同化量的一部分。(

)2.利用茶樹廢枝栽培靈芝,可提高能量的傳遞效率。(

)3.狼從獵物獲得的能量大于獵物從生產者獲得的能量。(

)4.一只狼捕食了一只兔子,則該狼就獲得了這只兔子能量的10%~20%。(

)5.營養級數量越多,相鄰營養級之間的能量傳遞效率就越低。(

)6.人為操縱生態系統營養結構有利于調整能量流動方向和提高能量傳遞效率。(2022·江蘇卷)(

)7.生態金字塔顯示了各營養級之間的數量關系,其中的每個營養級的生物均屬于同一食物鏈。(

)√××××××思維探究?考教銜接(根據2022·浙江卷、2020·山東卷、2019·全國Ⅱ卷情境設計)某個以玉米為主要農作物的農田生態系統中,有兩條食物鏈:①玉米→野豬→豺;②玉米→玉米蝗→烏鶇→蝮蛇→鷹。(1)從能量流動角度分析,由于能量

的不同導致兩條食物鏈的營養級數量不同;若豺、鷹為該農田生態系統中的最高營養級,與蝮蛇、野豬等生物相比,豺、鷹同化能量的去向不包括

。食物鏈乃至食物網能否形成取決于哪一項?

。(A.可利用太陽能B.初級消費者可同化的能量C.總初級生產量D.凈初級生產量)

傳遞效率流入下一個營養級B(2)在該農田生態系統中,生產者的能量來自

,生產者的能量可以直接流向

(答出2點即可);若昆蟲與鳥類單位體重的同化量相等,昆蟲比鳥類體重的凈增長量要高,其原因是鳥類同化的能量中用于維持

的部分較多。

(3)玉米秸稈自然分解,所含的能量最終流向大氣圈,我們可以改變能量流動

獲得人類需要的物質和能量,如生產沼氣等,客觀上減少溫室氣體的排放,有助于我國提前達成“碳達峰”和“碳中和”的目標。

太陽能初級消費者、分解者體溫途徑考法練透?素養提升考法一

能量流動的過程及特點1.(2024·廣東名校聯考)某草原上甲、乙、丙、丁四種生物之間的食物網(假設只有這一種食物網)如圖所示。研究發現丁中的有機物增加akg時,從乙獲取的能量占其獲得全部能量的3/4。下列相關分析正確的是(

)A.圖中所有生物共同構成了草原群落B.同一時期草合成的有機物至少為50akgC.若丙數量減少,則甲、乙數量均會增加D.甲與乙存在競爭關系,均屬于次級消費者B解析

群落指在相同時間聚集在一定地域中各種生物種群的集合,圖示的食物網只包含生產者和消費者,不包含分解者,不能構成草原群落,A項錯誤;相鄰營養級之間的能量傳遞效率為10%~20%,若要求草合成的最少有機物量,則能量按最大傳遞效率20%來計算,丁中的有機物增加a

kg時,丁從食物鏈草→乙→丁獲得有機物的量為3a/4

kg,從食物鏈草→甲→丙→丁獲得有機物的量為a/4

kg,則同一時期草合成有機物的量至少為3a/4÷20%÷20%+a/4÷20%÷20%÷20%=75a/4+125a/4=50a(kg),B項正確;若丙數量減少,則丁對乙的捕食加劇,乙的數量將會下降,C項錯誤;甲、乙有共同的食物來源,存在競爭關系,但它們均屬于初級消費者,D項錯誤。2.(2024·湘豫名校聯考)假設某棉田生態系統只存在“棉花→棉鈴蟲→食蟲鳥”一條食物鏈,其能量流動關系如圖所示(字母表示能量數值)。下列分析錯誤的是(

)A.食蟲鳥糞便中的能量屬于c中流入分解者的能量B.用于棉鈴蟲生長、發育和繁殖的能量等于b-d-eC.若食蟲鳥增加1kg,則需要消耗棉花的生物量為a/gkgD.棉花、棉鈴蟲和食蟲鳥之間能進行能量流動和物質循環D解析

食蟲鳥屬于第三營養級,其糞便中的能量屬于第二營養級生物同化量流向分解者的一部分,c是第二營養級生物棉鈴蟲的同化量,A項正確;用于棉鈴蟲生長、發育和繁殖的能量=同化量c-呼吸消耗量e=攝入量b-糞便量d-呼吸消耗量e,B項正確;分析題圖信息可知,第一到第二、第二到第三營養級的能量傳遞效率分別是c/a×100%、g/c×100%,若食蟲鳥增加1

kg,則需要消耗棉花的生物量=1÷(g/c×100%)÷(c/a×100%)=a/g

(kg),C項正確;棉花、棉鈴蟲和食蟲鳥之間能進行能量流動,但不能進行物質循環,物質循環發生在非生物環境與生物群落之間,D項錯誤。考法二

生態金字塔3.(2024·天津河西期中)生態金字塔包括能量金字塔、數量金字塔和生物量金字塔。某同學根據某湖泊的能量流動圖解,繪制了如圖所示的能量金字塔。下列敘述錯誤的是(

