第3章 第2节 生态系统的能量流动-【新课程学案】2025-2026学年高中生物选择性必修2 生物与环境配套课件PPT（人教版 单选版）

该高中生物学课件围绕生态系统能量流动，系统涵盖过程分析、特点总结、生态金字塔及实践意义，通过学案分模块构建知识脉络，从生产者能量输入到各营养级传递转化，结合示意图和案例形成学习支架。 其亮点在于情境化探究与结构化呈现，以草原食物链、稻鱼共作等案例引导科学思维，通过生态金字塔对比表格培养建模能力，分层训练题强化探究实践，助力学生构建物质与能量观，教师可直接用于课堂提升教学效率。

第2节　生态系统 的能量流动 学习目标 1.通过分析能量在营养级间的流动情况和赛达伯格湖的能量流动，概述生态系统中能量流动的过程和特征。 2.用生态金字塔表征生态系统中各营养级间的能量、生物量或数量等关系。 3.概述研究生态系统能量流动的意义。 聚焦·学案一 能量流动的过程和 特点 聚焦·学案二 生态金字塔和研究能量流动的实践意义 课时跟踪检测 目录 随堂小结 聚焦·学案一 能量流动的过程和特点 学案设计 (一)理清能量流动的过程 1.能量流动的概念：生态系统中能量的_________________________的过程。 输入、传递、转化和散失 2.能量流经某营养级的具体分析 (1)能量流经第一营养级的过程 光合作用 热能 分解者 第二 (2)能量流经第二营养级的过程 同化 生长、 发育和繁殖 分解者 (3)某营养级能量去向的2个分析角度(最高营养级除外) ①定量不定时分析中，这一定量的能量不管如何传递，最终都以热能形式从生物群落中散失，生产者源源不断地固定太阳能，才能保证生态系统能量流动的正常进行。 ②定量定时分析中，如果是以年为单位研究，“未被利用”的能量将保留到下一年。 ③“未被利用”的能量还包含动植物的遗体残骸以化石燃料的形式被储存起来的能量，不过分析能量流动过程时，此部分能量一般不作考虑。 3.能量流动示意图 (1)补充图中甲~戊代表的内容： 甲：_______，乙：___________，丙：__________，丁：__________，戊：________。 (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被下一营养级同化(最高营养级除外)。 ③被________分解利用。 生产者 初级消费者 次级消费者 呼吸作用 分解者 热能 分解者 (二)掌握能量流动的特点及相关计算 |探|究|学|习| 　　草原上的鹰捕食兔子，存在一条食物链：草→兔→鹰。草原上的生产者主要是草，几乎全部动物都是直接或间接由草养活，下图表示能量流经第二营养级的示意图。请分析回答下列问题： (1)草的能量来自哪里?它的能量通过什么途径传递给其他动物? 提示：草的能量来自太阳。传递途径为食物链或食物网。 (2)图中初级消费者的摄入量(a)和粪便量(c)、初级消费者的同化量(b)之间具有的等量关系是什么? 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最终有哪几个流向? 提示：自身呼吸作用散失、被分解者利用和流向下一营养级。 |认|知|生|成| 1.能量流动的特点 2.能量传递效率 (1)能量在相邻两个营养级间的传递效率一般只有10%~20%，也就是说，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。 (2)计算公式 相邻两个营养级间 的能量传递效率=×100%。 3.能量流动的特点及原因分析 特点 相关分析 单向 流动 表现 能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级 原因 生物之间的捕食关系不可逆转 逐级 递减 规律 相邻两个营养级间能量传递效率为10%~20% 原因 ①各营养级生物的呼吸消耗；②各营养级同化的能量都会有一部分流入分解者(包括未被下一营养级利用的部分) 4.能量传递效率的相关计算 (1)在食物链中的相关计算问题 在食物链中，若题干中未作具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%。如在食物链A→B→C→D中。 ①已知D营养级的能量为M，则最少需要A营养级的能量为M÷(20%)3，最多需要A营养级的能量为M÷(10%)3。 ②已知A营养级的能量为N，则D营养级获得的能量最多为N×(20%)3，最少为N×(10%)3。 (2)在食物网中的相关计算问题 ①在能量分配比例未知时，计算某一生物获得的能量最多(或最少)： ②在能量分配比例和能量传递效率已知时，对食物网中能量流动的计算，先根据题意写出相应的食物链，再根据各营养级之间的能量传递效率，按照从不同食物链获得能量的比例分别进行计算，最后将各条食物链中得到的值相加即可。 微提醒：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]　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(　　)   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/[105 J/(m2·a)] 90 42 54 13.5 3 A.流经该生态系统的总能量为132×105 J/(m2·a) B．该生态系统的生产者有13.33%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13.5×105J/(m2·a) D．