3.2 生态系统的能量流动-【帮课堂】2024-2025学年高二生物同步学与练（人教版2019选择性必修2）

第3章 动态系统及其稳定性 第2节 生态系统的能量流动 学习目标 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的资源。 3.解释生态金字塔反映了生态系统各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系。 学习重点：能量流动的过程和特点 学习难点：生态金字塔及能量流动特点的应用。 1.生态系统中能量的 的过程，称为生态系统的能量流动。 2.流经生态系统的总能量是 ，输入其他营养级的能量是从 。 3.能量的传递途径是 ，能量传递的形式是 。 4.一个营养级同化的能量一部分在 中以热能形式散失；一部分用于 等生命活动；一部分被 ，流入下一营养级。 5.能量散失的途径是 ，散失的形式是 。 6.能量流动的特点：生态系统中能量流动是 的。只能 ，不可逆转，也不能循环流动；能量在流动过程中 。一般来说，在输入到某一个营养级的能量中，只有 能够流到下一个营养级；生态系统中的能量流动一般不超过 个营养级；任何生态系统都需要不断得到来自 的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。如果一个生态系统在一段较长时期内没有能量输入，这个生态系统就会崩溃。 7.生态金字塔有 。 8.研究能量流动的实践意义包括：研究生态系统的能量流动，可以帮助人们将生物在 上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量；研究生态系统的能量流动，可以帮助人们 科学地 人工生态系统，使能量得到最有效的利用；研究生态系统的能量流动，可以帮助人们合理地 ，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。 1.生态系统中的能量流动和转化遵循能量守恒定律。流入生态系统的能量一部分储存在生物体有机物中，而另一部分通过生物的呼吸作用以热能的形式散失至非生物环境中。流入生态系统的能量与储存在生物体有机物中能量和通过生物的呼吸作用以热能的形式散失至非生物环境中的能量之和具有什么样的关系？ 相等 2.下图是第二营养级及其后营养级能量流动过程图。 ①输入该营养级的总能量是指图中的 (填字母)。 ②粪便中的能量(c) (填“属于”或“不属于”)该营养级同化的能量。 ③初级消费者同化的能量(b)＝ （填字母）。 ④生长、发育和繁殖的能量(e)＝ （填字母）。 ⑤摄入量＝ 。 3.一种蜣螂专以大象粪为食，则该种蜣螂最多能获取多少大象的同化量？为什么？ 4.生态系统的能量流动过程通常可以用“一来二去”、“一来三去”、“一来四去”等模型表示 （1）在“一来二去”模型中，A、B、C、D分别表示什么内容？ （2）在“一来三去”模型中，D、E、F分别表示什么内容？除最高营养级外，三去表示的内容是什么？ （3）在“一来四去”模型中，D、E、F分别表示什么内容？除最高营养级外，四去表示的内容是什么？ 1.越冬灰鹤粪便中的能量不属于其同化量的一部分。 2.利用茶树废枝栽培灵芝，可提高能量的传递效率。 3.狼从猎物获得的能量大于猎物从生产者获得的能量。 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.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。 6.在“草→兔→狼”这一食物链中，狼粪便中的能量属于上一营养级的能量 探究一 能量流动的相关问题 某生态系统中，输入第一营养级的能量(W1)，第一、第二营养级的能量分配如下图所示。 （1）用图中字母表示：输入到第一营养级的能量，生产者的呼吸作用中以热能散失的能量，用于生产者生长、发育和繁殖的能量。 （2）流经整个生态系统的总能量，第一营养级现存的植物体中的能量(B1)、流向分解者的能量(C1)、流向下一营养级的能量(D1) （3）用图中字母表示下列等式：W1= ； D1= ；在一个生态系统中，所有生物的总能量都来自 ，所有生物总能量之和都小于 (呼吸作用消耗的缘故)。 探究二 能量（或生物量计算） 2.在食物链A→B→C→D中。 （1）若已知营养级D净增重Mkg。最少需要消耗A营养级多少kg，至多需要消耗A营养级多少kg? （2）若已知A营养级固定的总能量为MkJ。D营养级最少获得能量多少kJ，最多获得能量多少kJ? 探究点三 生态金字塔 3.分析下列生态金字塔的类型及其含义。 （1）结合生态系统的能量金字塔，分析能量金字塔形成的原因，能量金字塔的象征含义及能量金字塔每一塔阶的含义。 （2）结合生态系统的数量金字塔，分析数量金字塔形成的原因，数量金字塔的象征含义及数量金字塔每一塔阶的含义。 （3）结合生态系统的生物量金字塔，分析生物量金字塔形成的原因，生物量金字塔的象征含义及生物量金字塔每一塔阶的含义。 · 基础过关练 1.茶树菇味道鲜美，常野生于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.生长在油茶树树桩上的茶树菇属于生态系统中的分解者 B.茶树菇利用的油茶树枯朽树桩中的能量不属于油茶树的同化量 C.套种技术可以提高树木和茶树菇对阳光等资源的利用率 D.该林场的做法实现了能量的多级利用，提高了能量的传递效率 2.野生动物园圈养草食性动物产生的大量粪便，可以用粪食性金龟进行处理。下列叙述正确的是(　　) A.粪便的气味吸引粪食性金龟属于化学信息传递 B.金龟的活动促进了物质和能量的多级循环利用 C.金龟的食物来自于草食性动物，处于生态系统的第三营养级 D.金龟生命活动所需的能量来源于被草食性动物同化后的能量 3.如图为某生态系统能量流动过程模式图，下列叙述正确的是(　　) A.该图中存在的食物链是绿色植物→草食动物→肉食动物→微生物 B.能量在流动过程中随食物链逐级递减 C.微生物呼吸产生的能量可以再次被绿色植物利用 D.生态系统本身即可维持生态系统的正常功能，不需要外来能量的输入 4.如图所示，a为自然生态系统的生态金字塔，b为城市生态系统的生态倒金字塔，下列叙述错误的是(　　) A.组成a生态系统不可或缺的生物组分为生产者和分解者 B.流经a或b生态系统的总能量为各自生产者所固定的太阳能 C.b生态系统可以对a生态系统产生强烈的干扰 D.人类活动对b生态系统的发展起支配作用，其中分解者的分解作用相对较弱 · 能力提升练 5.图甲表示某季度某生态系统的能量金字塔，P为生产者，Q1为初级消费者，Q2为次级消费者；图乙是将图甲中各营养级所含有的能量进行分类剖析，其中a、a1、a2表示上一年留下来的能量(假设它不被下一营养级利用)，e、e1、e2表示呼吸消耗量。下列叙述错误的是(　　) 甲 乙 A.假设种群Q1、Q2个体数为N1、N2，平均每个个体所含有的能量为W1、W2，则N1×W1>N2×W2 B.每年流入这个生态系统的总能量用图乙中的字母可表示为a、b、c、d、e C.图乙P中的c表示的是流入Q1的能量 D.若图乙Q1中的b1表示未被利用的能量，d1则表示流入分解者的能量 6.某同学绘制了如图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能)，下列叙述中错误的是(　　) A.生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2) B.由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/W1 C.流入初级消费者体内的能量可表示为(A2＋B2＋C2) D.图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减 7.某生态系统中存在如图所示的食物网，如将丙的食物比例由甲∶乙＝1∶1，调整为2∶1，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载丙的数量是原来的(　　) A.1.375倍 B.1.875倍 C.1.273倍 D.0.575倍 8.(不定项)桑基鱼塘是一种典型水陆物质和能量交换型的生态工程。可实现陆基种桑、桑叶饲蚕、蚕沙(蚕粪便)喂鱼、塘泥培桑。下图为某地桑基鱼塘的能量流动简图，下列说法错误的是(　　) 某地桑基鱼塘的能量流动简图(单位：MJ/hm2·a) A.图中E1和E2表示生产者用于生长、发育和繁殖的能量 B.鱼和浮游植物之间的能量传递效率为(59 450/469 200)×100% C.桑基鱼塘以生态系统的自组织、自我调节功能为基础 D.蚕沙中的能量属于桑同化量的一部分，全部被分解者利用 · 思维拓展练 9.衡水湖湿地是华北第二大湿地生态系统。近年来，由于入湖污水等各种原因，水体出现了富营养化等状况。为了治理污染，研究人员根据生态平衡原理通过引入大型溞(杂食浮游动物)等措施对污染的水体进行修复。 (1)衡水湖中所有的草鱼组成一个________。此湿地由浅水区向陆地方向依次生长着芦苇、蒲棒、垂柳等，这体现了群落的________结构。 (2)衡水湖的部分区域用于人工养鱼，其中部分能量流动过程如下图。据图分析，流经该区域的总能量为____________________________________________， 其中③为________________________________________________________。 (3)治理水体污染的过程中，研究者研究大型溞对藻类影响的同时，还统计了五组(C0～C4组的密度分别为0只/L、5只/L、15只/L、25只/L、50只/L)大型溞对水体中小型浮游动物密度变化的影响，结果如图。大型溞与小型浮游动物的种间关系是________；据此分析，C4组对藻类抑制效果反而不如C3组的原因是__________________________________________________________________。 (4)根据生态平衡原理，研究人员采取的另外一种有效措施为__________________________________________________________________。 10.绿色办奥，促进生态环境改善、经济发展和社会进步是北京冬奥会的办奥理念。回答下列问题： (1)大气中的CO2依靠________(填生理过程)进入生物群落。冬奥会充分利用北京夏季奥运会场馆，所有场馆达到绿色建筑标准，从碳循环角度回答，水电、风电和光伏等新能源的利用有利于_____________________________________ _______________________________________________________________。 (2)为提高生物多样性的________价值，延庆赛区建立了一个集种植、养殖和休闲为一体的新型人工生态系统。科研小组对该新型人工生态系统的能量流动进行定量分析，得出相关数据[部分数据未给出，能量单位为(J·cm－2·a－1)]。 流入该新型人工生态系统的总能量为________(J·cm－2·a－1)，初级消费者传递给次级消费者的能量为________(J·cm－2·a－1)。 (3)张家口赛区的森林中自下而上有草本植物、灌木和乔木，形成群落的________，为动物创造了多种多样的____________________________________________。 守林人补植补造，浇水排涝，进行病虫害防治，如利用昆虫信息素诱杀雄性有害动物，可以通过________从而降低害虫的种群密度，这属于____________防治。 11．地球上存在着多种生态系统类型，不同的生态系统在物种组成、结构和功能上的不同，直接影响着各生态系统的发展过程。回答下列问题：    (1)在消杀某草原生态系统中的害虫时，喷施了易在生物体内残留的杀虫剂Q，一段时间后，在该草原不同的生物种类中均监测到Q的存在，其含量如图所示（图中数据是土壤及不同营养级生物体内Q的平均值）。由图可知，随着营养级的递增，Q含量的变化规律是 ；在同一营养级的不同物种之间，Q含量也存在差异，如一年生植物与多年生植物相比，Q含量较高的是 。因某些环境因素变化，该草原生态系统演替为荒漠，影响演替过程的关键环境因素是 。该演替过程中，草原中的优势种所占据生态位的变化趋势为 。 (2)农田是在人为干预和维护下建立起来的生态系统，人类对其进行适时、适当地干预是系统正常运行的保证。例如在水稻田里采用灯光诱杀害虫、除草剂清除杂草、放养甲鱼等三项干预措施，其共同点都是干预了系统的 和能量流动；在稻田里施无机肥，是干预了系统 过程。 (3)热带雨林是陆地上非常高大、茂密的生态系统，物种之丰富、结构之复杂在所有生态系统类型中极为罕见。如果仅从群落垂直结构的角度审视，“结构复杂”具体表现在 。雨林中动物种类丰富，但每种动物的个体数不多，从能量流动的角度分析该事实存在的原因是 。 12．为了研究城市人工光照对节肢动物群落的影响，研究者在城市森林边缘进行了延长光照时间的实验（此实验中人工光源对植物的影响可以忽略；实验期间，天气等环境因素基本稳定）。实验持续15天：1～5天，无人工光照；6～10天，每日黄昏后和次日太阳升起前人为增加光照时间；11～15天，无人工光照。在此期间，每日黄昏前特定时间段，通过多个调查点的装置捕获节肢动物，按食性将其归入三种生态功能团，即植食动物（如蛾类幼虫）、肉食动物（如蜘蛛）和腐食动物（如蚂蚁），结果如图。    (1)动物捕获量直接反映动物的活跃程度。本研究说明人为增加光照时间会影响节肢动物的活跃程度，依据是：与1～5、11～15天相比， 。 (2)光是生态系统中的非生物成分。在本研究中，人工光照最可能作为 对节肢动物产生影响，从而在生态系统中发挥作用。 (3)增加人工光照会对生物群落结构产生多方面的影响，如：肉食动物在黄昏前活动加强，有限的食物资源导致 加剧；群落空间结构在 两个维度发生改变。 (4)有人认为本实验只需进行10天研究即可，没有必要收集11～15天的数据。相比于10天方案，15天方案除了增加对照组数量以降低随机因素影响外，另一个主要优点是 。 (5)城市是人类构筑的大型聚集地，在进行城市小型绿地生态景观设计时应__________。 A．不仅满足市民的审美需求，还需考虑对其他生物的影响 B．设置严密围栏，防止动物进入和植物扩散 C．以整体和平衡的观点进行设计，追求生态系统的可持续发展 D．选择长时间景观照明光源时，以有利于植物生长作为唯一标准 学科网（北京）股份有限公司 限公司原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！学 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第3章 动态系统及其稳定性 第2节 生态系统的能量流动 学习目标 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的资源。 3.解释生态金字塔反映了生态系统各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系。 学习重点：能量流动的过程和特点 学习难点：生态金字塔及能量流动特点的应用。 1.生态系统中能量的 的过程，称为生态系统的能量流动。 2.流经生态系统的总能量是 ，输入其他营养级的能量是从 。 3.能量的传递途径是 ，能量传递的形式是 。 4.一个营养级同化的能量一部分在 中以热能形式散失；一部分用于 等生命活动；一部分被 ，流入下一营养级。 5.能量散失的途径是 ，散失的形式是 。 6.能量流动的特点：生态系统中能量流动是 的。