生態系統的能量流動第46講課標要求1.分析生態系統中的能量在生物群落中單向流動并逐級遞減的規律。2.舉例說明如何利用能量流動規律，使人們能夠更加科學、有效地利用生態系統中的資源。3.解釋生態金字塔表征了生態系統各營養級之間在個體數量、生物量和能量方面的關系。4.活動：調查或探討一個校園、公園、農田、森林、濕地或池塘生態系統中的能量流動情況。考情分析1.生態系統的能量流動2024·江西卷，9；2023·新課標卷，33；2023·全國甲卷，5；2022·北京卷，19；2022·河北卷，18；2022·湖北卷，20；2022·遼寧卷，19；2022·天津卷，132.能量流動相關的計算2024·黑吉遼卷，16；2023·山東卷，13；2022·山東卷，11；2022·湖南卷，8；2022·湖北卷，201目

錄生態系統的能量流動24能量流動相關的計算真題再現3情境·探究·長句考點一生態系統的能量流動1.能量流動的概念理解食物鏈和食物網熱能2.第一營養級能量流動

熱能生長發育和繁殖分解者①圖中第一營養級生產者固定的太陽能中，一部分能量用于呼吸消耗，余下的用于自身的生長、發育和繁殖，即積累的能量。②未利用的能量是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一個營養級和分解者利用的能量。

小試牛刀3.第二營養級及其后營養級能量流動(1)由上圖分析可知：①攝入量＝同化量＋________。②輸入該營養級的總能量是指圖中的____

(填字母)。③糞便中的能量(c)________

(填“屬于”或“不屬于”)該營養級同化的能量，應為________營養級同化的能量中流向________的部分。④初級消費者同化的能量(b)＝呼吸作用以熱能的形式散失的能量(d)＋__________________________________。⑤用于生長、發育和繁殖的能量(e)＝____________________________＋下一營養級同化的能量(i)＋未被利用的能量(j)。糞便量不屬于上一個用于生長、發育和繁殖的能量(e)分解者利用的能量(f－c)b分解者①攝入量≠同化量：攝入量－糞便中的能量才是同化量，動物的糞便不曾被動物消化吸收而同化，不屬于同化量，如兔吃草時，兔糞便中的能量應為草流向分解者的能量，而不屬于兔的同化量。②糞便中的能量≠尿液中的能量：糞便中的能量不屬于動物同化量，但尿液中尿素所含能量應屬于動物同化量的一部分。

易錯(2)總結：攝入量＝同化量＋________。其中最高營養級無____

(填字母)。糞便量i4.能量流動的特點低高10%～20%

同化量呼吸消耗分解者5.生態金字塔的類型及特點6.研究能量流動人工生態系統能量流動關系對人類最有益(1)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，12D)()提示人為操縱生態系統的營養結構可調整能量流動方向，但不能改變能量傳遞效率。(2)越冬灰鶴糞便中的能量不屬于其同化量的一部分。(2021·遼寧卷，19D)()×√小試牛刀(3)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。(2021·浙江6月選考，7AB)()提示生態金字塔顯示了各營養級之間的數量關系，但其中同一營養級的生物可能屬于不同的食物鏈。(4)菌渣作為農作物的肥料可實現能量的循環利用。(2021·北京卷，11B)()提示能量不能循環利用。××考向1

圍繞生態金字塔1.(2024·九省聯考貴州卷，14)研究人員對某地“草→田鼠→鼬”的能量流動進行研究，得到能量金字塔如圖所示。下列敘述正確的是(

)BA.該能量金字塔以個體數量和生物量為指標來繪制B.該能量金字塔可以顯示各營養級之間的食物關系C.由圖可知，鼬既能從田鼠獲得能量，也能從草獲得能量D.由圖可知，田鼠的攝入量等于同化量、呼吸量和熱量之和解析該能量金字塔以各營養級的能量為指標來繪制，A錯誤；能量流動具有單向流動、逐級遞減的特點，該能量金字塔可以顯示各營養級之間的食物關系，B正確；由“草→田鼠→鼬”可知，鼬只能從田鼠獲得能量，C錯誤；田鼠的攝入量等于同化量加上糞便中的能量，D錯誤。A.該能量金字塔以個體數量和生物量為指標來繪制B.該能量金字塔可以顯示各營養級之間的食物關系C.由圖可知，鼬既能從田鼠獲得能量，也能從草獲得能量D.由圖可知，田鼠的攝入量等于同化量、呼吸量和熱量之和考向2圍繞能量流動的過程2.(2024·山東卷，12)某穩定的生態系統某時刻第一、第二營養級的生物量分別為6g/m2和30g/m2，據此形成上寬下窄的生物量金字塔。該生態系統無有機物的輸入與輸出，下列說法錯誤的是(

