資源簡介

(共93張PPT)
第6課時
生態系統的能量流動
課標要求
1.分析生態系統中的能量在生物群落中單向流動并逐級遞減的規律。
2.舉例說明如何利用能量流動規律，使人們能夠更加科學、有效地利用生態系統中的資源。
3.解釋生態金字塔表征了食物網各營養級之間在個體數量、生物量和能量方面的關系。
考點一　能量流動的過程
考點二　能量流動的特點及研究能量流動的實踐意義
內容索引
重溫高考 真題演練
課時精練
考點一
能量流動的過程
1.能量流動的概念
生態系統中能量的 的過程，稱為生態系統的能量流動。
歸納 夯實必備知識
輸入、傳遞、轉化和散失
熱能
太陽能
生產者
食物鏈和食物網
化學能
2.能量流經第一營養級的過程
光合
呼吸
熱
能
生長、
發育和繁殖
分解者
3.能量流經第二營養級的過程
熱能
同化
發育和繁殖
分解者
生長、
4.流入每一營養級的能量最終去向
(1)通過 以 形式散失。
(2)被 同化(最高營養級除外)。
(3)被 利用。
呼吸作用
熱能
下一營養級
分解者
源于選擇性必修2 P55“圖3－5”：在一定時間內，某生態系統中全部生產者固定的能量值為a，全部消費者所獲得的能量值為b，全部分解者所獲得的能量值為c，則a b＋c(填“>”“＝”或“<”)。
>
易錯提醒
(1)解讀能量流動過程的“一來二去”模型
①A是初級消費者攝入量；
B是初級消費者同化量；
C是用于自身生長、發育和繁殖量；
D是次級消費者攝入量。
②初級消費者攝入量＝同化量＋糞便量。
③同化量＝呼吸作用散失的能量＋用于生長、發育和繁殖量。
④生長、發育和繁殖量＝遺體殘骸＋次級消費者攝入量。
易錯提醒
(2)解讀能量流動過程的“一來三去”模型
①D、E、F分別代表第一、第二、第三營養級同化量。
②四條去路(最高營養級除外)：呼
吸作用散失、流入下一個營養級、分解者利用、未利用。
③如果是分析能量的最終去向，只有呼吸作用散失、流入下一個營養級、分解者利用三條去路(最高營養級除外)。
右圖表示能量流入第二營養級后的去向，據圖回答有關問題：
(1)初級消費者攝入的能量是其同化量嗎？它們之間存在什么關系？
拓展 提升科學思維
提示　初級消費者攝入的能量不等于其同化量。它們之間的關系：同化量＝攝入量－糞便量。
提示　不是。初級消費者糞便中的能量不屬于其同化的能量，而是屬于生產者所同化的能量。
(2)初級消費者糞便中的能量是其同化量的一部分嗎？為什么？
(3)第二營養級的攝入量(a)、同化量(b)及凈同化量(e)分別可以如何計算(用圖中字母的表達式表示)
提示　攝入量(a)＝b＋c；同化量(b)＝a－c＝d＋e＝d＋i＋f；凈同化量(e)＝b－d＝i＋f。
1.“螳螂捕蟬，黃雀在后”體現了食物鏈的原理，若鷹遷入了蟬、螳螂、黃雀所在的樹林中，捕食黃雀并棲息在林中。下列敘述正確的是
A.蟬、螳螂、黃雀、鷹構成了一條食物鏈
B.鷹的遷入使得黃雀的數量大幅持續銳減
C.螳螂通過捕食蟬獲得了蟬能量的10%～20%
D.鷹的遷入增加了該生態系統能量流動的環節
√
突破 強化關鍵能力
食物鏈起點是生產者，終點是消費者，蟬、螳螂、黃雀、鷹缺少生產者不能構成一條食物鏈，A錯誤；
因為生態系統間存在負反饋調節機制，當黃雀數量減少到一定程度后，鷹可能會調整食物來源，黃雀的數量會維持在一個相對穩定的水平，B錯誤；
能量傳遞效率是指相鄰兩個營養級之間同化量的比值，螳螂和蟬都是某個營養級的個體，無法用10%～20%的能量傳遞效率來衡量，C錯誤。
2.(不定項)如圖表示在某生態系統中，能量流經第二營養級的示意圖。下列對該圖分析合理的是
A.能量流動是伴隨著物質利用進行的
B.圖中甲為初級消費者同化的能量
C.該圖不夠完善，缺少甲中因呼吸作用以熱能形式散失的能量
D.乙比甲的能量少的原因主要是甲的遺體殘骸中的能量被分解者利用而
未傳遞下去
√
√
√
乙比甲的能量少的主要原因是呼吸作用消耗了很多的能量，D不合理。
考點二
能量流動的特點及研究能量流動的實踐意義
1.能量流動的特點
(1)單向流動
①方向：沿 由低營養級流向高營養級。
②特點：不可 ，也不能 。
(2)逐級遞減
①能量傳遞效率：相鄰兩個營養級間的能量傳遞效率為 。
②營養級數量：生態系統中的能量流動一般不超過 個營養級。
歸納 夯實必備知識
食物鏈
逆轉
循環流動
10%～20%
5
源于選擇性必修2 P55“思考·討論”：流經某生態系統的能量
再回到該生態系統，原因是 。
不能
能量流動是單向的
2.能量流動的相關計算
(1)在食物網中，能量傳遞效率不是以個體或種群為單位的，而是以營養級為單位的，如對于食物網 ，由第一營養級到第二營養級的能量傳遞效率是指(B＋C)同化的總能量占A同化的總能量的10%～20%。
(2)求最高營養級獲得能量的“最大值”或“最小值”
①在一條食物鏈中，若生產者(第一營養級)能量為100%，那么第n營養級獲得的能量最多為(20%)n－1，最少為(10%)n－1。
②在多條食物鏈中，最高營養級從不同渠道得到的能量比不定，已知較低營養級生物的能量，求較高營養級生物獲得的能量：
知低營養級求高營養級
獲得能量最多
選最短食物鏈
按×20%計算
選最長食物鏈
按×10%計算
獲得能量最少
(3)求最低營養級消耗量的“至少”或“最多”
①如一條食物鏈共有n個營養級，則第n營養級生物每增加1 kg體重：
a.“至少”需要消耗的生產者的量：
b.“最多”需要消耗的生產者的量：
②在多條食物鏈中，若已知較高營養級生物的能量，求所需較低營養級生物的能量：
知高營養級求低營養級
需最多能量
選最長食物鏈
按÷10%計算
需最少能量
選最短食物鏈
按÷20%計算
(4)關于“定值”的計算
在食物網中，某一營養級同時從上一個營養級的多種生物中按一定比例獲取能量，則按照單獨的食物鏈進行計算后再合并。
思考　有一食物網如右圖所示。假如鷹的食物2/5來自兔子，2/5來自老鼠，其余來自蛇，那么鷹要增加20 g體重，最多消耗植物多少克？
提示　分別計算三條食物鏈消耗植物的質量：如下圖：
相加為5 600 g，故最多消耗植物5 600 g。
3.生態金字塔
項目 能量金字塔 數量金字塔 生物量金字塔
概念 將單位時間內各營養級所得到的 轉換為相應面積(或體積)的圖形，并將圖形按照營養級的次序排列形成的一個金字塔圖形 在金字塔中如果表示的是各個營養級的_________ 關系，就形成數量金字塔 在金字塔中如果表示的是各個營養級
(每個營養級所容納的有機物的總干重)之間的關系，就形成生物量金字塔
能量數值
生物個體
的數目比值
生物量
形狀
象征含義 能量沿食物鏈流動過程中具有逐級遞減的特性 一般生物個體數目在食物鏈中隨營養級升高而逐級遞減 一般生物有機物的總質量沿食物鏈升高而逐級遞減
特點 正金字塔形 一般為正金字塔形 一般為正金字塔形
分析 能量流動的過程中總是有能量的耗散，故能量流動逐級遞減 成千上萬只昆蟲生活在一株大樹上時，該數量金字塔的塔形也會發生變化 浮游植物的個體小，壽命短，又不斷被浮游動物吃掉，所以某一時間浮游植物的生物量(用質量來表示)可能低于浮游動物的生物量

4.研究能量流動的意義
(1)幫助人們將生物 ，增大流入某個生態系統的總能量。
(2)幫助人們科學地 ，使能量得到最有效的利用。
(3)幫助人們合理地 ，使能量持續高效地流向 。
在時間、空間上進行合理配置
規劃、設計人工生態系統
調整生態系統中的能量流動關系
對人類最有益的部分
(1)源于選擇性必修2 P59“探究·實踐”：人們主要通過________的方法提高作物的光能利用效率。
(2)源于選擇性必修2 P60“拓展應用2”：溶解在水中的方糖不能變回原來的形狀，原因是_________________________________
。
合理密植
在一個封閉的系統中，物質總是由有
序朝著無序的方向發展
美國生態學家林德曼對一個結構相對簡單的天然湖泊——賽達伯格湖的能量流動進行了定量分析，得出了如圖所示的數據[單位：J/(cm2·a)]。
(1)據圖分析
①圖中生產者 (填“能”或
“不能”)捕食肉食性動物來完
成能量的循環。
②呼吸作用散失的能量 (填
“能”或“不能”)再被生產者利用來合成有機物。
③能量流動的第一個特點是 。
拓展 提升科學思維
不能
不能
單向傳遞
(2)依圖完成表中內容并分析
項目 輸入 輸出到下一營養級 傳遞效率
第一營養級(生產者) 464.6 62.8 ______
第二營養級(植食性動物) 62.8 12.6 ______
13.5%
20.1%
①可以看出，能量在相鄰兩個營養級間的傳遞效率大約為 。
