2025高考生物知識點(diǎn)第九單元 第52課時 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動

第52課時生態(tài)系統(tǒng)的能量流動

1.分析生態(tài)系統(tǒng)中的能量在生物群落中單向流動并逐級遞減的規(guī)律。2.舉例說明如何

課標(biāo)利用能量流動規(guī)律，使人們能夠更加科學(xué)、有效地利用生態(tài)系統(tǒng)中的資源。3.解釋生

要求態(tài)金字塔表征了食物網(wǎng)各營養(yǎng)級之間在個體數(shù)量、生物量和能量方面的關(guān)系。4.活動：

調(diào)查或探討一個校園、公園、農(nóng)田、森林、濕地或池塘生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動。

2023-新課標(biāo)T332023-全國甲?T52022?北京?T19

2022?河北?T18

1.能量流動的過程及特點(diǎn)

2022?湖北?T202022?遼寧?T192021?遼寧?TI92021?全

考情國甲?T31

分析2.能量流動的相關(guān)計(jì)算2023?山東?T132022?湖北T202021?山東?T24

2022?山東-T112022?湖南-T82022?湖北-T202021?福

3.能量流動的應(yīng)用

建?T6

4.生態(tài)金字塔分析2022?天津?T13

考點(diǎn)一生態(tài)系統(tǒng)的能量流動

■整合必備知識

1.能量流動的概念

生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程,稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。

輸人、源頭：太陽能(大多數(shù)生態(tài)系統(tǒng))

J|總能一：生產(chǎn)者固定的太陽能總址

芯kI途徑:食物鏈和食物網(wǎng)

子J［形式：有機(jī)物中的化學(xué)能

轉(zhuǎn)化、—慶陽能一看機(jī)物中的化錘一熱能

I形式：最終以熱能形式散失

些包過程：呼吸作用

2.能量流動過程

(I)能量流經(jīng)第一營養(yǎng)級的過程

太生產(chǎn)者通

陽過光合作

境用固定

(2)能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級的過程

分

解

者

利

用

⑴

呼吸

由圖分析得到：

①初級消費(fèi)者攝入量(a)=初級消費(fèi)者的同化量(b)+糞便量?。

②同化量(b)=呼吸作用散失的能量(d)+用于生長、發(fā)育和繁殖的能量(e)。

③用于生長、發(fā)育和繁殖的能量(e)=遺體殘骸被分解者利用的能量⑴+次級消費(fèi)者攝入量⑴

+暫時未被利用的能量①。

【提醒】①流入每一營養(yǎng)級的能量最終去向=在呼吸作用中以熱能形式散失+被下一營養(yǎng)級

同化(最高營養(yǎng)級除外)+被分解者利用。

②某營養(yǎng)級的輸便量不屬于該營養(yǎng)級的同化量，而屬于二一營養(yǎng)級流向分解者的能量，比如

兔子吃草，兔子糞便中的能量屬于草流向分解者的能量。

③植物光合作用與同化量的關(guān)系：光合作用儲存的能量=同化量，凈光合作用儲存的能量=

用于生長、發(fā)育和繁殖的能量(凈光合作用=光合作用一乎吸作用)。

3.能量流動的特點(diǎn)

(1)單向流動

①方向：沿食物鏈由低營養(yǎng)級流向高營養(yǎng)級。

②特點(diǎn)：不可逆轉(zhuǎn),也不能循環(huán)流動。

(2)逐級遞減

①能量傳遞效率：相鄰兩個營養(yǎng)級間的能量傳遞效率為：()%?20%。

②營養(yǎng)級數(shù)量：生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動一般不超過1個營養(yǎng)級。

【判斷正誤】

(1)每一營養(yǎng)級生物的同化量就是從上一營養(yǎng)級攝入的能量(X)

提示第一營養(yǎng)級生物的同化量一般是通過光合作用固定的太陽能，而第二營養(yǎng)級及以上營

養(yǎng)級生物的同化量等于從上一營養(yǎng)級攝入的能量減去糞便中的能量。

(2)森林中生產(chǎn)者積累的有機(jī)物的能量總和即為輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量(X)

提示輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量包括生產(chǎn)者積累的有機(jī)物的能量和生產(chǎn)者在呼吸作用中以熱

能形式散失的能量。

(3)越冬灰鶴糞便中的能量不屬于其同化量的一部分(2021?遼寧，19)(J)

(4)果蔬等植物獲取的物質(zhì)和能量主要來自有機(jī)肥(X)

提示果蔬等植物獲取的物質(zhì)來自無機(jī)物，獲取的能量及自太陽能。

⑸在食物鏈中，營養(yǎng)級越高，其同化的能量越少，原因是其通過呼吸作用消耗的能量太多

(X)

提示同化量少與呼吸消耗量無關(guān)，能量在沿食物鏈流動的過程中是逐級減少的，營養(yǎng)級越

多，在能量流動過程中消耗的就越多。

(6)魚吃雜草，雜草同化能量中的10%?20%流入魚體內(nèi)(X)

提示10%?20%是相鄰兩個營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率，不是兩種生物之間的能量傳遞效

率。

■提升關(guān)鍵能力

依據(jù)泥鰥可以利用殘餌、魚糞為食以及循環(huán)經(jīng)濟(jì)原理，技術(shù)人員將稻田養(yǎng)河蟹和稻田養(yǎng)泥瞰

兩個生態(tài)系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合起來，形成稻護(hù)蟹，蟹吃餌料、雜草，泥瞰吃殘餌、蟹糞，泥瞰糞

肥田的“稻一蟹一泥維”農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，科研人員比較了三種農(nóng)田模式的產(chǎn)量，結(jié)果如表，

請回答以下問題：

45m2的稻田中水稻、河蟹及泥瞰產(chǎn)量分析

生態(tài)系統(tǒng)類型水稻產(chǎn)量/kg河蟹產(chǎn)量/g泥瞰產(chǎn)量/g

水稻單種39.0

稻一蟹41.42203.3

稻一蟹一泥瞰41.02131.3656

(1)輸入“稻一蟹一泥跳”農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的總能量包括哪些？

提示生產(chǎn)者(水稻等)固定的太陽能和餌料中的化學(xué)能。

(2)河蟹會被鳥捕食，與鳥相比，河蟹的同化量/攝入量的比值明顯較低，從食物類型分析，可

能的原因是什么？

提示河蟹攝入的有機(jī)物中含有大量纖維素，不易消化吸收，大量能量隨糞便排出。

(3汝口圖為“稻一蟹”農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中各營養(yǎng)級所含能量的示意圖，其中a、aHa2表示上一

年留存下來仍未被利用的能量，e、句、e?表示呼吸作用消耗的能量，c、CHC2表示什么？河

蟹用于自身生長、發(fā)育和繁殖的能量包括哪些？(用圖中字母表示)

提示c、CHC2表示流向下一營養(yǎng)級的能量；河蟹用于自身生長、發(fā)盲和繁殖的能量包括b2、

C2、d2o

（4）如圖是能量流經(jīng)該稻田第二營養(yǎng)級的示意圖，圖中的數(shù)值表示能量（單位：XIOkJ-m2.

a-'）o圖中的C代表什么含義？第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的能量傳遞效率是多少？

散失

|1220

提示C代表初級消費(fèi)者用于自身生長、發(fā)育和繁殖等生命活動的能量（儲存在有機(jī)物中的能

量）；第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的能量傳遞效率為（500X10—60X10）X1220X10+1280X10）

