2027届高考生物一轮复习难点突破练86　生态系统能量流动的相关计算

**基本信息** 聚焦生态系统能量流动计算，通过池塘、湿地等多样化情境整合传递效率、能量去向等核心方法，构建从概念理解到综合应用的逻辑链条，体现物质与能量观及科学思维。 **综合设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |选择（8题）|含表格数据（第3题）、食物链计算（第7题）|传递效率=同化量之比；能量去向：同化量=摄入量-粪便量，生长繁殖量=同化量-呼吸消耗|以同化量、摄入量等概念为基础，结合能量流动逐级递减原理，通过图表数据推导计算| |非选择（1题）|食物网能量传递（第9题）|极值计算（至少/最多消耗能量用20%/10%传递效率）|从单一食物链拓展到食物网，分析种间关系对能量传递的影响，强化模型构建能力|

难点突破练86　生态系统能量流动的相关计算 (分值∶55分) (第1～8题，每题5分，共40分。) 一、选择题 1．(2025·临沂一中开学考)某池塘中主要有甲、乙两种鱼，其中乙种鱼处于最高营养级，如图为该池塘中能量流动的图解，图中字母表示同化量。下列叙述正确的是(　　) A．流经该生态系统的总能量为a＋b＋e＋f B．在“浮游植物→浮游动物→甲种鱼→乙种鱼”的食物链中，浮游动物同化的能量可通过自身的遗体残骸和粪便流向分解者 C．甲种鱼到乙种鱼的能量传递效率为d/(b＋c＋e)×100% D．水草疯长会导致浮游动物和甲种鱼的数量减少 2．(2026·武汉模拟)在某湿地生态系统中，存在一条由甲、乙、丙三个种群构成的食物链。研究人员调查了其一年内的能量流动情况(单位：×104 kJ)，部分数据如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．未利用的能量包括流向分解者的能量 B．种群乙呼吸作用散失的热能为5.5×105 kJ C．图中三个种群构成的食物链应为“甲→乙→丙” D．种群甲用于生长、发育和繁殖的能量为6×104 kJ 3．(2025·衡阳一中月考)某浅水泉微型生态系统中部分能量流动情况如表所示，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。下列叙述错误的是(　　) 部分能量流动情况 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·m－2·a－1) 96 45 85 16.5 5 A.流经该浅水泉微型生态系统的总能量为141×105 J·m－2·a－1 B．该系统中初级消费者与生产者之间能量传递效率约为11.7% C．初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为11.5×105 J·m－2·a－1 D．初级消费者摄入的能量中有68.5×105 J·m－2·a－1并未被其同化 4．(2025·常德一中模拟)某水生生态系统中，流经M种群的能量去路如图(单位：kJ·cm－2·a－1)。下列叙述正确的是(　　) A．M种群属于生态系统的消费者 B．M种群呼吸消耗的能量，在其同化的能量中约占59% C．该生态系统中，第二、三营养级的传递效率约为6.3% D．由于能量流动的特点，M所同化的能量一定小于生产者同化的能量 5．(2026·南京联考)如图为稻—鱼—蟹共生种养系统某时期的能量流动示意图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代表营养级，数字代表能量值(单位：106 kJ)，箭头指向表示能量归属。下列叙述正确的是(　　) A．该生态系统最高营养级为第三营养级 B．该时期内输入该生态系统的总能量为9 431×106 kJ C．该种养模式提高了营养级间的能量传递效率 D．第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为6.5% 6．(2025·保定一中月考)某小型湖泊生态系统中的能量流动情况如图所示，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。下列叙述正确的是(　　) A．图中“？”的能量为13.5×105 J·m－2·a－1 B．图中x表示初级消费者流入下一营养级的能量 C．能量流入第二营养级时，能量传递效率为15% D．初级消费者流向分解者的能量中有70.5×105 J·m－2·a－1来自其粪便 7．(2026·湖北楚天协作体联考)某弃耕地的主要食物链由植物→田鼠→鼬构成。生态学家对此食物链的能量流动进行了研究，结果如表，表中能量单位是J/(hm2·a)。下列叙述错误的是(　　) 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 2.5×1011 1.1×109 7.5×108 7.2×108 2.4×107 2.3×107 2.2×107 A.田鼠用于生长、发育和繁殖的能量为3×107 J/(hm2·a) B．鼬的同化量中，大部分通过呼吸作用以热能形式散失 C．田鼠到鼬的能量传递效率约为3%，能量流动具有逐级递减的特点 D．鼬粪便中的能量为1.0×106 J/(hm2·a)，其属于鼬同化量中的一部分 8．(2026·河南新未来联考)研究人员调查某海域生态系统各营养级之间的能量流动关系，绘制出能量流动图解(如图所示)，其中第三营养级为经济鱼类。下列叙述正确的是(　　) A．第二营养级用于自身生长、发育和繁殖的能量为824 kJ/(m2·a) B．该海域生态系统的生态金字塔都呈上窄下宽的金字塔形 C．第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为6% D．图中没有体现能量在传递的过程中具有单向传递和逐级递减的特点 二、非选择题 9．(15分)(2025·连云港一中月考)现有某湿地生态系统，图1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～g表示能量值的多少。请据图回答下列问题： (1)图1中，若A表示第二营养级所摄入的全部能量，则B表示______________________，C表示__________________________。若该生态系统中生产者所固定的太阳能总量为 y，则该系统第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率是____________(用图中所给字母的表达式表示)。 (2)图1中有两处不同的能量散失途径，其中E处散失的能量是通过_______________________实现的。 (3)(7分)若该生态系统存在如图2所示的食物网。B和C的关系是__________，C处于第______营养级；若A能量的1/4直接提供给C，则要使C能量增加 8 kJ，至少需要消耗A的能量是__________kJ。若将C的食物比例由 A∶B＝1∶1 调整为1∶2，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载C的数量约是原来的__________倍(精确到百分位)。 难点突破练86　生态系统能量流动的相关计算参考答案 (分值∶55分) (第1～8题，每题5分，共40分。) 一、选择题 1．(2025·临沂一中开学考)某池塘中主要有甲、乙两种鱼，其中乙种鱼处于最高营养级，如图为该池塘中能量流动的图解，图中字母表示同化量。下列叙述正确的是(　　) A．流经该生态系统的总能量为a＋b＋e＋f B．在“浮游植物→浮游动物→甲种鱼→乙种鱼”的食物链中，浮游动物同化的能量可通过自身的遗体残骸和粪便流向分解者 C．甲种鱼到乙种鱼的能量传递效率为d/(b＋c＋e)×100% D．水草疯长会导致浮游动物和甲种鱼的数量减少 答案　C 解析　流经该生态系统的总能量为该生态系统中生产者固定的太阳能和饵料中的能量，仅根据图中数据无法计算，A错误；浮游动物的粪便中的能量属于上一营养级同化的能量，不属于浮游动物的同化量，B错误；甲种鱼的同化量为b＋c＋e，乙种鱼同化的能量中来自甲种鱼的为d，甲种鱼到乙种鱼的能量传递效率为d/(b＋c＋e)×100%，C正确；水草与浮游植物种间关系为种间竞争，水草疯长，浮游植物会减少，浮游动物的食物来源减少，浮游动物的数量减少，甲种鱼的食物中还包括水草和饲料，甲种鱼的数量不一定会减少，D错误。 2．(2026·武汉模拟)在某湿地生态系统中，存在一条由甲、乙、丙三个种群构成的食物链。研究人员调查了其一年内的能量流动情况(单位：×104 kJ)，部分数据如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．未利用的能量包括流向分解者的能量 B．种群乙呼吸作用散失的热能为5.5×105 kJ C．图中三个种群构成的食物链应为“甲→乙→丙” D．种群甲用于生长、发育和繁殖的能量为6×104 kJ 答案　D 解析　生态系统中，某一营养级的能量去向包括：自身呼吸消耗、流向下一营养级、流向分解者、未利用(暂时未被上述途径利用的能量)。因此，“未利用的能量” 不包括流向分解者的能量，A错误。首先确定食物链。能量流动具有逐级递减的特点，同化量越多，营养级越低。种群乙的同化量为111.0×104 kJ，是三者中最多的，为第一营养级；种群甲的同化量为15.0×104 kJ，为第二营养级；种群丙的同化量为3.0×104 kJ，为第三营养级。因此食物链为乙→甲→丙。对于种群乙(第一营养级)，其能量去向包括：呼吸消耗、流向甲(15.0×104 kJ)、流向分解者、未利用(41.5×104 kJ)。由于题目未给出 “流向分解者的能量”，故无法计算其呼吸作用散失的热能，B、C错误。种群甲的同化量为15.0×104 kJ，其中呼吸消耗的能量为9.0×104 kJ。用于生长、发育和繁殖的能量＝同化量－呼吸消耗量，即15.0×104－9.0×104＝6.0×104(kJ)，D正确。 3．(2025·衡阳一中月考)某浅水泉微型生态系统中部分能量流动情况如表所示，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。下列叙述错误的是(　　) 部分能量流动情况 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·m－2·a－1) 96 45 85 16.5 5 A.流经该浅水泉微型生态系统的总能量为141×105 J·m－2·a－1 B．该系统中初级消费者与生产者之间能量传递效率约为11.7% C．初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为11.5×105 J·m－2·a－1 D．初级消费者摄入的能量中有68.5×105 J·m－2·a－1并未被其同化 答案　B 解析　由题干信息可知，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，总共为141×105 J·m－2·a－1，A正确；表格中没有显示生产者流入初级消费者的能量，因此无法计算两者之间的能量传递效率，B错误；初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量＝同化量－呼吸消耗量＝11.5×105 J·m－2·a－1，C正确。 4．(2025·常德一中模拟)某水生生态系统中，流经M种群的能量去路如图(单位：kJ·cm－2·a－1)。下列叙述正确的是(　　) A．M种群属于生态系统的消费者 B．M种群呼吸消耗的能量，在其同化的能量中约占59% C．该生态系统中，第二、三营养级的传递效率约为6.3% D．由于能量流动的特点，M所同化的能量一定小于生产者同化的能量 答案　B 解析　M的能量来源包括生产者和遗体残骸，因此M种群在该生态系统中既属于消费者也属于分解者，A错误；M种群同化的能量为3 281＋2 826＝6 107，其呼吸消耗的能量为3 281＋2 826－386－2 102＝3 619,3 619/6 107×100%≈59%，B正确；图中M只是一个种群，因此不能计算出该生态系统中第二、三营养级的传递效率，C错误；M所同化的能量还来源于遗体残骸，所以M同化的能量不一定小于生产者同化的能量，D错误。 5．(2026·南京联考)如图为稻—鱼—蟹共生种养系统某时期的能量流动示意图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代表营养级，数字代表能量值(单位：106 kJ)，箭头指向表示能量归属。下列叙述正确的是(　　) A．该生态系统最高营养级为第三营养级 B．该时期内输入该生态系统的总能量为9 431×106 kJ C．该种养模式提高了营养级间的能量传递效率 D．第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为6.5% 答案　D 解析　Ⅲ有能量流向下一营养级，说明还存在比第三营养级更高的营养级，A错误；输入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能以及饲料中含有的能量，生产者固定的光能为9 431×106 kJ、饲料中的能量为(46＋10)×106 kJ，所以总能量为9 431×106＋56×106 kJ＝9 487×106 kJ，B错误；能量传递效率是相邻两营养级的同化量之比，所以第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为73/(1 077＋46)×100%≈6.5%，D正确。 6．(2025·保定一中月考)某小型湖泊生态系统中的能量流动情况如图所示，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。下列叙述正确的是(　　) A．图中“？”的能量为13.5×105 J·m－2·a－1 B．图中x表示初级消费者流入下一营养级的能量 C．能量流入第二营养级时，能量传递效率为15% D．初级消费者流向分解者的能量中有70.5×105 J·m－2·a－1来自其粪便 答案　A 解析　图中“？”的能量为初级消费者同化量＝初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量＋呼吸消耗的能量＝13.5×105 J·m－2·a－1，A正确；图中x表示初级消费者呼吸消耗的能量，B错误；图中没有显示生产者流入初级消费者的能量，因此无法计算两者之间的能量传递效率，C错误；初级消费者粪便中的能量属于上一营养级的同化量，粪便中的能量通过分解者分解利用、散失，D错误。 7．(2026·湖北楚天协作体联考)某弃耕地的主要食物链由植物→田鼠→鼬构成。生态学家对此食物链的能量流动进行了研究，结果如表，表中能量单位是J/(hm2·a)。下列叙述错误的是(　　) 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 2.5×1011 1.1×109 7.5×108 7.2×108 2.4×107 2.3×107 2.2×107 A.田鼠用于生长、发育和繁殖的能量为3×107 J/(hm2·a) B．