) A.能量不能由第二營養級流向第一營養級 B.根據生物體內具有富集效應的金屬濃度可輔助判斷不同物種所處營養級的高低 C.流入分解者的有機物中的能量都直接或間接來自于第一營養級固定的能量 D.第一營養級固定的能量可能小于第二營養級同化的能量D解析能量流動的特點是單向流動、逐級遞減，能量不能由第二營養級流向第一營養級，A正確；依據生物富集導致金屬濃度沿食物鏈不斷升高，故可輔助判斷不同物種所處營養級的高低，B正確；流入生態系統的總能量來自生產者固定的太陽能總量，消費者通過捕食生產者獲取能量，故流入分解者的有機物中的能量都直接或間接來自第一營養級固定的能量，C正確；該生態系統是穩定的生態系統，且沒有有機物的輸入與輸出，第一營養級固定的能量大于第二營養級同化的能量，D錯誤。3.(2025·廣東深圳調研)如圖表示草原生態系統中，植物被植食性動物利用過程中能量流動的部分示意圖。下列說法錯誤的是(

)AA.第一營養級到第二營養級的能量傳遞效率是③/(①＋⑤)×100%B.④中的能量用于植食性動物自身的生長、發育和繁殖，其中一部分被分解者利用C.⑤⑥⑦的能量未流入第二營養級，導致第一營養級到第二營養級的能量流動是遞減的D.若該植食性動物為經濟動物，采取適當的措施提高③/②、④/③的值可提高經濟效益解析能量傳遞效率是某一個營養級的同化量/上一個營養級的同化量×100%，圖中①＋⑤不是第一營養級的同化量，是第一營養級用于自身呼吸作用消耗后剩余的能量，A錯誤。A.第一營養級到第二營養級的能量傳遞效率是③/(①＋⑤)×100%B.④中的能量用于植食性動物自身的生長、發育和繁殖，其中一部分被分解者利用C.⑤⑥⑦的能量未流入第二營養級，導致第一營養級到第二營養級的能量流動是遞減的D.若該植食性動物為經濟動物，采取適當的措施提高③/②、④/③的值可提高經濟效益考點二能量流動相關的計算1.能量傳遞效率的計算公式2.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”分析能量流動過程考向1

圍繞能量流動模型1.(2025·廣東東莞質檢)養殖淡水石斑魚能獲得較高的經濟效益。如圖所示為養殖石斑魚的某湖泊生態系統能量流動的部分圖解和部分能量數據，字母表示能量值(單位：kJ)。下列相關分析正確的是(

)BA.流經該湖泊的總能量是a＋eB.草魚糞便中的能量屬于植物的同化量C.草魚到石斑魚的能量傳遞效率為e/b×100%D.圖中c代表草魚用于生長、發育和繁殖的能量解析流經該湖泊的總能量是a＋石斑魚同化的魚粉中的能量，A錯誤；能量傳遞效率是兩個營養級同化量的比值，而b是草魚攝入量，e是石斑魚的攝入量，C錯誤；圖中c代表草魚同化的能量，D錯誤。A.流經該湖泊的總能量是a＋eB.草魚糞便中的能量屬于植物的同化量C.草魚到石斑魚的能量傳遞效率為e/b×100%D.圖中c代表草魚用于生長、發育和繁殖的能量2.(2025·廣東名校聯考)如圖表示某草原生態系統中能量流動圖解，①～④表示相關過程的能量流動量。下列有關敘述正確的是(

)CA.①是指由草流入兔的能量B.圖中②/①的比代表草到兔的能量傳遞效率C.③是草的同化量中流入分解者中的能量的一部分D.草與兔之間的信息傳遞是單向的，而兔與狐之間是雙向的解析

①是指兔的攝入量，③是指兔子糞便中的能量，沒有被兔同化，屬于草的同化量中流入分解者中的能量的一部分，A錯誤，C正確；圖中②/①代表狐的攝入量與兔的攝入量的比值，B錯誤；生物之間的信息傳遞往往是雙向的，D錯誤。C3.某同學繪制如圖所示的能量流動圖解(其中W1為生產者固定的太陽能)，下列敘述錯誤的是(