②能量流動的第二個特點是 。
10%～20%
逐級遞減
3.如圖所示的食物網中，如果每個營養級能量傳遞效率均為20%，且下一營養級從上一營養級各種生物中獲得的能量相等。虎要獲得1 kJ能量，則需要消耗草的能量為
A.150 kJ B.125 kJ
C.100 kJ D.75 kJ
突破 強化關鍵能力
√
每個營養級能量傳遞效率均為20%，且下一營養級從上一營養級各種生物中獲得的能量相等，在食物鏈草→兔→狐→虎中，需要消耗草的能量為1×1/2÷20%÷20%÷20%＝62.5(kJ)；在食物鏈草→羊→虎中，需要消耗草的能量為1×1/2÷20%÷20%＝12.5(kJ)。故需要消耗草的能量為62.5＋12.5＝75(kJ)。
4.(2019·全國Ⅱ，6)如果食物鏈上各營養級均以生物個體的數量來表示，并以食物鏈起點的生物個體數作底層來繪制數量金字塔，則只有兩個營養級的夏季草原生態系統(假設第一營養級是牧草，第二營養級是羊)和森林生態系統(假設第一營養級是喬木，第二營養級是昆蟲)數量金字塔的形狀最可能是
A.前者為金字塔形，后者為倒金字塔形
B.前者為倒金字塔形，后者為金字塔形
C.前者為金字塔形，后者為金字塔形
D.前者為倒金字塔形，后者為倒金字塔形
√
夏季草原生態系統中，作為第一營養級的牧草的個體數量遠多于作為第二營養級的羊的個體數量，該生態系統數量金字塔的形狀最可能是金字塔形；而在森林生態系統中，作為第一營養級的喬木的一個個體上生活著大量的作為第二營養級的昆蟲個體，該生態系統數量金字塔的形狀最可能為倒金字塔形，故選A。
三
重溫高考 真題演練
1.(2021·浙江6月選考，7)下列關于生態金字塔的敘述，正確的是
A.生態金字塔顯示了各營養級之間的數量關系
B.生態金字塔中每個營養級的生物均屬于同一食物鏈
C.生態金字塔中的營養級均按其所占的數值大小依次排列
D.生態金字塔可分別以個體數量、生產量和能量為指標繪制
1
2
3
4
√
生態金字塔中每個營養級的生物均屬于食物網的同一營養級，但不屬于同一條食物鏈，B錯誤；
生態金字塔通常都是下寬上窄的正金字塔形，但也有倒金字塔的，如英吉利海峽的浮游植物與浮游動物和底棲動物的生物量金字塔，故生態金字塔中的營養級并非均按其所占的數值大小依次排列，C錯誤；
生態金字塔可采用生物量單位、個體數量單位和能量單位，故可分別以生物量、個體數量和能量為指標繪制，并非生產量，D錯誤。
1
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2.(2018·海南，20)某地在建設池塘時，設計了如圖所示的食物網，鯽魚和鰱魚生活在不同水層。下列關于該池塘生態系統的敘述，錯誤的是
A.鯽魚既是初級消費者又是次級消費者
B.消耗等量藻類時，鱖魚的生長量少于鰱魚
C.通氣可促進水體中生物殘骸分解為無機物
D.藻類固定的能量小于流入次級消費者的能量
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√
鱖魚的營養級比鰱魚高，故消耗等量藻類時，鱖魚的生長量少于鰱魚，B正確；
通氣有利于水體中分解者的呼吸作用，
促進殘骸分解為無機物，C正確；
藻類固定的能量大于流入次級消費者的能量，D錯誤。
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3.(2020·全國Ⅲ，31)假設某種藍細菌(A)是某湖泊中唯一的生產者，其密度極大，使湖水能見度降低。某種動物(B)是該湖泊中唯一的消費者。回答下列問題：
(1)該湖泊水體中A種群密度極大的可能原因是_______________________
_____________ (答出2點即可)。
1
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生產者的競爭
水體富營養化；沒有其他
若水體中N、P等元素含量高，則藍細菌會大量繁殖，即水體富營養化，又因為沒有其他生產者與其競爭，所以該種藍細菌種群密度極大，使湖水能見度降低。
(2)畫出該湖泊生態系統能量流動的示意圖。
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答案　如圖所示
生態系統的能量流動示意圖需體現能量的來源、各營養級能量的去向(見答案)。
(3)假設該湖泊中引入一種僅以A為食的動物(C)后，C種群能夠迅速壯大，則C和B的種間關系是__________。
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4
種間競爭
因該湖泊中B以A為食，在引入僅以A為食的動物C后，C與B之間是種間競爭的關系，且C的競爭力較強，使C種群能夠迅速壯大。
4.(2021·山東，24)海水立體養殖中，表層養殖海帶等大型藻類，海帶下面掛籠養殖濾食小型浮游植物的牡蠣，底層養殖以底棲微藻、生物殘體殘骸等為食的海參。某海水立體養殖生態系統的能量流動示意圖如下，M、N表示營養級。
1
2
3
4
(1)估算海參種群密度時常用樣方法，原因是_______
_____________________。
(2)圖中M用于生長、發育和繁殖的能量為______kJ/
1
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3
4
動能力弱，活動范圍小
海參活
2 488
(m2·a)。由M到N的能量傳遞效率為_____%(保留一位小數)，該生態系統中的能量_____(填“能”或“不能”)在M和遺體殘骸間循環流動。
6.3　
不能
生長、發育和繁殖的能量＝同化的能量－呼吸作用消耗的能量＝3 281＋2 826－3 619＝2 488[kJ/(m2·a)]；由M到N的能量傳遞效率為386÷
(3 281＋2 826)×100%≈6.3%，能量流動的方向是單向的，不能循環。
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4
(3)養殖的海帶數量過多，造成牡蠣減產，從生物群落的角度分析，原因是___________________________________________________________。
1
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3
4
由于海帶的競爭，浮游植物數量下降，牡蠣的食物減少，產量降低
牡蠣以浮游植物為食，由于海帶的競爭，浮游植物數量下降，牡蠣的食物減少，所以產量降低。
(4)海水立體養殖模式運用了群落的空間結構原理，依據這一原理進行海水立體養殖的優點是______________________。在構建海水立體養殖生態系統時，需考慮所養殖生物的環境容納量、種間關系等因素，從而確定每種生物之間的合適比例，這樣做的目的是_______________________
____________________________________________________________。
1
2
3
4
能充分利用空間和資源
維持生態系統的穩定性，保持養殖產品的持續高產(或實現生態效益和經濟效益的可持續發展)
海水立體養殖利用了群落結構的特點，優點是能充分利用空間和資源；由于空間和資源是有限的，所以在構建海水立體養殖生態系統時，需考慮所養殖生物的環境容納量、種間關系等因素，從而確定每種生物之間的合適比例，維持生態系統的穩定性，保持養殖產品的持續高產。
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4
1.判斷關于能量流動的過程的敘述
(1)流經生態系統的總能量是照射在生產者上的太陽能(　　)
(2)每一營養級生物的同化量就是從上一營養級攝入的能量(　　)
(3)第三營養級生物產生糞便中的能量屬于該營養級的同化量(　　)
(4)沼渣、沼液作為肥料還田，使能量能夠循環利用(　　)
五分鐘　查落實
×
×
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2.判斷關于能量流動的特點及研究能量流動的意義的敘述
(1)研究能量流動，可幫助人們合理設計人工生態系統，提高能量的傳遞效率(　　)
(2)外源補充能量時，一般營養級越高需要補充的能量越多(　　)
(3)一種蜣螂專以象糞為食，則該種蜣螂最多能獲取大象所同化能量的20%(　　)
√
×
×
3.填空默寫