初级消费者粪便中的能量为40.5×105 J/(m2·a)，该能量由该系统中生产者流向分解者 √ [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，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＋42×105＝132×105 [J/(m2·a)]，A正确；表格中没有显示生产者流入初级消费者的能量，因此无法计算生产者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错误；初级消费者粪便中的能量＝摄入量(54×105)－同化量(13.5×105)＝40.5×105 [J/(m2·a)]，但粪便中的能量包含未被同化的生产者和陆地的植物残体，并非全部由该系统的生产者流向分解者，D错误。 [易错提醒] 正确认识流经生态系统的总能量 (1)整个生态系统能量的源头是太阳，输入的起点是生产者固定的太阳能。 (2)流经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，因为有相当一部分的太阳辐射没有被生产者捕捉和固定。 (3)流经某些人工生态系统(如人工鱼塘)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。 (4)能量最后以热能的形式回到非生物环境中，热能产生的过程包括各营养级生物的呼吸作用和分解者的呼吸作用。 [例2]　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、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.第二营养级的同化量小于D+E √ [解析]　由图可知，第一营养级的同化量为A+B+C+D，其中通过呼吸作用消耗的能量为A，则生产者用于生长、发育和繁殖的能量=同化量-呼吸作用消耗的能量=B+C+D，A正确；第二营养级从第一营养级同化的能量为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；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、三营养级粪便中的能量分别属于C+E、F+H，C错误；第二营养级从人工饲料中摄入的能量E不能被全部同化，因此第二营养级同化的能量小于D+E，D正确。 [思维建模] 能量流动的3个关系式 (1)摄入量=同化量+粪便量。 (2)同化量=摄入量-粪便量=自身呼吸消耗量+用于生长、发育和繁殖的能量。 (3)用于生长、发育和繁殖的能量=同化量-自身呼吸消耗量=流入下一营养级的能量+被分解者分解利用的能量(+未利用的能量)。 迁移训练 1.判断下列叙述的正误 (1)生态系统中能量的初始来源一定是太阳能。( ) (2)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。( ) (3)所有生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的能量。( ) (4)能量通过光合作用和化能合成作用输入生态系统，通过呼吸作用输出生态系统。( ) × × × √ (5)能量在生态系统的食物链中是以热能的形式流动的。 ( ) (6)食物链各营养级的能量去向都包括自身呼吸作用消耗、分解者分解利用、流入下一营养级。( ) (7)生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量补充。( ) × × √ 2.初级消费者体内的能量，其去路不包括 (　　) A.用于自身生命活动 B.通过呼吸作用被消耗掉 C.被第二营养级的其他生物所获得 D.被分解者分解释放到环境中去 √ 解析：初级消费者是第二营养级，体内的能量不能被第二营养级的其他生物获得，C符合题意。 3.如图表示“螳螂捕蝉，黄雀在后”中部分能量流动关系，字母代表的是能量值。下列叙述正确的是 (　　) A.从题干中可推出存在的食物链为“蝉→螳螂→黄雀” B.当某种原因导致某生态系统的螳螂减少时，黄雀的数量也会变少 C.图中c、d、f以相同的能量形式流向分解者 D.螳螂和黄雀之间的能量传递效率可用b/a×100%表示 √ 解析：食物链的起点为生产者，“螳螂捕蝉，黄雀在后”可推出存在的食物链为“植物→蝉→螳螂→黄雀”，A错误；由于生态系统中黄雀的食物不止是螳螂，当某种原因导致某生态系统的螳螂减少时，黄雀的数量不一定会变少，B错误；图中c、d、f均以有机物中的化学能的形式流向分解者，C正确；螳螂和黄雀之间的能量传递效率是指黄雀的同化量占螳螂同化量的百分比，黄雀的同化量为e，螳螂的同化量为a，能量传递效率可以用e/a×100%表示，D错误。 4．下图为某草场中的能量流动示意图，甲表示某生理过程，乙表示分解者，a～i、m、n代表各环节的能量值(其中a、b、c分别为各营养级的同化量，且b、c分别为从上一营养级同化的能量)。下列说法错误的是(　　) A．流入该草场生态系统的总能量为a＋m＋n B．h包含初级消费者粪便中的能量 C．生产者用于生长、发育、繁殖的能量可表示为a－d D．第二营养级与第三营养级之间的能量传递效率为(n＋c)/(b＋m) ×100% √ 解析：流入该草场生态系统的总能量是生产者所固定的总能量和人工输入的有机物中的总能量，可表示为a＋m＋n，A正确；初级消费者粪便中的能量属于生产者同化量，即h包含初级消费者粪便中的能量，B正确；生产者用于生长、发育、繁殖的能量可表示为a－d，C正确；第二营养级与第三营养级之间的能量传递效率为c/(b＋m)×100%，D错误。 聚焦·学案二 生态金字塔和研究能量流动的实践意义 学案设计 (一)深化理解生态金字塔 1.类型 能量 金字塔 将单位时间内各________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________的次序排列，可形成一个金字塔图形 生物量 金字塔 用能量金字塔的方法表示各个营养级_______ (每个营养级所容纳的__________________)之间的关系 数量 金字塔 用能量金字塔的方法表示各个营养级的______________比值关系 能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔统称为生态金字塔 营养级 营养级 生物量 有机物的总干重 生物个体的数目 2.