重难点05 能量流动的路径分析与传递效率计算（3大题型）（专项训练）生物人教版选择性必修2

重难点05 能量流动的路径分析与传递效率计算 （题型突破·举一反三·过关检测） 第一部分 题型突破 题型01 能量流动的过程及图解分析 题型02 能量传递效率的计算 题型03 能量流动中的极值问题 第二部分 过关检测（限时30分钟检测） 【第一部分 题型突破】 ▌题型01 能量流动的过程及图解分析 【典例1】C 【变式1-1】B 【变式1-2】B 【变式1-3】C ▌题型02 能量传递效率的计算 【典例2】A 【变式2-1】B 【变式2-2】C 【变式2-3】A ▌题型03 能量流动中的极值问题 【典例3】B 【变式3-1】C 【变式3-2】A 【变式3-3】A 【第二部分 过关检测】 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A C B B D C C D AB AC 题号 11 12 答案 BC ABD 13. 生产者光合作用固定的太阳能和人为有机物输入的能量 15．6% 细胞呼吸（或呼吸作用） 植被受损，流入该生态系统的能量减少（减轻植被恢复的压力） 5 1000 25 12．5×109 13．5×109 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 重难点05 能量流动的路径分析与传递效率计算 （题型突破·举一反三·过关检测） 第一部分 题型突破 题型01 能量流动的过程及图解分析 题型02 能量传递效率的计算 题型03 能量流动中的极值问题 第二部分 过关检测（限时30分钟检测） 【第一部分 题型突破】 ▌题型01 能量流动的过程及图解分析 1、输入第一营养级的能量 生产者光合作用固定的太阳能 2、第一营养级的能量“一分为二”的去路 一、通过呼吸作用以热能的形式散失，二、用于生产者的生长、发育、繁殖等生命活动 3、第一营养级的能量“一分为三”的去路 一通过呼吸作用以热能的形式散失，二是流向下一个营养级，三是流向分解者。 4、第一营养级的能量“一分为四”的去路 一通过呼吸作用以热能的形式散失，二是流向下一个营养级，三是流向分解者，四是未被利用的能量（最终流向分解者） 5、输入第二营养级的能量 初级消费者同化的能量 6、第二营养级的能量“一分为二”的去路 一、通过呼吸作用以热能的形式散失，二、用于自身的生长、发育、繁殖。 7、第二营养级的能量“一分为三”的去路 一通过呼吸作用以热能的形式散失，二是流向下一个营养级，三是流向分解者。 8、第二营养级的能量“一分为四”的去路 一通过呼吸作用以热能的形式散失，二是流向下一个营养级，三是流向分解者，四是未被利用的能量（最终流向分解者） 9、摄入量=粪便量+同化量 某一营养级的“粪便量”是上一个营养级的“同化量”的一部分 10、 流经该生态系统的总能量 绿色植物所固定的太阳能和投放饲料中的化学能 【典例1】某生态系统中两个营养级（甲、乙）的能量流动如图，其中a-e表示能量值，a表示乙的同化量。下列叙述正确的是（    ）    A．甲传递给乙的能量为a+c+e B．乙用于生长繁殖的能量为a C．乙粪便中食物残渣的能量包含在c中 D．甲的能量和个体数量都低于乙 【变式1-1】在由草、兔、狐组成的食物链中，兔经同化作用所获得的能量，其去向不包括（　　） A．通过兔子细胞呼吸散失的能量 B．通过兔子的粪便流入到分解者体内的能量 C．流入到狐体内的能量 D．通过兔子的尸体流入到分解者体内的能量 【变式1-2】如表是某昆虫摄食植物后的能量流动情况，下列说法正确的是 项目 摄食量 粪便量 呼吸消耗量 能量(kJ) 410 210 130 A．昆虫的同化量是410kJ B．昆虫的粪便量属于植物同化的能量 C．呼吸消耗量用于昆虫的生长、发育和繁殖 D．储存在昆虫体内有机物中的能量为280kJ 【变式1-3】在生态系统中，生产者所固定的能量可以沿着食物链传递，食物链中的每个环节即为一个营养级。下列关于营养级的叙述，错误的是（　　） A．同种动物在不同食物链中可能属于不同营养级 B．作为生产者的绿色植物所固定的能量来源于太阳 C．作为次级消费者的肉食性动物属于食物链的第二营养级 D．营养级的位置越高，归属于这个营养级的能量通常越少 ▌题型02 能量传递效率的计算 1、 能量流动的特点 单向流动、逐级递减 2、 能量传递效率 能量传递效率=某一营养级的同化量/上一营养级的同化量×100% 3、 相邻两个营养级间的传递效率是10%～20%，实际的能量传递效率可能低于10%，也可能高于20%/ 4、 能量传递效率不可提高或降低 【典例2】某人工鱼塘中存着如下图所示的能量流动关系，其中字母表示能量（单位kJ），据图分析错误的是（    ） A．草鱼和生产者之间的能量传递效率为c/a×100% B．d是草鱼用于生长、发育、繁殖的能量 C．草鱼同化的能量c除图示流向外，还存在部分未利用的能量 D．g中含有部分植物通过光合作用固定的能量 【变式2-1】某同学绘制了如图所示的能量流动图解（其中W1为生产者固定的太阳能），下列叙述中不正确的是（    ） A．生产者固定的总能量可表示为（A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2） B．流入初级消费者体内的能量可表示为（D1-A2-C2） C．由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1 /W1 D．图解表明能量流动具有单向流动、逐级递减的特点 【变式2-2】如图为某生态系统中能量流经初级消费者的示意图，序号表示该部分的能量。下列叙述正确的是（　　） A．①和②分别指初级消费者同化的能量和未利用的能量 B．散失的能量可以被生产者重新捕获而提高能量利用率 C．生产者的一部分能量经由初级消费者粪便流入分解者 D．减少该生态系统的营养级可以有效提高能量传递效率 【变式2-3】下图是某生态系统中能量流动过程示意图，其中字母表示能量。