(1)(選擇性必修2 P54)能量流動：生態系統中_________________________
的過程。
(2)(選擇性必修2 P56)生態系統的能量單向流動的原因：_______________
。
(3)(選擇性必修2 P56)能量流動逐級遞減的原因：_____________________
____________________________________________________________________________________________________________。
能量的輸入、傳遞、轉化和
散失
食物鏈中的捕食
關系是長期自然選擇的結果，不可逆轉；生產者不能再利用散失的能量
某個營養級同化的能量
自身呼吸要消耗一部分，還有一部分被分解者分解利用，還有一部分未被利用，所以不能將全部的能量流入下一個營養級
(4)(選擇性必修2 P57)能量金字塔直觀地反映出生態系統各營養級間能量的關系，由于能量在流動過程中總是 ，因此能量金字塔通常都是 。
(5)(選擇性必修2 P58)從能量流動的角度分析建設“沼氣池”的意義是
。
(6)(選擇性必修2 P58)從能量流動的角度分析，合理確定草場載畜量的目的是___________________________________________________________
___________。
逐級遞減
上窄下寬的金字塔形
實現了對能量的多級利用，從而大大提高了能量的利用率
調整生態系統中的能量流動關系，使能量持續高效地流向對人類最有益的部分
四
課時精練
一、選擇題：每小題給出的四個選項中只有一個符合題目要求。
1.下列關于生態系統能量流動的敘述正確的是
A.生產者固定的總能量一定多于消費者和分解者同化的總能量
B.消費者糞便被分解者分解表明該營養級的能量流向了分解者
C.能量傳遞效率指相鄰兩個營養級間的傳遞效率，而非生物個體
D.生態農業增加了農田生態系統中的食物鏈，將提高能量傳遞效率
√
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人工魚塘或城市生態系統，生產者固定的總能量往往要比消費者和分解者同化的總能量少，A錯誤；
消費者的糞便被分解者分解，實質上是上一營養級同化的能量流向分解者，B錯誤；
生態農業的特點是豐富了農田生態系統的食物鏈，使物質和能量得到多級利用，提高了整體的能量利用率，D錯誤。
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2.桑基魚塘是種桑、養蠶及池塘養魚相結合的一種生產經營模式。在池梗上或池塘附近種植桑樹，以桑葉養蠶，以蠶沙、蠶蛹等作魚餌料，以塘泥作為桑樹肥料，達到魚、蠶、桑兼收的效果。下列有關說法正確的是
A.該生態系統中人的作用非常關鍵，人是該生態系統的基石
B.流經魚塘生態系統的總能量等于魚塘中生產者固定的太陽能
C.蠶沙中的能量屬于桑樹同化量中流向分解者的一部分
D.桑基魚塘能實現對能量的多級利用，從而大大提高能量的傳遞效率
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√
人是消費者，而生產者才是生態系統的基石，A錯誤；
魚塘是人工生態系統，流經魚塘生態系統的總能量等于生產者固定的太陽能和人工輸入的能量，B錯誤；
蠶沙中的能量是蠶未同化的能量，屬于桑樹同化量中流向分解者的一部分，C正確；
桑基魚塘能實現對能量的多級利用，提高能量的利用率而不是傳遞效率，D錯誤。
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3.下圖是某人工湖生態系統中能量流動的部分圖解，其中字母表示同化量。下列敘述正確的是
A.浮游動物和魚類作為消費者，在生態系統中可加快物質和能量的循環
B.甲種魚和乙種魚之間的能量傳遞效率為d/(b＋c＋e)×100%
C.向該人工湖中投放的飼料越多，甲種魚和乙種魚的數量就越多
D.該生態系統中每種生物的能量去向都有呼吸作用散失和流入下一營養級
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浮游動物和魚類作為消費者，在生態系統中可加快物質循環，但能量不能循環，A錯誤；
相鄰營養級間的能量傳遞效率＝某一營養級同化量/上一營養級同化量×100%，乙種魚從甲種魚處同化的能量為d，而甲種魚同化的能量為b＋c＋e，則甲種魚和乙種魚間的能量傳遞效率為d/(b＋c＋e)×100%，B正確；
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向該人工湖中投放的飼料過多，可能導致水質變差，魚類減少，C錯誤；
最高營養級無流入下一營養級的能量，D錯誤。
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4.(2023·河北保定高三模擬)某生態系統總面積為500 km2，假設該生態系統的食物關系如圖所示，已知該兔群的K值為10 000只。下列有關說法錯誤的是
A.調查發現此生態系統中該兔種群數量為3 600只，則該生態系統中兔的種群密度為7.2只/km2
B.該生態系統中的細菌和真菌都屬于分解者，它
們在碳循環中的作用是將有機物分解成無機物
C.該食物網中共有三條食物鏈，其中鷹占有三個營養級，既是次級消費者，也
是三級、四級消費者
D.假設鷹從每條食物鏈獲得的能量一樣多，該生態系統中能量的傳遞效率均為
10%，鷹要同化3 kJ的能量，需要綠色植物固定11 100 kJ的太陽能
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調查發現此生態系統中該兔種群數量為3 600只，生態系統的總面積為500 km2，則該生態系統中兔的種群密度為3 600÷500＝7.2(只/km2)，A正確；
該生態系統中的細菌不一定是分解者，也可能是生產者，若為分解者，則它們在碳循環中的作用是將有機物分解成無機物，B錯誤；
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假設鷹從每條食物鏈獲得的能量一樣多，且該生態系統中能量的傳遞效率均為10%，鷹要同化3 kJ的能量，需要綠色植物固定1×10×
10＋1×10×10×10＋1×10×10×10×10＝11 100(kJ)的太陽能，D正確。
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5.(2023·山東德州高三模擬)下表是某湖泊生態系統中甲～戊各個種群能量數值(單位：102 kJ·m－2·a－1)，且每個種群只處于一個營養級，己為分解者。下列敘述正確的是
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A.丙屬于生產者，己位于第二營養級
B.乙與戊的種間關系為捕食和種間競爭
C.第二營養級到第三營養級能量的傳遞效率約為15%
D.若湖泊受到重度污染，可能通過物理沉降、化學分解等很快消除
√
項目 甲 乙 丙 丁 戊 己
種群儲存的能量 66.2 2.1 408.5 0.8 1.9 21.1
呼吸作用消耗的能量 84.6 9.7 554.3 1.6 9.5 211.0
己為分解者，不屬于食物鏈中的營養級，A錯誤；
根據表中的食物網分析，乙和戊只有種間競爭關系，沒有捕食關系，B錯誤；
第三營養級是乙和戊，同化的能量為11.8＋11.4＝23.2，第二營養級是甲，同化的能量為150.8，所以第二營養級到第三營養級能量的傳遞效率約為23.2÷150.8≈15%，C正確；
若湖泊受到重度污染，超過生態系統的自我調節能力，則可能該生態系統會崩潰，不會恢復，D錯誤。
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6.茶樹菇味道鮮美，常野生于油茶樹枯朽的樹樁上。某林場嘗試在樹下套種茶樹菇，并用桐樹、柳樹、楊樹脫落的枝葉制作培養基。下列相關敘述正確的是
A.生長在油茶樹樹樁上的茶樹菇屬于生態系統中的分解者
B.茶樹菇利用的油茶樹枯朽樹樁中的能量不屬于油茶樹的同化量
C.套種技術可以提高樹木和茶樹菇對陽光等資源的利用率
D.該林場的做法實現了能量的多級利用，提高了能量的傳遞效率
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茶樹菇利用的油茶樹枯朽樹樁中的能量，屬于油茶樹的同化量中流向分解者的部分，B錯誤；