只能 ，不可逆转，也不能循环流动；能量在流动过程中 。一般来说，在输入到某一个营养级的能量中，只有 能够流到下一个营养级；生态系统中的能量流动一般不超过 个营养级；任何生态系统都需要不断得到来自 的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。如果一个生态系统在一段较长时期内没有能量输入，这个生态系统就会崩溃。 7.生态金字塔有 。 8.研究能量流动的实践意义包括：研究生态系统的能量流动，可以帮助人们将生物在 上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量；研究生态系统的能量流动，可以帮助人们 科学地 人工生态系统，使能量得到最有效的利用；研究生态系统的能量流动，可以帮助人们合理地 ，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。 【答案】 1.输入、传递、转化和散失 2.生产者固定的全部太阳光能 上一营养级获得的化学能 3.食物链和食物网 有机物中的化学能 4.呼吸作用 生长、发育和繁殖 下一营养级摄食 5.各营养级的呼吸作用及分解者的分解作用 热能 6.单向 从低营养级流向高营养级 逐级递减 10%～20% 5 系统外 7.能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔 8.时间、空间 规划和设计 调整生态系统中的能量流动关系 1.生态系统中的能量流动和转化遵循能量守恒定律。流入生态系统的能量一部分储存在生物体有机物中，而另一部分通过生物的呼吸作用以热能的形式散失至非生物环境中。流入生态系统的能量与储存在生物体有机物中能量和通过生物的呼吸作用以热能的形式散失至非生物环境中的能量之和具有什么样的关系？ 相等 2.下图是第二营养级及其后营养级能量流动过程图。 ①输入该营养级的总能量是指图中的 (填字母)。 ②粪便中的能量(c) (填“属于”或“不属于”)该营养级同化的能量。 ③初级消费者同化的能量(b)＝ （填字母）。 ④生长、发育和繁殖的能量(e)＝ （填字母）。 ⑤摄入量＝ 。 ①b ②不属于 ③d+e ④(f－c)+i+j ⑤同化量＋粪便量 3.一种蜣螂专以大象粪为食，则该种蜣螂最多能获取多少大象的同化量？为什么？ 0；大象摄入量＝大象同化量＋大象粪便量(上一营养级同化量 4.生态系统的能量流动过程通常可以用“一来二去”、“一来三去”、“一来四去”等模型表示 （1）在“一来二去”模型中，A、B、C、D分别表示什么内容？ （2）在“一来三去”模型中，D、E、F分别表示什么内容？除最高营养级外，三去表示的内容是什么？ （3）在“一来四去”模型中，D、E、F分别表示什么内容？除最高营养级外，四去表示的内容是什么？ （1）A是初级消费者摄入量；B是初级消费者同化量；C是用于自身生长发育繁殖量；D是次级消费者摄入量。 （2）D、E、F分别代表第一、第二、第三营养级同化量。三去表示呼吸作用散失、流入下一个营养级、分解者利用。 （3）D、E、F分别代表第一、第二、第三营养级同化量。四区表示呼吸作用散失、流入下一个营养级、分解者利用、未利用。 未被利用的能量：包括生物每年的积累量和动植物残体以化石燃料形式被储存起来的能量，最终也将被分解者利用。 1.越冬灰鹤粪便中的能量不属于其同化量的一部分。 2.利用茶树废枝栽培灵芝，可提高能量的传递效率。 3.狼从猎物获得的能量大于猎物从生产者获得的能量。 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.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。 6.在“草→兔→狼”这一食物链中，狼粪便中的能量属于上一营养级的能量 答案与提示 2.× 利用茶树废枝栽培灵芝可提高能量利用率，但不能提高能量的传递效率。 3.×狼从猎物获得的能量小于猎物从生产者获得的能量。 4.× 能量传递效率是指相邻营养级之间同化量的比值。 5.× 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和分解者。 1.√ 6.√ 探究一 能量流动的相关问题 某生态系统中，输入第一营养级的能量(W1)，第一、第二营养级的能量分配如下图所示。 （1）用图中字母表示：输入到第一营养级的能量，生产者的呼吸作用中以热能散失的能量，用于生产者生长、发育和繁殖的能量。 （2）流经整个生态系统的总能量，第一营养级现存的植物体中的能量(B1)、流向分解者的能量(C1)、流向下一营养级的能量(D1) （3）用图中字母表示下列等式：W1= ； D1= ；在一个生态系统中，所有生物的总能量都来自 ，所有生物总能量之和都小于 (呼吸作用消耗的缘故)。 【答案】 （1）输入到第一营养级的能量W1，生产者的呼吸作用中以热能散失的能量A1，用于生产者生长、发育和繁殖的能量(B1+C1+D1)。 （2）流经整个生态系统的总能量W1，第一营养级现存的植物体中的能量B1、流向分解者的能量C1、流向下一营养级的能量D1。 （3）W1=A1+B1+C1+D1，D1=A2+B2+C2+D2，在一个生态系统中，所有生物的总能量都来自W1，所有生物总能量之和都小于W1(呼吸作用消耗的缘故)。 探究二 能量（或生物量计算） 2.在食物链A→B→C→D中。 （1）若已知营养级D净增重Mkg。最少需要消耗A营养级多少kg，至多需要消耗A营养级多少kg? （2）若已知A营养级固定的总能量为MkJ。D营养级最少获得能量多少kJ，最多获得能量多少kJ? 【答案】 （1） 若已知营养级D净增重Mkg。最少需要消耗A营养级M÷20%÷20%÷20%=125Mkg，至多需要消耗A营养级M÷10%÷10%÷10%=1000Mkg? （2）若已知A营养级固定的总能量为MkJ。D营养级最少获得能量M×10%×10%×10%=0.0001MkJ，最多获得能量M×20%×20%×20%=0.0008kJ? 探究点三 生态金字塔 3.分析下列生态金字塔的类型及其含义。 （1）结合生态系统的能量金字塔，分析能量金字塔形成的原因，能量金字塔的象征含义及能量金字塔每一塔阶的含义。 （2）结合生态系统的数量金字塔，分析数量金字塔形成的原因，数量金字塔的象征含义及数量金字塔每一塔阶的含义。 （3）结合生态系统的生物量金字塔，分析生物量金字塔形成的原因，生物量金字塔的象征含义及生物量金字塔每一塔阶的含义。 【答案】 （1）能量流动的过程中总有能量的耗散，故能量流动逐级递减。能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性。每一营养级生物所含能量的多少。 （2）由于能量是逐级递减的，每个营养级所容纳的有机物的总干重（生物量）也是递减的，由于昆虫个体小，每个个体的生物量小，因此数量金字塔的塔形会发生变化。一般生物个体数量在食物链中随营养级升高而逐级递减。每个营养级生物个体的数目。 （3）由于能量是逐级递减的，每个营养级所容纳的有机物的总干重（生物量）也是递减的。在水域生态系统中，浮游植物的个体小，寿命短，又不断被浮游动物捕食，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。生物有机物的总质量沿食物链升高而逐级递减。 每一营养级生物有机物的总量。 · 基础过关练 1.茶树菇味道鲜美，常野生于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.生长在油茶树树桩上的茶树菇属于生态系统中的分解者 B.茶树菇利用的油茶树枯朽树桩中的能量不属于油茶树的同化量 C.套种技术可以提高树木和茶树菇对阳光等资源的利用率 D.该林场的做法实现了能量的多级利用，提高了能量的传递效率 【解析】　生长在油茶树树桩上的茶树菇属于生态系统中的分解者，A正确；茶树菇利用的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，B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能量的传递效率，D错误。 【答案】A 2.野生动物园圈养草食性动物产生的大量粪便，可以用粪食性金龟进行处理。下列叙述正确的是(　　) A.粪便的气味吸引粪食性金龟属于化学信息传递 B.金龟的活动促进了物质和能量的多级循环利用 C.金龟的食物来自于草食性动物，处于生态系统的第三营养级 D.金龟生命活动所需的能量来源于被草食性动物同化后的能量 【解析】粪便的气味由化学物质组成，吸引粪食性金龟属于化学信息传递，A正确；金龟的活动促进了物质循环和能量流动，能量不能循环利用，B错误；金龟的食物来自于草食性动物的粪便，粪便中的能量来自生产者，金龟属于分解者，不属于任何营养级，C错误；金龟生命活动所需的能量来源于草食性动物粪便中的能量，不属于草食性动物的同化量，D错误。 【答案】A 3.如图为某生态系统能量流动过程模式图，下列叙述正确的是(　　) A.该图中存在的食物链是绿色植物→草食动物→肉食动物→微生物 B.能量在流动过程中随食物链逐级递减 C.微生物呼吸产生的能量可以再次被绿色植物利用 D.生态系统本身即可维持生态系统的正常功能，不需要外来能量的输入 【解析】该图中存在的食物链是绿色植物→草食动物→肉食动物，图中的微生物主要是指分解者，不属于食物链的成分，A错误；能量在生态系统中是单向流动的，只能由低营养级流向高营养级，不可逆转，也不可循环流动，C错误；一般情况下，任何一个生态系统都需要不断输入能量才能维持生态系统的正常功能，D错误。 【答案】B 4.如图所示，a为自然生态系统的生态金字塔，b为城市生态系统的生态倒金字塔，下列叙述错误的是(　　) A.组成a生态系统不可或缺的生物组分为生产者和分解者 B.流经a或b生态系统的总能量为各自生产者所固定的太阳能 C.b生态系统可以对a生态系统产生强烈的干扰 D.人类活动对b生态系统的发展起支配作用，其中分解者的分解作用相对较弱 【解析】生产者是生态系统的基石，分解者是生态系统的关键成分，故生产者和分解者是生态系统中不可缺少的生物组分，A正确；人类活动对城市生态系统的维持起重要作用，城市生态系统的生产者及分解者的作用均较弱，需不断地向b(城市生态系统)输入物质和能量，将产生的垃圾运出b(城市生态系统)，即b(城市生态系统)必须依赖其他生态系统(如a)才能维持正常的能量流动和物质循环，故b生态系统可以对a生态系统产生强烈的干扰，B错误，C、D正确。 【答案】B · 能力提升练 5.图甲表示某季度某生态系统的能量金字塔，P为生产者，Q1为初级消费者，Q2为次级消费者；图乙是将图甲中各营养级所含有的能量进行分类剖析，其中a、a1、a2表示上一年留下来的能量(假设它不被下一营养级利用)，e、e1、e2表示呼吸消耗量。下列叙述错误的是(　　) 甲 乙 A.假设种群Q1、Q2个体数为N1、N2，平均每个个体所含有的能量为W1、W2，则N1×W1>N2×W2 B.每年流入这个生态系统的总能量用图乙中的字母可表示为a、b、c、d、e C.图乙P中的c表示的是流入Q1的能量 D.若图乙Q1中的b1表示未被利用的能量，d1则表示流入分解者的能量 【解析】Q1为初级消费者，Q2为次级消费者，根据图甲能量金字塔可知，上一个营养级的能量大于下一个营养级的能量，所以N1×W1>N2×W2，A正确；由图乙可知，b＋c＋d＋e表示生产者固定的太阳能，是本年度流入该生态系统的总能量，B错误；图乙P中的c表示被初级消费者同化的能量，即流入Q1的能量，C正确；图乙Q1中a1表示上一年留下来的能量，e1表示呼吸消耗量，c1表示流入Q2的能量，若b1表示未被利用的能量，则d1表示被分解者利用的能量，D正确。 【答案】B 6.某同学绘制了如图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能)，下列叙述中错误的是(　　) A.生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2) B.由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/W1 C.流入初级消费者体内的能量可表示为(A2＋B2＋C2) D.图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减 【解析】生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋D1)，A1表示呼吸作用消耗，B1表示未被利用，C1表示流向分解者，而D1＝A2＋B2＋C2＋D2，是流入下一营养级的能量，A正确；由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/(A1＋B1＋C1＋D1)＝D1/W1，B正确；流入初级消费者的能量为D1＝(A2＋B2＋C2＋D2)，C错误。 【答案】C 7.某生态系统中存在如图所示的食物网，如将丙的食物比例由甲∶乙＝1∶1，调整为2∶1，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载丙的数量是原来的(　　) A.1.375倍 B.1.875倍 C.1.273倍 D.0.575倍 【解析】由于生产者没有改变，所以流向该生态系统的总能量没有变化，设丙原来的能量为a，则需要甲提供的能量为1/2a×10×10＋1/2a×10；改变食物比例后丙的能量设为b，则需要甲提供的能量为2/3b×10＋1/3b×10×10，根据题意可得：1/2a×10×10＋1/2a×10＝2/3b×10＋1/3b×10×10，b/a＝1.375。 【答案】A 8.(不定项)桑基鱼塘是一种典型水陆物质和能量交换型的生态工程。可实现陆基种桑、桑叶饲蚕、蚕沙(蚕粪便)喂鱼、塘泥培桑。下图为某地桑基鱼塘的能量流动简图，下列说法错误的是(　　) 某地桑基鱼塘的能量流动简图(单位：MJ/hm2·a) A.图中E1和E2表示生产者用于生长、发育和繁殖的能量 B.鱼和浮游植物之间的能量传递效率为(59 450/469 200)×100% C.桑基鱼塘以生态系统的自组织、自我调节功能为基础 D.蚕沙中的能量属于桑同化量的一部分，全部被分解者利用 【解析】由图可知，生产者固定的能量为377 595＋469 200，其中一部分能量用于呼吸作用，另一部分即E1和E2表示生产者用于生长、发育和繁殖的能量，A正确；图中鱼同化的能量来源有浮游植物、蚕的粪便和鱼饲料等，图中没有鱼从不同途径同化能量的数量，无法得知从浮游植物中获得的能量，因此无法计算鱼与浮游植物之间能量传递效率，B错误；桑基鱼塘属于人工生态系统，其设计利用了生态工程的基本原理，以生态系统的自组织、自我调节功能为基础，C正确；蚕沙为蚕的粪便，是蚕摄食桑后的排遗物，属于桑的遗体残骸，其中的能量属于桑同化量的一部分，主要被鱼同化，还有一部分被分解者利用，D错误。 【答案】BD · 思维拓展练 9.衡水湖湿地是华北第二大湿地生态系统。近年来，由于入湖污水等各种原因，水体出现了富营养化等状况。为了治理污染，研究人员根据生态平衡原理通过引入大型溞(杂食浮游动物)等措施对污染的水体进行修复。 (1)衡水湖中所有的草鱼组成一个________。此湿地由浅水区向陆地方向依次生长着芦苇、蒲棒、垂柳等，这体现了群落的________结构。 (2)衡水湖的部分区域用于人工养鱼，其中部分能量流动过程如下图。据图分析，流经该区域的总能量为____________________________________________， 其中③为________________________________________________________。 (3)治理水体污染的过程中，研究者研究大型溞对藻类影响的同时，还统计了五组(C0～C4组的密度分别为0只/L、5只/L、15只/L、25只/L、50只/L)大型溞对水体中小型浮游动物密度变化的影响，结果如图。大型溞与小型浮游动物的种间关系是________；据此分析，C4组对藻类抑制效果反而不如C3组的原因是__________________________________________________________________。 (4)根据生态平衡原理，研究人员采取的另外一种有效措施为__________________________________________________________________。 【解析】(1)所有草鱼是一个物种，在衡水湖自然区域内，属于一个种群。从浅水区向陆地方向，由于地形的起伏等水平配置，属于群落的水平结构。(2)该区域有有机物污染、鱼饵的投放，所以总能量为生产者固定的太阳能和污水中的有机物中的能量加鱼饵中的能量之和，同化的能量一部分用于自身的生长、发育和繁殖等生命活动，一部分用于呼吸消耗散失。(3)大型溞是杂食性动物，所以与浮游动物是捕食和种间竞争两种关系，由实验结果图可知，C4组比C3组对小型浮游动物的抑制作用大，以藻类为食物的小型浮游动物不能发挥作用，导致某些藻类得以繁殖而降低了治理效果。(4)题目中治理富营养化藻类的过度繁殖利用的是捕食关系，还可以利用种间竞争关系加以限制。 【答案】　(1)种群　水平　(2)藻类及其他植物固定的太阳能、人工投放的鱼饵中的能量和有机污染物中的能量之和　用于鱼等动物的生长、发育和繁殖的能量　(3)捕食和种间竞争　大型溞密度过大，抑制小型浮游动物的生长，从而导致某些藻类得以繁殖　(4)引入与藻类竞争的植物 10.绿色办奥，促进生态环境改善、经济发展和社会进步是北京冬奥会的办奥理念。回答下列问题： (1)大气中的CO2依靠________(填生理过程)进入生物群落。冬奥会充分利用北京夏季奥运会场馆，所有场馆达到绿色建筑标准，从碳循环角度回答，水电、风电和光伏等新能源的利用有利于_____________________________________ _______________________________________________________________。 (2)为提高生物多样性的________价值，延庆赛区建立了一个集种植、养殖和休闲为一体的新型人工生态系统。科研小组对该新型人工生态系统的能量流动进行定量分析，得出相关数据[部分数据未给出，能量单位为(J·cm－2·a－1)]。 流入该新型人工生态系统的总能量为________(J·cm－2·a－1)，初级消费者传递给次级消费者的能量为________(J·cm－2·a－1)。 (3)张家口赛区的森林中自下而上有草本植物、灌木和乔木，形成群落的________，为动物创造了多种多样的____________________________________________。 守林人补植补造，浇水排涝，进行病虫害防治，如利用昆虫信息素诱杀雄性有害动物，可以通过________从而降低害虫的种群密度，这属于____________防治。 【解析】　(2)流入该生态系统的总能量＝生产者固定的能量＋外来有机物输入的能量，所以总能量＝44.0＋20.0＋95.0＋5.0＋5.0＋11.0＝180(J·cm－2·a－1)，初级消费者得到的能量为20.0＋5.0＝25(J·cm－2·a－1)，传给次级消费者的能量为25－9.5－1.5－11.0＝3(J·cm－2·a－1)。 【答案】(1)光合作用和化能合成作用　减少CO2排放(或“减少化石燃料的燃烧”) (2)直接　180　3　(3)垂直结构　栖息空间和食物条件　改变性别比例降低出生率(答出“降低出生率”即可)　生物 11．地球上存在着多种生态系统类型，不同的生态系统在物种组成、结构和功能上的不同，直接影响着各生态系统的发展过程。回答下列问题：    (1)在消杀某草原生态系统中的害虫时，喷施了易在生物体内残留的杀虫剂Q，一段时间后，在该草原不同的生物种类中均监测到Q的存在，其含量如图所示（图中数据是土壤及不同营养级生物体内Q的平均值）。由图可知，随着营养级的递增，Q含量的变化规律是 ；在同一营养级的不同物种之间，Q含量也存在差异，如一年生植物与多年生植物相比，Q含量较高的是 。因某些环境因素变化，该草原生态系统演替为荒漠，影响演替过程的关键环境因素是 。该演替过程中，草原中的优势种所占据生态位的变化趋势为 。 (2)农田是在人为干预和维护下建立起来的生态系统，人类对其进行适时、适当地干预是系统正常运行的保证。例如在水稻田里采用灯光诱杀害虫、除草剂清除杂草、放养甲鱼等三项干预措施，其共同点都是干预了系统的 和能量流动；在稻田里施无机肥，是干预了系统 过程。 (3)热带雨林是陆地上非常高大、茂密的生态系统，物种之丰富、结构之复杂在所有生态系统类型中极为罕见。如果仅从群落垂直结构的角度审视，“结构复杂”具体表现在 。雨林中动物种类丰富，但每种动物的个体数不多，从能量流动的角度分析该事实存在的原因是 。 【解析】（1）分析题意可知，杀虫剂Q是难以降解的物质，图中的草本植物→食草动物→食肉动物是一条食物链，结合图中数据可知，随着食物链中营养级的递增，Q的含量逐级积累；与一年生植物相比，多年生植物从土壤中吸收的Q更多，故Q含量较高；群落演替是指 一个群落被另一个群落替代的过程，影响该过程中关键环境因素主要是水分；生态位是指群落中某个物种在时间和空间上的位置及其与其他相关物种之间的功能关系，它表示物种在群落中所处的地位、作用和重要性，该演替过程中，草原中的优势种所占据生态位将逐渐减小。 （2）运用物质循环规律可以帮助人们合理地调整生态系统的物质循环和能量流动，使物质中的能量更多地流向对人类有益的方向，在水稻田里采用灯光诱杀害虫、除草剂清除杂草、放养甲鱼等三项干预措施，其共同点都是干预了系统的信息传递和能量流动过程；生态系统的分解者能够将有机物分解为无机物，若在稻田里施无机肥，则减少了微生物分解的作用过程，实际上是干预了系统的物质循环过程。 （3）群落中乔木、灌木和草本等不同生长型的植物分别配置在群落的不同高度上，形成了群落的垂直结构，如果仅从群落垂直结构的角度审视，“结构复杂”具体表现在其在垂直结构上分层现象明显，动植物的种类都较多，如热带雨林中的乔木层和灌木层还可再分为 2～3 个层次；能量流动是单向流动、逐级递减，每一个营养级动物种类越丰富，其对应的动物个体数量越少。 【答案】(1)逐级积累 多年生植物 水分 逐渐减小 (2)信息传递 物质循环 (3)群落的层次明显分层多 能量流动是单向流动、逐级递减，每一个营养级动物种类越丰富，其对应的动物个体数量越少 12．为了研究城市人工光照对节肢动物群落的影响，研究者在城市森林边缘进行了延长光照时间的实验（此实验中人工光源对植物的影响可以忽略；实验期间，天气等环境因素基本稳定）。实验持续15天：1～5天，无人工光照；6～10天，每日黄昏后和次日太阳升起前人为增加光照时间；11～15天，无人工光照。在此期间，每日黄昏前特定时间段，通过多个调查点的装置捕获节肢动物，按食性将其归入三种生态功能团，即植食动物（如蛾类幼虫）、肉食动物（如蜘蛛）和腐食动物（如蚂蚁），结果如图。    (1)动物捕获量直接反映动物的活跃程度。本研究说明人为增加光照时间会影响节肢动物的活跃程度，依据是：与1～5、11～15天相比， 。 (2)光是生态系统中的非生物成分。在本研究中，人工光照最可能作为 对节肢动物产生影响，从而在生态系统中发挥作用。 (3)增加人工光照会对生物群落结构产生多方面的影响，如：肉食动物在黄昏前活动加强，有限的食物资源导致 加剧；群落空间结构在 两个维度发生改变。 (4)有人认为本实验只需进行10天研究即可，没有必要收集11～15天的数据。相比于10天方案，15天方案除了增加对照组数量以降低随机因素影响外，另一个主要优点是 。 (5)城市是人类构筑的大型聚集地，在进行城市小型绿地生态景观设计时应__________。 A．不仅满足市民的审美需求，还需考虑对其他生物的影响 B．设置严密围栏，防止动物进入和植物扩散 C．以整体和平衡的观点进行设计，追求生态系统的可持续发展 D．选择长时间景观照明光源时，以有利于植物生长作为唯一标准 【解析】（1）分析题意可知，本实验中动物的活跃程度是通过动物捕获量进行测定的，结合图示可知，与1～5、11～15天相比，6-10天肉食动物和腐食动物的平均捕获量显著增加，植食动物平均捕获量明显减少，据此推测人为增加光照时间会影响节肢动物的活跃程度。 （2）生态系统的组成包括非生物的物质和能量，该研究中人工光照最可能作为信息（物理信息）对节肢动物产生影响，从而在生态系统中发挥作用。 （3）不同生物生活在一定的空间中，由于环境资源有限会形成种间竞争，故肉食动物在黄昏前活动加强，有限的食物资源导致种间竞争加剧；群落的空间结构包括垂直结构和水平结构，光照的改变可能通过影响生物的分布而影响两个维度。 （4）分析题意可知，1～5天无人工光照，6～10天每日黄昏后和次日太阳升起前人为增加光照时间，11～15天无人工光照，该实验中的光照条件改变可形成前后对照，故相比于10天方案，15天方案除了增加对照组数量以降低随机因素影响外，另一个主要优点是排除人工光照以外的无关变量的影响，用于分析人工光照是否会对节肢动物群落产生不可逆影响：通过观察去除光照因素后的分布情况进行比较。 （5）A、进行城市小型绿地生态景观设计时应充分考虑人与自然的协调关系，故不仅满足市民的审美需求，还需考虑对其他生物的影响，A正确； B、若设置严密围栏，防止动物进入和植物扩散，可能会影响生态系统间正常的物质交换和信息交流，B错误； C、进行城市小型绿地生态景观设计时应以整体和平衡的观点进行设计，追求生态系统的可持续发展，而不应仅满足短期发展，C正确； D、选择长时间景观照明光源时，除有利于植物生长外，还应考虑对于其他生物的影响及美观性,D错误。 【答案】(1)6-10天肉食动物和腐食动物的平均捕获量显著增加，植食动物平均捕获量明显减少 (2)信息（或信号） (3)种间竞争 垂直和水平 (4)排除人工光照以外的无关变量的影响（或用于分析人工光照是否会对节肢动物群落产生不可逆影响） (5)AC 学科网（北京）股份有限公司 限公司原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！学 15 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$