)A.生產者固定的總能量可表示為(A1＋B1＋C1＋D1)B.由第一個營養級到第二個營養級的能量傳遞效率為D1/W1×100%C.流入初級消費者的能量為(A2＋B2＋C2)D.圖解表明能量流動的特點是單向流動、逐級遞減解析

生產者固定的總能量可表示為(A1＋B1＋C1＋D1)，A1表示呼吸消耗，B1表示未被利用，C1表示流向分解者，而D1是流入下一個營養級的能量，A正確；A.生產者固定的總能量可表示為(A1＋B1＋C1＋D1)B.由第一個營養級到第二個營養級的能量傳遞效率為D1/W1×100%C.流入初級消費者的能量為(A2＋B2＋C2)D.圖解表明能量流動的特點是單向流動、逐級遞減流入初級消費者的能量為D1＝(A2＋B2＋C2＋D2)，C錯誤；根據圖解中能量流動關系，下一個營養級只獲得了上一個營養級的部分能量，而且呼吸散失的能量(A)是不能被生物再度利用的，因此圖解可以表明能量流動的特點是單向流動、逐級遞減，D正確。A.生產者固定的總能量可表示為(A1＋B1＋C1＋D1)B.由第一個營養級到第二個營養級的能量傳遞效率為D1/W1×100%C.流入初級消費者的能量為(A2＋B2＋C2)D.圖解表明能量流動的特點是單向流動、逐級遞減考向2

圍繞能量流動相關的計算4.(2023·山東卷，13)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(

)C

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[105J/(m2·a)]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解析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，因此可知，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中的能量，即90＋42＝132×105J/(m2·a)，A錯誤；表格中沒有顯示生產者流入初級消費者的能量，因此無法計算有多少能量流入下一營養級，B錯誤；初級消費者的同化量為13.5×105J/(m2·a)，初級消費者呼吸消耗的能量為3×105J/(m2·a)，因此初級消費者用于生長、發育和繁殖的能量＝同化量－呼吸消耗能量＝10.5×105J/(m2·a)，C正確；初級消費者糞便中的能量為84－13.5＝70.5×105J/(m2·a)，初級消費者糞便中的能量不屬于初級消費者流向分解者的能量，D錯誤。5.(2025·廣東三校聯考)為了盡快恢復遭受外來物種入侵破壞后的某生態系統，人們向該生態系統的植食性動物、肉食性動物分別補償輸入了2.3×103kJ、3.7×103kJ的能量。該生態系統中各營養級能量流動如表所示(單位：×103kJ)。食物鏈植物植食性動物肉食性動物同化量579XY呼吸作用散失13337.68.7未被利用32841.39.1分解者分解195.42.9(1)植物用于生長、發育和繁殖的能量為________kJ，表中的X等于________kJ，Y等于________kJ。(2)由植食性動物流入分解者的能量包括_____________________________________________________________。(3)第一營養級到第二營養級的能量傳遞效率約為________，第二營養級到第三營養級的能量傳遞效率約為________。(4)各營養級同化量都存在的去向是________________________、分解者分解及未被利用，最高營養級的生物不存在傳遞給下一營養級的能量。446×103101.3×10320.7×103

植食性動物遺體殘骸和肉食性動物糞便中的能量17.1%16.8%呼吸作用散失解析

(1)植物的同化量一部分在呼吸作用中以熱能的形式散失了，一部分則用于生長、發育和繁殖，因此植物用于生長、發育和繁殖的能量為579×103－133×103＝446×103(kJ)；X是植食性動物同化的能量，應該包括植物傳遞的能量和人為補償的能量兩部分，由第一營養級傳遞的能量：(579－133－328－19)×103＝99×103(kJ)，人工輸入的能量是2.3×103kJ，因此共有101.3×103kJ；Y是肉食性動物同化的能量，Y＝(101.3－37.6－41.3－5.4)×103＋3.7×103＝20.7×103(kJ)。(2)分解者分解糞便(糞便中的能量屬于上一個營養級的能量)和動植物的遺體殘骸，因此由植食性動物流入分解者的能量包括植食性動物遺體殘骸和肉食性動物糞便中的能量。(3)第一營養級到第二營養級的能量傳遞效率等于第二營養級的同化量除以第一營養級的同化量。分析題表中的數據，結合(1)的計算結果可以計算如下：99÷579×100%≈17.1%；第二營養級到第三營養級的能量傳遞效率：17÷101.3×100%≈16.8%。(4)除最高營養級外，各營養級生物同化量都存在的去向為呼吸作用散失、流向分解者、流入下一營養級以及未被利用四個方面，最高營養級生物同化的能量去向只有三個方面，不包括傳遞給下一營養級這一部分。