下列相关叙述正确的是（    ）    A．f表示初级消费者通过呼吸作用以热能形式散失的能量 B．图中流经该生态系统的总能量为b C．c表示初级消费者用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量 D．初级消费者和次级消费者之间的能量传递效率为e/b ▌题型03 能量流动中的极值问题 1、已知高营养级的能量，求低营养级能量时： （1）需最多能量：选最长食物链，按÷10%计算； （2）需最少能量：选最短食物链，按÷20%计算。 2、已知低营养级的能量，求高营养级能量时： （1）获得能量最多：选最短食物链，按×20%计算； （2）获得能量最少：选最长食物链，按×10%计算。 3、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%。 4、如果在食物网中,某一营养级同时从上一营养级的多种生物获取能量,且各途径获得的能量比例确定,则按照各单独的食物链进行计算再合并。 【典例3】如图食物网中，猫头鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇，则猫头鹰的体重若增加10g，至少需要消耗植物的重量（　　）    A．400g B．450g C．2500g D．2800g 【变式3-1】图为一食物网。若要使丙体重增加x，已知其食用的动物性食物(乙)所占比例为a，则至少需要的生产者（甲)的量为y，那么x与y的关系可表示为 A．y=90ax+10x B．y=25ax+5x C．y= 20ax+5x D．y=10ax+10x 【变式3-2】某生态系统中存在如图所示的食物网，如将丙的食物比例由甲∶乙＝1∶1调整为2∶1，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载丙的数量是原来的（　　） A．1.375倍 B．1.875倍 C．1.273倍 D．0.575倍 【变式3-3】如图所示为某生态系统中的食物网简图，若E种群中的总能量为5.8×109 kJ，B种群的总能量为1.6×108 kJ，从理论上分析，A种群获得的总能量最多是 A．2.0×108 kJ B．2.32×108 kJ C．4.2×108 kJ D．2.26×108 kJ 【第二部分 过关检测】 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。下列说法不正确的是（    ） 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[105J/（m2·a）] 90 42 84 13.5 3 A．流经该生态系统的总能量为90×105J/（m2·a） B．该生态系统的生产者流入下一营养级的能量小于15% C．初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为10.5×105J/（m2·a） D．该生态系统中的能量在不同营养级之间单向流动，逐级递减 2．一切生命活动都伴随着能量的变化。下面有关生态系统的能量流动的表述，错误的是（　　） A．只有生产者能将太阳能输入到生态系统中 B．能量只能沿食物链单向流动，不可逆转 C．生态系统中初级消费者的个体数量一定大于次级消费者 D．不同营养级的生物获取能量的途径可能存在差别 3．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。下列叙述不正确的是（　　） A．图中b表示第二营养级的同化量 B．图中d蕴含的能量均未被第二营养级同化 C．图中e表示表示呼吸作用以热能形式散失的能量 D．畜牧业中，圈养与放养相比，可提高图中c/b的比值 4．某人工饲养的高密度鱼塘部分能量流动关系如下图，a、b、c、d、e  表示相关能量。下列叙述正确的是（    ） A．图中 a 代表流入该生态系统的总能量 B．鱼种甲和鱼种乙同化的能量去向不同 C．植物可以从塘泥中的腐殖质获得能量 5．图是某生态系统一条食物链中的三个种群一年内能量流动统计的部分数据。有关叙述正确的是（    ） A．三个种群组成的食物链是I→II→III B．种群Ⅱ全部生物的呼吸消耗能量约为5.45107KJ C．第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为10% D．不同营养级之间的能量流动以有机物为载体 6．生态学家研究了某草原生态系统的能量流动情况，其局部能量流动情况如图所示，字母代表能量。下列分析正确的是（    ） A．未利用量就是指未被自身呼吸作用消耗、也未被分解者利用的能量 B．第一、第二营养级间的能量传递效率为C1/（A1-B1）×100% C．生产者用于生长发育和繁殖等生命活动的能量是C1+D1+E1 D．E2属于第一营养级流向分解者的能量，D2表示未被利用的能量 7．随着长江水域生态的恢复，多年未见的长江江豚也出现在长江口青草沙水域。图1是某长江江豚自然保护区部分生物类群及食物关系示意图，图2是江豚和刀鲚间的能量流动关系，其中a表示刀鲚的同化量。下列叙述正确的是（　　） A．刀鲚与浮游动物的种间关系为捕食 B．长江江豚用于生长、发育和繁殖的能量可用b-f表示 C．刀鲚属于生态系统组成成分中的分解者和消费者 D．c是刀鲚的遗体残骸及其粪便中储存的能量 8．下列关于生态系统能量流动的叙述，错误的是（     ） A．能量流动具有单向流动、逐级递减的特点 B．相邻营养级间能量传递效率约为10%～20% C．各营养级同化量均有部分用于呼吸消耗 D．能量金字塔和数量金字塔均不可倒置 9．（多选）下图甲表示食物链上能量流动的部分情况（图中数字代表能量值），图乙表示兔的能量来源与去向（图中字母代表能量值）。下列有关叙述正确的是（    ） 注：图甲中的草指某一种草，假定该生态系统中只有图示这一条简单的食物链。 