3.3 生态系统的能量流动（提升讲义）生物人教版选择性必修2

第3章 生态系统及其稳定性 第2节 生态系统的能量流动 01 课程标准 以课标为纲，锚定学习核心方向 02 核心导图 梳理知识脉络，搭建系统知识体系 03 教材梳理 拆解教材知识点，夯实学习根基 知识一 能量流动的过程 知识二 能量流动的特点 知识点三 生态金字塔 04 难点强化 突破学习难点，强化解题能力 难点一 能量流动的过程分析（4大命题角度） 难点二 能量流动的相关计算（4大命题角度） 05 限时必刷 限时45min训练，精准查漏补缺 3.2.1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。 3.2.2.举例说明利用能量流动规律，人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。 3.2.3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。 知识一 能量流动的过程 1．概念 生态系统中能量的 的过程，称为 的能量流动。 2．能量流经第一营养级的过程 3．能量流经第二营养级的过程 4．能量流动示意图 (1)补充图中甲～丁代表的内容： 甲： (绿色植物)；乙： ； 丙： ；丁：呼吸作用。 (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热能形式散失。 ②被 同化(最高营养级除外)。 ③被 分解利用。 ◇思考 [教材P55正文]第一营养级中未被利用的能量的最终去向是什么？ 提示：死亡后被分解者吸收利用，通过分解者的呼吸作用散失。 [例1]在由草、兔、狐组成的一条食物链中，兔经同化作用所获得的能量，其去向不包括(　　) A．通过兔细胞呼吸释放的能量 B．通过兔的粪便流入分解者体内的能量 C．通过狐的粪便流入分解者体内的能量 D．流入狐体内的能量 [例2]下图为能量流经生产者的过程图解，其中a、b、c、d、e表示能量。下列分析正确的是(　　) A．流入该生态系统的总能量为a、b、c、d、e之和 B．a表示光合作用散失的能量 C．初级消费者粪便中的能量不包括在d中 D．图中c若为负值，说明这个生态系统正在衰退 知识二 能量流动的特点 1．能量流动的特点 2．能量传递效率的计算 (1)计算公式： 能量传递效率＝×100% (2)能量在相邻两个营养级间的传递效率是 。 3．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。 [例1]下列对生态系统能量流动规律及特点的理解，正确的是(　　) A．羊吃草时草所含的全部能量均流入羊体内 B．分解者在分解羊粪便时，羊有少部分能量流向了分解者 C．能量逐级递减主要是因为每个营养级自身呼吸消耗及被分解者利用了部分能量 D．初级消费者从生产者摄入的能量应等于粪便中所含能量及自身呼吸消耗的能量之和 [例2]下列有关生态系统能量流动的叙述，正确的是(　　) A．生态系统的能量流动是指能量的输入和散失的过程 B．流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能 C．流入第二营养级的总能量是指初级消费者同化的能量 D．各营养级同化的能量都会沿着食物链和食物网流向下一营养级 知识三 生态金字塔 1．能量金字塔：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 的次序排列，可形成一个金字塔图形。 2．生物量金字塔：用能量金字塔的方法表示各个 (每个 所容纳的 )之间的关系。 3．数量金字塔：用能量金字塔的方法表示 的数目比值关系。 四、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 ，增大流入某个生态系统的 。 2．帮助人们科学地 ，使能量得到最有效的利用。 3．帮助人们合理地 ，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。 [例1]下图为某总面积为300 hm2的湿地受有害物质a污染后，有害物质a的浓度在各营养级部分生物种类体内的变化情况。该湿地生态系统中燕鸥种群的K值为1 200只。下列说法错误的是(　　) A．生态系统的食物链一般不超过五个营养级 B．图示说明了营养级越高，生物体内有害物质a的浓度越高 C．当燕鸥的种群密度为4只/hm2时，其种群增长速率最大 D．鱼的同化量除用于呼吸消耗之外，还用于自身的生长、发育和繁殖 [例2]能量金字塔、数量金字塔和生物量金字塔均属于生态金字塔，可用于表示各个营养级能量、数目比值和生物量的关系。下列叙述正确的是(　　) A．能量金字塔中，各营养级图形面积表示该营养级储存的能量 B．自然生态系统中，能量金字塔通常都是上宽下窄的金字塔形 C．生物量金字塔中，各营养级图形面积表示该营养级所容纳的有机物总干重 D．数量金字塔不会呈现出上宽下窄倒置的金字塔形 难点知识一 能量流动的过程分析 1．某一营养级能量的来源与去路 2．“拼图法”分析能量流动过程 输入第一营养级的能量(W1)，被分为两部分：一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失(A1)；一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖，而这一部分能量中，包括现存植物体的B1、流向分解者的C1、流向下一营养级的D1，如下图所示： [温馨提示]　(1)能量流动的渠道并非只有(主要)食物链和食物网。 (2)能量输入的途径是生产者固定的能量，能量散失的途径是各营养级生物的呼吸作用产生的热能。 命题角度1 “未利用” 能量的来源、去向与时间尺度辨析 某池塘生态系统中的能量流动关系如下（单位：J/m2·a），A、B、C、D共同构成生物群落。下列叙述正确的是（　　）    A．输入此生态系统的能量只有生产者的总初级生产量 B．调查期间，C未利用部分（8．5）就是C的生物量 C．从第二营养级到第三营养级的能量传递效率是16．67% D．B流入D的能量包括B的粪便及其遗体残骸中的化学能 命题角度2能量流动中热能散失的特点辨析 下图是生态系统的能量流动图解，N1〜N6表示能量数值，下列有关叙述正确的是 A．生产者呼吸作用过程中化学能转变为热能和ATP B．能量由第一营养级传递给第二营养级的传递效率为（N1/N2)× 100% C．流经该生态系统的总能量为N2，由初级消费者流向蜣螂的能量为N6 D．N5的去向之一是用于初级消费者的生长、发育和繁殖 命题角度3 基于实验取样情境，区分摄入量、同化量、粪便量、遗体残骸能量 下表是科研人员对贵州某森林生态系统一段时间内能量流动定量分析后的数据[单位：×104kJ/（m2·a）]，下列叙述正确的是（　　） 营养级 同化量 呼吸消耗 流向分解者 未利用 流向下一营养级 生产者 720 210 45 385 80 初级消费者（松鼠、竹鼠等） 80 35 12 23 10 次级消费者（豹猫、蛇等） 10 6 2 1 1 A．生产者用于生长、发育和繁殖的能量为（720-210-45）×104kJ/（m2·a） B．该生态系统中，生产者到初级消费者的能量传递效率高于10% C．次级消费者流向分解者的能量全部来自自身的遗体残骸 D．各营养级“未利用”的能量会永久积累，不再参与后续能量流动 命题角度4 分析生态金字塔倒置现象背后的能量流动逻辑 海洋生态系统的结构与功能研究对渔业资源管理具有指导意义。捕食食物链以浮游植物为食，碎屑食物链以生物残体、碎屑为起点。I-V为五个营养级，渤海十年间相关调查数据统计如下。下列叙述正确的是（    ） 注：转换效率为相邻两个营养级间净生产量（用于生长、发育和繁殖的能量）的比值 A．海洋的初级生产量不如陆地的高，其次级生产量也不如陆地的高 B．海洋生态系统的生物量金字塔倒置时，其数量金字塔也是倒置的 C．当前5个营养级之间，Ⅲ—Ⅳ两个营养级间能量传递效率最高 D．与十年前比，当前捕食食物链各营养级生物未被利用和流向碎屑的能量之和占比减少 难点知识二 能量流动的相关计算 1．能量的传递以营养级为单位 2.能量传递效率的计算方法 3．能量传递效率的相关“最值”计算 (1)在食物链中，若题干中未具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%，如食物链A→B→C→D的相关“最值”计算如下表所示： 已知 问题 思路求解 D净增重M 至少需要A的量X M÷(20%)3＝X 最多需要A的量X M÷(10%)3＝X A增重N D最多增重的量Y N×(20%)3＝Y D至少增重的量Y N×(10%)3＝Y (2)在食物网中，食物链越短，最高营养级获得的能量越多；生物间的捕食关系越简单，生态系统的能量流动过程中消耗的能量越少。具体计算方法如下表所示： 4.能量传递效率的有关“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)在已知食物链中的能量分配比例和能量传递效率时，对于食物网中能量流动的计算，先根据题意写出相应的食物链并根据各营养级之间的传递效率，按照从不同食物链获得的比例分别进行计算，再将各条食物链中的值相加。 [温馨提示]　能量传递效率≠能量利用率 (1)能量传递效率＝(下一营养级同化量÷该营养级同化量)×100%，为10%～20%。 (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，从而提高能量利用率。 命题角度1 含人工输入有机物的生态系统能量计算 如图是某人工鱼塘生态系统的能量流动过程图解，数字表示能量值[单位为103 kJ/（m2·y）]。下列相关叙述错误的是（    ） A．肉食性动物同化的总能量为7.5×10 3kJ/（m2 ·y） B．植食性动物与肉食性动物的能量传递效率约为15. 6% C．图中“输出”的能量是指各营养级在呼吸作用中以热能形式散失的能量 D．流经该鱼塘生态系统的总能量不只是生产者固定的全部太阳能 命题角度2 同一食物网，不同食物链具有不同能量传递效率的综合计算 我国内蒙古的西苏旗分布着荒漠草原，这里雨量较少，气候干旱，草群低矮稀疏，种类简单，并常混生一些旱生小灌木或肉质植物。如图为西苏旗草原中的食物网，已知丙能量的增加90%来自食物丁，10%来自食物甲。下列相关叙述错误的是（    ） A．丁粪便中的能量属于甲的同化量，将流向分解者 B．甲呼吸作用消耗的能量小于流向丙和丁的总和 C．甲是生产者，能量流动从生产者固定太阳能开始 D．能量在丁和丙之间的传递效率为11.4% 命题角度3辨析能量传递效率与能量利用率 我国南方比较常见的桑基鱼塘农业生态系统如图所示。下列说法正确的是（    ）    A．流经该生态系统的总能量是桑树通过光合作用固定的太阳能总量 B．与种植单一作物的农田相比，该生态系统的自我调节能力较强 C．蚕沙、沼渣和废液等的利用提高了该生态系统中能量的传递效率 D．为提高输出品的产量，该生态系统中的食物链越长越好 命题角度4 结合种群数量变化，推理能量流动变化趋势 图1表示某生态系统中主要种群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，下列叙述正确的是（　　） A．