茶樹菇屬于分解者，不能直接利用陽光，C錯誤；
該林場的做法實現了能量的多級利用，提高了能量的利用率而不是傳遞效率，D錯誤。
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7.(2023·河北保定高三模擬)某研究小組對某退耕還草后的生態系統進行調查，該生態系統的食物網及鼠在其中一條食物鏈上的能量流動關系如圖所示(字母表示能量值)。下列敘述正確的是
A.圖中沒有表示出的生態系統成分
是非生物的物質和能量
B.流向鼠的能量a最少占紫花苜蓿同
化量的10%
C.該生態系統中處于第二營養級的生物有牛、羊、蚱蜢和鼠
D.鷹的同化量等于其從鼠攝入的能量，也是用于生長、發育和繁殖的能量
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生態系統的組成成分包括生產者、消費者、分解者以及非生物的物質和能量，圖中沒有標出分解者及非生物的物質和能量，A錯誤；
能量傳遞效率是指相鄰兩個營養級之間同化量的比值，不是兩個物種之間，第二營養級有鼠、牛、羊、蚱蜢，B錯誤，C正確；
同化量＝攝入量－糞便量，同化量－呼吸消耗量＝用于生長、發育和繁殖的能量，D錯誤。
8.(2023·遼寧撫順高三模擬)秸稈的合理回收、利用具有重要的生態價值，下列相關敘述錯誤的是
A.秸稈放入沼氣池中發酵生產沼氣，可提高能量的利用率
B.秸稈還田為土壤微生物提供物質和能量，并可改善土壤結構
C.秸稈青貯處理作為牛羊等的飼料，能提高能量傳遞效率
D.秸稈作為培養基培育菌菇類食品，可使秸稈中能量更多的流向人類
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√
二、選擇題：每小題給出的四個選項中有一個或多個符合題目要求。
9.(2023·江蘇鎮江高三模擬)如圖為某水域中的部分食物鏈，下列敘述正確的是
A.圖中蝦與輪蟲，海鳥與小魚之間既存
在捕食關系又存在種間競爭關系
B.若輪蟲的數量減少，則浮游植物的能
量會更多地直接流入蝦，使其數量增加
C.浮游植物到櫛水母的能量傳遞效率低于10%是由于呼吸散失了很多能量
D.若增加部分食物鏈，使得生物的食物充足，不能提高能量利用率
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√
分析題圖可知，海鳥與小魚不存在種間競爭關系，只存在捕食關系，A錯誤；
浮游植物到櫛水母的能量傳遞效率低
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于10%是由于浮游植物的同化量還流入了和櫛水母同一營養級的其他生物種群內，C錯誤；
增加部分食物鏈，使得生物的食物充足，不能提高能量利用率，只有增加能量利用的環節才能提高能量利用率，D正確。
10.(2023·湖南常德高三模擬)下表為某生態系統中能量在食蟲鳥種群中的全部流動情況。
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下列敘述不正確的是
A.該食蟲鳥種群未被同化的能量占攝入能量的37.5%
B.未被同化中的部分能量以糞便的形式從食蟲鳥傳遞給分解者
C.有機物形式儲存的能量與呼吸散失的熱能之和就是該鳥的同化量
D.正常情況下，同化相同的能量，該食蟲鳥用于呼吸作用散失的能量比青蛙低
項目 攝入的能量 呼吸作用散失的能量 以有機物形式儲存的能量
能量(×103 kJ) 32 12 8
√
√
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能量流動的過程中，糞便中的能量屬于上一營養級的同化量，B錯誤；
青蛙屬于變溫動物，食蟲鳥是恒溫動物，為維持體溫的相對穩定，正常情況下，同化相同的能量，其用于呼吸作用散失的能量比青蛙高，D錯誤。
11.能量流動是生態系統的主要功能之一，它包括生態系統中能量的輸入、傳遞、轉化和散失四個環節。如圖表示某生態系統能量流動模型，圖中W1為輸入該生態系統第一營養級的能量。
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下列敘述不正確的是
A.能量沿著食物鏈單向流動、逐級遞減
B.生產者用于自身生長、發育和繁殖的能量為B1＋C1＋D1
C.第一營養級和第二營養級之間的能量傳遞效率為D2/D1×100%
D.第二營養級生物糞便中的能量屬于C1
√
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由題圖分析可知，第一營養級同化的能量為W1，第二營養級同化的能量為D1，故第一營養級和第二營養級之間的能量傳遞效率為D1/W1
×100%，C錯誤。
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12.(2023·山東菏澤高三期末)某小型生態系統的能量流動過程如圖所示[單位為103 kJ/(m2·a)]，A、B、C、D代表不同的生物成分。下列敘述正確的是
A.由A、B、C、D構成的食物網是能量流動、
物質循環的主要渠道
B.B→D的能量傳遞效率約為18.7%
C.若利用A凋落的枝葉種植茶樹菇，不能提
高對光能的利用率
D.C分解有機物獲取能量，同時也為A提供無機鹽和CO2
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根據題圖分析可知，C為分解者，不參與食物網的構成，A錯誤；
B的同化量為18×103 kJ/(m2·a)，傳遞給D的能量為3×103 kJ/(m2·a)，因此B→D的能量傳遞效率約為3÷18×100%≈16.7%，B錯誤；
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茶樹菇為異養型生物，不能利用光能，因此若利用A凋落的枝葉種植茶樹菇，不能提高對光能的利用率，C正確。
三、非選擇題
13.某城市河流由于生活污水和工業廢水的排入，水質逐漸惡化。經過治理后，河水又恢復了清澈。圖1表示該河流的能量金字塔(甲、乙、丙為3種魚，丁為1種水鳥，甲不攝食藻類，箭頭指示能量流動方向)，圖2表示部分能量流動關系(圖中數字表示同化的能量)。請回答下列問題：
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(1)圖1所示食物網中，遺漏了一條能量流動途徑，該條途徑是______________。
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根據題中信息可知，甲不攝食藻類，水草是第一營養級，甲是第二營養級，丁是第三、第四營養級，甲和丁未體現出食物聯系，所以還可能有的一條食物鏈是水草→甲→丁。
水草→甲→丁
(2)圖1所示食物網中，次級消費者是_______，丁與丙之間的種間關系是_______________。
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圖1中丙、丁都可以作為第三營養級即次級消費者。丁捕食丙，且丙、丁都捕食乙，所以丁與丙之間的種間關系是捕食和種間競爭。
丙和丁
捕食和種間競爭
(3)根據圖1分析，除了圖2中已經標出的能量去向之外，乙的能量去向還有______________________________________。
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傳遞給丙、自身呼吸作用以熱能形式散失
(4)結合圖2分析，圖1所示食物網中第一營養級到第二營養級能量的傳遞效率________(填“大于”“小于”或“等于”)7.6%。
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大于
根據圖2可知，第一營養級到乙的能量傳遞效率是1 900/25 000×100%＝7.6%，但是因為第二營養級包括甲和乙，再加上甲的能量，因此第一營養級到第二營養級的能量傳遞效率大于7.6%。
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(5)經檢測，水體中含有某種可被生物富集的農藥，推測此農藥含量最高的物種是____。
(6)從生態學角度解釋，污染物排放導致水質惡化的主要原因是_________