X100%=4400;25000X100%=17.6%。

（5）與“稻一蟹”農(nóng)田模式相比，“稻一蟹一泥瞰”農(nóng)田模式具有更高的經(jīng)濟(jì)效益，從能量流

動的角度分析其原因。為了從蟹一稻復(fù)合養(yǎng)殖體系獲得更大的稻、蟹產(chǎn)量，需定期投喂餌料,

從能量流動和物質(zhì)循環(huán)的角度分析原因是什么？

提示泥縱吃殘餌、蟹糞，實(shí)現(xiàn)了能量的多級利用，提高了能量的利用率。投喂餌料能減少

河蟹從水稻中獲得能量，保證水稻產(chǎn)量不受影響。河蟹為該生態(tài)系統(tǒng)的輸出產(chǎn)品，輸出的元

素不再回歸該生態(tài)系統(tǒng)。

■評價遷移應(yīng)用

考向一能量流動的過程、特點(diǎn)

1.（2024?遼寧建平實(shí)臉中學(xué)高三月考）如圖表示生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者和初級消費(fèi)者的能量類型和

去向（d表示營養(yǎng)級未被利用的能量）。下列相關(guān)敘述錯誤的是（）

輻射到生態(tài)系生產(chǎn)者固定初級消費(fèi)

統(tǒng)中的太陽能的太陽能者攝入員:

A.生產(chǎn)者和初級消費(fèi)者獲得能最的方式不相同

B.生產(chǎn)者用于生長、發(fā)育和繁殖的能量一定包含b

C.生產(chǎn)者到初級消費(fèi)者的能量傳遞效率為b^ai+bi+ci+dOX100%

D.初級消費(fèi)者糞便中的能量屬于生產(chǎn)者所同化的能量

答案C

解析生產(chǎn)者通過自養(yǎng)方民獲得物質(zhì)和能量，初級消費(fèi)者通過異養(yǎng)方式獲得物質(zhì)和能量，A

正確；根據(jù)題圖可知，b是初級消費(fèi)者攝入的能量，生產(chǎn)者用于生長、發(fā)育和繁殖的能量包

含bi,B正確：bi是初級消費(fèi)者攝入的能量，不是同化量，生產(chǎn)者到初級消費(fèi)者的能量傳遞

效率為（az+bz+cz+chMai+bi+ci+dDXlOO%,C錯誤；初級消費(fèi)者糞便中的能量存在于有

機(jī)物中，沒有被初級消費(fèi)者同化，屬于生產(chǎn)者所同化的能量，D正確。

2.（不定項(xiàng)）如圖為處于平衡狀態(tài)的某自然生態(tài)系統(tǒng)，P、R、S、T、F、E表示其生物成分，

箭頭表示物質(zhì)的傳遞方向。下列有關(guān)敘述正確的是（）

A.生物成分P、R、S、T、F、E獲取物質(zhì)和能量的途徑都相同

B.R用于生長、發(fā)育和繁殖的能量最終會被E利用和被S攝入

C.該生態(tài)系統(tǒng)中的二氧化碳排放量與二氧化碳吸收量基本持平

D.負(fù)反饋調(diào)節(jié)是生態(tài)系統(tǒng)具備自我調(diào)節(jié)能力和維持平所的基礎(chǔ)

答案BD

解析結(jié)合題圖分析可知，P是生產(chǎn)者，R、S、T、F是消費(fèi)者，E是分解者，各種生物成分

獲取物質(zhì)和能量的途徑不同，如生產(chǎn)者主要通過光合作月獲取能量，而消費(fèi)者主要通過捕食

獲取物質(zhì)和能量，A錯誤；R屬于初級消費(fèi)者，其用于生長、發(fā)育和繁殖的能量最終會被E（分

解者）利用和被S（次級消費(fèi)者）攝入，B正確；據(jù)圖可知，該生態(tài)系統(tǒng)中有物質(zhì)和能量的輸出，

說明生產(chǎn)者的光合作用大于生態(tài)系統(tǒng)的總呼吸作用，則該生態(tài)系統(tǒng)中的二氧化碳排放量應(yīng)小

于二氧化碳吸收量，C錯誤；生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自我調(diào)節(jié)能力，而其基礎(chǔ)就是負(fù)反饋調(diào)節(jié)，

