第3章 第2节 生态系统的能量流动-【成才之路·学案】2025-2026学年高中生物选择性必修2 生物与环境同步新课程学习指导(人教版)

066 课时小结 非生物的物质和能量 生产者1 生态系统的结构一生态系统的组成成分 消费者 L分解者 食物链 相互文错 共同构成 营养结构 L食物网 夯基提能作业 请同学们认真完成练案[8] 第己节 生态系统的能量流动 课标要求 核心素养 1.分析生态系统中的能量在生物群落中单向流动和1.生命观念：运用系统观分析能量流动，认 逐级递减的规律。 同一切生命活动都伴随着能量变化。 2.举例说明利用能量流动规律，人们能够更加科学、2.科学思维：运用模型法和定量分析法，分 有效地利用生态系统中的资源。 析能量流动的过程和特点。 3.解释生态金字塔表征了食物网各营养级之间在个3.社会责任：基于能量流动的规律和特点， 体数量、生物量和能量方面的关系。 科学指导生产实践，提高能量利用效率。 必备知识自主梳理 9能量流动的过程 1.能量流动的概念 生态系统中 2.能量流经第一营养级的过程 (1)输入：生产者主要通过 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 的形式散失。 ②随着残枝败叶等被 分解而释放出来。 ③被初级消费者摄入体内，流入 营养级。 3.能量流经第二营养级的示意图 初级消费者摄入 散失 名 体用于 残骸 用 摄入 呼吸作用 散失 ●067 4.能量流动示意图 乙 初级消费者 ◆次级消费者 三级消费者 (植食性动物) (肉食性动物 (肉食性动视 (1)补充图中标号代表的内容 甲： ;乙： ;丙： ；丁： (2)据图总结流入每一营养级的能量的最终去向 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。 子教材隐性知识 (P“思考·讨论”)流经某生态系统的能量是否能再回到这个生态系统中来？为什么？ 已能量流动的特点 1.单向流动：沿食物链由低营养级流向高营养级，不可 ,也不能 2.逐级递减 (1)表现：能量在沿食物链流动的过程中 (2)特点：能量在相邻两个营养级间的传递效率一般只有 ,生态系统中的能量流动一般 不超过 个营养级。 了教材隐性知识 (P6“思考·讨论”)赛达伯格湖的能量流动图解中“未利用”是指 自生态金字塔 1.类型： 2.能量金字塔 (1)概念：如果将单位时间内各营养级所得到的 数值转换为相应面积（或体积）的图形， 并将图形按照 ,可形成一个金字塔图形，叫作能量金字塔。 (2)特点：通常呈 的金字塔形。 3.生物量金字塔 (1)概念：如果用同样的方法表示各个营养级 (每个营养级所容纳的有机物的总干重) 之间的关系，就形成生物量金字塔。 (2)特点：大多是上窄下宽的金字塔形： 4.数量金字塔 (1)概念：如果表示各个营养级的生物个体的 关系，就形成数量金字塔。 (2)特点：一般呈上窄下宽的金字塔形，但也可呈上宽下窄 的金字塔形，如 068 写教材隐性知识 (P,“旁栏思考”)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？ 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、稻一萍一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能量流动关系，使 例如，合理确定草场的载畜量、麦田除草、除虫等。 》自我检测 1.每一营养级生物的同化量就是从上一营养级摄入的能量。 2.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。 ( 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。 5.生态金字塔的最底层代表的是生产者，最顶层代表的是分解者。 6.从能量金字塔来看，人口增长会加大对地球上现有生态系统的压力。 7.拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向，提高生态系统的能量传递效率。 8.农业生态系统中，沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用。 合作探究能力提升 任务一：分析能量流动的过程 ●情境解读 图形情境：呼伦贝尔草原上的鹰捕食兔子，存在 粪便 一条食物链：草→免→鹰。如图表示能量流经该 初级消费者摄入(a) (c) 食物链第二营养级的示意图。 分 初级消费者同化(b) ●合作探究 者 遗体 (d) 1.草原上草的能量来自哪里？它的能量又是通过 用残骸 用于生长、发有和繁殖(e) 堕 什么途径传递给其他动物的？ 呼 (f) 散失 作用 次级消费者摄入(8) 散失 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？ 069 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？ 4.初级消费者同化的能量又有几个流向？ ●典例剖析 例 某同学绘制了如图所示的能量流动图解，下列叙述正 确的是 W A.生产者固定的总能量可表示为A1+B,+C,+A2+ B2+C2+D2 生产者 初级消费者 B.初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为B2 +D, C.初级消费者摄入的能量为A2+B2+C2 D.W=D +D, )变式训练 1.下表为某生态系统中能量在食虫鸟种群中的全部流动情况。下列叙述不正确的是 项目 摄入的能量 呼吸作用散失的能量 以有机物形式储存的能量 能量/(×103kJ) 32 12 8 A.该食虫鸟种群未被同化的能量占摄入的能量的比例为37.5% B.食虫鸟的粪便中的能量，属于上一营养级流向分解者的能量 C.以有机物形式储存的能量与呼吸作用散失的能量之和就是该鸟的同化量 D.正常情况下，同化相同的能量，该食虫鸟用于呼吸散失的能量比青蛙低 ●归纳提升 1.能量流动概念的理解 源头：太阳能（大多数生态系统） 输入 流经生态系统的总能量：生产者固定的太阳能总量 途径：食物链和食物网 传递 形式：有机物中的化学能 转化 一太阳能→有机物中的化学能→热能 形式：最终以热能形式散失 散失 过程：呼吸作用 070 2.有关能量流动过程的两点提醒 (1)a(摄入量)=b(同化量)+c(粪便量)； b(某一营养级的同化量)=d(通过呼吸作用散失的能量)+e(用于自身生长、发育和繁殖的 能量)。 (2)除最高营养级无能量流入下一营养级外，其他营养级与第二营养级流动过程类似。 3.两个角度分析流入某一营养级（最高营养级除外）的能量最终去向： 自身呼吸消耗 不定时分析 能量的 流入下一营养级 最终去句 —被分解者分解利用 一自身呼吸消耗 某段时间内 流入下一营养级 、定时分析 的能量去向 被分解者分解利用 未被利用 任务二：分析能量流动的特点 ●情境解读 图形情境：美国生态学家林德曼对一个结构相对 简单的天然湖泊一赛达伯格湖的能量流动进 分解者 12.5 14.6 微量 行了定量分析，得出了如图所示的数据[单位： 2.11 J/(cm·a)] 能 生产者 人植食性动物 12.6 肉食性动物 62.8 464.6 62.8 12.6 ●合作探究 293 18.8 29.35.0 7.5 1.流经该生态系统的总能量是 J/(cm2·a), 96.3 呼吸作用 未利用 流入第二营养级（植食性动物）的能量（即该营养 定 122.6 327.3 级的同化量)只有 J/(cm2·a),其余的 能量除部分未被利用外，大部分通过自身的 作用消耗掉了，少部分流入了 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？ 3.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。 4.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mkJ能量，能量传递效率按20%计算，则需要生产者提供多少能量？ 071 ●典例剖析 例下表是对某荒地中一个由植物、田鼠和鼬3个环节组成的食物链进行能量流动的分析，其中 GP表示生物体同化量，NP表示生物体储存的能量，R表示呼吸消耗的能量[单位：kJ/(m?·a)], 下列说法错误的是 食物链环节 未利用 GP NP R 植物 210.69×109 248.28×109 211.43×109 36.85×109 田鼠 1.85×10 736.88×10 25.12×10 711.76×10 鼬 232.79×10 5.44×10 227.35×105 A.从表中数据可以得出，植物的NP中只有很少一部分被利用 B.田鼠和鼬的呼吸消耗很高，被同化的能量绝大部分是以热能的形式散失 C.第二、三营养级之间的能量传递效率为3.16% D.据表推测，以鼬为主要食物的捕食者需扩大捕食范围才能维持种群的延续 〉变式训练 2.如图为某地区森林生态系统的部分能量流动示 摄入3.27×10 植食性 意图，图中数字为能量值，单位是J/(cm2·a)。 动物 生产者 粪便 尸体 下列有关叙述正确的是 () 固定的 1.31×105 太阳能 A.流经该生态系统的总能量等于生产者固定的 枯枝落叶死根等残屑未被分解枯枝溶 2.31×10 1.45×107 6.28×10叶层 太阳能总量 分解者 B.该图中第一营养级到第二营养级的能量传递 效率为15% C.食物链的营养关系可以逆转，这决定了能量流动的双向性 D.在食物链中，各营养级获得能量的方式及能量的用途相同 ●归纳提升 1.能量流动的特点及其原因分析 (1)单向流动的原因 食物链中各营养级的顺序是不可逆转的，这是长期自然选择的结果。 (2)逐级递减的原因 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 法再被利用。 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少部分能量随着残枝败叶或遗体残骸等直接流向分解者。 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%的能量能够流人下一营养级， 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%。 072 任务三：分析能量金字塔 ●情境解读 资料分析：生态学家调查了不同生态系统中的生物个体数量和生物量（调查数据中排除了微生物 和土壤动物)，所得数据如下面表格所示。P代表生产者，C1、C2、C,依次代表初级、次级和三级消 费者。 材料1夏季两个生态系统的生物个体数量统计表，单位：个·hm2。 名称 某草地 温带森林 P 15000000 2000 C 2000000 1500000 C 900000 1200000 C3 10 20 材料2夏季两个生态系统的生物量统计表，单位：g·m2 0 名称 某湖泊 某海峡 P 96 4 C 11 21 C2 4 ●合作探究 1.请根据材料1，分别建构两个生态系统的数量金字塔；根据材料2，分别建构两个生态系统的生物 量金字塔。 2.分析数量金字塔出现上宽下窄倒置的金字塔形的原因。 3.分析生物量金字塔出现上宽下窄倒置的金字塔形的原因。 073 ●典例剖析 例生态金字塔包括能量金字塔，生物量金宁塔和数量金字塔，如图中的几种生态金字塔模型是根 据某一时刻的调查结果绘制而成的。下列分析错误的是 ( 早d A.甲可为数量金字塔，消费者个体大，生产者个体小常出现这种金字塔 B.乙可为生物量金字塔，海洋中某时刻浮游植物的生物量可能小于浮游动物的 C.丙可为能量金字塔，根据能量流动的特点，能量金字塔通常是上窄下宽的 D.生态金字塔中的每一个层级均代表一个营养级，但不包括分解者 》变式训练 3.研究人员对某地“草→田鼠→鼬”的能量流动进行研究，得到能 量金字塔如图所示。下列叙述正确的是 ( 热量 A.该能量金字塔以个体数量和生物量为指标来绘制 呼吸量 同化量 B.该能量金字塔可以显示各营养级之间的食物关系 热量、 田鼠、摄入量 C.由图可知，鼬既能从田鼠获得能量，也能从草获得能量 D.由图可知，田鼠的摄入量等于同化量、呼吸量和热量之和 热量 ●归纳提升 生态金字塔的比较 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 低 高 形状 般为正金字塔形，有时 特点 正金字塔形 一般为正金字塔形 会出现倒金字塔形 般情况下，生物个体数 生物量（现存生物中有机物 象征 能量沿食物链流动过程中 量在食物链中随营养级升 的干重总量)沿食物链流动 含义 具有逐级递减的特性 高而逐级递减 逐级递减 每一级 每一营养级生物所含能量 每一营养级生物个体的 每一营养级生物的总生物量 含义 的多少 数量 074 任务四：分析能量流动的实践意义 ●情境解读 生产生活：为了调整农业产业结构，大力发展绿色食品生产，某 农场在确定水稻稳产的基础上，发展了“稻萍鱼鸭”立体养殖的 鸭子 水田 农田生态系统（如图所示），其中浮萍不仅作为鱼和鸭的饲料，而 多一 浮弹> 且吸收氮磷能力强，可净化稻田水质。 鱼一 ∈2冬 ●合作探究 1.从能量流动的角度分析，“稻萍鱼鸭”共作模式与稻鸭共作模式相比，引入浮萍有何意义？ 2.从能量流动的角度分析，稻田拔草、除虫的意义是什么？ 3.“稻萍鱼鸭”这种立体养殖与传统单一模式相比，其优点有哪些？（至少回答两点） ●典例剖析 例 如图是一个庭院生态工程的模式图，下列对该生态系统的分析中，错误的是 产品 光一→生产者（果树）废弃物消荧者（昆虫、 鸟、鸡、鸭等) 。饲料 沼渣枝叶粪使 人力蛋、肉 分解者 奏便、垃圾 沼气一人 A.流经该生态系统的总能量大于该生态系统中生产者固定的太阳能总量 B.该生态系统实现了对能量的多级利用，提高了经济效益 C.建沼气池处理粪便和枝叶，目的是调整能量流动方向，使能量流向对人有益的部分 D.饲养鸡鸭后，由于食物链延长，生态系统中能量传递效率会降低 075 〉变式训练 4.如图是两个农业生态系统的模式图。图a 中农作物为人类提供的食物、为家禽和家 饲料 农作物三 饲料 家禽、家畜 农作物 家禽、家畜 沼 粪肥 畜提供的饲料量，都与图b相同，下列相关 粪肥 渣 说法中错误的是 () 食物 食物 沼液作 最 A.图a粪肥中的无机物可以被农作物直 菌渣等 料 接吸收从而促进农作物的生长 料沼气池沼渣 食用菌 B.图a中家禽、家畜的粪肥可为农作物的 (含微生物) 生长提供必要的物质和能量 图a 图b C.图b中人利用了生态系统中分解者的能量，提高了能量的利用率 D.图b中流向沼气池中的微生物的能量没有被人同化，但是可以被人利用 ●归纳提升 1.研究能量流动的实践意义 实践意义 依据原理 措施 实例 增设食物链，实现对能 秸秆综合利用 帮助人们科学地规划、设计人 生态系统中能 量的多级利用 工生态系统，使能量得到最有 量是单向流 延长食物链，使种群中 效的利用 动的 在虫灾严重的农田 不能被利用的能量流入 中养鸡 能被人们利用的种群 帮助人们合理地调整生态系统 调整不同营养级或相同 中的能量流动关系，使能量持 能量在流动过 营养级的不同种群之间 合理确定草场的载 续高效地流向对人类最有益的 程中逐级递减 畜量 部分 的比例关系 农田生态系统的间 可以帮助人们将生物在时间、 增大流入生态 采用不同的耕作方式及 作套种，蔬菜大棚 空间上进行合理配置，增大流 入某个生态系统的总能量 系统的总能量 生产方式 的多层育苗，稻 萍一蛙等立体农业 2.能量利用率 (1)一般指流入最高营养级（或人类）的能量占生产者固定总能量的比值。 (2)一般来说，食物链越短，能量利用率越高。 (3)有时考虑分解者的参与，使营养结构更复杂，以实现能量的多级利用，从而提高能量的利 用率。 课堂达标 巩固训练 1.研究人员对某地生态系统的能量流动进行了 A.图中h表示兔子同化量中流入分解者的一 研究，结果如图，图中字母代表能量值。下列 部分 有关叙述错误的是 B.图中d表示兔子用于生长、发育和繁殖的 能量 植物固定 兔子摄 d 狐摄 C.图解表明能量流动的特点是单向流动和逐 太阳能a 入量b 入量e 级递减 D.能量流动指能量的输入、传递、转化和散失 的过程包括生产者和消费者，与无机环境不能构成一个生态系统，C 错误；若乙由于某种原因大量减少，则丁和戊对丙的捕食增 多，丙的数量在短期内也会减少，D正确。 变式训练 2.B据题图分析：图中共有4条食物链，分别是：水藻→甲壳类 →水鸟，水绵→水蚤→小鱼→大鱼→水鸟，水绵→水蚤→淡水 虾大鱼→水鸟，水绵→淡水虾→大鱼→水鸟，淡水虾与小鱼 都以水蚤为食，故淡水虾与小鱼的种间关系是种间竞争，A错 误：该生态系统中属于第三营养级的有水鸟、小鱼、大鱼和淡 水虾，B正确：水鸟是大鱼和甲壳类的天敌，若所有水鸟消失 则大鱼、甲壳类因捕食者减少而数目增多，导致小鱼、淡水虾 水藻数目减少，C错误；若该淡水生态系统中存在铅污染，则 体内含铅量最高的生物是水鸟，因为水鸟是最高营养级，D 错误。 课堂达标巩固训练 1.Da曲线表示只释放C02,不吸收CO2,所以a曲线代表的生 物可能是消费者或分解者，A正确；b、c代表的生物都能吸收 CO2,b属于光能自养生物，c属于化能自养生物，它们都属于 生产者，是生态系统的基石，B正确；a可能是寄生细菌或腐生 细菌，b可能是光合细菌，c可能是硝化细菌，C正确：b曲线代 表的生产者是光能自养生物，不能代表化能自养生物，D 错误。 2.C图中共有六条食物链，但猞俐只占据第三营养级，A错误： 题干信息“如图为某地区部分食物网”，因此该生态系统的生 产者除绿色植物外，还有其他自养生物，B错误；昆虫、鼠、松 鼠都以绿色植物为食，且之间无捕食关系，在该食物网中属于 种间竞争关系，C正确；若鼠的数量减少，短时间内狼会以其 他生物为主要的食物来源，其数量基本不变，D错误。 3.(1)生态系统能量 (2)两第四和第五营养级 (3)增多黄雀由第三和第四营养级变成了单纯的第三营养 级，减少了能量的损耗 (4)细菌有氧呼吸无氧呼吸 【解析】由于图解中含有非生物成分和生物成分，所以这是 一个生态系统，而阳光是这个生态系统的能量来源。动植物 的遗体等通过分解者的呼吸作用分解，呼吸作用包括有氧呼 吸和无氧呼吸两种方式。 第2节生态系统的能量流动 必备知识自主梳理 1.能量的输人、传递、转化和散失的过程 2.(1)光合作用(2)①热能②分解者③第二 3.初级消费者同化生长、发育和繁殖次级消费者呼吸 作用 4.（1)生产者（绿色植物）呼吸作用分解者呼吸作用 (2)①热能②下一营养级③分解者 教材隐性知识 提示：不能，能量流动是单向的。 二 1.逆转循环流动 2.(1)逐级减少(2)10%~20%5 教材隐性知识 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 19 1.能量金字塔生物量金字塔数量金字塔 2.(1)能量营养级的次序排列(2)上窄下宽 3.（1)生物量 4.(1)数目(2)倒置昆虫和树 教材隐性知识 提示：人口数量日益增长，会要求低营养级有更多的能量流入 人类所处的营养级，也就是说，人类所需要的食物会更多，将 不得不生产更多的农畜产品，会给地球上现有的自然生态系 统带来更大的压力。 四、 1.总能量 2.人工生态系统最有效的利用 3.能量持续高效地流向对人类最有益的部分 自我检测 1.×每一营养级生物的同化量是从上一营养级摄人的能量与 自身粪便量的差值。 2.×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。 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。 4./ 5.×生态金字塔的最顶层代表的是最高营养级的消费者，分 解者不参与构建生态金字塔。 6.V 7.×拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向，提高 的是生态系统的能量利用率。 8.×沼液和沼渣可以为农作物提供肥料，沼气池发酵产生的 沼气又能成为人类的能源物质，实现了能量的多级利用，但能 量不能循环利用。 合作探究能力提升 任务一 合作探究 1.提示：太阳能；食物链或食物网。 2.提示：摄入量(a)=粪便量(c)+同化量(b)。 3.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.提示：三个：自身呼吸消耗、被分解者利用和流向下一营养级。 典例剖析 例：A生产者固定的总能量(W)是流经该生态系统的总能量， W1=A1+B+C1+D,又因为D=A2+B2+C2+D2,所以 W,=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 者摄人的能量应大于其同化量，即大于A2+B2+C2+D2,C 错误：按最大能量传递效率20%计算，图中的D1=W,× 20%,D2=D1×20%=W1×4%,所以D1+D2=W1×24%, 故W>D1+D2,D错误。 变式训练 1.D表中数据显示，该食虫鸟种群同化的能量=呼吸作用散失 的能量+以有机物形式储存的能量=12×10+8×103=20× 10kJ,未被同化的能量=摄入的能量-同化的能量=32×10 -20×10=12×10k],未被同化的能量占摄入的能量的比例 为12×10÷(32×10)×100%=37.5%，A、C正确；粪便中 的能量属于上一营养级的同化量中流向分解者的，B正确；青 蛙属于变温动物，食虫鸟是恒温动物，为维持体温的相对稳 定，正常情况下，同化相同的能量，食虫鸟用于呼吸散失的能 02 量比青蛙高，D错误。 任务二 合作探究 1.提示：464.662.8呼吸分解者 2.提示：能量传递效率=植食性动物同化量 肉食性动物同化量 100%=12.6 62.8× 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.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。 4.提示：需要生产者提供的能量是1/2m÷20%+1/2m÷20%÷ 20%=15mkJ。 典例剖析 例：C图中植物的NP有一部分流向下一个营养级，有一部分 被分解者利用，还有一部分未被利用，从表中数据可以得出， 植物的NP中只有很少一部分被下一个营养级利用，A正确； 表中数据显示，田鼠的GP为736.88×10kJ/(m2·a),其中 呼吸消耗R为711.76×10°kJ/(m·a),鼬的GP为232.79× 10kJ/(m2·a),其中呼吸消耗R为227.35×10kJ/(m2·a),可 见，田鼠和鼬的呼吸消耗很高，被同化的能量绝大部分通过 呼吸作用以热能的形式散失，B正确；能量流动具有单向流 动和逐级递减的特点，能量传递效率一般为10%~20%，是 指相邻两个营养级（该营养级所有生物）的同化量之比，图 中田鼠和鼬不能代表第二、三营养级的所有生物，C错误：能 量流动具有单向流动和逐级递减的特点，营养级越多，损耗 的能量越多，所以据表推测，以鼬为主要食物的捕食者需扩 大捕食范围才能得到足够的能量，以维持种群的延续，D 正确。 变式训练 2.A自然生态系统中，流经生态系统的总能量，即生产者固定 的太阳能总量，A正确；若第二营养级生物只有图中植食性动 物，则第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为(3.27 1.31)×10÷(2.31×107)×100%≈8.5%，B错误：食物链的 营养关系是长期进化的结果，一般不可逆，这决定了能量流动 的单向性，C错误；食物链中，第一营养级通过光合作用固定 太阳能，其他营养级生物通过捕食直接摄取有机物，对最高营 养级生物来说，能量不会再流向下一个营养级，即各营养级生 物获得能量的方式和能量的用途不都相同，D错误。 任务三 合作探究 1.提示： 某草地： 营养级 数量/（个hm2) 第四营养级 10 第三营养级 900000 第二营养级 2000000 第一营养级 15000000 温带森林： 营养级 数量/个hm) 第四营养级 20 第三营养级 1200000 第二营养级 1500000 第一营养级 2000 19 某湖泊： 营养级 生物量/(gm) 第三营养级 4 第二营养级 11 第一营养级 96 某海峡： 营养级 生物量(gm) 第三营养级 第二营养级 21 第一营养级 2.提示：当生产者个体比消费者个体大得多时，数量金字塔经常 是倒置的。 3.提示：海洋生态系统中，浮游植物个体小，世代周期短，又不断 被捕食，因而某一时间调查到的生物量可能低于浮游动物的 生物量。当然，总的来看，一年中浮游植物的总的生物量还是 比浮游动物的多。 典例剖析 例：A甲类型的数量金字塔出现倒置的原因是消费者个体小， 生产者个体大，比如树和昆虫，A错误；乙可为生物量金字 塔，如某一时刻海洋浮游植物的生物量小于浮游动物的，B 正确：能量流动具有逐级递减的特点，营养级越高所含能量 越少，故丙可为能量金字塔，根据能量流动的特点，能量金字 塔通常是上窄下宽的，C正确；生态金字塔中的每一个层级 均代表一个营养级，包括生产者和消费者，但不包括分解者， D正确 变式训练 3.B该能量金字塔以各营养级的能量为指标来绘制，A错误； 能量流动具有单向流动、逐级递减的特点，该能量金字塔可以 显示各营养级之间的食物关系，B正确；由“草→田鼠→鼬”可 知，鼬只能从田鼠获得能量，C错误；田鼠的摄入量等于同化 量加上粪便中的能量，D错误。 任务四 合作探究 1.提示：在空间上进行合理配置，增大流入生态系统的总能量。 2.提示：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。 3.提示：获得更多产品，增加收益；减少化肥、农药等的使用，减 少环境污染。 典例剖析 例：D由于有饲料输入，因此流经该生态系统的总能量大于该 生态系统中生产者固定的太阳能总量，A正确；该生态系统 实现了对能量的多级利用，大大提高能量的利用率，提高了 经济效益，B正确：建沼气池处理粪便和枝叶，产生沼气为人 类利用，产生沼渣通过分解者作用为生产者所利用，调整能 量流动方向，使能量流向对人有益的部分，C正确；生态系统 中能量传递效率是两个营养级之间的能量传递效率，其高低 与食物链长短没有必然的联系，D错误。 变式训练 4.B土壤中的微生物等可将粪肥中的有机物分解为无机物，粪 肥中的无机物可以被农作物直接吸收从而促进农作物的生 长，A正确；家禽、家畜的粪肥可为农作物的生长提供必要的 03 物质，B错误：图b中人利用了生态系统中分解者的能量，实 现了能量的多级、充分利用，提高了能量的利用率，C正确：图 b中流向沼气池中的微生物的能量没有被人同化，但是可以 被人利用，D正确。 课堂达标巩固训练 1.Ah表示兔子摄入的能量中流人分解者的一部分，属于植物 固定的能量的一部分，A错误；图中c表示兔子的同化量f表 示兔子呼吸作用散失的能量，d表示兔子用于生长、发育和繁 殖的能量，B正确：根据图中箭头可表明能量流动的特点是单 向流动，能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的，C正 确；能量流动指能量的输入、传递、转化和散失的过程，具有单 向流动，逐级递减的特点，D正确。 2.A一般来说，能量在相邻两个营养级之间的传递效率是 10%~20%,每个营养级可能包含多种生物，所以食物链中相 邻两种生物之间的能量传递效率可能会大于20%，A正确；生 物量金字塔的每一层表示单位时间内每个营养级所容纳的有 机物的总干重，B错误；数量金字塔和生物量金字塔通常也是 上窄下宽的金字塔，但特殊情况下也会呈上宽下窄倒置的金 字塔，C错误；能量金字塔通常是上窄下宽的，体现了能量流 动具有逐级递减的特点，D错误。 3.(1)降低利用率 (2)小龙虾疏松土壤等，利于稻谷根系的呼吸作用，利于吸收 土壤中的无机盐；小龙虾粪便分解为无机物而被水稻利用，促 进稻谷增产 (3)不能水稻的根系不能直接吸收粪便中有机物的能量 (或粪便经微生物分解后才能转化为水稻可直接吸收利用的 无机盐) (4)不要在水稻幼苗期放养小龙虾：对水稻进行合理密植：适 量控制小龙虾的养殖规模：及时捕捞过量的小龙虾 【解析】(1)与传统稻田相比，此生态系统中稻飞虱存在天 敌小龙虾，因此其环境容纳量会降低。稻虾连作模式，小龙虾 取食杂草、浮萍，使杂草、浮萍等的物质及能量流向小龙虾，使 能量高效地流向对人类最有益的部分，提高了生态系统的能 量利用率。(2)小龙虾疏松土壤等，利于稻谷根系的呼吸作 用，利于吸收土壤中的无机盐：同时土壤微生物将小龙虾粪便 中有机物分解为无机物而被水稻利用，促进稻谷增产。(3)水 稻不能直接吸收粪便中有机物的能量，粪便经微生物分解后 才能转化为水稻可直接吸收利用的无机盐。(4)水稻幼苗期 放养小龙虾，小龙虾也会以水稻幼苗为食，影响水稻的产量 对水稻进行合理密植可提高水稻的产量。因水体中的浮萍、 水藻等为小龙虾的主要食物，但如果杂草、浮萍等不够食用 时，小龙虾也会以水稻为食。所以为避免小龙虾以水稻为食 物，应对小龙虾的数量进行控制。 素能提升1一能量流动的相关计算 提升点1 1.C图中共含有三条食物链，而题中所求为至少消耗的A,根 据能量流动规律分析可知，食物链越短损耗越少，能量传递效 率以20%计算。故食物链A→B→猫头鹰为最短食物链，消耗 的A为1÷20%÷20%=25kg。 2.A经丙→丁→己→庚传递到庚的能量为0.5kJ,则需要丙 0.5÷(10%)3=500kJ,经丙→戊→庚传递到庚的能量为 0.5k,则需要丙0.5÷(10%)2=50kJ,即丙需同化500+50 =550kJ的能量，A正确。 19 提升点2 1.A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C原来的能量为a,则需要A提供的能量为l/2a÷ 10%÷10%+1/2a÷10%=55a:改变食物比例后的C的能量 设为b,则需要A提供的能量为2/3b÷10%+1/3b÷10%÷ 10%=40b。根据题意可知，55a=40b,即b/a=1.375,A 正确。 2.D据题中信息分析，戊是生产者，丁可通过3条食物链获得 能量，3条食物链以及能量计算如下：①戊→庚→丁中消耗戊 为10×1/2×10×10=500kg;②戊→甲→丁中消耗戊为10× 1/2×10×1/2×10=250kg;③戊→己→甲→丁中消耗戊为 10×1/2×10×1/2×10×10=2500kg:则共消耗戊500+250 +2500=3250kg,D正确。 提升点3 1.D图中α表示浮游植物的同化量，b表示浮游动物的同化 量，只要浮游植物能正常生长，b就小于a,A错误；c+e(表示 甲种鱼的同化量)-d(表示甲种鱼流向乙种鱼的能量)-甲 呼吸作用消耗的能量表示从甲种鱼流入分解者的能量，B错 误；乙种鱼产生的粪便中的能量来自c、e、f,C错误；甲种鱼到 乙种鱼的能量传递效率为乙种鱼来自甲种鱼的同化量/甲种 鱼的同化量=d/(c+e)×100%,D正确。 2.A生态系统的能量流动表现为单向流动、逐级递减的特征， 图中每个营养级的生物均有呼吸消耗的能量、流向分解者的 能量和未利用的能量，因而能体现能量流动逐级递减的特征， A错误；根据同化量中能量的去路可知，A代表呼吸作用以热 能的形式散失的能量，B正确；图中输人肉食性动物的能量= (14+2-4-9-0.5)×103=2.5×103kJ/(m2·a),而肉食性 动物输出能量=(2.1+5.1+0.05+0.25)×103=7.5× 103kJ/(m2·a),所以肉食性动物需补偿输入的能量至少为 (7.5-2.5)×10=5×10kJ/(m·a),C正确；在人为干预 下，输入第二营养级的能量为(14+2)×10= 16×10k/(m2·a),由第二营养级输入第三营养级的能量 为2.5×10kJ/(m2·a),所以从第二营养级到第三营养级的 传递效率为2.5÷16≈15.6%，D正确。 第3节生态系统的物质循环 必备知识自主梳理 1.(1)二氧化碳(2)含碳有机物 2.光合作用、化能合成作用呼吸作用分解作用 3.(1)化石燃料的开采和使用(3)二氧化碳植树种草 4.(1)碳、氢、氧、氮、磷、硫从非生物环境到生物群落，又从生 物群落到非生物环境 (2)①全球性②循环性 微思考 提示：大力植树造林可以加快CO,从大气中的CO,库到生物 群落的吸收速率，从而降低大气中CO,的浓度。 1.某种元素或难以降解的化合物超过 2.(1)聚集积累 3.(1)一些重金属(2)人工合成的有机化合物 (3)一些放射性物质 94