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第 52 课时 生态系统的能量流动
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
课标要求 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。4.活动：调查或探讨一个校园、公园、农田、森林、湿
地或池塘生态系统中的能量流动。
2023·新课标·T33 2023·全国甲·T5 2022·北京·T19
1.能量流动的过程 2022·河北·T18
及特点 2022·湖北·T20 2022·辽宁·T19 2021·辽宁·T19
2021·全国甲·T31
考情分析 2.能量流动的相关
2023·山东·T13 2022·湖北·T20 2021·山东·T24
计算
2022·山东·T11 2022·湖南·T8 2022·湖北·T20 2021·
3.能量流动的应用
福建·T6
4.生态金字塔分析 2022·天津·T13
考点一 生态系统的能量流动
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．能量流动过程
(1)能量流经第一营养级的过程(2)能量流经第二营养级的过程
由图分析得到：
①初级消费者摄入量(a)＝初级消费者的同化量(b)＋____________。
②同化量(b)＝呼吸作用散失的能量(d)＋用于生长、发育和繁殖的能量(e)。
③用于生长、发育和繁殖的能量(e)＝遗体残骸被分解者利用的能量(f)＋次级消费者摄入量
(i)＋暂时未被利用的能量(j)。
提醒 ①流入每一营养级的能量最终去向＝在呼吸作用中以热能形式散失＋被下一营养级
同化(最高营养级除外)＋被分解者利用。
②某营养级的粪便量不属于该营养级的同化量，而属于上一营养级流向分解者的能量，比如
兔子吃草，兔子粪便中的能量属于草流向分解者的能量。
③植物光合作用与同化量的关系：光合作用储存的能量＝同化量，净光合作用储存的能量＝
用于生长、发育和繁殖的能量(净光合作用＝光合作用－呼吸作用)。
3．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。
(1)每一营养级生物的同化量就是从上一营养级摄入的能量( )
(2)森林中生产者积累的有机物的能量总和即为输入该生态系统的总能量( )
(3)越冬灰鹤粪便中的能量不属于其同化量的一部分(2021·辽宁，19)( )(4)果蔬等植物获取的物质和能量主要来自有机肥( )
(5)在食物链中，营养级越高，其同化的能量越少，原因是其通过呼吸作用消耗的能量太多(
)
(6)鱼吃杂草，杂草同化能量中的10%～20%流入鱼体内( )
依据泥鳅可以利用残饵、鱼粪为食以及循环经济原理，技术人员将稻田养河蟹和稻田养泥鳅
两个生态系统有机地结合起来，形成稻护蟹，蟹吃饵料、杂草，泥鳅吃残饵、蟹粪，泥鳅粪
肥田的“稻—蟹—泥鳅”农田生态系统，科研人员比较了三种农田模式的产量，结果如表，
请回答以下问题：
45 m2的稻田中水稻、河蟹及泥鳅产量分析
生态系统类型 水稻产量/kg 河蟹产量/g 泥鳅产量/g
水稻单种 39.0
稻—蟹 41.4 2 203.3
稻—蟹—泥鳅 41.0 2 131.3 656
(1)输入“稻—蟹—泥鳅”农田生态系统的总能量包括哪些？
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
(2)河蟹会被鸟捕食，与鸟相比，河蟹的同化量/摄入量的比值明显较低，从食物类型分析，
可能的原因是什么？
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
(3)如图为“稻—蟹”农田生态系统中各营养级所含能量的示意图，其中a、a 、a 表示上一
1 2
年留存下来仍未被利用的能量，e、e 、e 表示呼吸作用消耗的能量，c、c 、c 表示什么？
1 2 1 2
河蟹用于自身生长、发育和繁殖的能量包括哪些？(用图中字母表示)
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
(4)如图是能量流经该稻田第二营养级的示意图，图中的数值表示能量(单位：×10 kJ·m－2·a－
1)。图中的C代表什么含义？第二营养级到第三营养级的能量传递效率是多少？________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
(5)与“稻—蟹”农田模式相比，“稻—蟹—泥鳅”农田模式具有更高的经济效益，从能量
流动的角度分析其原因。为了从蟹—稻复合养殖体系获得更大的稻、蟹产量，需定期投喂饵
料，从能量流动和物质循环的角度分析原因是什么？
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
考向一 能量流动的过程、特点
1．(2024·合肥高三模拟)如图表示生态系统中生产者和初级消费者的能量类型和去向(d表示
营养级未被利用的能量)。下列相关叙述错误的是( )
A．生产者和初级消费者获得能量的方式不相同
B．生产者用于生长、发育和繁殖的能量一定包含b
1
C．生产者到初级消费者的能量传递效率为b/(a ＋b＋c＋d)×100%
1 1 1 1 1
D．初级消费者粪便中的能量属于生产者所同化的能量
2．(2024·湖北省部分学校高三开学考)养殖淡水石斑鱼能获得较高的经济效益。如图所示为
养殖石斑鱼的某湖泊生态系统能量流动的部分图解和部分能量数据，字母表示能量值(单位：
kJ)。下列相关分析正确的是( )
A．流经该湖泊的总能量是a＋e
B．草鱼粪便中的能量属于植物的同化量
C．草鱼到石斑鱼的能量传递效率为e/b×100%
D．图中c代表草鱼用于生长、发育和繁殖的能量考向二 能量流动的相关计算
3．(2023·山东，13)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( )
来自陆地的 初级消费者 初级消费者 初级消费者
项目 生产者固定
植物残体 摄入 同化 呼吸消耗
能量[105J/
90 42 84 13.5 3
(m2·a)]
A.流经该生态系统的总能量为90×105 J/(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10.5×105 J/(m2·a)
D．初级消费者粪便中的能量为70.5×105 J/(m2·a)，该能量由初级消费者流向分解者
4.如图所示的食物网中，最初戊的食物有1/5来自乙，1/5来自丙，3/5来自丁。为了促进戊
的发展，将戊的食物比例调整为1/2来自乙，1/4来自丙，1/4来自丁。若能量从生产者到消
费者的传递效率为10%，从消费者到消费者的传递效率为20%。理论上现在养活的戊的数
量是最初的多少倍？( )
A．1.4 B．1.5 C．1.6 D．1.7
归纳提升 (1)能量的传递以营养级为单位