图1中营养结构共有7条食物链，种群H属于次级和三级消费者 B．根据图2中物种1、2、3的环境容纳量无法判断它们的营养关系 C．图1中第一营养级到第二营养级的能量传递效率等于（A+C+D+G）的同化量/（B+F）的同化量×100% D．图2中物种1该时刻后的增长速率可能先减小后增大 [答题必备] 1.生态系统的能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程。 2.能量流动的起点是生产者固定的太阳能，渠道是食物链和食物网。 3.流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能。 4.能量流动的特点是单向的、逐级递减的。 5.能量金字塔的形状通常是正金字塔形，生物量金字塔、数量金字塔有倒置的情况。 6.生态农业实现了对能量的多级利用，从而大大提高了能量的利用率 一、单选题 1．下图为某自然生态系统的数量金字塔。下列叙述错误的是（    ） A．图中生物缺少构成生态系统的部分组成成分，但可以构成食物链或食物网 B．所有生态系统中消费者的数量都要少于生产者的数量 C．图中可以表示各营养级的生物数量，也可以表示各营养级同化的能量 D．若图中为能量金字塔，则说明能量在营养级之间的传递逐级递减 2．一种角蝉幼虫和蚂蚁长期栖息在同一种灌木上，角蝉幼虫分泌的含糖分泌物是蚂蚁的食物，同时蚂蚁也保护角蝉幼虫不被跳蛛捕食。科学家随机选取样地中一半灌木，将上面的蚂蚁捕净，另一半灌木不做处理，统计角蝉幼虫数量变化，结果均如图所示。下列分析正确的是（    ） A．蚂蚁在该生态系统中仅处于第三营养级 B．角蝉幼虫和蚂蚁之间存在互利共生关系 C．角蝉种群能量的10%~20%传递到跳蛛种群 D．有蚂蚁时角蝉幼虫数量将持续增加 3．如图为某年某龄期马占相思人工林的能量流动示意图，图中数字为能量数值，单位是MJ·m-2·a-1。林冠截获量是指树木的枝叶对太阳光的吸收和反射量。生物量增量指在一定面积内单位时间干物质增加的量。下列相关叙述正确的是（    ）    A．流经该人工林的总能量为林冠截获量3542.0MJ·m-2·a-1 B．净初级生产量将全部用于生产者（绿色植物）的生长、发育和繁殖 C．凋落量为流向分解者的能量，分解者能够加快物质循环，并有利于植物传粉和种子传播 D．生物量增量可能分布在植物的根、茎、叶中，属于流向下一营养级的能量 4．某浅水泉微型生态系统中能量情况如下表所示，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（    ） 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．初级消费者呼吸作用中以热能形式散失的能量，不能流向生产者 B．初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为1.05×106J/（m²·a） C．该生态系统的生产者有15%的能量流入下一营养级，其余的能量用于自身呼吸或流向分解者 D．初级消费者粪便中的能量为7.05×106J/（m²·a），该能量由生产者和陆地的植物残体流向分解者 5．某稻田养鱼农业生态系统中，水稻等生产者固定的太阳能总量为akJ，植食性鱼类同化量为bkJ，人类给植食性鱼类的有机物输入量为mkJ，肉食性鱼类的同化量为ckJ，人类给肉食性鱼类的有机物输入量为nkJ。下列关于该生态系统的叙述正确的是（　　） A．植食性鱼类到肉食性鱼类的能量传递效率为（c-n）/（b+m）×100% B．鱼类的粪便可以经分解者分解作用后为水稻提供CO2、无机盐和能量 C．生产者的同化量为其总光合量，流入该生态系统的总能量为（a+m+n）kJ D．该生态系统各组分之间进行自组织形成有序整体体现了整体原理 6．为了研究流经生态系统每一营养级的能量变化，生态学家林德曼对赛达伯格湖的能量流动进行定量研究，结果如下图（图中数字为能量数值，单位J/（cm2·a））。下列叙述不正确的是（　　） A．植食性动物用于自身生长发育繁殖的能量数值为44 B．流入分解者的能量直接或间接来自生产者固定的能量 C．肉食性动物粪便所含能量属于其同化量中未利用能量 D．与冬季相比，夏季生物量金字塔的形态可能发生变化 7．总初级生产量（TPP）代表生态系统中生产者同化的总能量，它与生态系统总呼吸量（TR）的比值或差值可以体现生态系统的成熟程度。连接指数（CI）代表食物网的复杂程度，循环效率（Ec）代表系统内被循环利用的物质质量与总输入物质质量的比值。研究人员调查了某地农田生态系统和森林生态系统的相关数据，结果如下表。下列分析正确的是（    ） 类别 TPP/TR TPP与TR差值的相对值 CI Ec 农田生态系统 4.574 5601 0.101 5% 森林生态系统 2.581 1562 0.318 22% A．TPP/TR越接近1，说明系统内的能量越接近收支平衡，这是群落演替的起始条件 B．TPP与TR差值的相对值可以代表生产者用于自身生长、发育、繁殖的能量 C．秸秆还田、堆肥利用、增大CI均可以增加农田生态系统的Ec D．与农田生态系统相比，森林生态系统能量积累更快，生物量增加更快 8．“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，如图表示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），请根据图和表格分析，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1.7×105 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，人工生态农场实现能量的多级利用，提高了能量传递效率 9．如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表示生物体贮存的能量,R表示呼吸作用消耗的能量(单位:kJ·m-2·a-1)。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 1.85×106 736.88×106 25.12×106 711.76×106 鼬 232.79×105 5.44×105 227.35×105 A．从表中数据可以得出植物的NP中只有很少一部分被下一个营养级利用 B．田鼠和鼬呼吸作用消耗的能量很高,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约为3.16%,不符合生态系统中能量流动的特点 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 10．某大型淡水湖入湖河口形成了碟形湖。丰水期碟形湖区与主湖区湖水相连，枯水期碟形湖与主湖水流隔断，见图。下列说法错误的是（　　） A．枯水期时碟形湖与主湖之间存在物质交换 B．丰水期时碟形湖区和主湖区藻类密度通常相等 C．枯水期时碟形湖和主湖的能量金字塔均为正金字塔形 D．丰水期时相邻两个营养级之间的能量传递效率为10%~20% 二、多选题 11．下图表示某草原生态系统中放牧强度对植物净初级生产量（植物用于生长、发育、繁殖的能量）的影响。下列说法错误的是（    ） A．植物净初级生产量等于植物光合作用固定的太阳能总量 B．植物净初级生产量不包含食草动物粪便中的能量 C．食草动物的适度采食能提高植物的净初级生产量 D．合理放牧有利于保持草原生态系统植被的稳定性 12．某小型湖泊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，能量流经该营养级的情况如下图所示。下列叙述错误的是（    ） 注：图中字母表示能量去向，数字表示能量，单位是105J·m-2·a-1 A．该生态系统的组成成分是生产者、消费者和分解者 B．图中X表示初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量 C．该生态系统的生产者与初级消费者的能量传递效率为15% D．初级消费者粪便中的能量为7.05×106J·m-2·a-1，属于上图“？”中的能量 13．中国是世界最大的苹果生产国和消费国，苹果产业在中国农业中占有较大的比例，而果园虫害是制约苹果优质高产的重要因素之一。人们尝试在果园中间作种植其他植物，发现苹果的虫害有所减轻。如图表示苹果园中植食性昆虫和肉食性昆虫两个营养级间能量流动的图解[数字代表能量，单位：J/（hm2·a）]。下列说法错误的是（    ） A．图中植食性昆虫固定的能量为1.05×109J/（hm2·a） B．图中过程①②③的能量都属于植食性昆虫的同化量 C．两个营养级之间能量的传递效率是3.27% D．从种间关系的角度分析，苹果虫害减轻的原因可能是害虫的天敌增加 14．蚜虫仅以植物筛管汁液为食，未吸收的糖分通过肛门排出形成的蜜露是蚂蚁食物之一，而蚂蚁为蚜虫提供保护，使蚜虫免受瓢虫等捕食者的伤害。布氏菌生活在蚜虫体内，可为蚜虫提供其不能合成的氨基酸。图中实线表示捕食关系，虚线表示除捕食之外的其他种间关系。假设图中的能量传递效率为10%。下列相关叙述错误的是（    ） A．图中①、②、③分别表示原始合作、互利共生、种间竞争 B．蚂蚁属于消费者，其同化量中有一部分来自于蚜虫 C．对某农田中蚜虫的种群密度进行调查时可采用样方法 D．瓢虫与草蛉的同化量之和为植物用于生长发育繁殖能量的1% 15．下图表示农田中田鼠种群的同化量在三个主要生命活动间分配的情况：①用于产生下一代所消耗的能量；②用于与其他物种争夺相同资源所消耗的能量；③用于避免被捕食所消耗的能量。下列叙述正确的是（    ） A．其他生物的竞争、捕食过程越激烈，其用于繁殖的能量分配百分比相对就越低 B．甲和丁能量分配模式均会使该种群的年龄结构呈现为增长型 C．乙能量分配模式说明该物种与其他物种的生态位可能有较大重叠 D．采取乙和丙分配模式都可以有效防治农田鼠害，且对农作物损害程度相同 三、解答题 16．近年来，浅海多营养层次生态养殖模式在近海海域迅速发展，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。下图是某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图（单位为kJ·m-2·a-1），M、N表示不同营养级。请回答下列问题： (1)分析上述海水立体养殖生态系统的结构，首先要分析其__________。在上述生态系统的组成成分中，海参属于__________。 (2)N用于自身生长、发育、繁殖等生命活动的能量为__________；养殖的海带数量过多，会造成牡蛎减产，从种间关系的角度分析，原因是__________。 (3)生态系统能量流动的特点是单向流动和__________，出现后一特点的原因是__________。 (4)从能量流动的角度来看，海水立体养殖系统的意义在于__________。 17．科研小组对某人工鱼塘的能量流动进行定量分析，得出相关数据，如下表所示。