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第 6 课时 生态系统的能量流动
课标要求 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。
考点一 能量流动的过程
1．能量流动的概念
生态系统中能量的________________________________的过程，称为生态系统的能量流动。
2．能量流经第一营养级的过程
3．能量流经第二营养级的过程
4．流入每一营养级的能量最终去向
(1)通过________________以________形式散失。
(2)被____________________同化(最高营养级除外)。(3)被________利用。
源于选择性必修2 P “图3－5”：在一定时间内，某生态系统中全部生产者固定的能量值
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为a，全部消费者所获得的能量值为b，全部分解者所获得的能量值为c，则a________b＋
c(填“>”“＝”或“<”)。
易错提醒 (1)解读能量流动过程的“一来二去”模型
①A是初级消费者摄入量；B是初级消费者同化量；C是用于自身生长、发育和繁殖量；D
是次级消费者摄入量。
②初级消费者摄入量＝同化量＋粪便量。
③同化量＝呼吸作用散失的能量＋用于生长、发育和繁殖量。
④生长、发育和繁殖量＝遗体残骸＋次级消费者摄入量。
(2)解读能量流动过程的“一来三去”模型
①D、E、F分别代表第一、第二、第三营养级同化量。
②四条去路(最高营养级除外)：呼吸作用散失、流入下一个营养级、分解者利用、未利用。
③如果是分析能量的最终去向，只有呼吸作用散失、流入下一个营养级、分解者利用三条去
路(最高营养级除外)。
下图表示能量流入第二营养级后的去向，据图回答有关问题：
(1)初级消费者摄入的能量是其同化量吗？它们之间存在什么关系？
_______________________________________________________________________________(2)初级消费者粪便中的能量是其同化量的一部分吗？为什么？
_______________________________________________________________________________
(3)第二营养级的摄入量(a)、同化量(b)及净同化量(e)分别可以如何计算(用图中字母的表达式
表示)?
_______________________________________________________________________________
1．“螳螂捕蝉，黄雀在后”体现了食物链的原理，若鹰迁入了蝉、螳螂、黄雀所在的树林
中，捕食黄雀并栖息在林中。下列叙述正确的是( )
A．蝉、螳螂、黄雀、鹰构成了一条食物链
B．鹰的迁入使得黄雀的数量大幅持续锐减
C．螳螂通过捕食蝉获得了蝉能量的10%～20%
D．鹰的迁入增加了该生态系统能量流动的环节
2．如图表示在某生态系统中，能量流经第二营养级的示意图。下列对该图分析不合理的是(
)
A．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
考点二 能量流动的特点及研究能量流动的实践意义
1．能量流动的特点
(1)单向流动
①方向：沿________由低营养级流向高营养级。
②特点：不可______，也不能______________________________________________。
(2)逐级递减
①能量传递效率：相邻两个营养级间的能量传递效率为________。
②营养级数量：生态系统中的能量流动一般不超过________个营养级。源于选择性必修2 P “思考·讨论”：流经某生态系统的能量________再回到该生态系统，
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原因是________________。
2．能量流动的相关计算
(1)在食物网中，能量传递效率不是以个体或种群为单位的，而是以营养级为单位的，如对
于食物网 ，由第一营养级到第二营养级的能量传递效率是指(B＋C)同化的总能量占A
同化的总能量的10%～20%。
(2)求最高营养级获得能量的“最大值”或“最小值”
①在一条食物链中，若生产者(第一营养级)能量为100%，那么第n营养级获得的能量最多
为(20%)n－1，最少为(10%)n－1。
②在多条食物链中，最高营养级从不同渠道得到的能量比不定，已知较低营养级生物的能量，
求较高营养级生物获得的能量：
知低营养级求高营养级
(3)求最低营养级消耗量的“至少”或“最多”
①如一条食物链共有n个营养级，则第n营养级生物每增加1 kg体重：
a．“至少”需要消耗的生产者的量：
＝＝5n－1。
b．“最多”需要消耗的生产者的量：
＝＝10n－1。
②在多条食物链中，若已知较高营养级生物的能量，求所需较低营养级生物的能量：
知高营养级求低营养级
(4)关于“定值”的计算
在食物网中，某一营养级同时从上一个营养级的多种生物中按一定比例获取能量，则按照单
独的食物链进行计算后再合并。
思考 有一食物网如下图所示。假如鹰的食物2/5来自兔子，2/5来自老鼠，其余来自蛇，
那么鹰要增加20 g体重，最多消耗植物多少克？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
3．生态金字塔
项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔
概念 将单位时间内各营养级 在金字塔中如果表示 在金字塔中如果表示的是所得到的能量数值转换
的是各个营养级的生 各个营养级生物量(每个
为相应面积(或体积)的
物个体的数目比值关 营养级所容纳的有机物的
图形，并将图形按照营
系，就形成数量金字 总干重)之间的关系，就
养级的次序排列形成的
塔 形成生物量金字塔
一个金字塔图形
形状
一般生物个体数目在
能量沿食物链流动过程 一般生物有机物的总质量
象征含义 食物链中随营养级升
中具有逐级递减的特性 沿食物链升高而逐级递减
高而逐级递减
特点 正金字塔形 一般为正金字塔形 一般为正金字塔形
浮游植物的个体小，寿命
短，又不断被浮游动物吃
成千上万只昆虫生活
掉，所以某一时间浮游植
在一株大树上时，该
能量流动的过程中总是 物的生物量(用质量来表
数量金字塔的塔形也
分析 有能量的耗散，故能量 示)可能低于浮游动物的
会发生变化
流动逐级递减
生物量
4.研究能量流动的意义
(1)帮助人们将生物________________________________，增大流入某个生态系统的总能量。
(2)帮助人们科学地______________________，使能量得到最有效的利用。
(3)帮助人们合理地______________________，使能量持续高效地流向___________________。
(1)源于选择性必修2 P “探究·实践”：人们主要通过________________的方法提高作物的
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光能利用效率。
(2)源于选择性必修2 P “拓展应用2”：溶解在水中的方糖不能变回原来的形状，原因是
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_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
。
美国生态学家林德曼对一个结构相对简单的天然湖泊——赛达伯格湖的能量流动进行了定量
分析，得出了如图所示的数据[单位：J/(cm2·a)]。(1)据图分析
①图中生产者________(填“能”或“不能”)捕食肉食性动物来完成能量的循环。
②呼吸作用散失的能量________(填“能”或“不能”)再被生产者利用来合成有机物。
③能量流动的第一个特点是_______________________________________________________。
(2)依图完成表中内容并分析
项目 输入 输出到下一营养级 传递效率
第一营养级(生产者) 464.6 62.8
第二营养级(植食性动物) 62.8 12.6
①可以看出，能量在相邻两个营养级间的传递效率大约为________。
②能量流动的第二个特点是_______________________________________________________。
3.下图所示的食物网中，如果每个营养级能量传递效率均为20%，且下一营养级从上一营养
级各种生物中获得的能量相等。虎要获得1 kJ能量，则需要消耗草的能量为( )
A．150 kJ B．125 kJ
C．100 kJ D．75 kJ
4．(2019·全国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
1．(2021·浙江6月选考，7)下列关于生态金字塔的叙述，正确的是( )
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
2．(2018·海南，20)某地在建设池塘时，设计了如图所示的食物网，鲫鱼和鲢鱼生活在不同
水层。下列关于该池塘生态系统的叙述，错误的是( )
A．鲫鱼既是初级消费者又是次级消费者
B．消耗等量藻类时，鳜鱼的生长量少于鲢鱼
C．通气可促进水体中生物残骸分解为无机物
D．藻类固定的能量小于流入次级消费者的能量
3．(2020·全国Ⅲ，31)假设某种蓝细菌(A)是某湖泊中唯一的生产者，其密度极大，使湖水能
见度降低。某种动物(B)是该湖泊中唯一的消费者。回答下列问题：
(1)该湖泊水体中A种群密度极大的可能原因是______________________________________
_________________________________________________________________(答出2点即可)。
(2)画出该湖泊生态系统能量流动的示意图。
(3)假设该湖泊中引入一种仅以A为食的动物(C)后，C种群能够迅速壮大，则C和B的种间
关系是________。
4．(2021·山东，24)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、生物残体残骸等为食的海参。某海水立体养殖生
态系统的能量流动示意图如下，M、N表示营养级。
(1)估算海参种群密度时常用样方法，原因是______________________________________。
(2)图中M用于生长、发育和繁殖的能量为____________kJ/(m2·a)。由M到N的能量传递效
率为________%(保留一位小数)，该生态系统中的能量________(填“能”或“不能”)在M
和遗体残骸间循环流动。
(3)养殖的海带数量过多，造成牡蛎减产，从生物群落的角度分析，原因是______________________________________________________________________________________________
。
(4)海水立体养殖模式运用了群落的空间结构原理，依据这一原理进行海水立体养殖的优点
是____________________________。在构建海水立体养殖生态系统时，需考虑所养殖生物的
环境容纳量、种间关系等因素，从而确定每种生物之间的合适比例，这样做的目的是
_______
_______________________________________________________________________________
。
1．判断关于能量流动的过程的叙述
(1)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能( )
(2)每一营养级生物的同化量就是从上一营养级摄入的能量( )
(3)第三营养级生物产生粪便中的能量属于该营养级的同化量( )
(4)沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用( )
2．判断关于能量流动的特点及研究能量流动的意义的叙述
(1)研究能量流动，可帮助人们合理设计人工生态系统，提高能量的传递效率( )
(2)外源补充能量时，一般营养级越高需要补充的能量越多( )
(3)一种蜣螂专以象粪为食，则该种蜣螂最多能获取大象所同化能量的20%( )
3．填空默写
(1)(选择性必修2 P )能量流动：生态系统中________________________________的过程。
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(2)(选择性必修2 P )生态系统的能量单向流动的原因：_______________________________
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_______________________________________________________________________________
。
(3)(选择性必修2 P )能量流动逐级递减的原因：_____________________________________
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_______________________________________________________________________________
。
(4)(选择性必修2 P )能量金字塔直观地反映出生态系统各营养级间能量的关系，由于能量在
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流动过程中总是________________，因此能量金字塔通常都是_________________________。
(5)(选择性必修2 P )从能量流动的角度分析建设“沼气池”的意义是___________________
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_______________________________________________________________________________
。
(6)(选择性必修2 P )从能量流动的角度分析，合理确定草场载畜量的目的是_____________
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_______________________________________________________________________________
。