A．图甲②/（①-③）×100%代表兔到狐的能量传递效率 B．图乙中B1=W1-A1-C1-D1，表示兔子未利用的能量 C．兔通过呼吸作用释放的能量均以热能的形式散失 D．兔流向分解者的能量包括兔的遗体和粪便中的能量 10．（多选）某人工鱼塘的部分能量流动关系如图，下列分析正确的是（     ） A．图甲中A1、A2和图乙中E都可以表示呼吸作用散失的能量 B．图甲中第二营养级到第三营养级能量的传递效率是D2/（A2+B2+C2） C．鲢鱼用于自身生长发育和繁殖的能量可用图乙中的C表示 D．乌鳢捕食鲢鱼后剩余的食物残渣中的能量包含在图乙的A中 11．（多选）以下是人工养殖鱼塘各部分能量记录表。养殖的草鱼除饲料外还以轮叶黑藻和苦草为食。科研人员对该生态系统的能量流动情况进行分析，结果如表所示。（字母为能量值，单位是kJ·cm-2·a-1）下列叙述正确的是（     ） 轮叶黑藻和苦草同化的能量 草鱼摄入食物中的能量 草鱼同化饲料中的能量 草鱼粪便中的能量 草鱼用于生长、发育和繁殖的能量 草鱼呼吸作用散失的能量 a b c d e ？ A．流入该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能 B．草鱼呼吸作用散失的能量是b-d-e C．从轮叶黑藻和苦草到草鱼的能量传递效率为（b-d-c）/a×100% D．草鱼粪便中的能量全部属于轮叶黑藻和苦草流向分解者的部分 12．（多选）某自然生态系统的能量（单位：J·cm-2·a-1）流动如图所示，其中数字为能量数值，GP为生产者固定的能量，H、C为动物，R为呼吸作用。下列分析错误的是（     ） A．生产者固定的太阳能中，用于自身生长、发育和繁殖的能量为464.7J·cm-2·a-1 B．.流经该生态系统的总能量为入射的日光能，即497693.3J·cm-2·a-1 C．该生态系统从第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为13.51% D．图中C为该食物链中的最高营养级，因此C的种群数量最多 13．某自然保护区地震后，据不完全统计，植被毁损达到30%以上。如图1为该地区人为干预下恢复过程的能量流动图[单位为103kJ/（m2·a）]，图2为该地区恢复后部分食物网示意图。请回答： （1）如图1所示，输入该生态系统的能量包括_____，第二营养级到第三营养级的能量传递效率为_____（保留一位小数）。 （2）图1中A表示_____，除生产者外其他营养级需要补偿能量输入的原因是_____。计算可知，肉食性动物需补偿输入的能量值至少为_____×103kJ/（m2·a）。 （3）图2所示食物网中，若鹰增重1kg，则最多消耗植物_____kg，最少消耗植物_____kg。 （4）已知该生态系统恢复后，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能量传递效率为20%，且各营养级流向下一营养级的能量平均分配给各不同的种群（举例：草树流向下一营养级的能量中50%进入兔种群，50%进入鼠种群）。若该生态系统一段时间内生产者固定的太阳能为1．5×1012kJ，理论上狐可获得的能量为_____kJ，鹰可获得的能量为_____kJ。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 重难点05 能量流动的路径分析与传递效率计算 （题型突破·举一反三·过关检测） 第一部分 题型突破 题型01 能量流动的过程及图解分析 题型02 能量传递效率的计算 题型03 能量流动中的极值问题 第二部分 过关检测（限时30分钟检测） 【第一部分 题型突破】 ▌题型01 能量流动的过程及图解分析 1、输入第一营养级的能量 生产者光合作用固定的太阳能 2、第一营养级的能量“一分为二”的去路 一、通过呼吸作用以热能的形式散失，二、用于生产者的生长、发育、繁殖等生命活动 3、第一营养级的能量“一分为三”的去路 一通过呼吸作用以热能的形式散失，二是流向下一个营养级，三是流向分解者。 4、第一营养级的能量“一分为四”的去路 一通过呼吸作用以热能的形式散失，二是流向下一个营养级，三是流向分解者，四是未被利用的能量（最终流向分解者） 5、输入第二营养级的能量 初级消费者同化的能量 6、第二营养级的能量“一分为二”的去路 一、通过呼吸作用以热能的形式散失，二、用于自身的生长、发育、繁殖。 7、第二营养级的能量“一分为三”的去路 一通过呼吸作用以热能的形式散失，二是流向下一个营养级，三是流向分解者。 8、第二营养级的能量“一分为四”的去路 一通过呼吸作用以热能的形式散失，二是流向下一个营养级，三是流向分解者，四是未被利用的能量（最终流向分解者） 9、摄入量=粪便量+同化量 某一营养级的“粪便量”是上一个营养级的“同化量”的一部分 10、 流经该生态系统的总能量 绿色植物所固定的太阳能和投放饲料中的化学能 【典例1】某生态系统中两个营养级（甲、乙）的能量流动如图，其中a-e表示能量值，a表示乙的同化量。下列叙述正确的是（    ）    A．甲传递给乙的能量为a+c+e B．乙用于生长繁殖的能量为a C．乙粪便中食物残渣的能量包含在c中 D．甲的能量和个体数量都低于乙 【答案】C 【详解】A、a+c+e是甲的同化量，A错误； B、乙用于生长、发育及繁殖的能量值=乙同化的能量-乙呼吸作用散失的能量，可表示为a-b，B错误； C、粪便中食物残渣的能量没有被乙同化，还属于甲进入分解者的能量，即包含在c中，C正确； D、甲的能量和个体数量一般都高于乙，因为甲为上一营养级，乙为下一营养级，D错误。 故选C。 【变式1-1】在由草、兔、狐组成的食物链中，兔经同化作用所获得的能量，其去向不包括（　　） A．通过兔子细胞呼吸散失的能量 B．通过兔子的粪便流入到分解者体内的能量 C．流入到狐体内的能量 D．通过兔子的尸体流入到分解者体内的能量 【答案】B 【详解】A、兔同化的能量一部分通过呼吸作用以热能的形式释放到大气中去了，这部分能量是不能被生物群落内的生物再利用的，A正确； B、兔同化的能量=兔的摄入量-兔的粪便量，所以兔的粪便中的能量不是兔同化的能量，B错误； C、兔同化的能量除了被分解者利用、呼吸消耗以外，还有一部分能量流向了下一营养级狐，C正确； D、兔同化的能量中有一部分通过兔子的尸体流入到分解者体内，D正确。 故选B。 【变式1-2】如表是某昆虫摄食植物后的能量流动情况，下列说法正确的是 项目 摄食量 粪便量 呼吸消耗量 能量(kJ) 410 210 130 A．昆虫的同化量是410kJ B．昆虫的粪便量属于植物同化的能量 C．呼吸消耗量用于昆虫的生长、发育和繁殖 D．储存在昆虫体内有机物中的能量为280kJ 【答案】B 【详解】A、昆虫的同化量是摄入量-粪便量=410-210=200kJ，A错误； B、昆虫的粪便量属于上一营养级植物同化的能量，B正确； C、同化量-呼吸消耗量=用于昆虫的生长、发育和繁殖的能量，C错误； D、储存在昆虫体内有机物中的能量为同化量-呼吸消耗量=200-130=70kJ，D错误。 故选B。 【变式1-3】在生态系统中，生产者所固定的能量可以沿着食物链传递，食物链中的每个环节即为一个营养级。下列关于营养级的叙述，错误的是（　　） A．同种动物在不同食物链中可能属于不同营养级 B．作为生产者的绿色植物所固定的能量来源于太阳 C．作为次级消费者的肉食性动物属于食物链的第二营养级 D．营养级的位置越高，归属于这个营养级的能量通常越少 【答案】C 【详解】A、杂食动物既会捕食植物，又会捕食动物，如果捕食植物，就是第二营养级，捕食动物，可以是第三营养级或更高营养级，所以不同食物链中的动物会处于不同的营养级，A正确； B、绿色植物进行的是光合作用，能量来源于太阳，B正确； C、次级消费者的肉食性动物属于第三营养级，C错误； D、能量流动逐级递减，因此，营养级的位置越高，归属于这个营养级的能量通常越少，D正确。 故选C。 ▌题型02 能量传递效率的计算 1、 能量流动的特点 单向流动、逐级递减 2、 能量传递效率 能量传递效率=某一营养级的同化量/上一营养级的同化量×100% 3、 相邻两个营养级间的传递效率是10%～20%，实际的能量传递效率可能低于10%，也可能高于20%/ 4、 能量传递效率不可提高或降低 【典例2】某人工鱼塘中存着如下图所示的能量流动关系，其中字母表示能量（单位kJ），据图分析错误的是（    ） A．草鱼和生产者之间的能量传递效率为c/a×100% B．d是草鱼用于生长、发育、繁殖的能量 C．草鱼同化的能量c除图示流向外，还存在部分未利用的能量 D．g中含有部分植物通过光合作用固定的能量 【答案】A 【详解】A、c表示草鱼的同化量，该能量一部分是生产者传递给的，一部分是饲料中有机物的输入，能量传递效率是指传递给下一个营养级的能量与该营养级同化量的比值，由于饲料中有机物的输入量不知道，因此只能判断草鱼和生产者之间的能量传递效率小于c÷a×100%，A错误； B、根据分析可知，d是草鱼用于生长、发育、繁殖的能量，B正确； C、如果定时计量，则草鱼同化的能量c除图示流向（流向分解者、被下一营养级摄入、呼吸散失）外，还存在部分未利用的能量，C正确； D、h属于草鱼粪便中的能量流向g分解者，该部分能量属于上一营养级（生产者）的同化量，因此g中含有部分植物通过光合作用固定的能量，D正确。 故选A。 【变式2-1】某同学绘制了如图所示的能量流动图解（其中W1为生产者固定的太阳能），下列叙述中不正确的是（    ） A．生产者固定的总能量可表示为（A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2） B．流入初级消费者体内的能量可表示为（D1-A2-C2） C．由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1 /W1 D．图解表明能量流动具有单向流动、逐级递减的特点 【答案】B 【详解】A、生产者固定的总能量可表示为（A1+B1+C1+D1），A1表示呼吸作用散失的能量，B1表示未被利用的能量，C1表示流向分解者的能量，而D1=A2+B2+C2+D2是流入下一营养级（初级消费者）的能量，故生产者固定的总能量可表示为（A1+B1+C1+ A2+B2+C2+D2），A正确；B错误； C、由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/（A1+B1+C1+D1）×100%=D1/W1×100%，C正确； D、图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减，D正确。 故选B。 【变式2-2】如图为某生态系统中能量流经初级消费者的示意图，序号表示该部分的能量。下列叙述正确的是（　　） A．①和②分别指初级消费者同化的能量和未利用的能量 B．散失的能量可以被生产者重新捕获而提高能量利用率 C．生产者的一部分能量经由初级消费者粪便流入分解者 D．减少该生态系统的营养级可以有效提高能量传递效率 【答案】C 【详解】A、①和②分别指初级消费者同化的能量和用于自身生长、发育和繁殖的生命活动，A错误； B、散失的能量不可以在被利用，B错误； C、初级消费者粪便中的能量属于生产者的同化量。所以生产者的一部分能量经由初级消费者粪便流入分解者，C正确； D、减少该生态系统的营养级可以有效减少能量的散失，但不能提高能量的传递效率，D错误。 故选C 【变式2-3】下图是某生态系统中能量流动过程示意图，其中字母表示能量。下列相关叙述正确的是（    ）    A．f表示初级消费者通过呼吸作用以热能形式散失的能量 B．图中流经该生态系统的总能量为b C．c表示初级消费者用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量 D．初级消费者和次级消费者之间的能量传递效率为e/b 【答案】A 【详解】A、由图可知，f表示初级消费者呼吸作用以热能散失的能量，热能不能被生物重新利用，A正确； B、图示表示该生态系统的能量流动图，其中a表示输入该生态系统的总能量，B错误； C、由图可知，c表示初级消费者的同化量，d表示初级消费者自身生长、发育和繁殖的能量，C错误； D、由于次级消费者的同化量未知，初级消费者和次级消费者之间的能量传递效率无法计算，D错误。 故选A。 ▌题型03 能量流动中的极值问题 1、已知高营养级的能量，求低营养级能量时： （1）需最多能量：选最长食物链，按÷10%计算； （2）需最少能量：选最短食物链，按÷20%计算。 2、已知低营养级的能量，求高营养级能量时： （1）获得能量最多：选最短食物链，按×20%计算； （2）获得能量最少：选最长食物链，按×10%计算。 3、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%。 4、如果在食物网中,某一营养级同时从上一营养级的多种生物获取能量,且各途径获得的能量比例确定,则按照各单独的食物链进行计算再合并。 【典例3】如图食物网中，猫头鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇，则猫头鹰的体重若增加10g，至少需要消耗植物的重量（　　）    A．400g B．450g C．2500g D．2800g 【答案】B 【详解】通过食物链（植物→兔子→猫头鹰），猫头鹰增重10g×2/5=4g，最少需要消费植物的量为4g÷20%÷20%=100g，通过食物链（植物→ 鼠→猫头鹰），猫头鹰增重10g×2/5=4g，最少需要消费植物的量为4g÷20%÷20%=100g，通过食物链（植物→鼠→蛇→猫头鹰），猫头鹰增重10g×1/5=2g，最少需要消费植物的量为2g÷20%÷20%÷20%=250g，所以合计需要消费植物100g+100g+250g=450g，B正确。 故选B。 【变式3-1】图为一食物网。若要使丙体重增加x，已知其食用的动物性食物(乙)所占比例为a，则至少需要的生产者（甲)的量为y，那么x与y的关系可表示为 A．y=90ax+10x B．y=25ax+5x C．y= 20ax+5x D．y=10ax+10x 【答案】C 【详解】图中共有2条食物链，丙增重x，经过甲→乙→丙这条食物链至少消耗的生产者的量为：x×a÷20%÷20%，经过甲→丙食物链至少消耗的生产者的量为x×（1-a）÷20%，则y= x×a÷20%÷20%+ x×（1-a）÷20%=20ax+5x。综上所述，ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 【变式3-2】某生态系统中存在如图所示的食物网，如将丙的食物比例由甲∶乙＝1∶1调整为2∶1，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载丙的数量是原来的（　　） A．1.375倍 B．1.875倍 C．1.273倍 D．0.575倍 【答案】A 【详解】当甲∶乙=1∶1时，按能量传递效率10%计算，假设丙生物量增重1，其中1/2来自甲，还有1/2来自乙。所以1×1/2÷10%=5算出丙作为第二营养级时从甲那儿得到的能量，1×1/2÷10%÷10%=50算出丙作为第三营养级时通过乙从甲那儿得到的能量。所以当丙的食物比例为甲∶乙＝1∶1时，丙增重1需要消耗甲55。 当甲∶乙=2∶1时，按能量传递效率10%计算，假设丙生物量增重1，其中2/3来自甲，还有1/3来自乙。所以1×2/3÷10%=6.67算出丙作为第二营养级时从甲那儿得到的能量，1×1/3÷10%÷10%=33.33算出丙作为第三营养级时通过乙从甲那儿得到的能量。所以当丙的食物比例为甲∶乙＝2∶1时，丙增重需要消耗甲40。 该生态系统中甲的提供量不变仍为55，按照甲∶乙=2∶1计算得到的丙是原来的55/40=1.375。综上所述，A项正确，B、C、D三项均错误。 故选A。 【变式3-3】如图所示为某生态系统中的食物网简图，若E种群中的总能量为5.8×109 kJ，B种群的总能量为1.6×108 kJ，从理论上分析，A种群获得的总能量最多是 A．2.0×108 kJ B．2.32×108 kJ C．4.2×108 kJ D．2.26×108 kJ 【答案】A 【详解】E是生产者，共含有5.8×109 KJ的能量，则第二营养级的同化量（包括B、C和D）=5.8×109 KJ×20%=1.16×109 KJ，又已知B生物种群总能量为1.6×108 KJ，则C和D生物种群的总能量=1.16×109 KJ-1.6×108 KJ=1.0×109 KJ，所以，A最多获得的能量是1.0×109 KJ×20%=2×108KJ。故选A。 【点睛】本题考查了生态系统的能量流动，解题关键是“第二营养级的同化量（包括B、C和D）”掌握能量流动的过程及相关计算，结合图中信息准确答题 故选A。 【第二部分 过关检测】 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。下列说法不正确的是（    ） 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[105J/（m2·a）] 90 42 84 13.5 3 A．流经该生态系统的总能量为90×105J/（m2·a） B．该生态系统的生产者流入下一营养级的能量小于15% C．初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为10.5×105J/（m2·a） D．