第九单元 第51课时 生态系统的能量流动（教师用书word）-【步步高】2025年高考生物大一轮复习讲义（苏教版 江苏专用）

第51课时　生态系统的能量流动 课标要求 1.分析生态系统中的能量在生物群落中单向流动并逐级递减的规律。2.举例说明如何利用能量流动规律，使人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。3.解释生态金字塔表征了食物网各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系。4.活动：调查农田生态系统的能量流动。 考情分析 1.能量流动的过程及特点 2023·新课标·T33　2023·全国甲·T5　2022·北京·T19　2022·河北·T18 2022·湖北·T20　2022·辽宁·T19　2021·辽宁·T19　2021·全国甲·T31 2.能量流动的相关计算 2023·山东·T13　2022·湖北·T20　2021·山东·T24 3.能量流动的应用 2022·山东·T11　2022·湖南·T8　2022·湖北·T20　2021·福建·T6 4.生态金字塔分析 2022·天津·T13 考点一　生态系统的能量流动 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，称为生态系统的能量流动。 2．能量流动过程 (1)能量流经第一营养级的过程 (2)能量流经第二营养级的过程 由图分析得到： ①初级消费者摄入量(a)＝初级消费者的同化量(b)＋粪便量(c)。 ②同化量(b)＝呼吸作用散失的能量(d)＋用于生长、发育和繁殖的能量(e)。 ③用于生长、发育和繁殖的能量(e)＝遗体残骸被分解者利用的能量(f)＋次级消费者摄入量(i)＋暂时未被利用的能量(j)。 提醒　①流入每一营养级的能量最终去向＝在呼吸作用中以热能形式散失＋被下一营养级同化(最高营养级除外)＋被分解者利用。 ②某营养级的粪便量不属于该营养级的同化量，而属于上一营养级流向分解者的能量，比如兔子吃草，兔子粪便中的能量属于草流向分解者的能量。 ③植物光合作用与同化量的关系：光合作用储存的能量＝同化量，净光合作用储存的能量＝用于生长、发育和繁殖的能量(净光合作用＝光合作用－呼吸作用)。 3．能量流动的特点 (1)单向流动 ①方向：沿食物链由低营养级流向高营养级。 ②特点：不可逆转，也不能循环流动。 (2)逐级递减 ①能量传递效率：相邻两个营养级间的能量传递效率平均只有10%～20%。 ②营养级数量：生态系统中的能量流动一般不超过5个营养级。 判断正误 (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(　×　) 提示　第一营养级生物的同化量一般是通过光合作用固定的太阳能，而第二营养级及以上营养级生物的同化量等于从上一营养级摄入的能量减去粪便中的能量。 (2)森林中生产者积累的有机物的能量总和即为输入该生态系统的总能量(　×　) 提示　输入该生态系统的总能量包括生产者积累的有机物的能量和生产者在呼吸作用中以热能形式散失的能量。 (3)越冬灰鹤粪便中的能量不属于其同化量的一部分(2021·辽宁，19)(　√　) (4)果蔬等植物获取的物质和能量主要来自有机肥(　×　) 提示　果蔬等植物获取的物质来自无机物，获取的能量来自太阳能。 (5)在食物链中，营养级越高，其同化的能量越少，原因是其通过呼吸作用消耗的能量太多(　×　) 提示　同化量少与呼吸消耗量无关，能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的，营养级越多，在能量流动过程中消耗的就越多。 (6)鱼吃杂草，杂草同化能量中的10%～20%流入鱼体内(　×　) 提示　10%～20%是相邻两个营养级之间的能量传递效率，不是两种生物之间的能量传递效率。 依据泥鳅可以利用残饵、鱼粪为食以及循环经济原理，技术人员将稻田养河蟹和稻田养泥鳅两个生态系统有机地结合起来，形成稻护蟹，蟹吃饵料、杂草，泥鳅吃残饵、蟹粪，泥鳅粪肥田的“稻—蟹—泥鳅”农田生态系统，科研人员比较了三种农田模式的产量，结果如表，请回答以下问题： 45 m2的稻田中水稻、河蟹及泥鳅产量分析 生态系统类型 水稻产量/kg 河蟹产量/g 泥鳅产量/g 水稻单种 39.0 稻—蟹 41.4 2 203.3 稻—蟹—泥鳅 41.0 2 131.3 656 (1)输入“稻—蟹—泥鳅”农田生态系统的总能量包括哪些？ 提示　生产者(水稻等)固定的太阳能和饵料中的化学能。 (2)河蟹会被鸟捕食，与鸟相比，河蟹的同化量/摄入量的比值明显较低，从食物类型分析，可能的原因是什么？ 提示　河蟹摄入的有机物中含有大量纤维素，不易消化吸收，大量能量随粪便排出。 (3)如图为“稻—蟹”农田生态系统中各营养级所含能量的示意图，其中a、a1、a2表示上一年留存下来仍未被利用的能量，e、e1、e2表示呼吸作用消耗的能量，c、c1、c2表示什么？河蟹用于自身生长、发育和繁殖的能量包括哪些？(用图中字母表示) 提示　c、c1、c2表示流向下一营养级的能量；河蟹用于自身生长、发育和繁殖的能量包括b2、c2、d2。 (4)如图是能量流经该稻田第二营养级的示意图，图中的数值表示能量(单位：×10 kJ·m－2·a－1)。图中的C代表什么含义？第二营养级到第三营养级的能量传递效率是多少？ 提示　C代表初级消费者用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量(储存在有机物中的能量)；第二营养级到第三营养级的能量传递效率为(500×10－60×10)÷(1 220×10＋1 280×10)×100%＝4 400÷25 000×100%＝17.6%。 (5)与“稻—蟹”农田模式相比，“稻—蟹—泥鳅”农田模式具有更高的经济效益，从能量流动的角度分析其原因。为了从蟹—稻复合养殖体系获得更大的稻、蟹产量，需定期投喂饵料，从能量流动和物质循环的角度分析原因是什么？ 提示　泥鳅吃残饵、蟹粪，实现了能量的多级利用，提高了能量的利用率。投喂饵料能减少河蟹从水稻中获得能量，保证水稻产量不受影响。河蟹为该生态系统的输出产品，输出的元素不再回归该生态系统。 考向一　能量流动的过程、特点 1．(2024·南通高三模拟)如图表示生态系统中生产者和初级消费者的能量类型和去向(d表示营养级未被利用的能量)。下列相关叙述错误的是(　　) A．生产者和初级消费者获得能量的方式不相同 B．生产者用于生长、发育和繁殖的能量一定包含b1 C．生产者到初级消费者的能量传递效率为b1/(a1＋b1＋c1＋d1)×100% D．初级消费者粪便中的能量属于生产者所同化的能量 答案　C 解析　生产者通过自养方式获得物质和能量，初级消费者通过异养方式获得物质和能量，A正确；根据题图可知，b1 是初级消费者摄入的能量，生产者用于生长、发育和繁殖的能量包含b1，B正确；b1 是初级消费者摄入的能量，不是同化量，生产者到初级消费者的能量传递效率为(a2＋b2＋c2＋d2)/(a1＋b1＋c1＋d1)×100%，C错误；初级消费者粪便中的能量存在于有机物中，没有被初级消费者同化，属于生产者所同化的能量，D正确。 2．(多选)(2024·苏锡常镇四市高三一模)如图为处于平衡状态的某自然生态系统，P、R、S、T、F、E表示其生物成分，箭头表示物质的传递方向。下列有关叙述正确的是(　　) A．生物成分P、R、S、T、F、E获取物质和能量的途径都相同 B．R用于生长、发育和繁殖的能量最终会被E利用和被S摄入 C．该生态系统中的二氧化碳排放量与二氧化碳吸收量基本持平 D．负反馈调节是生态系统具备自我调节能力和维持平衡的基础 答案　BD 解析　结合题图分析可知，P是生产者，R、S、T、F是消费者，E是分解者，各种生物成分获取物质和能量的途径不同，如生产者主要通过光合作用获取能量，而消费者主要通过捕食获取物质和能量，A错误；R属于初级消费者，其用于生长、发育和繁殖的能量最终会被E(分解者)利用和被S(次级消费者)摄入，B正确；据图可知，该生态系统中有物质和能量的输出，说明生产者的光合作用大于生态系统的总呼吸作用，则该生态系统中的二氧化碳排放量应小于二氧化碳吸收量，C错误；生态系统具有一定的自我调节能力，而其基础就是负反馈调节，故负反馈调节是生态系统具备自我调节能力和维持平衡的基础，D正确。 考向二　能量流动的相关计算 3．(2023·山东，13)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(　　) 项目 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90×105 J/(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10.5×105 J/(m2·a) D．