鼬的同化量中，大部分通过呼吸作用以热能形式散失 C．田鼠到鼬的能量传递效率约为3%，能量流动具有逐级递减的特点 D．鼬粪便中的能量为1.0×106 J/(hm2·a)，其属于鼬同化量中的一部分 答案　D 解析　田鼠的同化量为7.5×108 J/(hm2·a)，呼吸量为7.2×108 J/(hm2·a)，用于生长、发育和繁殖的能量＝同化量－呼吸量＝3×107 J/(hm2·a)，A正确；鼬的同化量为2.3×107 J/(hm2·a)，呼吸量为2.2×107 J/(hm2·a)，呼吸作用能量消耗占比约95.65%，B正确；田鼠到鼬的能量传递效率＝鼬的同化量/田鼠的同化量×100%＝(2.3×107)/(7.5×108)≈3%，且能量流动逐级递减，C正确；鼬粪便中的能量＝摄入量－同化量＝2.4×107－2.3×107＝1.0×106 [J/(hm2·a)]，但鼠由粪便中的能量属于田鼠同化量中的一部分，而非鼬的同化量，D错误。 8．(2026·河南新未来联考)研究人员调查某海域生态系统各营养级之间的能量流动关系，绘制出能量流动图解(如图所示)，其中第三营养级为经济鱼类。下列叙述正确的是(　　) A．第二营养级用于自身生长、发育和繁殖的能量为824 kJ/(m2·a) B．该海域生态系统的生态金字塔都呈上窄下宽的金字塔形 C．第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为6% D．图中没有体现能量在传递的过程中具有单向传递和逐级递减的特点 答案　A 解析　第二营养级同化的能量有两个去向：呼吸作用以热能的形式释放到周围的环境中和用于自身生长、发育和繁殖的能量，因此第二营养级用于自身生长、发育和繁殖的能量＝2 176－1 352＝824 [kJ/(m2·a)]，A正确；生态金字塔包括能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔，该海域的数量金字塔未必是上窄下宽的金字塔形，B错误；由于第一营养级同化的能量未知，因此无法计算第一营养级到第二营养级的能量传递效率，C错误；图中显示了能量通过呼吸作用以热能的形式散失到周围的环境中，且随着营养级的提高，同化的能量逐级减少，因此，图中体现了能量在传递的过程中具有单向传递和逐级递减的特点，D错误。 二、非选择题 9．(15分)(2025·连云港一中月考)现有某湿地生态系统，图1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～g表示能量值的多少。请据图回答下列问题： (1)图1中，若A表示第二营养级所摄入的全部能量，则B表示______________________，C表示__________________________。若该生态系统中生产者所固定的太阳能总量为 y，则该系统第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率是____________(用图中所给字母的表达式表示)。 (2)图1中有两处不同的能量散失途径，其中E处散失的能量是通过_______________________实现的。 (3)(7分)若该生态系统存在如图2所示的食物网。B和C的关系是__________，C处于第______营养级；若A能量的1/4直接提供给C，则要使C能量增加 8 kJ，至少需要消耗A的能量是__________kJ。若将C的食物比例由 A∶B＝1∶1 调整为1∶2，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载C的数量约是原来的__________倍(精确到百分位)。 答案　(1)第二营养级同化的能量　第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量　b/y×100% (2)分解者的分解(或呼吸)作用　(3)种间竞争和捕食　二、三　100　0.79 解析　(2)图1中有两处不同的能量散失途径，其中D是通过呼吸作用以热能的形式散失，E是通过分解者的分解(或呼吸)作用散失。(3)若该生态系统存在如图2所示的食物网，食物链有2条：A→C、A→B→C，B和C的关系是捕食和种间竞争，C处于第二或第三营养级。若A能量的1/4直接提供给C，假设至少需要消耗A的能量为y，其中有y/4的能量直接提供给C，有3y/4的能量间接提供给C；要使A消耗最少，则用20%的能量传递效率计算，即y/4×20%＋3y/4×20%×20%＝8，则可得y＝100 kJ，故至少需要消耗A的能量是100 kJ。若将C的食物比例由A∶B＝1∶ 1调整为1∶2，能量传递效率为10%，解题时应该从C出发，设当食物A∶B为1∶1时，C的能量为x，需要的A为x/2÷10%＋x/2÷10%÷10%＝55x；设当食物A∶B为1∶2时，C的能量为y，需要的A的量为y/3÷10%＋2y/3÷10%÷10%＝70y，由于A固定的能量不变，即55x＝70y，因此y/x＝0.79，即该生态系统能承载C的数量约是原来的0.79倍。 . 学科网（北京）股份有限公司 $