第三章 第三节 生态系统中的能量单向递减流动-【金版教程】2025-2026学年高中生物选择性必修2 生物与环境创新导学案word（浙科版）

该高中生物学导学案聚焦生态系统能量流动，涵盖初级/次级生产量、能量传递过程及特点、能量金字塔等核心知识，通过问题探究和例题解析衔接概念与应用，构建从基础定义到实践分析的学习支架。 以物质与能量观为核心，设计问题驱动探究、图表归纳对比及分层习题，培养科学思维与分析计算能力，助力学生理解能量流动规律，提升生态系统认知与解决实际问题的探究实践能力。

生物学 选择性必修2(浙科版) 第三节　生态系统中的能量单向递减流动 [学习目标]　1.掌握初级生产量和次级生产量的概念。2.识记和理解生态系统能量流动的过程和特点。3.掌握能量流动过程中数据的分析和计算。4.说出能量金字塔的含义和形状。5.了解研究能量流动的实践意义。 知识点一　初级生产量是生态系统的基石 1．初级生产量 (1)概念：是指绿色植物通过光合作用所固定的能量或所合成的有机物质。单位为J/(m2·a)或g/(m2·a)，a代表年。 (2)作用和地位 ①作用：所有的消费者和分解者都直接或间接地利用初级生产量为生，没有初级生产量就不会有消费者和分解者，也不会有生态系统。 ②地位：初级生产量是生态系统的基石。 (3)净初级生产量 ①概念：用于植物的生长和繁殖的量。 ②关系式：净初级生产量(NP)＝总初级生产量(GP)－呼吸消耗量(R)。 (4)总初级生产量 ①概念：包括呼吸消耗在内的全部初级生产量。 ②关系式：总初级生产量(GP)＝净初级生产量(NP)＋呼吸消耗量(R)。 (5)生物量与总初级生产量(GP)及呼吸消耗量(R)的关系 (6)相关规律 ①不同生态系统的净初级生产量存在很大差异 热带雨林＞温带常绿林＞落叶阔叶林＞北方针叶林＞草原＞荒漠；陆地＞海洋。 ②陆地生态系统的初级生产量具有垂直变化特征，森林中，乔木＞灌木＞草本。 ③初级生产量随群落的演替而逐渐增加，当群落演替到顶极时，群落的能量输入与输出和生产量和呼吸消耗量达到平衡。 2．次级生产量 (1)概念：利用现成有机物而生产出来的有机物或固定的能量。单位为J/(m2·a)或g/(m2·a)，a代表年。 (2)次级生产者：凡是异养生物都属于次级生产者。 (3)生产过程 注意：摄入量＝净次级生产量＋呼吸消耗量＋粪便量。 (4)净次级生产量 ①概念：用于次级生产者的生长和繁殖的量。 ②关系式：净次级生产量＝总次级生产量－呼吸消耗量。 (5)总次级生产量 ①概念：被次级生产者所同化的总量。 ②关系式：总次级生产量＝净次级生产量＋呼吸消耗量。 (6)年净次级生产量的差异：海洋＞陆地。 问题探究 　初级消费者粪便中的能量是它同化的能量吗？ 提示：不是。粪便中的能量不是该营养级同化的能量，而是上一个营养级的同化量的一部分。如羊吃草，羊粪便中的能量是草同化的能量，并不属于羊。 [例1]　下列有关初级生产量的叙述，与事实相符的是(　　) A．初级生产量是指初级消费者所固定的能量或所合成的有机物 B．总初级生产量减去呼吸和繁殖的消耗量即为净初级生产量 C．生物的总初级生产量越大，则其净初级生产量和生物量也越大 D．海洋面积是陆地的两倍，但其净初级生产量却比陆地低得多 解题分析　初级生产量是指生产者所固定的能量或所合成的有机物质，A错误；总初级生产量减去呼吸消耗量即为净初级生产量，净初级生产量用于自身的生长、繁殖，B错误；净初级生产量＝总初级生产量－呼吸消耗量，生物量是某一特定时刻，单位面积或单位体积内实际存在的有机物质的鲜重或干重总量，生物的总初级生产量越大，则其净初级生产量和生物量不一定越大，C错误。 答案　D [例2]　若某森林生态系统发育过程中总初级生产量、净初级生产量与叶面积指数的关系如图所示，则相关叙述正确的是(　　) A．图中可代表净初级生产量和总初级生产量的曲线分别为a、b B．b曲线的形成与呼吸消耗有关 C．由图示曲线可知，叶面积指数为10时为对该森林利用的最佳时期 D．图示曲线表明叶面积指数越大，森林生产量越高 解题分析　图中可代表净初级生产量的曲线为b，代表总初级生产量的曲线为a，A错误；总初级生产量减去呼吸消耗量即净初级生产量，图中显示叶面积指数为4时，该森林资源的净初级生产量最高，资源利用在该时期最佳，C错误；由该曲线图可推知，叶面积指数过大时，总初级生产量并不随之无限上升，净初级生产量反而会有所下降，D错误。 答案　B [例3]　下列关于次级生产量的叙述，正确的是(　　) A．次级生产量等于初级生产量减去呼吸量 B．动物的总次级生产量等于摄食量减去呼吸量 C．次级生产量的制造者包括消费者和分解者 D．海洋年净次级生产量只有陆地年净次级生产量的一半 解题分析　次级生产量指利用现成有机物而生产出来的有机物或固定的能量，总次级生产量＝摄食量－粪便量，A、B错误；次级生产量是除生产者外的其他有机体的生产，即消费者和分解者利用初级生产量进行同化作用，C正确；海洋中植食动物利用藻类的效率比陆地动物利用植物效率高，海洋年净次级生产量远高于陆地年净次级生产量，D错误。 答案　C [例4]　如图表示动物利用食物的过程，下列叙述正确的是(　　) A．次级生产量的食源都是初级生产量 B．净次级生产量是次级生产者的同化量 C．次级生产量的制造者包括自养生物 D．恒温动物的④/③值一般低于变温动物 解题分析　次级生产量的食源可以是初级生产量，也可以是上一营养级的次级生产量，A错误；净次级生产量等于次级生产者的同化量减去呼吸量，B错误；次级生产量的制造者都是异养生物，C错误；与变温动物相比，恒温动物需要消耗更多的能量维持体温，所以细胞呼吸消耗的能量多，有机物的积累量(④)较少，所以恒温动物的④/③值一般低于变温动物，D正确。 答案　D [例5]　关于生态系统中的生产量与生物量的叙述，正确的是(　　) A．用于植物生长和繁殖的生产量应为净初级生产量减去呼吸消耗量 B．净初级生产量实际上就是总初级生产量在某一调查时刻前的积累量 C．次级生产量既包括生产者生产量，也包括消费者和分解者生产量 D．若总初级生产量(GP)－呼吸消耗量(R)＝0，则生物量不变 解题分析　用于植物生长和繁殖的生产量应为净初级生产量，等于总初级生产量减去呼吸消耗量，A错误；净初级生产量是指植物用于自身生长、发育和繁殖的能量，B错误；次级生产量是动物和其他异养生物靠消耗现成有机物而制造的有机物或固定的能量，C错误；若GP－R＝0，则生物量不变，若GP－R＞0，生物量增加，若GP－R＜0，生物量减少，D正确。 答案　D 归纳总结 区分初级生产量、生物量和次级生产量 初级生产量 生物量 次级生产量 定义 指绿色植物通过光合作用所制造的有机物或所固定的能量 指生物在某一时刻，单位面积或单位体积内实际存在的有机物质(包括生物体内所存的食物)的鲜重或干重总量，常以干重表示 指利用现成有机物而生产出来的有机物或固定的能量 能量来源 太阳光能 太阳光能或有机物 太阳光能或有机物 能量去向 绿色植物和动物 绿色植物和动物 次级生产者 单位 J/(m2·a)或g/(m2·a) g/m2或J/m2 J/(m2·a)或g/(m2·a) 知识点二　生态系统的能量流动包括能量输入、传递和散失的过程 1．能量流动的含义 在生态系统中，能量不断沿着太阳→植物→植食动物→肉食动物→顶级肉食动物的方向流动。 2．能量流动的过程 (1)能量的输入 ①源头：太阳能或氧化无机物产生的化学能。 ②相关生理过程：光合作用或化能合成作用。 ③能量形式转换：光能或氧化无机物产生的化学能→有机物中的化学能。 ④输入总量：生产者固定的能量总值(总初级生产量)。 (2)能量的传递 ①传递的途径：食物链和食物网。 ②传递的形式：有机物中的化学能。 ③传递的过程 (3)能量的散失 ①形式：热能，热能是能量流动的最终归宿。 ②过程 3．能量流动的研究层次 (1)食物链层次：是把每一个物种都作为能量从生产者到顶级肉食者移动过程中的一个环节，当能量沿着一条食物链在几个物种间流动时，测定食物链每一个环节上的能量值。 (2)生态系统层次：是把每个物种都归属于一个特定的营养级中(依据该物种主要食性)，然后精确地测定每一个营养级能量的输入值和输出值。 问题探究 　能量只能通过光合作用输入到生态系统中吗？ 提示：能量的输入过程，绝大部分是通过绿色植物的光合作用进行的，也可通过某些原核生物的化能合成作用输入生态系统。 　流经生态系统的总能量是辐射到该地区太阳能的总能量吗？ 提示：不是。辐射到该地区的太阳能绝大部分被地球表面的大气层所吸收、散射和反射掉了，大约只有1%以可见光的形式被生产者通过光合作用转化为化学能，固定在它们所制造的有机物中，这样才能被生物利用，因此，流经生态系统的总能量是生产者固定在有机物中的总能量。 　流经生态系统的能量能否再回到生态系统中来？ 提示：不能。流经某生态系统的能量最终都以热能形式散失，以维持地球上能量的收支平衡，这些能量再也不能回到这个生态系统了。 [例1]　能量流动的内容不包括(　　) A．能量输入 B．能量传递 C．能量散失 D．能量循环 解题分析　根据能量流动的概念可知，能量流动的内容包括能量的输入、传递、转化和散失，能量不能循环，D正确。 答案　D [例2]　如图是该生态系统中能量流向物种甲后发生的一系列变化示意图，下列有关叙述不正确的是(　　) A．A表示物种甲同化的能量 B．D表示物种甲呼吸散失的能量 C．B表示物种甲用于生长和繁殖的能量 D．A中能量＝D中能量＋B中能量＋粪便中能量 解题分析　分析物种甲的能量去路可知，A表示物种甲同化的能量；B表示物种甲用于自身生长和繁殖等生命活动所需的能量；C表示分解者利用的能量；D表示通过呼吸作用散失的能量；A中能量＝D中能量＋B中能量。 答案　D 题后归纳 3种能量流动过程图比较 图1：每一环节能量去向有2个，图中出现粪便量，由于同化量＝摄入量－粪便量，所以A为摄入量，B为同化量；由图可知B同化量总体有2个去向，即D为呼吸散失，C为用于生长和繁殖；C用于生长和繁殖量有2个去向，即E为流入分解者的能量，F为下一营养级摄入量。 图2：每一营养级能量去向有3个，即：一个营养级同化的能量(A)＝自身呼吸消耗(E)＋流入下一营养级(被下一营养级同化B)＋被分解者分解利用。 图3：每一营养级能量去向有4个(研究某一时间段)，即：一个营养级同化的能量(A)＝自身呼吸消耗(D)＋流入下一营养级(被下一营养级同化B)＋被分解者分解利用＋未被利用。 知识点三　能量在生态系统中沿食物链单向流动、逐级递减 1．能量传递的特点 (1)单向流动，原因：食物链各营养级的顺序是不可逆转的，这是长期自然选择的结果，如肉食性动物以植食性动物为食，而植食性动物不能反过来以肉食性动物为食。 (2)逐级递减，原因：①各营养级的生物都会因呼吸作用而消耗掉相当大的一部分能量，并以热能的形式散失，无法再利用。 ②各营养级的生物中总有一部分能量未被下一营养级的生物利用。 ③还有少部分能量随着残枝败叶或动植物遗体、尿粪等直接传给了分解者。 2．能量补充 生态系统必须不断地从外界获得能量才能维持其正常功能。 3．能量传递的效率 (1)概念：是指营养级之间或食物链不同环节之间能量传递的百分比。 (2)计算公式 林德曼效率＝×100% 问题探究 　为什么任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充？ 提示：因为生产者固定的能量最终都以热能形式从生物群落中散失，不能循环利用。 　“未利用”的能量是指某一营养级未利用而给分解者的能量吗？ 提示：“未利用”的能量是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一营养级和分解者利用的能量。 [例1]　下图为生态系统中能量流动图解部分示意图，①②③④各代表一定的能量值，下列叙述中错误的是(　　) A．生态系统中能量流动具有单向性主要是因为食物链中生物之间吃与被吃的关系不可逆转 B．能量在流动过程中大部分能量会损失掉 C．①表示流经此生态系统的总能量 D．从能量关系看②＞③＋④ 解题分析　流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，即流入生产者的总能量，①表示初级消费者的同化量，C错误；每一个营养级的能量都可以包括三部分：流向下一营养级、流向分解者、自身呼吸作用所消耗，因此，从能量关系看②＞③＋④，D正确。 答案　C [例2]　科学家曾对佛罗里达州的天然湖泊银泉进行了能量流动分析，相关数据如表(第五营养级及以上的能量忽略不计)。下列叙述错误的是(　　) 营养级 同化量 净生产量 流向分解者 一 871.27 369.69 211.85 二 141.10 62.07 三 15.91 2.81 四 0.88 0.34 注：表中能量值单位均为×105 J/(m2·a)。 A．流经银泉生态系统的总能量为871.27×105 J/(m2·a) B．第二营养级与第三营养级之间的能量传递效率约为11.3% C．分解者用于生长和繁殖的能量明显少于211.85×105 J/(m2·a) D．第一营养级未利用的能量约为228.59×105 J/(m2·a) 解题分析　流经银泉生态系统的总能量为生产者固定的能量，即为871.27×105 J/(m2·a)，A正确；第二营养级的同化量为141.10×105 J/(m2·a)，第三营养级的同化量为15.91×105 J/(m2·a)，故第二营养级与第三营养级之间的能量传递效率为15.91/141.10×100%，约为11.3%，B正确；流向分解者的能量为211.85×105 J/(m2·a)，其中大部分的能量经分解者的呼吸作用散失，故用于其生长和繁殖的能量明显少于211.85×105 J/(m2·a)，C正确；第一营养级的净生产量为369.69×105 J/(m2·a)，流入第二营养级的能量为141.10×105 J/(m2·a)，还有一部分能量流向了分解者，因此第一营养级未利用的能量应小于369.69×105 J/(m2·a)－141.10×105 J/(m2·a)，即小于228.59×105 J/(m2·a)，D错误。 答案　D 知识点四　生态系统中的能量流动呈金字塔形 人类将生态系统中的能量流动规律应用于农业生产 1．能量金字塔 (1)概念：能量在流动过程中，随着营养级的增加而呈现逐渐减少的趋势，因此能量的流动呈现下宽上窄的金字塔形。 (2)形状及其形成原因 ①形状：一定是正金字塔形，绝不会出现倒金字塔形。 ②形成原因：生产者所固定的能量一定大于植食动物所同化的能量，同样肉食动物所同化的能量也绝对不会大于它们所捕食的植食动物。 (3)陆生和海洋生态系统能量传递效率 ①一般情况下，陆生生态系统的能量传递效率大约只有10%。 ②海洋生态系统的能量传递效率大于10%，但能量的递减规律不变。 2．研究能量流动的实践意义 (1)研究能量流动规律有利于帮助人类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有益的方向。 (2)在农业生态系统中，根据能量流动规律建立的人工生态系统，可使能量得到充分利用。 问题探究 　能量传递效率等于能量利用效率吗？ 提示：不等于。能量传递效率体现的是能量流动过程中所遵循的客观规律，不能随意改变；但能量利用效率可以人为改变，例如充分利用农作物秸秆就可以提高能量利用率。 　作物的秸秆用作饲料喂牲畜，牲畜的粪便用作生产沼气的原料，目的是什么？ 提示：大大提高能量的利用效率，使能量得到最有效的利用。 [例1]　某同学根据赛达伯格湖的能量流动图解，绘制了如图所示的能量金字塔。下列说法正确的是(　　) A．图中Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ构成一条食物链 B．图中未体现出的生态系统的组成成分是非生物成分 C．由图可知能量流动是逐级递减的 D．该金字塔也可以用来表示所有生态系统的生物量金字塔或数量金字塔 解题分析　图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示的是营养级，不能构成食物链，A错误；图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示的是生态系统各营养级，未体现出非生物成分、分解者，B错误；由图可知能量流动是逐级递减的，C正确；数量金字塔是各营养级之间的数量关系，如果消费者个体小而生产者个体大，如昆虫和树，那么数量金字塔就会呈现上宽下窄的倒置金字塔形，在湖泊和开阔海洋的生态系统中，生物量金字塔会呈现上宽下窄的倒置金字塔形，所以该金字塔不可以用来表示所有生态系统的生物量金字塔或数量金字塔，D错误。 答案　C 题后归纳 三种生态金字塔的比较 类型 项目 能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔 形状 每一阶含义 单位时间内每一营养级生物所含能量的多少 单位时间内每一营养级所容纳的有机物的总干重 单位时间内每一营养级生物个体的数目 特殊形状 无 湖泊和开阔海洋生态系统中的生产者主要是单细胞藻类，这些藻类个体小、繁殖快，含纤维素少，世代周期短，只能积累较少的有机物，可以被浮游动物整个吞食和消化，从而迅速转化为下一营养级的生物量 生产者数量少而个体非常巨大的情况，如一棵树与树上昆虫及鸟的数量关系： [例2]　如图表示某农田生态系统一年中CO2的释放和消耗状况，其中①是生产者经呼吸作用释放的CO2量，②是分解者经呼吸作用释放的CO2量，③是消费者经呼吸作用释放的CO2量，④是生产者经光合作用消耗的CO2总量。下列叙述正确的是(　　) A．②的数值越小，说明该农田生态系统施用的有机肥料越多 B．③的数值可间接表示该生态系统中消费者的同化量 C．④的数值可间接表示流经该生态系统的总能量 D．该农田生态系统一年中CO2的释放量与消耗量相等 解题分析　②的数值越小，说明该农田生态系统施用的有机肥料越少，A错误；消费者的同化量一部分在呼吸作用中以热能的形式散失，一部分用于自身生长和繁殖，故③的数值不能表示消费者的同化量，B错误；流经该生态系统的总能量是生产者通过光合作用固定的太阳能，可用生产者经光合作用消耗的CO2总量来表示，C正确；由题图可知，④大于①②③之和，说明该生态系统一年中CO2的释放量小于消耗量，D错误。 答案　C 课堂小结 笔记空间　　　　　　　　　　　　　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 1．在下列实例中，不属于初级生产量的是(　　) A．绿藻的生产量 B．草的生产量 C．蘑菇的生产量 D．水稻的生产量 答案　C 解析　蘑菇是大型真菌，属于异养生物，其生产量属于次级生产量。 2．初级生产量是指绿色植物通过光合作用所制造的有机物质或所固定的能量，包括总初级生产量和净初级生产量(净初级生产量＝总初级生产量－植物呼吸消耗量)；动物和其他异养生物靠消耗现成有机物制造的有机物质或固定的能量，称为次级生产量，次级生产量可以全部被其他异养生物利用。下列相关叙述正确的是(　　) A．净初级生产量就是流经生态系统的总能量 B．次级生产量是消费者制造的有机物质或固定的能量 C．初级消费者粪便中的能量属于次级生产量 D．某一营养级动物的净次级生产量指其用于生长和繁殖的能量 答案　D 解析　总初级生产量是流经生态系统的总能量，A错误；次级生产量是动物和其他异养生物(包括消费者和分解者)靠消耗现成有机物制造的有机物质或固定的能量，B错误；初级消费者粪便中的能量是自身没有同化的能量，属于初级生产量，C错误。 3．不同的生态系统，其净初级生产量不同。关于热带雨林、热带落叶林、温带落叶林、寒带针叶林四类生态系统，其净初级生产量由大到小排序正确的是(　　) A．热带雨林>温带落叶林>寒带针叶林>热带落叶林 B．热带落叶林>热带雨林>温带落叶林>寒带针叶林 C．热带雨林>热带落叶林>温带落叶林>寒带针叶林 D．寒带针叶林>热带落叶林>温带落叶林>热带雨林 答案　C 解析　题中所述四类生态系统中，净初级生产量最大的生态系统是热带雨林，净初级生产量最小的生态系统是寒带针叶林，热带落叶林与温带落叶林相比，前者的净初级生产量较大。 4．下列说法正确的是(　　) A．“能量输入”就是太阳能 B．“能量储存”的数值总是大于“能量散失”的数值 C．相当长的一段时间内，某种群“能量储存”的数值可能为0 D．相当长的一段时间内，某种群“能量散失”的数值可能为0 答案　C 解析　该种群可能是生产者或消费者，“能量输入”可能是太阳能，也可能是化学能，A错误；“能量储存”的数值不一定大于“能量散失”的数值，B错误；相当长的一段时间内，某种群“能量储存”的数值可能为0，如衰退型种群，C正确；某种群“能量散失”的数值不可能为0，因为活的生物均需进行呼吸作用，D错误。 5．如图为“桑基鱼塘”农业生态系统的部分能量流动图解，其中g表示流向分解者的能量，h表示流向下一个营养级的能量。据图分析，下列说法正确的是(　　) A．图中未利用的能量是指蚕粪便中的能量 B．桑树的净次级生产量可以用c或a－b表示 C．桑树与蚕之间的能量传递效率可以用(e＋f＋g＋h)/(b＋c)×100%表示 D．鱼可以吃蚕粪，则蚕同化的能量部分流向了鱼体内 答案　C 解析　图中未利用的能量是指还储存在桑树体内的能量，蚕粪便中的能量已经流向分解者，A错误；净次级生产量是指动物和其他异养生物靠消耗植物的初级生产量制造的有机物质或固定的能量，称为次级生产量，桑树是生产者，只有初级生产量，没有次级生产量，B错误；能量传递效率为相邻两个营养级之间的同化量之比，蚕的同化量为e＋f＋g＋h，桑树的同化量为b＋c或a，所以桑树与蚕之间的能量传递效率可以用(e＋f＋g＋h)/(b＋c)×100%表示，C正确；鱼可以吃蚕粪，蚕粪中的能量不属于蚕的同化量，蚕同化的能量没有流向鱼体内，D错误。 6．能量金字塔通常呈现下宽上窄的正金字塔形，对此的解释错误的是(　　) A．各营养级生物维持自身的生命活动消耗部分能量 B．各营养级中总有部分能量被分解者利用 C．各营养级中部分能量以热能形式散失 D．顶层生物的生命活动需要的能量最少 答案　D 解析　在生态系统中顶层生物获得的能量最少，而不是顶层生物的生命活动需要的能量最少，D错误。 [基础对点] 知识点一　初级生产量是生态系统的基石 1．下列关于生态系统中净初级生产量与总初级生产量的叙述错误的是(　　) A．初级生产量是指绿色植物通过光合作用所制造的有机物质或所固定的能量 B．绿色植物的初级生产量形成于叶绿体中 C．初级生产量的单位通常用g/m2或J/m2表示 D．地球各地的净初级生产量随温度和雨量的不同有很大差异 答案　C 解析　初级生产量的单位通常用g/(m2·a)或J/(m2·a)(a表示年)表示，即初级生产量应体现年生产量，而不是某一时刻的生产量，C错误。 2．下列关于生产量的叙述，正确的是(　　) A．净初级生产量会部分转化为次级生产量 B．次级生产者就是指各种动物，不包括分解者 C．分解者的生产量不会转化为消费者的生产量 D．顶极群落的净初级生产量大于演替中的群落 答案　A 解析　净初级生产量会被第二个营养级和其他消费者摄入体内，转化为次级生产量，A正确；凡是异养生物都属于次级生产者，次级生产者包括分解者，B错误；分解者也可能被消费者捕食，所以分解者的生产量能转化为消费者的生产量，C错误；顶极群落的净初级生产量一般小于演替中的群落，D错误。 3．下图是有关生态系统关系示意图，其中不符合该示意图关系的是(　　) ＝＋ A．甲：摄入量　乙：同化量　丙：粪便 B．甲：总次级生产量　乙：净次级生产量 丙：呼吸量 C．甲：净初级生产量　乙：生物量　丙：呼吸量 D．甲：总初级生产量　乙：净初级生产量 丙：呼吸量 答案　C 解析　净初级生产量＝总初级生产量－呼吸量，C错误。 4．下列关于生态系统生产量和生物量的叙述，正确的是(　　) A．分解者的生产量不会转化为消费者生产量 B．因光照缺乏，深海区下层几乎没有初级生产量和次级生产量 C．生物量是某一调查时刻前净生产量的积累量 D．演替到最终的平衡状态时，顶极群落的净初级生产量为0 答案　C 解析　分解者的生产量可以转化为消费者的生产量，如蘑菇的生产量可以转为消费者的生产量，A错误；因光照缺乏，深海区下层几乎不存在光合作用型生物，但存在化能合成作用的生物，也存在消费者和分解者，所以有初级生产量和次级生产量，B错误；净初级生产量等于总初级生产量减去植物呼吸消耗量，净初级生产量用于维持消费者和分解者的生存，故演替到最终的平衡状态时，顶极群落的净初级生产量大于0，系统趋于稳定，D错误。 知识点二　生态系统的能量流动包括能量输入、传递和散失的过程 5．对于一片草原来说，流经该生态系统的总能量是(　　) A．太阳的辐射能 B．生产者的总初级生产量 C．生产者的净初级生产量 D．生产者的呼吸量 答案　B 解析　流经草原生态系统的总能量是指生产者通过光合作用固定的太阳能总量，即总初级生产量。 6．生态系统的能量流动中，能量形式转变的顺序是(　　) A．光能→化学能→热能 B．热能→光能→化学能 C．化学能→光能→热能 D．光能→热能→化学能 答案　A 解析　生态系统中的能量流动应从生产者固定太阳能开始。生产者将光能转化为有机物中的化学能，然后再被次级生产者利用，最终以热能的形式散失于非生物环境中，A正确。 7．下图是某森林生态系统能量流动部分图示，a～h代表相应的能量值。下列判断错误的是(　　) A．Ⅲ表示初级消费者呼吸作用散失的能量 B．图中e不属于初级消费者固定的能量 C．图中g属于初级消费者固定的能量 D．图中两个营养级间的能量传递效率为d/a 答案　D 解析　Ⅰ为初级消费者同化的能量，则Ⅲ为初级消费者呼吸作用散失的能量，A正确；e表示初级消费者粪便中的能量，属于生产者流入分解者的能量，不属于初级消费者固定的能量，B正确；g表示次级消费者粪便中的能量，为初级消费者流入分解者的能量，属于初级消费者固定的能量，C正确；能量传递效率是指相邻两个营养级同化量的比值，因此初级消费者与次级消费者之间的能量传递效率为(d－g)/b×100%，D错误。 知识点三　能量在生态系统中沿食物链单向流动、逐级递减 8．有关生态系统中食物链与能量流动的叙述，不正确的是(　　) A．能量沿食物链的流动是单向的 B．食物链越长，最高营养级获得的能量越少 C．生态系统中能量流动一般不超过5个营养级 D．食物链不能逆转，是能量逐级递减的主要原因 答案　D 9．下列关于生态系统的说法正确的是(　　) A．生态系统中的能量流动是逐级递减的，所以不遵循能量守恒定律 B．未利用的能量是指未被消费者摄入的能量 C．能量流动可逆转，但不能循环流动 D．任何生态系统正常功能的维持都需要不断得到来自系统外的能量补充 答案　D 解析　生态系统中的能量是单向流动、逐级递减的，但遵循能量守恒定律，A错误；未利用的能量是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一营养级和分解者利用的能量，B错误；能量流动不可逆转，也不能循环流动，C错误。 知识点四　生态系统中的能量流动呈金字塔形　人类将生态系统中的能量流动规律应用于农业生产 10．下图中a、b、c、d代表四种类型生态系统金字塔，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图中第二个营养级到第三个营养级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．在某些特殊生态系统中，能量金字塔也可能为倒金字塔形 答案　D 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图中第二个营养级到第三个营养级的能量传递效率为48÷596×100%≈8.05%，小于10%，B正确；森林生态系统中乔木等植物(第一个营养级)的数量可能比以植物为食的昆虫等动物(第二个营养级)的数量少，捕食以植物为食的昆虫等动物的第三个营养级的数量可能比第二个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呈倒金字塔形，D错误。 11．下列关于研究能量流动的实践意义的叙述中，错误的是(　　) A．可以帮助人们设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用 B．可以帮助人们提高营养级之间的能量传递效率 C．可调整能量流动方向，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分 D．可以将生物在时空上合理配置，增大流入生态系统的总能量 答案　B 解析　相邻两个营养级之间传递效率无法人为提高。 [能力提升] 12．如图表示某湖泊夏季的净初级生产量和次级生产量与水深的关系，下列说法错误的是(　　) A．曲线中随水深增加，净初级生产量下降，可能的原因是光照强度下降 B．若该生态系统长期处于C点所示的状态，则可处于稳定状态 C．净初级生产量用于植物的生长繁殖，A处的植物长势最好 D．在自然状态下，一般净初级生产量高则次级生产量也高 答案　B 解析　随着水深增加，光照强度减弱，净初级生产量下降，A正确；若该生态系统长期处于C点所示的状态，则净初级生产量约等于次级生产量，生态系统可能衰退，B错误；净初级生产量是初级生产量去掉呼吸消耗的，即用于植物自身的生长繁殖，A处的净初级生产量大，则A处的植物长势最好，C正确；在自然状态下，一般净初级生产量高，则被消费者、分解者同化的量也升高，所以次级生产量也高，D正确。 13．下列关于生态系统中生产量和生物量的叙述，正确的是(　　) A．由于植食动物利用食物的效率有差异，海洋的净次级生产总量大于陆地的净次级生产总量 B．植食动物的摄入量与粪便量的差值为该动物的净次级生产量 C．群落演替过程中净初级生产量和生物量都是先增加后稳定不变 D．地球各地的净初级生产量的差异是由光照和温度导致的 答案　A 14．下图是对某湖泊的能量调查结果[单位：千焦/(厘米2·年)]，请据图回答下列问题： (1)流经该生态系统的总能量是指________________________，有________千焦/(厘米2·年)。 (2)能量从第一个营养级到第二个营养级的传递效率为________%(保留小数点后一位)，这说明了能量流动的特点是____________的，也就是说食物链越长，________越多。 (3)D(热能)是通过________产生的能量。 (4)能量流动具有单向、不循环的特点，主要原因是由于生物不能在代谢中利用__________________。 答案　(1)生产者固定的太阳能的总量　0.46 (2)13.5　逐级递减　能量流失 (3)呼吸作用　(4)呼吸作用放出的热能 解析　(1)据图可知：A是生产者，生态系统的总能量即生产者固定的太阳能的总量，为0.46千焦/(厘米2·年)。 (2)能量从第一个营养级到第二个营养级的传递效率＝0.062/0.46×100%≈13.5%，这说明了能量流动的特点是逐级递减的，也就是说食物链越长，能量流失越多。 15．如图为某生态系统能量流动过程图解，请据图回答： (1)图中的________(填标号)是不应存在的箭头。 (2)流经该生态系统的总能量是________(填标号)，初级消费者呼吸作用散失的能量是________(填标号)。 (3)植食动物排出的粪便中仍含有部分能量，这部分能量被分解者所利用的过程应属于哪个箭头？________(填标号)。 (4)图中生物构成的食物链有________个营养级，属于第三个营养级的是________。 (5)图中⑬指的是____________________________。E代表的成分是________。 (6)C到D的能量传递效率计算式为______________。 (7)生态系统能量流动的特点是________________。 答案　(1)⑪　(2)①　⑤　(3)⑫　(4)4　C (5)生产者呼吸作用消耗的能量　分解者 (6)③÷④×100%　(7)单向流动，逐级递减 解析　由图中信息可知⑬⑤⑥⑦应为呼吸作用散失的热能，B、C、D是消费者，E为分解者。 (1)图中箭头⑪应不存在，因为分解者的能量不能被生产者利用。 (2)流经该生态系统的总能量是生产者光合作用固定的太阳能，应为①，初级消费者是B，其呼吸作用散失的热能为⑤。 (3)植食动物排出的粪便中的能量不属于初级消费者的同化量，而应该属于生产者的同化量，是生产者传递给分解者的能量，故这部分能量被分解者利用的过程应属于箭头⑫。 (4)图中食物链从生产者A开始到D结束，共4个营养级，C为第三个营养级。 (6)③为C的同化量，④为D的同化量，C到D的能量传递效率计算式为③÷④×100%。 16．图1为某湖泊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个营养级的流动途径示意图，其中a～g表示能量值。请据图作答： (1)图1中，m2表示的能量形式为________。通常情况下，位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于Ⅲ，主要原因是____________________________________________________。 (2)图2中，若A表示图1中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示__________________，C表示____________________。 答案　(1)热能(或通过呼吸作用散失的热能)　在食物链中能量传递逐级递减，Ⅳ的营养级高，可利用的能量少 (2)Ⅱ所同化的能量　Ⅱ用于生长和繁殖的能量 解析　(1)m1是输入到生态系统中的能量，是太阳能，m2是该生态系统散失的能量，是热能。在能量传递中，由于大量能量以热能形式散失等原因，营养级越高，所获得的能量越少，所以位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于Ⅲ。 (2)图2中，若A表示图1中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，摄入的能量中有一部分(c)未被同化，B表示被同化的能量，同化的能量去掉呼吸散失的能量，即是用于生长和繁殖的能量(C)。 1 学科网（北京）股份有限公司 $