真題再現1.(2024·江西卷，9)假設某個穩定生態系統只存在一條食物鏈，研究人員調查了一段時間內這條食物鏈上其中4種生物的相關指標(如表，表中“—”表示該處數據省略)。根據表中數據，判斷這4種生物在食物鏈中的排序，正確的是(

)A物種流經生物的能量/kJ生物體內鎘濃度/(μg·g－1)生物承受的捕食壓力指數(一般情況下，數值越大，生物被捕食的壓力越大)①—0.0315.64②—0.08—③1.60×106—1.05④2.13×108——A.④③①② B.④②①③ C.①③②④

D.④①②③解析根據表格數據分析可知，由于食物鏈對重金屬(鎘)有富集作用，營養級越高，重金屬含量越多，所以物種②的營養級大于物種①，B錯誤；能量在食物鏈傳遞過程中是逐級遞減的，營養級越高，能量越低，所以物種③的營養級大于物種④，C錯誤；物種③存在捕食壓力，說明③不是最高營養級，D錯誤；因此這4種生物在食物鏈中正確的排序為④③①②，A正確。2.(2023·新課標卷，33)現發現一種水鳥主要在某湖區的淺水和泥灘中棲息，以湖區的某些植物為其主要的食物來源。回答下列問題。 (1)湖區的植物、水鳥、細菌等生物成分和無機環境構成了一個生態系統。能量流經食物鏈上該種水鳥的示意圖如下，①、②、③表示生物的生命活動過程，其中①是____________；②是____________；③是_________________。水鳥同化呼吸作用分解者的分解作用(2)要研究湖區該種水鳥的生態位，需要研究的方面有_____________________________________________________________________(答出3點即可)。該生態系統中水鳥等各種生物都占據著相對穩定的生態位，其意義是_____________________________________________________________。(3)近年來，一些水鳥離開湖區前往周邊稻田，取食稻田中收割后散落的稻谷，羽毛艷麗的水鳥引來一些游客觀賞。從保護鳥類的角度來看，游客在觀賞水鳥時應注意的事項是_____________________________________(答出1點即可)。棲息地、食物、與其他物種的關系有利于不同生物充分利用環境資源避免干擾水鳥在稻田中的覓食行為解析

(1)結合題圖可知，從能量流動的角度看，①是水鳥的同化量，②是呼吸作用以熱能形式散失的能量，③是遺體殘骸以及動物糞便中被分解者利用的能量，故①②③對應的生命活動分別是水鳥同化、呼吸作用以及分解者的分解作用。(2)一個物種在群落中的地位和作用，包括所處的空間位置，占用資源的情況，以及與其他物種的關系等，稱為這個物種的生態位，水鳥屬于動物，研究其生態位，需要研究的方面有：它的棲息地、食物、天敵以及與其他物種的關系等；群落中每種生物都占據著相對穩定的生態位，這有利于不同生物充分利用環境資源。(3)觀賞水鳥時，游客一定不能逮捕水鳥，也不能大聲喧嘩，影響水鳥的活動，不能隨意投喂，以免水鳥食后不適。因此，游客在觀賞水鳥時應注意避免干擾其正在進行的行為。3.(2024·江蘇卷，21)某保護區地勢較為平坦，植被類型屬于熱帶稀樹灌叢草原，生活著坡鹿、猛禽和蟒蛇等動物。請回答下列問題：(1)坡鹿為珍稀保護動物，主要以草本植物的嫩葉為食。保護區工作人員有時在一定區域內采用火燒法加速牧草的更新繁盛，這種群落演替類型稱為________。科研人員對坡鹿在火燒地和非火燒地的采食與休息行為進行研究，結果如圖1，形成該結果的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。圖1次生演替坡鹿在火燒地采食次數多，是因為火燒地為坡鹿提供草本植物的嫩葉，而在非火燒地休息次數多，是因為灌木和稀少的樹木能提供很好的隱蔽保護(2)保護區的草原上，植物個體常呈不均勻分布，這體現了群落水平結構的主要特征是____________________。為了研究火燒法對植被的影響，科研人員采用樣方法進行調查，群落結構越復雜，樣方面積應越________。(3)為了研究坡鹿糞便對保護區土壤動物類群豐富度的影響，科研人員用吸蟲器采集土壤樣方中的動物后，常選用______________________溶液固定保存。蚯蚓、蜈蚣等一些土壤動物可以作為中藥材，這體現了生物多樣性的_______價值。鑲嵌性分布大體積分數為70%的乙醇直接(4)研究保護區內動物的食物結構，常用的方法有直接觀察法、胃容物分析法、糞便分析法。若調查湖泊下層魚類的食性，在上述方法中優先選用____________________。對于食性龐雜的魚類，可檢測其所在水域中不同營養級生物體內穩定性同位素15N含量，從而判斷該魚類在生態系統中的營養地位，其依據的生態學原理是_______________________________________________________________________________________________。胃容物分析法 15N隨著食物鏈營養級的升高而不斷富集，即生物的營養級越高，體內15N相對含量越高(5)科研人員在野外調查的基礎上繪制了保護區食物網，部分結構如圖2所示。相關敘述錯誤的有__________(填序號)。①該圖沒有顯示的生態系統成分是分解者②動植物之間的營養關系主要包括種間關系和種內關系③有的食蟲鳥在相應食物鏈上為三級消費者、第四營養級④采用標記重捕法可以精確掌握保護區坡鹿的種群密度圖2①②④解析

