高三生物一轮复习课件第41讲生态系统的能量流动

一轮复习✸选择性必修二：生物与环境

马世骏（1915.12.5—1991.5.30），山东兖州人，生态学家、昆虫学家，我国昆虫生态地理学、数学生态学、经济生态学等学科奠基人，中国科学院学部委员（院士）。1948年赴美求学并获得昆虫生态学硕士学位，1951年于明尼苏达大学获得博士学位。1952年，马世骏回到中国并创建了国内首个昆虫生态学实验室。先后在东亚飞蝗生态、生理研究、系统生态学理论等方面做出了重大贡献。开创了生态工程领域，提出和建立了社会—经济—自然复合生态系统理论，为中国生态学事业发展做出了开创性和奠基性的工作，是系统生态学理论与生态控制、可持续发展理论与应用的先驱。他有过根除东亚飞蝗蝗灾的光辉业绩，有过创立复合生态系统理论的巨大成就，他更有强烈的民族责任感和赤诚爱国心。他为了学习科学知识服务祖国而远赴国外留学，他为了全身心投入新中国建设又冲破重重阻力回到祖国，他的一生虽然短暂，但是全部都奉献给党和国家。他就是誓言要用知识改变落后祖国的中国生态学之父、中国生态文明建设科学先驱马世骏。马世骏第8单元

一轮复习✸选择性必修二：生物与环境生物与环境第41讲生态系统的能量流动课标要求核心素养要求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。1.生命观念——通过学习各营养级能量的来源与去路、阐述生态系统能量流动的过程，学生构建物质与能量观。2.科学思维——通过分析生态系统能量流动过程，学生发展分析、综合和推理的思维能力。3.科学探究——

通过学习能量流动的过程，学生能形成模型概念、运用建模方法。4.社会责任——利用能量流动的规律，能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源，树立人与自然和谐共处持续发展的理念。生态系统的能量流动一轮复习✸选择性必修1：稳态与调节本讲目录考点1

生态系统的能量流动考点2

能量流动的相关模型及计算考点聚焦阅读教材P55，思考下列问题：1.绿色植物的能量来自？照射在绿色植物上的太阳能都被吸收了吗？绿色植物

吸收太阳能后，以何种形式储存？有哪些去向？输入生态系统的能量是指哪

一部分？2.生产者的能量又是通过什么途径，以什么形式传递给其他动物的？3.第二营养级的能量来自？这些能量都被吸收了吗？流入第二营养级的能量是

摄入量还是同化量？它们之间的关系是怎样的？被吸收的能量，以何种形式

储存？有哪些去向？4.某一营养级的“粪便”中能量应属于谁的同化量？问题聚焦

你认为以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援：

1．先吃鸡，再吃玉米。

2．先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。

【提示】应该先吃鸡，再吃玉米。若选择2，则增加了食物链的长度，能量逐级递减，最后人获得的能量较少。

假设你像小说中的鲁宾逊那样，流落在一个荒岛上，那里除了有能饮用的水，几乎没有任何食物。你随身尚存的食物只有一只母鸡、15kg玉米。讨论考点1生态系统的能量流动研究能量流动的基本思路能量输入个体1个体2个体3……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以个体为研究对象，有很大的局限性和偶然性。1.能量流经一个种群的情况可以图示如下：（研究个体水平能量流动的基本思路）能量输入某营养级能量储存能量散失2.将这个种群作为一个整体来研究如图：能量输入种群能量储存能量散失（研究种群水平能量流动的基本思路）

以种群为研究对象，食物链或食物网作为能量流动的渠道，过于复杂而影响结果。3.将一个营养级的所有种群为整体来研究如图：（研究营养级水平能量流动的基本思路）考点1生态系统的能量流动生态系统中能量的_______、________、______和_______过程。输入传递转化散失以

形式散失①源头：________。②起点：从_______________________开始③总值：__________________________。①途径：