整理资料时，由于疏忽图中部分项目和数据模糊不能分辨。请你帮助恢复有关数据和项目，并回答有关问题：(能量单位：J/cm2·a，除表中所列的消费者外，其他类型的消费者忽略不计) 生物类型 甲 传迅给分解者的能量 未利用的能量 传给下一营养级的能量 有机物输入的能量 生产者 41.0 5.0 97.0 19.0 —— 植物性鱼类 7.9 1.1 12 乙 6.0 肉食性鱼类 6.5 0.8 6.2 0.5 10.0 …… …… …… …… …… …… (1)人工鱼塘生态系统的结构包括___________。流入该生态系统的总能量为___________J/cm2·a。 (2)分析表中数据及各营养级能量的分配，表中甲是指___________，表中的数据乙为___________。 (3)如图为该鱼塘中的部分生物所构成的食物网，若鲤鱼从各营养级获得的能量相同，且相邻营养级之间的能量传递效率均为20%，当鲤鱼同化50KJ的能量时，则需要水生植物和浮游植物同化的能量为___________KJ。 (4)若该鱼塘废弃若干年后成为湿地，这属于___________演替，该湿地能净化生活污水且有摄影爱好者前来取景，体现了生物多样性的___________价值。 18．下图表示某池塘生态系统中饲养草鱼时的能量流动过程示意图，a—i表示能量值分析回答下列问题。 （1）流经该生态系统的总能量为___________（用文字表述）。 （2）输入第一营养级的能量，除了呼吸作用以热能散失外，储存在植物体内的有机物中的能量，一部分___________，另一部分___________。 （3）图中能量从第一营养级流到第二营养级的传递效率为___________，草鱼的粪便能被细菌和真菌分解，这种情况下，细菌和真菌的能量直接来源于第___________营养级。 （4）如图为该生态系统的部分食物网，如将C的食物比例由A：B=1：1调整为4：1，则C的能量是原来的___________倍。（能量传递效率按10%计算，结果保留小数点后两位） （5）池塘中还生活着其他食性的动物，从能量的角度分析，肉食性动物数量较植食性动物数量少，其原因是______________________________。 19．为研究某小型自然湖泊生态系统的能量流动的情况，某科研小组捕获该湖泊中的部分生物，通过研究它们胃中的食物残渣，以及鉴定残渣所属物种和质量等，进而反推这些生物的食物比例，结果如下表。请回答相关问题： 捕食者食物比例 小黄鱼 虾虎鱼 虾 蟹 浮游植物 小黄鱼 0 0 0 0 0 虾虎鱼 24% 0 0 0 0 虾 10% 44% 0 0 0 蟹 66% 56% 0 0 0 浮游植物 0 0 100% 100% 0 注：出于简化研究的需要，假设该湖泊的生产者仅有浮游植物，小黄鱼是该湖泊生态系统的顶级消费者。 (1)可利用________法调查该湖泊中小黄鱼的种群密度。 (2)根据上表可知，虾虎鱼与小黄鱼的种间关系是________。 (3)从组成成分角度考虑，该湖泊生态系统除表格中所列的成分外，还包括___________。 (4)请据表中数据画出由这些生物所形成的食物网________。 (5)小黄鱼种群用于自身生长、发育和繁殖的能量最终的去向是________________________。 (6)某养殖场将不经过处理的废水直接排入该湖泊后，湖泊先出现水体变绿，进而出现大量水生动物死亡的现象，其原因是：________________________________。 20．群聚性生活的动物种群通常都有一个最适的种群密度，在最适的种群密度时群体存活力最高，种群密度过低或过高时都会对种群数量产生抑制作用，这一现象被称为阿利氏规律。回答下列问题： (1)图甲为某湖区某种鱼类的出生率和死亡率随种群密度变化而变化的曲线，表示出生率的是曲线______，根据阿利氏规律，作此判断的理由是________________。影响种群数量变化的间接因素有________________________________（答出两点即得分）。 (2)图乙为种群的群体存活力及其部分影响因素。当种群密度过低时，群体存活力较低，种群灭绝风险大大增加，据图分析，原因是_______________。 (3)研究和应用阿利氏规律具有重要的现实意义。在图甲B点对应状态下，一次性最大捕获量不能超过________条。为了增加某地区的物种丰富度，在合理将某种动物引入该地区时，需要保证_________________________，以防种群自然衰退而达不到目的。 (4)某湖区生态系统生活着草鱼、鲫鱼、青鱼、虾、螺蛳等生物，其部分能量流动示意图如下，M、N表示营养级。数字代表能量，单位：kJ/（m2·a）。回答下列问题： ①归类各食物链中处于相同环节的所有物种，可构建相应的营养级。草鱼的食性属于杂食性鱼类，以藻类和浮萍、蚯蚓、蜻蜓等为食，但在调查绘制能量流动图时，将其归为M营养级，其原因是________。 ②图中遗体残骸有部分能量能流向M的原因是_______。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）。 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3章 生态系统及其稳定性 第2节 生态系统的能量流动 01 课程标准 以课标为纲，锚定学习核心方向 02 核心导图 梳理知识脉络，搭建系统知识体系 03 教材梳理 拆解教材知识点，夯实学习根基 知识一 能量流动的过程 知识二 能量流动的特点 知识点三 生态金字塔 04 难点强化 突破学习难点，强化解题能力 难点一 能量流动的过程分析（4大命题角度） 难点二 能量流动的相关计算（4大命题角度） 05 限时必刷 限时45min训练，精准查漏补缺 3.2.1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。 3.2.2.举例说明利用能量流动规律，人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。 3.2.3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。 知识一 能量流动的过程 1．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．能量流经第一营养级的过程 3．能量流经第二营养级的过程 4．能量流动示意图 (1)补充图中甲～丁代表的内容： 甲：生产者(绿色植物)；乙：呼吸作用； 丙：分解者；丁：呼吸作用。 (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热能形式散失。 ②被下一营养级同化(最高营养级除外)。 ③被分解者分解利用。 ◇思考 [教材P55正文]第一营养级中未被利用的能量的最终去向是什么？ 提示：死亡后被分解者吸收利用，通过分解者的呼吸作用散失。 [例1]在由草、兔、狐组成的一条食物链中，兔经同化作用所获得的能量，其去向不包括(　　) A．通过兔细胞呼吸释放的能量 B．通过兔的粪便流入分解者体内的能量 C．通过狐的粪便流入分解者体内的能量 D．流入狐体内的能量 【答案】B 【详解】同化量＝摄入量－粪便量，可见通过兔的粪便流入分解者体内的能量不属于兔的同化量，而属于生产者同化量的一部分，而狐粪便中所含有的能量则属于其捕食的兔的同化量的一部分，B符合题意。 [例2]下图为能量流经生产者的过程图解，其中a、b、c、d、e表示能量。下列分析正确的是(　　) A．流入该生态系统的总能量为a、b、c、d、e之和 B．a表示光合作用散失的能量 C．初级消费者粪便中的能量不包括在d中 D．图中c若为负值，说明这个生态系统正在衰退 【答案】D 【详解】流入该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能，生产者固定的太阳能被自身呼吸作用利用后，其余部分用于生长、发育和繁殖，所以流入该生态系统的总能量为a、b之和，A错误；a表示生产者呼吸作用散失的能量，B错误；初级消费者粪便中的能量不属于初级消费者同化的能量，属于生产者同化的能量，因此包含在d中，C错误；c如果为负值，表明生产者同化的能量不足以满足自身和生态系统其他生物的利用，说明该生态系统正在衰退，D正确。 知识二 能量流动的特点 1．能量流动的特点 2．能量传递效率的计算 (1)计算公式： 能量传递效率＝×100% (2)能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%～20%。 3．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。 [例1]下列对生态系统能量流动规律及特点的理解，正确的是(　　) A．羊吃草时草所含的全部能量均流入羊体内 B．分解者在分解羊粪便时，羊有少部分能量流向了分解者 C．能量逐级递减主要是因为每个营养级自身呼吸消耗及被分解者利用了部分能量 D．初级消费者从生产者摄入的能量应等于粪便中所含能量及自身呼吸消耗的能量之和 【答案】C 【详解】被羊吃掉的草所含的能量，一部分流入羊体内，一部分是羊粪便中的能量，A错误；羊粪便中的能量属于草的同化量，分解者在分解羊粪便时，草有少部分能量流向了分解者，B错误；能量逐级递减是因为每个营养级的生物都会因呼吸作用消耗掉大部分能量，其余能量有一部分流入分解者，只有一小部分能够被下一营养级的生物利用，C正确；初级消费者从生产者摄入的能量应等于粪便中所含能量及自身同化的能量之和，D错误。 [例2]下列有关生态系统能量流动的叙述，正确的是(　　) A．生态系统的能量流动是指能量的输入和散失的过程 B．流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能 C．流入第二营养级的总能量是指初级消费者同化的能量 D．各营养级同化的能量都会沿着食物链和食物网流向下一营养级 【答案】C　 【详解】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，A错误；生产者固定的太阳能才是流经生态系统的总能量，B错误；初级消费者是第二营养级，故流入第二营养级的总能量是指初级消费者同化的能量，C正确；最高营养级的生物不会有能量流向下一营养级，D错误。 知识三 生态金字塔 1．能量金字塔：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，可形成一个金字塔图形。 2．生物量金字塔：用能量金字塔的方法表示各个营养级生物量(每个营养级所容纳的有机物的总干重)之间的关系。 3．数量金字塔：用能量金字塔的方法表示各个营养级的生物个体的数目比值关系。 四、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。 2．帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。 3．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对人类最有益的部分。 [例1]下图为某总面积为300 hm2的湿地受有害物质a污染后，有害物质a的浓度在各营养级部分生物种类体内的变化情况。该湿地生态系统中燕鸥种群的K值为1 200只。下列说法错误的是(　　) A．生态系统的食物链一般不超过五个营养级 B．图示说明了营养级越高，生物体内有害物质a的浓度越高 C．当燕鸥的种群密度为4只/hm2时，其种群增长速率最大 D．鱼的同化量除用于呼吸消耗之外，还用于自身的生长、发育和繁殖 【答案】C 【详解】由于生态系统中能量单向流动、逐级递减，当食物链超过五个营养级后，传到第六营养级的能量往往不足以供应其生命活动所需，故食物链常常不超过五个营养级，A正确；根据生物富集作用可知，题图说明了营养级越高，生物体内有害物质a的浓度越高，B正确；根据题意可知，燕鸥的环境容纳量K值为1 200只，此时种群密度为K/300＝1 200/300＝4只/hm2时，其种群增长速率为0，C错误；鱼的同化量＝呼吸作用散失的能量＋用于自身的生长、发育和繁殖的能量，D正确。 [例2]能量金字塔、数量金字塔和生物量金字塔均属于生态金字塔，可用于表示各个营养级能量、数目比值和生物量的关系。下列叙述正确的是(　　) A．能量金字塔中，各营养级图形面积表示该营养级储存的能量 B．自然生态系统中，能量金字塔通常都是上宽下窄的金字塔形 C．生物量金字塔中，各营养级图形面积表示该营养级所容纳的有机物总干重 D．数量金字塔不会呈现出上宽下窄倒置的金字塔形 【答案】C　 【详解】能量金字塔中，各营养级图形面积表示该营养级生物同化的能量，A错误；因为能量是逐级递减的，因此一般情况下，能量金字塔通常都是上窄下宽的金字塔形，B错误；生物量金字塔中，各营养级图形面积表示该营养级所容纳的有机物总干重，在特殊情况下会出现倒置情况，如海洋生态系统中，浮游植物个体小，寿命短，又不断被浮游动物和其他动物吃掉，所以在某一时刻调查到的浮游植物的生物量很可能低于第二营养级的生物量，因此生物量金字塔也会出现倒置，C正确；数量金字塔也可以出现倒金字塔形，比如生产者是一棵大树，初级消费者是许多虫子，则数量金字塔呈现倒金字塔形，D错误。 难点知识一 能量流动的过程分析 1．某一营养级能量的来源与去路 2．“拼图法”分析能量流动过程 输入第一营养级的能量(W1)，被分为两部分：一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失(A1)；一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖，而这一部分能量中，包括现存植物体的B1、流向分解者的C1、流向下一营养级的D1，如下图所示： [温馨提示]　(1)能量流动的渠道并非只有(主要)食物链和食物网。 (2)能量输入的途径是生产者固定的能量，能量散失的途径是各营养级生物的呼吸作用产生的热能。 命题角度1 “未利用” 能量的来源、去向与时间尺度辨析 某池塘生态系统中的能量流动关系如下（单位：J/m2·a），A、B、C、D共同构成生物群落。下列叙述正确的是（　　）    A．输入此生态系统的能量只有生产者的总初级生产量 B．调查期间，C未利用部分（8．5）就是C的生物量 C．从第二营养级到第三营养级的能量传递效率是16．67% D．B流入D的能量包括B的粪便及其遗体残骸中的化学能 【答案】C 【分析】据图分析，A是生产者，B是第二营养极，C表示第三营养级，总初级生产量是指一定时间内生产者固定的全部太阳能。 （1）生态系统的能量流动：生物系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，输入生态系统总能量是生产者固定的太阳能，传递沿食物链、食物网，散失通过呼吸作用以热能形式散失的。（2）过程：一个来源（生产者来自于自身同化的能量，消费者来自于从上一营养级同化的能量），三个去向（自身呼吸作用消耗，被分解者利用，传递至下一营养级）。（3）特点：单向的、逐级递减的（中底层为第一营养级，生产者能量最多，其次为初级消费者，能量金字塔不可倒置，数量金字塔可倒置）。（4）能量传递效率：10%-20%。 【详解】A、输入此生态系统的能量除了生产者的总初级生产量，还有外界输入的有机物，A错误； B、生物量是净生产量在某一调查时刻前的积累量，不仅仅是未利用部分，B错误； C、据图分析，图为该农场的某年能量流动示意图，A是生产者，其光合作用固定的能量是流经生态系统的总能量，等于25+39+16+5=85 J/m2·a。B是第二营养极，总能量为16+2=18 J/m2·a。C表示第三营养级，总能量为3十8=11 J/m2·a，根据以上分析已知，B是第二营养级，总能量为16十2=18 J/m2·a。C表示第三营养级，其从第二营养级同化的能量为3 J/m2·a，则第二营养级到第三营养级的能量传递效率=3÷18×100%=16.67％，C正确。 D、B流入D的能量包括C的粪便及其遗体残骸中的化学能，粪便属于上一营养级，D错误。 故选C。 命题角度2能量流动中热能散失的特点辨析 下图是生态系统的能量流动图解，N1〜N6表示能量数值，下列有关叙述正确的是 A．生产者呼吸作用过程中化学能转变为热能和ATP B．能量由第一营养级传递给第二营养级的传递效率为（N1/N2)× 100% C．流经该生态系统的总能量为N2，由初级消费者流向蜣螂的能量为N6 D．N5的去向之一是用于初级消费者的生长、发育和繁殖 【答案】D 【分析】根据题意和图示分析可知：生态系统中的能量流动是单向流动，逐级递减；各营养级同化的能量的去向主要有：呼吸作用消耗、流向下一营养级、流向分解者和未被利用。 【详解】A．生产者呼吸过程中释放的化学能，一部分以热能形式散失，一部分转移到ATP中暂时储存，ATP是物质不是能量，A错误； B．生产者的能量是N2，初级消费者同化的能量是N5，因此能量的传递效率是N5/N2×100%，B错误； C．流经该生态系统的总能量为N2，由初级消费者流向蜣螂的能量为0，流向蜣螂的能量N6是来自生产者，C错误； D．根据前面的分析可知，N5的去向之一是用于初级消费者的生长、发育和繁殖，D正确。 【点睛】两个易错点：一是细胞内有机物氧化分解释放的化学能不能说转变为ATP，只能说转变为ATP中的化学能；二是分解者从粪便中获得的能量直接来自于产生粪便的上一营养级的同化量，不是来自于产生粪便的营养级的同化量。 命题角度3 基于实验取样情境，区分摄入量、同化量、粪便量、遗体残骸能量 下表是科研人员对贵州某森林生态系统一段时间内能量流动定量分析后的数据[单位：×104kJ/（m2·a）]，下列叙述正确的是（　　） 营养级 同化量 呼吸消耗 流向分解者 未利用 流向下一营养级 生产者 720 210 45 385 80 初级消费者（松鼠、竹鼠等） 80 35 12 23 10 次级消费者（豹猫、蛇等） 10 6 2 1 1 A．生产者用于生长、发育和繁殖的能量为（720-210-45）×104kJ/（m2·a） B．该生态系统中，生产者到初级消费者的能量传递效率高于10% C．次级消费者流向分解者的能量全部来自自身的遗体残骸 D．各营养级“未利用”的能量会永久积累，不再参与后续能量流动 【答案】B 【详解】A、生产者用于生长、发育和繁殖的能量为同化量减去呼吸消耗量，即 ，A错误； B、生产者到初级消费者的能量传递效率为初级消费者同化量（80）除以生产者同化量（720），即 ，高于10%，B正确； C、次级消费者流向分解者的能量包括自身遗体残骸和未被下一营养级利用的粪便（属于上一营养级的同化量），并非全部来自自身遗体，C错误； D、"未利用"的能量指未被当前营养级自身呼吸消耗、未流向下一营养级或分解者的部分，但后续可能被分解者分解或重新利用（如储存能量被消耗），并非永久积累，D错误。 故选B。 命题角度4 分析生态金字塔倒置现象背后的能量流动逻辑 海洋生态系统的结构与功能研究对渔业资源管理具有指导意义。捕食食物链以浮游植物为食，碎屑食物链以生物残体、碎屑为起点。I-V为五个营养级，渤海十年间相关调查数据统计如下。下列叙述正确的是（    ） 注：转换效率为相邻两个营养级间净生产量（用于生长、发育和繁殖的能量）的比值 A．海洋的初级生产量不如陆地的高，其次级生产量也不如陆地的高 B．海洋生态系统的生物量金字塔倒置时，其数量金字塔也是倒置的 C．当前5个营养级之间，Ⅲ—Ⅳ两个营养级间能量传递效率最高 D．与十年前比，当前捕食食物链各营养级生物未被利用和流向碎屑的能量之和占比减少 【答案】D 【详解】A、海洋的次级生产量高于陆地，A错误； B、海洋生态系统的生物量金字塔是倒置的，但数量金字塔不是倒置的，B错误； C、能量传递效率是相邻营养级同化量之比，Ⅲ-Ⅳ两个营养级转换效率比值最高，但呼吸消耗量未知，故不能判定，C错误； D、与十年前相比，捕食食物链各营养级生物的转换效率更高，说明被下一营养级利用的更多，因此，未被利用和流向碎屑的能量之和占比减少，D正确。 故选D。 难点知识二 能量流动的相关计算 1．能量的传递以营养级为单位 2.能量传递效率的计算方法 3．能量传递效率的相关“最值”计算 (1)在食物链中，若题干中未具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%，如食物链A→B→C→D的相关“最值”计算如下表所示： 已知 问题 思路求解 D净增重M 至少需要A的量X M÷(20%)3＝X 最多需要A的量X M÷(10%)3＝X A增重N D最多增重的量Y N×(20%)3＝Y D至少增重的量Y N×(10%)3＝Y (2)在食物网中，食物链越短，最高营养级获得的能量越多；生物间的捕食关系越简单，生态系统的能量流动过程中消耗的能量越少。具体计算方法如下表所示： 4.能量传递效率的有关“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)在已知食物链中的能量分配比例和能量传递效率时，对于食物网中能量流动的计算，先根据题意写出相应的食物链并根据各营养级之间的传递效率，按照从不同食物链获得的比例分别进行计算，再将各条食物链中的值相加。 [温馨提示]　能量传递效率≠能量利用率 (1)能量传递效率＝(下一营养级同化量÷该营养级同化量)×100%，为10%～20%。 (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，从而提高能量利用率。 命题角度1 含人工输入有机物的生态系统能量计算 如图是某人工鱼塘生态系统的能量流动过程图解，数字表示能量值[单位为103 kJ/（m2·y）]。下列相关叙述错误的是（    ） A．肉食性动物同化的总能量为7.5×10 3kJ/（m2 ·y） B．植食性动物与肉食性动物的能量传递效率约为15. 6% C．图中“输出”的能量是指各营养级在呼吸作用中以热能形式散失的能量 D．流经该鱼塘生态系统的总能量不只是生产者固定的全部太阳能 【答案】C 【分析】1、能量的来源：①生产者的能量主要来自太阳能②其余各营养级的能量来自上一营养级所同化的能量。2、能量去路：①自身呼吸消耗；②流向下一营养级；③残体、粪便等被分解者分解；④未被利用。3、消费者同化能量=呼吸消耗+分解者分解利用+下一营养级同化+未被利用。 