比较 项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 形状 特征 通常呈正金字塔形 一般为正金字塔形，有时呈倒金字塔形 象征 意义 能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性 一般情况下，生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减 一般情况下，生物量沿食物链流动逐级递减 每一级 含义 食物链中每一营养级生物所含能量的多少 每一营养级生物个体的数量 每一营养级生物所含有机物的总干重 续表 |情|境|探|究|思|考| 　下图为某个湖泊生态系统的能量金字塔模型示意图，共有A~D四层，按要求回答问题。 (1)A~D每层生物组成有什么共同特点? 提示：同属同一个营养级。 (2)D层的含义是什么? 提示：第一营养级(生产者)在单位时间内固定的太阳能。 (3)通常情况下，该图除表示能量金字塔外，还可以表示哪些生态金字塔? 提示：还可以表示生物量金字塔、数量金字塔。 (4)试举一例倒置的金字塔。 提示：树和虫构成的数量金字塔，海洋中某时刻浮游植物与浮游动物构成的生物量金字塔等。 (二)理清研究能量流动的实践意义 1.研究生态系统的能量流动，可以帮助人们将生物在____________上进行合理配置，增大流入某个生态系统的_________。 2.研究生态系统的能量流动，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________的利用。 3.研究生态系统的能量流动，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______________________。 时间、空间 总能量 最有效 对人类最有益的部分 [典例]　稻鱼共作是以水稻为主体，适量放养鱼类的生态种养模式。通过对水稻田一定的田间工程改造，水稻为鱼类提供遮蔽场所和氧气，鱼类能除去稻田中的害虫、杂草和有机废弃物，松动田泥，其粪便又为水稻提供肥料，是一种把种植业和水产养殖业有机结合的立体生态农业方式。下列相关叙述正确的是 (　　) A.水稻所固定的太阳能越多，能量传递效率就会越高 B.稻鱼共作模式相比其单独种养殖，提高了能量传递效率 C.鱼粪肥田、及时防控虫害可有效提高农田的能量利用率 D.害虫、杂草中的能量通过鱼粪流向水稻 √ [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，水稻所固定的太阳能越多，并不能提高能量的传递效率，A错误；稻鱼共作模式相比其单独种养殖，提高了能量的利用率，不能提高能量传递效率，B错误；鱼粪肥田、及时防控虫害可有效提高农田的能量利用率，使能量更多的流向对人类有益的部分，C正确；鱼粪中的能量流向分解者而不是水稻，D错误。 [易错提醒] 正确认识能量利用率 (1)一般来说，食物链越短，能量利用率越高。 (2)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。 (3)注意区分与能量传递效率的不同：能量利用率通常是指流向人类的能量(或流入最高营养级的能量)占生产者同化量的比值，能量传递效率是指相邻两个营养级同化量的比值。 迁移训练 1.判断下列叙述的正误 (1)能量金字塔能直观地反映出生态系统中各种群间的能量关系。( ) (2)某个营养级所容纳的有机物的总干重表示该营养级的生物量。( ) (3)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。( ) (4)研究能量流动，可调整能量流动关系，使生产者固定的能量全部流向人类。( ) × √ × × 2.能量金字塔、生物量金字塔及数量金字塔统称为生态金字塔，某时刻调查了某地的生态金字塔，结果如图所示。下列叙述错误的是 (　　) A.海洋中某时刻可能出现如图甲所示的上宽下窄倒置的生物量金字塔 B.消费者个体小而生产者个体大，可能会出现图甲所示的数量金字塔 C.若图乙代表的是能量金字塔，“1”层只能是利用光能的自养型生物 D.生态金字塔中，每一层都不含分解者，但同种生物可以属于不同层 √ 解析：海洋中，浮游植物个体小、寿命短，会不断地被浮游动物摄食，所以在某一时刻，浮游动物的生物量可能会大于浮游植物，从而出现图甲所示的生物量倒置的金字塔，A正确；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如图甲所示上宽下窄倒置的金字塔形，B正确；能量金字塔中，“1”层是第一营养级，第一营养级是生产者，生产者能利用光能或化学能将无机物转化为有机物，属于自养型生物，所以若图乙代表的是能量金字塔，“1”层是利用光能或化学能的自养型生物，C错误；在生态金字塔中，只包括生产者和消费者，不含分解者，而同一种生物可以属于不同营养级，进而属于不同层，D正确。 3.生态农庄是集种植、养殖、旅游观光于一体的新兴农业模式，下图是某农庄生态系统结构图。下列相关分析正确的是 (　　) √ A.该生态工程实现了物质和能量的循环利用，提升了经济效益 B.流经该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能 C.在该生态农庄中，可应用能量流动规律及时调整畜禽结构，提高能量传递效率 D.蚯蚓从粪便中获得的能量属于秸秆(水稻)和饲料中的能量 解析：由题图可知，该生态工程实现了物质的循环利用和能量的多级利用，提升了经济效益，生态系统中的能量不能循环利用，A错误；流经该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能和投放到该生态系统的饲料和化肥中的有机物中的能量，B错误；在该生态农庄中，可应用能量流动规律及时调整畜禽结构，提高能量利用率，能量传递效率不会改变，C错误；粪便中的能量属于牛等牲畜、鸡等家禽未同化的能量，属于秸秆(水稻)和饲料中的能量，D正确。 一、建构概念体系 二、融通科学思维 1.河蚬属滤食性双壳类的底栖动物，主要以浮游生物(如绿藻)和有机碎屑为食。研究人员对某湖区河蚬的密度和生物量进行了调查，发现去年河蚬种群数量增长，结合人工养殖，从能量流动的角度分析，其可能的原因是______________________________________________ _________________________________________________________________________。 通过投放饲料补充能量输入，或通过管理减少河蚬天敌数量、降低竞争者(如其他滤食性生物)的能量消耗，使流向河蚬的能量增加 2.将稻蟹综合种养和鱼类水产养殖相结合，利用稻田的净化能力将鱼类养殖过程中不能利用的营养物质吸收利用，而经过稻田吸收净化后的水又流回养殖鱼塘。 (1)河蟹同化的总能量中，除去用于河蟹生长、发育和繁殖的能量外，其余部分能量的去向是________________________________。 通过呼吸作用以热能的形式散失 (2)稻蟹综合种养的生态农业模式充分利用了空间和资源，体现了研究能量流动的意义是________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________。 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，同时也能帮助人们合理规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用 3.塞罕坝位于河北省承德市，是我国最大的人工林场。通过对人工林幼苗期适当除草、除虫、施肥等措施，适时、适当的干预人工林，这是系统正常运行的保证。从研究能量流动的实践意义分析，这些措施的目的____________________________________________________ ___________________________。 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 4.植物凋落物常覆盖于地表，不仅可以调节土壤湿度，缓冲雨水冲刷，腐解后还可形成腐殖质和无机盐等，改善土壤结构。科研工作者就植物凋落物对某牧场区域的影响进行了研究(用N表示生产者用于自身生长、发育、繁殖的能量，G表示生产者的同化量)。 (1)一般情况下，N/G的值往往较低的原因是______________________ _____________________________。 同化量中的大部分能量通过呼吸作用以热能形式散失 (2)相比于非干旱年份，干旱年份不移除凋落物和移除凋落物的牧场区域的N的差值较大，原因可能是_____________________________ _______________________________________________________________________________________________。 植物凋落物可以维持土壤湿度等环境因子的稳定，改善土壤结构，从而促进生产者的生长、发育和繁殖，在干旱条件下，这种影响尤为显著 三、综合检测反馈 1.某研究团队开展稻—虾—鱼轮作养殖模式研究，在捕捞虾后，种植水稻时养殖鲫鱼，经济效益明显增加。下列叙述错误的是(　　) A.稻—虾—鱼轮作模式提高了稻田中的能量利用率 B.一年内稻田中植物残体所含的能量属于未利用的能量 C.鱼、虾排泄物中的能量能通过分解者转移到生产者体内 D.鱼、虾生长所需的能量来自稻田中的生产者和投放的饵料 √ 解析：稻—虾—鱼轮作模式使稻田生态系统中的能量得到了更充分的利用，提高了能量利用率，A正确；一年内稻田中植物残体所含的能量，没有被下一营养级利用，也没有被分解者完全分解等，属于未利用的能量，B正确；鱼、虾的排泄物能被分解者分解，产生的无机物可以被生产者利用，但能量是单向流动、逐级递减的，能量不能从分解者转移到生产者体内，C错误；鱼、虾在稻田中生长，一方面可以摄食稻田中的生产者如浮游植物等，另一方面，养殖过程中还会投放饵料，所以其生长所需的能量来自稻田中的生产者和投放的饵料，D正确。 2.(2025·山东高考)某时刻某动物种群所有个体的有机物中的总能量为①，一段时间后，此种群所有存活个体的有机物中的总能量为②，此种群在这段时间内通过呼吸作用散失的总能量为③，这段时间内死亡个体的有机物中的总能量为④。此种群在此期间无迁入迁出，无个体被捕食，估算这段时间内用于此种群生长、发育和繁殖的总能量时，应使用的表达式为 (　　) A.②-①+④ B.②-①+③ C.②-①-③+④ D.②-①+③+④ √ 解析：由题意可知，①为某时刻某动物种群所有个体的有机物中的总能量，②为一段时间后此种群所有存活个体的有机物中的总能量，③为此种群在这段时间内通过呼吸作用散失的总能量，④为这段时间内死亡个体的有机物中的总能量。根据生态学能量流动模型，某段时间内，动物种群用于生长、发育和繁殖等生命活动的总能量本质是种群净积累的能量，储存在动物体的有机物中。由于此种群在此期间无迁入迁出，无个体被捕食，则这段时间内用于此种群生长、发育和繁殖的总能量=一段时间后所有个体的有机物中的总能量(包括死亡个体)-初始总能量=(②+④)-①，A正确。 3．科研小组对某人工池塘生态系统的能量流动进行定量分析，如下表所示[部分数据未给出，能量单位为J/(cm2·a)，肉食性动物作为一个营养级研究]，下列叙述正确的是(　　) 生物类型 X 传递给分解者 的能量 未利用的能量 传给下一营养级的能量 外来有机物输入的能量 生产者 44.0 5.0 95.0 20.0 0 植食性动物 9.5 1.5 11.0 Y 5.0 肉食性动物 6.3 0.5 6.5 0.7 11.0 A.X代表的能量可以被生产者重新捕获而提高能量利用率 B．流入该人工池塘生态系统的总能量为164 J/(cm2·a) C．Y等于3 J/(cm2·a)，植食性动物到肉食性动物的能量传递效率为12% D．除表中所示的组成成分外，该生态系统的组成成分还应有分解者 √ 解析：根据每个营养级能量的去向可知，X应该表示呼吸作用以热能形式散失的能量，该部分能量不能被生物重新捕获，A错误；流入该人工池塘生态系统的总能量＝生产者固定的总能量＋人工输入的能量，即44.0＋5.0＋95.0＋20.0＋5.0＋11.0＝180 [J/(cm2·a)]，B错误；Y表示传入下一营养级(肉食性动物)的能量，即6.3＋0.5＋6.5＋0.7－11.0＝3 [J/(cm2·a)]，植食性动物同化的能量为9.5＋1.5＋11.0＋3＝25 [J/(cm2·a)]，植食性动物到肉食性动物的能量传递效率为3/25×100%＝12%，C正确；除表中所示的组成成分外，该生态系统的组成成分还应有分解者、非生物的物质和能量，D错误。 4.图1为某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营养级的变化示意图，其中A~F表示能量值(单位略)。水土流失治理是应用生态学原理进行受损生态系统修复的成功典范，其中“草—木—果—沼”生态果园复合循环模式是典型的成功案例之一，部分营养结构如图3所示，请据图回答下列问题： (1)从生态系统的组成成分来看，图3中未表示出的成分是 ____________________________。图1中，m1、m2表示的主要能量形式分别为_______________。营养级Ⅰ的能量中流入分解者的包括_________________________________________________两部分。  分解者、非生物的物质和能量 太阳能、热能 营养级Ⅰ的残枝败叶等中的能量和营养级Ⅱ的粪便量 解析：图3是食物网，只有生产者和消费者两种成分，图中未表示出的成分有分解者、非生物的物质和能量。图1中，m1主要表示通过光合作用进入该生态系统的能量，故m1主要表示的能量形式为太阳能；m2是指在生态系统各营养级散失的能量，故m2表示的能量形式为热能。营养级Ⅰ的残枝败叶等中的能量和营养级Ⅱ的粪便量是营养级Ⅰ的能量中流入分解者的能量。 (2)图2中，若A表示图1中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则C表示____________________________________；若图1中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为y，则营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是___________(用图中所给字母的表达式表示)。  营养级Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量 B/y×100% 解析：若A表示图甲中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示营养级Ⅱ同化的能量，C表示营养级Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量。若图1中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为y，而图2中营养级Ⅱ同化的总能量为B，因此营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是B/y×100%。 (3)由图2可以总结出生态系统能量流动的主要特点是______________________。  单向传递、逐级递减 解析：由图2可以总结出，生态系统能量流动的主要特点是单向流动、逐级递减。 (4)若图1中营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一种生物甲、乙、丙，构成食物关系如图3。如果将丙的食物比例由甲∶乙=3∶2调整为甲∶乙=2∶3，其他条件不变，相邻两个营养级之间的能量传递效率按20%计算，丙获得相等的能量，需要消耗的甲是原来的_______倍(结果用分数表示)。  17/13 解析：设丙获得的能量为x，当食物比例为甲∶乙=3∶2时，需要的甲为3/5x÷20%+2/5x÷20%÷20%=13x；当食物比例为甲∶乙=2∶3时，需要的甲为2/5x÷20%+3/5x÷20%÷20%=17x。则需要消耗的甲是原来的17x/13x=17/13倍。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 一、选择题 1.对初级消费者来说，消费效率是指进入初级消费者消化道的有机物占生产者用于自身生长、发育和繁殖的生物量的比例。下列叙述正确的是(　　) A.消费效率往往大于能量在营养级间的传递效率 B.进入初级消费者消化道的有机物中的能量就是同化量 C.用于自身生长、发育和繁殖的生物量就是指未被利用的能量 D.用于自身生长、发育和繁殖的能量有一部分会用于呼吸作用 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析：对初级消费者来说，消费效率是指进入初级消费者消化道的有机物(相当于初级消费者的摄入量)占生产者用于自身生长、发育和繁殖的生物量的比例，营养级之间的能量传递效率是指初级消费者同化量与生产者同化量的比值，生产者用于自身生长、发育和繁殖的生物量等于生产者的同化量减去呼吸作用消耗的能量，初级消费者摄入量大于其同化量，所以消费效率往往大于能量传递效率，A正确；进入初级消费者消化道的有机物中的能量指摄入量，B错误；未被利用的能量是指未被自身呼吸作用消耗，也未被下一个营养级和分解者利用的能量，C错误；同化量除用于呼吸作用消耗外，其余用于自身生长、发育和繁殖，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 2.稻—蟹—泥鳅复合生态种养就是用稻护蟹，蟹吃饵料、有机碎屑、杂草、昆虫等，泥鳅吃残饵、蟹粪，泥鳅粪肥田，从而实现人和自然环境共同受益。下列叙述正确的是 (　　) A.泥鳅粪、蟹粪可为水稻生长提供能量 B.水稻、杂草固定的能量为流入稻田的总能量 C.蟹和泥鳅组成了该生态系统的消费者营养级 D.该农业模式运用物质良性循环规律，实现了能量的多级利用 √ 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 解析：泥鳅粪、蟹粪中的有机物被分解者分解，释放的能量以热能形式散失，不能为水稻生长提供能量，水稻生长所需能量主要来自太阳能，A错误；流入稻田的总能量除了生产者(水稻、杂草等)固定的太阳能总量，还包括饵料等中的化学能，B错误；生态系统的消费者营养级包括多种生物，蟹和泥鳅只是其中一部分，不能说它们组成了消费者营养级，并且蟹和泥鳅在该生态系统中还可作为分解者，C错误；该农业模式中，通过稻护蟹，蟹吃饵料、有机碎屑、杂草、昆虫等，泥鳅吃残饵、蟹粪，泥鳅粪肥田，实现了物质的良性循环，使得能量多级利用，提高了能量利用率，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 3.生态金字塔包括能量金字塔、生物量(有机物总干重)金字塔和数量金字塔，可按照营养级的先后顺序绘制。某人工苹果园中存在苹小卷叶蛾、白粉虱以及食心虫等果树害虫，还有多种鸟类，各类动物的数量保持相对稳定。下列关于该苹果园生态金字塔的叙述，正确的是 (　　) A.能量金字塔中，苹小卷叶蛾、白粉虱和食心虫位于同一食物链中的第二营养级 B.该苹果园生物量金字塔上窄下宽，苹果树的总有机物量大于果园中所有动物的生物量 C.数量金字塔呈倒置的金字塔形，底部营养级的数量最少，顶部营养级的数量最多 D.流经较高营养级的能量较少，故较高营养级的生物个体数量也较少 √ 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 解析：苹小卷叶蛾、白粉虱和食心虫都是果树害虫，故都属于第二营养级，但不位于同一食物链中，因为果园中存在多条食物链，A错误；该苹果园生物量金字塔上窄下宽，在该苹果园生态系统中各类动物的数量保持相对稳定，故苹果树的总有机物量大于果园中所有动物的生物量，B正确；在该苹果园的数量金字塔中，底部果树的数量比昆虫少，顶部的鸟类数量也小于昆虫数量，C错误；流经较高营养级的能量较少，但较高营养级的生物个体数量不一定较少，如果树上害虫的数量多于果树的数量，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 4.图1表示某生态系统主要种群A~H之间的营养关系，图2表示该生态系统中物种1、2、3的环境容纳量和某时刻种群的实际大小，下列叙述错误的是 (　　) 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 A.图1中营养结构共有6条食物链，种群H属于次级消费者和三级消费者 B.图1中第一到第二营养级的能量传递效率为×100% C.图2中物种1该时刻后的增长速率可能先增大后减小 D.图2中据物种1、2、3的环境容纳量无法判断它们的营养关系 √ 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 解析：根据图1的营养关系可知，该食物网中有6条食物链，种群H在不同的食物链中分别处于第三和第四营养级，因此属于次级消费者和三级消费者，A正确；根据图1的营养关系可知，A、D、G属于第二、三营养级，故A、D、G的同化量包括由第一营养级和第二营养级传递来的能量，因此图1中第一到第二营养级的能量传递效率小于(A+C+D+G)的同化量/(B+F)的同化量×100%，B错误；根据图2可知，物种1某时刻的种群实际大小远低于其环境容纳量，因此物种1该时刻后的增长速率可能先增大后减小，C正确；环境容纳量的大小主要取决于资源、空间等环境因素，而营养关系需要通过食物链或食物网来判断，仅凭环境容纳量无法直接推断物种之间的营养关系，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 5.如图表示某一生态系统的能量金字塔，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。下列叙述正确的是 (　　) A.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中的所有生物共同构成生物群落 B.该图所示的食物网中只有1条食物链： Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ C.若该生态系统处于相对稳定状态，则M1>M2 D.Ⅳ中的生物可能营寄生或腐生生活 √ 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 解析：能量金字塔中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ仅代表生产者(Ⅰ)和消费者(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)，未包含分解者(如细菌、真菌等)，因此，这些生物不能构成完整的生物群落，A错误。同一营养级可能包含多种生物，因此该能量金字塔对应的食物网中可能有多条食物链，B错误。M1代表输入生态系统的总能量(通常为生产者通过光合作用固定的太阳能)，M2代表各营养级生物通过呼吸作用以热能形式散失的能量；根据能量流动的“单向流动、逐级递减”特点，输入的能量(M1)必须大于散失的能量(M2)，才能维持生态系统的稳定，C正确。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 Ⅳ代表最高营养级，属于消费者(通常为肉食性动物)，其代谢类型为异养需氧型；寄生生物需依赖宿主生存，属于消费者(如蛔虫寄生在动物体内)；腐生生物属于分解者(如真菌、细菌)，不参与构成营养级，因此Ⅳ中不可能包含腐生生物，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 6.“海洋牧场”是指在一定海域内，采用规模化渔业设施和系统化管理体制，利用自然的海洋生态环境，将人工放养的海洋经济生物聚集起来，进行有计划和有目的海上养殖。如图表示流经该“海洋牧场”植食性鱼类的能量，A~F代表能量值。下列叙述正确的是 (　　) 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 √ A.A可表示植食性鱼类用于自身生长、发育和繁殖的能量 B.E/A×100%表示该生态系统的第二、三营养级之间的能量传递效率 C.植食性鱼类同化的能量中流入分解者的能量可以用D+F表示 D.分解者通过分解作用产生的能量可被生产者重新利用 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 解析：植食性鱼类用于自身生长、发育和繁殖的能量是同化量减去呼吸作用散失的能量，图中A表示植食性鱼类的同化量，A错误；E是肉食性鱼类的同化量，A是植食性鱼类的同化量，所以E/A×100%可表示该生态系统中植食性鱼类到肉食性鱼类的能量传递效率，而不一定是第二、三营养级之间的能量传递效率，B错误；植食性鱼类同化量中流入分解者的能量包括植食性鱼类遗体残骸中的能量(D)和肉食性鱼类粪便中的能量(F)，所以可以用D+F表示，C正确；分解者通过分解作用散失的能量以热能形式散失，不能被生产者重新利用，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 7.某弃耕地的主要食物链为植物→田鼠→鼬。对此食物链能量流动进行研究，结果如下表(单位：J·hm-2·a-1)。下列叙述不正确的是 (　　) √ 植物 田鼠 鼬 固定的太阳能 摄入量 同化量 呼吸量 摄入量 同化量 呼吸量 2.45×1011 1.05×109 7.50×108 7.15×108 2.44×107 2.25×107 2.18×107 A.田鼠属于初级消费者，处于第二营养级 B.田鼠用于生长、发育和繁殖的能量为3.5×107 J·hm-2·a-1 C.鼬同化量的一部分通过粪便输出体外 D.由表可知，能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 解析：在“植物→田鼠→鼬”这条食物链中，田鼠属于初级消费者，处于第二营养级，A正确；田鼠用于生长、发育和繁殖的能量=田鼠的同化量-田鼠的呼吸量=7.50×108-7.15×108=3.5×107(J·hm-2·a-1)，B正确；鼬排出的粪便中的能量属于田鼠同化量的一部分，C错误；能量在沿食物链流动过程中的特点是单向流动、逐级递减，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 8．放牧会直接或间接影响草原的物质循环和能量流动。研究人员比较了不同放牧强度对草原上植物生物量的影响，结果如图所示，效应值为正，说明生物量增加，效应值为负，说明生物量减少。不放牧时，效应值为0。下列叙述正确的是(　　) 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 A．重度放牧可以使草原上植物中的能量持续更多地流向牲畜 B．中度放牧使该生态系统营养级之间的能量传递效率高于轻度放牧 C．轻度放牧可以提高植物地上生物量和地下生物量 D．重度放牧对地上生物量的影响程度小于对地下生物量的 √ 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 解析：结合图示可知，重度放牧时地上生物量和地下生物量都为负值，说明生物量在不断减少，因此重度放牧不能使草原上植物中的能量持续更多地流向牲畜，A错误；放牧程度不会改变两个营养级之间的能量传递效率，B错误；结合图示可知，轻度放牧时地上生物量和地下生物量均为正值，说明轻度放牧可以提高植物地上生物量和地下生物量，C正确；重度放牧时地上生物量是－0.4，地下生物量是－0.17左右，说明重度放牧对地上生物量的影响程度大于对地下生物量的，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 二、非选择题 9.如图为某生态系统的模式图，其中字母A~E代表生态系统的组成成分，①②代表途径，其他数字代表能量的数值[单位：J/(cm2·a)]。请回答下列问题： 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 (1)该生态系统的基石是_____(填字母)；能加快该生态系统物质循环的成分是_______(填字母)，B粪便中的能量属于________固定的能量。  A B、C 生产者 解析：图中A是生产者，B是初级消费者，C是次级消费者，D是非生物环境，E是分解者。该生态系统的基石是A(生产者)，B、C(消费者)能加快该生态系统的物质循环，B(初级消费者)粪便中的能量属于上一营养级的同化量，故B粪便中的能量属于A(生产者)固定的能量。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 (2)若该图表示某草原生态系统，在食物链A→B→C中，B→C的能量传递效率是_______；若C同化的能量中一半来源于①，一半来源于②，则C用于生长、发育和繁殖的能量为______J/(cm2·a)。  8% 20 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 解析：在食物链A→B→C中，B→C的能量传递效率是16÷200×100%=8%。若C同化的能量中一半来源于①，一半来源于②，C同化的能量中来源于①的能量为16 J/(cm2·a)，则来源于②的能量也为16 J/(cm2·a)，则C用于生长、发育和繁殖的能量=同化量-自身呼吸消耗的能量=16+16-12=20[J/(cm2·a)]。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 (3)若食物链中每个营养级间的能量传递效率均为20%，C的食物来源一半来自途径①，一半来自途径②；消耗等量的A，为使C获得更多的能量，调整C的食物来源比例，由原来的1∶1调整为1∶2，则调整后C获得的能量是调整前的约_______倍(保留2位小数)。  1.29 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 解析：图中途径①所处食物链为A→B→C，途径②所处食物链为A→C，能量传递效率按20%计算，当C的食物比例改变前，设传递给C的能量为x，则需要A的能量为1/2x÷20%+1/2x÷20%÷20%=15x；当C的食物比例发生改变后，设传递给C的能量为y，则需要A的能量为2/3y÷20%+1/3y÷20%÷20%=35/3y；而A中的能量不变，则15x=35/3y，该生态系统传递给C的能量是原来的y÷x=15÷35/3≈1.29倍。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 10.湖泊生态系统可分为若干带，其中最主要的有三个带：沿岸带、湖沼带和深底带。自然状态下，在光照补偿水平位置处提取水样，一昼夜光合作用积累量为0。据图回答下列问题： 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 (1)香蒲为多年生草本植物，初春时刚萌生的香蒲新枝还没露出水面，水面上有较多的浮水植物。盛夏季节，浮水植物大都分布在湖沼带水面，而在挺水植物茂盛的地方很少见。从群落角度分析上述现象，可以得到的结论有______________________________________________ ______________________________________________________________________________(答出两点即可)。  湖泊群落存在明显的水平结构；湖泊群落的外貌和结构有明显的季节性特征；挺水植物和浮水植物之间为种间竞争关系(答出两点即可) 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 解析：初春、盛夏时节的湖面外貌不同，说明群落具有季节性特点；盛夏时，沿岸带大多是挺水植物和沉水植物，湖沼带大都是浮水植物，说明该群落水平结构显著；浮水植物因挺水植物的繁盛而减少，表明二者存在种间竞争关系。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 (2)调查发现，湖沼带的浮游生物中，硅藻、绿藻和蓝细菌的数量居多，它们在维持湖沼带生态平衡中的主要作用是________________________ ________________________。上午9时，在光照补偿水平位置处提取等量的水样分别装入A、B两个透明玻璃瓶中，分别置于湖面位置和原位置，11时测定两瓶中氧气含量，预期结果是A瓶中氧气含量______(填“大于”“小于”或“等于”)B瓶中氧气含量，你做出推断的依据是_______ ____________________________________________________________________________________________。  利用太阳能合成有机物， 并提供给消费者和分解者 大于 水体中的生物等可阻挡光线(或光在水中的透射能力有限)，B瓶在原位置(水体较深处)得到的光照强度较低 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 解析：硅藻、绿藻和蓝细菌属于生产者，它们利用太阳能合成有机物，并提供给消费者和分解者，因此，其在维持湖沼带生态平衡方面具有重要作用。由于水体中生物可阻挡光线，同时光在水中的透射能力有限，因此，A瓶位于湖面得到的光照强度高于B瓶，则A瓶中氧气含量大于B瓶中氧气含量。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 (3)有同学认为湖泊深底带中的生物全都是异养微生物，你赞同该观点吗?为什么?___________________________________________________ __________。  不赞同，一些通过化能合成作用合成有机物的生物属于自养微生物 解析：湖泊深底带得到的光照极低，虽然不能进行光合作用，但是某些生物可以进行化能合成作用，这些生物属于自养微生物。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 (4)沉水植物是草鱼的主要食物来源，摄入草鱼体内的能量，除去粪便中的能量外，其余能量的去路是____________。你认为能量输入在生态系统中的作用是____________________________________________ ___________________________________________。  被草鱼同化 维持生态系统的正常功能(或能量的输入对于生态系统有序性的维持是必不可少的，合理即可) 解析：摄入草鱼体内的能量，除去粪便中的能量外，其余的被草鱼同化了。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，能量的输入对于生态系统有序性的维持是必不可少的。 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn $