3.2 生态系统的能量流动（提升讲义）生物人教版2019选择性必修2

第3章 生态系统及其稳定性 第2节 生态系统的能量流动 必会知识一 能量流动的过程 1.概念 生态系统中能量的______________________的过程，称为____________的能量流动。 2.能量流经第一营养级的过程 3.能量流经第二营养级的过程 4.能量流动示意图 (1)补充图中甲～丁代表的内容： 甲：________(绿色植物)；乙：____________；丙：________；丁：呼吸作用。 (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(最高营养级除外)。 ③被________分解利用。 [例1]如图表示某生态系统中生物间的相互关系，图中各种生物均生活在退潮后暴露出的岩石上，其中海藻、藤壶（繁殖能力超级强)、贻贝和海葵固着于岩石表面，海星、石鳖和石械则在岩石表面来回爬动找寻食物，数字表示海星食物中各种类所占的比例(%)。下列叙述错误的是（    ） A．此食物网中含三级消费者的食物链有3条 B．此食物网中海星处于第三、第四营养级 C．此食物网中生态系统的基石是海藻和浮游植物 D．当除去全部海星一年后，藤壶可能成为优势种，而石鳖、石械数量可能会减少 [例2]图1为某草原生态系统中部分碳循环示意图，其中Ⅰ～Ⅳ代表生态系统的不同组成成分；图2为该生态系统二年内能量流动的部分数据（a、b、c表示不同的营养级）。下列有关叙述正确（　　）    A．能量沿生产者、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ构成的食物链单向流动且逐级递减 B．图1中⑤如果表示Ⅱ的粪便中的能量，则属于Ⅱ同化的能量 C．图1所示Ⅱ的能量流动去向缺少呼吸作用 D．图2中b代表生产者的能量，说明生态系统中能量传递效率随营养级的升高而升高 必会知识二 能量流动的特点 1.能量流动的特点 2.能量传递效率的计算 (1)计算公式 能量传递效率＝×100%。 (2)能量在相邻两个营养级间的传递效率是____________。 3.生态系统维持正常功能的条件 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。 [例1]桑基鱼塘是我国长三角、珠三角地区常见的高效人工生态系统。下图为某地桑基鱼塘的能量流动简图[单位：105MJ/（hm2·a）]，下列有关说法正确的是（    ） A．流经该生态系统的能量为6.50×105MJ/（hm2·a） B．桑和蚕之间的能量传递效率约为18% C．蚕和鱼的生态位无重叠部分 D．为了提高产品输出总量，食物链越长越好 [例2]有一食物网如图所示。如果能量传递效率为10%，各条食物链传递到庚的能量相等，则庚同化1 kJ的能量，丙最少需同化的能量为（    ） A．550 kJ B．500 kJ C．400 kJ D．100 kJ 必会知识三 生态金字塔的类型 项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 形状 象征意义 能量沿食物链流动过程中具有____________的特性 一般来说，生物个体数目在食物链中随营养级的升高而逐渐减少 一般来说，生物量(现有生物有机物的总量)在沿食物链流动过程中逐级递减 每一阶的含义 单位时间内各营养级所得到的____________ 各个营养级的生物个体的____________ 各个营养级的________(即每个营养级所容纳的有机物的________) 特征 呈____金字塔形 一般呈____金字塔形，有时也会出现______ 一般呈____金字塔形 分析 能量流动的过程中总是有能量的耗散 一棵大树上，鸟、虫、树的数量金字塔的塔形会发生倒置 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 [例1]生态金字塔是反映各营养级间生物个体数、生物量和能量比例关系的模型。下列有关叙述正确的是（　　） A．能量金字塔层次越高，属于这个营养级的能量越多 B．生物量金字塔中，肉食性动物的总干重大于植食性动物的 C．倒置数量金字塔的出现与生物个体的体型有关 D．生态金字塔直观反映了生态系统各种群间的能量关系 [例2]生态金字塔是用来描述生态系统中不同生物种群之间能量、生物量或数量关系的模型，模型一般如图所示，其中I、Ⅱ、Ⅲ分别代表第一、二、三营养级。下列相关叙述错误的是（    ） A．图中Ⅱ、Ⅲ营养级中可能存在同种生物 B．营养级是指处于食物链同一环节上同种生物全部个体的总和 C．一般来说，生物量金字塔中植物的生物量要大于植食性动物的生物量 D．能量金字塔通常上窄下宽，能反映出能量流动逐级递减的特点 必会知识四 研究能量流动的实践意义 1.可以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________。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________________，使能量得到________________。例如，秸秆喂牲畜；粪便制作沼气；沼渣肥田，这样就实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。 3.还可以帮助人们合理地调整生态系统中的________________，使能量持续高效地流向对人类________________。例如，合理确定草场载畜量、麦田除草、除虫等。 [例1]如图是某生态农场生产流程示意图，据图判断，下列说法正确的是（    ） A．当蚯蚓利用食用菌杂屑并将其同化为自身的有机物时，能量就从第三营养级流入第四营养级；由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用效率降低 B．能量经过多级利用，实现了良性循环；生态系统的能量流动是往复循环的 C．农作物通过光合作用合成有机物，能量就从无机环境流入生物群落；每一生产环节都获得产品，提高了生态效益和经济效益 D．由于生产环节的增多，最终也增加了废物和污染 [例2]现代立体农业是利用群落的空间结构原理，为充分利用空间和资源而发展起来的一种农业生产模式。下列关于现代立体农业的叙述，正确的是（　　） A．果树林下种植食用菌形成群落的水平结构，提高群落利用阳光的能力 B．果树林中的鸟类有垂直分层现象，主要与食物种类和栖息空间有关 C．果树林环境条件不受破坏的条件下，各种群的环境容纳量是相同的 D．该模式的生产利用群落的空间结构原理，显著提高能量传递效率和加快物质循环 难点知识一 能量流动的过程 1．某一营养级能量的来源与去路 2．“拼图法”分析能量流动过程 输入第一营养级的能量(W1)，被分为两部分：一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失(A1)，一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖(B1＋C1＋D1)。而后一部分能量中，包括现存植物体的B1、流向分解者的C1、流向下一营养级的D1，如下图所示： 3．摄入量、同化量和粪便量的区别与联系 命题角度1 某一营养级能量的来源与去路 某同学绘制了下图所示的能量流动图解，下列叙述正确的是(　　) A．生产者固定的总能量可表示为A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2 B．初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为B2＋D2 C．初级消费者摄入的能量为A2＋B2＋C2 D．W1＝D1＋D2 命题角度2 摄入量、同化量和粪便量的区别与联系 下图表示初级消费者能量流动的部分过程，括号中的字母表示能量，初级消费者呼吸散失的能量为b，下列相关说法正确的是(　　) A．应在B处加上标有细胞呼吸的箭头 B．初级消费者同化的能量为n－a C．次级消费者摄入的能量为n－a－b D．B为初级消费者同化的总能量 难点知识二 能量流动的相关计算 1．能量的传递以营养级为单位 在食物网中，能量传递效率不是以个体或种群为单位的，而是以营养级为单位的。如对于食物网，由第一营养级到第二营养级的能量传递效率是指B和C同化的总能量占A同化的总能量的比例。 2．能量传递效率的计算方法 相邻两个营养级之间的能量传递效率＝×100%。 3．能量传递效率的相关“最值”计算 (1)在食物链中，若题干中未具体说明，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的相关“最值”计算如下表所示： 已知 问题 思路求解 D净增重M 至少需要A的量X M÷(20%)3＝X 最多需要A的量X M÷(10%)3＝X A重N D最多增重的量Y N×(20%)3＝Y D至少增重的量Y N×(10%)3＝Y (2)在食物网中，食物链越短，最高营养级获得的能量越多；生物间的捕食关系越简单，生态系统的能量流动过程中消耗的能量越少。具体计算方法如下表所示： 知低营养级求高营养级 知高营养级求低营养级 获能量最多 选最短食物链、 按×20%计算 需最多能量 选最长食物链、 按÷10%计算 获能量最少 选最长食物链、 按×10%计算 需最少能量 选最短食物链、 按÷20%计算 4.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)在已知食物链中的能量分配比例和能量传递效率时，对于食物网中能量流动的计算，先根据题意写出相应的食物链并根据各营养级之间的传递效率，按照从不同食物链获得的比例分别进行计算，再将各条食物链中的值相加。 命题角度1 能量传递效率的计算 如图为一个小型人工生态农场的模式图及农场中农作物和鸡的部分能量值（单位：10kJ)，据图表信息分析，下列叙述正确的是（    ） 项目 净同化量（同化量一呼吸消耗量） 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 A．该小型生态系统的结构包括生物群落及非生物的物质和能量 B．该小型生态系统通过食物网流向人的能量大于1.7×105kJ 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19.2% D．通过投放消化酶可提高第一、二营养级之间的能量传递效率 命题角度2 能量传递效率的相关“最值”计算 如表为某热带雨林生态系统在一段时间内的能量流动情况，其中A、B、C、D分别代表该生态系统各营养级的所有生物，GP代表各成分的同化量，X代表用于生长、发育和繁殖的能量。下列叙述正确的是（　　） 能量类型成分 GP X R A 25.2 6.7 18.5 B 3.9 0.8 3.1 C 214.3 78.5 135.8 D 1678.6 635.7 1042.9 分解者 368.8 50.1 319.7 （注：表中能量数值单位为：108kJ/（m2·a）） A．表中R代表各营养级生物呼吸作用散失的能量，其中一部分会流向分解者 B．该生态系统中的食物链为D→C→A→B该段时间内，流入该生态系统的总能量为2289.8×108kJ/（m2·a） C．次级消费者流向三级消费者的能量传递效率约为14.5% D．据表可知，该时间段内此生态系统的有机物积累量>0，且每个营养级能量的去向中R所占的比例最大 一、单选题 1．某人工养殖蟹塘生态系统中能量流动的部分过程如图所示，其中序号表示相关能量值。下列叙述正确的是（    ） A．河蟹属于第三营养级，③与⑥的差值表示河蟹用于自身生长、发育和繁殖的能量 B．④⑤中均包括该营养级生物的遗体残骸和下一营养级生物粪便中的能量 C．②/①×100%、③/②×100%分别为第一和第二、第二和第三营养级间的能量传递效率 D．输入该生态系统中的能量，最终均通过分解者的分解作用以热能形式散失 2．下图是一个农业生态系统模式图，关于该系统的叙述，错误的是（    ） A．沼气池中的微生物是该生态系统的分解者 B．微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量 C．多途径利用农作物可提高该生态系统的能量利用效率 D．沼渣、沼液作为肥料还田，使能量和物质循环利用 3．如图为某人工生态系统中能量流经第二营养级的示意图，E表示第二营养级的粪便量，D表示第三营养级的同化量，H表示饲料输入量。下列说法错误的是（    ） A．G表示流向分解者的能量 B．F表示第二营养级呼吸作用散失的能量 C．C表示第二营养级用于自身生长、发育和繁殖的能量 D．能量在第二和第三营养级间的传递效率为D/B×100% 4．如图为第二营养级（兔子）的能量流动过程模型，下列说法正确的是（    ） A．①是指由草流入兔的能量 B．③是由初级消费者流向分解者的能量 C．兔子用于自身生长、发育和繁殖的能量为②+③+④ D．图中②/①的比值不能够代表兔到狐的能量传递效率 5．下图是某人工鱼塘生态系统的能量流动过程图解，数字表示能量值[单位为103kJ/（m2·y）]。下列相关叙述正确的是（　　） A．图中“A”是指生物通过呼吸作用分解有机物释放出的全部能量 B．肉食性动物同化的总能量为2.5×103kJ/（m2·y） C．图中植食性动物流向分解者的能量包含植食性动物粪便中的能量 D．植食性动物与肉食性动物之间的能量传递效率约为16% 6．某水体生态系统中部分营养关系如图所示（图中数值代表能量的相对值），其中M表示能量的一个去向。下列叙述正确的是（    ） A．该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能 B．I、Ⅱ两个营养级间的能量传递效率约为3% C．I营养级用于生长繁殖的能量约为1585.6 D．Ⅱ营养级粪便中的能量属于图中20.8的部分 7．东北豹生性凶猛，生活在我国东北长白山脉地区，主要捕食森林中的各种有蹄类动物，是森林中的顶级捕食者。当保护区因大雪封山导致其觅食困难时，工作人员会人工投放食物补充其食物来源。如图为该保护区内的部分能量流动关系，下列相关叙述正确的是（　　） A．流经该生态系统的总能量是生产者固定的总能量 B．东北豹摄入的能量中未被同化的部分包含在M中 C．X表示初级消费者用于生长、发育等生命活动的能量 D．初级消费者和东北豹间的能量传递效率为（B/A）×100% 8．某农场中的能量流动如图，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。下列说法错误的是（　　） A．B+C+D是生产者用于生长、发育和繁殖的能量 B．第一和第二营养级之间的能量传递效率为D/（A+B+C+D）×100% C．第二、第三营养级粪便中的能量分别属于C+E、I+H D．第二和第三营养级之间的能量传递效率大于G/（D+E）×100% 二、多选题 9．下表是对青青草原绵羊放牧系统能量流动的部分研究结果。下列叙述错误的是（    ） 平均载畜量 生长季草原植物光能利用率 草原植物供给能（×104） 摄入能（×104） 粪便中的能量（×104） 呼吸代谢能（×104） 1.3 0.27% 8.86 3.22 0.95 1.86 2.0 0.25% 5.28 2.62 0.92 1.39 3.0 0.17% 3.32 1.86 0.94 0.76 注：平均载畜量单位为只羊·公顷-1·半年-1；能量单位为千焦·只羊-1·天-1 A．呼吸代谢能是未被绵羊利用的能量 B．绵羊粪便中的能量是绵羊流向草原的能量 C．载畜量为1.3时，绵羊用于生长、发育和繁殖的能量约为2.27×104 D．载畜量为2.0时，青青草原的能量得到更充分的利用 10．图1为某池塘生态系统的食物网，图2为不同体长的丁种群的食性比例，相关叙述正确的有（　　） A．除图1所示成分外，该生态系统还应包括分解者及非生物的物质和能量 B．甲和乙之间存在种间竞争关系，丙和丁之间既有捕食又有种间竞争关系 C．碳元素以含碳有机物形式进入生态系统并沿着食物链和食物网进行传递 D．增加相同体重，体长2.8cm的丁消耗生产者的能量比体长4.2cm的丁多 11．某湖区分布植物、水鸟、细菌等多种生物。其中水鸟主要在浅水和泥滩中栖息，以某些植物为食。能量流经该营养级的示意图如下。有关叙述错误的是（　　） A．水鸟和其它生物占据着相对稳定的生态位不利于不同生物充分利用环境资源 B．②代表水鸟呼吸作用散失的能量，③包含水鸟和上一营养级流向分解者的能量 C．由于该生态系统物种多样、自我调节能力强，所以不需要系统外的能量补充 D．从生态系统组成成分来看，湖区中的水鸟属于消费者，细菌均属于分解者 12．如图为某生态系统的能量流动过程图解，N1、N2、N3表示固定或同化的能量值。下列相关叙述正确的是（　　） A．流经该生态系统的总能量大于生产者固定的太阳能 B．图中A 表示“未利用”，该部分能量可能最终流向分解者 C．生产者固定的能量不变的情况下，若N2/N1的值越大，则说明消费者从生产者中固定的能量越多 D．将动物粪便作为肥料还田可促进植物吸收利用有机物，实现能量循环利用 三、解答题 13．如图表示某鱼塘生态系统中能量的流动情况，其中括号内的数字为相应营养级同化的能量［单位：J/(cm2·a)］，其中初级消费者同化的能量有1/8来自有机饲料，次级消费者同化的能量有2/3来自有机饲料。请回答下列相关问题。 (1)该鱼塘生态系统的结构包括生态系统的组成 和 ；流经该鱼塘生态系统的总能量包括 。 (2)该鱼塘生态系统中，第一营养级与第二营养级之间的能量传递效率为 %，第二营养级与第三营养级之间的能量传递效率为 %。（保留小数点后一位） (3)该鱼塘生态系统中，初级消费者同化的能量，除了流向次级消费者外，其他最终去路有 。 (4)图示信息可反映出生态系统能量流动的特点是 。 14．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为鲢鱼所摄入能量的去向（图中字母表示相应能量）。图3是某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，A1、A2表示呼吸作用消 耗的能量）请据图分析回答： (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 。 (2)图2中，E表示 。若A表示的能量值为1.2×108kJ，乌鳢同化的能量为4.2×107kJ，则理论上该生态系统中从鲢鱼到乌鳢的能量传递效率为 。在生态系统的生物群落内部能量流动的载体是 。 (3)图3中生产者中用于自身生长、发育、繁殖的能量可表示为 。（其中W1为生产者固定 的太阳能，A1、A2表示呼吸作用消耗的能量）。 ( 1 )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 生态系统及其稳定性 第2节 生态系统的能量流动 必会知识一 能量流动的过程 1.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。 ( 光合作用 )2.能量流经第一营养级的过程 ( 第二 ) ( 分解者 ) ( 热能 ) ( 热能 )3.能量流经第二营养级的过程 ( 发育和繁殖 ) ( 分解者 ) ( 同化 ) ( 生长、 ) 4.能量流动示意图 (1)补充图中甲～丁代表的内容： 甲：生产者(绿色植物)；乙：呼吸作用；丙：分解者；丁：呼吸作用。 (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热能形式散失。 ②被下一营养级同化(最高营养级除外)。 ③被分解者分解利用。 [例1]如图表示某生态系统中生物间的相互关系，图中各种生物均生活在退潮后暴露出的岩石上，其中海藻、藤壶（繁殖能力超级强)、贻贝和海葵固着于岩石表面，海星、石鳖和石械则在岩石表面来回爬动找寻食物，数字表示海星食物中各种类所占的比例(%)。下列叙述错误的是（    ） A．此食物网中含三级消费者的食物链有3条 B．此食物网中海星处于第三、第四营养级 C．此食物网中生态系统的基石是海藻和浮游植物 D．当除去全部海星一年后，藤壶可能成为优势种，而石鳖、石械数量可能会减少 【答案】A 【详解】AB、图中共有7条食物链，分别为海藻→石鳖→海星，海藻→石械→海星，浮游植物→藤壶→海星，浮游植物→藤壶→荔枝螺→海星，浮游植物→贻贝→荔枝螺→海星，浮游植物→贻贝→海星，浮游植物→小鱼→海葵，由此可看出处于第三营养级的有海星、荔枝螺、海葵，此食物网中含有三级消费者的食物链有2条，分别是浮游植物→藤壶→荔枝螺→海星和浮游植物→贻贝→荔枝螺→海星，此食物网中海星处于第三、第四营养级，A错误，B正确； C、生产者是生态系统中的基石，图示食物网中生态系统的基石是海藻和浮游植物，C正确； D、数字表示海星食物中各种类所占的比例(%)，据图可知，藤壶提供了海星食物的64%，当除去全部海星后，这部分藤壶得以生存，并迅速繁殖，占据大量岩石表面，成为优势种，从而使海藻在竞争中处于劣势，石鳖和石械可能因食物减少而减少，D正确。 故选A。 [例2]图1为某草原生态系统中部分碳循环示意图，其中Ⅰ～Ⅳ代表生态系统的不同组成成分；图2为该生态系统二年内能量流动的部分数据（a、b、c表示不同的营养级）。下列有关叙述正确（　　）    A．能量沿生产者、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ构成的食物链单向流动且逐级递减 B．图1中⑤如果表示Ⅱ的粪便中的能量，则属于Ⅱ同化的能量 C．图1所示Ⅱ的能量流动去向缺少呼吸作用 D．图2中b代表生产者的能量，说明生态系统中能量传递效率随营养级的升高而升高 【答案】C 【详解】A、由图分析可知，Ⅳ为分解者，不参与构成食物链，A错误； B、图1中⑤如果表示Ⅱ的粪便中的能量，则属于生产者同化的能量，B错误； C、某一营养级（最高营养级除外）同化量的去向有流向分解者的能量、流向下一个营养级的能量、呼吸作用以热能形式散失的能量，所以图1所示Ⅱ的能量流动去向缺少呼吸作用，C正确； D、生态系统中能量传递效率是10%-20%，不会随营养级升高而升高，图中只涉及三个营养级，不能代表所有营养级的情况，D错误。 故选C。 必会知识二 能量流动的特点 ( 食物链 )1.能量流动的特点 ( 5 ) ( 越多 ) ( 逐级减少 ) ( 循环流动 ) ( 逆转 ) 2.能量传递效率的计算 (1)计算公式 　　　　　 能量传递效率＝×100%。 (2)能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%～20%。 3.生态系统维持正常功能的条件 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。 [例1]桑基鱼塘是我国长三角、珠三角地区常见的高效人工生态系统。下图为某地桑基鱼塘的能量流动简图[单位：105MJ/（hm2·a）]，下列有关说法正确的是（    ） A．流经该生态系统的能量为6.50×105MJ/（hm2·a） B．桑和蚕之间的能量传递效率约为18% C．蚕和鱼的生态位无重叠部分 D．为了提高产品输出总量，食物链越长越好 【答案】B 【详解】A、流经该生态系统的能量是桑树、浮游植物等生产者固定的太阳能总量及鱼饵料中的化学能之和，大于2.80+3.70=6.50×105MJ/（hm2·a），A错误； B、能量传递效率=（下一营养级同化量÷上一营养级同化量）×100%，则桑和蚕之间的能量传递效率为（0.50÷2.80）×100%≈18%，B正确； C、蚕和鱼存在一定生态位重叠。蚕沙（蚕粪便）进入鱼塘可作为鱼的饵料，说明它们在获取食物资源方面有部分重叠，都利用了系统内的有机物质资源，C错误； D、能量沿食物链流动，逐级递减，不是越长越好，D错误。 故选B。 [例2]有一食物网如图所示。如果能量传递效率为10%，各条食物链传递到庚的能量相等，则庚同化1 kJ的能量，丙最少需同化的能量为（    ） A．550 kJ B．500 kJ C．400 kJ D．100 kJ 【答案】A 【详解】能量传递效率为10%，各条食物链传递到庚的能量相等。庚增加1kJ的能量，则庚沿着“甲和乙→丙→戊→庚”渠道和沿着“甲和乙→丙→丁→己→庚”渠道增加的能量各为0.5kJ，所以丙含有的能量为[0.5÷（10%×10%）]＋[0.5÷（10%×10%×10%）]＝50＋500＝550（kJ），A正确，BCD均错误。 故选A。 必会知识三 生态金字塔的类型 阅读材料，比较几种生态金字塔，并完成下表。 项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 形状 象征意义 能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性 一般来说，生物个体数目在食物链中随营养级的升高而逐渐减少 一般来说，生物量(现有生物有机物的总量)在沿食物链流动过程中逐级递减 每一阶的含义 单位时间内各营养级所得到的能量数值 各个营养级的生物个体的数目比值 各个营养级的生物量(即每个营养级所容纳的有机物的总干重) 特征 呈正金字塔形 一般呈正金字塔形，有时也会出现倒置 一般呈正金字塔形 分析 能量流动的过程中总是有能量的耗散 一棵大树上，鸟、虫、树的数量金字塔的塔形会发生倒置 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 [例1]生态金字塔是反映各营养级间生物个体数、生物量和能量比例关系的模型。下列有关叙述正确的是（　　） A．能量金字塔层次越高，属于这个营养级的能量越多 B．生物量金字塔中，肉食性动物的总干重大于植食性动物的 C．倒置数量金字塔的出现与生物个体的体型有关 D．生态金字塔直观反映了生态系统各种群间的能量关系 【答案】C 【详解】A、能量金字塔遵循逐级递减的规律，层次越高，能量越少，A错误； B、生物量金字塔通常呈正金字塔形，肉食性动物的总干重应小于植食性动物，B错误； C、倒置数量金字塔常因生产者个体大但数量少（如一棵树与大量昆虫），与个体体型有关，C正确； D、生态金字塔包含能量、生物量、数量三种类型，仅能量金字塔直接反映能量关系，D错误。 故选C。 [例2]生态金字塔是用来描述生态系统中不同生物种群之间能量、生物量或数量关系的模型，模型一般如图所示，其中I、Ⅱ、Ⅲ分别代表第一、二、三营养级。下列相关叙述错误的是（    ） A．图中Ⅱ、Ⅲ营养级中可能存在同种生物 B．营养级是指处于食物链同一环节上同种生物全部个体的总和 C．一般来说，生物量金字塔中植物的生物量要大于植食性动物的生物量 D．能量金字塔通常上窄下宽，能反映出能量流动逐级递减的特点 【答案】B 【分析】生态金字塔是描述生态系统中不同生物种群之间能量、生物量或数量关系的模型。在生态系统中，能量流动是逐级递减的，营养级越高，获得的能量越少。 【详解】A、在食物网中，同种生物可能占据不同的营养级，所以图中Ⅱ、Ⅲ营养级中可能存在同种生物，A正确； B、营养级是指处于食物链同一环节上所有生物全部个体的总和，而不是同种生物，B错误； C、一般来说，由于能量流动逐级递减，生物量金字塔中植物作为生产者，其生物量要大于植食性动物的生物量，C正确； D、由于能量流动逐级递减，营养级越高能量越少，所以能量金字塔通常上窄下宽，能反映出能量流动逐级递减的特点，D正确。 故选B。 必会知识四 研究能量流动的实践意义 1.可以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，使能量得到最有效的利用。例如，秸秆喂牲畜；粪便制作沼气；沼渣肥田，这样就实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。 3.还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。例如，合理确定草场载畜量、麦田除草、除虫等。 [例1]如图是某生态农场生产流程示意图，据图判断，下列说法正确的是（    ） A．当蚯蚓利用食用菌杂屑并将其同化为自身的有机物时，能量就从第三营养级流入第四营养级；由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用效率降低 B．能量经过多级利用，实现了良性循环；生态系统的能量流动是往复循环的 C．农作物通过光合作用合成有机物，能量就从无机环境流入生物群落；每一生产环节都获得产品，提高了生态效益和经济效益 D．由于生产环节的增多，最终也增加了废物和污染 【答案】C 【详解】A、蚯蚓利用食用菌杂屑属于分解者的分解作用，不属于食物链中的营养级，A错误； B、能量流动的特点是：单向流动、逐级递减，所以能量流动不能循环，B错误； C、生态系统中，通过绿色植物的光合作用能将光能转变成化学能储存在有机物中，能量就从无机环境流入生物群落；每一生产环节都获得产品，提高了生态效益和经济效益，C正确； D、生产环节的增多、食物链延长，实现了能量的多级利用，提高了该系统总能量利用效率，在该过程中，减少了废物和污染，同时也提高了经济效益，D错误。 故选C。 [例2]现代立体农业是利用群落的空间结构原理，为充分利用空间和资源而发展起来的一种农业生产模式。下列关于现代立体农业的叙述，正确的是（　　） A．果树林下种植食用菌形成群落的水平结构，提高群落利用阳光的能力 B．果树林中的鸟类有垂直分层现象，主要与食物种类和栖息空间有关 C．果树林环境条件不受破坏的条件下，各种群的环境容纳量是相同的 D．该模式的生产利用群落的空间结构原理，显著提高能量传递效率和加快物质循环 【答案】B 【详解】A、水平结构指群落水平方向上的分布，而果树林下种植食用菌属于垂直分层，且食用菌作为分解者不依赖阳光，A错误； B、果树林中鸟类的垂直分层与食物种类和栖息空间的分层分布有关，符合群落垂直结构的特征，B正确； C、环境容纳量（K值）因物种的资源和空间需求不同而异，即使环境稳定，不同种群的K值也不同，C错误； D、立体农业可提高能量利用率（如多级利用），但能量传递效率（营养级间比例）不变；分解者促进物质循环，D错误。 故选B。 难点知识一 能量流动的过程 1．某一营养级能量的来源与去路 2．“拼图法”分析能量流动过程 输入第一营养级的能量(W1)，被分为两部分：一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失(A1)，一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖(B1＋C1＋D1)。而后一部分能量中，包括现存植物体的B1、流向分解者的C1、流向下一营养级的D1，如下图所示： 3．摄入量、同化量和粪便量的区别与联系 命题角度1 某一营养级能量的来源与去路 某同学绘制了下图所示的能量流动图解，下列叙述正确的是(　　) A．生产者固定的总能量可表示为A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2 B．初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为B2＋D2 C．初级消费者摄入的能量为A2＋B2＋C2 D．W1＝D1＋D2 解析：选A。生产者固定的总能量(W1)是流经该生态系统的总能量，W1＝A1＋B1＋C1＋D1，又因为D1＝A2＋B2＋C2＋D2，所以W1＝A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2，A正确；初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为B2＋C2＋D2，B错误；初级消费者摄入的能量应大于其同化量，即大于A2＋B2＋C2，C错误；按最大能量传递效率20%计算，图中的D1＝W1×20%，D2＝D1×20%＝W1×4%，所以D1＋D2＝W1×24%，故W1＞D1＋D2，D错误。 命题角度2 摄入量、同化量和粪便量的区别与联系 下图表示初级消费者能量流动的部分过程，括号中的字母表示能量，初级消费者呼吸散失的能量为b，下列相关说法正确的是(　　) A．应在B处加上标有细胞呼吸的箭头 B．初级消费者同化的能量为n－a C．次级消费者摄入的能量为n－a－b D．B为初级消费者同化的总能量 解析：选B。图中A表示初级消费者同化的能量，B表示用于生长、发育和繁殖等生命活动所需的能量，应在A处加上标有细胞呼吸的箭头；初级消费者同化的能量为n－a；B处能量为n－a－b，其中部分能量被分解者分解利用，部分能量储存在初级消费者体内未被利用，还有部分能量流入下一营养级，因此，被次级消费者摄入的能量小于n－a－b。 难点知识二 能量流动的相关计算 1．能量的传递以营养级为单位 在食物网中，能量传递效率不是以个体或种群为单位的，而是以营养级为单位的。如对于食物网，由第一营养级到第二营养级的能量传递效率是指B和C同化的总能量占A同化的总能量的比例。 2．能量传递效率的计算方法 相邻两个营养级之间的能量传递效率＝×100%。 3．能量传递效率的相关“最值”计算 (1)在食物链中，若题干中未具体说明，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的相关“最值”计算如下表所示： 已知 问题 思路求解 D净增重M 至少需要A的量X M÷(20%)3＝X 最多需要A的量X M÷(10%)3＝X A重N D最多增重的量Y N×(20%)3＝Y D至少增重的量Y N×(10%)3＝Y (2)在食物网中，食物链越短，最高营养级获得的能量越多；生物间的捕食关系越简单，生态系统的能量流动过程中消耗的能量越少。具体计算方法如下表所示： 知低营养级求高营养级 知高营养级求低营养级 获能量最多 选最短食物链、 按×20%计算 需最多能量 选最长食物链、 按÷10%计算 获能量最少 选最长食物链、 按×10%计算 需最少能量 选最短食物链、 按÷20%计算 4.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)在已知食物链中的能量分配比例和能量传递效率时，对于食物网中能量流动的计算，先根据题意写出相应的食物链并根据各营养级之间的传递效率，按照从不同食物链获得的比例分别进行计算，再将各条食物链中的值相加。 命题角度1 能量传递效率的计算 如图为一个小型人工生态农场的模式图及农场中农作物和鸡的部分能量值（单位：10kJ)，据图表信息分析，下列叙述正确的是（    ） 项目 净同化量（同化量一呼吸消耗量） 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 A．该小型生态系统的结构包括生物群落及非生物的物质和能量 B．该小型生态系统通过食物网流向人的能量大于1.7×105kJ 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19.2% D．通过投放消化酶可提高第一、二营养级之间的能量传递效率 【答案】D 【详解】A、该小型生态系统的结构包括组成成分（生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量）和营养结构（食物链和食物网)，A错误； B、据表分析，农作物流入下一营养级的能量为(110-21-58)×104=31×104kJ，鸡的同化量为(10+8)×104=18×104kJ，所以农作物流向人的能量是31×104-18×104=13×104kJ，鸡流入下一营养级的能量为(8-2-3)×104=3×104kJ，所以人通过食物网获得的能量为13×104+3×104=1.6×105kJ，B错误； 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(31×104kJ)÷[(110+70)×104kJ]×100%≈17.2%，C错误； D、通过投放消化酶可提高第二营养级的同化量，进而提高第一、二营养级间的能量传递效率，D正确。 故选D。 命题角度2 能量传递效率的相关“最值”计算 如表为某热带雨林生态系统在一段时间内的能量流动情况，其中A、B、C、D分别代表该生态系统各营养级的所有生物，GP代表各成分的同化量，X代表用于生长、发育和繁殖的能量。下列叙述正确的是（　　） 能量类型成分 GP X R A 25.2 6.7 18.5 B 3.9 0.8 3.1 C 214.3 78.5 135.8 D 1678.6 635.7 1042.9 分解者 368.8 50.1 319.7 （注：表中能量数值单位为：108kJ/（m2·a）） A．表中R代表各营养级生物呼吸作用散失的能量，其中一部分会流向分解者 B．该生态系统中的食物链为D→C→A→B该段时间内，流入该生态系统的总能量为2289.8×108kJ/（m2·a） C．次级消费者流向三级消费者的能量传递效率约为14.5% D．据表可知，该时间段内此生态系统的有机物积累量>0，且每个营养级能量的去向中R所占的比例最大 【答案】D 【分析】根据题意和表分析可知：GP=X+R；生态系统中能量流动特点是：单向流动，逐级递减；根据表格中同化量大小情况确定，D是生产者，C是初级消费者，A是次级消费者，B是三级消费者。 【详解】A、表中R代表各营养级生物呼吸作用散失的能量，该部分能量不会流向分解者，A错误； B、由于“A、B、C、D分别代表该生态系统各营养级的所有生物”，因此该生态系统中某一营养级的所有生物不一定都以上一个营养级的某种生物为食，故不能构成D→C→A→B的食物链，流入该生态系统的总能量为生产者固定的能量，即1678.6×108kJ/（m2•a），B错误； C、次级消费者流向三级消费者的能量传递效率约为3.9÷25.2=15.5%，C错误； D、根据表格数据分析，该生态系统固定的总能量为1678.6×108 kJ/（m2•a），而生态系统所输出的能量为各营养级消耗的能量与分解者呼吸消耗的能量之和（1042.9+135.8+18.5+3.1+319.7）=1520×108 kJ/（m2•a），小于1678.6×108kJ/（m2•a），所以有机物累计量会增加且＞0，并且每个营养级能量的去向中R（呼吸散失）所占的比例最大，D正确； 故选D。 一、单选题 1．某人工养殖蟹塘生态系统中能量流动的部分过程如图所示，其中序号表示相关能量值。下列叙述正确的是（    ） A．河蟹属于第三营养级，③与⑥的差值表示河蟹用于自身生长、发育和繁殖的能量 B．④⑤中均包括该营养级生物的遗体残骸和下一营养级生物粪便中的能量 C．②/①×100%、③/②×100%分别为第一和第二、第二和第三营养级间的能量传递效率 D．输入该生态系统中的能量，最终均通过分解者的分解作用以热能形式散失 【答案】B 【分析】流经该人工生态系统的总能量包括生产者固定的太阳能和饵料中的能量。 【详解】A、由图可知，河蟹属于第三营养级，③表示河蟹的同化量，⑥表示河蟹流向分解者的能量，河蟹的同化量-呼吸散失的能量=用于其自身生长、发育繁殖的能量，A错误； B、某营养级粪便中的能量属于上个营养级的同化量，④⑤中均包括该营养级生物的遗体残骸和下一营养级生物粪便中的能量，B正确； C、②/①×100%表示第一和第二营养级之间的能量传递效率，③包含了从第二营养级同化的能量和从饵料获得的能量，③/②×100%不能表示第二和第三营养级间的能量传递效率，C错误； D、输入该生态系统的总能量，最终通过生产者、消费者、分解者以热能的形式散失，D错误。 故选B。 2．下图是一个农业生态系统模式图，关于该系统的叙述，错误的是（    ） A．沼气池中的微生物是该生态系统的分解者 B．微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量 C．多途径利用农作物可提高该生态系统的能量利用效率 D．沼渣、沼液作为肥料还田，使能量和物质循环利用 【答案】D 【分析】生态系统能量流动的起点是生产者，因此输入生态系统的总能量是生产者光合作用固定的太阳能。能量流动的特点是单向流动，逐级递减。生态农业使废弃物资源化，实现了农业生态系统中物质循环再生和能量的多级利用。但是多途径利用农作物提高了能量的利用率，不能改变能量传递效率。 【详解】A、农作物秸秆及人、家畜粪便进入沼气池，被沼气池中的微生物分解，微生物属于该生态系统中的分解者，A正确； B、微生物分解农作物秸秆的过程利用了农作物通过光合作用储存的化学能，B正确； C、将农作物秸秆及人、家畜粪便放入沼气池生产沼气，提高了该生态系统的能量利用效率，C正确； D、沼渣、沼液作为肥料还田，实现了物质的循环利用，能量不能循环利用，D错误。 故选D。 3．如图为某人工生态系统中能量流经第二营养级的示意图，E表示第二营养级的粪便量，D表示第三营养级的同化量，H表示饲料输入量。下列说法错误的是（    ） A．G表示流向分解者的能量 B．F表示第二营养级呼吸作用散失的能量 C．C表示第二营养级用于自身生长、发育和繁殖的能量 D．能量在第二和第三营养级间的传递效率为D/B×100% 【答案】D 【分析】分析题图：A 表示第二营养级的摄入量，B 表示第二营养级的同化量，F 表示第二营养级呼吸作用散失的能量，C 表示第二营养级用于自身生长、发育和繁殖的能量，G 表示流向分解者的能量（包括第二营养级遗体残骸+第三营养级的粪便量）。 【详解】AB、A 表示第二营养级的摄入量，B 表示第二营养级的同化量，F 表示第二营养级呼吸作用散失的能量，C 表示第二营养级用于自身生长、发育和繁殖的能量，G 表示流向分解者的能量（包括第二营养级遗体残骸+第三营养级的粪便量），A 正确，B正确； C、C表示第二营养级用于自身、生长、发育和繁殖的能量，包括流向分解者的能量和流向下一营养级的能量，C正确； D、能量传递效率指相邻营养级的同化量的比值，D包括饲料中的能量，从第二营养级同化 的能量小于D，D错误。 故选D。 4．如图为第二营养级（兔子）的能量流动过程模型，下列说法正确的是（    ） A．①是指由草流入兔的能量 B．③是由初级消费者流向分解者的能量 C．兔子用于自身生长、发育和繁殖的能量为②+③+④ D．图中②/①的比值不能够代表兔到狐的能量传递效率 【答案】D 【分析】一个营养级所同化的能量=摄入量-粪便量=呼吸散失的能量+用于自身生长发育繁殖的能量，用于自身生长发育繁殖的能量=流向下一营养级的能量+流向分解者的能量+未被利用的能量。 【详解】A、草流入兔的能量为兔的同化量，结合题图，兔子的同化量=摄入量一粪便量，即①-③，A错误； B、③为兔子粪便中的能量，不属于兔子的同化量，而是属于生产者（草）流向分解者的能量，B错误； C、③是草流向分解者的能量，不属于兔子用于自身生长、发育和繁殖的能量，C错误； D、能量传递效率是指同化量之间的比值，而①和②指的是摄入量，而不是同化量，因此不能够代表兔到狐的能量传递效率，D正确。 故选D。 5．下图是某人工鱼塘生态系统的能量流动过程图解，数字表示能量值[单位为103kJ/（m2·y）]。下列相关叙述正确的是（　　） A．图中“A”是指生物通过呼吸作用分解有机物释放出的全部能量 B．肉食性动物同化的总能量为2.5×103kJ/（m2·y） C．图中植食性动物流向分解者的能量包含植食性动物粪便中的能量 D．植食性动物与肉食性动物之间的能量传递效率约为16% 【答案】D 【分析】1、能量的来源：①生产者的能量主要来自太阳能；②其余各营养级的能量来自上一营养级所同化的能量。 2、能量去路：①自身呼吸消耗；②流向下一营养级；③残体、粪便等被分解者分解；④未被利用。 3、消费者同化能量=呼吸消耗+分解者分解利用+下一营养级同化+未被利用。 【详解】A、在能量流动图中，“A”通常代表呼吸作用散失的热能（以热能形式释放，无法再利用）。 但“全部能量”表述不严谨，因为生物同化的能量中，一部分用于生长、发育和繁殖（未被呼吸消耗），另一部分才通过呼吸作用释放，A错误； B、肉食性动物从植物同化的能量为（0.05+0.25+2.1+5.1-5）×103 kJ/（m2·y）=2.5×103 kJ/（m2·y），人工输入了5×103 kJ/（m2·y），共计7.5×103 kJ/（m2·y），B错误； C、植食性动物粪便中的能量属于上一营养级（生产者）同化量中未被植食性动物同化的部分，因此应计入生产者流向分解者的能量，而非植食性动物流向分解者的能量，C错误； D、肉食性动物从植食性动物中同化的能量为（7.5-5）×103kJ/（m2·y）=2.5×103kJ/（m2·y），植食性动物同化的能量为（2.5+4+9+0.5）×103kJ/（m2·y）=16×103kJ/（m2·y），所以由植食性动物到肉食性动物的能量传递效率为（2.5×103÷（16×103）×100%≈16%，D正确。 故选D。 6．某水体生态系统中部分营养关系如图所示（图中数值代表能量的相对值），其中M表示能量的一个去向。下列叙述正确的是（    ） A．该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能 B．I、Ⅱ两个营养级间的能量传递效率约为3% C．I营养级用于生长繁殖的能量约为1585.6 D．Ⅱ营养级粪便中的能量属于图中20.8的部分 【答案】B 【详解】A、分析图示可知，生活污水会流向该生态系统，因此流经该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能和生活污水中的化学能，A错误； B、I、Ⅱ两个营养级间的能量传递效率为两营养级同化能量之比，I同化的能量为2200+44.4=2244.4，Ⅱ同化的能量为40.1+20.8+3.6+2.3=66.8，I、Ⅱ两个营养级间的能量传递效率为66.8/2244.4，约为3%，B正确； C、I营养级用于生长繁殖的能量=同化能量-呼吸消耗的能量=2244.4-637.3=1607.1，C错误； D、Ⅱ营养级粪便中的能量属于I营养级流向分解者的能量，不是图中20.8的部分，D错误。 故选B。 7．东北豹生性凶猛，生活在我国东北长白山脉地区，主要捕食森林中的各种有蹄类动物，是森林中的顶级捕食者。当保护区因大雪封山导致其觅食困难时，工作人员会人工投放食物补充其食物来源。如图为该保护区内的部分能量流动关系，下列相关叙述正确的是（　　） A．流经该生态系统的总能量是生产者固定的总能量 B．东北豹摄入的能量中未被同化的部分包含在M中 C．X表示初级消费者用于生长、发育等生命活动的能量 D．初级消费者和东北豹间的能量传递效率为（B/A）×100% 【答案】B 【详解】A、流经该生态系统的总能量包括生产者固定的太阳能和投放的食物中的能量，A错误； B、东北豹摄入的能量中未被同化的部分属于初级消费者同化量中流入分解者的能量，包含在M中，B正确； C、X表示初级消费者同化的能量，N表示的是用于生长、发育、繁殖等生命活动的能量，C错误； D、初级消费者和东北豹间的能量传递效率为二者的同化量之比，D错误。 故选B。 8．某农场中的能量流动如图，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。下列说法错误的是（　　） A．B+C+D是生产者用于生长、发育和繁殖的能量 B．第一和第二营养级之间的能量传递效率为D/（A+B+C+D）×100% C．第二、第三营养级粪便中的能量分别属于C+E、I+H D．第二和第三营养级之间的能量传递效率大于G/（D+E）×100% 【答案】C 【详解】A、第一营养级同化的能量为A+B+C+D，呼吸作用消耗的为A，生产者用于生长、发育和繁殖的能量B+C+D，A正确； B、第一营养级流入第二营养级能量为D，第一营养级同化的能量为A+B+C+D，所以第一和第二营养级之间的能量传递效率为D/（A+B+C+D）×100%，B正确； C、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，C错误； D、第二营养级同化的能量小于D+E，第三营养级从第二营养级同化的能量为G，第二和第三营养级之间的能量传递效率为大于G/（D+E）×100%，D正确。 故选C。 二、多选题 9．下表是对青青草原绵羊放牧系统能量流动的部分研究结果。下列叙述错误的是（    ） 平均载畜量 生长季草原植物光能利用率 草原植物供给能（×104） 摄入能（×104） 粪便中的能量（×104） 呼吸代谢能（×104） 1.3 0.27% 8.86 3.22 0.95 1.86 2.0 0.25% 5.28 2.62 0.92 1.39 3.0 0.17% 3.32 1.86 0.94 0.76 注：平均载畜量单位为只羊·公顷-1·半年-1；能量单位为千焦·只羊-1·天-1 A．呼吸代谢能是未被绵羊利用的能量 B．绵羊粪便中的能量是绵羊流向草原的能量 C．载畜量为1.3时，绵羊用于生长、发育和繁殖的能量约为2.27×104 D．载畜量为2.0时，青青草原的能量得到更充分的利用 【答案】ABC 【详解】A、呼吸代谢能是绵羊同化后用于自身呼吸消耗的能量，属于已被利用的部分，而非未被利用的能量，A错误； B、绵羊粪便中的能量属于生产者（草原植物）同化的能量，并未被绵羊同化，应流向分解者而非草原，B错误； C、载畜量1.3时，摄入能3.22×104减去粪便能0.95×104，得到同化量2.27×104，再减去呼吸代谢能1.86×104，实际用于生长、发育和繁殖的能量为0.41×104，C错误； D、根据表格信息可知，载畜量为2.0时，动物的同化量÷草原植物供给能×100%=（2.62－0.92）÷5.28×100%≈32.2%，而载畜量为3.0时，动物的同化量÷草原植物供给能×100%=（1.86－0.94）÷3.32×100%≈27.7%，载畜量为1.3时，动物的同化量÷草原植物供给能×100%=（3.22－0.95）÷8.86×100%≈25.6%，所以载畜量为2.0时，青青草原的能量得到更充分的利用，D正确。 故选ABC。 10．图1为某池塘生态系统的食物网，图2为不同体长的丁种群的食性比例，相关叙述正确的有（　　） A．除图1所示成分外，该生态系统还应包括分解者及非生物的物质和能量 B．甲和乙之间存在种间竞争关系，丙和丁之间既有捕食又有种间竞争关系 C．碳元素以含碳有机物形式进入生态系统并沿着食物链和食物网进行传递 D．增加相同体重，体长2.8cm的丁消耗生产者的能量比体长4.2cm的丁多 【答案】ABD 【详解】A、图1食物网只包含生产者和消费者，该生态系统的结构还应该包括分解者、非生物的物质和能量，A正确； B、甲和乙都是生产者，二者会竞争阳光、水分、养分等资源，存在种间竞争关系，丙和丁之间存在捕食关系，二者均以甲为食，又存在种间竞争关系，B正确； C、碳元素通过生产者的光合作用以CO₂形式进入生态系统（生物群落），随后在食物链和食物网中以含碳有机物形式传递，C错误； D、假设增加相同体重1Kg，体长2.8cm的丁植食性比例和肉食性比例均为50%，消耗生产者至少为：1×50%÷20%+1×50%÷20%÷20%=12.5Kg；体长4.2cm的丁植食性比例和肉食性比例分别为75%、25%，消耗生产者至少为：1×75%÷20%+1×25%÷20%÷20%=10Kg。因此增加相同体重，体长2.8cm的丁消耗生产者的能量比体长4.2cm的丁多，D正确。 故选ABD。 11．某湖区分布植物、水鸟、细菌等多种生物。其中水鸟主要在浅水和泥滩中栖息，以某些植物为食。能量流经该营养级的示意图如下。有关叙述错误的是（　　） A．水鸟和其它生物占据着相对稳定的生态位不利于不同生物充分利用环境资源 B．②代表水鸟呼吸作用散失的能量，③包含水鸟和上一营养级流向分解者的能量 C．由于该生态系统物种多样、自我调节能力强，所以不需要系统外的能量补充 D．从生态系统组成成分来看，湖区中的水鸟属于消费者，细菌均属于分解者 【答案】ACD 【分析】生态系统中的能量流动：（1）概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程；（2）过程：某一营养级的同化量=呼吸作用中以热能形式散失的能量+用于自身生长、发育、繁殖的能量=摄入量-粪便量。 【详解】A、水鸟和其它生物占据着相对稳定的生态位有利于不同生物充分利用环境资源，A错误； B、水鸟摄入量-粪便量=①同化量，①同化量=用于生长发育和繁殖+②水鸟呼吸作用散失的能量。③包含水鸟和上一营养级（粪便中）流向分解者分解者的能量，B正确； C、生态系统需要系统外的能量补充，C错误； D、从生态系统组成成分来看，湖区中的该水鸟属于消费者，细菌不是均属于分解者，其中自养型细菌属于生产者，寄生的属于消费者，D错误。 故选ACD。 12．如图为某生态系统的能量流动过程图解，N1、N2、N3表示固定或同化的能量值。下列相关叙述正确的是（　　） A．流经该生态系统的总能量大于生产者固定的太阳能 B．图中A 表示“未利用”，该部分能量可能最终流向分解者 C．生产者固定的能量不变的情况下，若N2/N1的值越大，则说明消费者从生产者中固定的能量越多 D．将动物粪便作为肥料还田可促进植物吸收利用有机物，实现能量循环利用 【答案】ABC 【分析】1、生态系统能量的输入：能量流动的起点是从生产者经光合作用所固定太阳能开始的，生产者所固定的太阳能的总量=流经这个生态系统的总能量。 2、能量流动的特点：单向流动、逐级递减，输入到一个营养级的能量不能百分之百地流入下一营养级，能量在沿食物链流动过程中逐级减少的，传递效率：一个营养级的总能量大约只有 10%～20% 传递到下一个营养级。 【详解】A、根据图示可知，流经该生态系统的总能量为N1+N3，其中N1为生产者固定的太阳能，因此流经该生态系统的总能量大于生产者固定的太阳能，A正确； B、图中“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗、未被下一个营养级利用，也未被分解者利用的能量，这部分能量暂时储存在生物体内，最终可能流向分解者，B正确； C、N1为生产者固定的太阳能，N2是从生产者流入到消费者的能量，生产者固定的能量不变的情况下，若N2/N1的值大，则说明消费者从生产者中固定的能量越多，C正确； D、植物一般不能吸收有机物，粪便中的有机物通过土壤微生物的分解转化为无机养料，提高土壤肥力，促进植物生长，实现物质循环利用，能量无法循环利用，D错误。 故选ABC。 三、解答题 13．如图表示某鱼塘生态系统中能量的流动情况，其中括号内的数字为相应营养级同化的能量［单位：J/(cm2·a)］，其中初级消费者同化的能量有1/8来自有机饲料，次级消费者同化的能量有2/3来自有机饲料。请回答下列相关问题。 (1)该鱼塘生态系统的结构包括生态系统的组成 和 ；流经该鱼塘生态系统的总能量包括 。 (2)该鱼塘生态系统中，第一营养级与第二营养级之间的能量传递效率为 %，第二营养级与第三营养级之间的能量传递效率为 %。（保留小数点后一位） (3)该鱼塘生态系统中，初级消费者同化的能量，除了流向次级消费者外，其他最终去路有 。 (4)图示信息可反映出生态系统能量流动的特点是 。 【答案】(1) 成分 食物链和食物网(或营养结构) 生产者固定的太阳能和有机饲料中的化学能 (2) 12.7% 15.6% (3)流向分解者和呼吸消耗 (4)单向流动、逐级递减 【分析】生态系统的结构包括生态系统的成分（生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量）和营养结构（食物链/网）。生态系统总能量来源为生产者固定太阳能的总量。 【详解】（1）生态系统的结构包括生态系统的组成成分以及食物链和食物网（或营养结构）；流经该鱼塘生态系统的总能量包括生产者固定的太阳能和有机饲料中的化学能。 （2）该鱼塘生态系统中，第一营养级与第二营养级之间的能量传递效率为16×（1-1/8）/110×100%≈12.7%，第二营养级与第三营养级之间的能量传递效率为7.5×（1-2/3）/16×100%≈15.6%。 （3）该鱼塘生态系统中，初级消费者同化的能量，除了流向次级消费者外，其他最终去路有流向分解者和呼吸消耗。 （4）能量流动的特点是单向流动、逐级递减。 14．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为鲢鱼所摄入能量的去向（图中字母表示相应能量）。图3是某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，A1、A2表示呼吸作用消 耗的能量）请据图分析回答： (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 。 (2)图2中，E表示 。若A表示的能量值为1.2×108kJ，乌鳢同化的能量为4.2×107kJ，则理论上该生态系统中从鲢鱼到乌鳢的能量传递效率为 。在生态系统的生物群落内部能量流动的载体是 。 (3)图3中生产者中用于自身生长、发育、繁殖的能量可表示为 。（其中W1为生产者固定 的太阳能，A1、A2表示呼吸作用消耗的能量）。 【答案】(1) 7 捕食和竞争 (2) 呼吸作用散失的能量 2.8% 有机物 (3)B1+C1+D1/W1-A1/A2+B2+C2+D2+B1+C1 【分析】1、能量流动是指生态系统能量的输入、传递、转化和散失的过程。能量流动的途径是沿着食物链和食物网传递的。能量流动的 特点是：单向流动，逐级递减的，相邻两个营养级之间的传递效率通常为10%~20%之间，相邻两个营养级的传递效率能量传递效率=下一营养级的同化量÷上一营养级的同化量×100%。 2、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和用于生长、发育与繁殖的能量。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。 3、题图分析，图1表示某生态系统食物网，其中植物是生产者，其余生物均为消费者，分析图示可知，该食物网中含有7条食物链；图2为鲢鱼所摄入能量的去向，鲢鱼摄入量=鲢鱼同化量（B） +粪便量（A），鲢鱼同化量（B）=呼吸作用散失的量（E） +生长、发育和繁殖的量（C） ；生长、发育和繁殖的量（C） =分解者利用的量（D） +流入乌鳢的量。 4、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可表示能量金字塔。 【详解】（1） 生产者是食物链的起点，图中共有7条食物链，其中以浮游植物为起点的有5条，以底层植物为起点的有2条；鲇捕食黄鳝，且鲇与黄鳝都捕食棒花鱼，因此鲇与黄鳝为捕食和竞争关系。 （2）图2中，B表示同化量，E表示呼吸作用散失的能量；乌鳢同化的能量为4.2×107kJ，鲢鱼同化的能量为1.5×109kJ，从鲢鱼到乌鳢的能量传递效率为（4.2×107）÷（1.5×109）×100%=2.8%。在生态系统的生物群落内部能量流动的载体是有机物。 （3）图3中W1是生产者的同化量，A1是呼吸作用以热能形式散失的能量，B1是未利用的能量，C1是流向分解者的能量，D1是流向下一营养级的能量。W1-A1是生产者用于自身生长、发育、繁殖的能量，也可以用B1+C1+D1表示，也可以用A2+B2+C2+D2+B1+C1。 ( 1 )学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$