_________________________________。
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丁
系統的自我調節(自我修復)能力有限
河流生態
14.濕地生態系統在蓄洪防旱、調節氣候等方面有重要作用。如圖為某總面積為300 hm2的濕地受有害物質a污染后，有害物質a的濃度在各營養級部分生物種類體內的變化情況。回答下列問題：
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(1)作為完整的生態系統，圖中缺少的成分有_______________________
______。濕地生態系統在蓄洪防旱、調節氣候等方面有重要作用，這說明生物多樣性具有_______價值。
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非生物的物質和能量、分
間接
解者
(2)該濕地生態系統中燕鷗種群的K值為2 400只。當燕鷗的種群密度為____只/hm2時，其種群增長速率最大。燕鷗的同化量除用于呼吸消耗之外，還用于__________________________等生命活動。
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自身的生長、發育和繁殖
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種群增長速率最大時，種群數量一般為K/2，即環境容納量的一半。所以當燕鷗的種群密度為2 400÷2÷300＝4(只/hm2)時，其種群增長速率最大。燕鷗的同化量除用于呼吸消耗之外，還用于自身的生長、發育和繁殖等生命活動。
(3)該生態系統中有一種有害昆蟲，目前控制的主要方法是使用汽車和空中噴霧器以小劑量施用有機磷農藥，此方法屬于______防治，這種方法具有快速、高效等優點，但不建議頻繁使用，原因是_________________
_______________________________________________________________
_________________(答出兩點即可)。
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化學
磷會對環境造成污染；有害昆蟲對化學藥劑可能會產生抗藥性；可能會對其他生物造成傷害(答出兩點即可)
(4)虹鱒為國外入侵的肉食性魚類，若有M只虹鱒進入該濕地生態系統后快速繁殖，每年以λ倍數增長，理論上t年后種群數量(Nt)為______。實際上種群難以在較長時間內按此模型增長，原因是_____________________
_____________________________________________________________________________。
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M·λt
當種群密度增大時，種內競爭加劇等原因，使種群的出生率降低，死亡率升高，從而直接導致種群增長變緩第6課時　生態系統的能量流動
課標要求　1.分析生態系統中的能量在生物群落中單向流動并逐級遞減的規律。2.舉例說明如何利用能量流動規律，使人們能夠更加科學、有效地利用生態系統中的資源。3.解釋生態金字塔表征了食物網各營養級之間在個體數量、生物量和能量方面的關系。
考點一　能量流動的過程
1．能量流動的概念
生態系統中能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程，稱為生態系統的能量流動。
2．能量流經第一營養級的過程
3．能量流經第二營養級的過程
4．流入每一營養級的能量最終去向
(1)通過呼吸作用以熱能形式散失。
(2)被下一營養級同化(最高營養級除外)。
(3)被分解者利用。
源于選擇性必修2 P55“圖3－5”：在一定時間內，某生態系統中全部生產者固定的能量值為a，全部消費者所獲得的能量值為b，全部分解者所獲得的能量值為c，則a>b＋c(填“>”“＝”或“<”)。
易錯提醒　(1)解讀能量流動過程的“一來二去”模型
①A是初級消費者攝入量；B是初級消費者同化量；C是用于自身生長、發育和繁殖量；D是次級消費者攝入量。
②初級消費者攝入量＝同化量＋糞便量。
③同化量＝呼吸作用散失的能量＋用于生長、發育和繁殖量。
④生長、發育和繁殖量＝遺體殘骸＋次級消費者攝入量。
(2)解讀能量流動過程的“一來三去”模型
①D、E、F分別代表第一、第二、第三營養級同化量。
②四條去路(最高營養級除外)：呼吸作用散失、流入下一個營養級、分解者利用、未利用。
③如果是分析能量的最終去向，只有呼吸作用散失、流入下一個營養級、分解者利用三條去路(最高營養級除外)。
下圖表示能量流入第二營養級后的去向，據圖回答有關問題：
(1)初級消費者攝入的能量是其同化量嗎？它們之間存在什么關系？
提示　初級消費者攝入的能量不等于其同化量。它們之間的關系：同化量＝攝入量－糞便量。
(2)初級消費者糞便中的能量是其同化量的一部分嗎？為什么？
提示　不是。初級消費者糞便中的能量不屬于其同化的能量，而是屬于生產者所同化的能量。
(3)第二營養級的攝入量(a)、同化量(b)及凈同化量(e)分別可以如何計算(用圖中字母的表達式表示)
提示　攝入量(a)＝b＋c；同化量(b)＝a－c＝d＋e＝d＋i＋f；凈同化量(e)＝b－d＝i＋f。
1．“螳螂捕蟬，黃雀在后”體現了食物鏈的原理，若鷹遷入了蟬、螳螂、黃雀所在的樹林中，捕食黃雀并棲息在林中。下列敘述正確的是(　　)
A．蟬、螳螂、黃雀、鷹構成了一條食物鏈
B．鷹的遷入使得黃雀的數量大幅持續銳減
C．螳螂通過捕食蟬獲得了蟬能量的10%～20%
D．鷹的遷入增加了該生態系統能量流動的環節
答案　D
解析　食物鏈起點是生產者，終點是消費者，蟬、螳螂、黃雀、鷹缺少生產者不能構成一條食物鏈，A錯誤；因為生態系統間存在負反饋調節機制，當黃雀數量減少到一定程度后，鷹可能會調整食物來源，黃雀的數量會維持在一個相對穩定的水平，B錯誤；能量傳遞效率是指相鄰兩個營養級之間同化量的比值，螳螂和蟬都是某個營養級的個體，無法用10%～20%的能量傳遞效率來衡量，C錯誤。
2．(不定項)如圖表示在某生態系統中，能量流經第二營養級的示意圖。下列對該圖分析合理的是(　　)
A．能量流動是伴隨著物質利用進行的
B．圖中甲為初級消費者同化的能量
C．該圖不夠完善，缺少甲中因呼吸作用以熱能形式散失的能量
D．乙比甲的能量少的原因主要是甲的遺體殘骸中的能量被分解者利用而未傳遞下去
答案　ABC
解析　乙比甲的能量少的主要原因是呼吸作用消耗了很多的能量，D不合理。
考點二　能量流動的特點及研究能量流動的實踐意義
1．能量流動的特點
(1)單向流動
①方向：沿食物鏈由低營養級流向高營養級。
②特點：不可逆轉，也不能循環流動。
(2)逐級遞減
①能量傳遞效率：相鄰兩個營養級間的能量傳遞效率為10%～20%。
②營養級數量：生態系統中的能量流動一般不超過5個營養級。
源于選擇性必修2 P55“思考·討論”：流經某生態系統的能量不能再回到該生態系統，原因是能量流動是單向的。
2．能量流動的相關計算
(1)在食物網中，能量傳遞效率不是以個體或種群為單位的，而是以營養級為單位的，如對于食物網，由第一營養級到第二營養級的能量傳遞效率是指(B＋C)同化的總能量占A同化的總能量的10%～20%。
(2)求最高營養級獲得能量的“最大值”或“最小值”
①在一條食物鏈中，若生產者(第一營養級)能量為100%，那么第n營養級獲得的能量最多為(20%)n－1，最少為(10%)n－1。
②在多條食物鏈中，最高營養級從不同渠道得到的能量比不定，已知較低營養級生物的能量，求較高營養級生物獲得的能量：
知低營養級求高營養級
(3)求最低營養級消耗量的“至少”或“最多”
①如一條食物鏈共有n個營養級，則第n營養級生物每增加1 kg體重：
a．“至少”需要消耗的生產者的量：
＝＝5n－1。
b．“最多”需要消耗的生產者的量：
＝＝10n－1。
②在多條食物鏈中，若已知較高營養級生物的能量，求所需較低營養級生物的能量：
知高營養級求低營養級
(4)關于“定值”的計算
在食物網中，某一營養級同時從上一個營養級的多種生物中按一定比例獲取能量，則按照單獨的食物鏈進行計算后再合并。
思考　有一食物網如下圖所示。假如鷹的食物2/5來自兔子，2/5來自老鼠，其余來自蛇，那么鷹要增加20 g體重，最多消耗植物多少克？
