第3章 第2节 第2课时 生态金字塔和研究能量流动的实践意义-【金版新学案】2024-2025学年新教材高二生物选择性必修2 生物与环境同步课堂高效讲义配套课件（人教版2019，多选版）

第2课时　生态金字塔和研究能量流动的实践意义 　 第3章 生态系统及其稳定性 学习目标 1．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。　 2．概述研究生态系统能量流动的意义。　 3．举例说明利用能量流动规律，人们能够更科学地规划和有效地利用生态系统中的资源。 知识点一　生态金字塔 1 知识点二　研究能量流动的实践意义 2 学习小结 3 内容索引 随堂演练 4 微专题系列 5 课时测评 6 生态金字塔 知识点一 返回 1．生态金字塔：______________________________________等的统称。 2．能量金字塔 (1)概念：将单位时间内各营养级所得到的______数值转换为相应面积(或体积)的图形，并将图形按照营养级的次序排列，可形成一个金字塔图形，叫作能量金字塔。 (2)特点：通常呈__________的金字塔形。 (3)意义：能量金字塔能直观地反映出能量在各营养级之间的传递规律。 新知导学 能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔 能量 上窄下宽 3．生物量金字塔 (1)概念：用同样的方法表示各个营养级________(每个营养级所容纳的有机物的总干重)之间的关系，就形成生物量金字塔。 (2)特点：大多是上窄下宽的金字塔形。 4．数量金字塔 (1)概念：表示各个营养级的生物____________比值关系，就形成数量金字塔。 (2)特点：一般呈上窄下宽的金字塔形，但也可呈上宽下窄______的金字塔形，如__________。 生物量 个体的数目 倒置 昆虫和树 1．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，由于能量在流动过程中总是__________，因此能量金字塔通常都是__________的金字塔形。 2．一般情况下，生物量金字塔是上窄下宽的金字塔形，但是有时候会出现______的金字塔形。例如，在海洋生态系统中，由于生产者(浮游植物)的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，所以某一时刻调查到的浮游植物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____。 精通教材 逐级递减 上窄下宽 倒置 多 3．人类位于食物链的顶端，从能量金字塔来看，人口数量日益增长，这会对地球上现有的生态系统造成什么影响？ 提示：人口数量日益增长，会要求低营养级有更多的能量流入人类所处的营养级，也就是说，人类所需要的食物会更多，将不得不种植或养殖更多的农畜产品，会给地球上现有的自然生态系统带来更大的压力。 探究点　分析生态金字塔的种类和特征，提升生命观念和科学思维能力 某个湖泊生态系统的能量金字塔模型如下图所示，共有A～D四层，回答下列问题： (1)D层的含义是什么？ 提示：第一营养级(生产者)在单位时间内固定的太阳能。 (2)A～D层生物组成有什么共同特点？ 提示：每一层的所有生物同属同一个营养级。 合作探究 (3)通常情况下，该图除表示能量金字塔外，还可以表示哪些生态金字塔？ 提示：生物量金字塔、数量金字塔。 (4)试举一例倒置的金字塔，并尝试解释其原因。 提示：如树、虫和鸟构成的数量金字塔、海洋中某时刻浮游植物与浮游动物构成的生物量金字塔等。当生产者个体比消费者个体大得多时，数量金字塔可能是倒置的。 归纳总结 生态金字塔的种类及特点 项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 形状 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质量沿食物链升高而逐级递减 归纳总结 生态金字塔的种类及特点 项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 特点 正金字塔形 一般为正金字塔形 一般为正金字塔形 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株大树上时，该数量金字塔的塔形会发生变化 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可能低于浮游动物的生物量 应用1.(2023·四川南充高二期中)下图表示某森林生态系统的能量金字塔，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示不同的营养级。下列叙述正确的是 A．该生态系统的数量金字塔也一定符合该模型 B．图中Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ构成一条食物链 C．Ⅱ中能量的去向除了图中所示外，还有呼吸散失的热能和被分解者利用的能量 D．能量在流动过程中是逐级递减的，能量传递效率随营养级的升高而逐级递减 √ 该生态系统的数量金字塔存在倒置情况，例如树、虫、 鸟，A错误；图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表的是营养级，每个 营养级可能不止一种生物，B错误；流经第二营养级的能 量，除了传递到下一个营养级外，还包括呼吸散失的热 能、被分解者利用的能量，C正确；能量在流动过程中逐级递减，但能量传递效率不会随营养级的升高而逐级递减，传递效率一般在10%～20%之间，D错误。 应用2.(2023·河北张家口高二期末)生态金字塔包括能量金字塔、数量金字塔和生物量金字塔，下列有关叙述正确的是 A．绘制生物量金字塔需将各营养级制造的有机物量转换为相应的面积或体积 B．自然生态系统的能量金字塔一般不会倒置，人工生态系统可能会倒置 C．浮游植物个体小、寿命短且不断被浮游动物捕食，二者构成的生物量金字塔总是倒置 D．如果消费者的个体大而生产者的个体小，数量金字塔可能为上宽下窄型 √ 各个营养级的生物量是指每个营养级所容纳的有机物总干重(即有机物的积累量)，故绘制生物量金字塔需将各营养级容纳的有机物量转换为相应的面积或体积，A错误；自然生态系统的能量金字塔一般不会倒置，但人工生态系统例如池塘，存在能量的人工输入，故第一营养级固定的太阳能可能会低于第二营养级的同化量，使能量金字塔出现倒置现象，B正确；浮游植物个体小、寿命短，且不断被浮游动物捕食，二者构成的生物量金字塔在一定时间内可能会倒置，但不会永远倒置，C错误；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错误。 返回 研究能量流动的实践意义 知识点二 返回 1．可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，______流入某个生态系统的总能量。例如，间作套种、多层育苗、稻—萍—蛙等立体农业生产方式。 2．可以帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到________的利用。例如，秸秆喂牲畜；粪便制沼气；沼渣肥田，这样就实现了__________________，从而大大提高能量的________。 3．还可以帮助人们合理地_________________________________________ ______________________________。例如，合理确定草场载畜量、麦田除草、除虫等。 新知导学 增大 最有效 对能量的多级利用 利用率 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 探究点　结合具体实例分析研究能量流动的实践意义，提升社会责任 以中国传统农田生态系统为例，思考并回答以下问题： (1)哪些措施能增加流入农田生态系统的总能量？ 提示：合理密植、间作套种等立体农业生产方式充分利用了空间和资源，能增加流入农田生态系统的总能量。 (2)及时清除农田中杂草的意义是什么？ 提示：调整农田生态系统中的能量流动关系，使能量更多地流向对人类最有益的部分。 合作探究 (3)如果把作物秸秆当燃料烧掉，人类就不能充分利用秸秆中的能量。如果将秸秆用作饲料喂牲畜，可获得肉、蛋、奶等；将牲畜的粪便作为沼气池发酵的原料，可以生产沼气提供能源，沼渣还可以作为肥料还田，这样做的目的是什么？此过程提高能量的传递效率了吗？ 提示：实现对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。没有提高能量的传递效率；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。 归纳总结 能量传递效率与能量利用率的比较 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%的能量流到下一营养级(最高营养级除外)。 (2)计算公式 能量传递效率＝ ×100%。 归纳总结 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，从而提高能量的利用率。 应用1.(2023·江苏盐城高二期中)“稻田养鱼”是一种新兴的生态养殖模式。该模式利用稻田水面养鱼，既可获得鱼产品，又可利用鱼吃掉稻田中的害虫和杂草。鱼排出粪肥，翻动泥土促进肥料分解，为水稻生长创造良好条件。下列叙述正确的是 A．该生态系统的结构包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者 B．鱼吃杂草，杂草同化能量中的 10%～20%流入鱼体内 C．粪便作为有机肥还田时，粪便中的能量流向了农作物 D．该模式提高了能量利用率，使能量流向对人类最有益的地方 √ 生态系统的结构包括组成成分和营养结构，A错误；10%～20%是营养级之间的能量传递效率，不是两种生物之间的能量传递效率，B错误；农作物不能利用粪便中的能量，粪便中的能量流向了分解者，C错误；生态农业使能量多级利用，提高了能量利用率，使能量流向对人类最有益的地方，D正确。 √ 应用2．(2024·黑龙江伊春高二期末)近年来，我国南方地区大力发展“稻—鸭”“桑—蚕—鱼”“果树—蘑菇”等立体生态农业系统，取得了良好的经济效益和生态效益。下列叙述正确的是(多选) A．鸭子作为分解者，能加快生态系统的物质循环 B．“桑—蚕—鱼”生态系统能提高能量传递效率和能量利用率 C．蘑菇作为分解者，能将有机物分解成无机物，实现能量多级利用 D．与传统农业相比，生态农业系统减少化肥和农药的使用，减少环境污染 √ 稻田中的鸭子以浮游动植物和害虫为食，是消费者，能加快生态系统的物质循环，A错误；相邻两个营养级间能量传递效率一般为10%～20%，“桑—蚕—鱼”生态系统只能提高能量利用率，不能提高能量传递效率，B错误；蘑菇是大型真菌，属于分解者，能将有机物分解成无机物，实现能量多级利用，C正确；与传统农业相比，生态农业系统的生物种类增多，自我调节能力强，能减少农药、化肥的利用，减少环境污染，D正确。 返回 学　习　小　结 返回 思维导图 要语必背 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等。能量逐级递减，能量金字塔通常呈现正金字塔形。 2．帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。 3．从能量流动的角度分析，建设“沼气池”的意义是实现了对能量的多级利用，从而大大提高了能量的利用率。 4．从能量流动的角度分析，合理确定草场载畜量的目的是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。 返回 随　堂　演　练 返回 1．(2023·衡水中学高二期中)生态金字塔可用来表示生态系统中不同营养级的个体数量、生物量和能量等的数量关系。下列叙述错误的是 A．生态金字塔可分别以个体数量、生物量和能量为指标绘制 B．生态金字塔的最下层塔基越宽，生态系统的食物链不一定越复杂 C．生态金字塔中每个营养级的生物不一定都属于同一食物链 D．在紫外线辐射强的高海拔地区容易出现能量金字塔的倒置 √ 生态金字塔可采用生物量单位、能量单位和个体数量单位，故可分别以个体数量、生物量和能量为指标绘制，A正确；食物链的复杂程度，与生产者(植物)、消费者的种类及其形成的捕食关系密切相关，B正确；生态金字塔中每个营养级的生物均属于食物网的同一营养级，不一定属于同一条食物链，C正确；因为能量是逐级递减的，因此在自然生态系统中能量金字塔通常都是上窄下宽的金字塔型，不可倒置，D错误。 2．(2023·鹤岗一中高二期中)下图为甲、乙两个自然生态系统中每个营养级的生物个体数量示意图。假设输入两个生态系统的总能量相同。下列有关叙述正确的是 A．甲的生物种类比乙多 B．甲的第一营养级固定的能 量比乙多 C．甲中只含有1条含三个营养级的食物链 D．甲、乙中现存消费者的总能量可能相同 √ 甲中生产者数量多，但甲的 生物种类不一定比乙多， A错误；由题知输入两个生 态系统的总能量相同，因此 甲的第一营养级固定的能量等于乙的，B错误；图甲能够说明有3个营养级，每个营养级可能包括多个物种，图甲不一定只有一条食物链，C错误；由题知输入两个生态系统的总能量相同，虽然乙营养级多，在能量传递中损失较多，但若甲以10%的能量传递效率传递能量，乙以大于10%的能量传递效率传递能量，甲、乙中现存消费者的总能量可能相同，D正确。 3．(2023·广西钦州高二期中)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 √ 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，根据能量流动的特点，能量金字塔通常是上窄下宽的，D正确。 4．(2023·陕西汉中高二期中)果树套种花生立体农业已成为多数果农热衷的农业生产模式。果农根据气候、雨水等选择种植李子、甜柿、核桃、刺梨等灌木类果树，根据各种果树种植的行距合理布局花生、葡萄、猕猴桃等蔓生于灌木类果树中，精心管理，并辅以沼气池，充分利用自然资源，提高经济效益。下列叙述正确的是 A．该立体农业中植物数量多，增加了化肥和农药的使用 B．葡萄、猕猴桃蔓生于灌木类果树上，存在寄生关系 C．花生和灌木类果树之间形成明显的垂直结构 D．与传统农业相比，该立体农业各营养级间的能量传递效率高 √ 果树套种花生立体农业，合理布局花生、葡萄、猕猴桃等蔓生于灌木类果树中，精心管理，并辅以沼气池，充分利用自然资源，实现了能量的多级利用和物质循环再生利用，减少了化肥和农药的使用，净化了环境，同时还增加了经济效益，A错误；寄生植物只能从绿色的植物取得其所需的全部或大部分养分和水分，而葡萄、猕猴桃自身能够合成所需的营养物质，故葡萄和猕猴桃蔓生于灌木类果树上，不存在寄生关系，B错误；花生和灌木类果树共同争夺阳光等资源和空间，是种间竞争关系，果树套种花生立体农业具有分层现象形成了明显的垂直结构，C正确；该立体农业各营养级间的能量传递效率没有发生变化，但提高了能量利用率，D错误。 5．(2024·江苏苏州模拟)下图为某一湖泊能量流动示意图，其中A～L表示能量值(单位相同)、甲～丙表示不同营养级。下列相关表述正确的是(多选) A．能量A仅指可见光中的一小部分 B．能量E、F、G、H指各营养级呼吸作用散失的热能 C．能量J是分解者分解乙的遗体残骸和粪便释放的能量 D．若某种生物是杂食性生物，它可能同时占据乙、丙两个营养级 √ √ √ 生产者只能吸收可见光，所以能量A仅指可见光中的一小部分，A正确；据图分析可知，能量E、F、G、H指各营养级呼吸作用散失的热能，B正确；能量J是分解者分解乙的遗体残骸和丙粪便释放的能量，C错误；若某种生物是杂食性生物，它可能捕食甲和乙两个营养级中的生物，则该生物可能同时占据乙、丙两个营养级，D正确。 6．(创新情境)蟹—稻复合生态系统是在稻田生态系统中引入螃蟹种群后形成的以蟹、稻为主导生物的蟹—稻共生生态系统，为探究该养殖体系的优势，科研人员选取多个池塘进行实验。 (1)中华绒螯蟹是杂食性动物，喜食水生植物、鱼等动物，对腐臭的动物尸体也很爱食，该蟹—稻复合生态系统中全部生物构成_____，中华绒螯蟹所属的成分为______________。 群落是在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合。中华绒螯蟹是杂食性动物，喜食水生植物、鱼等动物，因此属于消费者，又由于其对腐臭的动物尸体也很爱食，因此也属于分解者。 群落 消费者、分解者 (2)为确定中华绒螯蟹的投放量，应根据食物网中的营养级，调查投放池塘中华绒螯蟹_________________的生物积累量。 由于能量流动的特点是单向流动、逐级递减，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。因此要调查中华绒螯蟹的投放量，应该调查其上一营养级的生物积累量。 上一营养级(食物) (3)实验塘于6月投放中华绒螯蟹蟹苗，10月份收获成蟹，调查各食物种类的生物量结果如下，请回答： ①加入中华绒螯蟹后，蟹—稻复合生态系统中总生物量________________ ____________。 10月收获期各组分 生物量/(t·km－2·a－1) 稻田单作生态系统 蟹—稻复合生态系统 总生物量 8 674.90 25 123.66 水生植物生物量占比 7.91% 5.81% 鱼类生物量占比 0.27% 0.12% 中华绒螯蟹生物量占比 — 0.20% 其他 59.56% 58.69% 水稻生物量占比 32.26% 35.18% 升高(高于稻田单作 生态系统) ②加入中华绒螯蟹____ (填“能”或“不能”)使能量更多的流向对人类有益的方向，你的判断依据是________________________________。 ③从中华绒螯蟹的食性分析，蟹—稻复合生态系统中水稻生物量增加的原因：____________________________________________________________ ______________________。 由表格可知，加入中华绒螯蟹后，蟹—稻复合生态系统中总生物量升高了。加入中华绒螯蟹后水稻生物量占比为35.18%，比之前升高了，并且同时可以获得0.20%的中华绒螯蟹，使能量更多地流向对人类有益的方向。中华绒螯蟹是杂食性动物，喜食水生植物，减少与水稻的种间竞争，食用腐臭的动物尸体，可以促进物质循环。 能 收获了中华绒螯蟹，水稻生物量增加 中华绒螯蟹食用水生植物，减少其与水稻的种间竞争；食用腐臭的动 物尸体，促进物质循环 (4)诗人陆游爱吃蟹，写有“蟹肥暂擘馋涎堕”的诗句。为提高中华绒螯蟹的产量，养殖人员往往会投放玉米碎屑等饵料，未被食用的饵料会随定期排放的废水进入周围水体，引发水体的富营养化。为实现生态效益和经济效益的双赢，请提出两条具体措施：________________________________ ________________________________________________________。 为了避免水体富营养化可以定期适度捕捞中华绒螯蟹；对废水中饵料进行处理后再排放；按需投放饵料；定期合理投放幼蟹。 返回 定期适度捕捞中华绒螯蟹；对废水中饵料进行处理后再排放；按需投放饵料；定期合理投放幼蟹 微 专 题 系 列 返回 一、食物链(网)的构建 类型1．定义法 (1)根据提供捕食关系的文字、图示信息构建。 例如：古树上有红蜘蛛、蚜虫、草蛉、七星瓢虫、麻雀、花喜鹊6种动物，它们之间的关系是红蜘蛛、蚜虫是草蛉和七星瓢虫的食物；红蜘蛛、蚜虫以植物的各器官为食物；麻雀、花喜鹊以红蜘蛛、蚜虫、草蛉为食。则依据捕食关系直接绘图如下： (2)依据捕食关系曲线构建食物链(网) ①分析依据：先上升先下降者为被捕食者，后上升后下降者为捕食者。 ②食物链：乙→丙→甲。 类型2．依据能量流动逐级递减构建食物链(网) 生态系统中能量流动逐级递减，且相邻营养级之间的能量传递效率为10%～20%。能量值大者为被捕食者，小者为捕食者。若两种生物的能量值相差不大，不足以构成10%～20%的比例关系，则两者很可能属于同一营养级。 (1) 上表中食物链为B→D→A→C。 营养级 A B C D 能量(有机物) 15.9 870.7 1.9 141.0 (2) 上图中食物网为： (3) ①分析依据：根据相邻营养级间能量传递效率约为10%～20%，可推测能量相差在5倍以内，很可能为同一营养级。 ②结果：上图可形成一条食物链：丙→甲→乙→丁。 类型3．根据生物体内有害物质的浓度“由少到多”构建食物链(网) (1)分析依据：重金属、农药等有害物质被生物体吸收后难以排出体外，所 以此类物质会随着食物链逐级积累，即营养级越高的个体中含有有害物质的 量越多，其含量往往是上一营养级个体含量的5～10倍。 (2)结果： 生物体 A B C D E 有机汞浓度/ppm 0.06 7 0.51 68 0.39 (2023·河北石家庄高二期中)对一个受到轻度农药污染的湖泊进行调查，该湖泊内组成食物链的甲、乙、丙、丁4个种群各自所同化的总能量测量结果如表所示，下列说法不正确的是 A．从4个种群的营养关系上看，它们之间只能形成一条食物链 B．除乙种群外，其他3个种群的同化作用类型都属于异养型 C．丙种群体内的农药残留量是最多的 D．在这四个种群中，甲和丁属于种间竞争关系 典例 1 生物种群 甲 乙 丙 丁 能量/kJ 1.3×108 2.8×109 5.9×107 4.3×108 √ 能量流动的特点是单向流动、逐级递减，因此乙的营养级最低，其次是甲和丁，丙的营养级最高，甲和丁处于同一营养级，4种生物之间能形成2条食物链，即乙→甲→丙、乙→丁→丙，甲和丁处于同一个营养级，所以它们之间是种间竞争关系，A错误，D正确；乙的营养级最低，是生产者，甲、丙、丁均是消费者，其同化作用类型都属于异养型，B正确；营养级越高农药残留量就越多，有毒物质的富集量越多，因此丙的农药残留量最多，C正确。 针对练1．(2023·甘肃天水高二期末)如图是某生态系统一条食物链中的三个种群一年内能量流动统计的部分数据。下列叙述正确的是 A．三个种群组成的食物链是Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ B．不同营养级之间的能量流动以有机物为载体 C．第二营养级到第三营养级的能量传递效率为10% D．种群Ⅱ全部生物的呼吸消耗能量为5.45×107 kJ √ 根据题图中三个种群同化的能量数值 及能量流动逐级递减的特点可知，三 个种群组成的食物链是Ⅱ→Ⅰ→Ⅲ， A错误；不同营养级之间的能量流动 是通过捕食关系进行的，而捕食获取 的是上一营养级的有机物，B正确； 能量传递效率是相邻营养级生物同化量的比值，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%，C错误；种群Ⅱ同化的能量＝呼吸消耗的能量＋被种群Ⅰ同化的能量＋被分解者分解的能量＋未被利用的能量，根据图中数据可知，种群Ⅱ全部生物的呼吸消耗的能量＝同化量－流向下一营养级的能量－未被利用的能量－被分解者分解的能量，由于被分解者分解的能量是未知的，所以种群Ⅱ全部生物的呼吸消耗能量也无法计算，D错误。 针对练2．(2023·内蒙古赤峰高二期末) 图1表示某草原生态系统中某一时间的 食物网，图2表示图1中某条食物链中各 生物体内有毒物质的相对含量，下列叙 述中错误的是 A．图1中全部种群可形成7条食物链 B．图1中鹰种群数量的K值是可能发生改变的 C．图1中的蛇和鹰之间存在种间竞争和捕食关系 D．图2中的甲、乙、丙、丁可能分别对应图1中的蛇、鼠、鹰、草 √ 图1中全部种群可形成6条食物链， A错误；图1中鹰种群数量的K值是 可能发生改变的，受空间和资源影 响，B正确；图1中的蛇和鹰之间存 在种间竞争和捕食关系，C正确； 图2中的甲、乙、丙、丁有毒物质的含量大小为丙＞甲＞乙＞丁，营养级越高，有毒物质含量越高，因此甲、乙、丙、丁可能分别对应图1中的蛇、鼠、鹰、草，D正确。 二、生态系统的能量流动相关计算 类型1．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 说明：①食物链越短，最高营养级获得的能量越多。 ②生物间的取食关系越简单，生态系统消耗的能量越少。 (2)在食物网中则有 如右图是某生态系统中的食物网，若E种群中的 总能量为5.8×109 kJ，B种群的总能量为1.6×108 kJ， A种群获得的总能量最多是 A．1.6×108 kJ B．1.6×109 kJ C．1×108 kJ D．2.0×108 kJ 典例 2 √ E是生产者，共含有5.8×109 kJ的能量，求“获得的总能量最多”，按20%计算，则第二营养级的同化量(包括B、C和D)＝5.8×109 kJ×20%＝1.16×109 kJ。又已知B生物种群总能量为1.6×108 kJ，则C和D生物种群的总能量＝1.16×109 kJ－1.6×108 kJ＝1.0×109 kJ。所以，A最多获得的能量是1.0×109 kJ×20%＝2.0×108 kJ。 针对练3．如图表示某生态系统食物网的图解，猫头鹰体重每增加1 kg，至少消耗A约 A．100 kg B．44.5 kg C．25 kg D．15 kg √ 图中有3条食物链，即A→B→猫头鹰、A→C→B→猫头鹰、A→C→D→猫头鹰。题中所问为猫头鹰体重每增加1 kg，至少消耗的A的质量，已知高营养级的能量求低营养级能量时，需最少能量，应选最短食物链，能量传递效率按20%计算。所以选最短食物链(A→B→猫头鹰)，能量传递效率按20%计算，则至少消耗A的质量为1÷20%÷20%＝25 kg，C正确。 针对练4．假设某初级消费者摄入的能量为a，其粪便中的能量为b，通过呼吸消耗的能量为c，用于生长、发育和繁殖的能量为d，则流入次级消费者的能量最多为 A．(a＋b)×20% B．(c＋d)×20% C．(a－c)×20% D．(b＋d)×20% √ 在该生态系统中，假设初级消费者摄入的能量为a，其中存在于粪便中的能量为b，说明初级消费者同化的能量是a－b；因此，流入次级消费者的能量最多为(a－b)×20%；初级消费者通过呼吸消耗的能量为c，用于生长、发育和繁殖的能量为d，说明初级消费者同化的能量是c＋d；因此，流入次级消费者的能量最多为(c＋d)×20%。综上分析可知，流入次级消费者的能量最多为(a－b)×20%或(c＋d)×20%。 类型2．能量传递效率有关的“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多种生物获得能量，且各途径获得的能量比例确定，则按照各单独的食物链进行计算后合并。 (2023·云南师大附中高二期中)如图中蛇的食物有3/5来自鼠，2/5来自蛙。从理论上讲，蛇每增加1 kJ能量，至少需消耗植物 A．15 kJ B．65 kJ C．350 kJ D．460 kJ 典例 3 要计算植物消耗的最少量，能量传递效率应按照20%来计算，蛇从两条食物链获得能量即植物→鼠→蛇(3/5)、植物→昆虫→蛙→蛇(2/5)，则所需要消耗的植物量为3/5÷20%÷20%＋2/5÷20%÷20%÷20%＝65 kJ，B符合题意。 √ 针对练5．(2023·湖北恩施高二期末) 兴趣小组对校园池塘生态系统进行了 能量流动调查，图1表示鲤鱼的食物来 源，图2为该池塘中不同体长鲤鱼的食 性比例。下列叙述正确的是 A．该池塘生态系统的结构包括食物链、食物网和非生物的物质和能量 B．体长为2.8 cm的鲤鱼群体来自藻类的能量，50%用于自身生长、发育和繁殖 C．若体长为4.2 cm的鲤鱼群体增加100 kJ的能量，理论上最多需要藻类提供3 250 kJ的能量 D．在藻类爆发季节，向该池塘中投放体长小于4.2 cm的鲤鱼，可尽快控制藻类的数量 √ 生态系统的结构包括生态系统的组成 成分和营养结构，组成成分又包括非 生物的物质和能量、生产者、消费者 和分解者，营养结构是指食物链和食 物网，A错误；体长为2.8 cm的鲤鱼群体获得的来自藻类的能量中，大部分用于呼吸作用散失，小部分用于自身生长、发育和繁殖，B错误；据图2可知，体长为4.2 cm的鲤鱼群体中植食性比例为75%，肉食性比例为25%，即75%的同化量来自藻类，25%的同化量来自沼虾，若体长为4.2 cm的鲤鱼群体增加100 kJ的能量，理论上最多需要藻类提供100×75% ÷10%＋100 ×25%÷10% ÷10%＝3 250 kJ的能量，C正确；投放到湖泊中的鲤鱼体长大于4.2 cm时，鲤鱼植食性比例最高，肉食性比例最低，故在藻类爆发季节，向该池塘中投放体长大于4.2 cm的鲤鱼，可尽快控制藻类的数量，D错误。 针对练6．(2023·山东泰安高二期中)图1为某湖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2表示能量流经该生态系统某一营养级的示意图，其中a～g表示能量值的多少。请据图回答下列问题： (1)图1中，m1、m2表示的能量形式分别为______________，营养级Ⅰ的能量中流入分解者的能量包括________________________________________ _____两部分。 太阳能、热能 营养级Ⅰ的枯枝败叶中的能量和营养级Ⅱ的粪 便量 图1中，m1表示进入该生 态系统的太阳能，m2是指 在生态系统食物链各营养 级散失的热能。营养级Ⅰ 的枯枝败叶中的能量和营养级Ⅱ的粪便量是营养级Ⅰ的能量中流入分解者的能量。 (2)图2中，若A表示图1中营养级Ⅱ所摄入的全部 能量，则C表示____________________________ _______。若图1中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量 为y，则营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量的传递效率是 __________(用题图中所给字母的表达式表示)。 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1中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为y，而图2中营养级Ⅱ同化的总能量为b，因此营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是营养级Ⅱ同化量/营养级Ⅰ同化量×100%＝b/y×100%。 营养级Ⅱ用于生长、发育和繁殖 的能量 b/y×100% (3)由图2可以总结出生态系统能量流动的主要特点是_________________ ___。 生态系统能量流动的主要特点是单向流动、逐级递减。 单向流动、逐级递 减 (4)若图1中营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 各有一种生物甲、乙、丙，构 成食物关系如上图3。 ①若甲能量中比例为a的部分 直接提供给丙，则要使丙能量增加x kJ至少需要消耗甲的能量__________ kJ(用所给字母的表达式表示)。 假设至少需要消耗甲的能量为b，则丙从甲→丙途径获得的能量为b×a×20%，丙从甲→乙→丙途径获得的能量为b×(1－a)×20%×20%，根据题干中的条件可知：b×a×20%＋b×(1－a)×20%×20%＝x，因此b＝25x/(4a＋1) kJ。 25x/(4a＋1) ②如果将丙的食物比例由甲∶乙＝3∶2调整为甲∶乙＝2∶3，其他条件不变，相邻两个营养级之间的能量传递效率按20%计算，丙获得相等的能量，需要消耗的甲是原来的______倍(用分数表示)。 设当食物由甲∶乙为3∶2时，丙的能量为x，需要的甲为3/5x÷20%＋2/5x÷20%÷20%＝13x。设当食物由甲∶乙为2∶3时，丙的能量为y，需要的甲为2/5y÷20%＋3/5y÷20%÷20%＝17y。由于两种情况下，生产者的数量是一定的，所以13x＝17y，则x/y＝17/13。 17/13 类型3．具有人工能量输入的能量传递效率计算 人为输入到某一营养级的能量是该营养级同化量的一部分，但却不是从上一营养级流入的能量。如求第二营养级至第三营养级传递效率时，应为第三营养级从第二营养级同化的能量(不包括人工输入到第三营养级的能量)/第二营养级的同化量(包括人工输入到第二营养级的能量)×100%。 (2023·山东青岛高二期末)为了尽快恢复遭受外来物种入侵破坏后的某生态系统，人们向该生态系统的植食性动物、肉食性动物分别补偿输入了2.3×103 kJ、3.7×103 kJ能量。该生态系统中各营养级能量流动如下表(单位：×103 kJ)。下列说法错误的是 典例 4 食物链 植物 植食性动物 肉食性动物 同化量 579 X Y 呼吸作用散失 133 37.6 8.7 未被利用 328 41.3 9.1 分解者分解 19 5.4 2.9 A．植物用于生长、发育和繁殖的能量为446×103 kJ B．由植食性动物流入分解者的能量包括植食性动物尸体残骸和肉食性动物粪便中的能量 C．各营养级同化量都存在的去向是呼吸作用散失、分解者分解及未被利用 D．第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为17.17% √ 植物用于生长、发育和繁殖的能量＝579－133＝446×103 kJ，A正确。分解者分解粪便和动植物的遗体残骸，由植食性动物流入分解者的能量包括植食性动物尸体残骸和肉食性动物粪便中的能量，B正确。某一营养级的同化量，一部分在呼吸作用中以热能的形式散失了，一部分则用于生长、发育和繁殖(这部分能量又可以分为流入下一营养级、流向分解者、暂时未利用)，C正确。初级消费者同化量为X＝(579－133－328－19)×103 kJ＝99×103 kJ，再加上人们向生态系统植食性动物补偿的2.3×103 kJ，初级消费者同化量总共为101.3×103kJ；次级消费者同化量为Y＝(101.3－37.6－41.3－5.4)×103 kJ＝17×103 kJ，第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为17/101.3×100%≈16.8%，D错误。 针对练7．(2024·山东泰安模拟) 如图为自然灾害后，某人工鱼塘 生态系统能量流动过程中部分环 节涉及的能量(单位：×103 kJ·m－2 ·a－1)，其中补偿输入是指人工饲 喂过程中各个营养级同化的能量。下列说法错误的是 A．由图可知，肉食性动物需补偿输入的能量为5×103 kJ·m－2·a－1 B．植食性动物用于自身生长、发育和繁殖的能量是12×103 kJ·m－2·a－1 C．第三营养级与第四营养级之间的能量传递效率为3.3% D．较低营养级的生物在这场灾害中受到的影响较大 √ 据图分析，植食性动物的同化 量＝流入肉食性动物的能量－ 热能－未利用的能量－分解者 利用的能量，则流入肉食性 动物的能量＝(14＋2－4－9 －0.5)×103 kJ·m－2·a－1， 即2.5×103 kJ·m－2·a－1，肉食性动物同化的能量＝流入顶级肉食性动物的能量＋热能＋未利用的能量＋分解者利用的能量＝(0.25＋2.1＋5.1＋0.05)×103 kJ·m－2·a－1，即7.5×103 kJ·m－2·a－1，肉食性动物同化的能量中2.5×103 kJ·m－2·a－1来自植食性动物，则补偿输入 的能量为5×103 kJ·m－2·a－1，A正确。植食性动物用于自身生长、发育和繁殖的能量＝同化量－热能＝[(14＋2)－4]×103 kJ·m－2·a－1，即12×103 kJ·m－2·a－1，B正确。第三营养级与第四营养级之间的能量传递效率＝从第三营养级流入第四营养级的能量/第三营养级的同化量×100%＝0.25/7.5×100%≈3.3%，C正确。根据图中数据和上述分析可知，营养级越高，补偿输入的能量越多，所以营养级较高的生物在灾害中受到的影响较大，D错误。 针对练8．(2023·山东淄博三模)科研人员对北方某人工林区生物群落的季节动态进行调查研究，并对该林区一个由甲、乙、丙3个物种组成的食物链进行能量流动分析，结果如下表。表中GP表示生物体同化量，NP表示生物体用于自身生长、发育和繁殖的能量，R表示呼吸消耗的能量(单位：kJ·m－2·a－1)。   未利用 GP NP R 人工输入 甲 1×1011 a 2×1011 b 0 乙 2×105 7.36×108 2.5×107 7.11×108 1.7×107 丙 　 c 3.3×106 2.47×107 4.8×106 (1)该人工林区生物群落的季节性体现在群落的____________发生了规律性变化，其影响因素主要有__________________等(答出两点即可)。 群落的季节性是指群落的外貌和结构随阳光、温度和水分等的季节性变化而发生规律性的变化。因此该人工林区生物群落的季节性体现在群落的外貌和结构发生了规律性变化，其影响因素主要有阳光、温度和水分等。 外貌和结构 阳光、温度和水分 (2)据表分析，由甲、乙和丙构成的食物链可表示为____________。由第二营养级到第三营养级的能量传递效率为_______ (保留小数点后两位)，若这个数值不在10%～20%范围内也是合理的，理由是__________________ __________________________________________________________________________。 甲→乙→丙 3.72% 乙和丙两种生物并不是相应营养级的全部生物，两种生物之间的能量传递率不一定在10%～20%之间 能量流动具有逐级递减的特点，营养级越高，能量越少，再结合表格可知，由甲、乙和丙构成的食物链可表示为甲→乙→丙。c＝3.3×106＋2.47×107＝28×106 kJ·m－2·a－1，由第二营养级到第三营养级的能量传递效率为(28×106)/(7.36×108＋1.7×107)×100%≈3.72%。能量传递效率＝某一营养级同化量/上一营养级同化量×100%，而乙和丙两种生物并不是相应营养级的全部生物，两种生物之间的能量传递率不一定在10%～20%之间，因此这个数值不在10%～20%范围内也是合理的。 (3)已知表中甲营养级生物呼吸消耗的能量占其同化量的20%，则甲营养级的GP值为__________kJ·m－2·a－1。 已知表中甲营养级生物呼吸消耗的能量占其同化量的20%，即甲营养级用于自身生长、发育和繁殖的能量占其同化量的80%，因此甲营养级的GP值为2×1011÷80%＝2.50×1011 kJ·m－2·a－1。 2.50×1011   未利用 GP NP R 人工输入 甲 1×1011 a 2×1011 b 0 乙 2×105 7.36×108 2.5×107 7.11×108 1.7×107 丙 　 c 3.3×106 2.47×107 4.8×106 (4)在生态系统中，能量单向流动、不循环的原因是___________________ _______________________________________________________________________________________________。 食物链和食物网是能量流动的渠道，而捕食关系是单向的，能量只能由被捕食者流向捕食者，故能量单向流动；生态系统的能量主要通过光合作用以光能形式输入，以热能形式散失，热能不能再利用，故能量不循环。 