该生态系统中的能量在不同营养级之间单向流动，逐级递减 【答案】A 【详解】A、由题意可知，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，所以流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能以及来自陆地的植物残体中的能量之和，即90×105+42×105=132×105J/（m2·a），A错误； B、生产者固定能量为90×105J/（m2·a），初级消费者同化能量为13.5×105J/（m2·a），生产者流入下一营养级（初级消费者）的能量传递效率为（13.5×105）/（90×105）×100%=15%，但初级消费者同化的能量还来自陆地的植物残体，所以该生态系统的生产者流入下一营养级的能量小于15%，B正确； C、初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量=初级消费者同化的能量-初级消费者呼吸消耗的能量，即13.5×105-3×105=10.5×105J/（m2·a），C正确； D、生态系统中的能量流动特点就是在不同营养级之间单向流动、逐级递减，D正确。 故选A。 2．一切生命活动都伴随着能量的变化。下面有关生态系统的能量流动的表述，错误的是（　　） A．只有生产者能将太阳能输入到生态系统中 B．能量只能沿食物链单向流动，不可逆转 C．生态系统中初级消费者的个体数量一定大于次级消费者 D．不同营养级的生物获取能量的途径可能存在差别 【答案】C 【详解】A、生产者通过光合作用把太阳能转化成化学能，固定在它们所制造的有机物中，太阳能才可以输入生态系统中，A正确； B、由于食物链中捕食者与被捕食者的关系不可逆转，所以能量沿食物链流动是单向的，B正确； C、生态系统中初级消费者的个体数量不一定大于次级消费者，C错误； D、生产者的能量主要来自太阳能，消费者的能量来自上一营养级同化的能量，不同营养级的生物获取能量的途径可能存在差别，D正确。 故选C。 3．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。下列叙述不正确的是（　　） A．图中b表示第二营养级的同化量 B．图中d蕴含的能量均未被第二营养级同化 C．图中e表示表示呼吸作用以热能形式散失的能量 D．畜牧业中，圈养与放养相比，可提高图中c/b的比值 【答案】B 【详解】A、由题意可知，a表示该营养级摄入的能量，那么b表示该营养级同化的能量，A正确； B、d表示分解者利用的能量，有一部分能量（粪便中能量）未被该营养级生物同化，第二营养级流入分解者的是被第二营养级同化的能量，B错误； C、图中c表示用于生长、发育和繁殖的能量，d表示分解者利用的能量，e表示呼吸作用中以热能的形式散失的能量，f表示流向下一营养级的能量，C正确； D、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的比值，D正确。 故选B。 4．某人工饲养的高密度鱼塘部分能量流动关系如下图，a、b、c、d、e  表示相关能量。下列叙述正确的是（    ） A．图中 a 代表流入该生态系统的总能量 B．鱼种甲和鱼种乙同化的能量去向不同 C．植物可以从塘泥中的腐殖质获得能量 D．鱼种甲到鱼种乙的能量传递效率是  c/d×100% 【答案】B 【详解】A、流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能和人工投入的饲料中包含的化学能，即 a＋d＋e，A错误； B、鱼种甲是第二营养级，同化的能量去向有包括流入下营养级， 鱼种乙是最高营养级，同化的能量去向不包括流入下营养级，B 正确； C、植物只能获取太阳能， 不能从塘泥腐殖质中获取能量，C错误； D、鱼种甲到鱼种乙的能量传递效率是鱼种乙从上一营养级同化的能量÷（鱼种甲从上一营养级同化的能量＋鱼种甲从饲料有机物中同化的能量）×100%＝c/（b＋d），D 错误。 故选B。 5．图是某生态系统一条食物链中的三个种群一年内能量流动统计的部分数据。有关叙述正确的是（    ） A．三个种群组成的食物链是I→II→III B．种群Ⅱ全部生物的呼吸消耗能量约为5.45107KJ C．第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为10% D．不同营养级之间的能量流动以有机物为载体 【答案】D 【详解】根据三个种群的同化的能量的数值，I为15、II为111、III为3，并结合能量流动的特点可知，三个种群组成的食物链是Ⅱ→Ⅰ→Ⅲ，A错误；种群Ⅱ同化的能量=呼吸消耗的能量+被种群Ⅰ同化的能量+被分解者分解的能量+未被利用的能量，根据图中数据可知，种群Ⅱ全部生物的呼吸消耗的能量=111-15-被分解者分解的能量-41.5＜5.45×107kJ，B错误；因三个种群组成的食物链是Ⅱ→Ⅰ→Ⅲ，故第二营养级到第三营养级的能量传递率=3.0÷15.0=20%，C错误；物质循环是能量流动的载体，能量流动是物质循环的动力，生态系统中能量以有机物形式在不同营养级之间流动，D正确；因此，本题答案应选D。 【点睛】解答本题关键要明白三个种群的营养级别，其食物链为Ⅱ→Ⅰ→Ⅲ；另要知道一个营养级所同化的能量=呼吸消耗的能量+被下一营养级同化的能量+分解者利用的能量+未被利用的能量。 故选D。 6．生态学家研究了某草原生态系统的能量流动情况，其局部能量流动情况如图所示，字母代表能量。下列分析正确的是（    ） A．未利用量就是指未被自身呼吸作用消耗、也未被分解者利用的能量 B．第一、第二营养级间的能量传递效率为C1/（A1-B1）×100% C．生产者用于生长发育和繁殖等生命活动的能量是C1+D1+E1 D．E2属于第一营养级流向分解者的能量，D2表示未被利用的能量 【答案】C 【详解】A、结合图示可知，未利用的能量是指除去呼吸消耗、流向分解者和流向下一营养级后，剩下的能量，A错误； B、第一、第二营养级间的能量传递效率为C1/A1×100%，B错误； C、生产者用于生长发育和繁殖等生命活动的能量是A1-B1=C1+D1+E1，C正确； D、E2是第二营养级的能量，属于第二营养级流向分解者的能量，D2表示未被利用的能量，D错误。 