初级消费者粪便中的能量为70.5×105 J/(m2·a)，该能量由初级消费者流向分解者 答案　C 解析　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，因此可知，流经该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能和来自陆地的植物残体中的能量，即90×105 J/(m2·a)＋42×105 J/(m2·a)＝132×105 J/(m2·a)，A错误；表格中没有显示生产者流入初级消费者的能量，因此无法计算有多少能量流入下一营养级，B错误；初级消费者同化量为13.5×105 J/(m2·a)，初级消费者用于呼吸消耗的能量为3×105 J/(m2·a)，因此初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量＝同化量－呼吸消耗的能量＝10.5×105 J/(m2·a)，C正确；初级消费者粪便中的能量＝初级消费者摄入量－初级消费者同化量＝70.5×105 J/(m2·a)，该能量由第一营养级流向分解者，D错误。 4.如图所示的食物网中，最初戊的食物有1/5来自乙，1/5来自丙，3/5来自丁。为了促进戊的发展，将戊的食物比例调整为1/2来自乙，1/4来自丙，1/4来自丁。若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传递效率为20%。理论上现在养活的戊的数量是最初的多少倍？(　　) A．1.4 B．1.5 C．1.6 D．1.7 答案　D 解析　以戊体重增加20 g，计算甲的消耗量。调整前：在甲→乙→戊食物链中，需要甲的量为1/5×20÷20%÷10%＝200(g)；在甲→丙→戊食物链中，需要甲的量为1/5×20÷20%÷10%＝200(g)；在甲→丙→丁→戊食物链中，需要甲的量为3/5×20÷20%÷20%÷10%＝3 000(g)，所以共需要甲的量 为200＋200＋3 000＝3 400(g)。调整后：在甲→乙→戊食物链中，需要甲的量为1/2×20÷20%÷10%＝500(g)；在甲→丙→戊食物链中，需要甲的量为1/4×20÷20%÷10%＝250(g)；在甲→丙→丁→戊食物链中，需要甲的量为1/4×20÷20%÷20%÷10%＝1 250(g)，所以共需要甲的量为500＋250＋1 250＝2 000(g)。则理论上现在养活的戊的数量是最初的3 400/2 000＝1.7(倍)，故D正确。 归纳提升　(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C←A→B，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)能量流动中的最值计算 (4)能量流动中的定值计算 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如果是在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物获得能量，且各途径所获得的生物量比例确定，则需按照各单独的食物链进行计算后合并。 考点二　生态金字塔及能量流动规律在生产中的应用 1．生态金字塔的类型及特点 项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 概念 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形成的一个金字塔图形 如果金字塔中表示的是各个营养级的生物个体的数目比值关系，就形成数量金字塔 如果金字塔中表示的是各个营养级生物量(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 形状 象征含义 能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性 一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减 一般生物有机物的总干重沿食物链升高而逐级递减 特点 正金字塔形 一般为正金字塔形 一般为正金字塔形 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(用总干重来表示)可能低于浮游动物的生物量 2.能量流动规律在生产中的应用 (1)研究生态系统的能量流动，可以帮助人们在设计人工生态系统时充分考虑能量的有效利用。例如：“桑基鱼塘”和“稻田养鱼”等生产模式大大提高了能量的利用率。 (2)研究生态系统的能量流动，合理地优化生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对生产有益的部分，可以使农业生产获得更大的效益。例如：划区轮牧、农田捉虫、除草等。 判断正误 (1)生态金字塔都是上窄下宽的金字塔形(　×　) 提示　数量金字塔和生物量金字塔可存在上宽下窄的倒金字塔形。 (2)在自然生态系统中，能量金字塔每一层代表了各营养级的能量值，根据能量单向流动、逐级递减的特点，能量金字塔一定是上窄下宽的正金字塔形(　√　) (3)人为操纵生态系统营养结构有利于调整能量流动方向和提高能量传递效率(　×　) 提示　调整生态系统营养结构有利于调整能量流动方向，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分，提高能量的利用率，但是不能改变能量传递效率。 (4)稻－蟹共作模式可实现物质和能量的循环利用(2022·湖南，8)(　×　) 提示　生态系统中的能量传递是单向的，不能循环利用。 考向三　生态金字塔分析 5．(多选)生态金字塔可表示自然生态系统中食物链和食物网各营养级间的某种比例关系。下列有关叙述正确的是(　　) A．生态金字塔的最顶层代表的是分解者 B．生物量金字塔的常用单位是kg/m2或g/m2 C．能量金字塔和数量金字塔均不会出现倒置 D．生态金字塔说明人类的活动必须遵循自然规律才能实现可持续发展 答案　BD 解析　生态金字塔的最顶层代表的是最高营养级，分解者不参与生态金字塔的构建，A错误；数量金字塔可能会出现倒金字塔形，例如在森林生态系统中，乔木等植物的数量比昆虫等小动物的数量少，C错误；生态金字塔告诉人们，大自然的负载能力是有限的，绝不可能超过负载能力去供养金字塔顶端的消费者，人类的活动必须遵循这个自然的法则，才能实现可持续发展，D正确。 6．(2022·天津，13节选)为研究河流中石块上微生物群落的演替，将灭菌后的裸石置于河流中，统计裸石上不同时间新增物种数目(图1)、自养类群和异养类群的个体数量(A和H分别代表自养和异养类群的优势种)(图2)。 已知自养类群为异养类群提供有机碳，演替达到稳定后，两者的数量金字塔是________(填“正”或“倒”)金字塔形，能量金字塔是________(填“正”或“倒”)金字塔形。 答案　倒　正 解析　由图2可知，120天后，异养类群圆圈面积较自养类群圆圈面积大，即异养类群数量可能较多，自养类群为异养类群提供有机碳，据此推测演替达到稳定后，两者的数量金字塔是倒金字塔形。由于能量在流动过程中总是逐级递减的，因此能量金字塔通常都是正金字塔形。 1．(选择性必修2 P77)能量流动：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。 2．(选择性必修2 P77)生态系统的能量在流动过程中具有单向流动和逐级递减的特点。 3．(选择性必修2 P77)单向流动是指生态系统的能量只能从第一营养级流入第二营养级，再流入第三营养级……能量流动不可逆转，也不能循环。 4．(选择性必修2 P77)进入第一营养级的能量，一部分在植物的呼吸作用中以热能的形式散失，另一部分储存在植物体内的有机物中，用于自身的生命活动。 5．(选择性必修2 P78)因为受能量转化效率的限制，难以维持过高营养级消费者种群的生存对能量的需求，生态系统的食物链长度通常是有限的。 6．(选择性必修2 P79)生态金字塔是反映食物链和食物网各营养级之间生物数量、质量和能量比例关系的图解模型。 7．(选择性必修2 P80)能量金字塔不会出现倒置现象。 8．(选择性必修2 P80)“桑基鱼塘”和“稻田养鱼”等生产模式，大大提高了能量的利用率。 9．(选择性必修2 P81)研究生态系统的能量流动，合理地优化生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对生产有益的部分，可以使农业生产获得更大的效益。 10．(2020·全国Ⅲ，31节选)假设某种蓝细菌(A)是某湖泊中唯一的生产者，其密度极大，使湖水能见度降低。某种动物(B)是该湖泊中唯一的消费者。画出该湖泊生态系统能量流动的示意图。 答案　如图所示 11．(2023·新课标，33节选)湖区的植物、水鸟、细菌等生物成分和无机环境构成了一个生态系统。能量流经食物链上该种水鸟的示意图如下，①、②、③表示生物的生命活动过程，其中①是水鸟的同化；②是呼吸作用；③是分解者利用。 课时精练 一、单项选择题 1．下列关于生态系统的能量流动的叙述，错误的是(　　) A．地球上几乎所有的生态系统所需的能量都来自太阳 B．绿色植物和真菌等固定的太阳能是流入生态系统的总能量 C．从研究能量流动的实践意义考虑，农田除草和合理放牧的目的相同 D．充分利用作物秸秆等可以大大提高能量的利用率，实现能量的多级利用 答案　B 解析　生产者固定的太阳能是流入生态系统的总能量，真菌不属于生产者，B错误。 2．(2024·苏锡常镇四市高三一模)如图表示一般生态系统的结构模式图，在不考虑物质的输入和输出情况下，下列说法错误的是(　　) A．能量主要是以太阳能的形式输入生态系统 B．组分1、2、3分别代表生产者、分解者和消费者 C．在一个幼苗茁壮成长的农田生态系统中，能量的输出量小于输入量 D．如果组分1是生产者，那么组分1代表的是绿色植物 答案　D 解析　生态系统中能量的最终来源是太阳能，生产者主要通过光合作用将光能转变为化学能输入生态系统，A正确；生态系统的组成成分有生产者、消费者、分解者、非生物因素，据图可知，组分1、2、3分别代表生产者、分解者和消费者，B正确；在一个幼苗茁壮成长的农田生态系统中，能量的输出量小于输入量，C正确；如果组分1是生产者，那么组分1代表的主要是绿色植物，此外还有光合细菌、化能细菌等，D错误。 3．草原上，牧草的地下根(a)不可食。在地上，羊摄食部分茎、叶(b)，未被食用部分落入地表(c)。在羊摄食的能量(b)中，部分以粪便(排遗量d)的形式排出，部分以有机氮如尿素、尿酸(排泄量e，羊代谢产生)等的形式排出，还有一部分通过呼吸作用散失(f)。若a～f表示一年中的能量增量，下列说法错误的是(　　) A．一年内，牧草用于生长、发育和繁殖的能量为a＋b＋c B．牧草的能量传向羊时，传递效率小于(b－d)/(a＋b＋c) C．一年内，羊从牧草中获得的能量为b－d D．一年内，牧草流向分解者的能量为c＋d＋e 答案　D 解析　一年内，牧草的净光合量，也就是用于生长、发育和繁殖的能量为a＋b＋c，A正确；牧草的同化量为牧草的真正光合量，这个值大于净光合量(a＋b＋c)，一年内，羊从牧草中获得的能量为摄入量－排遗量(粪便量)＝b－d，因此，牧草与羊之间能量的传递效率小于(b－d)/(a＋b＋c)，B、C正确；排泄量(e)是羊代谢产生的，是以有机氮(尿素、尿酸)的形式排出体外，属于羊同化量中的一部分，是羊流向分解者的能量，c是牧草未被食用部分落入地表的能量，最终被分解者利用，d是羊的粪便中的能量，属于牧草同化量的一部分，最终也被分解者利用，因此牧草流向分解者的能量为c＋d，D错误。 4．(2020·海南，5)在生态系统中，植物所固定的太阳能或所制造的有机物质称为初级生产量，其中一部分用于自身的呼吸消耗，余下部分称为净初级生产量。如表为4个生态系统的研究实例。 类别 玉米地 荒地 湖泊Ⅰ 湖泊Ⅱ 太阳能利用率(初级生产量/入射太阳能) 1.6% 1.2% 0.4% 0.1% 呼吸消耗率(呼吸消耗/初级生产量) 23.4% 15.1% 22.3% 21.0% 净初级生产效率(净初级生产量/初级生产量) 76.6% 84.9% 77.7% 79.0% 下列有关叙述错误的是(　　) A．与玉米地相比，荒地的太阳能利用率低，净初级生产效率也低 B．若入射太阳能相同，上述4个生态系统中，制造有机物质最多的是玉米地 C．两个湖泊中植物的呼吸消耗率与玉米地的大致相等，但明显高于荒地 D．两个湖泊的太阳能利用率低，与太阳光穿过水层时损失了部分能量有关 答案　A 解析　玉米地的太阳能利用率高于荒地，而玉米地的净初级生产效率却低于荒地，A错误；若入射太阳能相同，上述4个生态系统中，制造有机物质最多的是玉米地，因为玉米地的太阳能利用率最高，B正确；由实验数据可知，两个湖泊中有很多的水生植物，而这些植物接受的太阳能需要穿过水层，据此可推知两个湖泊的太阳能利用率低，与太阳光穿过水层时损失了部分能量有关，D正确。 5．(2024·苏州高三期中)如图表示草原生态系统中，植物被植食性动物利用过程中能量流动的部分示意图。下列说法不正确的是(　　) A．第一营养级到第二营养级的能量传递效率是③/(①＋⑤)×100% B．④中的能量用于植食性动物自身的生长、发育和繁殖，其中一部分被分解者利用 C．⑤⑥⑦的能量未流入第二营养级，导致第一营养级到第二营养级的能量流动是递减的 D．若该植食性动物为经济动物，采取适当的措施提高③/②、④/③的值可提高经济效益 答案　A 解析　能量传递效率是某一个营养级同化量/上一个营养级同化量×100%，图中①＋⑤不是第一营养级同化量，是第一营养级用于自身呼吸作用消耗后剩余的能量，A错误。 6．在加拿大的芬迪湾，人们用网笼养殖鲑鱼(三文鱼)，鲑鱼的排泄物顺水而下，为海带等藻类和贝类提供养料。这种养殖方式被称为多营养层次综合水产养殖法(IMTA)。下列相关叙述错误的是(　　) A．海带利用的是鲑鱼的排泄物，因而海带属于该生态系统中的分解者 B．IMTA有利于生物对环境资源的充分利用 C．IMTA提高了能量的利用率，使人类获得更多的产品 D．该生态系统能量流动的终点是热能散失到非生物环境中 答案　A 解析　鲑鱼的排泄物经分解者分解后产生的无机物和二氧化碳可以供海带等藻类利用，海带可以进行光合作用将无机物合成有机物，属于生态系统中的生产者，A错误；结合题干信息可知，IMTA有利于生物对环境资源的充分利用，B正确；鲑鱼的排泄物能为对人类利用的海带等藻类和贝类提供养料，提高了能量的利用率，实现了物质的多级利用，使人类获得更多的产品，C正确；能量流动的起点是生产者固定的太阳能，终点是以热能的形式散失到非生物环境中，不能循环利用，D正确。 7．在畜禽养殖业中，料肉比是指动物增重1 kg所消耗的饲料质量，比如猪、牛和羊以玉米种子和秸秆做成的饲料为食物，其料肉比为2∶1～3∶1。下列关于饲料中玉米的质量不能全部转化为畜禽增长质量的原因分析，错误的是(　　) A．玉米生长过程中，通过细胞呼吸消耗一部分能量 B．投喂饲料时，部分饲料并未被畜禽全部摄入体内 C．畜禽摄入的食物中，有一部分以粪便形式排出体外 D．畜禽生命活动过程中，通过细胞呼吸消耗一部分能量 答案　A 解析　玉米生长过程中，通过细胞呼吸消耗的一部分能量，并未储存在饲料中，因此不是导致饲料中玉米的质量不能全部转化为畜禽增长质量的原因，A错误。 8．如图表示某湖泊生态系统的部分能量流动示意图，其中数值表示该营养级生物同化的能量，单位为kJ/(m2·a)。下列相关叙述正确的是(　　) A．能量由第一营养级到第二营养级的传递效率为7.2% B．甲用于自身生长、发育和繁殖的能量为1 075 kJ/(m2·a) C．乙粪便中的能量属于甲流入分解者的能量 D．分解者属于第二、第三和第四营养级 答案　C 解析　图中第一营养级为水草和藻类，而第二营养级除了甲之外，还有其他鱼类，因此能量传递效率无法计算，A错误；甲用于生长、发育和繁殖的能量＝同化量－呼吸量，图中呼吸量未知，因此无法计算，B错误；乙粪便中的能量属于上一营养级的同化量的一部分，最终也被分解者利用，C正确；食物链和食物网不含分解者，所以分解者不占营养级，D错误。 9．(2023·江苏盐城中学高三模拟)如图为某自然灾害后的人工鱼塘生态系统的能量流动过程中部分环节涉及的能量(单位：103 kg·m－2·a－1)，其中补偿输入是指人工饲喂各个营养级同化的能量。下列叙述错误的是(　　) A．由图可知，肉食性动物需补偿输入的能量为5 000 kg·m－2·a－1 B．植食性动物用于自身生长、发育和繁殖的能量是12 000 kg·m－2·a－1 C．能量在第三营养级与第四营养级之间的传递效率约为3.3% D．据图中数据可知，较低营养级的生物在这场灾害中受到的影响较大 答案　D 解析　各营养级之内，所有输入的能量等于输出的能量，在植食性动物中，输入(14＋2)＝输出(4＋9＋0.5＋流入肉食性动物)，可以计算出流入肉食性动物的能量为2.5×103 kg·m－2·a－1，肉食性动物输入(2.5＋补偿输入)＝输出(2.1＋5.1＋0.05＋0.25)，可以计算出肉食性动物需补偿输入的能量为5×103 kg·m－2·a－1，A正确；植食性动物用于自身生长、发育和繁殖的能量＝同化量－热能散失＝(14＋2)－4＝12×103 kg·m－2·a－1，B正确；第三营养级与第四营养级之间的能量传递效率＝第四营养级的同化量/第三营养级的同化量×100%＝0.25/(2.1＋5.1＋0.05＋0.25)×100%≈3.3%，C正确；根据图中数据，营养级越高，需要补偿输入的能量越多，在灾害中受到的影响越大，D错误。 10．如图表示某河流生态系统的能量金字塔及相关食物网(甲、乙、丙为3种鱼，甲不摄食藻类，箭头指示能量流动方向，图中遗漏了一个箭头)。下列有关叙述正确的是(　　) A．按照能量流动的传递效率，藻类的能量一定有10%～20%被乙同化 B．在不变动各生物营养级的前提下，补充的箭头可以添加在甲、丁之间 C．如果没有丁，生态系统中动植物的遗体和动物的排遗物会堆积如山 D．图中甲和乙属于同一个种群，而处于第三、第四营养级的丁属于不同的种群 答案　B 解析　能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值，数值一般在10%～20%，第一营养级除藻类外还有水草，第二营养级含有甲、乙，故按照能量流动的传递效率，藻类的能量不一定有10%～20%被乙同化，A错误；据题意可知，甲、乙、丙为3种鱼，在不变动各生物营养级的前提下，补充的箭头可以添加在甲、丁之间，B正确；如果没有分解者，生态系统中动植物的遗体和动物的排遗物会堆积如山，而分解者不属于食物链中的成分，不对应丁，C错误；种群是指一定区域内同种生物的全部个体，图示甲和乙属于第二营养级，但据题干信息可知两者为不同生物，故不是同一种群；丁虽在不同食物链中处于不同营养级，但属于同一物种，可能是同一种群，D错误。 11．(2024·南京师大附中高三一模)稻鸭共作农业模式是一种常见的生态农业模式，下列说法正确的是(　　) A．水稻错落有致，体现了群落的垂直结构 B．鸭子吃杂草和虫子，可能占据第二、第三营养级 C．鸭子的粪便代替了肥料，将能量返还给水稻 D．鸭子捕食害虫，最多获得害虫20%的能量 答案　B 解析　水稻是一个种群，不是群落，不能体现群落的垂直结构，A错误；鸭子可以吃植物(杂草)，也可以吃小动物(虫子)，因此，可以位于第二、第三营养级，B正确；鸭子的粪便被微生物分解，转变为热能和化学能，不能被水稻利用，不能返还给水稻，C错误；20%是指相邻两个营养级之间的同化量之比，因此，鸭子捕食害虫获得的能量无法计算，D错误。 二、多项选择题 12.(2024·苏锡常镇四市高三一模)如图为某生态系统中流经第二营养级的能量示意图，其中a表示该营养级食物的摄入量，f表示流向第三营养级的能量。下列叙述正确的是(　　) A．图中b表示第二营养级同化的能量 B．图中e表示生物体内储存的有机物中的能量 C．图中d蕴含的能量均未被第二营养级同化 D．畜牧业中，与放养相比，圈养可提高图中c/b的值 答案　AD 解析　根据图示分析，b表示第二营养级同化的能量，A正确；e表示呼吸作用中以热能的形式散失的能量，B错误；d表示被分解者利用的能量，有一部分能量(粪便中的能量)未被该营养级生物同化，第二营养级流入分解者中的遗体残骸中的能量是被第二营养级同化的能量，C错误；图中a表示该营养级摄入的能量，b表示该营养级同化的能量，c表示用于生长、发育和繁殖的能量，所以圈养与放养相比，c值增大，可提高c/b的值，D正确。 13．(2024·江苏如皋中学高三开学考试)“小养殖、小种植、小加工、小工匠”四小农场是推进乡村振兴过程中的重要力量，如图为一个小型人工生态农场的模式图以及该小型人工生态农场中农作物和鸡的部分能量值(单位：104 kJ)。下列说法正确的是(　　) 项目 净同化量(同化量－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成分及它们之间形成的营养结构 B．该小型生态系统通过食物网流向人的能量值为1.6×105 kJ 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17.2% D．与常规农业种植模式相比，人工生态农场提高了能量利用率 答案　BCD 解析　生态系统的结构包括生物成分(如生产者、消费者、分解者)、非生物的物质和能量及营养结构(食物链和食物网)，A错误；该小型生态系统的食物链有两条：①农作物→人，②农作物→鸡→人，农作物流向下一营养级的能量为(110－21－58)×104＝31×104(kJ)，其中农作物流向鸡的能量为鸡的同化量＝(8＋10)×104＝18×104(kJ)，则可计算农作物流向人的能量为(31－18)×104＝13×104(kJ)；鸡流向人的能量＝(8－2－3)×104＝3×104(kJ)，因此，该小型生态系统通过食物网流向人的能量为(13＋3)×104＝16×104(kJ)，即1.6×105 kJ，B正确；该生态系统中第一营养级(农作物)的同化量＝(110＋70)×104＝180×104(kJ)，农作物流向下一营养级的能量为31×104(kJ)，由此可计算出第一营养级到第二营养级的能量传递效率＝31÷180×100%≈17.2%，C正确。 14．(2024·泰州高三模拟)长江口生态系统结构复杂，是许多水生生物种群繁殖、育幼和栖息的场所，渔业资源丰富。如图表示长江口生态系统各营养级间的能量流动关系(单位：kJ·km－2·a－1)。下列叙述正确的是(　　) A．该生态系统的结构由植物、虾类、鱼类以及有机碎屑等非生物的物质和能量组成 B．该生态系统需要得到系统外的能量补充，能量在食物链中单向流动、逐级递减 C．捕捞导致小型鱼、虾类流向食鱼性鱼类的能量传递效率不符合10%～20% D．图中浮游动物流向分解者的能量包括遗体残骸和其产生的粪便中的能量 答案　BC 解析　生态系统的结构包括生态系统的组成成分(包括非生物因素、生产者、消费者、分解者)和营养结构(食物链和食物网)，A错误；浮游动物产生的粪便中的能量属于其上一营养级流向分解者的能量，D错误。 三、非选择题 15．(2021·山东，24节选)海水立体养殖中，表层养殖海带等大型藻类，海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎，底层养殖以底栖微藻、生物遗体残骸等为食的海参。某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图如图，M、N表示营养级。 回答下列问题： (1)图中M用于生长、发育和繁殖的能量为____________kJ/(m2·a)。由M到N的能量传递效率为________%(保留一位小数)，该生态系统中的能量________(填“能”或“不能”)在M和遗体残骸间循环流动。 (2)养殖的海带数量过多，造成牡蛎减产，从生物群落的角度分析，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)海水立体养殖模式运用了群落的空间结构原理，依据这一原理进行海水立体养殖的优点是____________________________。在构建海水立体养殖生态系统时，需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素，从而确定每种生物之间的合适比例，这样做的目的是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)2 488　6.3　不能　(2)由于海带的竞争，浮游植物数量减少，牡蛎的食物减少，产量降低　(3)能充分利用空间和资源　维持生态系统的稳定性，保持养殖产品的持续高产(或实现生态效益和经济效益的可持续发展) 解析　(1)用于生长、发育和繁殖的能量＝同化的能量－呼吸作用消耗的能量＝3 281＋2 826－3 619＝2 488 [kJ/(m2·a)]；由 M到N的能量传递效率为386÷(3 281＋2 826)×100%≈6.3%，能量流动的方向是单向的，不能循环。(2)牡蛎以浮游植物为食，由于海带的竞争，浮游植物数量减少，牡蛎的食物减少，所以产量降低。(3)海水立体养殖利用了群落结构的特点，优点是能充分利用空间和资源；由于空间和资源是有限的，所以在构建海水立体养殖生态系统时，需要考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素，从而确定每种生物之间的合适比例，维持生态系统的稳定性，保持养殖产品的持续高产。 学科网（北京）股份有限公司 $