返回 捕食关系是单向的，能量只能由被捕食者流向捕食者，生态系统的能量主要以光能形式输入，以热能形式散失，热能不能再利用 课　时　测　评 返回 知识点一　生态金字塔 1．生态金字塔是指生态系统中各营养级 之间的某种数量关系。某自然生态系统中 的能量金字塔和生物量金字塔如右图所示， 下列叙述正确的是 A．甲为能量金字塔，乙为生物量金字塔 B．甲金字塔倒置的原因是第二营养级的个体较第一营养级小 C．生态系统中第二营养级的能量不能回流到第一营养级 D．生态金字塔在稳定的自然环境中都可出现倒金字塔形 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 能量沿食物链(网)流动时逐级递减，因 此能量金字塔通常呈现正金字塔形，其 中乙为能量金字塔，甲为生物量金字塔， A错误；甲金字塔倒置的原因是第一营养级的个体小，寿命短，又不断被第二营养级吃掉，在某一时间生物量比第二营养级少，B错误；生态系统中第二营养级和第一营养级是捕食与被捕食的关系，第二营养级的能量不能回流到第一营养级，C正确；一般而言，能量金字塔在稳定的自然环境中呈现正金字塔形，即乙图，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2．在某一栎林中，第一营养级生物为栎树，第二营养级生物为昆虫，第三营养级生物为蛙、蜥蜴和鸟，第四营养级生物为蛇。该栎林数量金字塔的示意图是 √ 由于第一营养级生物栎树比第二营养级昆虫个体体积大得多，所以数量金字塔的第一阶和第二阶会出现上宽下窄的倒金字塔，第三营养级蛙、蜥蜴和鸟的生物数量小于昆虫的数量，第四营养级蛇的数量小于第三营养级蛙、蜥蜴和鸟的数量，B符合题意。 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3．(2023·浙江杭州高二期中)某湖泊的能量金字塔如图所示， 下列叙述正确的是 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 √ 2 3 1 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 由图可知，C为次级消费者，处于第三营养级，A错误； 金字塔的每层代表的是一个营养级，每一个营养级可能包 含多种生物，故一般能形成多条食物链，B错误；能量在 相邻两个营养级间的传递效率是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，且沿食物链传递时是逐级递减的，因此按营养级由低到高绘制成的图仍然是下宽上窄的正金字塔形，D错误。 2 3 1 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 4．如图所示，a、b、c、d代表四种不同的生态金字塔，下列说法错误的是 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，能量金字塔也可能为倒金字塔形 √ 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 1 某些水域生态系统的生物量金 字塔可以为倒金字塔形，即b型， A正确；c型金字塔中第二营养级 与第三营养级之间的能量传递 效率为48÷596×100%≈8.05%， 小于10%，B正确；森林生态系统 的数量金字塔可能为d型，C正确； 自然生态系统的能量金字塔一定是 正金字塔形，D错误。 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 1 知识点二　研究能量流动的实践意义 5．下列关于生态系统能量流动的原理在实践中的应用的叙述，错误的是 A．除虫、除草可以让农田生态系统中的能量更多地流向对人类更有益的部分 B．多途径利用农作物可以实现对生态系统中能量的多级利用 C．根据草场能量流动的特点，可以合理确定草场的载畜量，从而保持畜产品的持续高产 D．“桑基鱼塘”的生产方式，在桑、蚕、鱼之间形成良性循环，将提高能量传递效率 √ “桑基鱼塘”的生产方式，在桑、蚕、鱼之间形成良性循环，使能量得到多级利用，提高能量利用率，但没有改变能量传递效率，D错误。 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 2 1 6．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 √ 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，A错误；茶树菇属于分解者，不能直接利用阳光，C错误；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，D错误。 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 4 3 2 1 7．(2023·河南周口高二期中)农产品定价有一定的规律，比如以玉米价格为参照，猪肉价格是玉米的5～10倍，这与生态系统中能量流动特点有密切关系。下列叙述错误的是 A．相邻营养级间的能量传递效率为猪肉价格和玉米价格关系提供依据 B．生态系统中的营养关系不能逆转导致能量流动表现为逐级递减 C．可以设计人工生态系统使能量得到多级利用而提高能量的利用率 D．生态系统中的能量流动涉及能量的输入、传递、转化和散失过程 √ 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 5 4 3 2 1 能量传递效率是相邻两个营养级间的同化的能量之比，传递效率大约是10%～20%，而以玉米价格为参照，猪肉价格是玉米的5～10倍，据此推测，相邻营养级间的能量传递效率为猪肉价格和玉米价格关系提供依据，A正确；生态系统中的营养关系不能逆转，导致能量流动表现为能量只能单向流动，B错误；可以设计人工生态系统使能量得到多级利用而提高能量的利用率，这是研究能量流动的意义之一，C正确；生态系统中的能量流动涉及能量的输入、传递、转化和散失过程，其中输入生态系统总能量是生产者固定的太阳能，传递沿食物链、食物网，散失通过呼吸作用以热能形式散失，D正确。 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 5 4 3 2 1 8．(2023·江西南昌高二期中)草菇喜温、喜湿、喜半阴，是可在稻草和麦秸等农作物秸秆上栽培的一种食用真菌，某果园在果树下加入一个人工栽培的草菇种群，形成果树—草菇结构的立体农业，下列说法错误的是 A．果树—草菇立体农业运用了群落的空间结构原理，充分利用了空间和资源 B．果树种群下微弱的光照、较高的空气湿度和较低的风速等特殊的环境条件有利于草菇的生长、发育 C．草菇在该生态系统中属于分解者，农作物秸秆作为其生长、发育的碳源，栽培草菇剩下的基质，可为果树提供能量和无机盐 D．秸秆中的能量通过草菇能被人类间接利用，实现了生态系统能量的多级利用，提高了能量利用率 √ 7 8 9 10 11 12 13 14 15 6 5 4 3 2 1 由题意“某果园在果树下加入一个人工栽培的草菇种群”可知，果树—草菇立体农业运用了群落的空间结构原理，充分利用了空间和资源，A正确；草菇喜温、喜湿、喜半阴，因此果树种群下微弱的光照、较高的空气湿度和较低的风速等特殊的环境条件有利于草菇的生长、发育，B正确；草菇为腐生真菌，在该生态系统中属于分解者，可将农作物秸秆中的纤维素等有机物分解为无机物供植物利用，其中的能量以热能形式散失，可见，农作物秸秆可作为草菇生长、发育的碳源，栽培草菇剩下的基质，可为果树提供无机盐，但是不能提供能量，C错误；秸秆中的能量通过草菇能被人类间接利用，实现了生态系统能量的多级利用，提高了能量利用率，D正确。 7 8 9 10 11 12 13 14 15 6 5 4 3 2 1 9．(2023·河北衡水高二期中)在自然生物群落中，下列关于某种生物营养级的叙述正确的是 A．营养级越高，归属于这个营养级的能量通常越多 B．生态金字塔中的营养级均按其所占的数值大小依次排列 C．某营养级生物粪便中的能量是该营养级生物同化量的一部分 D．降低某种动物种群所处的营养级，可能会导致其数量增加 √ 8 9 10 11 12 13 14 15 7 6 5 4 3 2 1 由于食物链中的能量流动是逐级递减的，故通常营养级越高，归属于这个营养级的能量越少，A错误；生态金字塔通常都是下宽上窄的正金字塔图形，但也有倒金字塔的，如英吉利海峡的浮游植物与浮游动物和底栖动物的生物量金字塔，故生态金字塔中的营养级并非均按其所占的数值大小依次排列，B错误；某一营养级生物粪便中的能量来自上一营养级生物同化量的一部分，C错误；相邻营养级之间的能量传递效率为10%～20%，能量传递逐级递减，因此降低某动物种群所处营养级可能会导致其数量增多，D正确。 8 9 10 11 12 13 14 15 7 6 5 4 3 2 1 10．(2023·广东东莞高二期中)为加强生态文明建设，保护好某湖泊生态系统，欲在湖泊某区域进行人工养殖，还需定期投放饵料，科研人员对该湖泊生态系统能量流动进行调查，结果如下表所示。若人工养殖过程中，植食性动物(第二营养级)通过饵料获得的能量为20×105 kJ，肉食性动物(第三营养级)通过饵料获得的能量为5×105 kJ。下列说法错误的是(多选) A．该湖泊生态系统的食物网中所有的生物可以构成一个群落 B．该湖泊中任何营养级生物同化的能量都有一部分流向分解者和下一营养级 C．图中X为115，Y为20，第二、三营养级之间的能量传递效率约13.04% D．流经该生态系统的总能量是指投放的饵料中的化学能   植物 植食性动物 肉食性动物 同化量/(×105 kJ) 700 X Y 呼吸消耗量/ (×105 kJ) 201 42.8 3.8 未被利用的能量/(×105 kJ) 390 45 2.6 分解者分解的能量/(×105 kJ) 14 12.2 微量 √ √ √ 9 10 11 12 13 14 15 8 7 6 5 4 3 2 1 生态系统中的食物网只含生产者和消费者，不含分解者，故食物网中的所有生物不能构成一个群落，A错误；最高营养级生物同化的能量没有流入下一营养级，B错误；第二营养级(植食性动物)的同化量X＝植物的同化量－呼吸消耗量－未被利用的能量－分解者分解的能量＋通过饵料获得的能量＝700－201－390－14＋20＝115×105 kJ，同理，第三营养级(肉食性动物)的同化量Y＝115－42.8－45－12.2＋5＝20×105 kJ，所以二者之间的能量传递效率＝肉食动物从植食性动物获得的能量/植食性动物同化的能量＝(115－42.8－45－12.2)/115×100%＝15/115×100%≈13.04%，C正确；流经该湖泊生态系统的总能量是指生产者固定的太阳能和投放的饵料中的化学能，D错误。 9 10 11 12 13 14 15 8 7 6 5 4 3 2 1 √ 11．(2024·江西南昌高二期末)能量流动是生态系统的基本功能之一，图1表示某生态系统中能量(单位为J·cm-2·a-1)的流动情况。图2表示该生态系统的能量金字塔，其中Ⅰ～Ⅳ代表各个营养级，E1、E2表示能量。下列分析正确的是(多选) A．图2中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ构成了该生态系统 B．图1中初级消费者用于自身生长、发育和繁殖的能量为1.8×103 J·cm-2·a-1 C．图1中各级消费者的能量去路可能不完全相同 D．能量金字塔上窄下宽的主要原因是生物的呼吸作用和分解作用 √ 10 11 12 13 14 15 9 8 7 6 5 4 3 2 1 图2中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表生产者和消费者，未构成该生态系统，A错误；图1中初级消费者同化的能量为1.8×103 J·cm-2·a-1，B错误；图1中初级消费者和次级消费者同化量均存在流向下一营养级的去路，而三级消费者无流向下一营养级的去路，各级消费者的能量去路可能不完全相同，C正确；各营养级生物的呼吸作用和流向分解者被分解消耗掉大部分能量，故能量金字塔呈上窄下宽，D正确。 10 11 12 13 14 15 9 8 7 6 5 4 3 2 1 √ 12．(2023·江苏南京高二期中)下图为某海域渔获物(渔业捕捞的生物)的平均营养级和捕捞产量随时间变化的曲线图。下列叙述正确的是(多选) 注：平均营养级指渔获物所处的营养级平均值。 A．生物个体拥有的能量与所处营养级呈负相关 B．渔获物平均营养级与捕捞产量之间呈负相关 C．可以通过减小渔网网目来持续提高捕捞产量 D．适当减少渔业捕捞，将有利于增加高营养级鱼类的数量 √ 11 12 13 14 15 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 食物链越长，在能量流动中损失的能 量就越多，所以营养级所处的位置越 高，该营养级所具有的总能量就越少， 但并非是生物个体拥有的能量与所处 营养级呈负相关，A错误；平均营养 级越高捕获量越低，说明渔获物平均营养级与捕捞产量之间呈负相关，B正确；减小渔网网目导致大量处于幼龄的水生生物被捕捞，不利于持续提高捕捞产量，C错误；渔获物平均营养级与捕捞产量之间呈负相关，故适当减少渔业捕捞，将有利于增加高营养级鱼类的数量，D正确。 11 12 13 14 15 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 √ 13．“小养殖、小种植、小加工、小工匠”四小农场是推进乡村振兴过程中的重要力量，下图为一个小型人工生态农场的模式图以及该小型人工生态农场中农作物和鸡的部分能量值(单位：×104 kJ)。下列说法错误的是(多选) A．该小型生态系统的结构包括生物成分及它们之间形成的营养结构 B．该小型生态系统通过食物网流向人的能量值为1.0×105 kJ C．该生态系统中第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为17.2% D．与常规农业种植模式相比，人工生态农场提高了能量传递效率 项目 净同化量(同化量－呼吸消耗量) 呼吸消耗量 流向分解者 未利用 农作物 110 70 21 58 鸡 8 10 2 3 √ √ 12 13 14 15 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 生态系统的结构包括组成成分如生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量及营养结构(食物链和食物网)，A错误。该小型生态系统的食物链有两条，①农作物→人，②农作物→鸡→人，农作物流向下一营养级的能量为110－21－58＝31(单位是×104 kJ，以下皆同)，其中农作物流向鸡的能量为鸡的同化量＝8＋10＝18，则可计算农作物流向人的能量为31－18＝13；鸡流向下一营养级即人的能量＝8－2－3＝3，因此，该小型生态系统通过食物网流向人的能量值为13＋3＝16，即1.6×105 kJ，B错误。 项目 净同化量(同化量 －呼吸消耗量) 呼吸消 耗量 流向分 解者 未利 用 农作物 110 70 21 58 鸡 8 10 2 3 12 13 14 15 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 该生态系统中第一营养级(农作物)的同化量＝110＋70＝180，农作物流向下一营养级的能量为110－21－58＝31，由此可计算出第一营养级到第二营养级的能量传递效率＝31÷180×100%＝17.2%，C正确。与常规农业种植模式相比，人工生态农场提高了能量的利用率，能量传递效率一般在10%～20%之间，人工生态农场不能提高能量传递效率，D错误。 项目 净同化量(同化量 －呼吸消耗量) 呼吸消 耗量 流向分 解者 未利 用 农作物 110 70 21 58 鸡 8 10 2 3 12 13 14 15 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 14．(13分) 某地长期稳定运行稻田养鸭模式，运行过程中不投放鸭饲料，鸭取食水稻老黄叶、食叶害虫和杂草等，鸭粪可作为有机肥料还田。该稻田的水稻产量显著高于普通稻田，且养鸭还会产生额外的经济效益。研究人员统计了该稻田生态系统在一段时间内的能量流动情况，A、B、C分别代表该生态系统各营养级的所有生物，G代表各成分的同化量，R代表呼吸作用以热能形式散失的能量，表中能量数值单位为：×108 kJ/(m2·a)。　   G X R A 30.5 7.9 22.6 B 269.3 89.5 179.8 C 2 156.7 714.2 1 442.5 分解者 457.8 68.3 389.5 13 14 15 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 (1)该稻田生态系统食物网中的所有生物______(填“能”或“不能”)构成一个群落，原因是________________________________________________ ________。群落的__________是区别不同群落的重要特征。 群落是指在相同时间聚集在一定区域中各种生物种群的集合，该稻田生态系统食物网中的所有生物只含有生产者和消费者，缺少分解者，所以不能构成一个群落。群落的物种组成是区别不同群落的重要特征。 不能 该稻田生态系统中的所有生物构成群落，食物网中不包 含分解者 物种组成 13 14 15 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 (2)在“水稻→鸭……”的食物链中，水稻同化的能量可以通过________________________和_________流向分解者。 粪便量属于上一营养级同化量中流入分解者的能量，因此水稻同化的能量可以通过自身的残枝败叶(遗体残骸)和鸭的粪便流向分解者。 自身的残枝败叶(遗体残骸) 鸭的粪便 13 14 15 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 (3)表中数据X代表各营养级的生物____________________________________的能量。该生态系统中，第二营养级到第三营养级的能量传递效率为______(保留一位小数)。 生物同化的能量(G)包括呼吸作用以热能形式散失的能量(R)和用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量，故表中数据X代表各营养级的生物用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量。生态系统的能量传递效率是同化量之比，所以第二营养级到第三营养级的能量传递效率为30.5÷269.3×100%＝11.3%。 用于自身生长、发育和繁殖等生命活动 11.3%   G X R A 30.5 7.9 22.6 B 269.3 89.5 179.8 C 2 156.7 714.2 1 442.5 分解者 457.8 68.3 389.5 13 14 15 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 (4)统计表明，该稻田的水稻产量显著高于普通稻田，从能量流动的角度分析，原因是______________________________________________________ __________________________。 鸭吃杂草、食叶害虫，降低了影响水稻生长的生物因素的危害，而使其固定的能量增多，所以该稻田的水稻产量显著高于普通稻田。 鸭吃杂草、食叶害虫，降低了影响水稻生长的生物因素的危害，而使其固定的能量增多 13 14 15 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 15．(13分)(2024·广东东莞高二期中)太湖是我国五大淡水湖泊之一，研究人员对太湖生态系统的结构和功能进行了研究。某兴趣小组调查发现该生态系统的部分食物网如图1。图2为湖中鲢鱼所摄入能量的去向(图中字母表示相应能量)。图3是该生态系统能量流动部分图解(其中W1为生产者固定的太阳能)，请据图分析回答： 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 (1)图1所示的食物网中有_____条食物链，鲇与黄鳝的种间关系是_________________。 7 捕食与种间竞争 在生态系统各生物之间，通过一系列的取食和被取食关系，不断传递着生产者所固定的能量，我们把这种单向的营养关系称为食物链；分析图1可知，该食物网中含有7条食物链。鲇捕食黄鳝，为捕食关系，鲇与黄鳝都捕食棒花鱼，为种间竞争关系，因此鲇与黄鳝的种间关系是捕食与种间竞争。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 (2)图2中，E表示____________________。若A表示的能量值为1.2×108 kJ，乌鳢同化的能量为4.2×107 kJ，则理论上该生态系统中从鲢鱼到乌鳢的能量传递效率为________。 呼吸作用散失的热量 2.8% 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 动物的同化量等于摄入量减去粪便中的能量即 粪便量，各级动物的同化量的去向包括呼吸作 用的消耗，用于生长、发育和繁殖的能量。用 于生长、发育和繁殖的能量的去向包括流向下 一营养级的能量、 流向分解者的能量和未被 利用的能量。相邻两个营养级的能量传递效率＝下一营养级的同化量÷上一营养级的同化量×100%。图2中，B表示同化量，E表示呼吸作用散失的热量。B表示鲢鱼的同化量为1.5×109 kJ，乌鳢同化的能量为4.2×107 kJ，则理论上该生态系统中从鲢鱼到乌鳢的能量传递效率为(4.2×107)÷(1.5×109)×100% ＝2.8%。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 (3)图3中生产者中用于自身生长、发育和繁殖的能量可表示为______________________(用图中字母表示)。 B1＋C1＋D1(或W1－A1)　 图3中，流入第一营养级的同化量为W1，图中A1表示生产者呼吸消耗的能量，同化量＝呼吸消耗的能量＋用于自身生长、发育和繁殖的能量，则生产者用于自身生长、发育和繁殖的能量可表示为B1＋C1＋D1(或W1－A1)。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 (4)图4中，m1、m2表示的能量形式分别为______、______。 光能 热能 如果将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为相应面积(或体积)的图形，并将图形按照营养级的次序排列，可形成一个金字塔图形，叫作能量金字塔。图4表示能量金字塔，Ⅰ表示第一营养级属于生产者，生产者利用太阳能，故m1代表的能量形式是光能；Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别表示第二营养级、第三营养级和第四营养级，m2代表的能量形式是热能。 返回 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 谢 谢 观 看 ！ 第 3 章 生 态 系 统 及 其 稳 定 性 $$