)A.該生態系統中處于Ⅳ營養級的生物體內重金屬含量最高B.若該金字塔表示生物量金字塔,則不會出現倒置情況C.林中的昆蟲和樹的數量關系可能不符合該金字塔D.圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中不只包含一條食物鏈B解析

在生物富集作用過程中,營養級越高,有毒物質的含量越高,該生態系統中處于Ⅳ營養級的生物體內重金屬含量最高;一般情況下,生物量金字塔是上窄下寬的金字塔形,但是有時候會出現倒置的金字塔形,例如,在海洋生態系統中,由于生產者(浮游植物)的個體小,壽命短,又會不斷地被浮游動物吃掉,所以某一時刻調查到的浮游植物的生物量可能低于浮游動物的生物量;林中的昆蟲和樹的數量關系可能不符合該金字塔,如松樹和松毛蟲的關系,可能呈現倒金字塔形;圖中能量金字塔中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別代表四個營養級,在每個營養級中都包含多種生物,因此圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中不只包含一條食物鏈。考法三

結合能量流動原理的應用,考查社會責任4.下列關于生態系統能量流動的原理在實踐中的應用的敘述,錯誤的是(

)A.除蟲除草可以讓農田生態系統中的能量流向對人類更有益的部分B.多途徑利用農作物可以實現對生態系統中能量的多級利用C.根據草場能量流動的特點,可以合理確定草場的載畜量,從而保持畜產品的持續高產D.“桑基魚塘”的生產方式,在桑、蠶、魚之間形成良性循環,將提高能量傳遞效率D解析

“桑基魚塘”的生產方式,在桑、蠶、魚之間形成良性循環,使物質和能量得到多級利用,提高了整體的能量利用率,但不能提高能量傳遞效率。考點二能量流動相關的模型及計算透析重難?精準突破1.理解常考的兩種能量流動模型(1)第二營養級的能量流動過程模型(2)“拼圖法”分析能量流動過程

2.能量流動的計算(1)能量傳遞效率的計算公式(2)能量來源比例改變的計算在具體計算時務必先弄清分配比例,再確定求解中應“順推(用乘法)”還是“逆推(用除法)”,以如圖食物網為例:①若已知“植物同化量(A)”,并告知其“傳向動物與直接傳向人比例由1∶1調整為1∶2”,求解人最多增重變化量(M),計算時宜“順推(用乘法)”。調整前A×1/2×20%+A×1/2×(20%)2=M1調整后A×2/3×20%+A×1/3×(20%)2=M2②若已知“人同化量(M)”并告知人的食物來源“素食、肉食由1∶1調整為2∶1”,求解最少需要植物變化量(A),計算時應“逆推(用除法)”。調整前M×1/2÷20%+M×1/2÷20%÷20%=A1調整后M×2/3÷20%+M×1/3÷20%÷20%=A2(3)具有人工能量輸入的計算人為輸入到某一營養級的能量是該營養級同化量的一部分,但卻不是從上一營養級流入的能量。如求第二營養級至第三營養級傳遞效率時,應為第三營養級從第二營養級同化的能量(不包括人工輸入到第三營養級的能量)/第二營養級的同化量(包括人工輸入到第二營養級的能量)×100%。考法練透?素養提升考法一

能量流動的模型1.(2025·廣東模擬)如圖表示生態系統中生產者和初級消費者的能量類型和去向(d表示營養級未被利用的能量)。下列相關敘述錯誤的是(

)A.在食物鏈中,各營養級獲得能量的方式不同,但能量的用途相同B.生產者用于生長、發育和繁殖的能量一定包含了b1C.生產者到初級消費者的能量傳遞效率為(b1-糞便量)/(a1+b1+c1+d1)×100%D.生物富集的渠道與能量流動渠道相同A解析

在食物鏈中,各營養級獲得能量的方式及能量的用途不完全相同,A項錯誤;根據圖示可知,b1是初級消費者攝入的能量,生產者用于生長、發育和繁殖的能量是b1+c1+d1,所以生產者用于生長、發育和繁殖的能量一定包含了b1,B項正確;b1為初級消費者攝入量,所以生產者到初級消費者的能量傳遞效率為(b1-糞便量)/(a1+b1+c1+d1)×100%,C項正確;生物富集的渠道與能量流動渠道相同,都是沿著食物鏈和食物網進行的,D項正確。2.(不定項)(2025·八省聯考內蒙古卷)下表是對短花針茅草原綿羊放牧系統能量流動的部分研究結果。下列敘述錯誤的是(

)平均載畜量生長季草原植物光能利用率草原植物供給能(×104)攝入能(×104)糞便中的能量(×104)呼吸代謝能(×104)1.30.27%8.863.220.951.862.00.25%5.282.620.921.393.00.17%3.321.860.940.76注:平均載畜量單位為只羊/(hm2·半年);能量單位為kJ/(只羊·d)。

A.呼吸代謝能是未被綿羊利用的能量B.綿羊糞便中的能量是綿羊流向草原的能量C.載畜量為1.3只羊/(hm2·半年)時,綿羊用于生長、發育和繁殖的能量約為2.27×104kJ/(只羊·d)D.載畜量為2.0只羊/(hm2·半年)時,短花針茅草原的能量得到更充分的利用答案

ABC

解析

未被利用的能量是指未被自身呼吸作用消耗、也未被下一個營養級和分解者利用的能量,呼吸代謝能是指被綿羊通過呼吸作用散失的能量,A項錯誤;綿羊糞便中的能量不屬于綿羊的同化量,而是草流向分解者的能量,B項錯誤;攝入量-糞便量=同化量,同化量-呼吸作用散失的能量=用于生長、發育和繁殖的能量,因此載畜量為1.3只羊/(hm2·半年)時,綿羊用于生長、發育和繁殖的能量約為(3.22-0.95-1.86)×104=0.41×104(kJ·只羊-1·d-1),C項錯誤;由表格信息可知,載畜量為1.3只羊/(hm2·半年)時,動物的同化量÷草原植物供給能×100%=(3.22-0.95)÷8.86×100%≈25.6%,載畜量為2.0只羊/(hm2·半年)時,動物的同化量÷草原植物供給能×100%=(2.62-0.92)÷5.28×100%≈32.2%,而載畜量為3.0只羊/(hm2·半年)時,動物的同化量÷草原植物供給能×100%=(1.86-0.94)÷3.32×100%≈27.7%,所以載畜量為2.0只羊/(hm2·半年)時,短花針茅草原的能量得到更充分的利用,D項正確。考法二

能量流動的相關計算3.(2023·山東卷)某淺水泉微型生態系統中能量情況如表所示,該生態系統中的初級消費者以生產者和來自陸地的植物殘體為食。下列說法正確的是(

)項目生產者固定來自陸地的植物殘體初級消費者攝入初級消費者同化初級消費者呼吸消耗能量/(105

J·m-2·a-1)90428413.53A.流經該生態系統的總能量為90×105J/(m2·a)B.該生態系統的生產者有15%的能量流入下一營養級C.初級消費者用于生長、發育和繁殖的能量為10.5×105J/(m2·a)D.初級消費者糞便中的能量為70.5×105J/(m2·a),該能量由初級消費者流向分解者C解析

流經該生態系統的總能量為生產者固定的太陽能和來自陸地的植物殘體的能量,A項錯誤;初級消費者的同化量來自生產者固定的太陽能和陸地的植物殘體的能量,無法計算來自生產者的能量,B項錯誤;同化量=呼吸消耗的能量+用于生長、發育和繁殖的能量,則初級消費者用于生長、發育和繁殖的能量=13.5×105-3×105=10.5×105[J/(m2·a)],C項正確;糞便量為該營養級未能同化的能量,則初級消費者糞便中的能量為該系統生產者及陸地植物殘體流向分解者的能量,D項錯誤。4.(2024·安徽適應性考試)研究人員對某森林生態系統一年內的能量流動進行了研究,結果如下表[單位:J/(m2·a)]。生物生產者植食性動物肉食性動物分解者流入能量9.8×1081.5×1082.1×107—呼吸作用6.1×1088.1×1071.6×1071.7×108根據表中信息,下列有關該生態系統的敘述正確的是(

)A.肉食性動物處在食物鏈的第三營養級B.相鄰營養級間的能量傳遞效率都相同C.初級消費者攝入的總能量為1.5×108J/(m2·a)D.該生態系統未利用的能量約1.03×108J/(m2·a)D解析

肉食性動物至少處在食物鏈的第三營養級;生產者到植食性動物的能量傳遞效率為(1.5×108)/(9.8×108)×100%≈15.3%,植食性動物到肉食性動物的能量傳遞效率為(2.1×107)/(1.5×108)×100%=14%;初級消費者同化的能量為1.5×108

J/(m2·a),攝入的能量包含同化的能量和糞便中的能量,故初級消費者攝入的能量大于1.5×108

J/(m2·a);該生態系統未利用的能量為生產者同化的能量減去生產者、消費者、分解者呼吸消耗的能量,為9.8×108-6.1×108-8.1×107-1.6×107-1.7×108=1.03×108[J/(m2·a)]。聚焦表達?回扣落實1.(選擇性必修2

P54問題探討)下圖表示甲、乙兩個特定生態系統的能量金字塔。生態系統甲的能量金字塔

生態系統乙的能量金字塔

(1)(原因分析類)依生態學原理看,同樣重量的玉米,生態系統

可養活更多的人,理由是_____________________________________________

。

(2)若土壤中含相同濃度的難降解污染物,則甲、乙兩個生態系統中的人體內污染物濃度哪個較高?

。

甲

生態系統甲中人處于第二營養級,與生態系統乙相比,能量在傳遞過程中損耗少乙(3)(原因分析類)一個吃玉米的人所獲得的能量一定比一個吃雞肉的人獲得的能量多,對嗎?為什么?