2025届高三一轮复习生物课件：3.2 生态系统的能量流动

玉米 蝗虫 青蛙 蛇 老鹰 第3章 生态系统及其稳定性 种群 研究的问题: 概念：在一定的自然区域内，同种生物的全部个体 空间特征：随机、均匀、集群分布 数量变化：增长（“J”形、”S”形）、下降、波动 数量特征：出生/死亡率、迁入/迁出率、年龄结构、性比 群落 概念：同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合 研究的问题: 物种组成：区别群落的重要特征 空间结构：水平/垂直结构 群落演替：初生/次生演替 生态系统 概念： 生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体 研究的问题: 结构 功能：能量流动、物质循环、信息传递 稳定性 ★ （一）生态系统的组成成分 非生物的 物质和能量 生产者 （producer） 消费者 (consumer) 分解者 (decomposer) 生态系统具有一定的结构 生态系统的组成成分、食物链和食物网 （二)生态系统的营养结构-----食物链和食物网 食物链和食物网是生态系统的营养结构，生态系统的物质循环和能量流动就是沿着这种渠道进行的。 食物链中各生物的营养级 第一营养级 第二营养级 第三营养级 第四营养级 第五营养级 生产者 消费者 消费者 消费者 消费者 初级 次级 三级 四级 1.（2021·全国甲卷高考真题）捕食是一种生物以另一种生物为食的现象，能量在生态系统中是沿食物链流动的。回答下列问题：（1）在自然界中，捕食者一般不会将所有的猎物都吃掉，这一现象对捕食者的意义是________________________________________________（答出1点即可）。 （2）青草→羊→狼是一条食物链。根据林德曼对能量流动研究的成果分析，这条食物链上能量流动的特点是__________________________________。 （3）森林、草原、湖泊、海洋等生态系统是常见的生态系统，林德曼关于生态系统能量流动特点的研究成果是以__________________________生态系统为研究对象得出的。 （赛达伯格湖）湖泊 避免自己没有食物，无法生存下去 单向流动，逐级递减 2. 下图为生态系统中能量流动部分示意图(字母表示能量)，下列叙述正确的是 A.图中b＝h＋c＋d＋e＋f B.缩短食物链可以提高能量传递效率 C.“草→兔→狼”这一食物链中，狼粪便中的能量属于d D.生产者与初级消费者之间的能量传递效率为b/a×100% √ 3. 下图是某农业生系统模式图： 1）蚯蚓生命活动所需的能量来自于生活垃圾中的________（填“有机物”或“无机物”）。生活垃圾中的细菌和真菌属于 ，在生态系统中该成分的作用是 2）根据生态系统中分解者的作用,若要采用生物方法处理生活垃圾,在确定处理生活垃圾的方案时，通常需要考虑的因素可概括为3个方面，即 。 有机物 将动植物遗体及动物排遗物中的有机物分解为无机物 分解者的分解效率，生活垃圾的成分，分解者的培养条件。 分解者 玉米 蝗虫 青蛙 蛇 老鹰 第一营养级 初级消费者 次级消费者 三级消费者 四级消费者 第二营养级 第三营养级 第四营养级 生产者 消费者 第2节 生态系统的能量流动 问题探讨 假设你像小说中的鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，那里除了有能饮用的水，几乎没有任何食物。你身边尚存的食物只有1只鸡、15Kg玉米。 讨论 你认为以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援？ 1.先吃鸡，再吃玉米。 2.先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。 吃鸡蛋 一部分 一部分 先 后 方案2 方案1 1.先吃鸡，再吃玉米 玉米 鸡 人 2.先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。 玉米 人 鸡 原因：减少了鸡的消耗， 缩短食物链获得的能量更多， 持续时间更久。 食物链越短，最高营养级获得的能量越多。 10 一、生态系统的能量流动概念 生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。 生物群落 环境 输入 输出 — 太阳能→有机物中的化学能→热能 输入 ⇓ ⇓ ⇓ 传递 途径：食物链和食物网 形式：有机物中的化学能 转化 散失 — — — 源头：太阳能（光合作用） 流经生态系统的总能量：生产者固定的太阳能总量 形式：最终以热能形式散失 过程：自身呼吸作用 研究能量流动的基本思路 个体水平 群体水平 能量流经一个种群的情况可以图示如下： 如果将这个种群作为一个整体来研究，则左图可概括成下图形式，从中可看出分析能量流动的基本思路。 能量输入 种群 能量储存 能量散失 能量输入 个体1 储存在体内的能量 呼吸作用散失的能量 个体2 个体3…… 储存在体内的能量 呼吸作用散失的能量 储存在体内的能量 呼吸作用散失的能量 以个体为研究对象，有很大的局限性和偶然性，如果个体死亡，数据可能不准确；不同个体间差异过大。 如果以种群为研究对象，能量流动的渠道为食物链，在分析时，可能因为食物网的复杂性而影响结果的准确性。 研究生态系统的能量流动一般在群体水平上。 1% 固定(同化) 二、能量流动的过程 1.能量在第一营养级中的变化 99% 散失 呼吸作用 散失（热能） 用于生长 发育和繁殖 分解者利用 残枝 败叶 分解作用 散失 未利用 初级消费者 （植食性动物） 注意: 因时间限制，如果在某一时间段去分析去向，还应有未被利用的能量(最终也将被分解者利用)。 流入第一营养级的能量：生产者所固定（同化）的全部太阳能。 若为人工生态系统，流经生态系统的总能量还有人工补充的能量（例如饲料中有机物中的化学能） ①呼吸作用中以热能的形式散失 ②随残枝败叶等被分解者分解而释放出来 ③流入初级消费者 第一营养级同化的能量去向有哪些？ ②③属于用于自身生长、发育和繁殖，储存在有机物中的能量 生产者所固定（同化）的全部太阳能 13 呼吸 散失 遗体 残骸 分解者利用 粪便 （未同化） 呼吸作用 散失 … ... 初级消费者 摄入 初级消费者 同化 用于生长 发育和繁殖 次级消费者 摄入 2.能量在第二营养级中的变化 初级消费者的 摄入量 粪便量 同化量 呼吸作用散失 用于生长、发育、繁殖 遗体残骸 分解者 次级消费者摄入 次级消费者的同化量 粪便量 上一营养级（生产者）的同化量 初级消费者的同化量 初级消费者流向分解者的能量 流向次级消费者的能量 摄入量= 粪便量+ 同化量 同化量= 用于生长、发育、繁殖 + 呼吸作用散失 用于生长、发育、繁殖 = 流向下一营养级的能量 +流向分解者的能量 同化量= 呼吸作用散失＋捕食者摄入＋分解者利用 粪便属于上一营养级的同化量 流入第二营养级的总能量： 初级消费者同化量 3.能量在最高营养级中的变化 最高营养级 摄入 最高营养级 同化 粪便 分解者利用 用于生长 发育和繁殖 遗体 残骸 呼吸作用 散失 呼吸作用 散失 最高营养级同化的能量去向有哪些？ ①呼吸作用中以热能的形式散失 ②用于自身生长、发育、繁殖 （以遗体残骸的形式被分解者利用） 最高营养级没有流入下一营养级的能量去向 15 流入某一营养级能量的来源和去路 最高营养级用于自身生长、发育、繁殖的能量最终以遗体残骸的形式被分解者利用。 （没有流入下一营养级的能量去向） 16 生产者 (植物) 呼吸作用 初级消费者 (植食动物) 呼吸作用 次级消费者 (肉食动物) 呼吸作用 分 解 者 … 呼吸作用 三级消费者 (肉食动物) 呼吸作用 残枝败叶+初级消费者的粪便量 流向分解者的能量 （初级消费者的同化量） ①能量流动渠道是： ②能量散失的途径是各种生物的 (代谢过程)。 ③流动过程中能量的转化是太阳能→ → 。 箭头由粗变浅：表示________ 各营养级的面积越来越小：表示___________ 遗体残骸+ 次级消费者的粪便量 流入初级消费者的能量 储存在某营养级生物体内的能量越来越少。 4.生态系统中能量流动模型 流入下一营养级的能量逐级递减。 呼吸作用 有机物中的化学能 热能 食物链和食物网 能量输入 生产者固定的太阳能总量为流经这个生态系统的总能量 以有机物的形式沿食物链向下一营养级传递 判断指向初级消费者的箭头代表同化量还是摄入量 摄入量 同化量 同化量 丙 未利用 输入某一级消费者的能量是同化量还是摄入量 看该消费者是否有“→”指向粪便。 1.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），下列叙述中不正确的是（　　） A．生产者固定的总能量可表示（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/W1×100% C．流入初级消费者的能量为（A2+B2+C2） D．图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减 C 甲　　　　　　　乙 2．(2020·湖南省六校高三联考)如图甲表示食物链上能量流动的部分情况，图乙表示兔的能量来源与去向。下列有关叙述正确的是(　) 注：图甲中的草指某一种草，假定该生态系统只有图示这一简单的食物链 A．图甲中草到兔的能量传递效率为(能量②/能量①)×100% B．能量W1＝A1＋B1＋C1＋D1 C．兔呼吸作用释放的能量均以热能散失 D．由兔流向分解者的能量包括兔的遗体和粪便 B 3．下图为生态系统中能量流动图解部分示意图(字母表示能量的多少)，下列叙述不正确的是(　　) A．图中f 代表初级消费者通过呼吸作用消耗的能量 B．在“草→兔→狼”这一食物链中，狼粪便中的能量属于d C．若有未被利用的能量，则在g 和i 中有一处表示未被利用的能量 D．初级消费者与次级消费者之间的能量传递效率为e/b×100% D 4.下图为能量流经某生态系统第二营养级示意图[单位J/（cm2·a）]，据图分析，有关说法正确的是（　　） A．该生态系统第一营养级同化的能量至少为400J/cm2·a B．第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量是100J/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15J/cm2·a A 生态系统中的能量流动 讨论 1.生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？为什么？ 2.流经某生态系统的能量能否回到这个生态系统中来？为什么？ 不能。 能量流动是单向的。 遵循能量守恒定律。能量在生态系统中流动、转化后，一部分储存在生态系统（生物体的有机物）中，另一部分在呼吸作用中以热能的形式散失，两者之和与流入生态系统的能量相等。 生态系统的能量流动图解 能量输入 能量输出 生态系统中能量的输入，传递，转化和散失? 生产者 消费者 分解者 ? ? 分析赛达伯格湖的能量流动 林德曼得到的数据如下图所示。 1.用表格的形式，将图中的数据进行整理。例如，可以将每一营养级上的能量“流入”和“流出”整理成为一份清单（“流出”的能量不包括呼吸作用散失的能量）。 “未利用”是指未被自身呼吸作用消耗和未被后一下营养级和分解者利用的能量 流入 呼吸作用 分解者利用 暂未利用 流出 流出/流入 生产者 植食性动物 肉食性动物 464.6 96.3 12.5 293 62.8 13.52% 62.8 18.8 2.1 29.3 12.6 20.06% 12.6 7.5 微量 5.0 流入 呼吸作用 分解者利用 暂未利用 流出 流出/流入 生产者 植食性动物 肉食性动物 464.6 96.3 12.5 293 62.8 13.52% 62.8 18.8 2.1 29.3 12.6 20.06% 12.6 7.5 微量 5.0 2.计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营养级能量的百分比。 能量传递效率= 某一营养级的同化量 上一营养级的同化量 ×100% 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个营养级？ 流入某一营养级的能量主要有以下去向：一部分通过该营养级的呼吸作用散失了；一部分以排出物、遗体或残枝落叶的形式被分解者利用；还有一部分未能进入（未被捕食）下一营养级；其他的才是流入下一营养级的能量。所以，流入下一营养级的能量不可能百分之百地流到下一营养级。 4.通过以上分析，你能总结出什么规律？ 生态系统中的能量流动是单向的；能量在流动过程中是逐级递减的。 三、生态系统中能量流动的特点 （一）单向流动 （二）逐级递减 在生态系统中，生物间的捕食关系是一定的，是长期自然选择的结果，能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级，不可逆转；各个营养级呼吸作用散失的热能不能被生物体再利用。也不能循环流动。 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，能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的。传递效率10%~20%。 生态系统中的能量流动一般不超过5个营养级。 生产者 初级消费者 次级消费者 三级消费者 能量沿着食物链的流动是逐级递减的，那么营养级越高，所获取的能量越少，当营养级到五或六级时，传递到该营养级的能量就不足以维持一个种群的生存了。 逐级递减的原因：自身呼吸作用散失、被分解者分解、暂时未被利用。 注意：重金属和DDT等农药的生物富集问题与能量流动相反，即营养级越高，该物质浓度越高。 10%-20% 指“营养级”，不是指“个体”之间，也不是指“种群”之间。 一切生命活动都伴随着能量的变化。没有能量的输入，就没有生命和生态系统。一个开放生态系统的能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失等过程。 因为在生态系统中能量流动具有单向性和逐级递减的特点，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。 如果一个生态系统在一段较长时间内没有能量(太阳能或化学能）输入，这个生态系统就会崩溃。 能量传递效率与能量利用效率的比较 传递效率= 上一营养级的同化量 下一营养级的同化量 ×100% 能量利用率= 生产者能量 流入最高营养级的能量 ×100% 食物链越短，能量利用率越高。 1. 洞庭湖，原名“云梦”，古称“八百里洞庭”，为我国第二大淡水湖。湖中含有多种水生植物，浮游动植物及植食性，肉食性鱼类等。洞庭湖临近水系中某人工鱼塘部分能量流动如下表所示，其中X表示能量流动的去向之一，Y为能量值，能量单位为J·cm-2·a-1，肉食性动物均作为第三营养级。回答下列问题： （1）据表分析，X是指哪一部分的能量？ 呼吸散失的能量 生物类型 X 传递给分解者的能量 生物体中未被利用的能量 传给下一营养级的能量 同化人工投放的有机物的能量 生产者 44.0 5.0 95.0 20.0 0 植食性动物 9.5 1.5 11.0 Y 5.0 肉食性动物 6.3 0.5 6.5 0.7 11.0 （2）对于生产者而言，其同化量以及其用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量是多少？ 同化量：44+5.0+95.0+20.0=164 J·cm-2·a-1 储存量：5.0+95.0+20.0=120（用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量） （3）据表分析，植食性动物的同化量等于？ 20+5.0=25 J·cm-2·a-1 （4）因此Y值等于？ 25-（9.5+1.5+11）=3 J·cm-2·a-1 （5）植食性动物流向分解者的能量包括？ 植食性动物的遗体残骸中有机物中的化学能以及肉食性动物的粪便量 29 2.下列有关生态系统能量流动的叙述中，正确的是 A、一种蜣螂专以大象粪为食，则该种蜣螂最多能获取大象所同化能量的20% B. 当狼捕食兔子并同化为自身的有机物时，能量就从第一营养级流入第二营养级 C. 生产者通过光合作用合成有机物，能量就从非生物环境流入生物群落 D. 生态系统的能量是伴随物质而循环利用的 C 0；大象摄入量＝大象同化量＋大象粪便量（上一营养级同化量） 在一定时间内，某生态系统中全部生产者固定的能量值为a，全部消费者所获得的能量值为b，全部分解者所获得的能量值为c， 则a　　b＋c(填“>”“＝”或“<”)。 > 3.（2023·山东）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［105J/（m2•a）］ 90 42 84 13.5 3 A．流经该生态系统的总能量为90×105J/（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10.5×105J/（m2•a） D．初级消费者粪便中的能量为70.5×105J/（m2·a），该能量由初级 消费者流向分解者 C 同化量=摄入量 — 粪便量 =呼吸作用散失+生长发育繁殖 第一营养级 第二营养级 第三营养级 第四营养级 1.能量金字塔 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顺序排列，可形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔 直观的反映出生态系统各营养 级间能量的关系 通常都是上窄下宽的金字塔形 能量在流动中总是逐级递减的 ⑴概念： ⑵意义： ⑶特点： 原因： 四、生态金字塔 直观的反映生态系统各营养级所容纳的有机物的总干重的关系 2.生物量金字塔 用表示能量金字塔中的方法表示各营养级的生物量（每个营养级所容纳的有机物的总干重），即为生物量金字塔 营养级 第四营养级 第三营养级 第二营养级 第一营养级 干重g/m2 1.5 11 37 809 营养级 第四营养级 第三营养级 大多也是上窄下宽的正金字塔形 ⑴概念： ⑵意义： ⑶特点： 原因： 一般来说植物的总干重通常大于植食性动物的总干重，而植食性动物的总干重也大于肉食性动物的总干重 3.数量金字塔 用表示能量金字塔的方法表示各营养级的生物个体的数目比值关系，即为数量金字塔 直观的反映生态系统各营养级的生物个体的数目比值关系 可以是上窄下宽的正金字塔形，也可以是上宽下窄的 倒置正金字塔形 ⑴概念： ⑵意义： ⑶特点： 原因： 营养级 第二营养级 第一营养级 个体数量 昆虫 树 营养级 第二营养级 第一营养级 个体数量 鼠 草 鼬 第三营养级 如果消费者的个体小而生产者的个体大，则会呈现倒置金字塔 一般生物有机物的总质量沿食物链升高逐级递减 能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性 象征 含义 每一营养级生物的有机物总量 每一营养级生物个体的数目 每一营养级生物所含能量的多少 每一阶 含义 形状 生物量金字塔 数量金字塔 能量金字塔 项目 三种类型的生态金字塔 特点 正金字塔形 一般为正金字塔形 一般为正金字塔形 一般生物个体数目在食物链 中随营养级升高而逐步递减 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(用质量来表示)可能低于 浮游动物的生物量 能量金字塔永远是正金字塔形，而数量和生物量金字塔有时倒置。 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？ 为了满足日益增长的人类的生活需求，要求低营养级(塔基)要有更多的能量输入。 塔基 1.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。例如间作、套作，多层育苗。 2.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。 实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。例如，沼气工程，桑基鱼塘。 3.帮助人们合理的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有益的部分。例如，根据草场的能量流动特点，确定载畜量；治虫；除草。 间作 沼气工程 畜牧养殖 五、研究能量流动的意义 多层育苗 稻—萍—蛙 （≠能量的传递效率） 例如，秸秆喂牲畜；粪便制作沼气；沼渣肥田，实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。 规律: 食物链越短，能量利用率越高 根据生态系统的能量流动规律，在实际生产生活中借鉴以下措施： (1)尽量缩短食物链。 (2)充分利用生产者。 (3)充分利用分解者，如利用秸秆培育食用菌、利用植物残体生产沼气等。 能量传递效率一般10%～20% 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，可提高能量的利用率。 【生态农业】 （1）设计原则：既要符合生态学原则，又要符合经济学原则。 （2）设计原理：实现生态系统中能量的多级利用和物质的循环再生是生态农业的一条基本原则。 在生态系统中，能量流动和物质循环主要是通过食物链来完成的。是食物链既是一条能量转换链，也是一条物质传递链，从经济上看还是一条有价值的增值链。因此可以合理设计食物链，使生态系统中的物质和能量被分层多级利用，使生产一种产品的有机废弃物称为生产另一种产品的投入，也就是使废物资源化，以便提高能量利用率，减少环境污染 1.洞庭湖，原名“云梦”，古称“八百里洞庭”，为我国第二大淡水湖。湖中含有多种水生植物，浮游动植物及植食性，肉食性鱼类等。八十年代以来,湖南省的澧县、汉寿、安乡、华容、常德等滨湖地区,将低洼湖田,改建了一批桑基鱼塘洞庭湖区。发展桑基鱼塘的优势湖区现有洲土240多万亩,垸内有170多万亩 回答下列问题： （1）从能量流动角度分析，桑基鱼塘增加经济效益的原因是？ 实现能量多级利用，提高能量的利用率 合理调整生态系统能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类最有益的部分 （2) 桑树常见的虫害有桑象虫、桑芽瘿蚊、桑尺蠖、桑螟、桑蟥等，影响桑树种植的产量和质量，需及时防治。从能量流动角度分析除害虫的意义是？ （3）根据洞庭湖能量流动特点合理地确定鱼塘的载鱼量，保证渔产品的持续高产，这体现了研究生态系统的能量流动的什么意义？ 合理调整生态系统能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类最有益的部分 （4) 洞庭湖腹地的湖南省南县田里插秧、水里有蛙、架棚种菜，这“水陆空”一体的稻蛙菜种养基地令人大开眼界。这种立体农业模式体现了研究生态系统的能量流动的什么意义？ 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 40 2．在稻田里，鸭子发挥了“解毒禽”“杀虫禽”“除草禽”的作用，可以提高农作物的产量，从能量流动的角度分析提高产量的原因是 。 帮助人们合理地调整生态系统中能量流动的关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分 3.为了“种养结合，优势互补”，农民在桑树林下养鸡。树林下养鸡不宜过多也不宜过少。请从能量流动的角度分析原因： 4.当地农民用蚕粪养鱼，从生态系统能量流动的角度分析这种设计的好处是________ _。 能够实现对能量的多级利用，提高能量的利用率 如果放养的鸡过少，不能充分利用桑树林所能提供的能量；如果放养的鸡过多，就会造成桑树林被破坏，生产者固定的太阳能减少，使鸡的产品的产量下降。 5. 我国人均耕地面积远低于世界平均水平，但劳动人民在有限的土地上精耕细作，创造出多种高效的生产方式，回答下列问题： (1)“桑基鱼塘”生产方式中桑叶养蚕、蚕粪养鱼、塘泥肥桑，流经该生态系统的总能量主要来自桑树和浮游植物______________________。与单一养鱼或养蚕相比，“桑基鱼塘”提高了能量利用率，是因为桑叶中的能量可以分别被__________利用。从能量流动角度分析，塘泥中所积累的有机物属于未利用能量，即未被自身呼吸消耗、也未被__________和________利用的能量。塘泥能为桑树生长提供的营养物质 是________，与沉积于水底相比，“塘泥肥桑”过程中塘泥释放CO2速度加快，原因是__________________________________________________。 (2)我国农民最早使用间作、套种等生产方式，它根据不同农作物对光照条件不同需求合理配置，提高了作物群体对_______的利用率。 光合作用固定的太阳能 蚕和鱼 下一营养级 分解者 无机盐 土壤中的氧气浓度高于水体，塘泥中微生物有氧呼吸加快 光能 例1.下图所示的食物网中，若人的体重增加1 kg，最少消耗水藻________kg，最多消耗水藻________kg。 25 100 000 能量传递效率的相关计算 (一)能量传递效率的相关“最值”计算 正推：知低营养级求高营养级 获能量最多 选最短食物链，按×20%计算 获能量最少 选最长食物链，按×10%计算 逆推：知高营养级求低营养级 需能量最多 选最长食物链，按÷10%计算 需能量最少 选最短食物链，按÷20%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%。 不涉及“最多”、“至少”，计算时，需按具体数值计算。 (二)　能量传递效率的有关“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，而需按具体数值计数。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，且各途径所获得的生物量比例确定，则按照各单独的食物链进行计算后合并。 1.如图食物网中，猫头鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇，则猫头鹰的体重若增加20 g，至少需要消耗植物的重量为 A．600 g　B．900 g C．1 600 g D．5 600 g B 　 已知高营养级求至少需要低营养级的能量时，需按照最大传递效率进行计算，即20×2/5÷20%÷20%＋20×2/5÷20%÷20%＋20×1/5÷20%÷20%÷20%＝900(g) 例2.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 C 在右图的食物网中，如果C从B、F中获得的能量比为3∶1，C增重1kg，则最少需要消耗A多少kg？ 消耗A最少，按最高传递效率20%计算（前级是后级5倍）： 沿食物链A→B→C逆推：3/4kg X 5 X 5＝75/4kg 沿食物链A→D→E→F→C逆推：1/4kg X 5 X 5 X 5 X 5＝625/4kg 75/4kg+625/4 kg=175kg 回答以下有关能量计算的问题： (1)若人类获取植物性食物与动物性食物的比例是1∶1，将此食物结构改为4∶1，能量流动效率按10%计算，则调整后可供养的人口是前者的________倍。 (2)若植物向动物及向人提供的能量比例由1∶1调整为1∶4，能量流动效率按10%计算，则调整后供养的人口是前者的________倍。 1.96 1.49 45 2.如图为某生态系统中的食物网简图，若E种群中的总能量为5.8×109kJ，B种群的总能量为1.6×108kJ，从理论上分析，A种群获得的总能量最多是（　　） A.2.0×108kJ B．2.32×108kJ C．4.2×108kJ D．2.26×108kJ A E B C D A 不是以个体或种群为单位，而是以营养级为单位。 46 (1)该生态系统中流入生物群落的总能量有哪些来源？ 如图是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值[单位为103 kJ/(m2·y)]，据图分析： (三)具有人工能量输入的能量传递效率计算 (2)生产者、植食性动物和肉食性动物固定的总能量分别是多少？ (3)生产者→植食性动物、植食性动物→肉食性动物的能量传递效率分别是多少？(结果保留一位有效数字) (4)假设能量全部来自于生产者，按照图中的能量流动规律，肉食性动物要增加100 kg，则需要消耗多少千克生产者？ 提示：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%。 7. 5 7. 5 21 植食性动物到肉食性动物的传递效率？ 7. 5 ÷ 21 = 35. 7% 植食性动物到肉食性动物的传递效率？ 7. 5 2. 5 16 2. 5 ÷ 16 ≈ 15. 6% 技巧：线 ÷ 框 【回扣课本】任何一个生态系统都需要不断来自系统外的能量补充（太阳能或现成有机物），以便维持生态系统的正常功能（P57） 1.如图是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值[单位为 103 kJ/(m2·a)]，下列说法错误的是 (　　) A．图中A代表的生理过程是呼吸作用 B．第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为15.6% C．该生态系统中生产者固定的总能量是9.6×104 kJ/(m2·a) D．捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性 C 2.（2019衡水一模）某鱼塘生态系统具有由5个种群构成的捕食食物网，这5个种群及其固定的能量（单位：略）如表所示。请回答下列问题： （1）该鱼塘生态系统中共有_______个营养级。表中未体现出的生物成分是___________。 （2）表中乙和丙所示种群是该鱼塘的饲养对象，则根据表中数据不能计算出第一营养级与第二营养级之间的能量传递效率，理由是_____________________ 。 为了使能量更多地流向人类，可采取的措施是_________________________。 4 分解者 乙和丙种群固定的能量有一部分来自饲料，但这部分能量值表中并未给出 人工捕捞一部分甲和丁 3．(2021·河东区一模)如图表示在一个生态系统中，植物光合作用积累的有机物被植食性动物利用的过程。下列叙述正确的是(　　) A．④占②的百分比为能量传递效率 B．⑤⑥⑦⑧之和为流向分解者的能量 C．植食性动物粪便中的能量包含在⑦中 D．①⑤之和为输入到生态系统的全部能量 解析：C　能量传递效率是指相邻两个营养级之间的同化能量之比，④不能表示植食性动物的同化能量，②也不能表示植物的同化能量，且图示中两者为同一营养级，A错误；⑤⑥⑦⑧中包括流向分解者的能量和散失的能量，B错误；由于植食性动物粪便是指摄入后未被同化的部分，故包含在⑦中，C正确；输入生态系统的总能量为生产者固定的太阳能，一部分用于植物呼吸消耗，一部分储存在植物体内的有机物中，因此①＋⑤不能表示输入到该生态系统的总能量，D错误。 C 52 不同生物不同能量 生产者 植食鱼类 肉食鱼类 ……  流入下一营养级的能量 14.0 B 0.24  …… A 22.9 3.9 2.0  …… 流向分解者的能量 3.1 0.6 0.06 …... 有机物输入的能量   2.0 5.0  …… 储存的能量 70.0 9.0 5.2  …… (1)人工鱼塘生态系统的结构包括____________________________________________。 (2)研究生态系统的能量流动一般将______________________________视为一个整体进行研究。若要调查某种肉食鱼类的种群密度常采用的方法是___________________。 (3)分析表中数据及各营养级能量的分配，表中A是指___________________，表中的数据B为____。 (4)科研小组人员利用该人工鱼塘的塘泥肥桑树，用桑叶养蚕，将蚕沙 （粪便）投入鱼塘供给鱼食用，蚕沙中所含的能量属于第 营养级所含的能量。用从生态系统的角度分析，其意义是_______________________________________。 生态系统的组成成分、食物链和食物网(或营养结构) 种群(或一个营养级的全部生物) 标志重捕法 呼吸作用散失的能量 2.5 4.科研小组对某人工鱼塘的能量流动进行定量分析，得出相关数据，如表所示。整理资料时，由于疏忽图中部分项目和数据模糊不能分辨。请你帮助恢复有关数据和项目，并回答有关问题：(能量单位：J/(cm2·a)，除表中所列的消费者外，其他类型的消费者忽略不计) 一 实现对能量的多级利用，从而提高能量的利用率 5.如图为某生态系统中能量传递示意图，以下叙述不正确的是(　　) 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1 250 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转， 这决定了能量流动的单向性 C 54 BD 6.(多选)(2024·益阳一模)如图 是某自然生态系统能量流动 图解(局部)，其中W1为生产者 固定的太阳能，正确的是(　 ) A.该生态系统能量流动的总量为B2＋C2＋D2 B.初级消费者同化的总能量为A2＋B2＋C2＋D2 C.由生产者到初级消费者的能量传递效率为 (B2＋C2＋D2)/D1×100% D.