第3章 第2节 生态系统的能量流动(课件PPT)-【新课程学案】2024-2025学年高中生物选择性必修2 生物与环境（苏教版2019）

第二节 生态系统的能量流动 ◉学习目标 1.通过分析能量在营养级间的流动情况和赛达伯格湖的能量流动,概述生态系统中能量流动的过程和特点。 2.用生态金字塔表示生态系统中各营养级间的能量、生物量或数量等关系。 3.概述生态系统能量流动规律在生产上的应用。 CONTENTS 目录 1 2 3 4 知识点一　生态系统能量流动的过程及特点 知识点二　生态金字塔及能量流动规律在生产中的应用 课时跟踪检测 课堂小结与随堂训练 NO.1 知识点一　生态系统能量流动的 过程及特点 教材知识梳理 (一)能量流动的概念 指生态系统中能量的__________________和______的过程。 (二)能量流动过程示意图 输入、传递、转化 散失 (1)补充图中甲~丁代表的内容: 甲:_______;乙:_________散失热能;丙:_______;丁:呼吸作用散失热能。 (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流入_____________ (最高营养级除外)。 ③被_______分解而释放。 生产者 呼吸作用 分解者 热能 下一营养级 分解者 [微提醒] 动物同化的能量=摄入量-粪便有机物中的能量,即摄入的食物只有部分被同化。例如,蜣螂利用大象的粪便获得能量,就不能说蜣螂获得大象的能量。 (三)能量流动特点 单向流动 沿食物链由__________流向__________,不可逆转,也不能循环流动 逐级递减 ①能量在沿食物链流动的过程中__________,相邻两个营养级间的传递效率平均只有_____________; ②营养级越多,在能量流动过程中散失的能量就_______,生态系统中的能量流动一般不超过5个营养级 低营养级 高营养级 逐级减少 10%~20% 越多 核心要点点拨 (一)图示法理解能量流动概念 (二)图示法理解能量流动的特点及原因 (三)从来源和去路两方面分析流入某一营养级的能量 能量 来源 ①生产者的能量主要来自太阳能;②消费者的能量来自上一营养级同化的能量 能量 去向 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)不定时(能量的最终去路) ①自身呼吸消耗;②流入下一营养级;③被分解者分解利用。 (2)定时(某段时间内的能量去路) 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 (四)消费者各种能量之间的关系 (1)消费者摄入量=消费者同化量+粪便中的能量,即动物粪便中的能量不属于该营养级同化量,应为上一营养级同化量。 (2)消费者同化量=呼吸消耗量+用于生长、发育和繁殖的能量。 (3)用于生长、发育、繁殖的能量=分解者分解利用的能量+下一营养级摄入量。 (4)由(2)(3)可知,消费者的同化量=呼吸消耗量+分解者分解利用的能量+下一营养级摄入量。 　(五)关于能量传递计算的方法归纳 在食物链中的相关计算 能量传递效率=×100% 　　若题干中未作具体说明,则一般认为能量传递的最低效率为10%,最高效率为20%。如食物链A→B→C→D。 ①已知D营养级的能量为M,则最少需要A营养级的能量为M÷(20%)3,最多需要A营养级的能量为M÷(10%)3; ②已知A营养级的能量为N,则D营养级获得的能量最多为N×(20%)3,最少为N×(10%)3 在食物网中的相关计算 ①在能量分配比例未知时,计算某一生物获得的能量最多(或最少) 续表 在食物网中的相关计算 ②在能量分配比例和能量传递效率已知时,对食物网中能量流动的计算,先根据题意写出相应的食物链,再根据各营养级之间的能量传递效率,按照从不同食物链获得能量的比例分别进行计算,最后将各条食物链中得到的值相加即可 续表 经典考题探究 [例1]　如图所示为某自然生态系统中能量流动图解,其中a、b、c、d为相应营养级同化的能量,e、f、g、h为流向分解者的能量(单位略)。下列相关叙述,正确的是 (　　) A.第一营养级与第二营养级之间的能量传递效率为(b+e)/a×100% B.该图示可反映出生态系统的能量流动特点和物质循环特点 C.生产者都属于同一个营养级,有的消费者可属于不同营养级 D.消费者同化的能量都有一部分通过下一级消费者的粪便流向分解者 [解析]　第一营养级与第二营养级之间的能量传递效率=第二营养级的同化量/第一营养级的同化量×100%=b/a×100%,A错误; 该图示只能反映出生态系统的能量流动特点,即单向流动和逐级递减,但不能体现出物质循环特点,B错误; √ 生产者都属于第一营养级,有的消费者为杂食性动物,可属于不同营养级,C正确; 顶级消费者没有下一级消费者,因而其同化的能量就不可能通过下一级消费者的粪便流向分解者,D错误。 [例2]　(2024年1月·安徽高考适应性演练)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 9.8×108 1.5×108 2.1×107 — 呼吸作用 6.1×108 8.1×107 1.6×107 1.7×108 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1.5×108 J·m-2·a-1 D.该生态系统未利用的能量约1.03×108 J·m-2·a-1 √ [解析]　肉食性动物不一定捕食植食性动物,也可能捕食肉食性动物,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,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+粪便量,因此初级消费者摄入的总能量应大于1.5×108 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-所有生物呼吸作用散失的能量=9.8×108-6.1×108-8.1×107-1.6×107-1.7×108=1.03×108 (J·m-2·a-1),D正确。 层级训练评价 (一)澄清概念 1.判断下列叙述的正误 (1)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能。 ( ) (2)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。 ( ) (3)能量在生态系统的食物链中是以热能的形式流动的。 ( ) (4)任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充,以便维持生态系统的正常功能。 ( ) × √ × √ (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)生产者和各级消费者的能量均可流入下一个营养级。 ( ) × × (二)落实知能 2.关于草原生态系统能量流动的叙述,错误的是(　　) A.能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程 B.分解者所需的能量可来自各营养级生物所储存的能量 C.