(1)次生演替是指原來的植物群落由于火災、洪水、崖崩、風災、人類活動等原因大部分消失后所發生的演替。保護區工作人員有時在一定區域內采用火燒法加速牧草的更新繁盛，這種群落演替類型是次生演替。分析圖1，坡鹿在火燒地的采食行為比非火燒地更頻繁，而休息行為比非火燒地更少，形成該結果的原因是火燒地的植物更嫩，草本植物的生長更加繁盛，因此坡鹿在火燒地的采食活動更頻繁，而非火燒地提供遮蔽，坡鹿休息次數較多。(2)群落的水平結構是由于地形的變化、土壤濕度和鹽堿度的差異、光照強度的不同、生物自身生長特點的不同等，常呈鑲嵌性分布。保護區的草原上，植物個體常呈不均勻分布，這體現了群落水平結構的主要特征是鑲嵌性分布。群落結構越復雜，樣方面積需要越大以獲得有代表性的樣本數據。(3)用吸蟲器采集土壤樣方中的動物后，采集的小動物可以放入體積分數為70%的乙醇溶液中，以固定殺死小動物并保存。生物多樣性的直接價值是指對人類的社會生活有直接影響和作用的價值。例如，藥用價值、觀賞價值、食用價值和生產使用價值等。蚯蚓、蜈蚣等一些土壤動物可以作為中藥材，體現了生物多樣性的直接價值。(4)湖泊下層魚類的胃內容物分析可以直接反映其食性，所以調查湖泊下層魚類的食性，優先選用胃容物分析法。生物富集是指某些在自然界不能降解或難降解的化學物質，在環境中通過食物鏈的延長和營養級的增加在生物體內逐級富集，濃度越來越大。所以對于食性龐雜的魚類，可檢測其所在水域中不同營養級生物體內穩定性同位素15N含量，從而判斷該魚類在生態系統中的營養地位，其依據的生態學原理是15N含量隨營養級升高而增加（生物富集）。(5)生態系統的組成部分為非生物的物質和能量、生產者、消費者、分解者。該圖沒有顯示的生態系統成分是非生物的物質和能量和分解者，①錯誤；動植物之間的營養關系主要包括捕食、寄生和原始合作等，②錯誤；有的食蟲鳥在相應食物鏈上為三級消費者、第四營養級，③正確；標志重捕法是估算種群密度的方法，所以調查得到的種群密度一般不是最精確的現實反映，所以采用標記重捕法并不能精確掌握保護區坡鹿的種群密度，④錯誤。故選①②④。情境·探究·長句科研人員對北方某人工林區生物群落的季節動態進行調查研究，并對該林區一個由甲、乙、丙3個物種組成的食物鏈進行能量流動分析，結果如表所示。表中GP表示生物體同化量，NP表示生物體用于自身生長、發育和繁殖的能量，R表示呼吸消耗的能量(單位：kJ·m－2·a－1)。物種未利用GPNPR人工輸入甲1×1011a2×1011b0乙2×1057.36×1082.5×1077.11×1081.7×107丙

c3.3×1062.47×1074.8×106(1)該人工林區生物群落的季節性體現在群落的____________發生了規律性變化，其影響因素主要有____________________(答出兩點即可)等。(2)據表分析，由甲、乙和丙構成