备考2025届高考生物一轮复习【讲义】第10章课时6生态系统的能量流动

第10章生物与环境课时6生态系统的能量流动课标要求核心考点五年考情核心素养对接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.举例说明利用能量流动规律，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生态系统的能量流动2023：江苏T14B、山东T13、新课标T33（1）；2022：浙江1月T26（2）、山东T11、湖北T22（2）（3）、湖南T8AD；2021：北京T11B、全国甲T31（2）（3）、天津T13（4）、河北T22（3）、辽宁T19D、浙江6月T7、山东T24；2020：山东T24（1）、全国ⅢT31、浙江1月T22；2019：海南T25B、全国ⅡT6和T31（1）、江苏T26（5）1.生命观念——分析能量流动的过程、特点和规律，形成物质与能量观。2.科学思维——通过模型、图表理解能量是维持生态系统的动力。3.社会责任——明确能量传递效率的含义，提高能量在生态系统和农业生产上的利用率命题分析预测1.高考常以食物链和食物网为载体，以图表分析、定量计算等多种形式考查能量流动的特点、规律及在生产生活中的应用等，也有以选择题形式考查生态金字塔的类型、特点等。2.预计2025年高考将以一定情境为载体，结合物质循环、能量流动、生态系统的稳定性等内容进行综合考查1.能量流动的概念2.能量流动的过程（1）第一营养级能量的流动过程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。（2）第二及其后营养级能量的流动过程3.能量流动的特点4.能量流动的相关计算（1）能量传递效率的计算公式能量传递效率＝某营养级的同化量[17]（2）能量传递效率的相关“最值”计算①已知低营养级求高营养级获得能②已知高营养级求低营养级消耗最（3）能量传递效率的有关“定值”计算①已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算，而需按具体数值计算。例如，已知在食物链ABCD中，能量传递效率分别为a％、b％、c％，若A的能量为M，则D获得的能量为[18]M×a％×b％×c％。②如果在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物中获得能量，且各途径所获得的生物量比例确定，则按照各单独的食物链进行计算后合并。（4）有人工能量输入时的能量传递效率计算人工输入某一营养级的能量是该营养级同化量的一部分，但却不是从上一营养级流入的能量。例如，求第二营养级至第三营养级的能量传递效率时，应为第三营养级从第二营养级同化的能量（不包括人工输入第三营养级的能量）/第二营养级的同化量（包括人工输入第二营养级的能量）×100％。5.生态金字塔类型能量金字塔数量金字塔生物量金字塔形状特点正金字塔形一般为正金字塔形，有时会呈现倒金字塔形一般为正金字塔形象征含义能量沿食物链流动过程中具有[19]逐级递减的特性一般生物个体数量在食物链中随营养级的[20]升高而[21]减少一般生物量随食物链中营养级的升高而减少每一级含义单位时间内各营养级所同化的能量数值每一营养级中生物个体的数量每一营养级所容纳的有机物的总干重特殊形状某些人工生态系统可呈现倒金字塔形如一棵树与树上昆虫及食虫鸟的数量关系：在海洋生态系统中，生产者浮游植物个体小、寿命短，又会不断被浮游动物捕食，因而某一时间调查到的浮游植物的生物量可能要低于浮游动物的生物量6.研究能量流动的实践意义基础自测1.生态系统的能量流动是指能量的输入和输出过程。（×）2.太阳辐射到地球的能量就是输入生态系统的总能量。（×）3.某一营养级流入分解者的能量是该营养级同化量的一部分。（√）4.流经第二营养级的总能量是指次级消费者摄入体内的能量。（×）5.一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％。（×）6.若人与自然和谐统一，生产者固定的能量便可反复利用。（×）7.已知最低营养级能量，求高营养级获得最多能量，应该选最长食物链，能量传递效率按20％计算。（×）8.能量金字塔、生物量金字塔、数量金字塔都是上窄下宽的金字塔形。（×）9.研究能量流动，可调整能量流动关系，使生产者固定的能量全部流向人类。（×）10.沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用。（×）11.能量从食物链第一营养级向第二营养级只能单向流动[2023全国甲，T5D]。（√）12.测算主要食物链各环节的能量值，可构建生态系统的能量金字塔[2022浙江6月，T20D]。（×）13.林、藤、草和真菌等固定的太阳能是流入生态系统的总能量[2022河北，T18A]。（×）提示生产者固定的太阳能是流入生态系统的总能量，真菌不属于生产者。14.越冬灰鹤粪便中的能量不属于其同化量的一部分[2021辽宁，T19D]。（√）15.利用茶树废枝栽培灵芝，可提高能量的传递效率[2021福建，T6C]。（×）提示可提高能量利用率，但不能提高能量的传递效率。16.从能量流动角度分析，升温导致该生态系统总生物量降低的原因可能是温度升高导致生物呼吸散失的能量增加，用于生长、发育和繁殖的能量减少[2021河北，T22（3）]。深度思考1.某草原上存在食物链：草→兔→狐，某种蜣螂专门以兔的粪便为食，则兔这一营养级的能量是否传递给了蜣螂？为什么？狐粪便中的能量呢？提示没有。因为该营养级的同化量＝该营养级的摄入量－粪便中的能量，兔处于第二营养级，其粪便中的能量不属于该营养级的同化量，而是上一营养级（草）的能量。狐粪便中的能量属于兔同化能量的一部分，但该蜣螂并不以狐粪便为食，所以狐粪便中的能量也未传递给蜣螂。2.能量传递效率等于能量利用率吗？试举例说明。提示不等于。能量传递效率体现的是能量流动过程中相邻两个营养级之间同化量的比，一般为10％～20％；但能量利用率是人类可以利用的能量百分比，可以改变。例如，充分利用农作物秸秆就可以提高能量利用率，而原有的能量传递效率不变。3.人类位于食物链的顶端，从能量金字塔来看，人口数量日益增长，这会对地球上现有的生态系统造成什么影响？提示人口数量日益增长，人类所需要的食物会增多，将不得不种植或养殖更多的农畜产品，这会给地球上现有的自然生态系统带来更大的压力。4.从能量流动角度分析，将秸秆作饲料喂牲畜，牲畜的粪便用来制沼气，沼渣再作为肥料还田的目的是什么？提示实现对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。5.从能量流动角度分析农田除草、除虫的目的是什么？提示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。6.相邻两个营养级的能量传递效率一定为10％～20％吗？原因是什么？提示不一定。相邻两个营养级的能量传递效率一般是10％～20％，这个数值是统计出来的，而具体到某相邻两个营养级的能量传递效率，则也有可能会小于10％或大于20％。研透高考明确方向命题点1能量流动的过程、特点及相关计算分析1.[浙江1月高考]下列关于生态系统能量流动的叙述，正确的是（B）A.营养级数量越多，相邻营养级之间的能量传递效率就越低B.呼吸消耗量在同化量中所占比例越少，生物量增加就越多C.生产者的净初级生产量越大，各级消费者的体型就越大D.营养级所处的位置越高，该营养级所具有的总能量就越多解析相邻营养级之间的能量传递效率一般不会随营养级数量的增多而降低，A错误；某个营养级生物同化的能量与自身呼吸作用消耗的能量的差就是净生产量，呼吸消耗量在同化量中所占比例越少，生物量增加就越多，B正确；生产者的净初级生产量越大，各级消费者获得的能量可能越多，但是体型不一定越大，C错误；能量是沿食物链单向流动、逐级递减的，所以营养级所处的位置越高，该营养级所具有的总能量就越少，D错误。2.[2023山东]某浅水泉微型生态系统中能量情况如表所示，该生态系统中的初级消费者以生产者和来自陆地的植物残体为食。下列说法正确的是（C）生产者固定来自陆地的植物残体初级消费者摄入初级消费者同化初级消费者呼吸消耗能量[×105J/（m2·a）]90428413.53A.流经该生态系统的总能量为90×105J/（m2·a）B.该生态系统的生产者有15％的能量流入下一营养级C.初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为10.5×105J/（m2·a）D.初级消费者粪便中的能量为70.5×105J/（m2·a），该能量由初级消费者流向分解者解析生产者固定来自陆地的植物残体初级消费者摄入初级消费者同化初级消费者呼吸消耗能量[×105J/（m2·a）]90428413.53分析题表可知，流经该生态系统的总能量为90×105＋42×105＝132×105J/（m2·a），A错误。初级消费者以生产者和来自陆地的植物残体为食，来自生产者的能量数值不确定，所以无法计算出该生态系统生产者到初级消费者的能量传递效率，B错误。初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为13.5×105－3×105＝10.5×105J/（m2·a），C正确。初级消费者粪便中的能量由生产者流向分解者，D错误。3.[2023新课标节选，3分]现发现一种水鸟主要在某湖区的浅水和泥滩中栖息，以湖区的某些植物为其主要的食物来源。回答下列问题。湖区的植物、水鸟、细菌等生物成分和无机环境构成了一个生态系统。能量流经食物链上该种水鸟的示意图如下，①、②、③表示生物的生命活动过程，其中①是水鸟同化；②是呼吸作用；③是分解者利用。解析水鸟摄入的能量包括水鸟同化的能量和粪便中的能量，故①过程表示水鸟同化。水鸟同化的能量一部分通过自身的呼吸作用以热能的形式散失，另一部分用于自身的生长、发育和繁殖。粪便和遗体残骸会被分解者利用。通性通法图解法分析一个营养级能量的来源与去路（1）来源：生产者的能量主要来自太阳能，其余各营养级的能量来自上一营养级生物的同化量。图中W1、D1、D2表示相应营养级的同化量。（2）去路：自身呼吸作用散失，流向下一营养级，流向分解者以及未被利用（后三者都属于用于生长、发育和繁殖的能量）。图中各营养级用于生长、发育和繁殖的能量为B1＋C1＋D1和B2＋C2＋D2。命题点2能量流动在实践中的应用4.稻田养鸭有助于绿色有机水稻的发展，提高农业综合收入，增进农业环境保护。鸭子为水稻除虫、除草、施肥等，刺激水稻生长；稻田为鸭子提供食物和生长空间，提高了鸭肉品质。下列相关说法错误的是（D）A.该稻田比普通稻田的能量利用率更高B.鸭取食害虫和杂草，减少了农药的使用C.鸭粪可作为有机肥料还田，有利于充分利用物质D.鸭取食水稻衰老的黄叶改变了该生态系统能量流动的特点解析生态系统中的能量是单向流动、逐级递减的，此特点不会改变，D错误。5.[2024长郡中学联考]如图为某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图[单位为kJ/（m2·a）]，M、N表示营养级。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。下列叙述错误的是（D）A.海水立体养殖生态系统可提高能量的利用率B.海带养殖过多可能会影响牡蛎和海参的产量C.M用于生长、发育和繁殖的能量为2488kJ/（m2·a）D.该系统中的能量可在M和遗体残骸间循环流动解析由题干信息“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”知，海水立体养殖利用了群落的空间结构特征，提高了资源利用率，从而能提高能量的利用率，A正确；养殖的海带数量过多，由于海带对资源的占用，小型浮游植物的数量会减少，而牡蛎滤食小型浮游植物，牡蛎的食物减少，就会造成牡蛎减产，同时底栖微藻、生物遗体残骸也会减少，导致以底栖微藻、生物遗体残骸等为食的海参因为食物减少而减产，B正确；M用于生长、发育和繁殖的能量＝同化量－自身呼吸消耗量＝3281＋2826－3619＝2488kJ/（m2·a），C正确；呼吸散失的热能不能再被生物利用，能量流动的特点是单向流动、逐级递减，能量不能循环，D错误。命题点3生态金字塔的识别与分析6.[2021浙江6月]下列关于生态金字塔的叙述，正确的是（A）A.生态金字塔显示了各营养级之间的数量关系B.生态金字塔中每个营养级的生物均属于同一食物链C.生态金字塔中的营养级均按其所占的数值大小依次排列D.生态金字塔可分别以个体数量、生产量和能量为指标绘制解析生态金字塔是指各营养级之间的某种数量关系，A正确；生态金字塔中每个营养级的生物不一定在一条食物链上，B错误；生态金字塔中的营养级是按其在食物链（网）中的能量传递顺序排列的，C错误；生态金字塔可采用生物量单位、能量单位和个体数量单位，D错误。7.[全国Ⅱ高考]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