。②形式：

。生产者固定的太阳能生产者固定的全部太阳能食物链和食物网有机物中的化学能热能光能有机物中的化学能光合作用热能呼吸作用分解作用输入太阳能传递转化散失若为人工生态系统，流经生态系统的总能量除生产者固定的太阳能总量，还有

能量。考点1生态系统的能量流动一.能量流动的概念：人工补充的能量流经生物个体的过程分解者呼吸作用生态系统能量流动在营养级层次研究生产者初级消费者(绿色植物)次级消费者(植食性动物)(肉食性动物)二.生态系统能量的传递：生态系统中能量的传递是沿食物链和食物网渠道进行的。考点1生态系统的能量流动呼吸作用散失（热能）散失呼吸作用散失（热能）分解者利用残枝败叶照射到植物体的太阳能用于生长、发育和繁殖(储存)初级消费者(摄入)生产者固定的太阳能同化是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身物质，并且储存能量的过程。光合作用99%同化作用：1.第一营养级能量的能量流动考点1生态系统的能量流动二.生态系统能量的传递：2.第二营养级能量的能量流动初级消费者摄入散失(热能)呼吸作用用于生长、发育和繁殖(储存)遗体残骸分解者散失(热能)呼吸作用次级消费者摄入初级消费者同化粪便不包括（是生产者的同化量）是初级消费者的同化量思考回答：1.初级消费者粪便中的能量包括在初级消费者同化的能量中吗？2.流入初级消费者的能量是哪一部分？

3.流入初级消费者的能量有哪些去向？②被分解者利用呼吸作用散失用于生长、发育和繁殖①流入下一个营养级③未利用（活体、石油煤炭）考点1生态系统的能量流动2.第二营养级能量的能量流动【归纳小结】同化量=摄入量粪便量(未同化量)－同化量=呼吸作用＋用于生长发育繁殖(储存)被分解者利用流入下一个营养级未利用同化量=呼吸作用＋＋被分解者利用流入下一个营养级同化量=呼吸作用＋＋＋考点1生态系统的能量流动3.各营养级同化量的分配生产者（绿色植物）初级消费者（植食性动物）次级消费者（肉食性动物）三级消费者（肉食性动物）呼吸作用分解者箭头由粗到细：方框从大到小：随营养级的升高，储存在生物体内的能量越来越少。表示流入下一营养级的能量逐级递减。【注意】呼吸作用呼吸作用呼吸作用考点1生态系统的能量流动⑤或由生产者流向分解者的箭头①或②+③+④①－③或②+④考点1生态系统的能量流动生态系统中的能量流动1.生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？为什么？

遵循能量守恒定律。能量在生态系统中流动、转化后，一部分储存在生态系统（生物体的有机物）中，另一部分在呼吸作用中以热能的形式散失，两者之和与流入生态系统的能量相等。2.流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来？为什么？不能，能量流动是单向的。考点1生态系统的能量流动【讨论】【名师解读1】（1）并不是所有生态系统的能量输入都只有生产者。