图中B1＋C1＋D1的总能量为生产者储存在体内 用于生长、发育、繁殖的能量 W1是流经该生态系统的总能量，A错误； 初级消费者同化的总能量为D1，即A2＋B2＋C2＋D2，B正确； 生产者到初级消费者的能量传递效率为D1/W1×100%，C错误； 图中B1＋C1＋D1的总能量为生产者储存在体内用于生长、发育、繁殖的能量，D正确。 55 D 7.(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(　 ) 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   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 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。 56 C 8.某农场中的能量流动 过程如图所示，字母 A～I代表能量，其中 D和G分别为第二、 第三营养级从上一营养级同化的能量，E和H为摄入的饲料中的能量。 下列说法正确的是(　 ) A.通过增加该生态系统的营养级数目可有效提高生态系统的稳定性 B.该区域的所有生物通过复杂的食物关系实现了物质循环 C.第二和第三营养级之间的能量传递效率大于G/(D＋E)×100% D.第二、第三营养级粪便中的能量分别属于C、I 生态系统的稳定性与该生态系统的营养结构的复杂程度有关，若该生态系统营养结构简单，则通过增加该生态系统的营养级数目不能有效提高该生态系统的稳定性，A错误； 生态系统的物质循环是在生物群落和非生物环境之间进行，具有全球性，只是该区域的所有生物通过复杂的食物关系无法实现物质循环，B错误； 由题意可知，第三营养级从第二营养级同化的能量为G，第二营养级的同化量小于D＋E，因此第二和第三营养级之间的能量传递效率大于G/(D＋E)×100%，C正确； 粪便中的能量应属于上一营养级流入分解者的能量，由于有人工饲料的投入，所以第二、第三营养级粪便中的能量分别属于C＋E、F＋H ，D错误。 57 9.(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(　　 ) 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 ABD 10.(2021·河南郑州联考)如图为某果园中能量流经某害虫种群的示意图[图中数据的单位为kJ/(m2·a)]。下列叙述错误的是(　　) A.若要防治虫害，则应设法使该害虫种群的能量摄入量减少 B.据图可知，该害虫同化的能量大部分通过自身呼吸作用以热能的形式散失 C.从图中可以看出，生态系统的能量流动具有逐级递减的特点 D.由害虫流入分解者的能量包括图中粪便和遗体残骸等中的能量 D 11.(2019·内蒙古赤峰二中第三次月考)生态系统中存在食物链“马尾松→松毛虫→杜鹃”，如图表示松毛虫摄入能量的流动方向，下列叙述正确的是(　　) A．该食物链中的生物在数量上呈正金字塔模型 B．松毛虫和杜鹃之间的能量传递效率可用E/A×100%表示 C．由松毛虫流入分解者的能量可用C＋D＋F表示 D．若迁走全部杜鹃，松毛虫的种群数量将呈“J”型增长 【答案】　B 【解析】　该食物链中的生物在能量上呈正金字塔形，而数量上松毛虫的数量多于马尾松，不呈现正金字塔形；松毛虫的同化量是A，杜鹃的同化量是E，能量传递效率可用 E/A×100%表示；由松毛虫流入分解者的能量可用D＋F表示，C表示松毛虫粪便量，属于马尾松的能量；若迁走全部杜鹃，但由于资源和空间是有限的，松毛虫的种群数量增长将呈现“S”型曲线。 12.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 C (1) eq \a\vs4\al(能量,来源) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a．生产者的能量主要来自太阳能,b．消费者的能量来自上一营养级同化的能量)) (2)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： eq \a\vs4\al(①定量不定时,（能量的最终去路）) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a．自身呼吸消耗,b．流入下一营养级（最高营养级除外）,c．被分解者分解利用)) eq \a\vs4\al(②定量定时：) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a．自身呼吸消耗；,b．流入下一营养级（最高营养级除外）；,c．被分解者分解利用；,d．未被自身呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用，,即“未利用”。如果是以年为单位研究，这部分的能量将,保留到下一年。)) $$