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C←A→B，由第一营养级到第二营养级的能量传递效率是指B和C同化的总能量占A
同化的总能量的比例。
(2)能量传递效率的计算方法
相邻两个营养级之间的能量传递效率＝×100%
(3)能量流动中的最值计算
(4)能量流动中的定值计算
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，
在食物链A→B→C→D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M×a%×b%×c%。
②如果是在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物获得能量，且各途径所获得
的生物量比例确定，则需按照各单独的食物链进行计算后合并。考点二 生态金字塔及研究能量流动的意义
1．生态金字塔的类型及特点
项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔
如果金字塔中表示的
将单位时间内各营养级所得 如果金字塔中表示的
是各个营养级_____
到的__________转换为相应 是各个营养级的
(每个营养级所容纳
概念 面积(或体积)的图形，并将图 __________________
的有机物的总干重)
形按照营养级的次序排列形 ______关系，就形成
之间的关系，就形成
成的一个金字塔图形 数量金字塔
生物量金字塔
形状
一般生物个体数目在 一般生物有机物的总
能量沿食物链流动过程中具
象征含义 食物链中随营养级升 干重沿食物链升高而
有逐级递减的特性
高而逐级递减 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
成千上万只昆虫生活 游动物吃掉，所以某
在一株大树上时，该 一时间浮游植物的生
能量流动的过程中总是有能
数量金字塔的塔形也 物量(用总干重来表
分析 量的耗散，故能量流动逐级
会发生变化
示)可能低于浮游动
递减
物的生物量
2.研究能量流动的实践意义
(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)生态金字塔都是上窄下宽的金字塔形( )
(2)在自然生态系统中，能量金字塔每一层代表了各营养级的能量值，根据能量单向流动、
逐级递减的特点，能量金字塔一定是上窄下宽的正金字塔形( )
(3)人为操纵生态系统营养结构有利于调整能量流动方向和提高能量传递效率( )
(4)稻－蟹共作模式可实现物质和能量的循环利用(2022·湖南，8)( )
考向三 生态金字塔分析
5．(2023·武汉高三模拟)生态金字塔包括能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔。下列叙
述错误的是( )
A．由于生态系统中能量流动是逐级递减的，故能量金字塔为上窄下宽型
B．浮游植物个体小、寿命短且不断被浮游动物捕食，生物量金字塔可能倒置
C．如果消费者的个体小而生产者的个体大，数量金字塔可能为上宽下窄型
D．如果生物量金字塔或数量金字塔倒置，则对应的能量金字塔也会倒置
6．(2022·天津，13节选)为研究河流中石块上微生物群落的演替，将灭菌后的裸石置于河流
中，统计裸石上不同时间新增物种数目(图1)、自养类群和异养类群的个体数量(A和H分别
代表自养和异养类群的优势种)(图2)。
已知自养类群为异养类群提供有机碳，演替达到稳定后，两者的数量金字塔是________(填
“正”或“倒”)金字塔形，能量金字塔是________(填“正”或“倒”)金字塔形。
1．(选择性必修2 P )能量流动：生态系统中____________________________的过程。自然
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生态系统输入的总能量指________________________，而人工生态系统还包括
_____________。2．(2020·山东，24改编)若捕食性线虫为该土壤中的最高营养级，与食细菌线虫相比，捕食
性线虫同化能量的去向主要通过_____________散失，不包括____________________。
3．(2021·河北，22节选)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________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________。
4．(2021·全国甲，31改编)青草→羊→狼是一条食物链。根据林德曼对能量流动研究的成果
分析，这条食物链上能量流动的特点是__________________。单向流动的原因：
___________
_______________________________________________________________________________
。
能量流动逐级递减的原因：_______________________________________________________
_______________________________________________________________________________
。
5．(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
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在流动过程中总是________________，因此能量金字塔通常都是________________________。
6．(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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养鱼时，合理确定鱼的放养量，才能保证鱼的持续高产，这说明研究能量流动的意义是
________________________________________________________________________。
7．(2020·全国Ⅲ，31节选)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。画出该湖泊生态系统能量流动的
示意图。
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
8．(2023·新课标，33节选)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____________________；②是____________________；③是__________________。