人工鱼塘等生态系统的输入能量还包括饲料中有机物中的能量。（2）能量流动

只在食物链（网）中传递。

生产者、消费者、分解者的遗体中的能量会流入分解者。（3）生产者同化的能量就是其通过光合作用制造的有机物中的能量，即总光合作用量。

用于生产者自身生长、发育和繁殖的能量需除去其呼吸消耗的能量，即

。（4）初级消费者同化量中流入分解者的能量=考点1生态系统的能量流动并不是净光合作用量初级消费者遗体残骸

+

次级消费者粪便中所含的能量。①摄入量≠同化量：摄入量－粪便中的能量才是同化量，动物的粪便不曾被动物消化吸收而同化，不属于同化量，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粪便中的能量≠尿液中的能量：粪便中的能量不属于动物同化量，但尿液中尿素所含能量应属于动物同化量的一部分。考点1生态系统的能量流动【名师解读2】DA.能量流动是伴随着物质利用进行的B.图中甲为初级消费者同化的能量C.该图不够完善，缺少甲中因呼吸作用以热能形式散失的能量D.乙比甲的能量少的原因主要是甲的遗体残骸中的能量被分解者利用而未传递下去考点1习题检测4.研究能量流动的实践意义(1)研究生态系统的能量流动，可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。例如，间作套种、多层育苗、稻——萍——蛙等立体农业生产方式。间作套种多层育苗稻—萍—蛙考点1生态系统的能量流动2.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用；例如，秸秆喂牲畜；粪便制作沼气；沼渣肥田，实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率秸秆饲料沼气池沼渣（≠能量的传递效率）考点1生态系统的能量流动3.研究生态系统的能量流动，还可以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。例如，合理确定草场的载畜量，稻田除草、除虫等。考点1生态系统的能量流动CA.微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量B.沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者C.沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用D.多途径利用农作物可提高该系统的能量利用率解析沼气池中的微生物将有机物分解为无机物，是分解者；能量流动只能单向流动、逐级递减，不能循环利用；该模式提高了能量的利用率，使能量尽可能多地流向对人类最有益的部分。考点1习题检测

为了研究能量流经生态系统的食物链时，每一级的能量变化和能量转移效率，美国生态学家林德曼对一个结构相对简单的天然湖泊—赛达伯格湖的能量进行了定量分析。RaymondLindeman赛达伯格湖深1米，面积为14480平方米，湖岸线长500米。湖底深度一致、性质均一，没有大的波浪。优点：小、简单、稳定三、能量流动的特点考点1生态系统的能量流动1.单向流动：

在生态系统中，能量流动只能沿着

由

营养级流向____营养级，不可_____，也不能

；食物链低高逆转循环流动（1）各营养级的生物都会因自身呼吸作用散失掉一部分能量。（2）各营养级能量都要有一部分流入分解者。（3）各营养级生物都不能全部被下一营养级捕食，各个营养级能量

都有一部分未利用。原因：2.逐级递减：（能量传递效率为10%～20%）生态系统中能量流动是单向的。能量在流动过程中逐级递减。原因：（1）生物之间的捕食关系是长期自然选择的结果，一般不可逆转；

（2）各营养级呼吸作用散失的热能无法再利用。三、能量流动的特点考点1生态系统的能量流动能量传递效率=某一营养级的同化量上一营养级的同化量×100%任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以维持生态系统的正常运行对一个稳定的生态系统而言，初级生产量（P）=整个生态系统的呼吸量（R）如果一个生态系统获得的系统外能量补充减少，导致P＜R，该系统将退化甚至崩溃考点1生态系统的能量流动

请同学们将赛达伯格湖的能量流动数据，用相应面积或体积的图形表示，并按营养级由低到高排列。生产者464.6植食性动物62.8肉食性动物12.6四.生态金字塔包括能量金字塔、数量金字塔和生物量金字塔。考点1生态系统的能量流动只有生产者和消费者项目能量金字塔数量金字塔生物量金字塔形状每一阶含义象征含义特点每一营养级生物所含能量的多少每一营养级生物个体的数目每一营养级所容纳的有机物的总干重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步递减一般生物有机物的总质量沿食物链升高逐级递减正金字塔形一般为正金字塔形，也有倒金字塔一般为正金字塔形小鸟昆虫树

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(用质量来表示)可能低于浮游动物的生物量考点1生态系统的能量流动1.【考点速览·诊断】(1)越冬灰鹤粪便中的能量不属于其同化量的一部分。(2021·辽宁卷，19D)()(2)利用茶树废枝栽培灵芝，可提高能量的传递效率。(2021·福建卷，6C)()提示可提高能量利用率，但不能提高能量的传递效率。(3)狼从猎物获得的能量大于猎物从生产者获得的能量。(2019·海南卷，25B)()提示由于能量流动逐级递减，因此猎物从生产者获得的能量大于狼从猎物获得的能量。√××考点1习题检测(4)一只狼捕食了一只兔子，则该狼就获得了这只兔子能量的10%～20%。[2016·江苏卷，16C(改编)]()

提示能量传递效率是指相邻营养级之间同化量的比值。(5)生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级。(2015·海南卷，25D)()

提示还有流向分解者。××1.【考点速览·诊断】考点1习题检测2.下图为某草原生态系统中的食物网(只显示部分)。牧民通过养羊获取该生态系统的能量，经测算发现羊的同化量远小于草同化量的1/10，其原因可能是________________________________________________________________________________________________________能量在相邻两个营养级间的传递效率大约是10%～20%，羊属于第二营养级，该营养级还有食草昆虫和鼠等多个种群。考点1习题检测3.(2023·河北邯郸期末)某森林生态系统中主要有甲、乙、丙、丁4个种群，各种群生物有机物同化量的比例关系如下表所示。下列情况在这4个种群构成的食物网(链)中不可能出现的是()CA.四个种群构成两条食物链B.甲为生态系统的生产者C.第二营养级同化的能量小于第三营养级D.乙的个体数量大于甲生物种类甲乙丙丁同化有机物所占比例/%86121.10.9考点1习题检测B考点1习题检测一.理解常考的两种能量流动模型1.第二营养级的能量流动过程模型考点2能量流动的相关模型及计算2.“拼图法”分析能量流动过程输入第一营养级的能量(W1)即生产者的同化量被分为两部分呼吸作用中以热能的形式散失用于自身的生长、发育和繁殖（A1）（B1+C1+D1）B1为未被利用C1为被分解者利用D1为流入下一营养级考点2能量流动的相关模型及计算3.(2023·河南、湖南重点高中联考)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(

)B注：图甲中的草指某一种草，假定该生态系统中只有图示这一条简单的食物链。考点2习题检测A.图甲中草到兔的能量传递效率为(②/①)×100%B.能量W1＝A1＋B1＋C1＋D1C.兔通过呼吸作用释放的能量均以热能的形式散失D.兔流向分解者的能量包括兔的遗体和粪便中的能量二.能量传递效率的计算1.相邻营养级的能量传递效率：10%～20%，计算方法如下：该营养级同化量上一营养级同化量×100%能量传递效率＝2.食物链中高低营养级之间能量最值计算：设食物链“甲→乙→丙”。(1)假如现有甲100kg，则最多可使丙增重____kg；最少可使丙增重____kg。4能量传递效率按20%来算(2)假如要使丙增加2kg，则最多要消耗甲______kg；最少要消耗甲_____kg。1能量传递效率按10%来算20050能量传递效率按10%来算能量传递效率按20%来算考点2能量流动的相关模型及计算ABCDEF设某生态系统食物链如图所示：(1)如果A有10000kg，C最多增加

kg，最少增加

kg。4001选最短食物链；按20%计算。选最长食物链；按10%计算。(2)若C的体重增加1kg，最少需消耗A____kg，最多消耗A________kg。2510000选最短食物链；按20%计算。选最长食物链；按10%计算。考点2能量流动的相关模型及计算2.食物链中高低营养级之间能量最值计算：3.在食物网中，各途径所获得的生物量比例确定的计算(1)如图食物网中，假如猫头鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇。那么，猫头鹰若要增加20g体重，最少需要消耗的植物为_______g。900植物兔子猫头鹰鼠蛇(2)在如图所示的食物网，如将A流向B和C的比例由B∶C＝1:1调整为1:2，能量传递效率按10%计算，C获得的能量是原来的_______倍。ACB1.27(3)如将C的食物比例由A∶B＝1∶1调整为2∶1，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载C的数量是原来的_______倍。1.375考点2能量流动的相关模型及计算D1.(2023·北京东城模拟)下图为生态系统中能量流动图解部分示意图(字母表示能量的多少)，下列叙述不正确的是(

)考点2习题检测A.图中

f代表初级消费者通过呼吸作用消耗的能量B.在“草→兔→狼”这一食物链中，狼粪便中的能量属于dC.若有未被利用的能量，则在g和i中有一处表示未被利用的能量D.初级消费者与次级消费者之间的能量传递效率为

e/b×100%C2.(2023·广东名校联考)如图表示某草原生态系统中能量流动图解，①～④表示相关过程的能量流动量。下列有关叙述正确的是()A.①是指由草流入兔的能量B.图中②/①的比代表草到兔的能量传递效率C.③是草的同化量中流入分解者中的能量的一部分D.草与兔之间的信息传递是单向的，而兔与狐之间是双向的考点2习题检测3.(2023·山东青岛调研)如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值[单位为103kJ·(m2·a)－1]，下列说法错误的是()CA.图中A代表的生理过程是呼吸作用B.第二营养级到第三营养级的能量传递

效率约为15.6%C.该生态系统中生产者固定的总能量是9.6×104[kJ·(m2·a)－1]D.捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性考点2习题检测A．600g

B．900gC．1600gD．5600g4.如图食物网中，猫头鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇，则猫头鹰的体重若增加20g，至少需要消耗植物的重量为()B考点2习题检测3.如果一个人的食物中有1/2来自绿色植物，1/4来自小型肉食性动物，1/4来自羊肉，假如能量传递效率为10%，那么此人每增加1千克体重，会消耗植物()A．10千克B．5千克C．100千克D．280千克D考点2习题检测◎本讲小结1.(2019·全国卷Ⅱ，6)如果食物链上各营养级均以生物个体的数量来表示，并以食物链起点的生物个体数作底层来绘制数量金字塔，则只有两个营养级的夏季草原生态系统(假设第一营养级是牧草，第二营养级是羊)和森林生态系统(假设第一营养级是乔木，第二营养级是昆虫)数量金字塔的形状最可能是()A.前者为金字塔形，后者为倒金字塔形B.前者为倒金字塔形，后者为金字塔形C.前者为金字塔形，后者为金字塔形D.前者为倒金字塔形，后者为倒金字塔形A★重温真题经典再现2.(2021·重庆卷，23)“瓦尔迪兹”油轮意外失事泄漏大量原油，造成严重的海洋污染，生物种群受到威胁。为探究原油污染对海獭的影响，生态学家进行了长达25年的研究，有以下发现：Ⅰ.随着时间推移，原油污染区大部分生物种群都有一定程度的恢复，但该区域和毗邻的非污染区海獭种群均在持续减少。Ⅱ.原常以海豹为食的虎鲸，现大量捕食海獭。Ⅲ.过度捕捞鲑鱼，造成以鲑鱼为食的海豹数量锐减。Ⅳ.海獭的食物海胆数量增加，而海胆的食物大型藻数量锐减。请回答下列问题：★重温真题经典再现(1)由上述发现可知，原油泄漏________(填“是”或“不是”)引起海獭数量持续减少的直接原因。不是2.(2021·重庆卷，23)“瓦尔迪兹”油轮意外失事泄漏大量原油，造成严重的海洋污染，生物种群受到威胁。为探究原油污染对海獭的影响，生态学家进行了长达25年的研究，有以下发现：Ⅰ.随着时间推移，原油污染区大部分生物种群都有一定程度的恢复，但该区域和毗邻的非污染区海獭种群均在持续减少。Ⅱ.原常以海豹为食的虎鲸，现大量捕食海獭。Ⅲ.过度捕捞鲑鱼，造成以鲑鱼为食的海豹数量锐减。Ⅳ.海獭的食物海胆数量增加，而海胆的食物大型藻数量锐减。请回答下列问题：★重温真题经典再现(2)上述材料中，虎鲸至少属于食物链(网)中的第________营养级；食物链顶端的虎鲸种群数量最少，从能量流动角度分析，原因是