生态系统的能量流动模型
高考生物二轮复习专题专练(28) 构建能量流动模型,分析能量传递效率
高考生物二轮复习专题专练(28) 构建能量流动模型，分析能量传递效率从“高度”上研究高考[典例](2021·山东高考)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。
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________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
高中生物6 能量流动分流模型解读及相关计算
高考常考，重点强化，思维建模，跨越障碍，全取高考拉分题热点1能量流动分流模型解读1.能量流经不同营养级示意图2.构建能量流动模型(表示方法)方法一：说明：两个去向：同化量(b)＝呼吸作用消耗量(d)＋用于生长发育和繁殖的能量(e)；摄入量(a)＝同化量(b)＋粪便量(c)方法二：说明：三个去向：同化量＝呼吸作用消耗量＋分解者分解量＋下一营养级的同化量方法三：说明：四个去向：同化量＝自身呼吸作用消耗量(A)＋未利用(B)＋分解者的分解量(C)＋下一营养级的同化量(D)【典例】如图是生态系统的能量流动图解，N1～N6表示能量数值。
请回答下列有关问题。
(1)流经该生态系统的总能量为(用N1～N6中的字母表示)。
(2)由初级消费者传递给蜣螂的能量为。
(3)图中N3表示________________________________________________________。
(4)能量由生产者传递给初级消费者的传递效率为。
(用N1～N6中的字母表示)。
(5)生态系统具有自我调节能力的基础是。
若要提高生态系统的抵抗力稳定性，一般可采取的措施为______________________________________________。
审题指导答案(1)N2(2)0(3)生产者用于生长、发育和繁殖的能量(4)N5/N2×100% (5)负反馈调节增加各营养级的生物种类1.(2019·辽宁东北育才学校模拟)如图是某池塘生态系统中能量流经贝类的示意图，下列分析错误的是()A.D代表细胞呼吸，一部分能量在细胞呼吸中以热能形式散失B.B是贝类用于自身生长、发育和繁殖所需的能量C.贝类摄入的能量就是流入这个生态系统的总能量D.生态系统的能量流动离不开物质循环和信息传递解析D代表细胞呼吸，一部分能量在细胞呼吸中以热能形式散失，A正确；A 是贝类的同化量，其中一部分通过呼吸作用散失，一部分用于生长、发育和繁殖等生命活动，B正确；生态系统中的能量流动从生产者固定能量开始，通常，生产者固定的总能量是流入生态系统的总能量，C错误；能量流动和物质循环是同时进行的，二者彼此依存，不可分割，生命活动的正常进行离不开信息传递，D 正确。
生态系统的能量流动模型
浙4
Ⅰ苏粤246、、全闽沪国32、13、琼2 鲁182、6、全闽国3、Ⅰ川皖3623Ⅱ0、T1、
课标卷Ⅰ6、 Ⅱ31
京3
生态系统的结 构
Ⅰ
琼20、津9、苏26、 粤27
大粤纲5、33皖、3鲁0 26、琼9
生态系统的功 能及稳定性
Ⅱ
琼19\琼20、苏26、 鲁26、皖30
全国Ⅱ31、皖 30 、川6
苏10、琼16、 津3
辨一辨：生态系统中生产者得到 的能量必然大于消费者得到的。
×
生态系统能量流动模型——第二营养级（P94）
生产者 同化量
初级消费 者摄入量
初级消费 者同化量
呼吸散失的热能 用于生长发育和繁殖
粪便
分解 次级消 者利用 费者摄
未利用
入量
变式四 3min (1)图乙中C代表生态系统中的成分是_分__解__者___。 (2)如表表示图乙生态系统的能量流动情况。
同化总 量/106 J
储存 能量 /106 J
呼吸 消耗 /106 J
A 900 200 700
B 100 15 85
C
15
2 13
D
18
60 12
分析上表可知，流入该生态系统的总能量为__9_×__1_0J8， 从第二营养级到第三营养级的能量传递效率为 _能_量__是_1_8否_%_增__加。？从_能_量_增__输加__入_和。输出来看，该生态系统的总
（二）“文字+箭头”类概念模型
例2 3min（15佛山）稻田养鱼在我国有悠久的历史，在鱼 苗较大时放养雏鸭，可进一步提高经济生态效益。鱼和鸭 的食物来源包括稻田中的各种浮游植物、浮游动物，及落 到水中的卷叶螟等水稻害虫。请补充完成该稻田生态系统 的能量流动图解（不考虑与人的联系）：
第六章 生态系统的能量流动
生态系统中营养物质的循环主要有下列几种途径: 生态系统中营养物质的循环主要有下列几种途径
• 1.物质由动物排泄返回环境：任何动物都有一部分物质超过 排泄返回环境，浮游动物的排泄量较大。 • 2.物质中微生物分解碎屑过程和返回环境：在草原、温带森 林等。 • 3.通过在植物系中共生的真菌，直接从植物殖体（枯枝落叶） 中吸收营养物质而重新返回到植物体。在热带，尤其是热 带雨林生态系统中存在这种途径。 • 4.风化和侵蚀过程中伴同水循环携带着沉积元素，由非生 物库进入生物库。 • 5.动、植物尸体或粪便不经任何微生物分解作用也能释放营 养物质。如水中浮游生物的自溶。 • 6.人类利用化石燃料生产化肥，用海水制造淡水以及对金 属的利用。
第六章 生态系统的能量流动和物质循环
第一节 生态系统的能量流动 第二节 生态系统的物质循环 第三节 生态系统的信息传递
第一节 生态系统的能量流动
Hale Waihona Puke 一、生态系统能量流动的基本原理 二、生态效率 三、生态系统中的初级生产
一、生态系统能量流动的基本原理
（一）生态系统中的能量流动（energy flow of ecosystem ）
（三）生物地球化学循环
• 是营养物质在生态系统之间输入和输出，以及它 是营养物质在生态系统之间输入和输出， 们在大气圈、水圈和土壤圈之间的交换。 们在大气圈、水圈和土壤圈之间的交换。主要有 ）、液相 气相（气体型循环）、液相（水循环） 气相（气体型循环）、液相（水循环）和固相循 沉积型循环）三种形式。 环（沉积型循环）三种形式。
三 生态系统中的初级生产
（一）初级生产的基本概念 初级生产是指绿色植物的生产，即植物通过光合作用 吸收和固定光能，把无机物转化成有机物的生产过程。 6CO2+12H2O C6H12O6+6O2+6H2O 总初级生产量（GPP）：植物在单位面积、单位时间 内，通过光合作用固定太阳能的量。 植物呼吸作用消耗的能量（R） 净初级生产量（NPP）：总初级生产量减去呼吸作用 消耗的能量。 GPP= NPP+ R 照在植物叶面的太阳能作100%，光合作用利用的仅 有0.5%---3.5%。
生态系统的能量流动
1、概念：包括能量的 输入、 传递、转化 和 散失 的过程。
生态系统
无机环境
输入
光能
生物群落
传递和转化
生产者
消费者
分解者
散失
热量
热量 热量
2.起点：从生产者固定太阳能开始 3.总能量：生产者固定的太阳能总量 4.能量流动的过程：
（1）输入：
①含义：能量由无机环境进入生物群落
18.8
植食性动物 62.8
2.1
分解者 14.6
7.5
12.6 29.3
0.1
肉食性动物 12.6
5.0
未利用 327.3
…
能量流经第二营养级示意图P173
摄入的能量：
粪便
粪便中的能量（未被同化的能量）
初级消费者 摄入
属于上一营养级同化量的一部分
该营养级所固定的能量
属于本营养级的同化量
初级消费者
②参与者: 生产者 ③相关生理过程：光合作用、化能合成作用
④总能量 : 生产者固定的太阳能总量 （流入到生态系统的总能量）
⑤形式 : 有机物固定
（2）、传递： ①形式： 有机物中的化学能
②途径： 食物链和食物网 ③每一 环节能量的来源：
A、生产者：太阳能 B、消费者：上一营养级所同化的能量 C、分解者：生产者（遗体、残枝败叶）； 消费者（尸体、粪便）
C
例3豌豆蚜和鳞翅目幼虫是利马豆的主要害虫 ，蝉大眼蝽可取食利马豆及两类害虫。研究人 员用蔬果剂处理去除部分豆荚后，测试以上动 物密度的变化，结果见下表（单位：个/株，蔬 果剂对以上动物无危害）。
（1）调查豌豆群的种群密度应采用 法，施用
生态系统的能量流动和物质循环
第九单元 生物与环境
2.(必修 3 P96 图 5—9 改编)如图是某湖泊的能量金字塔，下列
相关描述不正确的是( B )
A．a、b、c、d 表示不同的营养级 B．a、b、c、d 之间形成一条 a 到 d 的食物链 C．a、b、c、d 的大小表示不同的营养级所得到的能量的多少 D．a、b、c、d 的大小变化体现了能量流动逐级递减的特点
栏目 导引
第九单元 生物与环境
1．(必修 3 P94 图 5—7 改编)如图为生态系统中能量流动示 意图，①②③④⑤⑥各代表一定能量，有关叙述正确的是 ( D)
A．从能量关系来看①＝②＋⑤ B．⑥都属于初级消费者的同化量 C．分解者获得的能量最少 D．③/②代表初级消费者流入次级消费者的能量传递效率
第九单元 生物与环境
第42讲 生态系统的能量流动和物质循环
[考纲点击] 应用(Ⅱ)
生态系统中物质循环和能量流动的基本规律及
一、生态系统的能量流动
第九单元 生物与环境
生态系统能量流动示意图
1．补充图中标号代表的内容
甲：__生__产_者__________，乙：___初__级_消__费_者______，
栏目 导引
第9章 生物与环境
3．生态金字塔——能量流动模型
类型 能量金字塔
项目
数量金字塔
生物量金字塔
形态
特点
正金字塔形
一般为正金字塔 一般为正金字塔
形,有时会出现 形,有时会出现
倒金字塔形
倒金字塔形
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第9章 生物与环境
类型 能量金字塔
项目 能量沿食物链
象征含 流动过程中具 义 有逐级递减的 特性
高中生物高二必修三教学案：第4章_第1节_第2课时_生态系统中的能量流动
第2课时生态系统中的能量流动1.生态系统中能量的输入、传递和输出的过程，称为生态系统的能量流动。
2．能量流动的起点是生产者固定的太阳能，渠道是食物链和食物网，能量形式的变化由光能―→生物体有机物中的化学能―→热能。
3．流经生态系统的总能量是生产者固定的全部太阳能。
4．能量流动的特点是单向流动，逐级递减。
5．能量金字塔的形状永远是正金字塔形，数量金字塔有倒置的情况。
能量流动的概念和过程[自读教材·夯基础]1．概念生态系统中能量的输入、传递和输出的整个过程。
2．过程(1)能量来源：太阳能。
(2)输入过程：主要是通过生产者的光合作用，将光能转化成为化学能。
(3)传递途径：太阳能→生产者→初级消费者→次级消费者→三级消费者→……(4)过程分析(以第一营养级为例)：1．生态系统中能量的源头及流经该生态系统的总能量分别是指哪一部分？提示：能量的源头是太阳能，流经该生态系统的总能量指生产者固定的全部太阳能。
2．结合教材P95图4－8思考：(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？提示：初级消费者摄入的能量不等于其同化量，它们之间存在的关系是：同化量＝摄入量－粪便量。
(2)初级消费者同化的能量会有哪些去向？提示：①通过呼吸作用以热能形式散失；②流入下一营养级；③被分解者分解利用。
(3)初级消费者粪便中的能量是指其流向分解者的吗？为什么？提示：不是，初级消费者粪便中的能量不属于其同化的能量。
3．整个生态系统中能量会因散失而减少，它主要是指哪个生理过程？以什么形式散失？提示：整个生态系统中的能量主要是通过呼吸作用以热能形式散失。
[跟随名师·解疑难]1．生态系统能量流动过程分析(1)能量流动的起点：生产者(主要是植物)固定太阳能。
(2)能量流动的渠道：食物链和食物网。
(3)能量流动中能量形式的变化：太阳光能→生物体有机物中的化学能→热能(最终散失)。
(4)能量在食物链中流动的形式是：有机物(食物)中的化学能。
农业生态学第四章--能量流动
A 贮存量 R1 体增热 R2 维持能
F 固体排泄物
U 液体排泄物
G 气体排泄物
ห้องสมุดไป่ตู้三节 次级生产的能量转化
二、次级生产在农业生态系统中的地位和作用 1．转化农副产品，提高利用价值 2．生产动物蛋白质，改善食物构成。 3．促进物质循环，增强生态系统功能。 4. 提高经济价值。
第三节 次级生产的能量转化
第一节 能量流动的基本规律
三、能量流动的基本定律 1． 热力学第一定律（能量守恒定律） The first law of thermodynamics(the law of conservation of energy): When energy is converted from one form into another, energy is neither gained nor lost. Q=ΔE+W Q 吸热 ΔE 内能（潜能） W 做功 用于生态系统：绿色植物同化的太阳能=贮存在植物体内的化学潜能+植 物呼吸消耗的热能
第四章 农业生态系统的能量流动 Chapter 4 Energy Flow in Agroecosystem
第一节 能量流动的基本规律 The Basic Law of Energy Flow
第二节 初级生产的能量转化 Energy Flow on the level of primary production
efficiencies)
第一节 能量流动的基本规律
四、能量流动的特征 1．能流是单向流动 2．能流是能量不断递减的过程 3. 能量流动的途径和渠道是食物链(food chain)和食物网 (food web)
第二节 初级生产的能量转化
一、初级生产的能量平衡 1. 初级生产（primary production)：
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巩固 图甲为某湖泊生态系统的能量金字塔简图，其中Ⅰ、 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，m1、m2代表不同的 能量形式。图乙为能量流经该生态系统某一营养级的变 化示意图，其中a～g表示能量值。请据图作答：
(4)若图甲中营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一种生物甲、乙、丙， 构成的食物关系如图所示。其中，甲能量中比例为X的 部分直接提供给丙，则要使丙能量增加A kJ，至少需要 消耗甲的能量为25A（1+4X） kJ(字母表示)。
辨一辨：生态系统中生产者得到 的能量必然大于消费者得到的。
×
生态系统能量流动模型——第二营养级（P94）
生产者 同化量
初级消费 者摄入量
初级消费 者同化量
呼吸散失的热能 用于生长发育和繁殖
粪便
分解 次级消 者利用 费者摄
未利用
入量
变式四 3min (1)图乙中C代表生态系统中的成分是_分__解__者___。 (2)如表表示图乙生态系统的能量流动情况。
D.由于环境条件的限制， 5年间该种群数量呈“S”型 增长
学法指导：将图形转 化成熟悉的数学模型 进行分析。
生态学中的概念模型
（一）知识框架类概念模型
60S（双选）例2.下列选项中，与图中所示概念的从属关系相
符合的有选项
AD
选项
①
②
③
④
A 生态系统的 物理信息 化学信息 行为信息 信息
B 种间关系 捕食
斗争 互利共生
C 生物多样性 DNA的多 种群多样 生态系统
样性
性
多样性
D 垂直结构的 阳光 栖息场所 影响因素
食物
辨一辨：遗传多样性较高的种群适应环境能力强，栖息地破
× 碎化造成小种群，有利于维持生物多样性(2012•江苏)
（二）“文字+箭头”类概念模型
例2 3min（15佛山）稻田养鱼在我国有悠久的历史，在鱼 苗较大时放养雏鸭，可进一步提高经济生态效益。鱼和鸭 的食物来源包括稻田中的各种浮游植物、浮游动物，及落 到水中的卷叶螟等水稻害虫。请补充完成该稻田生态系统 的能量流动图解（不考虑与人的联系）：
巩固 图乙为能量流经该生态系统某一营养级的变化示意 图，其中a～g表示能量值。请据图作答：
(2)图乙中，若A表示图甲中营养 级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表 示_ Ⅱ同_化_的__能__量_，C表示 Ⅱ_用__于_生__长__、_发__育__和__繁_殖__的。能若量图甲中 营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为 y，则营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传 递效率是___b_/_y _*_1_00_%___(用图中 所给字母表示)。
课标卷Ⅰ6、 Ⅱ31
京3
生态系统的结 构
Ⅰ
琼20、津9、苏26、 粤27
大粤纲5、33皖、3鲁0 26、琼9
生态系统的功 能及稳定性
Ⅱ
琼19\琼20、苏26、 鲁26、皖30
全国Ⅱ31、皖 30 、川6
苏10、琼16、 津3
生态环境的保 护
Ⅰ
苏24
全国Ⅰ32，琼 29、津8
苏17
2010-2014年广东省高考生物字数及图表数
学法指导——能量流动图四要素：
营养级、太阳能、各营养级的呼吸作用、分解者及呼吸作用
生态系统能量流动模型（必修3P94）
生产者
呼吸作用
①
③
初级消费者 次级消费者
②
分解者
辨一辨：
呼吸作用
1食物链和食物网是生态系统的能量流动、物质循环及信
息传递的渠道。
×
2输Байду номын сангаас生态系统总能量是植物固定的太阳能。 ×
3生物与生物之间捕食关系一般不可逆转，所以能量流动
具单向性
4从能量关系看① 〉②+③
变式二：3min
如图是某人工鱼塘生态系统能量流动图解[能量单位 为J/(cm2·a)]，请问植食性动物的能量有 ____2_.5___[J/(cm2·a)]传递到肉食性动物体内，
能量从第二营养级传递到第三营养级的效率是1_5_._6_%_。
学法指导： 人工生态系统有机 物输入的能量流向 消费者和分解者
生态系统能量流动模型——生态系统水平
生产者
呼吸作用 初级消费者 次级消费者
生态系统
分解者 呼吸作用
巩固 图甲为某湖泊生态系统的能量金字塔简图，其中Ⅰ、 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，m1、m2代表不同的 能量形式。图乙为能量流经该生态系统某一营养级的变 化示意图，其中a～g表示能量值。请据图作答：
同化总 量/106 J
储存 能量 /106 J
呼吸 消耗 /106 J
A 900 200 700
B 100 15 85
C
15
2 13
D
18
60 12
分析上表可知，流入该生态系统的总能量为__9_×__1_0J8， 从第二营养级到第三营养级的能量传递效率为 _能_量__是_1_8否_%_增__加。？从_能_量_增_输_加_入__和。输出来看，该生态系统的总
① ②
④ ③
生态学中的数学模型
例1 90S（2014福建卷）研究人员用样方法调查了某 地北点地梅（一年生草本植物）的种群数量变化，结 果如图所示。下列正确的是 B
A.1972年北点地梅个体间 生存斗争程度较1975年低
B.1971年种子萌发至幼苗 阶段的死亡率高于幼苗至成 熟植株阶段
C.统计种群密度时，应去 掉采集数据中最大、最小值 后取平均值
近年高考纵览
考纲内容
真题分布
考点清单
2012年
2013年
2014年
种群特征与 种群数量变 化
群落的结构 特征与群落 演替
闽3、浙5、琼21、全国Ⅱ31、粤 全国Ⅰ33、苏
Ⅱ 苏26、鲁26、全国4、鲁26、 瑜7、5、闽3、粤6、
卷32、皖30、粤27 川6、闽4
浙4
Ⅰ苏粤246、、全闽沪国32、13、琼2 鲁182、6、全闽国3、Ⅰ川皖3623Ⅱ0、T1、
2010年 2011年 2012年 2013年 2014年
选择题 691 834 678 788 796
非选择题 1369 1407 1780 1489 1465
全卷 2060 2241 2458 2277 2261
图表 5个 9个 10个 12个 15个
图文信息量大，突出了获取分析处理信息的能力
学习目标： 建立模型，解决图表题。
(1)图甲中，m1、m2表示的能量形式分别为 太_阳__能_（__生__产_者__固__定、的_能__量_）___热__能__（_呼_ 。吸散失的能量）
通常情况下，位于营 养级Ⅳ的生物个体数量会远远 少于Ⅲ，主要原因是 _能_量__逐_级__递_减__，_营__养_级_越__高_，__可_利__用_的。能量越少 若m1＝m2，该生态系统将会 走向衰退状态 。