第3章 第2节 第1课时 能量流动的过程及特点（课件PPT+Word教案）【步步高】2024-2025学年高二生物选择性必修2教师用书（人教版 苏冀赣）

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 [学习目标]　1.通过分析能量在营养级间的流动情况，概述生态系统中能量流动的过程。2.通过对赛达伯格湖能量流动的定量分析，概述生态系统中能量流动的特点。 1．能量流动的概念：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．能量流动的过程 (1)第一营养级能量流动 (2)能量流经第二营养级的示意图 (3)生态系统能量流动的示意图 据图分析，流入各营养级(最高营养级除外)的能量的去路： ①通过自身呼吸作用以热能形式散失。 ②流入下一个营养级。 ③被分解者分解利用。 3．能量流动的特点 4．能量传递效率的计算 (1)计算公式 能量传递效率＝×100%。 (2)一般生态系统中相邻两个营养级间的能量传递效率为10%～20%。 5．生态系统维持正常功能的条件 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。 判断正误 (1)散失的热能不可以被生产者固定再次进入生态系统(　　) (2)当狼吃掉一只兔子时，就获得了兔子的全部能量(　　) (3)蜣螂以牛粪为食，因此被牛同化的能量可流入蜣螂(　　) 答案　(1)√　(2)×　(3)× 提示　(2)当狼吃掉一只兔子时，并不能将其全部消化吸收，会有食物残渣，所以只能获得兔子的部分能量。(3)牛粪中的能量不属于牛同化的能量，应该属于牛上一营养级同化的能量。 任务一：分析能量流动的过程 1．摄入量指动物取食的总量，即食物总量；同化量是指该动物经过消化和吸收后转化为自身的能量。请回答下列问题： (1)请写出摄入量和同化量之间的关系。 提示　同化量＝摄入量－粪便量(或摄入量＝同化量＋粪便量)。 (2)输入初级消费者的能量是哪部分？初级消费者粪便中的能量属于哪个营养级？ 提示　输入初级消费者的能量是初级消费者同化的能量。初级消费者粪便中的能量属于第一营养级。 (3)构建第二营养级能量流动模型：尝试用方框代表第二营养级的能量，用箭头表示能量的来源和去路，并配以文字介绍。 提示　如图所示 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。 任务二：定量研究能量流动的特点 仔细分析教材P56“思考·讨论”，将图中的数据用表格的形式进行整理。 营养级 流入能量/[J/(cm2·a)] 能量的去向/[J/(cm2·a)] 生产者 464.6 62.8(流入下一营养级)、12.5(流入分解者)、96.3(呼吸作用散失)、293(未利用) 植食性动物 62.8 12.6(流入下一营养级)、2.1(流入分解者)、18.8(呼吸作用散失)、29.3(未利用) 肉食性动物 12.6 微量(流入分解者)、7.5(呼吸作用散失)、5.0(未利用) 根据上表，回答下列问题： (1)横向比较每一级的输入量和输出量，请问生态系统的能量流动是否遵循能量守恒定律？ 提示　生态系统的能量流动遵循能量守恒定律。 (2)纵向比较各级输入量，能量沿着营养级流动时，有何特点？为什么？ 提示　能量沿着营养级流动的过程中逐级递减。流入某一营养级的能量除了流入下一营养级之外，还有：一部分通过该营养级的呼吸作用散失；一部分作为排遗物、遗体或残枝败叶被分解者利用；一部分未被利用。 (3)生物之间经过长期的进化形成的吃与被吃的捕食关系不可逆转，因此能量流动还具有什么特点？ 提示　生态系统中能量流动是单向的。 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．流入某一营养级的能量去向可从以下两个角度分析 (1)定量不定时(在足够长的时间内能量的最终去路) ①自身呼吸作用消耗；②流入下一营养级(最高营养级无此过程)；③被分解者分解利用。 (2)定量定时 ①自身呼吸作用消耗；②流入下一营养级(最高营养级无此过程)；③被分解者分解利用；④未被自身呼吸作用消耗，也未被下一营养级和分解者利用，即“未利用”。如果是以年为单位研究，这部分的能量将保留到下一年。 3．相关量的关系 (1)摄入量＝同化量＋粪便量。 (2)同化量＝摄入量－粪便量＝呼吸消耗量＋用于生长、发育和繁殖的能量＝呼吸消耗量＋流入下一营养级的能量＋被分解者利用的能量(＋未利用的能量)。 1．如图为生态系统中能量流动图解部分示意图(字母表示能量的多少)，下列叙述正确的是(　　) A．图中b＝h＋c＋d＋e＋f＋i B．生产者与初级消费者之间的能量传递效率为b/a×100% C．“草→兔→狼”这一食物链中，狼粪便中的能量属于d D．缩短食物链可以提高能量传递效率 答案　C 解析　摄入量＝同化量＋粪便量，因此图中b＝h＋c，A错误；生产者与初级消费者之间的能量传递效率为两个营养级的同化量之比，即c/a×100%，B错误；“草→兔→狼”这一食物链中，狼粪便中的能量未被狼同化，仍属于其上一个营养级的能量，即属于兔同化的能量的一部分，属于d，C正确；缩短食物链可以减少能量的损耗，但不能提高能量传递效率，D错误。 2．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(　　) A．