3.2 生态系统的能量流动-【勤径学升】2024-2025学年高中生物选择性必修2同步练测（人教版2019）

知识点二 思考讨论 1.(1)提示：形成食物链的根本原因是各种生物之间的食 物关系。 (2)提示：蛇。鹰。 (3)提示：生产者；最高营养级。 (4)提示：生产者和消费者。 2.(1)提示：第三、四、五营养级。捕食和竞争。 (2)提示：一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物， 一种植食性动物既可以吃多种植物，也可被多种肉食性 动物所食。 (3)提示：兔、食草鸟、蛇的数量先增加后趋于稳定，但结 果比原来的数量要增加。 能力强化 3.C 同一营养级的动物可以包括多个物种、多个种群， A错误；一种生物可以被一种或多种生物捕食，B错误； 第一营养级的生物是生产者，生态系统的生产者绝大多 数是绿色植物，C正确；同一种动物可以捕食多种生物， 在食物网的不同食物链中可占据不同营养级，D错误。 4.BD 食草鸟属于初级消费者，A错误；在该生态系统 中，蜘蛛和蟾蜍既有捕食关系，又有种间竞争关系， C错误。 素养发展 探究应用 (1)提示：浮游植物→浮游动物→鲫鱼→乌鱼。 (2)提示：池塘中的氮、磷含量过高时，浮游植物因吸收 大量的氮、磷而大量繁殖，浮游动物也随之增加。它们 的呼吸作用消耗了水体中的大量氧气，导致水体缺氧， 鱼类等生物因缺氧而死亡，腐败的尸体污染了水质。措 施：挖去淤泥、除去藻类植物、撒入石灰等碱性物质，换 用无营养的清水等。 【随堂巩固促应用】 1.解析 生产者主要是指绿色植物，绿色植物能利用光能 通过光合作用把无机物制造成有机物，属于自养型生 物，①正确；生产者的细胞呼吸将有机物分解成无机物， 实现了物质的循环，但消费者、分解者在这一点上比生 产者更强，②错误；太阳光属于生态系统的成分，③错 误；病毒是异养生物，需寄生在活细胞中，在生态系统中 属于消费者，④错误；硝化细菌是自养生物，在生态系统 中属于生产者，⑤正确；蚯蚓是腐生生物，在生态系统中 属于分解者，⑥错误。 答案 ①⑤ 2.B 在非生物的物质和能量中，太阳能是植物光合作用 的能量来源，植物的生长需要从非生物环境中吸收非生 物的物质，A正确；黑藻属于真核生物，B错误；消费者 和分解者都是异养生物，消费者从活的生物体中获取营 养物质，分解者从动植物遗体残骸中获取营养物质， C正确；在任何生态系统中都存在着两种最主要的食物 链，即捕食食物链和腐食食物链，前者是以活的生产者 为起点的食物链，后者是以死的生物或腐屑为起点的食 物链，D正确。 3.C 第一营养级是生产者，属于自养生物；第二营养级 是初级消费者，是异养生物；第三营养级是次级消费者， 是异养生物；分解者是腐生生物。 4.CD 生态系统中的食物链交错连接形成食物网的原因 是多种生物在不同食物链中占有不同的营养级，食物链 交叉成食物网，A正确；蛇与鼠之间是捕食关系，食虫鸟 与蛙都捕食植食性昆虫和食虫昆虫，是竞争关系，B正 确；该图中只有生产者和消费者，没有分解者和非生物 的物质和能量，C错误；鹰在植物→鼠→蛇→鹰这条食 物链中属于第四营养级，三级消费者，D错误。 5.解析(1)非生物环境和生产者之间的物质联系是双向 的，因此图1中A是消费者，B是分解者，C是非生物的 物质和能量，D是生产者。(2)分解者主要是指营腐生 生活的细菌和真菌。(3)生产者和分解者是联系生物群 落和非生物环境的两大“桥梁”,是生态系统必不可少的 组成成分。(4)食物链以生产者为起点，以不能再被其 他生物捕食的生物为终点，图2中的植物是各条食物链 的起点，共有8条食物链。(5)该食物网中只包括生产 者和消费者，一个完整的生态系统还应有分解者、非生 物的物质和能量。(6)在不同食物链中鹰占有4个营养 级，其中鹰占最高营养级的食物链是最长的食物链。 (7)蛇和鹰存在捕食关系，都以食虫鸟或老鼠为食时，二 者是竞争关系。若蛇绝种，鹰会以老鼠、食虫鸟为食，鹰 的营养级降低，食物增多，数量也增多。 答案(1)分解者 非生物的物质和能量 (2)营腐生生活的细菌和真菌 (3)D B (4)8 (5)分解者、非生物的物质和能量 (6)4 植物→植食性昆虫→食虫昆虫→蛙→蛇→鹰(或 植物→植食性昆虫→食虫昆虫→食虫鸟→蛇→鹰) (7)捕食和竞争 增多 第 2节 生态系统的能量流动 【自主学习探新知】 一、 1.传递 散失 2.太阳能 生产者 化学能 3.(1)生产者 初级消费者 次级消费者 呼吸作用 分解者(2)①热能 ②下一营养级 ③分解者 二、 1.单向的 低营养级 高营养级 捕食者 2.逐级递减 10??20% 三、 2.(1)各个营养级获得的能量(2)第一 低 高 3.(1)有机物的总干重 4.(1)数量 四、 1.√ 2.× 3.√ 4.× 概念检测 1.× 2.× 3.× 4.× 5.× 6.× 7.× 【互动探究解疑难】 知识点一 思考讨论 1.提示：①自身呼吸作用消耗；②流入下一个营养级；③被 分解者利用；④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，即“未利用”,如果以年为单位研 究，这部分能量将保留到下一年。 9 2.(1)提示，h (2)提示：不属于 上一个 分解者 (3)提示：呼吸作用以热能的形式散失的能量(d) 用于 生长、发育和繁殖的能量(e) (4)提示：分解者利用的能量(f—c)下一营养级同化 的能量(i) (5)①提示：粪便量 ②提示：呼吸作用 热能 下一营养级 分解者 b 能力强化 1.C 生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、 传递、转化和散失的过程，A错误；照射在生产者上的太 阳能没有被全部固定，生产者固定的能量是流经生态系 统的总能量，B错误；初级消费者是第二营养级，流经第 二营养级的总能量是指初级消费者同化的能量，C正 确；最高营养级的生物同化的能量不会流向“下一个营 养级”,D错误。 2.D 甲表示 B的同化量，乙表示 B用于生长、发育和繁 殖的能量，丙表示B呼吸作用以热能形式散失的能量， 丁表示分解者的分解作用散失的热能，图中 D利用的 能量不全部来自B生物，还来自A生物(B粪便中的能 量是 B未同化的能量，属于上一个营养级 A同化的 能量)。 3.ABD 图 1 中甲、乙分别表示兔子和狼的数量变化， B点是狼种群的最大值，不是狼的K值，狼群的K值是 狼群长期稳定的值，A错误；图1中甲、乙分别表示兔子 和狼的数量变化，兔子的K值接近C、D点对应的数值， B错误；图2 中B的食物残渣不能被 B利用，能量包含 在c中，流向分解者，C正确；图2中B用于生长发育及 繁殖的能量值可表示为a—b,D错误。 知识点二 思考讨论 1.(1)提示：13.52% (2)提示：20.06% (3)提示：一部分通过该营养级的呼吸作用散失了，一部 分作为排出物、遗体或残枝败叶不能进入下一营养级， 而为分解者利用；还有一部分未被利用。 (4)提示：不能。 (5)提示：能量流动是单向的；能量在流动过程中是逐级 递减的。 2.提示：①②⑤⑥ 能力强化 4.D 肉食性动物不一定捕食植食性动物，也可捕食肉食 性动物，因此肉食性动物不一定处在食物链的第三营养 级，A 错误；相邻营养级间的能量传递效率一般在 10??20相邻营养级间的能量传递效率不一定都相 同，如植食性动物由于分解纤维素的能力低，导致第一 营养级和第二营养级之间能量传递效率低，B错误；流 入植食性动物的能量为初级消费者的同化量，摄入量= 同化量十粪便量，因此初级消费者摄入的总能量应大于 1.5×10?J·m-2·a-1,C错误；该生态系统未利用的能 量=生产者同化的能量一所有生物呼吸散失的能量= 9.8×10?-6.1×10?-8.1×10?—1.6×10?-1.7×10? ≈1.03×10?J·m-2·a-1,D正确。 5.C 能量流动从生产者固定的太阳能开始，流入该生态 系统的总能量是生产者固定的太阳能=175+200+875 =1 250(kJ),A 正确；从乙到丙的能量传递效率为 30÷200×100?5?正确；将乙和丙的粪便作为 有机肥还田，为作物提供了无机盐，但不能提高能量传 递效率，C错误；食物链的营养关系一般不可逆，这决定 了能量流动的单向性，D正确。 知识点三 思考讨论 (1)提示： 某草地： 营养级 第四营养级 第三营养级 第二营养级 第一营养级 数量(个·hm-2) 10 900000 2 000 000 15 000 000 温带森林： 营养级 第四营养级 第三营养级 第二营养级 第一营养级 某湖泊。 营养级 第三营养级 第二营养级 第一营养级 数量(个·hm-2) 20 1 200 000 1 500 000 2000 生物量(g·m-2) 4 11 96 某海峡： 营养级 生物量(g·m-) 第三营养级 第二营养级 21 第一营养级 4 (2)提示：当生产者个体比消费者个体大得多时，数量金 字塔经常是倒置的。 (3)提示：海洋生态系统中，浮游植物个体小，世代周期 短，又会不断被捕食，因而某一时间调查到的生物量可 能低于浮游动物的生物量。当然，总的来看，一年中浮 游植物的总的生物量还是比浮游动物的要多。 (4)提示：实现了对能量的多级利用，提高了能量的利 用率。 (5)提示：调整能量流动关系，使能量流向对人类最有益 的部分。 (6)提示：没有。提高了能量的利用率，即人类充分利用 了流向分解者的能量，实现了对能量的多级利用，减少 了环境污染，但没有提高能量在不同营养级之间的传递 效率。 能力强化 6.C 据图分析，I是生产者，处于第一营养级，A 错误； IV是三级消费者，处于第四营养级，B错误；E?