【详解】A、肉食性动物从植物同化的能量为（0.05+0.25+2.1+5.1-5）×103 kJ/（m2·y），=2.5×103 kJ/（m2·y），人工输入了5×103 kJ/（m2·y），共计7.5×103 kJ/（m2·y），A正确； B、肉食性动物从植物同化的能量为（0.05+0.25+2.1+5.1-5）×103 kJ/（m2·y），=2.5×103 kJ/（m2·y），植食性动物同化的能量为（0.05+0.25+2.1+5.1-5+4+9+0.5）×103 kJ/（m2·y），=16×103 kJ/（m2·y），所以由第二营养级到第三营养级的能量传递效率为2.5÷16×100%=15.6%，B正确； C、图中“输出”的能量是指各营养级储存在有机物中的能量，C错误； D、流经该鱼塘生态系统的总能量不只是生产者固定的全部太阳能，还包括人工输入的，D正确。 故选C。 命题角度2 同一食物网，不同食物链具有不同能量传递效率的综合计算 我国内蒙古的西苏旗分布着荒漠草原，这里雨量较少，气候干旱，草群低矮稀疏，种类简单，并常混生一些旱生小灌木或肉质植物。如图为西苏旗草原中的食物网，已知丙能量的增加90%来自食物丁，10%来自食物甲。下列相关叙述错误的是（    ） A．丁粪便中的能量属于甲的同化量，将流向分解者 B．甲呼吸作用消耗的能量小于流向丙和丁的总和 C．甲是生产者，能量流动从生产者固定太阳能开始 D．能量在丁和丙之间的传递效率为11.4% 【答案】B 【分析】能量流动是指生态系统能量的输入、传递、转化和散失的过程。流入生态系统的总能量为生产者所固定的太阳能总量，各级消费者粪便中的能量是都包含在上一营养级生物指向分解者的能量值中，即都属于上一营养级的同化量，能量流动的途径是沿着食物链和食物网传递的。 【详解】A、丁粪便中的能量属于它的上一营养级甲的同化量，将流向分解者，A正确； B、甲的同化量大部分用于呼吸作用消耗，因此大于流向丙和丁的总和，B错误； C、甲是生产者，能量流动从生产者固定太阳能开始，C正确； D、已知丙能量的增加90%来自食物丁，丁到丙的能量传递效率为90%1.91051.5106%100＝11.4%，D正确。 故选B。 命题角度3辨析能量传递效率与能量利用率 我国南方比较常见的桑基鱼塘农业生态系统如图所示。下列说法正确的是（    ）    A．流经该生态系统的总能量是桑树通过光合作用固定的太阳能总量 B．与种植单一作物的农田相比，该生态系统的自我调节能力较强 C．蚕沙、沼渣和废液等的利用提高了该生态系统中能量的传递效率 D．为提高输出品的产量，该生态系统中的食物链越长越好 【答案】B 【分析】生态系统由非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者组成。能量流动是从生产者固定太阳能开始的。 【详解】A、流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量和饵料中的能量，A错误； B、与种植单一作物的农田相比，该生态系统营养结构复杂，自我调节能力强，B正确； C、蚕沙、沼渣和废液等的利用提高了该生态系统中能量的利用率，而能量的传递效率不能提高，C错误； D、食物链越短能量损失越少，输出品的产量高，D错误。 故选B。 命题角度4 结合种群数量变化，推理能量流动变化趋势 图1表示某生态系统中主要种群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，下列叙述正确的是（　　） A．图1中营养结构共有7条食物链，种群H属于次级和三级消费者 B．根据图2中物种1、2、3的环境容纳量无法判断它们的营养关系 C．图1中第一营养级到第二营养级的能量传递效率等于（A+C+D+G）的同化量/（B+F）的同化量×100% D．图2中物种1该时刻后的增长速率可能先减小后增大 【答案】B 【详解】A、根据图1的营养关系可知，可以数出6条食物链，分别是B→A→E、B→C→D→E、B→C→A→E、B→C→G→H、F→D→E、F→G→H，种群H在不同的食物链中分别处于第三和第四营养级，因此属于次级和三级消费者，A错误； B、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，B正确； C、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%，C错误； D、根据图2可知，物种1的实际种群大小远低于其环境容纳量，因此在资源和空间充足的情况下，种群会先快速增长，随着种群接近环境容纳量，增长速率会逐渐减小，最终种群数量在K值附近波动，D错误。 [答题必备] 1.生态系统的能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程。 2.能量流动的起点是生产者固定的太阳能，渠道是食物链和食物网。 3.流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能。 4.能量流动的特点是单向的、逐级递减的。 5.能量金字塔的形状通常是正金字塔形，生物量金字塔、数量金字塔有倒置的情况。 6.生态农业实现了对能量的多级利用，从而大大提高了能量的利用率 一、单选题 1．下图为某自然生态系统的数量金字塔。下列叙述错误的是（    ） A．图中生物缺少构成生态系统的部分组成成分，但可以构成食物链或食物网 B．所有生态系统中消费者的数量都要少于生产者的数量 C．图中可以表示各营养级的生物数量，也可以表示各营养级同化的能量 D．若图中为能量金字塔，则说明能量在营养级之间的传递逐级递减 【答案】B 【分析】能量金字塔是指如果将单位时间内各个营养级所得到的能量数值，由低到高绘制成图，可形成 一个金字塔图形。数量金字塔是指将各个营养级的生物数量，由低到高绘制成图，可形成 一个金字塔图形。能量金字塔一定是正金字塔形。数量金字塔一般是正金字塔形，但有例外，如森林中绿色植物的数量比初级消费者的数量少。 【详解】A、生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者。图中缺少分解者，绿色植物、食草动物、食肉动物由于食物关系可构成食物链或食物网。A正确； B、由于能量逐级递减，使各营养级生物的数量一般也逐级递减。但有例外，如森林中绿色植物的数量比初级消费者的数量少。B错误； C、图中的数量金字塔，由于能量流动逐级递减，可以表示各营养级同化的能量。C正确； D、若图中为能量金字塔，是正金字塔形，说明能量逐级递减。D正确。 故选B。 2．一种角蝉幼虫和蚂蚁长期栖息在同一种灌木上，角蝉幼虫分泌的含糖分泌物是蚂蚁的食物，同时蚂蚁也保护角蝉幼虫不被跳蛛捕食。科学家随机选取样地中一半灌木，将上面的蚂蚁捕净，另一半灌木不做处理，统计角蝉幼虫数量变化，结果均如图所示。下列分析正确的是（    ） A．蚂蚁在该生态系统中仅处于第三营养级 B．角蝉幼虫和蚂蚁之间存在互利共生关系 C．角蝉种群能量的10%~20%传递到跳蛛种群 D．有蚂蚁时角蝉幼虫数量将持续增加 【答案】B 【分析】题目分析角蝉幼虫分泌的含糖分泌物是蚂蚁的食物，蚂蚁也保护角蝉幼虫不被跳蛛捕食则二者互利共生；角蝉幼虫被跳蛛捕食，分泌物被蚂蚁摄入，则角蝉幼虫的能量流向二者。 【详解】A、生态系统中的食物链为灌木→角蝉幼虫→跳蛛→蚂蚁或灌木→角蝉幼虫→蚂蚁，蚂蚁可以处于第三四营养级，A错误； B、角蝉幼虫分泌的含糖分泌物是蚂蚁的食物，蚂蚁也保护角蝉幼虫不被跳蛛捕食则二者互利共生，B正确； C、角蝉幼虫被跳蛛捕食，分泌物被蚂蚁摄入，则角蝉幼虫的能量分别流向二者，C错误； D、有蚂蚁时受其他因素如食物，生存空间，捕食者的影响，角蝉幼虫数量不会持续增加，D错误。 故选B。 3．如图为某年某龄期马占相思人工林的能量流动示意图，图中数字为能量数值，单位是MJ·m-2·a-1。林冠截获量是指树木的枝叶对太阳光的吸收和反射量。生物量增量指在一定面积内单位时间干物质增加的量。下列相关叙述正确的是（    ）    A．流经该人工林的总能量为林冠截获量3542.0MJ·m-2·a-1 B．净初级生产量将全部用于生产者（绿色植物）的生长、发育和繁殖 C．凋落量为流向分解者的能量，分解者能够加快物质循环，并有利于植物传粉和种子传播 D．生物量增量可能分布在植物的根、茎、叶中，属于流向下一营养级的能量 【答案】B 【分析】摄入量=粪便量+同化量，非最高营养级的同化量的去向包括：呼吸作用以热能形式散失的能量、流入下一营养级。流向分解者和未被利用的能量。 【详解】A、流经该人工林的总能量为生产者所固定的太阳能，也就是图中的总初级生产量，A错误； B、生产者所固定太阳能的去向为呼吸作用消耗和用于自身生长发育繁殖。而图中总初级生产量代表生产者所固定的太阳能，总呼吸量代表生产者呼吸作用消耗的能量。因此净初级生产量（绿色植物）就是用于生产者生长、发育和繁殖的能量，B正确； C、分解者在生态系统中的作用是分解动植物遗体、残骸、粪便等，将有机物转化为二氧化碳、水和无机盐等无机物，供植物重新利用，消费者有利于植物传粉和种子传播，C错误； D、生物量增量可能分布在植物的根、茎、叶中，这部分能量属于生产者自身生长、发育和繁殖积累的能量，不属于流向下一营养级的能量，D错误。 故选B。 4．某浅水泉微型生态系统中能量情况如下表所示，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（    ） 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．初级消费者呼吸作用中以热能形式散失的能量，不能流向生产者 B．初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为1.05×106J/（m²·a） C．该生态系统的生产者有15%的能量流入下一营养级，其余的能量用于自身呼吸或流向分解者 D．初级消费者粪便中的能量为7.05×106J/（m²·a），该能量由生产者和陆地的植物残体流向分解者 【答案】C 【分析】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。流入某一营养级的能量去向有：一部分通过呼吸作用以热能形式散失、一部分随生物遗体残骸被分解者利用、一部分流入下一营养级以及未被利用的能量。即同化量=呼吸作用以热能形式散失+被分解者利用+流入下一营养级+未被利用的能量。 【详解】A、初级消费者呼吸作用中以热能形式散失的能量进入大气中，不能重新回收利用，也不能流向生产者再利用，A正确； B、初级消费者同化的能量为13.5×105J/（m2•a），初级消费者呼吸消耗3×105J/（m2•a），因此初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量=同化能量-呼吸消耗的能量=（13.5-3）×105=10.5×105J/（m2•a），B正确； C、表格没有显示生产者流入到初级消费者的能量，因此无法计算有生产者多少能量流入下一营养级，C错误； D、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=（84-13.5）×105=70．5×105J/（m2·a），该能量属于生产者的同化量，以残体形式流向分解者，D正确。 