生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量 D.生产者固定的能量除用于自身呼吸外,其余均流入下一营养级 √ 解析:能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失过程,A正确; 分解者的作用就是将动植物遗体和遗物中的有机物分解成无机物,并从中获取生命活动所需的能量,B正确; 生态系统维持正常功能需要不断地输入太阳能,C正确; 生产者固定的能量除用于自身呼吸外,部分流向分解者,还有一部分流向下一营养级,D错误。 3.(2023·山东高考)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 (　　)   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[105 J/ (m2·a)] 90 42 84 13.5 3 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 √ 解析: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,因此可知,流经该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能和来自陆地的植物残体中的能量,即(90+42)×105=132×105 J/(m2·a), A错误; 表格中没有显示生产者流入到初级消费者的能量,因此无法计算有多少能量流入下一营养级,B错误; 初级消费者同化量为13.5×105 J/(m2·a),初级消费者呼吸消耗能量为3×105 J/(m2·a),因此初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量=同化量-呼吸消耗能量=10.5×105 J/(m2·a),C正确; 初级消费者摄入量包括粪便量和次级消费者同化量,同化量又包括呼吸作用以热能形式散失的量和用于生长、发育和繁殖的量,生长、发育和繁殖的量又分为流向下一营养级的量和被分解者利用的量,因此初级消费者粪便中的能量不会由初级消费者流向分解者,D错误。 4.如图所示的食物网中,戊的食物有1/2来自乙,1/4来自丙,1/4来自丁,且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能量传递效率为20%。若戊体重增加20 g,需要消耗植物 (　　) √ A.1 125 g B.1 600 g C.2 000 g D.6 500 g 解析:由题图可知,甲为生产者,戊共有以下食物链:①甲→乙→戊,戊增加20×1/2=10(g),需要乙10÷20%=50(g),需要甲50÷10%=500(g);②甲→丙→戊,戊增加20×1/4=5(g),需要丙5÷20%=25(g),需要甲25÷ 10%=250(g);③甲→丙→丁→戊,戊增加20×1/4=5(g),需要丁5÷20%= 25(g),需要丙25÷20%=125(g),需要甲125÷10%=1 250(g),故共需要甲500+250+1 250=2 000(g)。 (三)迁移应用 5.(2024·常州月考)下图为某区域生态系统中营养级之间的部分能量流动示意图[单位:J/(m2·a)]。 (1)某景区的各种生物构成了生命系统结构层次中的　　　。  (2)植食性动物的同化量为　　 　　J/(m2·a),图中体现了能量流动的特点是　　　 　　　　。  (3)某油菜田中还分布有低矮的草本,在草本和油菜植株上也分布了相应的动物,从群落结构来看,属于群落的　　　　　。要调查该区域中田鼠的种群密度时,一般使用　　　　　法。  (4)农民在油菜田里除草、除虫,这体现了研究生态系统能量流动的实践意义为________________________________________________ __________________________________________。  群落 1.96×105 单向流动、逐级递减 垂直结构 标志重捕 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 解析:(1)在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合称为生物群落,因此该景区的各种生物构成了群落。(2)结合图示可知,第二营养级同化的能量为3.27×105-1.31×105=1.96×105J/(m2·a);由于生态系统最终的能量来自光能,只能通过生产者的光合作用流进生态系统,能量散失的途径是热能,热能不能再被利用,因此图中能量流动具有单向性,且沿食物链逐级递减。(3)该油菜田中分布的低矮的草本和油菜及相应的动物有明显的分层现象,从群落结构来看,属于群落的垂直结构;田鼠活动能力强,活动范围广,所以调查其种群密度应采用标志重捕法。(4)农民在油菜田里除草、除虫,可以减少能量流向人类以外的方向,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。 (四)科学探究 6.研究小组对某水产养殖水库的生态系统进行调查,该生态系统的部分食物网如图1所示,其中某食物链上能量流动关系如图2所示[字母表示能量值,单位:J/(m2·a)]。 (1)鲢鱼和鳙鱼主要在表水层和中间水层活动,乌鳢主要活动在中下层,这种现象反映了群落的　　　结构,影响其分层活动的主要因素是　　　　　　　　。  (2)已知乌鳢对鳙鱼和鲢鱼的捕食概率相同,鲢鱼的主要食物是浮游植物。为了提高经济效益,水库逐步用鳙鱼取代鲢鱼,一段时间后水库出现水华现象(浮游植物大量繁殖),结合图1分析,其原因可能是___________________________________________________ _____,浮游植物种群密度上升。乌鳢的总同化量远大于c,其原因是______________________。  垂直 食物和栖息地 鳙鱼主要取食浮游动物,浮游动物减少,对浮游植物取食量 下降 乌鳢还取食其他生物 (3)在捕鱼季之前对鳙鱼进行生物量调查,其生物量实际值往往低于理论值。结合图2分析,其原因是_________________________ ______________。捕鱼季之后,鳙鱼的生物量明显较少,减少部分主要是该生态系统的有效贡献,即该系统对系统外部的　　　输出。  解析:(1)由题干可知,鲢鱼、鳙鱼和乌鳢在水中的分布具有明显的分层现象,这种现象反映了群落的垂直结构。决定动物分层活动的主要因素是食物和栖息地,动物的分层会随着植物的分层而分层。 (2)水库逐步用鳙鱼取代鲢鱼,说明水库中鲢鱼在不断减少,鳙鱼在不断增加,一段时间后水库出现水华现象(浮游植物大量繁殖), 鳙鱼的能量还有部分流向 分解者和乌鳢 物质 可能是鳙鱼主要取食浮游动物,浮游动物减少,对浮游植物取食量下降,导致浮游植物种群密度上升,出现水华。c表示乌鳢通过取食鳙鱼获得的同化量,乌鳢的总同化量远大于c,原因是乌鳢除了取食鳙鱼还取食其他生物。(3)由图2可知,理论上鳙鱼的生物量除了储存在鳙鱼体内的,还有部分流向分解者和乌鳢,而实际测到的生物量只有储存在鳙鱼体内的,因此调查得到的生物量实际值往往低于理论值。捕鱼季之后,鳙鱼的数量减少,则鳙鱼的生物量明显较少,减少部分主要是该生态系统的有效贡献,即该系统对系统外部的物质输出。 NO.2 知识点二　生态金字塔及能量流动规律在生产中的应用 教材知识梳理 (一)生态金字塔 1.概念:是反映食物链和食物网各营养级之间生物______、 _____和______比例关系的图解模型。 2.分析:生态金字塔的塔基宽,代表_____________;塔基过宽,能量转化效率就______,能量浪费大;塔的层次多少,与能量的消耗程度有密切关系,层次越多,塔顶贮存的能量就______ 。 数量 质量 能量 生态系统稳定 低 越少 3.类型 数量 金字塔 概念 描述了某一时刻生态系统中各营养级的_________关系 特点 一般来说,能量沿营养级顺序向上逐级递减,生物体数量沿营养级顺序向上也越来越少,但有时会出现数量金字塔_____的现象。例如,当许多昆虫以一株植物(如一棵树)为食时 个体数量 倒置 生物量 金字塔 概念 描述了某一时刻生态系统中各营养级生物的_________,通常以生物的_____表示营养级中生物的生物量,一般以g·m-2或kg·m-2为单位 特点 一般来说,植物的生物量要_____植食性动物的生物量,而植食性动物的生物量又会_____肉食性动物的生物量。因此,从低营养级到高营养级,生物的生物量是逐渐_____的 续表 质量关系 干重 大于 大于 减少 能量 金字塔 概念 依据各营养级所含能量值的多少来构建的生态金字塔,从能量的角度形象地描述其在生态系统中的转化,常用来描述单位时间生态系统中各营养级所______的能量,一般以J·m-2·a-1或kJ·m-2·a-1为单位 特点 能量金字塔一般不受生物___________、组成成分和__________的影响,因而可以比较准确地说明生态系统中能量传递的效率和特点,比较直观地表明各营养级之间的依赖关系。能量金字塔不会出现_____现象 续表 同化 个体大小 代谢速率 倒置 (二)调查农田生态系统的能量流动 1.分小组进行调查活动,在调查前制订好调查方案,如确定好调查______和范围。 2.确定调查对象即农田生态系统中的主体________(农作物),识别并判断主体生产者之外的其他生产者。 3.根据________生长的不同阶段,分别观察农田生态系统中初级消费者的种类和数量。 4.观察并统计农田生态系统中____________的种类,并估算其大致数量。 5.将调查结果填入制订的表格中。 对象 生产者 农作物 次级消费者 (三)能量流动规律在生产中的应用 1.研究生态系统的能量流动,可以帮助人们设计人工生态系统,提高能量________。例如,我国古代劳动人民在生产实践中总结出“桑基鱼塘”和“稻田养鱼”等生产模式。 2.研究生态系统的能量流动,合理地优化生态系统中的________关系,使能量持续高效地流向对______有益的部分,可以使农业生产获得更大的效益。例如划区轮牧,农田中除草、除虫,农作物间作等。 利用率 能量流动 生产 [微提醒] 能量在食物链上传递的特点是逐级递减,但是在整个无机环境中,能量的总和不会变,它只不过是从一种形式转化为另一种形式,即能量守恒。 项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 形状 (一般 情况下) 核心要点点拨 三种生态金字塔的比较 每一阶 含义 每一营养级生物所含能量的多少 每一营养级生物个体的数目 每一营养级生物的有机物的总干重 象征 含义 能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性 一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减 一般生物有机物的总干重沿食物链升高逐级递减 特点 正金字塔形 一般为正金字塔形 一般为正金字塔形 续表 分析 能量流动的过程中总是有能量的耗散,故能量流动逐级递减 成千上万只昆虫生活在一棵大树上时,该数量金字塔的塔形也会发生变化 浮游植物的个体小,寿命短,又不断被浮游动物吃掉,所以某一时间浮游植物的生物量(用干重来表示)可能低于浮游动物的生物量 续表 经典考题探究 √ [例1]　生态金字塔包括能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔,关于生态金字塔的叙述,错误的是 (　　) A.生态金字塔中的每一个层级均代表一个营养级,其中不包括分解者 B.海洋中某时刻可能会出现如图甲所示的上宽下窄倒置的生物量金字塔 C.消费者个体大,生产者个体小的生态系统常出现如图甲所示的数量金字塔 D.根据能量流动的特点,生态系统通常出现如图乙所示的上窄下宽的能量金字塔 [解析]　生态金字塔中的每一个层级均代表一个营养级,包括生产者和消费者,但不包括分解者,A正确; 图甲可为生物量金字塔,如海洋浮游植物的生物量在某一时刻小于浮游动物,但浮游植物繁殖速度很快,B正确; 甲类型的数量金字塔出现倒置的原因是消费者个体小,生产者个体大,比如树和昆虫,C错误; 能量流动具有逐级递减的特点,营养级越高所含的能量越少,若乙为能量金字塔,根据能量流动逐级递减的特点,能量金字塔通常是上窄下宽的,D正确。 [例2]　(2024·泰州月考)下列关于生态系统能量流动的叙述,错误的是 (　　) A.由于生态系统的能量流动是逐级递减的,所以营养级越高则所同化的能量就越少 B.由于散失的热能不能被生产者重新固定,所以生态系统的能量流动是单向不可循环的 C.充分利用作物秸秆等可以提高能量传递效率 D.能量流动和物质循环的渠道都是食物链和食物网 √ [解析]　生态系统中的能量沿食物链流动时,部分能量以热能的形式散失,部分能量被分解者利用,所以营养级越高同化的能量就越少, A正确; 生产者只能固定光能或化学能,而不能固定每个营养级及分解者所散失的热能,所以生态系统的能量流动是单向不可循环的,B正确; 生态系统的能量传递效率一般不能人为改变,充分利用作物秸秆只能提高能量利用率而不能提高能量传递效率,C错误; 能量流动和物质循环的渠道都是食物链和食物网,D正确。 [易误警示] 能量传递效率与能量利用率的比较 (1)能量传递效率:能量在沿食物链流动的过程中,逐级递减,若以“营养级”为单位,能量在相邻两个营养级之间的传递效率平均为10%~20%,且不能提高。 (2)能量利用率:通常考虑的是流入人体中的能量占生产者能量的比值,或流入最高营养级的能量占生产者能量的比值。合理调整能量流动,可提高能量利用率。 层级训练评价 (一)澄清概念 1.判断下列叙述的正误 (1)能量金字塔和生物量金字塔可以出现倒置现象。 ( ) (2)由于能量在流动的过程中逐级递减,所以营养级越高,该营养级的总能量及生物的数量就会越少。 ( ) (3)利用农作物秸秆培育蘑菇,实现了生态系统中能量的循环利用。 ( ) × × × (4)拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向,提高生态系统的能量传递效率。 ( ) (5)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。 ( ) × × (二)落实知能 2.如图为两种生态金字塔示意图,其中Ⅰ为水生生态系统,Ⅱ为陆地生态系统。下列说法错误的是(　　) A.