提示　分別計算三條食物鏈消耗植物的質量：如下圖：
相加為5 600 g，故最多消耗植物5 600 g。
3．生態金字塔
項目 能量金字塔 數量金字塔 生物量金字塔
概念 將單位時間內各營養級所得到的能量數值轉換為相應面積(或體積)的圖形，并將圖形按照營養級的次序排列形成的一個金字塔圖形 在金字塔中如果表示的是各個營養級的生物個體的數目比值關系，就形成數量金字塔 在金字塔中如果表示的是各個營養級生物量(每個營養級所容納的有機物的總干重)之間的關系，就形成生物量金字塔
形狀
象征含義 能量沿食物鏈流動過程中具有逐級遞減的特性 一般生物個體數目在食物鏈中隨營養級升高而逐級遞減 一般生物有機物的總質量沿食物鏈升高而逐級遞減
特點 正金字塔形 一般為正金字塔形 一般為正金字塔形
分析 能量流動的過程中總是有能量的耗散，故能量流動逐級遞減 成千上萬只昆蟲生活在一株大樹上時，該數量金字塔的塔形也會發生變化 浮游植物的個體小，壽命短，又不斷被浮游動物吃掉，所以某一時間浮游植物的生物量(用質量來表示)可能低于浮游動物的生物量
4.研究能量流動的意義
(1)幫助人們將生物在時間、空間上進行合理配置，增大流入某個生態系統的總能量。
(2)幫助人們科學地規劃、設計人工生態系統，使能量得到最有效的利用。
(3)幫助人們合理地調整生態系統中的能量流動關系，使能量持續高效地流向對人類最有益的部分。
(1)源于選擇性必修2 P59“探究·實踐”：人們主要通過合理密植的方法提高作物的光能利用效率。
(2)源于選擇性必修2 P60“拓展應用2”：溶解在水中的方糖不能變回原來的形狀，原因是在一個封閉的系統中，物質總是由有序朝著無序的方向發展。
美國生態學家林德曼對一個結構相對簡單的天然湖泊——賽達伯格湖的能量流動進行了定量分析，得出了如圖所示的數據[單位：J/(cm2·a)]。
(1)據圖分析
①圖中生產者不能(填“能”或“不能”)捕食肉食性動物來完成能量的循環。
②呼吸作用散失的能量不能(填“能”或“不能”)再被生產者利用來合成有機物。
③能量流動的第一個特點是單向傳遞。
(2)依圖完成表中內容并分析
項目 輸入 輸出到下一營養級 傳遞效率
第一營養級(生產者) 464.6 62.8 13.5%
第二營養級(植食性動物) 62.8 12.6 20.1%
①可以看出，能量在相鄰兩個營養級間的傳遞效率大約為10%～20%。
②能量流動的第二個特點是逐級遞減。
3.如圖所示的食物網中，如果每個營養級能量傳遞效率均為20%，且下一營養級從上一營養級各種生物中獲得的能量相等。虎要獲得1 kJ能量，則需要消耗草的能量為(　　)
A．150 kJ B．125 kJ C．100 kJ D．75 kJ
答案　D
解析　每個營養級能量傳遞效率均為20%，且下一營養級從上一營養級各種生物中獲得的能量相等，在食物鏈草→兔→狐→虎中，需要消耗草的能量為1×1/2÷20%÷20%÷20%＝62.5(kJ)；在食物鏈草→羊→虎中，需要消耗草的能量為1×1/2÷20%÷20%＝12.5(kJ)。故需要消耗草的能量為62.5＋12.5＝75(kJ)。
4．(2019·全國Ⅱ，6)如果食物鏈上各營養級均以生物個體的數量來表示，并以食物鏈起點的生物個體數作底層來繪制數量金字塔，則只有兩個營養級的夏季草原生態系統(假設第一營養級是牧草，第二營養級是羊)和森林生態系統(假設第一營養級是喬木，第二營養級是昆蟲)數量金字塔的形狀最可能是(　　)
A．前者為金字塔形，后者為倒金字塔形
B．前者為倒金字塔形，后者為金字塔形
C．前者為金字塔形，后者為金字塔形
D．前者為倒金字塔形，后者為倒金字塔形
答案　A
解析　夏季草原生態系統中，作為第一營養級的牧草的個體數量遠多于作為第二營養級的羊的個體數量，該生態系統數量金字塔的形狀最可能是金字塔形；而在森林生態系統中，作為第一營養級的喬木的一個個體上生活著大量的作為第二營養級的昆蟲個體，該生態系統數量金字塔的形狀最可能為倒金字塔形，故選A。
1．(2021·浙江6月選考，7)下列關于生態金字塔的敘述，正確的是(　　)
A．生態金字塔顯示了各營養級之間的數量關系
B．生態金字塔中每個營養級的生物均屬于同一食物鏈
C．生態金字塔中的營養級均按其所占的數值大小依次排列
D．生態金字塔可分別以個體數量、生產量和能量為指標繪制
答案　A
解析　生態金字塔中每個營養級的生物均屬于食物網的同一營養級，但不屬于同一條食物鏈，B錯誤；生態金字塔通常都是下寬上窄的正金字塔形，但也有倒金字塔的，如英吉利海峽的浮游植物與浮游動物和底棲動物的生物量金字塔，故生態金字塔中的營養級并非均按其所占的數值大小依次排列，C錯誤；生態金字塔可采用生物量單位、個體數量單位和能量單位，故可分別以生物量、個體數量和能量為指標繪制，并非生產量，D錯誤。
2．(2018·海南，20)某地在建設池塘時，設計了如圖所示的食物網，鯽魚和鰱魚生活在不同水層。下列關于該池塘生態系統的敘述，錯誤的是(　　)
A．鯽魚既是初級消費者又是次級消費者
B．消耗等量藻類時，鱖魚的生長量少于鰱魚
C．通氣可促進水體中生物殘骸分解為無機物
D．藻類固定的能量小于流入次級消費者的能量
答案　D
解析　鱖魚的營養級比鰱魚高，故消耗等量藻類時，鱖魚的生長量少于鰱魚，B正確；通氣有利于水體中分解者的呼吸作用，促進殘骸分解為無機物，C正確；藻類固定的能量大于流入次級消費者的能量，D錯誤。
3．(2020·全國Ⅲ，31)假設某種藍細菌(A)是某湖泊中唯一的生產者，其密度極大，使湖水能見度降低。某種動物(B)是該湖泊中唯一的消費者。回答下列問題：
(1)該湖泊水體中A種群密度極大的可能原因是______________________________________
_______________________________________________________________________________
__________________________________________________________________(答出2點即可)。
(2)畫出該湖泊生態系統能量流動的示意圖。
(3)假設該湖泊中引入一種僅以A為食的動物(C)后，C種群能夠迅速壯大，則C和B的種間關系是________。
答案　(1)水體富營養化；沒有其他生產者的競爭
(2)如圖所示
(3)種間競爭
解析　(1)若水體中N、P等元素含量高，則藍細菌會大量繁殖，即水體富營養化，又因為沒有其他生產者與其競爭，所以該種藍細菌種群密度極大，使湖水能見度降低。(2)生態系統的能量流動示意圖需體現能量的來源、各營養級能量的去向(見答案)。(3)因該湖泊中B以A為食，在引入僅以A為食的動物C后，C與B之間是種間競爭的關系，且C的競爭力較強，使C種群能夠迅速壯大。
4．(2021·山東，24)海水立體養殖中，表層養殖海帶等大型藻類，海帶下面掛籠養殖濾食小型浮游植物的牡蠣，底層養殖以底棲微藻、生物殘體殘骸等為食的海參。某海水立體養殖生態系統的能量流動示意圖如下，M、N表示營養級。
(1)估算海參種群密度時常用樣方法，原因是______________________________________。
(2)圖中M用于生長、發育和繁殖的能量為__________kJ/(m2·a)。由M到N的能量傳遞效率為________%(保留一位小數)，該生態系統中的能量________(填“能”或“不能”)在M和遺體殘骸間循環流動。
(3)養殖的海帶數量過多，造成牡蠣減產，從生物群落的角度分析，原因是_______________
_______________________________________________________________________________。
(4)海水立體養殖模式運用了群落的空間結構原理，依據這一原理進行海水立體養殖的優點是____________________________。在構建海水立體養殖生態系統時，需考慮所養殖生物的環境容納量、種間關系等因素，從而確定每種生物之間的合適比例，這樣做的目的是_______
_______________________________________________________________________________。
答案　(1)海參活動能力弱，活動范圍小　(2)2 488　6.3　不能　(3)由于海帶的競爭，浮游植物數量下降，牡蠣的食物減少，產量降低　(4)能充分利用空間和資源　維持生態系統的穩定性，保持養殖產品的持續高產(或實現生態效益和經濟效益的可持續發展)