故选C。 5．某稻田养鱼农业生态系统中，水稻等生产者固定的太阳能总量为akJ，植食性鱼类同化量为bkJ，人类给植食性鱼类的有机物输入量为mkJ，肉食性鱼类的同化量为ckJ，人类给肉食性鱼类的有机物输入量为nkJ。下列关于该生态系统的叙述正确的是（　　） A．植食性鱼类到肉食性鱼类的能量传递效率为（c-n）/（b+m）×100% B．鱼类的粪便可以经分解者分解作用后为水稻提供CO2、无机盐和能量 C．生产者的同化量为其总光合量，流入该生态系统的总能量为（a+m+n）kJ D．该生态系统各组分之间进行自组织形成有序整体体现了整体原理 【答案】C 【分析】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．能量流动特点：①单向流动：生态系统内的能量只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向下一个营养级，不能逆向流动，也不能循环流动．②逐级递减：能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%-20%；可用能量金字塔表示。 【详解】A、植食性鱼类到肉食性鱼类的能量传递效率为（c-n）/b×100%，A错误； B、鱼类的粪便可以经分解者分解作用后为水稻提供无机盐和CO2，不能提供能量，B错误； C、流入该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能总量和输入生态系统的能量，即生产者的同化量为其总光合量akJ+人类给植食性鱼类的有机物输入量为mkJ+人类给肉食性鱼类的有机物输入量为nkJ，故注入该生态系统的总能量为（a+m+n）kJ，C正确； D、该生态系统各组分之间进行自组织形成有序整体体现了自生原理，D错误。 故选C。 6．为了研究流经生态系统每一营养级的能量变化，生态学家林德曼对赛达伯格湖的能量流动进行定量研究，结果如下图（图中数字为能量数值，单位J/（cm2·a））。下列叙述不正确的是（　　） A．植食性动物用于自身生长发育繁殖的能量数值为44 B．流入分解者的能量直接或间接来自生产者固定的能量 C．肉食性动物粪便所含能量属于其同化量中未利用能量 D．与冬季相比，夏季生物量金字塔的形态可能发生变化 【答案】C 【详解】A、植食性动物的总同化量为62.8J/(cm2⋅a)，其中呼吸作用消耗的能量为18.8J/(cm2⋅a)；用于自身生长发育繁殖的能量=同化量-呼吸消耗量=62.8−18.8=44J/(cm2⋅a)，A正确； B、流经整个生态系统的能量全部来自生产者固定的太阳能，分解者获得的能量，要么直接来自生产者的残枝败叶，要么间接来自消费者的遗体、粪便，都源自生产者固定的能量，B正确； C、动物粪便中的能量属于上一营养级的同化量，C错误； D、夏季湖泊中浮游植物增殖速度快、被浮游动物消耗速度也快，可能出现浮游植物生物量小于浮游动物的情况，即生物量金字塔倒置，和冬季的形态不同，因此生物量金字塔的形态可能发生变化，D正确。 7．总初级生产量（TPP）代表生态系统中生产者同化的总能量，它与生态系统总呼吸量（TR）的比值或差值可以体现生态系统的成熟程度。连接指数（CI）代表食物网的复杂程度，循环效率（Ec）代表系统内被循环利用的物质质量与总输入物质质量的比值。研究人员调查了某地农田生态系统和森林生态系统的相关数据，结果如下表。下列分析正确的是（    ） 类别 TPP/TR TPP与TR差值的相对值 CI Ec 农田生态系统 4.574 5601 0.101 5% 森林生态系统 2.581 1562 0.318 22% A．TPP/TR越接近1，说明系统内的能量越接近收支平衡，这是群落演替的起始条件 B．TPP与TR差值的相对值可以代表生产者用于自身生长、发育、繁殖的能量 C．秸秆还田、堆肥利用、增大CI均可以增加农田生态系统的Ec D．与农田生态系统相比，森林生态系统能量积累更快，生物量增加更快 【答案】C 【详解】A、TPP/TR越接近1说明生态系统生产者同化总能量与系统总呼吸消耗量几乎相等，能量收支平衡，这是群落演替到顶级群落的特征，不是演替的起始条件，A错误； B、TPP是生产者同化的总能量，生产者用于生长发育繁殖的能量=生产者同化量-生产者自身呼吸消耗量，而TR是整个生态系统（生产者+消费者+分解者）的总呼吸量，因此TPP-TR是整个生态系统的净积累能量，B错误； C、秸秆还田、堆肥利用可直接提升物质的循环利用比例，增大CI即提升食物网复杂程度，可丰富物质循环的途径，均能提高农田生态系统的循环效率Ec，C正确； D、由表格数据可知，农田生态系统的TPP与TR差值的相对值远大于森林生态系统，说明农田生态系统能量积累更快，生物量增加更快，D错误。 8．“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，如图表示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），请根据图和表格分析，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1.7×105 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，人工生态农场实现能量的多级利用，提高了能量传递效率 【答案】C 【分析】一个营养级所同化的能量=呼吸散失的能量+被下一营养级同化的能量十分解者释放的能量。但对于最高营养级的情况有所不同，它所同化的能量=呼吸散失的能量+分解者分解释放的能量。 研究能量流动的意义①可以帮助人们科学规划，设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用；②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对人类最有益的部分。 【详解】A、生态系统的结构包括组成成分和营养结构，组成成分除了生物成分还有非生物成分，A错误； B、据表分析，农作物流入下一营养级的能量为110-21-58=31×104 kJ，鸡的同化量为10+8=18×104 kJ，所以农作物流向人的能量是13×104 kJ，鸡流入下一营养级的能量为8-2-3=3×104 kJ，所以人通过食物网获得的能量为1．6×105 kJ，B错误； 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（31×104 kJ）÷[（110+70）×104 kJ]=17．2%，C正确； D、生态农场提高了能量利用率，不能提高能量的传递效率，D错误。 故选C。 9．如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表示生物体贮存的能量,R表示呼吸作用消耗的能量(单位:kJ·m-2·a-1)。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 1.85×106 736.88×106 25.12×106 711.76×106 鼬 232.79×105 5.44×105 227.35×105 A．从表中数据可以得出植物的NP中只有很少一部分被下一个营养级利用 B．田鼠和鼬呼吸作用消耗的能量很高,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约为3.16%,不符合生态系统中能量流动的特点 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 【答案】C 【详解】A、植物的NP（贮存能量）为211.43×10⁹ kJ·m⁻²·a⁻¹，而田鼠的同化量（GP）为736.88×10⁶ kJ·m⁻²·a⁻¹，仅占植物NP的约0.35%，说明植物NP中极少部分被下一营养级利用，A正确； B、表中数据显示田鼠的GP为7.3688×108kJ·m⁻²·a⁻¹，其中呼吸消耗R为7.1176×108 kJ·m⁻²·a⁻¹，鼬的GP为2.3279×107 kJ·m⁻²·a⁻¹，其中呼吸消耗R为2.2735×107 kJ·m⁻²·a⁻¹，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散失，B正确； C、能量流动具有单向流动和逐级递减的特点，上下营养级之间能量传递效率一般在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，图中田鼠到鼬的传递效率为2.3279×107/7.3688×108×100%=3.16%，这个比例不能代表相邻营养级的所有生物之间的传递效率，也符合生态系统能量流动传递规律，C错误； D、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，所以据图推测以鼬为主要食物的捕食者需较大捕食范围才能得到足够的能量维持种群的延续，D正确。 故选C。 10．某大型淡水湖入湖河口形成了碟形湖。丰水期碟形湖区与主湖区湖水相连，枯水期碟形湖与主湖水流隔断，见图。下列说法错误的是（　　） A．枯水期时碟形湖与主湖之间存在物质交换 B．丰水期时碟形湖区和主湖区藻类密度通常相等 C．枯水期时碟形湖和主湖的能量金字塔均为正金字塔形 D．丰水期时相邻两个营养级之间的能量传递效率为10%~20% 【答案】B 【详解】A、枯水期虽水流隔断，但碳循环等物质循环具有全球性，碟形湖与主湖之间至少存在碳元素的交换。此外题图中还画有鸟类，鸟类在碟形湖与主湖之间的活动也会导致物质交换，A正确； B、丰水期碟形湖（入湖河口形成）与主湖的环境（如营养盐分布、水流速度等）存在差异，藻类密度通常不相等，B错误； C、能量沿食物链逐级递减，枯水期碟形湖和主湖的能量金字塔均为正金字塔形（底层生产者含能量最多，向上逐级减少），C正确； D、生态系统中，相邻两个营养级之间的能量传递效率通常为10%~20%，丰水期也遵循该规律，D正确。 故选B。 二、多选题 11．下图表示某草原生态系统中放牧强度对植物净初级生产量（植物用于生长、发育、繁殖的能量）的影响。下列说法错误的是（    ） A．植物净初级生产量等于植物光合作用固定的太阳能总量 B．植物净初级生产量不包含食草动物粪便中的能量 C．食草动物的适度采食能提高植物的净初级生产量 D．合理放牧有利于保持草原生态系统植被的稳定性 【答案】AB 【分析】初级生产量指植物借助光合作用制造有机物的能力，除去植物呼吸消耗部分剩余部分就是净初级生产量。 分析题图：放牧强度小于b时，植物净初级生产量都大于零，可推知放牧强度在这一范围内有利于保持草原生态系统植被的稳定性；放牧强度小于a时，随着放牧强度的增大，植物净初级生产量上升，可推知适度放牧可提高植物的净初级生产量。 【详解】A、植物初级生产量等于植物光合作用固定的太阳能总量，A错误； B、植物净初级生产量包含植物用于生长、发育、繁殖的能量，这部分能量包含食草动物粪便中的能量，B错误； C、由题图及分析可知，食草动物的适度采食能提高植物的净初级生产量，C正确； D、由题图及分析可知，合理放牧有利于保持草原生态系统植被的稳定性，D正确。 故选AB。 【点睛】本题涉及初级生产量和净初级生产量，考查根据题图信息分析判断和解答问题的能力。 12．某小型湖泊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，能量流经该营养级的情况如下图所示。下列叙述错误的是（    ） 注：图中字母表示能量去向，数字表示能量，单位是105J·m-2·a-1 A．该生态系统的组成成分是生产者、消费者和分解者 B．图中X表示初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量 C．该生态系统的生产者与初级消费者的能量传递效率为15% D．初级消费者粪便中的能量为7.05×106J·m-2·a-1，属于上图“？”中的能量 【答案】ACD 【分析】生物摄入的能量一部分被同化，另一部分以粪便的形式被分解者利用；被同化的能量一部分被用于自身生长和繁殖，另一部分通过呼吸作用以热能的形式散出；被用于自身生长和繁殖的能量一部分以遗体、残骸的形式被分解者利用，另一部分以被下一营养级摄入。 【详解】A、该生态系统的组成成分是生产者、消费者和分解者，还包括非生物的物质和能量，A错误； B、初级消费者同化的能量=呼吸作用散失的能量+用于生长、发育和繁殖的能量，故图中X表示初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量，B正确； C、图中没有显示生产者流入到初级消费者的能量，因此无法计算生产者与初级消费者的能量传递效率，C错误； D、初级消费者粪便中的能量属于上一营养级的同化量，不属于初级消费者（？）同化的能量，D错误。 故选ACD。 13．中国是世界最大的苹果生产国和消费国，苹果产业在中国农业中占有较大的比例，而果园虫害是制约苹果优质高产的重要因素之一。人们尝试在果园中间作种植其他植物，发现苹果的虫害有所减轻。如图表示苹果园中植食性昆虫和肉食性昆虫两个营养级间能量流动的图解[数字代表能量，单位：J/（hm2·a）]。下列说法错误的是（    ） A．图中植食性昆虫固定的能量为1.05×109J/（hm2·a） B．图中过程①②③的能量都属于植食性昆虫的同化量 C．两个营养级之间能量的传递效率是3.27% D．从种间关系的角度分析，苹果虫害减轻的原因可能是害虫的天敌增加 【答案】ABC 【分析】生态系统中能量流动是单向流动，逐级递减的。各营养级（最高营养级除外）的同化能量的去向有：呼吸作用消耗，流入下一营养级，流向分解者，未被利用。 【详解】A、1.05×109J/（hm2·a）为植食性昆虫的摄入量，植食性昆虫固定的能量仅是摄入量的一部分，A错误； B、过程①的能量属于植食性昆虫上一个营养级的能量，即生产者的能量，B错误； C、两个营养级间能量的传递效率是两个营养级间同化量的百分比，根据题给信息无法计算，而3.27%是两个营养级摄入量的百分比，C错误； D、害虫的天敌增加可导致苹果虫害减轻，D正确。 故选ABC。 14．蚜虫仅以植物筛管汁液为食，未吸收的糖分通过肛门排出形成的蜜露是蚂蚁食物之一，而蚂蚁为蚜虫提供保护，使蚜虫免受瓢虫等捕食者的伤害。布氏菌生活在蚜虫体内，可为蚜虫提供其不能合成的氨基酸。图中实线表示捕食关系，虚线表示除捕食之外的其他种间关系。假设图中的能量传递效率为10%。下列相关叙述错误的是（    ） A．图中①、②、③分别表示原始合作、互利共生、种间竞争 B．蚂蚁属于消费者，其同化量中有一部分来自于蚜虫 C．对某农田中蚜虫的种群密度进行调查时可采用样方法 D．瓢虫与草蛉的同化量之和为植物用于生长发育繁殖能量的1% 【答案】ABD 【详解】A、虚线表示除捕食之外的其他种间关系，①布氏菌生活在蚜虫体内，可为蚜虫提供其不能合成的氨基酸，二者种间关系为互利共生；②蚂蚁为蚜虫提供保护，蚜虫为蚂蚁提供蜜露，分开后二者也能正常生活，二者之间为原始合作关系；③瓢虫和草蛉都以蚜虫为食，它们的种间关系为种间竞争，A错误； B、蚂蚁属于消费者，蚜虫未吸收的糖分通过肛门排出形成的蜜露是蚂蚁食物之一，其排除的蜜露属于上一营养级（植物）的能量，即蚂蚁同化的能量中没有来自于蚜虫的能量，B错误； C、蚜虫活动能力弱、活动范围小，对某农田中蚜虫的种群密度进行调查时应采用样方法，C正确； D、图中的能量传递效率为10%，瓢虫和草蛉的同化量应为植物同化量的1%，而不是植物用于生长发育繁殖能量的1%，D错误。 故选ABD。 15．下图表示农田中田鼠种群的同化量在三个主要生命活动间分配的情况：①用于产生下一代所消耗的能量；②用于与其他物种争夺相同资源所消耗的能量；③用于避免被捕食所消耗的能量。下列叙述正确的是（    ） A．其他生物的竞争、捕食过程越激烈，其用于繁殖的能量分配百分比相对就越低 B．甲和丁能量分配模式均会使该种群的年龄结构呈现为增长型 C．乙能量分配模式说明该物种与其他物种的生态位可能有较大重叠 D．采取乙和丙分配模式都可以有效防治农田鼠害，且对农作物损害程度相同 【答案】AC 【分析】每一营养级同化量的去路：①流向下一营养级（最高营养级除外）；②自身呼吸消耗；③流向分解者；④未被利用。 【详解】A、据图可知，用于竞争和避免被捕食的能量越多，即其他生物的竞争、捕食过程越激烈，则用于繁殖的能量分配百分比相对就越低，A正确； B、甲能量大部分用于繁殖后代，所以甲的能量分配模式会改种群的年龄结构呈现为增长型，而丁能量用于竞争、繁殖和避免被捕食较为均衡，所以丁的能量分配模式不会使种群的年龄结构呈现为增长型，B错误； C、乙能量大部分都用于竞争，则说明乙生物与其他生物竞争激烈，乙能量分配模式说明该物种与其他物种的生态位有较大重叠，C正确； D、乙和丙虽然用于繁殖的能量相同，说明可以有效地控制农田中的新增的田鼠数量，但丙模式中避免被捕食的能量高于乙，说明田鼠的数量仍然较多，对农作物的损害仍然较大，而乙模式中能量大部分都用于竞争，则说明乙生物与其他生物竞争激烈，且被捕食的能量少，由此推测，该模式对农作物的损害较小，D错误。 故选AC。 三、解答题 16．近年来，浅海多营养层次生态养殖模式在近海海域迅速发展，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。下图是某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图（单位为kJ·m-2·a-1），M、N表示不同营养级。请回答下列问题： (1)分析上述海水立体养殖生态系统的结构，首先要分析其__________。在上述生态系统的组成成分中，海参属于__________。 (2)N用于自身生长、发育、繁殖等生命活动的能量为__________；养殖的海带数量过多，会造成牡蛎减产，从种间关系的角度分析，原因是__________。 (3)生态系统能量流动的特点是单向流动和__________，出现后一特点的原因是__________。 (4)从能量流动的角度来看，海水立体养殖系统的意义在于__________。 【答案】(1) 组成成分 消费者和分解者 (2) 169kJ·m-2·a-1 牡蛎以浮游植物为食，由于海带的竞争，浮游植物数量下降，牡蛎的食物减少，所以产量降低 (3) 逐级递减 上一营养级的生物并不能全被下一营养级的生物所利用，总有一部分能量随着生物的遗体、粪便或残枝败叶被分解者利用。除此之外，还有一部分能量通过自身的呼吸作用以热能的形式散失掉了，因此能量沿着食物链流动时是逐级递减的。 (4)实现能量多级利用，从而大大提高能量利用率（合理调整能量流动的关系，使能量持续高效流向对人类有益的部分)（合理即给分） 【分析】1、同化量=呼吸消耗+生物自身生长发育繁殖的能量，其中生物自身生长发育繁殖的能量又可以分为流向下一营养级、流向分解者、未被利用，因此营养级的同化量有4个去向：①自身呼吸消耗、②流向下一营养级、③流向分解者、④未被利用。 2、能量流动的特点是单向流动、逐级递减。 【详解】（1）生态系统的结构包括生态系统的组成成分及其组成的食物链和食物网，生态系统的组成成分生产者和消费者构成食物链和食物网。因此，分析上述海水立体养殖生态系统的结构，首先要分析其组成成分。依题意，海参以底栖微藻、生物遗体残骸等为食，因此，海参属于该生态系统的消费者和分解者。 （2）据图可知，由M流入N的能量（即N的同化量）为386kJ·m-2·a-1，N自身呼吸消耗的能量为217kJ·m-2·a-1，因此，N用于自身生长、发育、繁殖等生命活动的能量为386-217=169kJ·m-2·a-1。依题意，在该生态系统中，表层养殖海带等大型藻类，牡蛎以浮游植物为食。由于海带数量过多，浮游植物与海带竞争时处于劣势，导致浮游植物数量下降，牡蛎的食物减少，所以牡蛎产量降低。 （3）由于上一营养级的生物并不能全被下一营养级的生物所利用，总有一部分能量随着生物的遗体、粪便或残枝败叶被分解者利用。除此之外，还有一部分能量通过自身的呼吸作用以热能的形式散失掉了，因此能量沿着食物链流动时除了具有单向流动的特点外，还具有逐级递减的特点。 （4）依题意，浅海多营养层次生态养殖模式中，底层养殖海参，海参可以生物遗体残骸等为食，能把生物遗体残骸中的能量利用起来，从而提高了能量的利用率。通过对生态系统的合理设计，合理调整能量流动的关系，使能量持续高效流向对人类有益的部分。 17．科研小组对某人工鱼塘的能量流动进行定量分析，得出相关数据，如下表所示。整理资料时，由于疏忽图中部分项目和数据模糊不能分辨。请你帮助恢复有关数据和项目，并回答有关问题：(能量单位：J/cm2·a，除表中所列的消费者外，其他类型的消费者忽略不计) 生物类型 甲 传迅给分解者的能量 未利用的能量 传给下一营养级的能量 有机物输入的能量 生产者 41.0 5.0 97.0 19.0 —— 植物性鱼类 7.9 1.1 12 乙 6.0 肉食性鱼类 6.5 0.8 6.2 0.5 10.0 …… …… …… …… …… …… (1)人工鱼塘生态系统的结构包括___________。流入该生态系统的总能量为___________J/cm2·a。 (2)分析表中数据及各营养级能量的分配，表中甲是指___________，表中的数据乙为___________。 (3)如图为该鱼塘中的部分生物所构成的食物网，若鲤鱼从各营养级获得的能量相同，且相邻营养级之间的能量传递效率均为20%，当鲤鱼同化50KJ的能量时，则需要水生植物和浮游植物同化的能量为___________KJ。 (4)若该鱼塘废弃若干年后成为湿地，这属于___________演替，该湿地能净化生活污水且有摄影爱好者前来取景，体现了生物多样性的___________价值。 【答案】 生态系统的组成成分和食物链(网) (或生态系统的组成成分和营养结构) 178 呼吸作用消耗的能量 4 750 次生 间接和直接 【分析】根据表格分析，除最高营养级外，每一个营养级同化的能量有四个去向：一部分流向下一营养级、一部分流向分解者、一部分用于自身呼吸消耗和一部分储存（未被利用），因此表格中甲表示自身呼吸消耗散失的能量，则生产者同化的能量=41.0+5.0+97.0+19.0=162J/cm2·a；乙是植物性鱼类流向肉食性鱼类的能量，根据表格数据计算，乙=19.0+6.0-7.9-1.1-12=4J/cm2·a。 【详解】（1）生态系统的结构包括组成成分和营养结构，其中营养结构包括食物链和食物网。