金字塔Ⅰ可能是生物量金字塔 B.金字塔Ⅱ可能是数量金字塔 C.Ⅰ和Ⅱ都不能表示能量金字塔 D.Ⅰ中空白的营养级可代表昆虫,Ⅱ中空白的营养级可代表浮游动物 √ 解析:金字塔 Ⅰ 可能是生物量金字塔,如海洋浮游植物的生物量小于浮游动物,但浮游植物繁殖速度很快,A正确; 金字塔 Ⅱ 可能是数量金字塔,如一棵大树和树上的许多昆虫, B正确; Ⅰ 和 Ⅱ 都不能表示能量金字塔,因为能量金字塔只能是正金字塔形,C正确; Ⅰ 中空白的营养级可代表海洋中的浮游动物, Ⅱ 中空白的营养级可代表树上的昆虫,D错误。 3.(2024年1月·贵州高考适应性演练)研究人员对某地“草→田鼠→鼬”的能量流动进行研究,得到能量金字塔如图所示。下列叙述正确的是 (　　) A.该能量金字塔以个体数量和生物量为指标来绘制 B.该能量金字塔可以显示各营养级之间的食物关系 C.由图可知,鼬既能从田鼠获得能量,也能从草获得能量 D.由图可知,田鼠的摄入量等于同化量、呼吸量和热量之和 解析:该能量金字塔以各营养级的能量为指标来绘制,A错误; 能量流动具有单向流动逐级递减的特点,该能量金字塔可以显示各营养级之间的食物关系,B正确; 由“草→田鼠→鼬”可知,鼬只能从田鼠获得能量,C错误; 田鼠的摄入量等于同化量加上粪便中的能量,D错误。 √ 4.下图为某农田生态系统以及对秸秆进行进一步利用的示意图。下列相关说法错误的是 (　　) A.流经此生态系统的总能量是生产者固定的太阳能 B.图中有5条食物链 C.秸秆利用后的废渣,其中的有机物被分解者分解后产生的CO2和其他无机物等均可被农作物再利用 D.建立农田生态系统的目的是使能量尽可能多地流向对生产有益的部分 √ 解析:生产者固定的太阳能是流经此生态系统的总能量,A正确; 图中共有2条食物链,B错误; 秸秆利用后的废渣,其中的有机物被分解者分解后产生的物质可被农作物再利用,如产生的CO2可供给植物进行光合作用,而其他无机物可被植物根系吸收,用于合成自身的物质,C正确; 建立农田生态系统的目的是通过能量的多级利用,提高能量的利用率,使能量尽可能多地流向对生产有益的部分,D正确。 (三)迁移应用 5.如图为某地能量金字塔简图,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。下表为食物链“草→鼠→鹰”中各种群一年间的能量流动情况(单位:107 kJ·a-1)。 种群 同化的总能量 用于生长、发育和繁殖的能量 呼吸 消耗 传递给 分解者 传递给下一营养级 未被利用的能量 草     69.5 7.0 19.0 45.5 鼠 19.0 9.0   1.0     鹰 3.5 1.0 2.5 微量不计 无   (1)图中m1、m2表示的能量形式分别为______________________ ______。  (2)据表分析,草用于生长、发育和繁殖的能量为__________kJ·a-1,能量从鼠到鹰的传递效率约为　　 　%(保留1位小数)。  解析:(1)题图中m1表示的能量形式为太阳能,m2表示的能量形式为呼吸作用散失的热能。(2)据表分析可知,草用于生长、发育和繁殖的能量为(7.0+19.0+45.5)×107=7.15×108 (kJ·a-1);能量从鼠到鹰的传递效率为鹰同化的总能量÷鼠同化的总能量×100%=(3.5×107)÷ (19.0×107)×100%≈18.4%。 太阳能、(呼吸作用散失的) 热能 7.15×l08 18.4 课堂小结与随堂训练 NO.3 一、知识体系构建 二、关键语句必背 1.生态系统的能量流动是生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。 2.能量流动的起点是生产者固定的总能量,流经生态系统的总能量几乎都来自生产者固定的太阳能。 3.各营养级的能量去向包括自身呼吸散失、被分解者分解和流入下一营养级(最高营养级除外)。 4.能量流动的特点是单向流动和逐级递减。 5.生态金字塔包括数量金字塔、生物量金字塔和能量金字塔,只有能量金字塔不可能倒置。 6.研究生态系统的能量流动,可以帮助人们提高能量的利用率,也可以使能量持续高效地流向对生产有益的部分。 三、素养好题训练 1.从健康的角度考虑,提倡素食可以减少脂肪和胆固醇等的摄入,能降低心血管等疾病的发病率。从生态系统的营养结构和生态系统功能的角度考虑,对提倡素食的好处描述不正确的是 (　　) A.提倡素食能使人类的食物链缩短 B.提倡素食能提高能量传递效率 C.提倡素食能减少生态系统中能量的损耗 D.提倡素食能使人类从生产者体内获得更多的能量 √ 解析:提倡素食即人直接以植物性食物为食,从生产者到人类只有两个营养级,因此,缩短了食物链,可以使人类从生产者体内获得更多的能量,以减少能量的损耗,但不能提高能量传递效率。 2.“鳅田稻”是在同一块稻田里既种稻、又养鳅,形成“水稻护鳅,鳅吃虫饵,鳅粪肥田”的养殖模式。下列相关叙述正确的是 (　　) A.水稻等生产者为消费者和分解者提供了物质和能量 B.有20%的能量从第一营养级流向初级消费者 C.“鳅田稻”生态系统提高了物质的转化效率和能量的传递效率 D.生产者通过呼吸作用消耗的能量一般没有流入初级消费者的能量多 √ 解析:水稻将无机环境中的物质和能量通过光合作用输入生物群落,为消费者和分解者提供物质和能量,A正确; 能量在相邻两个营养级间的传递效率平均为10%~20%,是一个区间范围值,B错误; “鳅田稻”生态系统提高了物质的转化效率和能量的利用率,能量的传递效率不能提高,C错误; 生产者呼吸作用消耗的能量占了绝大部分,比流入初级消费者的能量多,D错误。 3.“以薅茶蓼,茶蓼朽止,黍稷茂止”出自《诗经》。我国古代劳动人民很早就认识到禾苗要茂盛生长,需要拔除茶蓼等杂草,杂草腐烂后可作为绿肥。下列叙述正确的是 (　　) A.农田中所有的杂草和禾苗共同构成一个群落 B.杂草和禾苗之间存在竞争和互利共生的关系 C.腐烂后的杂草作为绿肥可提高能量的利用率 D.除草可调整农田生态系统中能量流动的方向 √ 解析:群落包括该区域中所有的植物、动物和微生物,A错误; 杂草和禾苗都是植物,在生活过程中,会竞争光照、水分、养料等环境资源,所以杂草和禾苗之间存在竞争关系,杂草的存在不利于太阳能流向禾苗,而清除杂草后有利于禾苗的生长,所以杂草与禾苗不存在互利共生关系,B错误; 腐烂后的杂草作为绿肥,能为禾苗提供无机物,但腐烂后杂草中的能量不能被禾苗利用,不能提高能量的利用率,C错误; 除草可调整农田生态系统的能量流动方向,使太阳能最大限度流向农作物,从而使能量流向对生产最有益的部分,D正确。 4.下图中a、b、c、d代表四种类型的生态金字塔,有关说法不正确的是 (　　) A.某些水域生态系统的生物量金字塔为b型 B.c型金字塔中第二营养级与第三营养级之间的能量传递效率小于10% C.森林生态系统的数量金字塔也可能为d型 D.在自然生态系统中,能量金字塔也可能出现倒置的现象 解析: 某些水域生态系统中由于浮游植物个体小,且生长周期短,使得浮游动物和底栖动物的生物量在某时刻可能大于浮游植物,其生物量金字塔为b型,A正确; √ c图中第二营养级到第三营养级的能量传递效率为48÷596× 100%≈8.1%,小于10%,B正确; 森林生态系统中乔木等植物(第一营养级)的数量可能比以植物为食的昆虫等动物(第二营养级)的数量少,捕食以植物为食的昆虫等动物的第三营养级的数量可能比第二营养级的生物数量少,其数量金字塔为d型,C正确; 生态系统的能量流动是单向传递、逐级递减的,因此能量金字塔不会出现倒置的现象,D错误。 