生产者固定的总能量可表示为A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2 B．初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为B2＋D2 C．初级消费者摄入的能量为A2＋B2＋C2 D．W1＝D1＋D2 答案　A 解析　生产者固定的总能量(W1)是流经该生态系统的总能量，W1＝A1＋B1＋C1＋D1，又因为D1＝A2＋B2＋C2＋D2，所以W1＝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；初级消费者摄入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＝W1×20%，D2＝D1×20%＝W1×4%，所以D1＋D2＝W1×24%，故W1>D1＋D2，D错误。 课时对点练　[分值：100分] 第1～8题，每题5分；第9～12题，每题6分，共64分。 题组一　能量流动的过程 1．(2023·秦皇岛高二期末)生态系统的能量流动指的是生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。下列有关说法正确的是(　　) A．输入生态系统的能量就是生产者固定的太阳能的总量 B．能量以有机物中化学能的形式在食物网中传递 C．能量沿着食物链逐级递减，营养级越高的生物个体中储存的能量越少 D．生态系统中能量最终通过分解者的分解作用，以热能的形式散失 答案　B 解析　就自然生态系统而言，一般来说，输入生态系统的能量就是生产者固定的太阳能的总量，A错误；能量沿着食物链逐级递减，营养级越高的生物种群获得的能量越少，C错误；生态系统中能量最终通过生产者、消费者和分解者的呼吸作用，以热能的形式散失了，D错误。 2．如图为某生态系统能量流动的部分示意图，方框表示生物同化的能量，①②③④各代表一定的能量值。下列各项叙述错误的是(　　) A．①表示流经生态系统的总能量 B．④不包括次级消费者的粪便 C．一般情况下，②为①的10%～20% D．从能量大小看，②＞③＋④ 答案　A 解析　一般来说，流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，①表示流入初级消费者的能量，A错误；图中次级消费者同化的能量是②，其粪便中的能量不包括在②中，而属于①，所以④不包括次级消费者的粪便，B正确；能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%～20%，所以一般情况下，②为①的10%～20%，C正确；②为次级消费者同化的能量，其去向除了④流向分解者、③流向下一营养级外，还有呼吸作用以热能形式散失的能量和未被利用的能量，所以②＞③＋④，D正确。 3. 如图表示某生态系统中甲、乙两个营养级的能量流动示意图，其中a～e表示能量值。下列有关叙述错误的是(　　) A．乙粪便中食物残渣的能量包含在c中 B．乙用于生长、发育和繁殖的能量可表示为a－b C．如果甲表示生产者，则流入该生态系统总能量是a＋e＋c D．乙的同化量小于摄取量，同化量可表示为a＝b＋d 答案　D 解析　乙粪便中食物残渣属于甲同化的能量，包含在c中，A正确；乙用于生长、发育和繁殖的能量＝同化量－呼吸作用消耗的能量＝a－b，B正确；流入该生态系统的总能量＝生产者固定的太阳能＝a＋e＋c，C正确；乙的同化量除了b、d外，还包括传递给下一个营养级的能量，D错误。 4．(2024·泉州高二期末)下列关于某自然生态系统能量流动的说法，正确的是(　　) A．被生产者通过净光合作用固定在有机物中的能量是第一营养级的同化量 B．被初级消费者摄入到体内的能量等于第二营养级同化的能量 C．被次级消费者同化的能量中除呼吸作用之外的用于其生长、发育和繁殖 D．被分解者利用的能量只有输入、传递、转化的过程，没有散失 答案　C 解析　被生产者通过总光合作用固定在有机物中的能量是第一营养级的同化量，A错误；被初级消费者摄入到体内的能量－初级消费者粪便中的能量＝第二营养级的同化量，B错误；被分解者利用的能量包括输入、传递、转化和散失的过程，D错误。 题组二　能量流动的特点 5．假设草固定的能量是一定的，下列哪个食物链(网)中鹰的个体数量可能最多(　　) A．草→昆虫→青蛙→蛇→鹰 B．草→昆虫→田螺→食虫鸟→鹰 C. D. 答案　C 解析　能量流动的特点是逐级递减、单向不循环。因此，营养级越高，能量散失越多，储能越少。在四个选项中，C选项中的鹰所处营养级最低，属于第三营养级，获得的能量最多，因此鹰的个体数量可能最多，故选C。 6．假设某初级消费者摄入的能量为a，其粪便中的能量为b，通过呼吸作用消耗的能量为c，用于生长、发育和繁殖的能量为d，则流入次级消费者的能量最多为(　　) A．(a＋b)×20% B．(c＋d)×20% C．(a－c)×20% D．(b－d)×20% 答案　B 解析　在该生态系统中，假设初级消费者摄入的能量为a，其中存在于粪便中的能量为b，说明初级消费者的同化量是a－b；而生态系统中能量在相邻两营养级间的传递效率为10%～20%，因此，流入次级消费者的能量最多为(a－b)×20%。初级消费者通过呼吸消耗的能量为c，用于生长、发育和繁殖的能量为d，说明初级消费者同化的能量是c＋d；因此，流入次级消费者的能量最多也可以表示为(c＋d)×20%。 7．如图所示某桑基鱼塘生态系统局部的能量流动图，图中字母代表相应的能量。下列有关叙述不正确的是(　　) A．图中的b可表示桑树呼吸作用散失的能量 B．图中的c可表示桑树用于生长、发育和繁殖的能量 C．图中的d1/d可表示第一营养级到第二营养级的能量传递效率 D．图中的c1若表示蚕传递给分解者的能量，则b1表示未被利用的能量 答案　C 解析　图中c(净光合作用量)＝a(总光合作用量)－b，b表示桑树呼吸作用散失的能量，c可表示桑树用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量，A、B正确；图中d/a可表示第一营养级到第二营养级的能量传递效率，d1/d可表示第二营养级到第三营养级的能量传递效率，C错误。 8．下列关于生态系统能量流动的叙述，正确的是(　　) A．使用粪便作肥料，其中能量可以流向植物，实现了对能量的多级利用 B．一只狼捕食一只兔子，则这只兔子中约有10%～20%的能量流入狼的体内 C．一种蜣螂专以大象粪为食，则该种蜣螂最多能获取大象所同化能量的20% D．当生产者通过光合作用制造了有机物时，能量就从无机环境流入了生物群落 答案　D 解析　使用粪便作肥料，其中的能量少部分被分解者利用，大部分以热能形式散失到大气中不能被植物利用，A错误；生态系统中的能量传递效率为10%～20%，指的是相邻两个营养级之间的能量传递效率，而不是一只动物传到下一营养级的一只动物的能量传递效率，B错误；大象粪便中的能量不属于大象的同化量，而是属于上一营养级的同化量，C错误。 9．(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；初级消费者的同化量为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。 10．(多选)赛达伯格湖是一个沼泽湖，湖底有北方泥炭沼泽湖所特有的沉积物——泥炭。科研人员对该生态系统的营养级和能量流动情况进行调查，得到了如图结果。GP表示不同营养级生物同化作用所固定的能量，R表示生物呼吸消耗的能量。能量单位均为J/(cm2·a)。下列叙述正确的是(　　) A．流经该湖泊生态系统的总能量是464.7 J/(cm2·a) B．未利用②的能量中含有第二营养级粪便中的能量 C．该生态系统中营养级越高，同化量用于呼吸消耗的占比越低 D．未利用③的能量去向包括沉积在湖底形成泥炭 答案　AD 解析　流经该湖泊生态系统的总能量为生产者固定的太阳能，为497 693.3－497 228.6＝464.7 [J/(cm2·a)]，A正确；“未利用”表示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，第二营养级粪便中的能量属于第一营养级用于生长、发育和繁殖能量的一部分，未利用②的能量中不含有第二营养级粪便中的能量，B错误；未利用③的能量去向包括沉积在湖底形成泥炭，D正确；一般情况下，营养级别越高的生物体型较大，结构较复杂，生长、发育和繁殖等各种生命活动所需要的能量越多，呼吸作用越强，所以高营养级的生物的能量大部分用于呼吸消耗，高营养级生物呼吸散失量占自身同化量的比值通常大于低营养级的生物，C错误。 11．(多选)(2024·郑州高二期末)生态学家对某生态系统的一条食物链中的能量流动情况进行相关研究，结果如表所示。下列叙述正确的是(　　) 植物 兔 狼 固定的太阳能 摄入量 同化量 呼吸消耗量 摄入量 同化量 呼吸消耗量 a b c d e f g A.a>b>c>d B．f/c的值一定处于10%～20% C．兔用于生长、发育和繁殖的能量为c－d D．狼在该生态系统的食物网中只占据一个营养级 答案　AC 解析　相邻两个营养级之间的能量传递效率一般为10%～20%，但题目中只显示了该生态系统中的一条食物链，兔可能会被其他动物捕食，狼可能还有其他食物来源，所以f/c的值不一定处于10%～20%，B错误；狼的食物来源比较丰富，除了兔之外还有其他食物来源，因此狼在该生态系统的食物网中可能占据多个营养级，D错误。 12．(多选)(2023·扬州高二月考)大闸蟹是主要以植物为食的杂食性甲壳类。如图为养殖大闸蟹的阳澄湖某水域生态系统能量流动的部分图解，其中的字母表示能量(单位：kJ)。下列对该图的分析正确的是(　　) A．流经阳澄湖该养殖区域的总能量为(a＋2)kJ B．大闸蟹到次级消费者的能量传递效率为(e＋5)/(b＋2)×100% C．图中d代表大闸蟹用于生长、发育和繁殖的能量 D．d中的能量有一部分会通过次级消费者的食物残渣流向分解者 答案　CD 解析　流经阳澄湖该养殖区域的总能量为a与输入的有机物中的能量之和，A错误；大闸蟹(初级消费者)到次级消费者的能量传递效率为同化量之比，但次级消费者的同化量无法计算，B错误。 13. (20分)如图为某生态系统能量流动的过程图解，请据图回答下列问题： (1)图中的箭头________(填序号)是不应存在的。 (2)流经该生态系统的总能量是____________(填序号)，初级消费者自身呼吸所消耗的能量是__________(填序号)。 (3)食草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箭头________。 (4)图中生物构成的食物链有______个营养级，属于第三营养级的是____________。 (5)图中⑬所指的是__________________________，E代表的成分是____________。 (6)④中的能量大约只有③中能量的____________________________________________。 (7)生态系统能量流动的特点是________________________________。 答案　(1)⑪　(2)①　⑤　(3)⑫　(4)四　C　(5)生产者呼吸作用消耗的能量　分解者　(6)10%～20%　(7)单向流动、逐级递减 解析　(1)由图解可知，E为分解者，生产者不能从分解者中获得能量，故箭头⑪不应存在。(2)流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量①，初级消费者自身呼吸消耗的能量为⑤。(3)食草动物的粪便中残留的能量并未流入初级消费者，仍属于生产者的残遗物，它被分解者利用的箭头为⑫。 14．(16分)(2024·商丘高二期末)某湿地生态系统是由农田改造来的，主要存在三个营养级，分别为植物、植食性动物和肉食性动物。三个营养级的能量流动调查结果如表所示(单位：×103 kJ)。请回答下列问题： 食物链 植物 植食性动物 肉食性动物 同化量 463 X Y 呼吸消耗量 96 24.5 3.8 未被利用 292 29.3 3.1 分解者分解 12 2.1 微量 (1)由表中数据可知，植物用于生长、发育和繁殖的能量为______________kJ，能量由第二营养级向第三营养级的传递效率约为__________(精确到小数点后两位)。 (2)下一个营养级不能得到其上一个营养级的全部能量的原因如下：①各营养级生物体内的大部分能量被____________________；②各营养级生物体内的部分能量________________；③还有部分能量被____________利用。 (3)植食性动物同化的能量流入分解者的部分包括________________________________和________________________________两部分的能量。 (4)若该湿地生态系统中的某种肉食性鱼类蛋白质含量丰富且味道鲜美，具有很高的经济价值。欲在该湿地生态系统某区域进行人工养殖，还需定期投放饵料。此时，流经该生态系统的总能量是___________________________________________________________________。 答案　(1)3.67×105　11.27%　(2)呼吸作用消耗　未被利用　分解者　(3)植食性动物的遗体残骸　肉食性动物的粪便　(4)生产者固定的太阳能和投放的饵料中的化学能 解析　植物用于生长、发育和繁殖的能量＝同化量－呼吸消耗的能量＝(463－96)×103＝3.67×105(kJ)。流向下一营养级的能量＝同化量－呼吸消耗的能量－未被利用的能量－流向分解者的能量。X＝(463－96－292－12)×103＝6.3×104(kJ)，Y＝(63－24.5－29.3－2.1)×103＝7.1×103(kJ)，所以第二营养级向第三营养级的传递效率＝7.1/63×100%≈11.27%。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1课时 能量流动的过程及特点 第3章 生态系统及其稳定性 <<< 学习目标 1.通过分析能量在营养级间的流动情况，概述生态系统中能量流动的过程。 2.通过对赛达伯格湖能量流动的定量分析，概述生态系统中能量流动的特点。 1.能量流动的概念：生态系统的能量流动是指生态系统中能量的______、_____、_____和_____的过程。 2.能量流动的过程 (1)第一营养级能量流动 梳理　教材新知 输入 传递 转化 散失 呼吸作用 生长、 发育和繁殖 (2)能量流经第二营养级的示意图 初级消费者同化 呼吸作用 生长、发育和繁殖 次级消费者 (3)生态系统能量流动的示意图 据图分析，流入各营养级(最高营养级除外)的能量的去路： ①通过自身呼吸作用以_____形式散失。 ②流入下一个营养级。 ③被_______分解利用。 分解者 呼吸作用 热能 分解者 3.能量流动的特点 单向流动 逆转 循环流动 逐级递减 逐级减少 越多 5 4.能量传递效率的计算 (1)计算公式 (2)一般生态系统中相邻两个营养级间的能量传递效率为___________。 10%～20% 5.生态系统维持正常功能的条件 任何生态系统都需要不断得到来自_______的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。 系统外 (1)散失的热能不可以被生产者固定再次进入生态系统(　　) (2)当狼吃掉一只兔子时，就获得了兔子的全部能量(　　) 提示　当狼吃掉一只兔子时，并不能将其全部消化吸收，会有食物残渣，所以只能获得兔子的部分能量。 (3)蜣螂以牛粪为食，因此被牛同化的能量可流入蜣螂(　　) 提示　牛粪中的能量不属于牛同化的能量，应该属于牛上一营养级同化的能量。 √ × × 判断正误 9 探究　核心知识 任务一：分析能量流动的过程 1.摄入量指动物取食的总量，即食物总量；同化量是指该动物经过消化和吸收后转化为自身的能量。请回答下列问题： (1)请写出摄入量和同化量之间的关系。 提示　同化量＝摄入量－粪便量(或摄入量＝同化量＋粪便量)。 (2)输入初级消费者的能量是哪部分？初级消费者粪便中的能量属于哪个营养级？ 提示　输入初级消费者的能量是初级消费者同化的能量。初级消费者粪便中的能量属于第一营养级。 (3)构建第二营养级能量流动模型：尝试用方框代表第二营养级的能量，用箭头表示能量的来源和去路，并配以文字介绍。 提示　如图所示 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。 任务二：定量研究能量流动的特点 仔细分析教材P56“思考·讨论”，将图中的数据用表格的形式进行整理。 营养级 流入能量/[J/(cm2·a)] 能量的去向/[J/(cm2·a)] 生产者 ______ _____________________________________________________________________ 植食性动物 _____ _____________________________________________________________________ 肉食性动物 _____ _________________________________________________________________ 464.6 62.8(流入下一营养级)、12.5(流入分解者)、96.3(呼吸作用散失)、293(未利用) 62.8 12.6(流入下一营养级)、2.1(流入分解者)、18.8(呼吸作用散失)、29.3(未利用) 12.6 微量(流入分解者)、7.5(呼吸作用散失)、5.0(未利用) 根据上表，回答下列问题： (1)横向比较每一级的输入量和输出量，请问生态系统的能量流动是否遵循能量守恒定律？ 提示　生态系统的能量流动遵循能量守恒定律。 (2)纵向比较各级输入量，能量沿着营养级流动时，有何特点？为什么？ 提示　能量沿着营养级流动的过程中逐级递减。流入某一营养级的能量除了流入下一营养级之外，还有：一部分通过该营养级的呼吸作用散失；一部分作为排遗物、遗体或残枝败叶被分解者利用；一部分未被利用。 (3)生物之间经过长期的进化形成的吃与被吃的捕食关系不可逆转，因此能量流动还具有什么特点？ 提示　生态系统中能量流动是单向的。 核心归纳 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。 核心归纳 2.流入某一营养级的能量去向可从以下两个角度分析 (1)定量不定时(在足够长的时间内能量的最终去路) ①自身呼吸作用消耗；②流入下一营养级(最高营养级无此过程)； ③被分解者分解利用。 (2)定量定时 ①自身呼吸作用消耗；②流入下一营养级(最高营养级无此过程)； ③被分解者分解利用；④未被自身呼吸作用消耗，也未被下一营养级和分解者利用，即“未利用”。如果是以年为单位研究，这部分的能量将保留到下一年。 核心归纳 3.相关量的关系 (1)摄入量＝同化量＋粪便量。 (2)同化量＝摄入量－粪便量＝呼吸消耗量＋用于生长、发育和繁殖的能量＝呼吸消耗量＋流入下一营养级的能量＋被分解者利用的能量(＋未利用的能量)。 1.如图为生态系统中能量流动图解部分示意图(字母表示能量的多少)，下列叙述正确的是 A.图中b＝h＋c＋d＋e＋f＋i B.生产者与初级消费者之间的 能量传递效率为b/a×100% C.“草→兔→狼”这一食物链中，狼粪便中的能量属于d D.缩短食物链可以提高能量传递效率 落实　思维方法 √ 摄入量＝同化量＋粪便 量，因此图中b＝h＋c， A错误； 生产者与初级消费者之 间的能量传递效率为两个营养级的同化量之比，即c/a×100%，B错误； “草→兔→狼”这一食物链中，狼粪便中的能量未被狼同化，仍属于其上一个营养级的能量，即属于兔同化的能量的一部分，属于d，C正确； 缩短食物链可以减少能量的损耗，但不能提高能量传递效率，D错误。 2.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 A.生产者固定的总能量可表示为 A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2 B.初级消费者用于生长、发育和 繁殖的能量为B2＋D2 C.初级消费者摄入的能量为A2＋B2＋C2 D.W1＝D1＋D2 √ 生产者固定的总能量(W1)是 流经该生态系统的总能量， W1＝A1＋B1＋C1＋D1，又因 为D1＝A2＋B2＋C2＋D2，所 以W1＝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； 初级消费者摄入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＝W1×20%，D2＝D1×20%＝W1×4%，所以D1＋D2＝W1×24%，故W1>D1＋D2，D错误。 网络构建 课时对点练 29 题组一　能量流动的过程 1.(2023·秦皇岛高二期末)生态系统的能量流动指的是生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。下列有关说法正确的是 A.输入生态系统的能量就是生产者固定的太阳能的总量 B.能量以有机物中化学能的形式在食物网中传递 C.能量沿着食物链逐级递减，营养级越高的生物个体中储存的能量越少 D.生态系统中能量最终通过分解者的分解作用，以热能的形式散失 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 就自然生态系统而言，一般来说，输入生态系统的能量就是生产者固定的太阳能的总量，A错误； 能量沿着食物链逐级递减，营养级越高的生物种群获得的能量越少，C错误； 生态系统中能量最终通过生产者、消费者和分解者的呼吸作用，以热能的形式散失了，D错误。 对点训练 2.如图为某生态系统能量流动的部分示意图，方框表示生物同化的能量，①②③④各代表一定的能量值。下列各项叙述错误的是 A.①表示流经生态系统的总能量 B.④不包括次级消费者的粪便 C.一般情况下，②为①的10%～20% D.从能量大小看，②＞③＋④ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 一般来说，流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，①表示流入初级消费者的能量，A错误； 图中次级消费者同化的能量是②，其粪便中的能量不包括在②中，而属于①，所以④不包括次级消费者的粪便，B正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%～20%，所以一般情况下，②为①的10%～20%，C正确； ②为次级消费者同化的能量，其去向除了④流向分解者、③流向下一营养级外，还有呼吸作用以热能形式散失的能量和未被利用的能量，所以②＞③＋④，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 3.如图表示某生态系统中甲、乙两个营养级的能量流动示意图，其中a～e表示能量值。下列有关叙述错误的是 A.乙粪便中食物残渣的能量包含在c中 B.乙用于生长、发育和繁殖的能量可表示为a－b C.如果甲表示生产者，则流入该生态系统总能量 是a＋e＋c D.乙的同化量小于摄取量，同化量可表示为a＝b＋d √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 乙粪便中食物残渣属于甲同化的能量，包含 在c中，A正确； 乙用于生长、发育和繁殖的能量＝同化量－ 呼吸作用消耗的能量＝a－b，B正确； 流入该生态系统的总能量＝生产者固定的太 阳能＝a＋e＋c，C正确； 乙的同化量除了b、d外，还包括传递给下一个营养级的能量，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 4.(2024·泉州高二期末)下列关于某自然生态系统能量流动的说法，正确的是 A.被生产者通过净光合作用固定在有机物中的能量是第一营养级的同化量 B.被初级消费者摄入到体内的能量等于第二营养级同化的能量 C.被次级消费者同化的能量中除呼吸作用之外的用于其生长、发育和繁殖 D.被分解者利用的能量只有输入、传递、转化的过程，没有散失 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 被生产者通过总光合作用固定在有机物中的能量是第一营养级的同化量，A错误； 被初级消费者摄入到体内的能量－初级消费者粪便中的能量＝第二营养级的同化量，B错误； 被分解者利用的能量包括输入、传递、转化和散失的过程，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 题组二　能量流动的特点 5.假设草固定的能量是一定的，下列哪个食物链(网)中鹰的个体数量可能最多 A.草→昆虫→青蛙→蛇→鹰 B.草→昆虫→田螺→食虫鸟→鹰 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 C. D. √ 对点训练 能量流动的特点是逐级递减、单向不循环。因此，营养级越高，能量散失越多，储能越少。在四个选项中，C选项中的鹰所处营养级最低，属于第三营养级，获得的能量最多，因此鹰的个体数量可能最多，故选C。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 6.假设某初级消费者摄入的能量为a，其粪便中的能量为b，通过呼吸作用消耗的能量为c，用于生长、发育和繁殖的能量为d，则流入次级消费者的能量最多为 A.(a＋b)×20% B.(c＋d)×20% C.(a－c)×20% D.(b－d)×20% √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 在该生态系统中，假设初级消费者摄入的能量为a，其中存在于粪便中的能量为b，说明初级消费者的同化量是a－b；而生态系统中能量在相邻两营养级间的传递效率为10%～20%，因此，流入次级消费者的能量最多为(a－b)×20%。初级消费者通过呼吸消耗的能量为c，用于生长、发育和繁殖的能量为d，说明初级消费者同化的能量是c＋d；因此，流入次级消费者的能量最多也可以表示为(c＋d)×20%。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 7.如图所示某桑基鱼塘生态系统局部的能量流动图，图中字母代表相应的能量。下列有关叙述不正确的是 A.图中的b可表示桑树呼吸作用 散失的能量 B.图中的c可表示桑树用于生长、 发育和繁殖的能量 C.图中的d1/d可表示第一营养级到第二营养级的能量传递效率 D.图中的c1若表示蚕传递给分解者的能量，则b1表示未被利用的能量 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 图中c(净光合作用量)＝a (总光合作用量)－b，b表 示桑树呼吸作用散失的能 量，c可表示桑树用于自身 生长、发育和繁殖等生命活动的能量，A、B正确； 图中d/a可表示第一营养级到第二营养级的能量传递效率，d1/d可表示第二营养级到第三营养级的能量传递效率，C错误。 对点训练 8.下列关于生态系统能量流动的叙述，正确的是 A.使用粪便作肥料，其中能量可以流向植物，实现了对能量的多级利用 B.一只狼捕食一只兔子，则这只兔子中约有10%～20%的能量流入狼的 体内 C.一种蜣螂专以大象粪为食，则该种蜣螂最多能获取大象所同化能量的20% D.当生产者通过光合作用制造了有机物时，能量就从无机环境流入了生 物群落 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 使用粪便作肥料，其中的能量少部分被分解者利用，大部分以热能形式散失到大气中不能被植物利用，A错误； 生态系统中的能量传递效率为10%～20%，指的是相邻两个营养级之间的能量传递效率，而不是一只动物传到下一营养级的一只动物的能量传递效率，B错误； 大象粪便中的能量不属于大象的同化量，而是属于上一营养级的同化量，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 9.(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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 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 综合强化 下列说法正确的是 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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 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； 初级消费者的同化量为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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 10.(多选)赛达伯格湖是一个沼泽湖，湖底有北方泥炭沼泽湖所特有的沉积物 ——泥炭。科研人员对该生态系统的营养级和能量流动情况进行调查，得到了如图结果。GP表示不同营养级生物同化作用所固定的能量，R表示生物呼吸消耗的能量。能量单位均为J/(cm2·a)。下列叙述正确的是 A.流经该湖泊生态系统的总能 量是464.7 J/(cm2·a) B.未利用②的能量中含有第二 营养级粪便中的能量 C.该生态系统中营养级越高，同化量用于呼吸消耗的占比越低 D.未利用③的能量去向包括沉积在湖底形成泥炭 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 综合强化 流经该湖泊生态系统的总能 量为生产者固定的太阳能， 为497 693.3－497 228.6＝ 464.7 [J/(cm2·a)]，A正确； “未利用”表示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，第二营养级粪便中的能量属于第一营养级用于生长、发育和繁殖能量的一部分，未利用②的能量中不含有第二营养级粪便中的能量，B错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 未利用③的能量去向包括沉 积在湖底形成泥炭，D正确； 一般情况下，营养级别越高 的生物体型较大，结构较复 杂，生长、发育和繁殖等各种生命活动所需要的能量越多，呼吸作用越强，所以高营养级的生物的能量大部分用于呼吸消耗，高营养级生物呼吸散失量占自身同化量的比值通常大于低营养级的生物，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 11.(多选)(2024·郑州高二期末)生态学家对某生态系统的一条食物链中的能量流动情况进行相关研究，结果如表所示。下列叙述正确的是 植物 兔 狼 固定的太阳能 摄入量 同化量 呼吸消耗量 摄入量 同化量 呼吸消耗量 a b c d e f g A.a>b>c>d B.f/c的值一定处于10%～20% C.兔用于生长、发育和繁殖的能量为c－d D.狼在该生态系统的食物网中只占据一个营养级 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ √ 综合强化 相邻两个营养级之间的能量传递效率一般为10%～20%，但题目中只显示了该生态系统中的一条食物链，兔可能会被其他动物捕食，狼可能还有其他食物来源，所以f/c的值不一定处于10%～20%，B错误； 狼的食物来源比较丰富，除了兔之外还有其他食物来源，因此狼在该生态系统的食物网中可能占据多个营养级，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 12.(多选)(2023·扬州高二月考)大闸蟹是主要以植物为食的杂食性甲壳类。如图为养殖大闸蟹的阳澄湖某水域生态系统能量流动的部分图解，其中的字母表示能量(单位：kJ)。下列对该图的分析正确的是 A.流经阳澄湖该养殖区域的总能 量为(a＋2)kJ B.大闸蟹到次级消费者的能量传 递效率为(e＋5)/(b＋2)×100% C.图中d代表大闸蟹用于生长、发育和繁殖的能量 D.d中的能量有一部分会通过次级消费者的食物残渣流向分解者 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 综合强化 流经阳澄湖该养殖区域的总 能量为a与输入的有机物中的 能量之和，A错误； 大闸蟹(初级消费者)到次级消 费者的能量传递效率为同化量之比，但次级消费者的同化量无法计算，B错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 13.如图为某生态系统能量流动的过程图解，请据图回答下列问题： (1)图中的箭头______(填序号)是不应存在的。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ⑪ 由图解可知，E为分解者，生产者不能从分解者中获得能量，故箭头⑪不应存在。 综合强化 (2)流经该生态系统的总能量是_____(填序号)，初级消费者自身呼吸所消耗的能量是_____(填序号)。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ① ⑤ 流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量①，初级消费者自身呼吸消耗的能量为⑤。 综合强化 (3)食草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箭头_____。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ⑫ 食草动物的粪便中残留的能量并未流入初级消费者，仍属于生产者的残遗物，它被分解者利用的箭头为⑫。 综合强化 (4)图中生物构成的食物链有____个营养级，属于第三营养级的是____。 (5)图中⑬所指的是__________________________，E代表的成分是_______。 (6)④中的能量大约只有③中能量的____________。 (7)生态系统能量流动的特点是___________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 四 C 生产者呼吸作用消耗的能量 分解者 10%～20% 单向流动、逐级递减 综合强化 14.(2024·商丘高二期末)某湿地生态系统是由农田改造来的，主要存在三个营养级，分别为植物、植食性动物和肉食性动物。三个营养级的能量流动调查结果如表所示(单位：×103 kJ)。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 食物链 植物 植食性动物 肉食性动物 同化量 463 X Y 呼吸消耗量 96 24.5 3.8 未被利用 292 29.3 3.1 分解者分解 12 2.1 微量 综合强化 请回答下列问题： (1)由表中数据可知，植物用于生长、发育和繁殖的能量为__________kJ，能量由第二营养级向第三营养级的传递效率约为________(精确到小数点后两位)。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3.67×105 11.27% 综合强化 (2)下一个营养级不能得到其上一个营养级的全部能量的原因如下：①各营养级生物体内的大部分能量被_____________；②各营养级生物体内的部分能量_________；③还有部分能量被_______利用。 (3)植食性动物同化的能量流入分解者的部分包括____________________和_________________两部分的能量。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 呼吸作用消耗 未被利用 分解者 植食性动物的遗体残骸 肉食性动物的粪便 综合强化 (4)若该湿地生态系统中的某种肉食性鱼类蛋白质含量丰富且味道鲜美，具有很高的经济价值。欲在该湿地生态系统某区域进行人工养殖，还需定期投放饵料。此时，流经该生态系统的总能量是___________________ _______________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 生产者固定的太阳能 和投放的饵料中的化学能 综合强化 植物用于生长、发育和繁殖的能量＝同化量－呼吸消耗的能量＝(463－96)×103＝3.67×105(kJ)。流向下一营养级的能量＝同化量－呼吸消耗的能量－未被利用的能量－流向分解者的能量。X＝(463－96－292－12)×103＝6.3×104(kJ)，Y＝(63－24.5－29.3－2.1)×103＝7.1 ×103(kJ)，所以第二营养级向第三营养级的传递效率＝7.1/63×100% ≈11.27%。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 能量传递效率＝×100%。 $