故选C。 7．随着长江水域生态的恢复，多年未见的长江江豚也出现在长江口青草沙水域。图1是某长江江豚自然保护区部分生物类群及食物关系示意图，图2是江豚和刀鲚间的能量流动关系，其中a表示刀鲚的同化量。下列叙述正确的是（　　） A．刀鲚与浮游动物的种间关系为捕食 B．长江江豚用于生长、发育和繁殖的能量可用b-f表示 C．刀鲚属于生态系统组成成分中的分解者和消费者 D．c是刀鲚的遗体残骸及其粪便中储存的能量 【答案】C 【详解】A、刀鲚可捕食浮游动物，同时二者均以浮游植物为食，因此种间关系为捕食和竞争，A错误； B、b仅是来自刀鲚的能量，而长江江豚的食物不仅有刀鲚，还有中小型鱼类，故不能用b-f表示长江江豚用于生长、发育和繁殖的能量，B错误； C、刀鲚捕食活的浮游植物、浮游动物，属于消费者；同时刀鲚取食有机碎屑，营腐生生活，属于分解者，因此刀鲚既属于消费者也属于分解者，C正确； D、a是刀鲚的同化量，刀鲚粪便中的能量未被刀鲚同化，属于上一营养级的能量，因此c是刀鲚流向分解者的能量，不包含刀鲚自身粪便中的能量，D错误。 故选C。 8．下列关于生态系统能量流动的叙述，错误的是（     ） A．能量流动具有单向流动、逐级递减的特点 B．相邻营养级间能量传递效率约为10%～20% C．各营养级同化量均有部分用于呼吸消耗 D．能量金字塔和数量金字塔均不可倒置 【答案】D 【详解】A、生态系统的能量沿食物链单向传递，且每个营养级都会有部分能量通过呼吸作用等形式散失，因此能量流动具有单向流动、逐级递减的特点，A正确； B、能量传递效率指相邻两个营养级间的同化量之间的比值，一般为10%~20%，即某营养级的生物流入下一营养级的能量约占其同化量的10%~20%，B正确； C、各营养级的同化量都有一部分通过呼吸作用以热能形式散失，剩余部分用于自身生长、发育和繁殖，即所有营养级同化量均有部分用于呼吸消耗，C正确； D、能量金字塔依据各营养级同化的总能量绘制，由于能量逐级递减，因此不可倒置；但数量金字塔可出现倒置，例如树和树上的昆虫构成的食物链中，第一营养级的树数量远少于第二营养级的昆虫，数量金字塔倒置，D错误。 故选D。 9．（多选）下图甲表示食物链上能量流动的部分情况（图中数字代表能量值），图乙表示兔的能量来源与去向（图中字母代表能量值）。下列有关叙述正确的是（    ） 注：图甲中的草指某一种草，假定该生态系统中只有图示这一条简单的食物链。 A．图甲②/（①-③）×100%代表兔到狐的能量传递效率 B．图乙中B1=W1-A1-C1-D1，表示兔子未利用的能量 C．兔通过呼吸作用释放的能量均以热能的形式散失 D．兔流向分解者的能量包括兔的遗体和粪便中的能量 【答案】AB 【详解】A、图甲分析：①表示草流向兔子的能量，②表示兔子流向狐狸的能量，③表示兔子的粪便量，④表示兔子流向分解者的能量，⑤表示兔子的呼吸作用消耗的能量，兔到狐的能量传递效率指弧的同化量÷兔的同化量=图甲②/（①-③）×100%，A正确； B、图乙分析：W1为兔的同化量，A1为兔子呼吸作用消耗的能量，C1为兔子流向分解者的能量，D1为兔子流向下一营养级的能量，B1为未利用的能量，图乙中B1=W1-A1-C1-D1，B正确； C、兔如以葡萄糖为底物进行有氧呼吸，一摩尔葡萄糖彻底分解释放2870kJ能量，其中的1161kJ（约40%）转化成ATP中的化学能，1709kJ（约60%）以热能散失，C错误； D、兔排出来的粪便不属于兔自身的能量，而属于上一营养级的能量，D错误。 故选AB。 10．（多选）某人工鱼塘的部分能量流动关系如图，下列分析正确的是（     ） A．图甲中A1、A2和图乙中E都可以表示呼吸作用散失的能量 B．图甲中第二营养级到第三营养级能量的传递效率是D2/（A2+B2+C2） C．鲢鱼用于自身生长发育和繁殖的能量可用图乙中的C表示 D．乌鳢捕食鲢鱼后剩余的食物残渣中的能量包含在图乙的A中 【答案】AC 【详解】A、图甲中A1是生产者呼吸作用散失的能量，A2是初级消费者呼吸作用散失的能量，图乙中E是鲢鱼呼吸作用散失的能量，三者均代表呼吸作用散失的能量，A正确； B、能量传递效率是相邻两个营养级同化量的比值，第二营养级（初级消费者）的同化量为A2+B2+C2+D2，第三营养级的同化量为D2，因此传递效率应为D2÷（A2+B2+C2+D2）×100%，B错误； C、图乙中B是鲢鱼的同化量，同化量一部分通过E以呼吸作用形式散失，剩余的C即为鲢鱼用于自身生长、发育和繁殖的能量，C正确； D、乌鳢捕食鲢鱼后的食物残渣是乌鳢的粪便，属于鲢鱼同化量中未被乌鳢同化的能量，应包含在图乙的D中；A是鲢鱼自身的粪便，属于生产者的能量，D错误。 故选AC。 11．（多选）以下是人工养殖鱼塘各部分能量记录表。养殖的草鱼除饲料外还以轮叶黑藻和苦草为食。科研人员对该生态系统的能量流动情况进行分析，结果如表所示。（字母为能量值，单位是kJ·cm-2·a-1）下列叙述正确的是（     ） 轮叶黑藻和苦草同化的能量 草鱼摄入食物中的能量 草鱼同化饲料中的能量 草鱼粪便中的能量 草鱼用于生长、发育和繁殖的能量 草鱼呼吸作用散失的能量 a b c d e ？ A．流入该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能 B．草鱼呼吸作用散失的能量是b-d-e C．从轮叶黑藻和苦草到草鱼的能量传递效率为（b-d-c）/a×100% D．草鱼粪便中的能量全部属于轮叶黑藻和苦草流向分解者的部分 【答案】BC 【详解】A、流入该生态系统的总能量包括生产者固定的太阳能和人工输入的饲料中的化学能，A错误； B、草鱼摄入食物（轮叶黑藻和苦草+饲料）中的能量-草鱼粪便中的能量（b-d)=草鱼的同化量，草鱼呼吸作用散失的能量=草鱼的同化量-草鱼用于生长、发育和繁殖的能量=b-d-e，B正确； C、从轮叶黑藻和苦草到草鱼的能量传递效率=轮叶黑藻和苦草流入草鱼的能量（b-d-c）/轮叶黑藻和苦草的同化量（a）×100%，C正确； D、草鱼粪便中的能量包含未被同化的植物和饲料部分，而饲料属于外部输入，其未被同化的能量不属于轮叶黑藻和苦草，D错误。 故选BC。 12．（多选）某自然生态系统的能量（单位：J·cm-2·a-1）流动如图所示，其中数字为能量数值，GP为生产者固定的能量，H、C为动物，R为呼吸作用。下列分析错误的是（     ） A．生产者固定的太阳能中，用于自身生长、发育和繁殖的能量为464.7J·cm-2·a-1 B．.流经该生态系统的总能量为入射的日光能，即497693.3J·cm-2·a-1 C．该生态系统从第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为13.51% D．图中C为该食物链中的最高营养级，因此C的种群数量最多 【答案】ABD 【详解】A、生产者同化的总能量（464.7J⋅cm-2⋅a-1）包含了呼吸作用消耗的能量（96.3J⋅cm-2⋅a-1）和用于自身生长、发育和繁殖的能量，因此用于自身生长、发育和繁殖的能量应为464.7-96.3=368.4J⋅cm-2⋅a-1，A错误； B、流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量（464.7J⋅cm-2⋅a-1），B错误； C、第一营养级同化量为464.7J⋅cm-2⋅a-1，第二营养级同化量为62.8J⋅cm-2⋅a-1，生态系统从第一营养级到第二营养级的能量传递效率=下一营养级同化量÷上一营养级同化量×100%=62.8÷464.7×100≈13.51%，C正确； D、图中C属于该食物链的最高营养级，但能量在流动过程中逐级递减，因此其所含能量最少，种群数量也相对较少，D错误。 故选ABD。 13．某自然保护区地震后，据不完全统计，植被毁损达到30%以上。如图1为该地区人为干预下恢复过程的能量流动图[单位为103kJ/（m2·a）]，图2为该地区恢复后部分食物网示意图。请回答： （1）如图1所示，输入该生态系统的能量包括_____，第二营养级到第三营养级的能量传递效率为_____（保留一位小数）。 （2）图1中A表示_____，除生产者外其他营养级需要补偿能量输入的原因是_____。计算可知，肉食性动物需补偿输入的能量值至少为_____×103kJ/（m2·a）。 （3）图2所示食物网中，若鹰增重1kg，则最多消耗植物_____kg，最少消耗植物_____kg。 （4）已知该生态系统恢复后，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能量传递效率为20%，且各营养级流向下一营养级的能量平均分配给各不同的种群（举例：草树流向下一营养级的能量中50%进入兔种群，50%进入鼠种群）。若该生态系统一段时间内生产者固定的太阳能为1．5×1012kJ，理论上狐可获得的能量为_____kJ，鹰可获得的能量为_____kJ。 【答案】 生产者光合作用固定的太阳能和人为有机物输入的能量 15．6% 细胞呼吸（或呼吸作用） 植被受损，流入该生态系统的能量减少（减轻植被恢复的压力） 5 1000 25 12．5×109 13．5×109 【详解】（1）图1中，流入该生态系统的能量包括生产者光合作用固定的太阳能和人为有机物输入的能量。分析图1可知，第二营养级的同化量=2×103+14×103=16×103kJ/（m2·a），由第二营养级流向第三营养级的能量为16×103-0.5×103-9×103-4×103=2.5×103kJ/（m2·a），两营养级间能量传递效率约为15.6%。 （2）在一定时间段内，除最高营养级外，各营养级能量的去向包括呼吸消耗、传递到下一营养级、流向分解者、未利用四个方面，故A表示呼吸作用。该地地震导致植被受损，生产者固定的太阳能（流入该生态系统的能量）减少，故需要对其他营养级补偿能量输入。根据图1中肉食性动物能量去向分析，肉食性动物的能量为2.1×103+5.1×103+0.25×103+0.05×103=7.5×103kJ/（㎡·a），其能量来自上一营养级和人为有机物投入，其中，来自上一营养级的能量为2.5×103kJ/（m2·a），则需要补偿输入的能量值至少为5×103kJ/（m2·a）。 （3）图2所示食物网中，鹰所处的食物链有草（树）→兔→鹰、草（树）一鼠→鹰、草（树）→鼠→蛇→鹰，计算鹰增重1kg消耗植物的最大值时，应选择最长的食物链且能量传递效率按10%进行计算，求得消耗植物最大值为1÷10%÷10%÷10%=1000（kg）；计算鹰增重1kg消耗植物的最小值时，应选择最短的食物链且能量传递效率按20%进行计算，求得消耗植物最小值为1÷20%÷20%=25（kg）。 （4）该生态系统中，各营养级流向下一营养级的能量平均分配给各不同的种群，从生产者到消费者的能量传递效率为10%，则流向第二营养级（兔和鼠）的能量为1.5×1012×10%=1.5×1011（kJ），兔、鼠种群获得的能量均为7.5×1010kJ。从消费者到消费者的能量传递效率为20%，则兔种群流向下一营养级（鹰和狐）的能量为7.5×1010×20%=1.5×1010（kJ），鹰和狐因捕食兔获得的能量均为7.5×109kJ；同理，鼠流向下一营养级（狐、蛇、鹰）的能量为1.5×1010kJ，狐、蛇、鹰因捕食鼠获得的能量均为5 .0×109kJ；蛇进一步被鹰捕食，则蛇种群流向鹰的能量为5.0×109×20%=1.0×109（kJ）。最终狐可获得的能量为7.5×109+5.0×109=12.5×109（kJ），鹰最终可获得的能量为7.5×109+5.0×109+1.0×109=13.5×109（kJ）。 【点睛】本题考查生态系统中能量流动的基本规律等相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $