第3章 第2节 第1课时 能量流动的过程及特点-【名师导航】2025-2026学年高中生物选择性必修2 生物与环境教师用书word（人教版）

本高中生物学讲义聚焦生态系统能量流动的过程及特点，系统梳理能量输入、传递、转化和散失的路径，分析各营养级能量的三个去向（呼吸散失、下一营养级同化、分解者利用），进而总结单向流动和逐级递减的规律，通过示意图、思考讨论、判断题及例题搭建学习支架。 该资料以赛达伯格湖能量流动数据为案例，引导学生计算传递效率，培养科学思维，结合“思考·讨论”探究能量单向流动原因，落实探究实践。分层练习题和判断题助力课中教学与课后巩固，强化物质与能量观的生命观念，有效辅助师生教与学。

第2节　生态系统的能量流动 第1课时　能量流动的过程及特点 分析生态系统中的能量在生物群落中单向流动和逐级递减的规律。 知识点1　能量流动的过程 1．能量流动的概念 生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。 2．能量流经第一营养级的过程 (1)能量输入：生产者主要通过光合作用把太阳能转化成化学能，固定在它们所制造的有机物中。 (2)能量去向 ①在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了。 ②用于生产者的生长、发育和繁殖等生命活动，储存在植物体的有机物中。构成植物体的有机物中的能量，一部分随着残枝败叶等被分解者分解而释放出来；另一部分则被初级消费者摄入体内，这样，能量就流入了第二营养级。 3．能量流经第二营养级的过程 (1)能量输入：初级消费者同化。 (2)能量去向 ①在初级消费者的呼吸作用中以热能的形式散失。 ②用于初级消费者的生长、发育和繁殖等生命活动，其中一些以遗体残骸的形式被分解者利用。如果初级消费者被次级消费者捕食，能量就流入了第三营养级。 (3)示意图 4．生态系统中的能量流动过程 流入每一营养级(最高营养级除外)的能量的最终去向：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。 (P55思考·讨论)流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来？为什么？ 提示：不能，能量流动是单向的。 基于对能量流动过程的认识，判断下列表述是否正确。 1．生态系统的能量流动指能量的输入和散失过程。 (　　) 2．太阳能只有通过生产者才能输入生态系统中。 (　　) 3．每一营养级生物的同化量就是从上一营养级摄入的能量。 (　　) 4．第三营养级生物产生的粪便中的能量属于该营养级的同化量。 (　　) 提示：1．×　能量流动指能量的输入、传递、转化和散失的过程。 2．√ 3．×　每一营养级生物的同化量是从上一营养级摄入的能量与自身粪便量的差值。 4．×　第三营养级生物产生的粪便中的能量属于上一营养级同化量的一部分。 能量流动的过程分析 1．呼伦贝尔草原上的鹰捕食兔子，存在一条食物链：草→兔→鹰。如图表示能量流经该食物链第二营养级的示意图。 (1)草原上草的能量来自哪里？它的能量又是通过什么途径传递给其他动物的？ 提示：太阳能。食物链或食物网。 (2)摄入量(a)和粪便量(c)、同化量(b)之间具有怎样的等量关系？ 提示：摄入量(a)＝粪便量(c)＋同化量(b)。 (3)初级消费者粪便中的能量属于哪个营养级的能量？第三营养级粪便中的能量呢？ 提示：初级消费者粪便中的能量属于第一营养级的能量。第三营养级粪便中的能量属于第二营养级的能量。 (4)初级消费者同化的能量又有几个流向？ 提示：三个：自身呼吸消耗、被分解者利用和流向下一营养级。 2．根据生态系统能量流动的示意图回答下列问题： (1)输入该生态系统的总能量是什么？ 提示：输入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能。 (2)生态系统中能量传递的形式和渠道分别是什么？ 提示：生态系统中能量传递的形式是有机物，渠道是食物链和食物网。 (3)生态系统能量流动过程中能量是怎么转化的？ 提示：太阳能→有机物中的化学能→热能。 (4)生态系统中能量散失的途径和形式分别是什么？ 提示：生态系统中能量散失的途径是呼吸作用，形式是热能。 [深化归纳] 1．能量流动概念的理解 2．能量去向分析：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 (1)不定时 (2)定时 1．(链接P55图3-6)如图为某生态系统能量流经各营养级的示意图[单位：J/(cm2·a)]，以下分析错误的是(　　) A．甲的固定的能量是1 250 J/(cm2·a) B．乙到丁的能量形式包括乙的遗体残骸和乙的粪便 C．每一营养级的能量大部分用于呼吸作用和被丁利用 D．乙的个体数目可能比甲少 B　[甲是生产者，固定的能量是875＋200＋175＝1 250 J/(cm2·a)，A正确；乙是初级消费者，乙流向丁的能量形式是乙的遗体残骸，乙的粪便量不属于乙的同化量，B错误；每一营养级的能量去路有流向下一营养级、用于呼吸作用、流向分解者，其中大部分用于呼吸作用和被丁利用，C正确；一般来说，随着营养级的升高，数量会减少，乙的个体数目可能比甲少，D正确。] 2．(链接P55图3-5)某生态系统中存在食物链“马尾松→松毛虫→灰喜鹊”。下图表示松毛虫摄入能量的流动过程，图中字母代表能量值。下列叙述不正确的是(　　) A．图中A表示松毛虫同化的能量 B．图中B表示松毛虫用于生长、发育和繁殖的能量 C．由松毛虫流入分解者的能量可用D＋F表示 D．松毛虫和灰喜鹊之间的能量传递效率可用E/B×100%表示 D　[图中A表示的是松毛虫摄入的能量减去C(松毛虫粪便)中的能量，是松毛虫同化的能量，A正确；图中B表示松毛虫同化的能量减去呼吸作用散失的能量，是松毛虫用于生长、发育和繁殖的能量，B正确；由松毛虫流入分解者的能量可用D＋F表示，其中F(粪便量)属于上一营养级(松毛虫)同化的能量，C正确；松毛虫和灰喜鹊之间的能量传递效率＝下一营养级同化的能量/上一营养级同化的能量，可用E/A×100%表示，D错误。] 知识点2　能量流动的特点 1．能量流动的特点 (1)生态系统中能量流动是单向的。在生态系统中，能量只能沿食物链由低营养级流向高营养级，不可逆转，也不能循环流动。 (2)能量在流动过程中逐级递减。输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流入下一个营养级，能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的。 2．一般来说，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，生态系统中的能量流动一般不超过5个营养级。 3．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。 如人工鱼塘需要投喂饲料，此时流入鱼塘生态系统的总能量如何表示？ 提示：生产者固定的太阳能＋人工投入的有机物中的化学能。 (P56思考·讨论)赛达伯格湖的能量流动图解中“未利用”是指___________________________________________________________________________________。 提示：未被自身呼吸作用消耗，也未被后一个营养级和分解者利用的能量 基于对生态系统能量流动特点的认识，判断下列表述是否正确。 1．生态系统中的能量沿着营养级单向流动，而且还是逐级递减的。 (　　) 2．一般来说，次级消费者同化的能量约占初级消费者同化的能量的10%～20%。 (　　) 3．一只狼捕食了一只兔子，则该狼获得了这只兔子能量的10%～20%。 (　　) 4．若一个生态系统在一段较长时间内没有能量输入，这个生态系统就会崩溃。 (　　) 提示：1．√　2．√ 3．×　10%～20%的能量传递效率是指两个相邻营养级之间的传递效率，而一只狼捕食一只兔子，是两个个体之间的关系。 4．√ 能量流动的特点 美国生态学家林德曼对一个结构相对简单的天然湖泊——赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析，得出了如图所示的数据[单位：J/(cm2·a)]。 1．根据赛达伯格湖的能量流动图解完成下表。 营养级 流入 能量 流出能量(输 入下一营养级) 出入比 (传递效率) 生产者 464.6 62.8 13.5% 植食性动物 62.8 12.6 20.1% 肉食性动物 12.6 — — 2．能量在植食性动物与肉食性动物之间的传递效率是多少？ 提示：能量传递效率＝×100%＝×100%≈20%，能量在植食性动物与肉食性动物之间的传递效率约为20%。 3．从方向上看，能量流动是否会逆转，能不能循环流动？为什么？ 提示：不会逆转，不能循环流动。因为：①生态系统各营养级间取食和被食的关系是不可逆的；②各营养级通过呼吸作用散失的热能不能再被生物利用。 4．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？ 提示：流入某一营养级的能量除了流入下一营养级之外，还有：①一部分通过该营养级的呼吸作用散失；②一部分作为排遗物、遗体或残枝败叶被分解者利用；③一部分未被利用。 5．能量流动的渠道为食物链和食物网。有同学认为该图解中的“生产者→植食性动物→肉食性动物”是一条食物链，请予以评价。 提示：在生态系统中，一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物，而一种植食性动物既可能吃多种植物，也可能被多种肉食性动物所食，所以图中的“生产者→植食性动物→肉食性动物”不仅仅是一条食物链。 6．若该湖泊中某种杂食性鱼获得的能量有1/2来自植物，1/2来自植食性鱼类，如果该杂食性鱼获得m kJ能量，能量传递效率按20%计算，则需要生产者提供多少能量？ 提示：需要生产者提供的能量是1/2m÷20%＋1/2m÷20%÷20%＝15m kJ。 [深化归纳] 1．流经生态系统的能量辨析 (1)一般流经自然生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，而不是照射在所有植物体上的太阳能。 (2)流经某些人工生态系统的总能量除了生产者固定的太阳能外，还包括人工投喂的饲料等有机物中的能量。 (3)能量最后以热能的形式回到非生物环境中，包括各营养级生物的呼吸作用和分解者的呼吸作用，热能不能被重复利用。 2．能量传递效率 (1)能量传递效率：输入某一个营养级的能量中，只有10%～20%的能量能够流入下一营养级，即相邻两个营养级间的能量传递效率为10%～20%。能量传递效率是营养级之间的关系，不是个别食物链中生物种群之间的关系。 (2)计算公式 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%。 1．科研人员对某岛海域生态系统能量流动情况进行研究，其中第二、三、四营养级能量分配情况如表所示[单位：t/(km2·a)]。下列叙述正确的是(　　) 营养级 被捕 食量 海产品 捕捞量 流向碎 屑量 呼吸量 营养级 总能量 二 356.6 2.06 1 508 2 910 4 777(A1) 三 22.89 1.249 153.8 178.7 356.6(A2) 四 1.206 0.288 8.923 12.47 22.89(A3) A．图中A1＋A2＋A3是流经生态系统的总能量 B．能量在第二、三营养级间的传递效率约为6.4% C．分解者主要利用的是流向碎屑的能量 D．第四营养级大部分能量流向下一营养级 C　[对于自然生态系统来说，生产者固定的太阳能是流经生态系统的总能量，图中A1＋A2＋A3不是流经该生态系统的总能量，A错误；传递效率是相邻两个营养级同化量的比值，能量在第二、三营养级之间的传递效率约为356.6/4 777×100%≈7.5%，B错误；分解者利用的是流向粪便、落叶、尸体等碎屑的能量，C正确；据表格可知，第四营养级总能量为22.89，呼吸量为12.47，大部分能量通过呼吸作用以热能的形式散失，D错误。] 2．(链接P56思考·讨论)美国生态学家林德曼对赛达伯格湖能量流动的分析图解如下[图中数字为能量数值，单位是(J·cm-2·a-1)]，下列叙述正确的是(　　) A．流经该生态系统的总能量为464.6 J·cm-2·a-1，全部储存于生产者的有机物中 B．将植食性动物和肉食性动物的粪便作为有机肥还田，可以提高能量传递效率 C．呼吸作用消耗能量的比例在传递时逐级减少，能量传递效率随营养级的升高而降低 D．食物链的营养关系一般不可逆，这决定了生态系统中的能量不能循环流动 D　[流经生态系统的总能量为生产者固定的太阳能，即流经该生态系统的总能量为464.6 J·cm-2·a-1，其中部分储存于生产者的有机物中，还有一部分用于生产者的呼吸作用等，A错误；将植食性动物和肉食性动物的粪便作为有机肥还田，实现对能量的多级利用，从而提高能量的利用率，但不能提高能量传递效率，B错误；分析图可知，生产者呼吸消耗的能量比例为96.3÷464.6×100%≈20.7%，植食性动物呼吸消耗的能量比例为18.8÷62.8×100%≈29.9%，所以呼吸作用消耗能量的比例在传递时逐级升高，C错误；能量流动的渠道是食物链和食物网，食物链的营养关系一般不可逆，这决定了生态系统中的能量不能循环流动，D正确。] 1．生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。 2．流入每个营养级中能量的去路一般有通过呼吸作用以热能的形式散失、流入下一营养级(最高营养级除外)及遗体残骸被分解者分解。 3．一切生命活动都伴随着能量的变化。没有能量的输入，也就没有生命和生态系统。 4．生态系统中能量流动是单向的、逐级递减的。一般来说，能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%～20%。 5．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。 1．下列关于生态系统中能量流动的叙述，正确的是(　　) A．生态系统的能量流动就是指能量的输入和散失过程 B．一只狼捕食了一只羊，就完成了能量流动 C．相邻两个营养级的能量传递效率不会小于10%，也不会大于20% D．一种蜣螂专以象粪为食，蜣螂得到的是大象上一个营养级同化的能量 D　[生态系统的能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失过程，A错误；狼捕食了一只羊后，仅仅是摄入了羊的能量，还需要同化成自身的能量、呼吸散失、传递给下一个营养级等才能完成能量流动，B错误；在生态系统平衡被破坏的情况下，能量流动传递效率可能会小于10%，也可能会大于20%，C错误；大象粪便中的能量是大象上一个营养级同化的，所以蜣螂得到的是大象上一个营养级同化的能量，D正确。] 2．下图为能量流经某食草鸟所在营养级时的分配示意图。下列相关叙述正确的是(　　) A．据图示可推测食草鸟与其他生物间存在捕食和种间竞争关系 B．图示中①②依次表示同化量和呼吸作用散失的能量 C．最高营养级的生物同化能量的去向与图示相同 D．图示③中的能量属于第二营养级生物同化的能量 B　[据图示可确定食草鸟与其他生物间可能存在捕食关系，不能确定存在种间竞争关系，A错误；分析题图可知，图中①表示食草鸟同化的能量，②表示食草鸟呼吸作用散失的能量，B正确；生态系统中不同营养级同化能量的去向，除最高营养级的能量没有流向下一营养级外，其他均相同，C错误；食草鸟处于第二营养级，图示③中的能量包括食草鸟的粪便量和遗体残骸中的能量，其中食草鸟的粪便中的能量属于第一营养级的同化量，食草鸟遗体残骸中的能量属于第二营养级生物同化的能量，D错误。] 3．下图为生活在一自然区域内的部分生物，对图中各生物关系的分析合理的是(　　) A．若增大蛇的种群数量，短期内，鹰和虫的种群数量可能均增大 B．该食物网中含有生态系统的4种组成成分 C．鹰获取能量较多的食物链是草→虫→蛙→蛇→鹰 D．图中虫获得的能量约占草能量的10%～20% A　[若增大蛇的种群数量，短期内，鹰的食物增多，数量增大，蛙减少，虫的天敌减少，虫的种群数量增大，A正确；据题图分析可知，该图表示食物网示意图，其成分为生产者和消费者，B错误；食物链越长，鹰得到的能量越少，所以鹰获得能量较多的食物链是草→鼠→鹰，C错误；虫、鼠和鹿都位于第二营养级，它们获得的能量占草能量的10%～20%，D错误。] 4．如表所示是某天然生态系统中两个营养级在某段时间内能量流动的相关数据(单位：×109kJ)，下列分析正确的是(　　) 项目 用于生长、 发育和繁殖 呼吸作 用散失 流向分 解者 未利用 生产者 ？ 445 711 0 植食性动物 268 732 125 30 A．调查期间，生产者的生物量没有增加 B．生产者用于生长、发育和繁殖的能量值为1 836×109 kJ C．第二、三营养级之间的能量传递效率是15% D．由表可知该生态系统含有一条食物链 A　[调查期间，生产者未利用的能量为0，其生物量没有增加，A正确；生产者用于生长、发育和繁殖的能量＝分解者利用的能量＋下一个营养级同化量＋未利用的能量＝711＋(732＋268)＋0＝1 711×109 kJ，B错误；第二营养级同化的能量是732＋268＝1 000×109 kJ，第三营养级同化的能量是268－125－30＝113×109 kJ，故第二、三营养级之间的能量传递效率是113÷1 000×100%＝11.3%，C错误；虽然表格中只给出了生产者和植食性动物两个营养级的数据，但这并不能确定生态系统中只有一条食物链，可能还有其他未被列出的营养级或食物链存在，D错误。] 5．某自然保护区地震后，据不完全统计，植被毁损达到30%以上。下图为该地区在人为干预下恢复过程的能量流动图[单位为×103 kJ/(m2·a)]。请回答下列问题： (1)图中输入该生态系统的能量包括____________________________________，A代表的生理过程是____________，植食性动物用于自身的生长、发育和繁殖的能量，除了流入下一营养级外，还包括______________________________________。 (2)图中生产者固定的能量值是________×103 kJ/(m2·a)，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)。 (3)通过以上分析可知，生态系统中能量流动的特点是______________________。 [解析]　(1)图中流入该生态系统的能量包括生产者光合作用固定的太阳能和人为有机物输入的能量，A代表的生理过程是生产者、植食性动物、肉食性动物等的呼吸作用；植食性动物用于自身的生长、发育和繁殖的能量，除了流入下一营养级外，还包括流入分解者和未利用的能量。(2)图中输入该生态系统的能量包括生产者固定的太阳能和人工输入的能量，其中生产者固定的太阳能为(3＋14＋70＋23)×103 kJ/(m2·a)，即110×103 kJ/(m2·a)，第二营养级同化的总能量为(14＋2)×103 kJ/(m2·a)，即16×103 kJ/(m2·a)，第二营养级流向第三营养级的能量为(14＋2－5.5－0.5－7)×103 kJ/(m2·a)，即3×103 kJ/(m2·a)，所以第二营养级到第三营养级的能量传递效率为(3×103)÷(16×103)×100%≈18.8%。(3)生态系统中能量流动的特点是单向流动，逐级递减。 [答案]　(1)生产者固定的太阳能和有机物中的化学能　呼吸作用　流入分解者和未利用的能量　(2)110　18.8　(3)单向流动，逐级递减 课时分层作业(10)　能量流动的过程及特点 题组一　能量流动的过程 1．根据生态系统能量流动过程分析，下列说法正确的是(　　) A．初级消费者粪便中的能量属于第二营养级的同化量 B．某一营养级的同化量并不等于该营养级用于生长、发育和繁殖的能量 C．初级消费者同化的能量全部经自身呼吸作用以热能的形式散失 D．每个营养级同化的能量都有一部分要流向下一营养级 B　[初级消费者粪便中的能量属于上一营养级的同化量，即生产者(第一营养级)的同化量，A错误；某一营养级同化的能量一部分经自身呼吸作用以热能的形式散失，一部分用于自身生长、发育和繁殖，B正确、C错误；最高营养级同化的能量不会流向下一营养级，D错误。] 2．如图为能量流动示意图。其中a1是流入第一营养级的总能量，相关说法正确的是(　　) A．第一营养级传递给分解者的总能量是a4 B．能量散失a3不能再被生物同化利用 C．a1、a2、a3、a4中的能量都以稳定化学能的形式存在 D．第一营养级和第二营养级之间能量传递效率是a6/a2×100% B　[由题图可知，第一营养级传递给分解者的总能量是a4＋a7，A错误；a1是生产者同化固定的能量，散失的能量a3以热能的形式存在，热能不能再被其他营养级利用，这也是能量流动逐级递减的重要原因，B正确；散失的能量a3以热能的形式存在，不是稳定的化学能，C错误；能量传递效率是两个营养级同化的能量比值，第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率是a6/a1×100%，D错误。] 题组二　能量流动的特点 3．一切生命活动都伴随着能量的变化。下面有关生态系统的能量流动的表述，错误的是(　　) A．生态系统中初级消费者的个体数量一定大于次级消费者 B．能量只能沿食物链单向流动，不可逆转 C．只有生产者能将太阳能输入到生态系统中 D．不同营养级的生物获取能量的途径可能存在差别 A　[生态系统中初级消费者的个体数量不一定大于次级消费者，A错误；由于食物链中捕食者与被捕食者的关系不可逆转，所以能量沿食物链流动是单向的，不可逆转的，B正确；生产者通过光合作用把太阳能转化成化学能，固定在它们所制造的有机物中，太阳能才可以输入生态系统中，C正确；生产者的能量主要来自太阳能，消费者的能量来自上一营养级同化的能量，不同营养级的生物获取能量的途径可能存在差别，D正确。] 4．某生态系统丰富的植物资源为黑线姬鼠提供了良好的生存条件，鼠大量繁殖吸引鹰前来捕食。下列叙述正确的是(　　) A．该生态系统的结构包括垂直结构和水平结构 B．黑线姬鼠种群数量下降说明群落的物种丰富度下降 C．“植物→鼠→鹰”这条食物链中，初级消费者的能量最少 D．该生态系统的能量流动是沿着食物链和食物网这种渠道进行的 D　[生态系统的结构包括组成成分和食物链、食物网，而群落空间的结构包括垂直结构和水平结构，A错误；物种丰富度是指一个群落中的物种数目，黑线姬鼠的数量虽然下降了，但是没有灭绝，物种数目没有减少，所以物种丰富度没有下降，B错误；能量在传递过程中会损失，所以“植物→鼠→鹰”这条食物链中，生产者的能量最多，次级消费者的能量最少，C错误；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，D正确。] 5．从池塘一定深度采集水样，分别等量装于透光白瓶和不透光黑瓶中，测定两瓶中初始有机物总量均为M0。将两瓶悬浮于水体某深度24 h后，测得白瓶和黑瓶的有机物总量分别为M1和M2。下列叙述正确的是(　　) A．M1－M0可表示瓶内第一营养级的生物量 B．M1－M2可表示瓶内生产者制造有机物的总量 C．M2可表示瓶内生物呼吸作用消耗有机物的总量 D．M1可表示瓶内生产者用于生长、发育和繁殖的能量 B　[黑白瓶法可直接用来测量水生生物的呼吸速率与净光合速率。白瓶中生产者光合作用制造有机物的总量一般大于生产者及其他生物通过呼吸作用消耗有机物的总量，因此白瓶中有机物的总量将增加。M1－M0可表示瓶内生物积累有机物的总量，A错误。瓶内生产者制造有机物的总量＝瓶内生物积累有机物的总量＋瓶内生物呼吸作用消耗有机物的总量，即M1－M0＋M0－M2＝M1－M2，B正确。黑瓶中生物呼吸作用消耗有机物，因此黑瓶中有机物的总量将减少，M0－M2可表示瓶内生物呼吸作用消耗有机物的总量，C错误。瓶内生产者用于生长、发育和繁殖的能量＝瓶内生产者光合作用制造有机物的总量－瓶内生产者呼吸作用消耗有机物的总量，因为瓶内生产者呼吸作用消耗有机物的总量未知，因此无法进行计算，D错误。] 6．生态系统中所有生物的生命活动都需要能量，而不同营养级生物的能量来源与去路有差别。下列叙述正确的是(　　) A．绿色植物的能量来源是太阳能和土壤有机物中的化学能 B．初级消费者同化的能量有一部分通过其粪便流入分解者 C．次级消费者的生物量越多，三级消费者获得的能量越少 D．顶级消费者同化的能量最终被呼吸作用消耗及流入分解者 D　[绿色植物作为生态系统中的生产者，主要通过光合作用将太阳能转化为有机物中的化学能；它们并不直接从土壤有机物中获取能量，而是通过根系吸收土壤中的水分、矿物质等无机物作为光合作用的反应物，A错误。初级消费者同化的能量是指其通过摄食获取的有机物中的化学能，并经过消化、吸收等过程转化为自身组织中的能量；这些能量中，有一部分会随粪便以未消化的有机物形式排出体外，这些有机物中的能量并不属于初级消费者同化的能量，而是属于其上一营养级(生产者)的能量，B错误。在生态系统中，能量是单向流动、逐级递减的；这意味着每一营养级生物只能利用上一营养级生物同化能量的一部分，并将其中的一部分能量用于自身的生长、发育和繁殖，其余部分则通过呼吸作用以热能形式散失；然而，这并不意味着次级消费者的生物量越多，三级消费者获得的能量就越少；三级消费者获得的能量取决于多种因素，包括次级消费者的生物量、食物链的长度、能量传递效率等，C错误。顶级消费者(也称为最高营养级生物)作为生态系统中的最后一环，其同化的能量最终会有两个去向：一是通过呼吸作用以热能形式散失到环境中；二是当顶级消费者死亡后，其遗体残骸中的能量会被分解者利用，D正确。] 7．动物的同化量(A)是指从食物中消化、吸收的能量，即摄食量(I)与其粪便量之差；生产量(P)则是同化量与呼吸量(R)之差，它以有机物的形式累积在生物体内或生态系统中。同化效率、生产效率分别表示为A/I、P/A。依据表中所示动物的数据分析，单位为kJ/(m2·a)，下列叙述正确的是(　　) 种类 摄食 量(I) 同化 量(A) 呼吸 量(R) 生产 量(P) 收割蚁(植食) 34.5 31 30.9 0.1 小蜘蛛(肉食) 12.6 11.9 10 1.9 盐沼蝗(植食) 3.71 1.37 0.86 0.51 黄鼠(植食) 5.6 3.8 3.69 0.11 A．表中4类动物中，同化效率最高的是收割蚁 B．用于自身生长、发育和繁殖的能量占同化量比例最高的是小蜘蛛 C．黄鼠的生长速率较低与其细胞呼吸消耗的能量占比较高有关 D．表中几种动物同化效率(A/I)不同是因为能量传递效率不同 C　[表中几种动物同化效率(A/I)分别为：收割蚁31÷34.5×100%≈89.9%，小蜘蛛11.9÷12.6×100%≈94.4%，盐沼蝗1.37÷3.71×100%≈36.9%，黄鼠3.8÷5.6×100%＝67.9%，由此可见，同化效率(A/I)最高的为小蜘蛛，A错误；根据题意可知，生产量(P)是同化量与呼吸量(R)之差，生产量(P)表示的是用于自身生长、发育和繁殖的能量，因此表中几种动物用于自身生长、发育和繁殖的能量占同化量比例P/A分别为：收割蚁0.1÷31×100%≈0.32%，小蜘蛛1.9÷11.90×100%≈15.97%，盐沼蝗0.51÷1.37×100%≈37.23%，黄鼠0.11÷3.80×100%≈2.89%，由此可见，用于自身生长、发育和繁殖的能量占同化量比例最高的是盐沼蝗，B错误；黄鼠能量的同化量为3.8 kJ/(m2·a)，呼吸量为3.69 kJ/(m2·a)，故黄鼠的生长速率较低与其细胞呼吸消耗的能量占比较高有关，C正确；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%，而同化效率＝A/I，D错误。] 8．(不定项)下图是某草原生态系统部分能量流动示意图，N1～N7表示能量值。下列说法正确的是(　　) A．生态系统趋于稳定时，系统内的能量供给依然主要依赖外界 B．N3表示初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量 C．蚯蚓属于生态系统中的分解者，是生态系统的基石 D．第一、第二营养级间的能量传递效率可用(N3＋N7)/N1×100%表示 ABD　[生态系统的能量流动是单向的，生态系统趋于稳定时，系统内的能量供给依然主要依赖外界，如阳光，A正确；N2表示初级消费者摄入的能量，N3表示初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量，B正确；生产者是生态系统的基石，C错误；第一营养级的同化量为N1，第二营养级的同化量为N3＋N7，故第一、二营养级间的能量传递效率可表示为(N3＋N7)/N1×100%，D正确。] 9．(13分)某生态村建立了立体农业生态系统，取得较大的经济效益。下面是该生态系统中部分能量流动和物质循环示意图。回答下列问题。 (1)区别不同群落的重要特征是____________。流经该生态系统的总能量除了人工提供饲料的能量外，还包括____________________。沼气池中产生沼气的生物在生态系统组成成分中属于________。该生态系统的结构包括组成成分和____________。 (2)鸡粪可作为鱼的饲料，鸡粪中的能量是该生态系统中的________(填“榕树”“鸡”或“鱼”)同化的能量。 (3)图中北极狐和雪兔的种间关系为____________________；假如北极狐的食物1/2来自雷鸟，1/8来自植物，且该系统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%，如果一定时期内，北极狐种群增加的重量为80克，那么消耗植物的总质量为________千克。 (4)科研人员调查了某湿地生态系统中生物的能量情况如下表所示，甲、乙、丙代表不同营养级的生物，则表中X代表____________________；能量在第一营养级和第二营养级之间的传递效率为________%(保留1位小数)。 生产者 分解者 甲 乙 丙 同化量 800 a 0.9 12.3 b 呼吸消耗量 634 160.7 0.5 9.7 63.2 X 166 23.8 0.4 2.6 36.8 注：能量单位为×108 J/(m2·a) [解析]　(1)区别不同群落的重要特征是物种组成。流经该生态系统的总能量除了人工提供饲料的能量外，还包括生产者固定的太阳能。沼气池中产生沼气的生物在生态系统组成成分中属于分解者。该生态系统的结构包括组成成分和营养结构(食物链和食物网)。(2)鸡粪可作为鱼的饲料，鸡粪中的能量属于上一营养级的能量，是该生态系统中的榕树同化的能量中流向分解者的部分。(3)图中北极狐捕食雪兔，种间关系为捕食关系，同时北极狐和雪兔争夺共同的食物植物，两者为种间竞争关系。根据题意分析，北极狐的食物1/2来自雷鸟，1/8来自植物，则3/8来自雪兔，且能量传递效率在消费者之间为20%，在生产者与消费者之间为10%，则北极狐种群增加80 g，需要消耗的植物＝80×1/8÷10%＋80×1/2÷20%÷10%＋80×3/8÷20%÷10%＝3 600 g，即3.6 kg。(4)根据表中数据可知，各营养级的同化量＝呼吸作用消耗的能量＋用于生长、发育和繁殖的能量，所以X表示该营养级用于生长、发育和繁殖的能量。分析图表可知，甲的同化量为0.9×108 J/(m2·a)，乙的同化量为12.3×108 J/(m2·a)，丙的同化量为63.2＋36.8＝100×108 J/(m2·a)，丙是初级消费者，乙是次级消费者，甲是三级消费者，能量在第一营养级和第二营养级之间的传递效率＝100×108÷800×100%＝12.5%。 [答案]　(除标注外，每空1分，共13分)(1)物种组成　生产者固定的太阳能　分解者　营养结构(或食物链和食物网)　(2)榕树　(3)捕食和种间竞争　3.6(3分)　(4)用于生长、发育和繁殖的能量　12.5(3分) (教师用书独具) 1．下图是某自然生态系统中能量流经第二营养级的示意图(单位：J·cm-2·a-1)，其中A表示该营养级能量的摄入量。下列相关叙述正确的是(　　) A．该生态系统第二营养级的同化量为100 J·cm-2· a-1 B．A、C流向E的能量属于第二营养级流向分解者的能量 C．该生态系统第二营养级流向分解者的能量小于30 J·cm-2·a-1 D．该生态系统不需要得到来自系统外的能量补充也能维持正常功能 C　[图示为某自然生态系统中能量流经第二营养级的示意图，生物摄入的能量一部分被同化，另一部分以粪便的形式被分解者利用，因此，该生态系统第二营养级的同化量为100－20＝80 J·cm-2·a-1，A错误；C表示该营养级用于自身生长、发育和繁殖的能量，E表示流向分解者的能量，C中流向E的能量属于该营养级(第二营养级)的能量，A中流向分解者的能量是以粪便形式实现的，属于第一营养级的能量，B错误；图示中该生态系统第二营养级的同化量为100－20＝80 J·cm-2·a-1，同化量等于呼吸消耗和用于自身生长、发育和繁殖的能量，即C中的能量值为80－50＝30 J·cm-2·a-1，这部分能量中包括流向分解者的能量、流向下一营养级的能量和未利用的能量，因此该生态系统中流向分解者的能量小于30 J·cm-2·a-1，C正确；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，该生态系统也不例外，D错误。] 2．某研究小组对某退耕还草后的生态系统进行调查，该生态系统的食物网及鼠在其中一条食物链上的能量流动关系如下图所示(字母表示能量值)。下列有关分析错误的是(　　) A．牛、羊、蚱蜢和鼠属于第二营养级 B．d属于紫花苜蓿同化量的一部分 C．流向鼠的能量a可能少于紫花苜蓿同化量的10% D．图中没有表示出的生态系统成分仅有非生物的物质和能量 D　[据图可知，第二营养级有鼠、牛、羊、蚱蜢，A正确；d是鼠未利用的能量，是鼠同化量的一部分，鼠的同化量来自紫花苜蓿，故也属于紫花苜蓿同化量的一部分，B正确；能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值，通常是10%～20%，第二营养级有鼠、牛、羊、蚱蜢，故流向鼠的能量a可能少于紫花苜蓿同化量的10%，C正确；图中没有标出分解者及非生物的物质和能量，D错误。] 3．科学家在研究银泉自然生态系统能量流动时，统计了各营养级的同化量以及呼吸作用以热能形式散失的能量(kJ·m-2·a－l)，结果如图所示。相关叙述正确的是(　　) A．输入该生态系统的总能量为各营养级同化量的总和 B．第一营养级与第二营养级之间的能量传递效率约为16.2% C．第二营养级同化的能量的去向还包括其粪便和遗体残骸流向分解者的能量 D．第三营养级用于自身生长、发育和繁殖的能量约为180 kJ·m-2·a-1 B　[该系统是自然生态系统，所以输入该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能，A错误；第一营养级的同化量为87 127 kJ·m-2·a－l，第二营养级的同化量为14 110 kJ·m-2·a－l，第一营养级与第二营养级之间的能量传递效率为14 110/87 127×100%≈16.2%，B正确；第二营养级粪便中的能量为第一营养级同化量中流向分解者的能量，C错误；同化量＝呼吸作用以热能形式散失的能量＋用于自身生长、发育和繁殖的能量，所以第三营养级用于自身生长、发育和繁殖的能量约为1 591－1 323＝，D错误。] 4．(不定项)乌鳢俗称黑鱼，它生性凶猛，常能吃掉某个湖泊或池塘里的其他所有鱼类，甚至不放过自己的幼鱼，是人工鱼塘中的顶级捕食者。某人工鱼塘中混入了一些黑鱼，部分能量流动关系如下图所示。下列相关叙述错误的是(　　) A．流经投放饵料的人工鱼塘的总能量是生产者固定的总能量，即图甲中的W1 B．图甲中B1可以表示生产者中未利用部分的能量 C．初级消费者用于自身生长、发育的能量可用图乙中的X表示 D．乌鳢捕食初级消费者后未同化部分的能量包含在图乙的Z中 ACD　[流经人工鱼塘的总能量是生产者固定的太阳能和投放饲料中有机物中的能量，A错误；图甲中，W1是生产者固定的太阳能总量，A1是呼吸作用消耗的能量，B1可以表示生产者中未利用部分的能量，C1是流向分解者的能量，D1是流向下一营养级的能量，B正确；图乙中，摄入量＝粪便中的能量＋同化量，Z表示初级消费者粪便中的能量，X表示初级消费者的同化量，同化量＝呼吸消耗的能量＋用于自身生长、发育和繁殖的能量，Y表示呼吸消耗的能量，N表示用于自身生长、发育和繁殖的能量，初级消费者用于自身生长、发育的能量可用图乙中的N表示，C错误；乌鳢捕食初级消费者后未同化部分的能量是指乌鳢粪便中的能量，属于上一营养级(即初级消费者)同化量中流入分解者的能量，包含在M中，D错误。] 5．在特定海域建造人工鱼礁可修复海域生态系统，实现渔业可持续发展。我国南海某人工鱼礁生态系统的研究结果如下图，Ⅰ～Ⅴ为不同营养级，能量单位为t·km-2·a-1。 (1)浮游植物、底栖海藻属于该生态系统成分中的________。有机碎屑除了可被Ⅱ食用外，其去向还有__________________。 (2)经调查，流入人工鱼礁生态系统的总能量普遍高于一般海域，原因之一是被建造的人工鱼礁体积大、带孔，有利于藻类附着，并且也为动物生存提供了丰富的________空间。 (3)营养级Ⅱ到Ⅲ的能量传递效率为________%(保留小数点后两位)。 (4)Ⅳ和Ⅴ两个营养级的中大型肉食性鱼类个体数量很少，原因是________________________________________________________________________________。 [解析]　(1)浮游植物、底栖海藻属于自养型生物，在生态系统成分中为生产者。有机碎屑除了可被Ⅱ食用外，还可流向分解者，被分解者利用。(2)人工鱼礁为动物生存提供了丰富的栖息空间。(3)能量传递效率是相邻两个营养级之间同化量的比值，该生态系统中Ⅱ、Ⅲ营养级之间能量传递效率为68.41÷1 461×100%≈4.68%。(4)Ⅳ和Ⅴ两个营养级所处的营养级较高，根据能量流动具有逐级递减的特点，流入Ⅳ和Ⅴ的能量不足以维持较多的中大型肉食性鱼类个体生存，因而Ⅳ和Ⅴ两个营养级的中大型肉食性鱼类个体数量很少。 [答案]　(1)生产者　被分解者分解利用　(2)栖息　(3)4.68　(4)能量随食物链延长逐级递减，流入Ⅳ和Ⅴ的能量不足以维持较多的中大型肉食性鱼类个体生存 23/23 学科网（北京）股份有限公司 $