故負(fù)反饋調(diào)節(jié)是生態(tài)系統(tǒng)具備自我調(diào)節(jié)能力和維持平衡的基礎(chǔ)，D正確。

考向二能量流動的相關(guān)計(jì)算

3.（2023?山東，13）某淺水泉微型生態(tài)系統(tǒng)中能最情況如表所示，該生態(tài)系統(tǒng)中的初級消費(fèi)者

以生產(chǎn)者和來自陸地的植物殘?bào)w為食。下列說法正確的是（）

生產(chǎn)者來自陸地的初級消費(fèi)初級消費(fèi)初級消費(fèi)者

項(xiàng)目

固定植物殘?bào)w者攝入者同化呼吸消耗

能量

90428413.53

[105J/(nr-a)]

A.流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能最為90XIO5J/（m2-a）

B.該生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者有15%的能量流入下一營養(yǎng)級

C.初級消費(fèi)者用于生長、發(fā)育和繁殖的能量為10.5X10$

D.初級消費(fèi)者糞便中的能量為70.5X105J/(m2?a),該能量由初級消費(fèi)者流向分解者

答案C

解析該生態(tài)系統(tǒng)中的初級消費(fèi)者以生產(chǎn)者和來自陸地的植物殘?bào)w為食，因此可知，流經(jīng)該

生態(tài)系統(tǒng)的總能量為生產(chǎn)者固定的太陽能和來自陸地的植物殘?bào)w中的能量，即90X105J/

(nr-a)+42X105J/(nr-a)=I32X105J/(nr-a),A錯誤：表格中沒有顯示生產(chǎn)者流入初級消費(fèi)者

的能量，因此無法計(jì)算有多少能量流入下一營養(yǎng)級，B錯誤；初級消費(fèi)者同化量為13.5X

i^J/Cm-a),初級消費(fèi)者用于呼吸消耗的能量為3XI()5j(m2.a),因此初級消費(fèi)者用于生長、

發(fā)育和繁殖的能量=同化量一呼吸消耗的能量=IO.5Xl()5j/(m2.a),C正確；初級消費(fèi)者糞便

中的能量=初級消費(fèi)者攝入量一初級消費(fèi)者同化量=70.5X105J/(n/a),該能量由第一營養(yǎng)級

流向分解者，D錯誤。

4.如圖所示的食物網(wǎng)中，最初戊的食物有1/5來自乙，1/5來自丙，3/5來自丁。為了促進(jìn)戊

的發(fā)展，將戊的食物比例調(diào)整為1/2來自乙，1/4來自丙，1/4來自丁。若能量從生產(chǎn)者到消

費(fèi)者的傳遞效率為10%,從消費(fèi)者到消費(fèi)者的傳遞效率為20%。理論上現(xiàn)在養(yǎng)活的戊的數(shù)最

是最初的多少倍？()

甲—"乙---■'戊

、丙M

A.1.4B.1.5C.1.6D.1.7

答案D

解析以戊體重增加20g,計(jì)算甲的消耗量。調(diào)整前：在甲一乙一戊食物鏈中，需要甲的量

為l/5X20r0%R0%=200(g);在甲一丙-＞戊食物鏈中，需要甲的量為l/5X2(H20%+10%=

200(g)：在甲一丙一丁一戊食物鏈中，需要甲的量為3/5X2(H20%：20%X0%=3000(g),所

以共需要甲的量為200+200+3000=3400(g)。調(diào)整后：在甲一乙一戊食物鏈中，需要甲的

量為l/2X20+20%+10%=500(g);在甲-*丙-*戊食物鏈中，需要甲的量為1/4義20?20%口0%

=250(g);在甲一丙一丁一戊食物鏈中，需要甲的量為L4X2(H20%=20%

^10%=1250(g),所以共需要甲的量為500+250+1250=2000(g)。則理論上現(xiàn)在界活的戊

的數(shù)量是最初的3400/2000=1.7(倍)，故D正確。

【歸納提升】(1)能量的傳遞以營養(yǎng)級為單位

在食物網(wǎng)中，能量傳遞效率不是以個體或種群為單位的，而是以營養(yǎng)級為單位的。如對于食

物網(wǎng)C-A-B,由第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率是指B和C同化的總能量占A

同化的總能量的比例。

(2)能量傳遞效率的計(jì)算方法

某一個昔羔級的同住是

相鄰兩個營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率=1二、|養(yǎng)級湍灌X100%

(3)能量流動中的最值計(jì)算

也①求“般多”則能★按“最商"'值20%傳遞.

（匕加）②求“最少”則能置按“最低”值10%傳遞（

較低營養(yǎng)級.?較高管養(yǎng)級

未如①求“最多（'則能量按“最低”值10%傳遞（巳知）

②求“最少”則能量按“最高”值2（求傳遞

（4）能量流動中的定值計(jì)算

①已確定營養(yǎng)級間能量傳遞效率的，不能按“最值”法計(jì)算，而需按具體數(shù)值計(jì)算。例如，

在食物鏈A-B-C-D中，能量傳遞效率分別為a%、b%、c%,若A的能量為M,則D獲

得的能量為MXa%Xb%Xc%o

②如果是在食物網(wǎng)中，某一營養(yǎng)級同時從上一營養(yǎng)級的多種生物獲得能量，且各途徑所獲得

的生物量比例確定，則需按照各單獨(dú)的食物鏈進(jìn)行計(jì)算后合并。

考點(diǎn)二生態(tài)金字塔及研究能量流動的意義

■整合必備知識

1.生態(tài)金字塔的類型及特點(diǎn)

項(xiàng)目能量金字塔數(shù)量金字塔生物量金字塔

將單位時間內(nèi)各營養(yǎng)級所得到如果金字塔中表示的是各

如果金字塔中表示的

的能量邈值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)面枳個營養(yǎng)級生物量（每個營

是各個營養(yǎng)級的生.物

概念（或體積）的圖形，并將圖形按養(yǎng)級所容納的有機(jī)物的總

個體的數(shù)目比值關(guān)系,

照營養(yǎng)級的次序排列形成的一干重）之間的關(guān)系，就形成

就形成數(shù)量金字塔

個金字塔圖形生物量金字塔

高

少4L

低△高*

宮

數(shù)—

養(yǎng)

養(yǎng)

形狀目

級

級

多

低

WIAt多t

一般生物個體數(shù)目在

象征能量沿食物鏈流動過程中具有一般生物有機(jī)物的總干重

食物鏈中隨營養(yǎng)級升

含義逐級遞減的特性沿食物鏈升高而逐級遞減

高而逐級遞減

特點(diǎn)正金字塔形一般為正金字塔形一般為正金字塔形

成千上萬只昆蟲生活浮游植物的個體小，壽命

在一株大樹上時，該數(shù)短，又不斷被浮游動物吃

能量流動的過程中總是有能量量金字塔的塔形也會掉，所以某一時間浮游植

分析

的耗散，故能量流動逐級遞減發(fā)生變化物的生物量（用總干重來

空事表示）可能低于浮游動物

的生物量

浮游

h動物

浮游

植物

意義

實(shí)踐

動的

量流

究能

2.研

能量。

統(tǒng)的總

生態(tài)系

某個

流入

,增大

理配置

進(jìn)行合

間I：

'空

在時間

將生物

助人們

(1)幫

。

利用

效的

最有

得到

能最

統(tǒng),使

生態(tài)系

計(jì)人工

、設(shè)

規(guī)劃

科學(xué)地

助人們

(2)幫

益的

最有

人類

流向?qū)?/p>

高效地

量持續(xù)

,使能

關(guān)系

流動

能里

中的

系統(tǒng)

生態(tài)

調(diào)整

合理地

助人們

(3)幫

部分。

】

正誤

【判斷

)

形(X

字塔

的金

下寬

上窄

都是

字塔

態(tài)金

(I)生

形。

金字塔

窄的倒

上寬下

可存在

金字塔

生物量

字塔和

數(shù)量金

提示

、逐

向流動

能量單

，根據(jù)

能量值