解析　(2)生長、發育和繁殖的能量＝同化的能量－呼吸作用消耗的能量＝3 281＋2 826－3 619＝2 488[kJ/(m2·a)]；由M到N的能量傳遞效率為386÷(3 281＋2 826)×100%≈6.3%，能量流動的方向是單向的，不能循環。(3)牡蠣以浮游植物為食，由于海帶的競爭，浮游植物數量下降，牡蠣的食物減少，所以產量降低。(4)海水立體養殖利用了群落結構的特點，優點是能充分利用空間和資源；由于空間和資源是有限的，所以在構建海水立體養殖生態系統時，需考慮所養殖生物的環境容納量、種間關系等因素，從而確定每種生物之間的合適比例，維持生態系統的穩定性，保持養殖產品的持續高產。
1．判斷關于能量流動的過程的敘述
(1)流經生態系統的總能量是照射在生產者上的太陽能(　×　)
(2)每一營養級生物的同化量就是從上一營養級攝入的能量(　×　)
(3)第三營養級生物產生糞便中的能量屬于該營養級的同化量(　×　)
(4)沼渣、沼液作為肥料還田，使能量能夠循環利用(　×　)
2．判斷關于能量流動的特點及研究能量流動的意義的敘述
(1)研究能量流動，可幫助人們合理設計人工生態系統，提高能量的傳遞效率(　×　)
(2)外源補充能量時，一般營養級越高需要補充的能量越多(　√　)
(3)一種蜣螂專以象糞為食，則該種蜣螂最多能獲取大象所同化能量的20%(　×　)
3．填空默寫
(1)(選擇性必修2 P54)能量流動：生態系統中能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程。
(2)(選擇性必修2 P56)生態系統的能量單向流動的原因：食物鏈中的捕食關系是長期自然選擇的結果，不可逆轉；生產者不能再利用散失的能量。
(3)(選擇性必修2 P56)能量流動逐級遞減的原因：某個營養級同化的能量自身呼吸要消耗一部分，還有一部分被分解者分解利用，還有一部分未被利用，所以不能將全部的能量流入下一個營養級。
(4)(選擇性必修2 P57)能量金字塔直觀地反映出生態系統各營養級間能量的關系，由于能量在流動過程中總是逐級遞減，因此能量金字塔通常都是上窄下寬的金字塔形。
(5)(選擇性必修2 P58)從能量流動的角度分析建設“沼氣池”的意義是實現了對能量的多級利用，從而大大提高了能量的利用率。
(6)(選擇性必修2 P58)從能量流動的角度分析，合理確定草場載畜量的目的是調整生態系統中的能量流動關系，使能量持續高效地流向對人類最有益的部分。
課時精練
一、選擇題：每小題給出的四個選項中只有一個符合題目要求。
1．下列關于生態系統能量流動的敘述正確的是(　　)
A．生產者固定的總能量一定多于消費者和分解者同化的總能量
B．消費者糞便被分解者分解表明該營養級的能量流向了分解者
C．能量傳遞效率指相鄰兩個營養級間的傳遞效率，而非生物個體
D．生態農業增加了農田生態系統中的食物鏈，將提高能量傳遞效率
答案　C
解析　人工魚塘或城市生態系統，生產者固定的總能量往往要比消費者和分解者同化的總能量少，A錯誤；消費者的糞便被分解者分解，實質上是上一營養級同化的能量流向分解者，B錯誤；生態農業的特點是豐富了農田生態系統的食物鏈，使物質和能量得到多級利用，提高了整體的能量利用率，D錯誤。
2．桑基魚塘是種桑、養蠶及池塘養魚相結合的一種生產經營模式。在池梗上或池塘附近種植桑樹，以桑葉養蠶，以蠶沙、蠶蛹等作魚餌料，以塘泥作為桑樹肥料，達到魚、蠶、桑兼收的效果。下列有關說法正確的是(　　)
A．該生態系統中人的作用非常關鍵，人是該生態系統的基石
B．流經魚塘生態系統的總能量等于魚塘中生產者固定的太陽能
C．蠶沙中的能量屬于桑樹同化量中流向分解者的一部分
D．桑基魚塘能實現對能量的多級利用，從而大大提高能量的傳遞效率
答案　C
解析　人是消費者，而生產者才是生態系統的基石，A錯誤；魚塘是人工生態系統，流經魚塘生態系統的總能量等于生產者固定的太陽能和人工輸入的能量，B錯誤；蠶沙中的能量是蠶未同化的能量，屬于桑樹同化量中流向分解者的一部分，C正確；桑基魚塘能實現對能量的多級利用，提高能量的利用率而不是傳遞效率，D錯誤。
3．下圖是某人工湖生態系統中能量流動的部分圖解，其中字母表示同化量。下列敘述正確的是(　　)
A．浮游動物和魚類作為消費者，在生態系統中可加快物質和能量的循環
B．甲種魚和乙種魚之間的能量傳遞效率為d/(b＋c＋e)×100%
C．向該人工湖中投放的飼料越多，甲種魚和乙種魚的數量就越多
D．該生態系統中每種生物的能量去向都有呼吸作用散失和流入下一營養級
答案　B
解析　浮游動物和魚類作為消費者，在生態系統中可加快物質循環，但能量不能循環，A錯誤；相鄰營養級間的能量傳遞效率＝某一營養級同化量/上一營養級同化量×100%，乙種魚從甲種魚處同化的能量為d，而甲種魚同化的能量為b＋c＋e，則甲種魚和乙種魚間的能量傳遞效率為d/(b＋c＋e)×100%，B正確；向該人工湖中投放的飼料過多，可能導致水質變差，魚類減少，C錯誤；最高營養級無流入下一營養級的能量，D錯誤。
4.(2023·河北保定高三模擬)某生態系統總面積為500 km2，假設該生態系統的食物關系如圖所示，已知該兔群的K值為10 000只。下列有關說法錯誤的是(　　)
A．調查發現此生態系統中該兔種群數量為3 600只，則該生態系統中兔的種群密度為7.2只/km2
B．該生態系統中的細菌和真菌都屬于分解者，它們在碳循環中的作用是將有機物分解成無機物
C．該食物網中共有三條食物鏈，其中鷹占有三個營養級，既是次級消費者，也是三級、四級消費者
D．假設鷹從每條食物鏈獲得的能量一樣多，該生態系統中能量的傳遞效率均為10%，鷹要同化3 kJ的能量，需要綠色植物固定11 100 kJ的太陽能
答案　B
解析　調查發現此生態系統中該兔種群數量為3 600只，生態系統的總面積為500 km2，則該生態系統中兔的種群密度為3 600÷500＝7.2(只/km2)，A正確；該生態系統中的細菌不一定是分解者，也可能是生產者，若為分解者，則它們在碳循環中的作用是將有機物分解成無機物，B錯誤；假設鷹從每條食物鏈獲得的能量一樣多，且該生態系統中能量的傳遞效率均為10%，鷹要同化3 kJ的能量，需要綠色植物固定1×10×10＋1×10×10×10＋1×10×10×10×10＝11 100(kJ)的太陽能，D正確。
5．(2023·山東德州高三模擬)下表是某湖泊生態系統中甲～戊各個種群能量數值(單位：102 kJ·m－2·a－1)，且每個種群只處于一個營養級，己為分解者。下列敘述正確的是(　　)
項目 甲 乙 丙 丁 戊 己
種群儲存的能量 66.2 2.1 408.5 0.8 1.9 21.1
呼吸作用消耗的能量 84.6 9.7 554.3 1.6 9.5 211.0
A.丙屬于生產者，己位于第二營養級
B．乙與戊的種間關系為捕食和種間競爭
C．第二營養級到第三營養級能量的傳遞效率約為15%
D．若湖泊受到重度污染，可能通過物理沉降、化學分解等很快消除
答案　C
解析　己為分解者，不屬于食物鏈中的營養級，A錯誤；根據表中的食物網分析，乙和戊只有種間競爭關系，沒有捕食關系，B錯誤；第三營養級是乙和戊，同化的能量為11.8＋11.4＝23.2，第二營養級是甲，同化的能量為150.8，所以第二營養級到第三營養級能量的傳遞效率約為23.2÷150.8≈15%，C正確；若湖泊受到重度污染，超過生態系統的自我調節能力，則可能該生態系統會崩潰，不會恢復，D錯誤。
6．茶樹菇味道鮮美，常野生于油茶樹枯朽的樹樁上。某林場嘗試在樹下套種茶樹菇，并用桐樹、柳樹、楊樹脫落的枝葉制作培養基。下列相關敘述正確的是(　　)
A．生長在油茶樹樹樁上的茶樹菇屬于生態系統中的分解者
B．茶樹菇利用的油茶樹枯朽樹樁中的能量不屬于油茶樹的同化量
C．套種技術可以提高樹木和茶樹菇對陽光等資源的利用率
D．該林場的做法實現了能量的多級利用，提高了能量的傳遞效率
答案　A
解析　茶樹菇利用的油茶樹枯朽樹樁中的能量，屬于油茶樹的同化量中流向分解者的部分，B錯誤；茶樹菇屬于分解者，不能直接利用陽光，C錯誤；該林場的做法實現了能量的多級利用，提高了能量的利用率而不是傳遞效率，D錯誤。
7．(2023·河北保定高三模擬)某研究小組對某退耕還草后的生態系統進行調查，該生態系統的食物網及鼠在其中一條食物鏈上的能量流動關系如圖所示(字母表示能量值)。下列敘述正確的是(　　)
A．圖中沒有表示出的生態系統成分是非生物的物質和能量
B．流向鼠的能量a最少占紫花苜蓿同化量的10%
C．該生態系統中處于第二營養級的生物有牛、羊、蚱蜢和鼠
D．鷹的同化量等于其從鼠攝入的能量，也是用于生長、發育和繁殖的能量
答案　C
解析　生態系統的組成成分包括生產者、消費者、分解者以及非生物的物質和能量，圖中沒有標出分解者及非生物的物質和能量，A錯誤；能量傳遞效率是指相鄰兩個營養級之間同化量的比值，不是兩個物種之間，第二營養級有鼠、牛、羊、蚱蜢，B錯誤，C正確；同化量＝攝入量－糞便量，同化量－呼吸消耗量＝用于生長、發育和繁殖的能量，D錯誤。
8．(2023·遼寧撫順高三模擬)秸稈的合理回收、利用具有重要的生態價值，下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．秸稈放入沼氣池中發酵生產沼氣，可提高能量的利用率
B．秸稈還田為土壤微生物提供物質和能量，并可改善土壤結構
C．秸稈青貯處理作為牛羊等的飼料，能提高能量傳遞效率
D．秸稈作為培養基培育菌菇類食品，可使秸稈中能量更多的流向人類
答案　C
二、選擇題：每小題給出的四個選項中有一個或多個符合題目要求。
9．(2023·江蘇鎮江高三模擬)如圖為某水域中的部分食物鏈，下列敘述正確的是(　　)
A．圖中蝦與輪蟲，海鳥與小魚之間既存在捕食關系又存在種間競爭關系
B．若輪蟲的數量減少，則浮游植物的能量會更多地直接流入蝦，使其數量增加
C．浮游植物到櫛水母的能量傳遞效率低于10%是由于呼吸散失了很多能量
D．若增加部分食物鏈，使得生物的食物充足，不能提高能量利用率
答案　BD
解析　分析題圖可知，海鳥與小魚不存在種間競爭關系，只存在捕食關系，A錯誤；浮游植物到櫛水母的能量傳遞效率低于10%是由于浮游植物的同化量還流入了和櫛水母同一營養級的其他生物種群內，C錯誤；增加部分食物鏈，使得生物的食物充足，不能提高能量利用率，只有增加能量利用的環節才能提高能量利用率，D正確。
10．(2023·湖南常德高三模擬)下表為某生態系統中能量在食蟲鳥種群中的全部流動情況。
項目 攝入的能量 呼吸作用散失的能量 以有機物形式儲存的能量
能量(×103 kJ) 32 12 8
下列敘述不正確的是(　　)
A．該食蟲鳥種群未被同化的能量占攝入能量的37.5%
B．未被同化中的部分能量以糞便的形式從食蟲鳥傳遞給分解者
C．有機物形式儲存的能量與呼吸散失的熱能之和就是該鳥的同化量
D．正常情況下，同化相同的能量，該食蟲鳥用于呼吸作用散失的能量比青蛙低
答案　BD
解析　能量流動的過程中，糞便中的能量屬于上一營養級的同化量，B錯誤；青蛙屬于變溫動物，食蟲鳥是恒溫動物，為維持體溫的相對穩定，正常情況下，同化相同的能量，其用于呼吸作用散失的能量比青蛙高，D錯誤。
11．能量流動是生態系統的主要功能之一，它包括生態系統中能量的輸入、傳遞、轉化和散失四個環節。如圖表示某生態系統能量流動模型，圖中W1為輸入該生態系統第一營養級的能量。下列敘述不正確的是(　　)
A．能量沿著食物鏈單向流動、逐級遞減
B．生產者用于自身生長、發育和繁殖的能量為B1＋C1＋D1
C．第一營養級和第二營養級之間的能量傳遞效率為D2/D1×100%
D．第二營養級生物糞便中的能量屬于C1
答案　C
解析　由題圖分析可知，第一營養級同化的能量為W1，第二營養級同化的能量為D1，故第一營養級和第二營養級之間的能量傳遞效率為D1/W1×100%，C錯誤。
12．(2023·山東菏澤高三期末)某小型生態系統的能量流動過程如圖所示[單位為103 kJ/(m2·a)]，A、B、C、D代表不同的生物成分。下列敘述正確的是(　　)
A．由A、B、C、D構成的食物網是能量流動、物質循環的主要渠道
B．B→D的能量傳遞效率約為18.7%
C．若利用A凋落的枝葉種植茶樹菇，不能提高對光能的利用率
D．C分解有機物獲取能量，同時也為A提供無機鹽和CO2
答案　CD
解析　根據題圖分析可知，C為分解者，不參與食物網的構成，A錯誤；B的同化量為18×103 kJ/(m2·a)，傳遞給D的能量為3×103 kJ/(m2·a)，因此B→D的能量傳遞效率約為3÷18×100%≈16.7%，B錯誤；茶樹菇為異養型生物，不能利用光能，因此若利用A凋落的枝葉種植茶樹菇，不能提高對光能的利用率，C正確。
三、非選擇題
13．某城市河流由于生活污水和工業廢水的排入，水質逐漸惡化。經過治理后，河水又恢復了清澈。圖1表示該河流的能量金字塔(甲、乙、丙為3種魚，丁為1種水鳥，甲不攝食藻類，箭頭指示能量流動方向)，圖2表示部分能量流動關系(圖中數字表示同化的能量)。請回答下列問題：
(1)圖1所示食物網中，遺漏了一條能量流動途徑，該條途徑是____________________。
(2)圖1所示食物網中，次級消費者是__________，丁與丙之間的種間關系是_______________。
(3)根據圖1分析，除了圖2中已經標出的能量去向之外，乙的能量去向還有______________________________________________。
(4)結合圖2分析，圖1所示食物網中第一營養級到第二營養級能量的傳遞效率________(填“大于”“小于”或“等于”)7.6%。
(5)經檢測，水體中含有某種可被生物富集的農藥，推測此農藥含量最高的物種是________。
(6)從生態學角度解釋，污染物排放導致水質惡化的主要原因是_________________________。
答案　(1)水草→甲→丁　(2)丙和丁　捕食和種間競爭　(3)傳遞給丙、自身呼吸作用以熱能形式散失　(4)大于　(5)丁　(6)河流生態系統的自我調節(自我修復)能力有限
解析　(1)根據題中信息可知，甲不攝食藻類，水草是第一營養級，甲是第二營養級，丁是第三、第四營養級，甲和丁未體現出食物聯系，所以還可能有的一條食物鏈是水草→甲→丁。(2)圖1中丙、丁都可以作為第三營養級即次級消費者。丁捕食丙，且丙、丁都捕食乙，所以丁與丙之間的種間關系是捕食和種間競爭。(4)根據圖2可知，第一營養級到乙的能量傳遞效率是1 900/25 000×100%＝7.6%，但是因為第二營養級包括甲和乙，再加上甲的能量，因此第一營養級到第二營養級的能量傳遞效率大于7.6%。
14．濕地生態系統在蓄洪防旱、調節氣候等方面有重要作用。如圖為某總面積為300 hm2的濕地受有害物質a污染后，有害物質a的濃度在各營養級部分生物種類體內的變化情況。回答下列問題：
(1)作為完整的生態系統，圖中缺少的成分有______________________。濕地生態系統在蓄洪防旱、調節氣候等方面有重要作用，這說明生物多樣性具有____________價值。
(2)該濕地生態系統中燕鷗種群的K值為2 400只。當燕鷗的種群密度為______只/hm2時，其種群增長速率最大。燕鷗的同化量除用于呼吸消耗之外，還用于__________________等生命活動。
(3)該生態系統中有一種有害昆蟲，目前控制的主要方法是使用汽車和空中噴霧器以小劑量施用有機磷農藥，此方法屬于____________防治，這種方法具有快速、高效等優點，但不建議頻繁使用，原因是_________________________________________________________________
_________________________________________________________________(答出兩點即可)。
(4)虹鱒為國外入侵的肉食性魚類，若有M只虹鱒進入該濕地生態系統后快速繁殖，每年以λ倍數增長，理論上t年后種群數量(Nt)為____________。實際上種群難以在較長時間內按此模型增長，原因是___________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案　(1)非生物的物質和能量、分解者　間接　(2)4　自身的生長、發育和繁殖　(3)化學　磷會對環境造成污染；有害昆蟲對化學藥劑可能會產生抗藥性；可能會對其他生物造成傷害(答出兩點即可)　(4)M·λt　當種群密度增大時，種內競爭加劇等原因，使種群的出生率降低，死亡率升高，從而直接導致種群增長變緩
解析　(2)種群增長速率最大時，種群數量一般為K/2，即環境容納量的一半。所以當燕鷗的種群密度為2 400÷2÷300＝4(只/hm2)時，其種群增長速率最大。燕鷗的同化量除用于呼吸消耗之外，還用于自身的生長、發育和繁殖等生命活動。

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