5.图1为某科研小组调查一个自然水域生态系统的部分食物网,图2为该水域鲢鱼所摄入能量的去向(图中字母表示相应能量)。 请回答下列问题: (1)图1中的生产者是　　 　　　 　　 ,乌鳢所处的营养级是　　　　　　　　　,鲇与黄鳝的种间关系是　　　　 　　。  (2)为了调查该池塘中乌鳢的数量,第一次捕捞并标志15条乌鳢,第二次捕捞18条乌鳢,其中具有标志物的有2条。标志物不影响乌鳢的生存和活动,由此可估计该水域约有乌鳢　　　　条。研究发现被标志的乌鳢不容易再次捕获,则该种群数量的估计值__________ (填“偏高”“偏低”或“不变”)。  浮游植物和底层植物 第三、四营养级 捕食和竞争 135 偏高 (3)图2中,E表示_____________________________________,该生态系统中乌鳢的同化量是4.2×107 kJ,则从鲢鱼到乌鳢的能量传递效率为　　　　。若鲢鱼粪便中含有的能量为2.0×108 kJ,某杂食性鱼以鲢鱼的粪便为食物,能量传递效率按15%计算,该杂食性鱼从鲢鱼处获得的能量是　　　　kJ。  鲢鱼呼吸作用以热能形式散失的能量 2.8% 0 解析:(1)生产者是能利用简单的无机物合成有机物的自养生物或绿色植物,图1中的生产者有浮游植物和底层植物。乌鳢所处的营养级是第三营养级(比如浮游植物→鲢鱼→乌鳢)和第四营养级(比如浮游植物→浮游动物→白鲦→乌鳢)。鲇以黄鳝为食,且两者都能以棒花鱼为食,因此两者是捕食和竞争关系。(2)标志重捕法的计算公式为:种群个体数量=第一次捕获并标志的个体数量×重捕个体数量/重捕中被标志个体数量,据此估计该水域约有乌鳢15×18÷2=135(条)。被标志的乌鳢不容易再次捕获,则重捕中被标志的个体数偏少,故该种群数量的估计值偏高。 (3)分析图2:A表示鲢鱼粪便中的能量;B表示鲢鱼同化的能量;C表示鲢鱼用于生长、发育、繁殖的能量;D表示鲢鱼遗体、残骸中的能量;E表示鲢鱼呼吸作用散失的能量。从鲢鱼到乌鳢的能量传递效率=乌鳢同化量÷鲢鱼同化量×100%,故为(4.2×107)÷(1.5×109)×100%=2.8%。鲢鱼的粪便量不属于鲢鱼的同化量,某杂食性鱼以鲢鱼的粪便为食物,该杂食性鱼从鲢鱼处获得的能量是0 kJ。 课时跟踪检测 NO.4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 A级——基础综合练 1.如图为某鱼塘中能量流动图解部分示意图,①~⑤各代表一定的能量值,下列选项中正确的是(　　) √ A.在人工饲养的高密度鱼塘中⑤一定大于① B.图中④包含了次级消费者粪便中的能量 C.在食物链中各个营养级能量输入的方式和形式是完全相同的 D.第三营养级到第四营养级的能量传递效率为(③/②)×100% 6 7 8 9 10 11 12 13 1 2 3 4 5 14 15 解析:在人工鱼塘中,人们可通过投放饲料等措施来饲养更多的鱼类,所以⑤可能比①小,A错误; 粪便中的能量属于上个营养级,所以④不包含次级消费者粪便中的能量,B错误; 在食物链中各个营养级能量输入的方式和形式不完全相同,C错误; 能量传递效率=一个营养级的同化量/上一个营养级的同化量×100%,所以第三营养级到第四营养级的能量传递效率为(③/②)×100%,D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 2.下列有关人工鱼塘生态系统的叙述正确的是 (　　) A.人工鱼塘生态系统由生产者流向初级消费者的能量传递效率一般小于20% B.调查鱼塘中鲈鱼的种群密度可采用标志重捕法,标志物尽量醒目便于计数 C.流经人工鱼塘生态系统的总能量是生产者固定的太阳能 D.人工鱼塘生态系统物种数少、营养结构简单,其群落不存在垂直结构 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 解析:一般来说, 在输入到某一个营养级的能量中,只有10%~ 20%的能量能够流到下一个营养级,因此人工鱼塘生态系统由生产者流向初级消费者的能量传递效率一般小于20%,A正确; 调查鱼塘中鲈鱼的种群密度可采用标志重捕法,但标志物尽量不要醒目,B错误; 流经人工鱼塘生态系统的总能量,除了生产者固定的太阳能,还包括人工投入的饲料中含有的能量等,C错误; 人工鱼塘生态系统物种数少、营养结构简单,但其群落存在垂直结构,D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 3.某地一棵百年老樟树两个大的分枝上旁生出两种榕树,分别是大叶榕和细叶榕,出现了一棵“树”长出了三种树叶的奇特景观。推测可能是鸟在樟树停留时,将带有榕树种子的鸟粪排在了樟树上,结果种子发芽并依靠樟树的营养继续生长。下列相关叙述不正确的是 (　　) A.大叶榕和细叶榕可以作为生产者和消费者 B.大叶榕、细叶榕与樟树的种间关系是寄生和竞争 C.鸟粪便中的能量可以被分解者直接利用 D.大叶榕与樟树之间的能量传递效率是10%~20% √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 解析:由题意可知,大叶榕和细叶榕寄生在樟树上,属于消费者,大叶榕和细叶榕能够进行光合作用,还可作为生产者,A正确; 大叶榕和细叶榕寄生在樟树上,是寄生关系,大叶榕、细叶榕又和樟树争夺阳光和养分等,又是竞争关系,B正确; 鸟粪便中的能量可以被分解者直接利用,C正确; 大叶榕与樟树并不是两个营养级,能量传递效率不一定符合10%~20%,D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 4.如图是能量流动的图解,下列理解错误的是 (　　) √ A.图中A、B、C、D方框的大小可表示该营养级生物同化的能量的多少 B.该图中的食物链为A→B→C→D C.该图中的A固定的能量表示流经该生态系统的总能量 D.图中A固定的能量是B、C、D同化的能量之和 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 解析:图中A、B、C、D方框的大小可表示该营养级生物同化的能量的多少,A正确; 图中A为生产者,B、C、D为消费者,食物链为A→B→C→D,B正确; 生产者固定的太阳能是流经该生态系统的总能量,C正确; 每个营养级(最高营养级除外)的能量的去向包括流入下一营养级、流向分解者和自身呼吸作用消耗,故A固定的能量要大于B、C、D同化的能量之和,D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 5.(2024·盐城质检)如图为能量流经某生态系统第二营养级的示意图[单位:J/(cm2·a)],据图分析,有关说法正确的是 (　　) √ A.第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量是100 J/(cm2·a) B.该生态系统第一营养级同化的能量至少为400 J/(cm2·a) C.能量由第二营养级到第三营养级的传递效率是20% D.该生态系统第三营养级同化的能量是15 J/(cm2·a) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 解析:据图分析可知,第二营养级的摄入量a是100 J/(cm2·a),其中20 J/(cm2·a)以粪便的形式流向分解者,所以第二营养级的同化量b为80 J/(cm2·a),其中50 J/(cm2·a)通过呼吸作用散失,则第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量为30 J/(cm2·a)。能量在两个营养级之间的传递效率平均是10%~20%,故第一营养级同化的能量至少为400 J/(cm2·a),A错误,B正确; 图中的15 J/(cm2·a)是第三营养级的摄入量,因为不知道第三营养级的同化量,所以不能计算出第二营养级和第三营养级之间的能量传递效率,C、D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 6.稻田养鱼的设计如下:稻谷为鱼类提供氧气、遮荫和有机物质,鱼粪作为水稻的肥料,鱼类还可以起到耕田、除草、减少病虫害、增肥的效果,而田间水稻害虫则成为鱼的食物。下列叙述错误的是 (　　) A.稻田中的植物只有水稻,不存在群落的垂直结构 B.稻田养鱼能在收获水稻的同时收获鱼产品,从而增加人们的收入 C.水稻根细胞不能吸收并利用鱼粪内有机物中的能量 D.鱼吃水稻害虫时,鱼粪便中的能量来自害虫的同化量 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 解析:稻田中的植物不只有水稻,存在群落的垂直结构,A错误; 稻田养鱼的设计能在收获水稻的同时收获鱼产品,从而增加人们的收入,B正确; 稻田养鱼的设计中水稻根细胞不能吸收并利用鱼粪内有机物中的能量,只能吸收微生物分解有机物后产生的无机物,C正确; 鱼吃水稻害虫时,鱼粪便中的能量不属于鱼的同化量,而是来自害虫的同化量,D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 √ 14 15 16 7.(2024·徐州测试)某人工苹果园中存在苹小卷叶蛾、白粉虱以及食心虫等果树害虫,还有多种鸟类,各类动物的数量保持相对稳定。下列关于该苹果园生态金字塔的叙述,正确的是 (　　) A.能量金字塔中,苹小卷叶蛾、白粉虱和食心虫位于同一食物链中的第二营养级 B.该苹果园生物量金字塔上窄下宽,苹果树的有机物总干重大于果园中所有动物的生物量 C.数量金字塔呈倒置的金字塔形,底部营养级的数量最少,顶部营养级的数量最多 D.若向果树喷洒农药,则会对该果园生态系统的能量传递效率产生很大的影响 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 解析:苹小卷叶蛾、白粉虱和食心虫都是果树害虫,因此都位于第二营养级,但不一定位于同一食物链中,A错误; 在该果园生态系统中各类动物的数量保持相对稳定,故苹果树的有机物总干重大于果园中所有动物的生物量,B正确; 果树、害虫、鸟的数量金字塔属于特殊类型的金字塔,底部果树的数量比害虫少,顶部的鸟类数量也小于害虫数量,C错误; 喷洒农药,可杀死害虫,进而调整果园生态系统的能量流动,使能量更多地流向对人类最有益的部分,从而提高了能量的利用率,但不能提高能量传递效率,D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 √ 14 15 16 8.某湖泊的能量金字塔如图所示。下列相关叙述正确的是 (　　) A.该能量金字塔中的a、c分别代表生产者、三级消费者 B.图中所有生物构成一条食物链 C.一个生态系统中营养级越多,在能量流动过程中消耗的能量就越多 D.对于森林生态系统来说,往往一棵树上栖息着很多昆虫,该生态系统中的能量金字塔呈倒置状态 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 解析:由图可知,c为次级消费者,处于第三营养级,A错误; 图中所有生物构成食物链和食物网,B错误; 能量在相邻两个营养级间的传递效率平均只有10%~20%,故一个生态系统中营养级越多,能量流动过程中消耗的能量就越多,C正确; 对于一个自然生态系统来说,它的能量是由生产者固定的,且沿营养级传递时是逐级递减的,因此按营养级由低到高绘制成的能量金字塔仍然是下宽上窄的正金字塔形,D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 9.如图是在某地试验成功并大范围推广的生态农业模式。下列有关此生态系统的叙述,错误的是 (　　) √ A.图中位于第二营养级的生物有螺、昆虫、鸭 B.鸭和螺之间是捕食与竞争关系 C.该生态系统中鸭所同化的能量来自生产者固定的太阳能和饲料中的化学能 D.拔去田地中的野草可以提高生态系统的能量传递效率 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 解析:螺、昆虫、鸭都可以直接捕食生产者,此种情况时它们都位于第二营养级,A正确; 鸭可以捕食螺,二者之间具有捕食关系,同时它们都以野草为食,故鸭和螺之间还有竞争关系,B正确; 拔去田地中的野草是合理地优化生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对生产有益的部分,但不能提高生态系统的能量传递效率,D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 10.(2024·苏北四市联考)科学家对某湖泊的能量流动进行了定量分析[单位:J/(cm2·a)],得出如图甲所示的数据,图乙则是另一层次的能量流动图解,请据图分析以下问题: 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 (1)据图可知,对生态系统中的能量流动进行研究,可以在_________ ________两个层次上进行。  食物链和 营养级 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 (2)植物只能把照射到植物体上的太阳能的1%~2%转化为化学能储存起来,而图甲生产者的总初级生产量与太阳能的比值大约仅为0.1%,其原因是_____________________________________________ _________________________________________________________。 分析图甲中各营养级的呼吸消耗所占的比例,可得出结论: ______________________________________________________________________________。 影响该湖泊浮游动物的垂直分布的主要因素有_____________________________(至少写出2点)。该湖底沉积的大量有机质中的能量属于能量流动过程中的　　　　部分。  辐射能是按到达湖面的入射量计算的,阳光穿过水 层照射到植物体上时,已经损失了相当大的一部分能量 肉食性动物呼吸消耗的能量占同化量的比率高于同一生态系统的植食性动物和生产者 阳光、温度、食物、溶氧量等 未利用 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 解析:(1)据图可知,能量沿食物链单向流动,对生态系统中的能量流动进行研究,可以在食物链和营养级两个层次上进行。(2)植物只能把照射到植物体上的太阳能的1%~2%转化为化学能储存起来,而图甲生产者的总初级生产量与太阳能的比值大约仅为0.1%,其原因是太阳能是按到达湖面的入射量计算的,阳光穿过水层照射到植物体上时,已经损失了相当大的一部分能量。分析图甲中各营养级的呼吸消耗所占的比例,可得出结论:肉食性动物呼吸消耗的能量占同化量的比率高于同一生态系统的植食性动物和生产者。由于浮游动物生活在水中,影响该湖泊浮游动物的垂直分布的主要因素有阳光、温度、食物、溶氧量等。该湖底沉积的大量有机质中的能量属于能量流动过程中的未利用部分。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 11.生态农业系统设计中,稻—鸭—萍共作是其模式之一,萍可作为鸭的饲料,鸭控制稻田中的杂草和害虫,鸭粪用作稻的肥料,鸭蛋等禽制品为人所用。下图为相关能量流动示意图,序号表示该系统内部分能量的输入或输出过程。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 (1)稻—鸭—萍共作模式中鸭所处的营养级为第　　　　营养级,被鸭摄入但没有用于自身生长、发育和繁殖的能量包含在_______ (填数字)中。  (2)图中输入该生态系统的能量指__________________________ ________________________________________,_________(填数字)所示能量最终不可能被人利用。  二、三 ④⑤⑧ 水稻、杂草和萍等生产者 (通过光合作用)固定的能量和饲料中的能量 ②⑧⑩⑪ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 (3)研究人员统计了一定时期内与图中害虫和鸭有关的能量,如下表所示:   ① ② ③ ④ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ 能量 相对值 4 000 300 200 100 1 000 100 300 100 具上表分析,该时期害虫到鸭的能量传递效率为　　 %。⑧⑨所示能量之和比③⑥⑦之和小的原因是____________________ 　　　　　　 　　。  5 部分能量流向人, 还有未利用的部分 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 解析:(1)据图可知,鸭能吃害虫和杂草等,鸭为第二、三营养级;摄入量=粪便量+同化量,而同化量=呼吸消耗的能量+自身生长、发育、繁殖的能量,因此被鸭摄入但没有用于自身生长、发育和繁殖的能量应为粪便量和呼吸消耗的能量,而鸭的粪便量应为上一营养级的能量,即④⑤⑧。(2)在生态农业系统中,输入该生态系统的能量为水稻、杂草和萍等生产者(通过光合作用)固定的能量和饲料中的能量;生物呼吸作用消耗的能量最终不能被人所利用,即②⑧⑩⑪。(3)害虫到鸭的能量传递效率等于鸭从害虫中获得的同化量与害虫的同化量之比,即③/①×100%=200/4 000×100%=5%。③⑥⑦的能量除流向分解者(⑨)、通过呼吸作用(⑧)消耗之外,部分能量流向人,还有未利用的部分。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 B级——应用创新练 12.草原上,牧草的地下根(a)不可食。在地上,羊摄食部分茎、叶(b),未被食用部分落入地表(c)。在羊摄食的能量(b)中,部分以粪便(排遗量d)形式排出,部分以有机氮如尿素、尿酸(排泄量e,羊代谢产生)等形式排出,还有一部分通过呼吸作用散失(f)。若a~f表示一年中的有关能量,下列说法错误的是(　　) A.一年内,牧草用于生长、发育和繁殖的能量为a+b+c B.牧草的能量传向羊时,传递率小于(b-d)/(a+b+c) C.一年内,羊从牧草中获得的能量为b-d D.一年内,牧草流向分解者的能量为c+d+e √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 解析:一年内,牧草的净光合量,也就是用于生长、发育和繁殖的能量为a+b+c,A正确; 牧草的同化量为牧草的真正(总)光合量,这个值大于净光合量(a+b+c),一年内,羊从牧草中获得的能量为摄入量-排遗量(粪便量)=b-d,因此,牧草与羊之间能量的传递率小于(b-d)/(a+b+c),B、C正确; 排泄量(e)是羊代谢产生的,是以有机氮(尿素、尿酸)的形式排出体外, e属于羊同化量中的一部分,是羊流向分解者的能量,c是牧草未被食用部分落入地表的能量,最终被分解者利用,d是羊的粪便中的能量,属于牧草同化量的一部分,最终也被分解者利用,因此牧草流向分解者的能量为c+d,D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 13.[多选]下图表示生态系统中各营养级能量的类型和去向(d表示该营养级未被利用的能量)。有关叙述中正确的是 (　　) A.图中a1、a2可表示生产者与消费者的呼吸量,但所占比例不符 B.生态系统中能量传递效率为(a2+b2+c2+d2)/(a1+b1+c1+d1) C.消费者从生产者摄取的能量数值可用b1表示,且此部分能量存在于有机物中 D.在食物链中,各营养级获得能量的方式及能量的用途相同 √ √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 解析:各营养级同化的能量大部分用于呼吸作用,a1、a2可表示生产者与消费者的呼吸量,但a1所占比例偏小,A正确; 能量传递效率为相邻两个营养级生物同化量之比,图中能量传递效率为(a2+b2+c2+d2)/(a1+b1+c1+d1),B正确; b1表示消费者从生产者摄取的能量,存在于生产者光合作用制造的有机物中,C正确; 食物链中,第一营养级通过光合作用固定太阳能,其他营养级生物通过捕食直接摄取有机物,对最高营养级生物来说,能量不会再流向下一个营养级,即各营养级生物获得能量的方式和能量的用途不尽相同, D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 14.[多选]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图所示[单位:kJ/(m2·a)],M、N表示营养级。下列叙述正确的是 (　　) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 A.估算海参种群密度时常用样方法 B.由M到N的能量传递效率为11.8% C.该生态系统中的能量在M和遗体残骸间循环流动 D.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 解析:海参活动能力弱,活动范围小,估算海参种群密度时常用样方法, A正确; 由M到N的能量传递效率为N的同化量与M的同化量的比值,即386÷ (3 281+2 826)×100%≈6.3%,B错误; √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 能量不能进行循环,C错误; 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, D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 15 14 16 15.[多选]下图是某生态系统中组成食物链的三个种群(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ) 一年内能量流动统计的部分数据(图中数值单位是100万kJ)。有关叙述正确的有 (　　) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 A.三个种群组成的食物链是Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ B.种群Ⅱ全部生物的呼吸消耗能量约为6 950万kJ C.不同营养级之间能量以有机物形式流动 D.第二营养级到第三营养级的能量传递效率为20% 解析:三个种群的同化的能量由大到小依次是Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ,结合能量流动的特点可知,三个种群组成的食物链是Ⅱ→Ⅰ→Ⅲ,A错误; √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 种群Ⅱ同化的能量=呼吸消耗的能量+被种群Ⅰ同化的能量+流向分解者的能量+未被利用的能量,根据图中数据可知,种群Ⅱ全部生物呼吸消耗的能量+流向分解者的能量=5 450(万kJ),而由于题中没有给出流向分解者能量,因此种群Ⅱ全部生物呼吸消耗的能量也无法求出,B错误; 不同营养级之间能量以有机物形式流动,C正确; 第二营养级到第三营养级的能量传递效率为3.0÷15.0×100% =20%,D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 16.放牧是天然草地的主要利用方式之一。为研究短花针茅草原的最适载畜率,科研人员开展如下调查与实验。 (1)输入短花针茅草原生态系统的能量是　　　　　　　　 ,生态系统的能量流动是沿着　 　　　　　　　进行的。  生产者固定的太阳能 食物链与食物网 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 (2)为了研究短花针茅草原的能量流动情况,科研人员在该短花针茅草原上随机选取多个自然条件相似的牧场,每个牧场样方设置不同的绵羊密度,代表不同的载畜率水平。在一定时间内,测定植物群落现存有机体的能量分配情况如下表。 载畜率水平/ [只羊/(hm2·半年)] 地上部分/ (×105 J/m2) 地上部分占比/% 地下部分/ (×105 J/m2) 植物群落/(×105 J/m2) 0 18.16 10.5 154.10 172.30 1.3 18.46 10.8 151.92 170.38 1.8 13.75 10.0 123.55 137.30 3.0 7.25 6.5 104.96 112.19 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 ①实验结果表明:与不放牧相比,__________________________ _______________________________________;随载畜率水平升高,地上部分越不易恢复。  ②据表可知,在不同放牧强度下,短花针茅植株的地上和地下部分的能量是可以调节的。从物质能量的角度,阐释该现象是对草原季节性干旱环境的适应:_____________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________。  载畜率水平较低时[1.3只羊/ (hm2·半年)],有利于植物地上部分生长 减少地上部分的能量分配,可减少牲畜等植食性动物采食,也可减少蒸腾作用导致的水分散失;通过增加地下能量分配,根系更发达有利于根部吸收水分,适应草原干旱环境,有利于短花针茅自身的生存繁殖 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 (3)放牧过程中,草地生态系统中的植物固定的光能只有很小的一部分可供给绵羊,该营养级能量的其他去向包括__________________ _________________________________________________________。  被其他初级消费者(除绵羊外)摄入、被分解者分解利用 自身呼吸作用散失、 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 (4)植物生长旺盛时,绵羊更喜食植物幼嫩部分;在草地可利用饲草转化为家畜产品的过程中,能量通过绵羊的采食、消化和代谢过程转化,用于绵羊自身的生长和产毛等,从而产生经济效益。科研人员采集各放牧区样方中绵羊对饲草的能量转化率,如图。 据图推测,随载畜量增大,绵羊取食率增大而同化率下降,其原因可能是_____________________________________________________________ _____________________________________________________________ ____________________________。 载畜率增大,绵羊取食竞争压力加大,食物中植物幼嫩部分比例减少,同化率降低,因此为满足自身的营养需要,绵羊尽可能增大采食量,对植物地上部分的破坏更严重 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 解析:(1)输入短花针茅草原生态系统的能量是生产者固定的太阳能的总量,生态系统的能量流动是沿着食物链和食物网进行的。(2)①实验结果表明:与不放牧相比,载畜率水平较低时[1.3只羊/(hm2·半年)],有利于植物地上部分生长;随载畜率水平升高,地上部分越不易恢复,因此需要合理控制载畜率。②据表可知,在不同放牧强度下,短花针茅植株的地上和地下部分的能量是可以调节的。地上部分所含的能量占比较低,这是适应草原干旱环境的结果,具体表现在:减少地上部分的能量分配,可减少牲畜等植食性动物采食,也可减少蒸腾作用导致的水分散失;通过增加地下部分的能量分配,根系更发达,有利于根部吸收水分,适应草原干旱环境,有利于短花针茅自身的生存繁殖。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 (3)在生态系统的能量流动过程中,除了最高营养级之外,各个营养级能量的去向包括三个,分别是呼吸消耗、流向分解者、流向下一营养级。据此可知,植物体内能量的其他去向包括自身呼吸作用散失、被其他初级消费者(除绵羊外)摄入、被分解者分解利用。(4)随着载畜率增大,绵羊取食竞争压力加大,食物中植物幼嫩部分比例减少,同化率降低,因此为满足自身的营养需要,绵羊尽可能增大采食量,进而对植物地上部分的破坏更严重,因而表现出图示的结果。 本课结束 $$