为太阳 能，用于植物的光合作用，E?为热能，是生物呼吸作用 产生的，C正确；能量是单向流动的，不能循环利用， D错误。 7.C 生态金字塔包括能量金字塔、生物量金字塔和数量 金字塔，大多数情况下呈现图丙所示的正金字塔形， A正确；能量沿食物链(网)流动时逐级递减，因此能量 10 金字塔通常呈现正金字塔形，B正确；某些食物链，如 树→虫→鸟，其数量金字塔可能如图甲，C错误；生态金 字塔表示不同营养级上能量、生物量或数量的关系，不 包含分解者，D正确。 8.B 油茶树枯朽树桩中的能量属于油茶树的同化量中 流向分解者的部分；茶树菇属于分解者，不能直接利用 阳光；该林场的做法实现了能量的多级利用，提高了能 量的利用率而不是传递效率。 素养发展 探究应用 (1)提示：养殖前流入该生态系统的总能量是指生产 者固定的能量，养殖后流入的总能量是指生产者固 定的能量十人工投放的饵料中有机物的能量。养殖 后能量来源更多，导致养殖后生物体内所含的总能 量显著增加 (2)提示：植食性鱼类的总生物量较多。原因是虾、贝等 小型植食性动物能摄食饵料，肉食性鱼类只摄食虾、贝 类，所处的营养级较高，而能量的传递是逐级递减的，因 此，肉食性动物的能量来源减少，总的生物量也较少。 【随堂巩固促应用】 1.解析 太阳能可通过生产者的光合作用转化成化学能 储存在有机物中，①正确；呼吸作用产生的能量，一部分 以热能形式散失，一部分用于合成 ATP,②错误；次级 消费者获得的能量主要由初级消费者同化的能量与传 递效率两者的乘积决定，③错误；能量沿着食物链或者 食物网是单向流动、逐级递减的，④正确；人工生态系统 中有时候会存在有机物的投放，故生产者的能量可能小 于消费者的能量，⑤错误；研究生态系统的能量流动，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，⑥错误；能 量可通过光合作用和化能合成作用输入生态系统，通过 呼吸作用以热能形式散失，⑦正确。 答案 ①④⑦ 2.D 能量传递效率10??20??相邻营养级同化量之 比，而非摄入量之比，A错误；各级消费者的摄入量减粪 便量是同化量，同化量一部分用于呼吸作用散失，一部 分用于生长、发育和繁殖，所以图中b表示初级消费者 的同化量，c表示初级消费者用于自身生长、发育和繁 殖的能量，B错误；图中 a表示粪便量，初级消费者的同 化量b=呼吸作用散失量+c,C错误；c表示初级消费 者用于自身生长、发育和繁殖的能量，这一过程中一部 分能量会被下一营养级摄入，下一营养级的粪便属于 c而不属于自身的同化量，所以图中c指向分解者的箭 头中包含初级消费者的遗体残骸和次级消费者的粪便， D正确。 3.C 题述生态系统模式充分利用了农田的立体空间，能 提高能量的利用率，A正确；根据“深水、绿萍为泥鳅提 供隐蔽场所，使鸭难以捕食”可知鸭与泥鳅之间存在捕 食关系，根据“鸭主要以杂草、害虫、绿萍为食”“绿萍、鸭 粪又可作为泥鳅的食物”可知泥鳅和鸭都可以捕食绿 萍，故二者之间还存在种间竞争关系，B正确；能量不能 被循环利用，鸭粪中的物质能被水稻、绿萍利用，C 错误。 4.BCD 根据“摄食量=粪便量十同化量”这个公式可求 出：该动物种群的同化量=530-330=200(kJ),故流向 第三营养级的能量最多为200×20?0(kJ),A正确； 根据“同化量=呼吸消耗量十用于生长、发育和繁殖的 能量”这个公式可知，呼吸消耗量=200-80=120(kJ), 呼吸消耗量占同化量的120/200×100?0呼吸 作用产生的能量大约有 40?存在 ATP中，大约有 60??热能的形式散失，故同化的能量中约有60? 60?6??热能的形式散失，B错误；从表格信息无 法知道生产者的同化量，所以无法计算生产者到该动物 的能量传递效率，C错误；由 B项分析可知，X=120, D错误。 5.解析(1)分析可知，图甲中m?、m?分别代表太阳能和 呼吸作用散失的热能。能量在流动过程中逐级递减，通 常情况下，营养级越高，可利用的能量越少，位于高营养 级的生物个体数越少。(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表示营养级Ⅱ同化的能 量，C表示营养级Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量。若 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=(营养级Ⅱ的同化量÷营养 级I的同化量)×100?/y×100??(3)根据题意分 析，假设至少需要消耗甲的能量为a,则丙从甲→丙途 径获得的能量为1/5a×20丙从甲→乙→丙途径获 得的能量为4/5a×20?20根据题干中的条件可 知：1/5a×20?/5a×20?20?,因此 a= 125M/9。 答案(1)太阳能(或生产者同化固定的能量) 热能 (或呼吸作用散失的热量)营养级高，可利用的能量少 (2)同化的能量 用于生长、发育和繁殖的能量 b/y×100% (3)125M/9 微课 生态系统中能量流动的相关计算 针对训练 1.D 题目所述的人获取能量的食物链构成：①绿色植物 →羊→小型肉食动物→人；②绿色植物→羊→人；③绿 色植物→人。根据能量传递效率原理，由①知，(1/4)÷ 10?10?10?50(kg);由②知，(1/4)÷10? 10?5(kg);由③知，(1/2)÷10?(kg)。因此，消 耗的总量为250+25+5=280(kg)。 2.B 据图分析，该食物网中具有2条食物链，即 A→C和 A→B→C;解题时从高营养级C求低营养级 A,则除以 能量传递效率，即乘以10,而生产者的数量是一定的， 进而得出食物比例改变前后的数量关系。解题时应该 从C出发，设当食物 A:B为1:1时，C的能量为x,需 要的 A为1/2x÷10?/2x÷10?10?5x。设 当食物A:B为2:1时，C的能量为 y,需要的 A为 2/3y÷10?/3y÷10?10?0y。由于两种情况 下，生产者的数量是一定的，所以55x=40y,则y= 1.375x。 3.D 流经该生态系统的总能量是生产者所固定的太阳 能和人工投放饲料中的能量，即a+c,A错误；第一营养 级的同化量是a,第二营养级从第一营养级同化的能量 为h,故第一、二营养级之间的能量传递效率为h/a× 100?错误；因为有人工投放饲料，因此该生态系统 中高营养级的能量可能比低营养级的多，C错误；投放 消化酶提高了第二营养级的消化吸收量，从而提高第二 营养级的能量利用率，D正确。 4.解析 能量在相邻两个营养级间的传递效率是10?? 20??求最少消耗水藻量时，应选最短的食物链，即水 藻→小鱼→人，传递效率按20??算，设最少消耗水藻 量为x,则x×20?20? kg,x=25 kg;求最多消 11 ?高中生物学·选择性必修 2(人教版) 生物，第一营养级 ⑦自养生物，初级消费者 A.①③⑤ B.②④⑥ C.①③⑤⑥ D.①⑥⑦ 4.(不定项)如图表示某生态系统的食物网。下 列有关叙述中，不正确的是 ( ) -鹰 食虫鸟 蛇 食虫昆虫 鼠 植食性昆虫— 蛙 植物 A.生态系统中的食物链交错连接形成食物 网的原因是多种生物在不同食物链中占 有不同的营养级 B.蛇与鼠、食虫鸟与蛙的关系分别是捕食和 竞争 C.该图仅体现了生态系统组成成分中的生 产者、消费者和分解者 D.鹰在植物→鼠→蛇→鹰这条食物链中属 于四级消费者 5.图1为生态系统的组成成分之间的关系， 图 2为某生态系统的食物网。 A- B c 食虫鸟 植食性昆虫→食虫昆虫 植物 蛙→蛇一 鹰 D 老鼠= 图1 图2 据图1回答： (1)从营养功能的角度来填写成分： B ;C (2)B主要是指 (3) 和 是联系生物群落和 非生物环境的两大“桥梁”。(填字母) 据图2回答： (4)该生态系统共有 条食物链。 (5)要使该生态系统完整，还需要增加的成分 是 (6)鹰占有 个营养级，请写出鹰作为 最高营养级的一条食物链 (7)鹰和蛇的关系是 ,若蛇绝 种，鹰的数量可能_ 。 提示请完成《素能提升训练》训练七 第 2节 生态系统的能量流动 AI伴学助手 在插答计 配度答塞 全慌理 查济补缺 [学习目标] 1.运用结构与功能观，分析能量流动的过程和特点。 2.运用物质与能量观，分析能量传递效率，提高能量在农业生产上的利用率。 3.通过能量流动模型的构建，分析能量流动过程、特点和规律。 4.通过模型、图理解能量是维持生态系统的动力，培养学生运用逻辑思维分析问题的能力，并指 导农牧业生产。 44 第三章 生态系统及其稳定性 自主学习探新知 课前预习 双基落实 一、能量流动的过程 1.概念：生态系统中能量的输入、 、转 化和 的过程。 能量来源： 输入生物： 2.能量输入 主要方式：光合作用 能量转化：光能—→ 3.能量流动的过程(填一填) d d d 三、生态金字塔 1.生态金字塔：包括能量金字塔、生物量金字 塔、数量金字塔。 2.能量金字塔 D 光照 a b e w d (1)补充图中标号代表的内容： a. ,b. ,C. ,d. ,e. (2)据图总结流入每一营养级的能量最终 去向： ①通过自身呼吸作用以 形式散失。 ②被 同化。 ③被 分解利用。 二、能量流动的特点 1. :生态系统的能量只能沿食物 链由 流向 ,既 不能逆转也不能循环。原因是生物之间的捕 食关系是一定的，能量只能由被捕食者流向 而不能逆向进行，这是长期自然 选择的结果。 2. :输入到一个营养级的能量不 可能百分之百地流入到下一个营养级，能量 在食物链流动的过程中是逐级减少的。一般 来说，相邻两个营养级之间的能量传递效率 只有 (1)原因：能量在流经每一营养级时，都有呼 吸消耗、被分解者利用和未利用的，所以越传 越少。 (2)能量传递效率的计算方法 相邻 两营养级之间 的能量传递效率 = 某一营养级的同化量×100% 上一营养级的同化量 (1)图中 A、B、C、D每层代表 (2)最底层 A代表 营养级，以此类 推，由 到_ 。 (3)由于能量的逐级递减，能量金字塔往往是 正立的。 3.生物量金字塔 (1)生物量的概念：每个营养级所容纳的 (2)特点：与能量金字塔相似，但有特例(如海 洋中的某一时刻浮游植物的生物量可能低于 浮游动物的生物量)。 4.数量金字塔 (1)金字塔每一层代表处于该营养级所有生 物的 。 (2)特点：不同生态系统，金字塔的形状会有 差异。例如草原中草比鼠多，鼠比鼬多；但森 林中却出现了一棵大树上存在许多昆虫的 现象。 四、研究能量流动的实践意义 判一判：结合你对能量流动的意义的理解，判 断正误。 1.可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统， 使能量得到最有效的利用。 ( ) 2.能实现对能量的多级利用，从而大大提高能 量的传递效率。 ( ) 45 ?高中生物学·选择性必修 2(人教版) 3.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。 ( ) 4.设计科学的生态系统可以实现对能量的循环 高效利用。 ( ) 概念检测 判断正误，正确的打“√”,错误的打“×”。 1.流经生态系统的总能量是照射在生产者上的 太阳能。 ( ) 2.若人与自然和谐统一，生产者固定的能量便 可反复利用。 ( ) 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?? ( ) 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?? ( ) 5.能量金字塔和生物量金字塔可以出现倒置 现象。 ( ) 6.沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环 利用。 ( ) 7.拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方 向，可提高生态系统的能量传递效率。( ) 互动探究解疑难 要点归纳 重难突破 知识点一 能量流动的过程 思考讨论 完成下列填空： (1)输入该营养级的总能量是指图中的 (填字母)。 1.(科学思维)第一营养级的能量流动图解 呼吸作用以热 (2)粪便中的能量(c) (填“属于”或“不 属于”)该营养级同化的能量，应为 营养级同化的能量中流向 的部分。 能形式散失 生产者通 太阳能 被下一营养过光合作 级所摄食用固定 用于生长、 分解者利用 (3)初级消费者同化的能量(b)=发育和繁殖 未被利用 十 (4)生长、发育和繁殖的能量(e)= 十 流入第一营养级的能量在一定时间内的 去路分别是什么? 十未被利用的能量(j)。 (5)总结：①摄入量=同化量十 a.通过 以 形式散失 ②各营养 同化b.被 级同化量 c.被 利用2.(科学思维)第二营养级及其后营养级能量流 动图解 的去路 -d.未被利用 其中最高营养级无 (填字母序号)。 粪便 初级消费 素养提升者摄入(a)(c) 1.能量流动概念的理解 初级消费 源头：太阳能者同化(b) 呼吸作用 输入分解者利用 流经生态系统总能量：生产者固定的太阳能总量(d) 遗体 用于生长、发 途径：食物链和食物网 残骸 育和繁殖(e) 传递 散失 形式：有机物中的化学能 转化 太阳能→有机物中的化学能→热能 形式：最终以热能形式散失 过程：呼吸作用 呼吸 次级消费 未被利用(j) 者同化(1) 散失 散失 46 第三章 生态系统及其稳定性 2.某一营养级的能量的来源和去路 未被利用(j)散失 呼吸 消耗(d) 初级消费 初级消费 用于生长、发 次级消费 者摄入(a 者同化(b) 育和繁殖(e) 者摄入(1 遗体残骸 粪便(c) 呼吸 分解者分解利用 散失 作用 特别提醒： (1)a(摄入量)=b(同化量)+c(粪便量); b(某一营养级的同化量)=d(通过呼吸作用 散失的能量)+e(用于自身生长、发育和繁殖 的能量)。 (2)除最高营养级无能量流入下一营养级外， 其他与第二营养级流动过程类似。 3.能量去向分析：流入某一营养级(最高营养级 除外)的能量去向可从以下两个角度分析 ①自身呼吸消耗 (1)不定时 ②流入下一营养级 ③被分解者分解利用 ①自身呼吸消耗 ②流入下一营养级 ③被分解者分解利用 ④未被利用 (2)定时 特别提醒： 同化量≠摄入量 (1)同化量为每一营养级通过摄食并转化成 自身有机物的能量。 (2)摄入量是消费者摄入的能量，同化量=摄 入量一粪便量。 □能力强化 1.(云南师大附中检测)下列有关生态系统能量 流动的叙述，正确的是 ( ) A.生态系统的能量流动是指能量的输入和 散失的过程 B.流经生态系统的总能量是照射在生产者 上的太阳能 C.流经第二营养级的总能量是指初级消费 者同化的能量 D.各营养级同化的能量都会沿着食物链和 食物网流向下一个营养级 2.某生态系统中有 A、B、C、D四种生物，构成 食物链 A→B→C,D为分解者，甲、乙、丙、丁 代表各种能量，如图是该生态系统中能量流 入 B处发生的一系列变化示意图，下列说法 错误的是 ( ) 丙 →散失 能量一 B摄入 C摄入 遗体残骸 粪便 D利用 散失 A.图中的甲表示 B的同化量，乙表示 B用于 生长、发育和繁殖的能量 B.参与丁过程的都是异养型生物，包括大多 数细菌、真菌等 C.丙表示呼吸作用释放的能量 D.图中D利用的能量全部来自B生物 3.(不定项)图1表示一片草原上兔子和狼达到 相对稳定状态后一段时间内相对数量变化的 趋势，图2中A、B表示两个营养级的能量流 动示意图，其中 a～e表示能量值。下列相关 分析错误的是 ( ) 相对数量/只400 A 甲B300200 D 乙 100 6 时间/年0 图1 呼吸作用 A B d 分解者 图2 A.图1中甲、乙分别表示兔子和狼的数量变 化，狼的K值接近 B点对应的数值 B.图1中甲、乙分别表示狼和兔子的数量变 化，狼的K值接近C、D点对应的数值 C.图2中B的食物残渣的能量包含在c中 D.图2中 B用于生长发育及繁殖的能量值 可表示为 a—b—d 47 ?高中生物学·选择性必修 2(人教版) 知识点二 能量流动的特点 思考讨论 1.(科学思维)分析教材第56 页“思考·讨论” “赛达伯格湖的能量流动图解”,对能量传递 进行定量计算。 (1)从第一营养级流入第二营养级的能量，占 生产者所固定的太阳能总量的百分比是 多少? (2)从第二营养级流入第三营养级的能量，占 第二营养级所同化的总能量的百分比是 多少? (3)流入某一营养级的能量，为什么不会百分 之百地流到下一营养级? (4)流经某生态系统的能量能否再回到这个 生态系统中来? (5)通过以上分析，你能总结出什么规律? 2.能量流动的特点 选一选：基于对赛达伯格湖能量流动的分析 和对能量流动的特点的理解，下列叙述正确 的有： 。 ①在生态系统中，能量只能由低营养级流向 高营养级 ②流入每一营养级的能量即该营养级同化的 能量 ③每一营养级同化的能量流出的途径包括流 入分解者的能量、流向下一营养级的能量和 暂时未利用的能量 ④由于能量守恒，通过呼吸作用散失的热能 仍可以被生物群落重复利用 ⑤某一营养级输入的能量与上一营养级输入 的能量的比值被称为能量传递效率 ⑥相邻 两个营养级的能量传递效率为 10??20所以食物链中营养级一般不超 过5个 素养提升 1.能量流动的特点及原因分析 (1)单向流动的原因 ①能量流动是沿食物链进行的，食物链中各 营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结 果，是不可逆转的。 ②各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能 被生物群落重复利用，因此能量流动无法 循环。 (2)逐级递减的原因 ①各营养级的生物都会因呼吸作用消耗大部 分能量。 ②各营养级的能量都会有一部分流入分解者。 ③还有一部分能量未被利用。 2.能量传递效率与能量利用率的区别 (1)能量传递效率 ①含义：生态系统中能量传递效率约为 10??20即输入某一营养级的能量中，只 有10??20??能量流到下一营养级(最高 营养级除外)。 ②计算公式 基一级同化量×100??能量传递效率= (2)能量利用率 ①一般指流入最高营养级(或人类)的能量占 生产者固定总能量的比值。 ②一般来说，食物链越短，能量利用率越高。 ③有时考虑分解者的参与，使营养结构更复 杂，以实现能量的多级利用，从而提高能量利 用率。 48 第三章 生态系统及其稳定性 □能力强化 4.(九省联考安徽卷)研究人员对某森林生态系 统一年内的能量流动进行了研究，结果如下 表(单位：J·m-2·a-1)。根据表中信息，下 列有关该生态系统的叙述正确的是( ) 生产者 植食性动物 肉食性动物 分解者 流入能量 9.8X10 1.5×10? 2.1×107 呼吸作用 6.1×10? 8.1×10? 1.6×10? 1.7×10? A.肉食性动物处在食物链的第三营养级 B.相邻营养级间的能量传递效率都相同 C.初级消费者摄入的总能量是1.5×108J· m-2·a-1 D.该生态系统未利用的能量约1.03×10?J· m-2·a-1 5.如图为某生态系统中能量传递示意图，下列 叙述错误的是 ( ) 热能 175 58 8 200 30-太阳能 875 112 17 丁 热能 能量单位：kJ A.能量流动是从甲固定的太阳能开始的，流 入该生态系统的总能量为1250 kJ B.从乙到丙的能量传递效率为15% C.将乙和丙的粪便作为有机肥还田，可以提 高能量传递效率 D.食物链的营养关系一般不可逆，这决定了 能量流动的单向性 知识点三 生态金字塔及研究能量流动的实践意义 思考讨论 资料一 生态学家调查了不同生态系统中的 生物个体数量和生物量(调查数据中排除了 微生物和土壤动物),所得数据如下面表格所 示。P代表生产者，C?、C?、C?依次代表初 级、次级和三级消费者。 表一 夏季两个生态系统的生物个体数量统 计表，单位为个·hm-2。 的生物量金字塔。 (2)分析数量金字塔出现上宽下窄倒置的金 字塔形的原因。 名称 某草地 温带森林 P 15 000 000 2000 C? 2 000 000 1 500 000 C? 900000 1 200 000 C? 10 20 表二 夏季两个生态系统的生物量统计表， 单位为g·m-2。 名称 某湖泊 某海峡 P 96 4 C? 11 21 C? 4 (3)分析生物量金字塔出现上宽下窄倒置的 金字塔形的原因。 (1)请根据表一，分别建构两个生态系统的数 量金字塔；根据表二，分别建构两个生态系统 49 ?高中生物学·选择性必修 2(人教版) 资料二 如图是新农村建设中某地通过新建 沼气池和植树造林，构建的新型农业生态 系统。 农作物 饲料 沼渣、沼液作肥料 家禽、家畜秸秆 饲料燃料 粪便 林地 粪便 沼气池 (4)据图从能量流动角度分析，与传统农业相 比生态农业的优点是什么? (5)种植农作物时，要清除杂草和害虫，从能 量流动角度分析其目的是什么? (6)人们在研究能量流动时，将秸秆作为牲畜 饲料，粪便进入沼气池生产燃料。此过程提 高能量的传递效率了吗? □素养提升 1.三种生态金字塔的比较 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 形状 低 能量 高 高 营养级 低 少 数量 高 营养级 低 少 生物量 高 营养级 低 特点 正金字 塔形 一般为正金字 塔形，有时会 出 现 倒 金 字 塔形 一般为正金字 塔形 象征 含义 能量在食物 链流动过程 中逐级递减 一般情况下， 生物个体数量 在食物链中随 营养级升高而 逐级递减 生物量(现存 生物有机物的 积累量)在食 物链流动过程 中逐级递减 每一阶 含义 每一营养级生 物所含的能量 每一营养级生 物个体的数量 每一营养级生 物的总生物量 特殊 形状 无(一定正立) 如一棵树与树 上昆虫及鸟的 数量关系： 鸟 昆虫 树 如人工养殖的 鱼塘，生产者 的生物量可以 小于消费者的 生物量 2.研究能量流动的意义 (1)将生物中时间、空间上进行合理配置，增 大流入某个生态系统的总能量。 依据原理 生态系统中能量是单向流动的 措施 丰富空间结构，充分利用时间和空间 实例 农田生态系统中的间种套作、蔬菜大棚中 的多层育苗、稻—萍—蛙等立体农业 (2)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。 依据原理 生态系统中能量是单向流动的 措施 增设食物链，实现对能量的多级利用，延长 食物链，使种群中不能被利用的能量流入 能被人们利用的种群 实例 桑基鱼塘、生态农业 (3)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。 依据原理 能量在流动过程中逐级递减 措施 调整不同营养级或相同营养级的不同种群 之间的比例关系 实例 合理确定草场的载畜量、农田捉虫除草 能力强化 6.如图为某一生态系统的 能量金字塔，其中I、Ⅱ、 Ⅲ、IV分别代表不同的营 养级，E?、E?代表能量的 形式。下列叙述正确的是 E? Ⅲ Ⅱ E?、 I ( ) A.I是初级消费者 B.IV是分解者 C.E?为太阳能，E?为热能 D.能量可在食物链中循环利用 7.甲、乙、丙、丁是某同学绘制的生态金字塔，下 列与之相关的说法，错误的是 ( ) 3 2 2 1 1 甲 乙 3 2 2 丙 丁 A.生态金字塔包括能量金字塔、生物量金字 塔和数量金字塔，基本呈现图丙所示形态 50 第三章 生态系统及其稳定性 B.由于能量流动具有逐级递减的特征，能量 金字塔通常呈现图丙所示形态 C.不能用图甲表示生物数量金字塔 D.生态金字塔中每一层代表一个营养级，分 解者不包含在其中 8.茶树菇味道鲜美，常生长在油茶树枯朽的树 桩上。某林场尝试在树下套种茶树菇，并用 桐树、柳树、杨树脱落的枝叶制作培养基。下 列相关叙述正确的是 ( ) A.油茶树枯朽树桩中的能量不属于油茶树 的同化量 B.生长在油茶树树桩上的茶树菇属于生态 系统中的分解者 C.套种措施可以提高树木和茶树菇对阳光 等资源的利用率 D.该林场提高了能量的传递效率，实现了能 量的多级利用 素养发展 探究应用- [情境] 某小型天然湖泊原有少量鱼类，后改造为 人工鱼塘，投饵养殖。虾、贝等小型植食性动物 能摄食饵料，肉食性鱼类只摄食虾、贝等小型动 物。工作人员对养殖前后生态进行调查，发现 池塘中物种数量减少，生物体内所含的总能量 显著增加。 [探究] (1)养殖前后流入该生态系统的总能量有什 么差别才会导致养殖后生物体内所含的总能 量显著增加? (2)从能量流动的角度分析，肉食性鱼类与植 食性鱼类的总生物量相比，谁更多?为什么? 输入 传递 转化 散失 过程 课堂小结Ⅱ 单向流动 特点 量流动 逐级递减研究意义 随堂巩固促应用 验证反馈 迁移运用 1.生态系统中所有生物的生命活动都需要能 量，而不同营养级的生物获取能量的途径是 有差别的。据此判断，下列叙述正确的是 ①太阳能只有通过生产者才能输入生态系 统中 ②呼吸作用产生的能量都是以热能的形式 散失 ③生态系统中初级消费者越多，次级消费者 获得的能量越少 ④能量沿食物链流动是单向的 ⑤生态系统中生产者得到的能量必然大于消 费者得到的能量 ⑥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 ⑦能量通过光合作用和化能合成作用输入生 态系统，通过呼吸作用输出生态系统 2.如图为部分能量流动图解， 下列叙述正确的是( ) 初级消费 者摄入 呼吸作用散失A.次级消费者摄入量占初 b级消费者 摄入总量 的 10??20% 分解者 次级消费呼吸作B.c 表示初级消费者的同 用散失 者摄入 化量 C.图中能量数值b=a+c D.c指向分解者的箭头中包含初级消费者的 遗体残骸和次级消费者的粪便 51 ?高中生物学·选择性必修 2(人教版) 3.(天津武清开学检测)某村民构建了“稻十萍 十泥鳅十鸭”种养模式的农场。在此模式中， 鸭主要以杂草、害虫、绿萍为食；同时鸭、泥鳅 又为水稻、绿萍提供肥料；深水、绿萍为泥鳅 提供隐蔽场所，使鸭难以捕食，绿萍、鸭粪又 可作为泥鳅的食物。下列对此模式的分析， 错误的是 ( ) A.该生态系统模式充分利用了农田的立体 空间，提高了能量的利用率 B.鸭与泥鳅之间既存在种间竞争关系又存在 捕食关系 C.鸭粪中的物质和能量能被水稻、绿萍利用 D.该农田生态系统的组成成分包括生物群 落以及非生物的物质和能量 4.(不定项)下表是能量流经某种植食性动物时 的情况，下列说法不正确的是 ( ) 摄食量 粪便量 呼吸消耗量 用于生长、发育 和繁殖的能量 能量(kJ) 530 330 X 80 A.流向第三营养级生物的能量最多为40 kJ B.该植食性动物同化的能量中有 25??热 能的形式散失 C.生产者固定的能量传递给该植食性动物 过程中的能量传递效率约为37.7% D.X表示的能量大小不能确定 5.图甲为某草原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， m?、m?代表不同的能量形式。图乙表示能量 流经该生态系统某营养级的变化示意图，其 中a～g表示能量值。请回答下列问题： d 散失M m? Ⅲ -a bAⅡm? I 散失 甲 乙 (1)图甲中，m?、m?表示的能量形式分别为 。通常情况下，位于 营养级IV的生物个体数量远远少于Ⅲ,主要 原因是 (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 ,C表 示 。若图甲中营 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 (用图中 所给字母表示)。 (3)若图甲中营养级I、Ⅱ、 乙 Ⅲ各有一种生物甲、乙、丙，甲一 丙 构成的食物关系如图。若甲的1/5能量直接 提供给丙，则要使丙的能量增加M kJ,至少 需要消耗甲的能量为 kJ(用所 给字母表示)。 微课 素养-方法-应用 生态系统中能量流动的相关计算 策略指导 1.能量传递效率的计算公式 能量传 某一营养级的同化量 00大约是10?0% 递效率 上一营养级的同化量 ①确定相关的食物链(网),理 清生物在营养级上的差别 ②是相邻两个营养级的传递效 率，不是两个个体或食物网中 的两个物种之间的传递效率 能量传递效率可以 低于10但一般 不高于20% 2.能量传递效率的相关“最值”计算 若题干中未做具体说明，则一般认为能量 传递的最低效率为10最高效率为20?? (1)在食物链 A→B→C→D中，则有 已知 至少需要A营养级 最多需要A营养级D营养级 多少(设为N) 多少(设为M)净增重M N=M÷(20? N=M÷(10? D营养级最多增重 多少(设为M) 已知 A营养级 净增重N D营养级至少增重 多少(设为M) M=N×(20%) M=N×(10? 52