根据以上分析已知，生产者同化的能量为162J/cm2·a，而表格中显示有机物输入的能量=6.0+10.0=16J/cm2·a，因此流入该生态系统的总能量为=162+16=178J/cm2·a。 （2）根据以上分析已知，表格中甲表示呼吸作用消耗的能量，乙为4（J/cm2·a）。 （3）根据题意分析，已知鲤鱼从各营养级获得的能量相同，且相邻营养级之间的能量传递效率均为20%，则鲤鱼同化50KJ的能量时，需要水生植物和浮游植物同化量=50÷2÷20%÷20%+50÷2÷20%=750 KJ。 （4）废弃鱼塘发生的是次生演替；该湿地能净化生活污水，体现了生物多样性的间接价值；有摄影爱好者前来取景，体现了生物多样性的直接价值。 【点睛】解答本题的关键是掌握生态系统的能量流动的过程和特点，弄清楚每一个营养级固定的能量的四个去向，进而确定表格中甲的含义并计算乙的数值。 18．下图表示某池塘生态系统中饲养草鱼时的能量流动过程示意图，a—i表示能量值分析回答下列问题。 （1）流经该生态系统的总能量为___________（用文字表述）。 （2）输入第一营养级的能量，除了呼吸作用以热能散失外，储存在植物体内的有机物中的能量，一部分___________，另一部分___________。 （3）图中能量从第一营养级流到第二营养级的传递效率为___________，草鱼的粪便能被细菌和真菌分解，这种情况下，细菌和真菌的能量直接来源于第___________营养级。 （4）如图为该生态系统的部分食物网，如将C的食物比例由A：B=1：1调整为4：1，则C的能量是原来的___________倍。（能量传递效率按10%计算，结果保留小数点后两位） （5）池塘中还生活着其他食性的动物，从能量的角度分析，肉食性动物数量较植食性动物数量少，其原因是______________________________。 【答案】 生产者所固定的太阳能和输入有机物中的能量 随着残枝败叶等被分解者分解释放 被初级消费者摄入体内 h/a 一 1．96 营养级越高，所含的能量越少，生物数量也越少 【分析】生态系统的能量流动具有单向传递、逐级递减的特点。据图分析，植物（第一营养级）同化的能量为a；植物用于生长发育和繁殖的能量为b；动物（第二营养级）同化的总能量=h+g；动物（第二营养级）用于生长发育和繁殖的能量为i。 【详解】（1）流经该生态系统的总能量除了生产者固定的全部太阳能外，还包括输入有机物中的能量。 （2）输入第一营养级的能量有两个去向，即呼吸作用以热能的形式散失、用于自身的生长、发育和繁殖（储存在植物体内的有机物中），后者一部分随着残枝败叶等被分解者分解释放，还有一部分被初级消费者摄入体内。 （3）据图分析，第一营养级同化的能量为a，第二营养级从第一营养级固定的能量为h，因此能量从第一营养级流到第二营养级的传递效率= h/a；草鱼粪便中的能量是草鱼没有固定的能量，属于第一营养级的能量。 （4）解题时应该从C出发，设当食物由A：B为1：1时，设C的能量为x，需要的A为x/2÷10%+ x/2÷10%÷10%=55x；当食物由A：B为4：1时，C的能量为y，需要的A为4y/5÷10%+ y/5÷10%÷10%=28y.由于两种情况下，生产者的数量是一定的，所以55x=28y，则y=1.96x，即C的能量是原来的1.96倍。 （5）食物链（网）中，营养级越高，所含的能量越少，一般生物数量也越少，所以池塘中肉食性动物数量较植食性动物数量少。 【点睛】解答本题的关键是掌握生态系统的能量流动过程、特点等知识点，弄清楚能量的几个去向，明确流经该生态系统的总能量不仅仅有生产者固定的太阳能，并能够利用食物网和传递效率对题（4）进行正确的计算。 19．为研究某小型自然湖泊生态系统的能量流动的情况，某科研小组捕获该湖泊中的部分生物，通过研究它们胃中的食物残渣，以及鉴定残渣所属物种和质量等，进而反推这些生物的食物比例，结果如下表。请回答相关问题： 捕食者食物比例 小黄鱼 虾虎鱼 虾 蟹 浮游植物 小黄鱼 0 0 0 0 0 虾虎鱼 24% 0 0 0 0 虾 10% 44% 0 0 0 蟹 66% 56% 0 0 0 浮游植物 0 0 100% 100% 0 注：出于简化研究的需要，假设该湖泊的生产者仅有浮游植物，小黄鱼是该湖泊生态系统的顶级消费者。 (1)可利用________法调查该湖泊中小黄鱼的种群密度。 (2)根据上表可知，虾虎鱼与小黄鱼的种间关系是________。 (3)从组成成分角度考虑，该湖泊生态系统除表格中所列的成分外，还包括___________。 (4)请据表中数据画出由这些生物所形成的食物网________。 (5)小黄鱼种群用于自身生长、发育和繁殖的能量最终的去向是________________________。 (6)某养殖场将不经过处理的废水直接排入该湖泊后，湖泊先出现水体变绿，进而出现大量水生动物死亡的现象，其原因是：________________________________。 【答案】(1)标记重捕 (2)捕食与竞争 (3)非生物的物质和能量、分解者 (4) (5)流向分解者 (6)废水所含有机物经微生物分解后，使湖水中的N、Р等元素的含量增加，使浮游植物大量繁殖，水体变绿；浮游植物的遗体经微生物分解后，水中溶氧量进一步减少，导致水生动物大量死亡 【分析】1、对于活动能力强、活动范围大的个体调查种群密度时适宜用标记捕法，而一般植物和个体小、活动能力弱，活动范围小的动物以及虫卵等种群密度的调查方式常用的是样方法。 2、根据表格中捕食者的食物比例可知，浮游植物是生产者，虾、蟹均以浮游植物为食，虾虎鱼、小黄鱼均以虾、蟹为食，小黄鱼的食物中还包含虾虎鱼。 【详解】（1）小黄鱼的活动能力强，活动范围广，可利用标记重捕法调查其种群密度。 （2）从表格数据可知，虾虎鱼的食物包括虾（44%)和蟹(56% )，而小黄鱼的食物不仅包括虾（10%)、蟹(66% )，还包括虾虎鱼(24% )，所以小黄鱼与虾虎鱼之间既存在捕食关系又存在竞争关系。 （3）生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者，表中仅体现了生产者和消费者等成分，故还应包括非生物的物质和能量、分解者 （4）根据表格中捕食者的食物比例可知，浮游植物是生产者，虾、蟹均以浮游植物为食，虾虎鱼、小黄鱼均以虾、蟹为食，小黄鱼的食物中还包含虾虎鱼，因此以上生物构成的食物网如下图所示： 。 （5）小黄鱼是该生态系统的最高营养级，其同化的能量包括用于呼吸作用消耗的能量和用于自身生长、发育和繁殖的能量两部分，而用于自身生长、发育和繁殖的能量的最终去路是流向分解者。 （6）某养殖场废水的成分主要是食物残渣及家禽家畜的粪便，其中含有大量的有机物，经好氧微生物分解后，使得湖泊水体中的N、P等元素的含量大量增加，使水体富营养化,导致绿藻等浮游植物大量繁殖，水体变绿，出现“水华”现象。而浮游植物寿命较短，大量死亡后，其遗体经好氧微生物分解，会进一步消耗水体中大量的溶解氧，导致水生动物因缺氧而大量死亡，导致水体进一步恶化。 20．群聚性生活的动物种群通常都有一个最适的种群密度，在最适的种群密度时群体存活力最高，种群密度过低或过高时都会对种群数量产生抑制作用，这一现象被称为阿利氏规律。回答下列问题： (1)图甲为某湖区某种鱼类的出生率和死亡率随种群密度变化而变化的曲线，表示出生率的是曲线______，根据阿利氏规律，作此判断的理由是________________。影响种群数量变化的间接因素有________________________________（答出两点即得分）。 (2)图乙为种群的群体存活力及其部分影响因素。当种群密度过低时，群体存活力较低，种群灭绝风险大大增加，据图分析，原因是_______________。 (3)研究和应用阿利氏规律具有重要的现实意义。在图甲B点对应状态下，一次性最大捕获量不能超过________条。为了增加某地区的物种丰富度，在合理将某种动物引入该地区时，需要保证_________________________，以防种群自然衰退而达不到目的。 (4)某湖区生态系统生活着草鱼、鲫鱼、青鱼、虾、螺蛳等生物，其部分能量流动示意图如下，M、N表示营养级。数字代表能量，单位：kJ/（m2·a）。回答下列问题： ①归类各食物链中处于相同环节的所有物种，可构建相应的营养级。草鱼的食性属于杂食性鱼类，以藻类和浮萍、蚯蚓、蜻蜓等为食，但在调查绘制能量流动图时，将其归为M营养级，其原因是________。 ②图中遗体残骸有部分能量能流向M的原因是_______。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）。 【答案】(1) Ⅱ 种群密度过大或过小都不利于种群增长，说明种群数量会下降，即出生率小于死亡率 年龄结构、性别比例 (2)天敌捕食概率增加，个体交配概率较低 (3) 60 引入的动物种群密度不能太低 (4) 草鱼主要以藻类和浮萍为食 M营养级的某些生物可以取食遗体残骸 2488 6.3% 【分析】种群的数量特征包括种群密度、年龄结构、性别比例、出生率和死亡率、迁入率和迁出率，种群密度是种群最基本的数量特征。种群密度过大时，种内竞争会加剧，导致死亡率上升，抑制种群增长。 【详解】（1）图甲为某动物种群的出生率和死亡率随种群数量的变化曲线。由题意可知，种群密度过低或过高时都会对种群数量产生抑制作用，据此曲线I表示死亡率，曲线Ⅱ为出生率，种群密度增大时，种内竞争会加剧，导致死亡率上升，群聚性生活的动物种群通常都有一个最适的种群密度，在最适的种群密度时群体存活力最高，种群密度过低或过高时都会对种群数量产生抑制作用，这一现象被称为阿利氏规律，根据阿利氏规律，理由是种群密度过大或过小都不利于种群增长，说明种群数量会下降，即出生率会出现小于死亡率情况。影响种群数量变化的直接因素有出生率和死亡率、迁入率和迁出率，间接因素有年龄结构和性别比例。 （2）由图可知，当种群密度过低时，天敌捕食概率增加，个体交配概率较低，导致群体存活力较低。当种群密度过高时，食物和栖息空间等环境资源不足，使种内竞争加剧，群体存活力迅速下降。 （3）图甲B点时出生率等于死亡率，对应K值，数量为80条/100m3 ，A点时出生率等于死亡率且为种群发展的最小值，对应数量为20条/100m3，若小于该值在自然状态下该种群会逐渐消亡，因此，在图甲B点对应状态下，一次性最大捕获量不能超过60条/100m3 。种群密度过低或过高时都会对种群数量产生抑制作用，将某动物种群引入其他地区，需要保证引入的动物种群有一定的密度（或引入的动物种群密度不能太低）。 （4）①草鱼的食性属于杂食性鱼类，以藻类和浮萍、蚯蚓、蜻蜓等为食，但在调查绘制能量流动图时，将其归为M营养级，M 营养级是第二营养级，通常是一些植食性动物，所以其原因是草鱼主要以藻类和浮萍为食。 ②图中遗体残骸有部分能量能流向M的原因是M营养级的某些生物可以取食遗体残骸。图中M用于生长、发育和繁殖的能量为摄入量3281+2826-呼吸消耗量3619=2488kJ/(m2·a)。由M到N的能量传递效率为386÷（3281+2826）×100%=6.3%。 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $