資源簡介

三十二　生態系統的結構與能量流動
(建議用時：40分鐘)
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．位于河北省中部的白洋淀是中國海河平原上最大的湖泊，水域生態修復工程的實施使白洋淀生態環境得到明顯改善，自2006年起世界瀕危鳥類、國家一級保護鳥類大鴇已連續出現。大鴇的食物很雜，主要吃植物的嫩葉、嫩芽、嫩草、種子以及植食性昆蟲、肉食性昆蟲、青蛙(捕食昆蟲)等動物性食物。下列敘述錯誤的是(　　)
A．調查大鴇種群密度一般可采用標記重捕法
B．水域生態修復引起的群落演替屬于次生演替
C．大鴇在白洋淀生態系統至少占有4個營養級
D．植食性昆蟲同化的能量可高達植物同化量的20%
2．三峽水庫蓄水運行后，形成了垂直落差30 m的人工消漲帶，冬季水位175 m左右，夏季水位145 m左右。研究發現人工消漲帶的植被與蓄水之前相比有了很大的變化。以下分析正確的是(　　)
A．生態系統的結構變復雜了
B．出現了原來沒有的新的物種
C．生存下來的植物不耐旱
D．淹水后的演替屬于初生演替
3．某研究小組從某湖泊中選取了四種不同的生物，并對其消化道內食物組成進行了分析，結果如下表所示，下列說法正確的是(　　)
生物種類 魚甲 河蝦 魚乙 水蚤
消化道內食物組成 魚乙、 河蝦 水蚤、 小球藻 水蚤、 河蝦 小球藻
A．小球藻、水蚤在生態系統中屬于生產者
B．表中生物形成的食物網共有4條食物鏈
C．魚乙在該湖泊生態系統中的營養級最高
D．河蝦與水蚤二者間的關系是捕食和種間競爭
4．(2022·重慶模擬)下圖是某生態系統中組成食物鏈的三個種群(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)能量流動統計的部分數據(圖中數值單位是×106kJ)。下列敘述錯誤的是(　　)
A．圖中三個種群組成的食物鏈是種群Ⅱ→種群Ⅰ→種群Ⅲ
B．第一營養級和第二營養級之間的能量傳遞效率約為13.5%
C．圖中可以推出種群Ⅱ呼吸消耗的能量為6.15×107kJ
D．圖中初級消費者用于生長、發育和繁殖的能量是6×106kJ
5．(2023·湖北武漢模擬)單位時間內生產者所固定的全部太陽能或生產者生產出來的全部有機物的量，叫作總初級生產量，除去自身呼吸消耗外，剩余部分稱為凈初級生產量。動物和其他異養生物靠消耗植物的初級生產量制造的有機物或固定的能量，稱為次級生產量。下列相關敘述正確的是(　　)
A．凈初級生產量是流經整個生態系統的總能量
B．凈初級生產量一部分用于自身生長、發育和繁殖，一部分流向分解者
C．次級生產量是消費者和分解者同化植物的初級生產量獲得的能量
D．初級消費者糞便中的能量和遺體中的能量均屬于次級生產量
6．(2023·廣東茂名模擬)某海洋生態系統的能量金字塔如圖1所示。其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別代表不同的營養級，E1、E2代表能量的形式，某森林生態系統食物網的圖解如圖2所示。據圖分析能得出的結論正確的是(　　)
A．圖1還可以表示為生態系統的生物量金字塔
B．圖1中的Ⅳ為分解者，能夠利用各營養級傳遞來的能量
C．圖2中B的同化量與A的同化量的比值，一般為10%～20%
D．圖2中若貓頭鷹的能量來源均等，其增重3 kg至少消耗A 225 kg
7．下圖表示一生態系統中生物種類間的相互關系。圖中各種生物均生活在退潮后暴露出的巖石上，其中海藻、藤壺、貽貝和海葵固著于巖石表面，海星、石鱉和石槭則在巖石表面來回爬動找尋食物。圖中的數字表示海星食物中各種類所占的比例(%)。以下分析錯誤的是(　　)
A．此食物網中屬于次級消費者的生物有海星、荔枝螺、海葵
B．既有捕食關系又有種間競爭關系的種類是海星和荔枝螺
C．當除去全部海星一年后，石鱉、石槭數量增加
D．當除去全部海星一年后，藤壺成為優勢種，進而導致石鱉、石槭數量減少
8．下圖為某生態系統的能量流動情況，箭頭表示能量的流動方向，單位為kcal/(m2·年)。下列敘述正確的是(　　)
A．分解者可利用來自各營養級轉移到A中的所有能量
B．該生態系統各營養級間的平均能量傳遞效率約為13.7%
C．生產者與各級消費者的能量輸出均為三條途徑
D．消費者的營養級越高，可利用的總能量越多
9．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
10．下圖為某生態系統的能量流動模型，其中P代表生產者固定的太陽能，A代表呼吸作用釋放的能量，B代表未被利用的能量，C代表流向分解者的能量。下列相關敘述正確的是(　　)
A．P等于A1、A2、A3之和
B．若該生態系統一年內干物質總量基本不變，則其抵抗力穩定性也不變
C．圖中B1＋C1＋D1的總能量為生產者儲存在植物體中用于生長、發育、繁殖的能量
D．生產者到植食性動物的能量傳遞效率為(B2＋C2＋D2)/D1×100%
二、非選擇題
11．(2020·北京卷)北極圈附近的A群島由眾多生態環境相似的島嶼組成，是許多海鳥的棲息地。一百多年以前，北極狐被引入到一些島嶼上定居。幾十年后發現，無北極狐島(W島)的植物群落無明顯變化，而有北極狐島(Y島)上較高的草本植物明顯減少，苔蘚增加。為分析北極狐的引入是否導致植物群落的變化，生態學家進行了相關研究。
(1)Y島的生態系統由島上所有的生物與__________________共同組成，在此生態系統組成成分中，北極狐屬于________。
(2)研究者調查了若干Y島和W島的海鳥密度，統計結果如圖。由圖可知，Y島上的海鳥密度比W島__________。
(3)進一步調查發現，Y島上單位面積的植物干重及土壤氮、磷含量均低于W島。研究者選擇Y島上的若干代表性地塊，通過施肥實驗證明了Y島植物干重較低是由土壤肥力低所致。支持此結論的實驗結果應為_________________________。
(4)綜上所述，請將下列選項排序以解釋北極狐的引入導致的植物群落變化。
A．島嶼土壤肥力降低
B．北極狐捕食海鳥
C．土壤中的鳥糞減少
D．海鳥數量減少
北極狐引入并定居→________→______→________→________→植物群落變化
12．(2023·山東濱州模擬)海洋中存在著大量的有機碎屑，包括海洋生物尸體分解成的小碎塊、食物殘余、糞便以及被河流沖進海中的有機顆粒物質。因此，除了一條以生產者為起點的“牧食食物鏈”外，海洋中還存在著一條以有機碎屑為起點的“碎屑食物鏈”。回答下列問題。
(1)魚A是一種以浮游動物為食的海洋魚類，寫出一條以魚A為最高營養級的“牧食食物鏈”：___________________________________________________。
(2)“牧食食物鏈”中消費者的糞便作為有機碎屑經“碎屑食物鏈”被其他生物利用，據此________(填“可以”或“不可以”)認為能量被循環利用了。
(3)某海域“牧食食物鏈”和“碎屑食物鏈”各營養級間的能量傳遞效率見表。
類別 能量傳遞效率
營養級Ⅰ→ 營養級Ⅱ 營養級Ⅱ→ 營養級Ⅲ 營養級Ⅲ→ 營養級Ⅳ
牧食食物鏈 7.4% 3.9% 15.2%
碎屑食物鏈 4.1% 8.1% 13.7%
研究發現該海域中積累了大量的有機碎屑，根據表中信息分析，可能的原因有____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
如不加干預，在適宜條件下，有機碎屑將更多地被________分解為無機物，水體中的______________含量將增加，造成富營養化，海域發生________的風險增大。
三十二　生態系統的結構與能量流動
1．D　解析：大鴇活動能力強、活動范圍廣，適于采用標記重捕法調查其種群密度，A正確。水域生態修復是從存在生物繁殖體開始的，屬于次生演替，B正確。根據題目信息，大鴇所處的食物鏈至少包括：植物→大鴇；植物→植食性昆蟲→大鴇；植物→植食性昆蟲→肉食性昆蟲→大鴇；植物→植食性昆蟲→青蛙→大鴇；植物→植食性昆蟲→肉食性昆蟲→青蛙→大鴇，至少占有4個營養級，C正確。由于輸入某營養級的能量最高有20%流到下一營養級，而第二營養級除植食性昆蟲外還有大鴇及其他生物，所以植食性昆蟲同化的能量一定小于植物同化量的20%，D錯誤。
2．B　解析：蓄水后部分地區被水淹沒，生物種類可能減少，營養結構變得簡單，A錯誤；人工消漲帶這一特殊環境中可能出現原來沒有的新的物種，B正確；人工消漲帶環境中夏季生存的植物可能是耐旱的，C錯誤；淹水后的演替在一定土壤、植被的基礎上進行，屬于次生演替，D錯誤。
3．D　解析：小球藻在生態系統中屬于生產者，但水蚤屬于初級消費者，A錯誤。表中生物形成的食物網共有5條食物鏈，B錯誤。魚乙在該湖泊生態系統中處于第三、四兩個營養級，魚甲處于第三、四、五三個營養級，因此處于最高營養級的生物是魚甲，C錯誤。河蝦以水蚤為食，二者是捕食關系；河蝦和水蚤都能以小球藻為食，二者又有種間競爭關系，D正確。
4．C　解析：從題圖中可以看出，Ⅱ同化的能量最多，其次是Ⅰ，最少的是Ⅲ，所以三個種群組成的食物鏈是種群Ⅱ→種群Ⅰ→種群Ⅲ，A正確；能量傳遞效率＝該營養級的同化量÷上一個營養級的同化量×100%，第二營養級到第三營養級的能量傳遞效率為15.0÷111.0×100%≈13.5%，B正確；種群生物同化的能量＝呼吸消耗的能量＋分解者分解的能量＋流入下一營養級的能量＋未被利用的能量，因此種群Ⅱ呼吸作用消耗的能量為111.0－15.0－41.5－分解者分解的能量，因為圖中沒有給出分解者分解的能量，因此種群Ⅱ呼吸消耗的能量無法推知，C錯誤；用于生長、發育和繁殖的能量＝同化量－呼吸消耗的能量，因此圖中初級消費者用于生長、發育和繁殖的能量為15.0－9.0＝6×106kJ，D正確。
5．C　解析：流經生態系統的總能量是生產者固定的能量，生產者固定的能量為總初級生產量，其中一部分被自身呼吸作用消耗掉，剩下的可用于生長、發育和繁殖，這部分能量稱為凈初級生產量，A錯誤。凈初級生產量是除生產者之外的各營養級所需能量的來源，其去路包括流入下一個營養級以及流向分解者，B錯誤。次級生產量是除生產者外的其他有機體的生產，即消費者和分解者利用初級生產量進行同化作用，表現為動物和其他異養生物生長、繁殖和營養物質的貯存，C正確。初級消費者糞便中的能量屬于上一營養級同化的能量，即初級生產量；初級消費者遺體中的能量屬于次級生產量，D錯誤。
6．D　解析：海洋生態系統的生物量金字塔是倒置的，生產者的數量比初級消費者少，A錯誤；能量金字塔反映的是生產者和消費者之間的關系，圖1中的Ⅳ為消費者，B錯誤；能量傳遞效率是指相鄰營養級之間的傳遞效率，B沒有包含該營養級的所有生物，C錯誤；題圖2中若貓頭鷹的能量來源均等，其增重3 kg，至少消耗A為1.5÷0.2÷0.2＋1.5÷0.2÷0.2÷0.2＝225(kg)，D正確。
7．C　解析：題圖中次級消費者、處于第三營養級的生物有海星、荔枝螺、海葵，A正確；題圖中海星和荔枝螺都以藤壺為食，二者有種間競爭關系，同時海星以荔枝螺為食，所以二者又有捕食關系，B正確；題圖中數字表示海星食物中各種類生物所占比例，從圖中看出，藤壺提供了海星食物的64%，當海星全部死亡后，這部分藤壺得以生存，并迅速繁殖，占據大量巖石表面，成為優勢種，從而使海藻在競爭中處于劣勢，石鱉和石槭因食物減少而減少，C錯誤，D正確。
8．B　解析：A中包括各營養級的呼吸，呼吸所產生的能量有一部分以熱能形式散失，不會被分解者利用，A錯誤；圖中各營養級之間的能量傳遞效率分別為1 800÷16 000×100%＝11.25%、250÷1 800≈13.9%、40÷250×100%＝16%，平均值約為13.7%，B正確；生產者與各級消費者的能量輸出途徑有呼吸作用散失、流入下一營養級(最高級消費者不含此項)、流向分解者，C錯誤；消費者的營養級越高，可利用的總能量越少，D錯誤。
9．A　解析：生長在油茶樹樹樁上的茶樹菇屬于生態系統中的分解者，A正確；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。
10．C　解析：P代表生產者固定的太陽能，是流經該生態系統的總能量，A代表呼吸作用釋放的能量，是營養級同化量的一部分，所以P大于A1、A2、A3之和，A錯誤。一般來說，生態系統中的組分越多，食物網越復雜，其自我調節能力就越強，抵抗力穩定性就越高，生態系統中干物質總量不變，無法體現出上述情況的變化，B錯誤。輸入生產者的能量，一部分在生產者的呼吸作用中以熱能形式散失，一部分用于生產者的生長、發育、繁殖等生命活動，儲存在植物體的有機物中，根據題目信息及圖中所示能量分配關系，B1＋C1＋D1的總能量為生產者儲存在植物體中用于生長、發育、繁殖的能量，C正確。生態系統中相鄰營養級能量的傳遞效率等于它們同化量的比值，因此生產者到植食性動物的能量傳遞效率可表示為D1/P×100%即D1/(A1＋B1＋C1＋D1)×100%，D錯誤。
11．解析：(1)某一區域的所有生物與非生物的物質和能量構成生態系統，在此生態系統組成成分中，北極狐屬于消費者。(2)由題圖可知，Y島的海鳥種群密度低于W島。(3)為驗證Y島植物干重較低是否由土壤肥力低所致，需對Y島植物進行適量施肥，觀察Y島植物干重是否恢復，如果有所恢復說明Y島植物干重較低是由土壤肥力低導致的。(4)由此推斷，Y島植物干重之所以低，是因為北極狐的引入定居，海鳥被北極狐捕食，導致海鳥數目下降，進而使得土壤中的鳥糞減少，最終導致土壤肥力下降，植物群落發生變化。
答案：(1)非生物的物質和能量　消費者　(2)低　(3)在Y島選擇若干代表性地塊，通過適量施肥實驗后發現Y島植物干重有所恢復，與W島差異不顯著　(4)B　D　C　A
12．解析：(1)“牧食食物鏈”的起點為生產者，終點是不被捕食的最高營養級。(2)生態系統的能量流動具有單向流動、逐級遞減的特點，該特點是針對生態系統的營養結構，即“牧食食物鏈”而言，若“牧食食物鏈”中消費者的糞便作為有機碎屑經“碎屑食物鏈”被其他生物利用，由于不同種類的食物鏈中種間關系的不同，能量是被其他生物而非原有的食物鏈中的生物利用，所以不可以認為能量被循環利用。(3)一般而言，能量傳遞效率為10%～20%，據表格數據可知，“牧食食物鏈”中，營養級Ⅰ→營養級Ⅱ、營養級Ⅱ→營養級Ⅲ的能量傳遞效率較低，會產生較多的有機碎屑；“碎屑食物鏈”中，營養級Ⅰ→營養級Ⅱ的能量傳遞效率較低，有機碎屑消耗較少，因此有機碎屑積累較多。若不加干預，則有機物可被分解者分解為無機鹽，使得含N、P的無機鹽含量升高，水體富營養化，在海水中產生赤潮。
答案：(1)浮游植物→浮游動物→魚A　(2)不可以　(3)“牧食食物鏈”中，營養級Ⅰ→營養級Ⅱ、營養級Ⅱ→營養級Ⅲ的能量傳遞效率較低，產生了較多的有機碎屑；“碎屑食物鏈”中，營養級Ⅰ→營養級Ⅱ的能量傳遞效率較低，有機碎屑消耗較少，因此有機碎屑積累較多　分解者　含N、P的無機鹽　赤潮(共64張PPT)
第九單元　生物與環境
第32課　生態系統的結構與能量流動
學業質量水平要求
1．通過分析生態系統的成分與結構，理清各自的功能。(生命觀念)
2．通過分析食物鏈(網)中各營養級生物的數量變動情況及能量流動過程圖解，培養運用邏輯思維分析問題的能力。(科學思維)
3．通過總結研究能量流動的實踐意義，形成學以致用、關注生產生活的態度。(社會責任)
層級一
構建必備知識 培養關鍵能力
01
考點一　生態系統的結構
考點二　生態系統的能量流動
考點一　生態系統的結構
1．生態系統的范圍
(1)概念：在一定空間內，由________與它的__________相互作用而形成的統一整體。
(2)空間范圍：有大有小，地球上最大的生態系統是______。
生物群落
非生物環境
生物圈
2．生態系統具有一定的結構
(1)生態系統的組成成分及其作用
項目 實例 作用 地位
非生物的物質和能量　 光、熱、水、空氣、無機鹽等 生物群落中物質和能量的根本來源 —
生產者 ____生物，主要是綠色植物 將無機物轉化為有機物，并將能量儲存在有機物中 生態系統的____
自養
基石
項目 實例 作用 地位
消費者 異養生物，主要是動物 _______________________ 生態系統最活躍的成分
分解者 異養生物，主要是營____生活的細菌和真菌 分解動植物的____和動物的排遺物 生態系統的關鍵成分　
加速生態系統的物質循環
腐生
遺體
(2)食物鏈和食物網
①食物鏈
生產者
5
消費
初級
四
②食物網
相互交錯
物質循環和能量流動
1．生態系統中只有分解者能將有機物分解成無機物。 ( )
2．“大魚吃小魚，小魚吃小蝦，小蝦吃泥巴”，泥巴中的藻類屬于第一營養級。 ( )
3．食物網中兩種生物間只能有一種種間關系。 ( )
4．生產者、分解者是聯系非生物的物質和能量與生物群落的橋梁，其中生產者是生態系統的基石。 ( )
5．食物網的復雜程度取決于該生態系統中生物的數量。 ( )
×
√
×
√
×
1．生態系統組成成分的判斷方法
(1)根據生物的新陳代謝類型判斷
①“自養型生物”一定是“生產者”，包括光能自養生物(如綠色植物和藍細菌等)和化能自養生物(如硝化細菌)。
②“捕食異養或寄生異養型生物”一定是“消費者”，其不能直接把無機物合成有機物，而是以捕食或寄生方式獲取現成的有機物來維持生活。
③“腐生異養型生物”一定是“分解者”，是能把動植物的遺體和動物排遺物分解成無機物的腐生生物。
(2)牢記特例判斷幾個典型的錯誤說法
錯誤說法 特例
細菌都是分解者 硝化細菌是自養生物，屬于生產者；寄生細菌如結核桿菌屬于消費者
動物都是消費者 蚯蚓、蜣螂以枯枝落葉和動物遺體、糞便為食，屬于分解者
生產者都是綠色植物 硝化細菌等化能自養生物也是生產者
植物都是生產者 菟絲子是一種寄生植物，屬于消費者
2．食物網中生物數量變化的分析與判斷
(1)食物鏈的第一營養級生物數量減少，相關生物數量都減少，即出現連鎖反應，因為第一營養級的生物是其他生物直接或間接的食物來源。
(2)“天敵”減少，被捕食者數量增加，但隨著數量增加，種內競爭加劇，種群密度還要下降，最終趨于穩定。
(3)“中間”營養級生物數量減少的情況，舉例如下：
若青蛙突然減少，則以它為食的蛇將減少，鷹增加捕食兔和食草鳥，從而導致兔、食草鳥減少，因鷹不只捕食蛇一種生物，它可以依靠其他食物來源維持數量基本不變。
考向1| 生態系統的成分
1．(2022·四川成都模擬)有一種植物叫列當，莖嫩而肉質化，直立伸出地面，偶有分枝，葉片退化為小鱗片，無葉綠素；無真正的根，只有吸盤吸附在豆科、菊科、葫蘆科等植物的根表，以短須狀次生吸器與該類植物根部的維管束相連。下列對該現象的敘述中，正確的是(　　)
A．在生態系統中，列當屬于生產者，是生態系統的基石
B．列當與豆科、菊科、葫蘆科等植物間為互利共生關系
C．列當的存在對豆科、菊科、葫蘆科等植物的競爭者有利
D．列當進入一個新的群落后不會對該群落的演替產生影響
C　解析：分析題意可知，在生態系統中，列當屬于消費者，A錯誤；列當與豆科、菊科、葫蘆科等植物間為寄生關系，B錯誤；列當的存在對豆科、菊科、葫蘆科等植物有害，故對豆科、菊科、葫蘆科等植物的競爭者有利，C正確；列當進入一個新的群落后會影響豆科、菊科、葫蘆科等植物的生長繁殖，會對該群落的演替產生影響，D錯誤。
考向2| 食物鏈和食物網
2．(2022·廣東卷)下圖表示某生態系統的食物網，其中字母表示不同的生物，箭頭表示能量流動的方向。下列歸類正確的是(　　)
A．a、c是生產者
B．b、e是肉食動物
C．c、f是雜食動物
D．d、f是植食動物
C　解析：a在食物鏈的起點，是生產者，c能捕食b等，屬于消費者，A錯誤；b在食物鏈的起點，是生產者，B錯誤；c和f都能捕食生產者a、b，也都能捕食消費者e，所以c和f屬于雜食動物，C正確；d是植食動物，但由以上分析可知，f屬于雜食動物，D錯誤。
3．(2023·廣東深圳模擬)生態學家發現，具有同種食物來源的兩種捕食者之間，存在相互捕食對方的現象，稱之為集團內雙向捕食，如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．圖中有2條食物鏈
B．能量在甲和乙之間雙向流動
C．圖中的全部生物構成了所在區域的生物群落
D．若甲的種群密度增大，可預測其種群數量會增加
B　解析：由于植物及植食性昆蟲的種類數未知，所以不能確定圖中有多少條食物鏈，A錯誤；甲和乙之間雙向捕食，能量在甲和乙之間雙向流動，B正確；題圖中的全部生物中沒有分解者，不能構成所在區域的生物群落，C錯誤；不能根據種群密度預測種群的數量變化，D錯誤。
【方法規律】構建食物鏈(網)的方法
(1)根據圖1構建食物鏈
①信息：營養級越低，生物數
量往往越多；營養級較低者，
先出現波峰。
②食物鏈：丁→乙→丙→甲。
(2)根據圖2構建食物網
①信息：能量逐級遞減；若兩種生物能量差距過小(不在10%～20%內)，則很可能位于同一營養級。
②食物網如下圖所示。
(3)根據重金屬、農藥的含量構建食物網
某相對穩定的水域生態系統中食物網主要有甲、乙、丙、丁、戊5個種群，各種群生物體內某重金屬的含量如表所示。已知水中的該重金屬被生物體吸收后難以通過代謝排出體外。假設在這5個種群構成的食物網中，消費者能以其前一個營養級的所有物種為食。
種群 甲 乙 丙 丁 戊
重金屬含量/(μg/kg鮮重) 0.003 7 0.003 6 0.035 0.036 0.34
①信息：重金屬(農藥、一些難于降解的物質)隨著食物鏈富集，營養級越高，含量越高，甲、乙中重金屬含量差別不大，所以處于同一營養級，同理，丙、丁處于同一營養級。
②食物網如下圖所示。
考點二　生態系統的能量流動
1．概念：生態系統中能量的____、傳遞、轉化和____的過程。
2．過程
(1)能量流經生態系統的過程
輸入
散失
①流經生態系統的總能量：__________________。
②能量流動渠道：______________。
③能量傳遞形式：有機物中的______。
④能量散失途徑：各種生物的________(代謝過程)。
⑤能量散失形式：____。
生產者固定的太陽能
食物鏈和食物網
化學能
呼吸作用
熱能
(2)能量流經第二營養級的過程
①c代表______________________。
②流入第二營養級(最高營養級除外)的能量的去向
d：自身呼吸作用散失。
e：____________________________________。
i：次級消費者攝入。
f：遺體、殘骸。
初級消費者糞便中的能量
用于生長、發育和繁殖等生命活動的能量
3．能量流動的特點及意義
(1)特點
①單向流動：只能從一個營養級流向____________，不可逆轉，也不能________。
②逐級遞減：兩相鄰營養級間的能量傳遞效率一般為______________。
下一個營養級
循環流動
10%～20%
(2)生態金字塔
金字塔 含義 形狀
能量 金字塔 直觀反映各營養級間能量的關系 ________
生物量 金字塔 表示各個營養級生物量(每個營養級所容納的____________)之間的關系 大多為________
數量 金字塔 表示各個營養級的________________ ______關系 一般為上窄下寬，會出現____
上窄下寬
有機物總干重
上窄下寬
生物個體的數目
比值
倒置
(3)研究意義
①幫助人們將生物在__________上進行合理配置，增大流入某個生態系統的總能量。
②幫助人們科學規劃和設計____________，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________關系，使能量持續高效地流向對__________的部分。
時間、空間
人工生態系統
能量流動
人類最有益
1．生態系統中細菌同化的能量可流向生產者。 ( )
2．流經生態系統的總能量是照射在生產者上的太陽能。 ( )
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%。 ( )
4．能量金字塔和生物量金字塔可以出現倒置現象。 ( )
×
×
×
×
【教材細節命題】
1．(選擇性必修2 P59思維·訓練)分析農田生態系統的能量流動時，收獲的所有玉米植株(包括根系、種子)的干重____(填“能”或“不能”)代表其同化量，原因是________________________________________________________________________________________。
2．(選擇性必修2 P56正文)生態系統中的能量不能被循環利用，其原因是_____________________________________________________。
不能
其同化量的一部分在呼吸作用中以熱能的形式散失，其余的能量才是用于生長、發育、繁殖的能量
進入生物體的能量最終以熱能形式散失，但生物體不能利用熱能
1．能量流動的特點及原因
(1)單向流動的原因
①能量流動是沿食物鏈進行的，食物鏈中各營養級之間的捕食關系是長期自然選擇的結果，是不可逆轉的。
②各營養級通過呼吸作用所散失的熱能不能被生物群落重復利用，因此能量無法循環流動。
(2)逐級遞減的原因
①各營養級生物都會因呼吸作用消耗大部分能量。
②各營養級的能量都會有一部分流入分解者，還有一部分未被下一營養級生物利用，一般來說，在輸入到某一個營養級的能量中，只有10%～20%的能量能夠流到下一個營養級。
2．流入某一營養級能量的來源和去路
(1)能量來源
(2)能量去向：流入某一營養級(最高營養級除外)的能量去向可從以下兩個角度分析：
①定量不定時(能量的最終去路)
②定量定時：流入某一營養級的一定量的能量在一定時間內的去路可有四條：a．自身呼吸消耗；b．流入下一營養級(最高營養級除外)；c．被分解者分解利用；d．未被自身呼吸消耗，也未被下一營養級和分解者利用，即“未利用”。如果是以年為單位研究，這部分的能量將保留到下一年。
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考向1| 能量流動過程分析
1．大閘蟹是以植物為主的雜食性甲殼類，因其味道鮮美而被大量養殖。下圖為養殖大閘蟹的陽澄湖某水域生態系統能量流動的部分圖解，其中的英文字母表示能量(單位：kJ)。對該圖的分析正確的是(　　)
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A．流經陽澄湖該養殖區域的總能量為a
B．植物到大閘蟹的能量傳遞效率為c/(b＋2)×100%
C．圖中d代表大閘蟹用于生長、發育和繁殖的能量
D．該區域由于有人工的管理，生態系統穩定性一定比自然區域高
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C　解析：流經陽澄湖該養殖區域的總能量為a與輸入的有機物中的能量之和，A錯誤；由題圖可知，c為初級消費者的同化量，而b為初級消費者的攝入量，B錯誤；題圖中d代表大閘蟹用于生長、發育和繁殖的能量，C正確；該區域由于有人工的管理，能提高生態系統的穩定性，但不一定比自然區域高，D錯誤。
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考向2| 能量流動的特點分析
2．下圖為某生態系統中能量傳遞示意圖，以下敘述不正確的是(　　)
A．能量流動是從甲固定的太陽能開始的，流入該生態系統的總能量為1 250 kJ
B．從乙到丙的能量傳遞效率為15%
C．將乙和丙的糞便作為有機肥還田，
可以提高能量傳遞效率
D．食物鏈的營養關系一般不可逆轉，
這決定了能量流動的單向性
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C　解析：能量流動是從甲(生產者)固定的太陽能開始的，流入該生態系統的總能量為175＋200＋875＝1 250 (kJ)，A正確；從乙到丙的能量傳遞效率為30/200×100%＝15%，B正確；將乙和丙的糞便作為有機肥還田，可以提高能量的利用率，但不能提高能量的傳遞效率，C錯誤；食物鏈的營養關系一般不可逆轉，這決定了能量流動的單向性，D正確。
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3．初級生產量是指單位時間和單位面積上的綠色植
物通過光合作用所固定的能量。次級生產量是消費者
和分解者的生產量。某人工湖夏季的凈初級生產量和
次級生產量與水深的關系如圖所示，下列相關敘述錯
誤的是(　　)
A．曲線中隨水深增加，凈初級生產量下降，主要原因是光照減弱
B．若該生態系統長期處于c點以下狀態，則很難維持穩定狀態
C．凈初級生產量用于植物的生長、發育和繁殖，a處的植物長勢最好
D．據圖可知，水深8 m處次級生產量高于凈初級生產量
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D　解析：隨水深增加，光照強度減弱，植物光合作用減弱，凈初級生產量下降，A正確；由題圖可知，c點時，凈初級生產量和次級生產量均為0，而c點以下狀態時，二者均為負值，因此該生態系統長期處于c點以下狀態，則很難維持穩定狀態，B正確；凈初級生產量是初級生產量去掉呼吸消耗量，即用于植物生長、發育和繁殖的能量，a處凈初級生產量最大，植物長勢最好，C正確；據題圖可知，水深8 m處次級生產量為0.2左右，而凈初級生產量接近1，故水深8 m處次級生產量小于凈初級生產量，D錯誤。
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考向3| 能量流動相關計算
4．下表是某農田生態系統中田鼠種群攝食植物后能量流動情況，下列有關敘述錯誤的是(　　)
項目 攝食量 糞便量 呼吸作用散失量
能量/(J·hm-2·a-1) 1.05×1010 3.50×109 4.55×109
A．田鼠同化的能量中約有35%用于其生長、發育和繁殖
B．田鼠糞便量不屬于其同化能量中流向分解者能量的一部分
C．以田鼠為食的天敵最多可獲得的能量為1.4×109 J/(hm2·a)
D．田鼠的上一營養級同化的能量至少為7.0×1010 J/(hm2·a)
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D　解析：田鼠用于其生長、發育和繁殖的能量比例為(1.05×1010－3.5×109－4.55×109)÷(1.05×1010－3.5×109)×100%＝35%，A正確；田鼠糞便量屬于生產者同化能量中流向分解者能量的一部分，不屬于田鼠同化能量中流向分解者能量的一部分，B正確；以田鼠為食的天敵最多可獲得的能量為(1.05×1010－3.5×109)×20%＝1.4×109(J·hm-2·a-1)，C正確；田鼠的同化量為1.05×1010－3.5×109＝7.0×109(J·hm-2·a-1)，故田鼠的上一營養級同化的能量至少為7.0×109÷20%＝3.5×1010(J·hm-2·a-1)，D錯誤。
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5．下圖所示的食物網中，戊的食物有1/2來自乙，1/4來自丙，1/4來自丁，且能量從生產者到消費者的傳遞效率為10%，從消費者到消費者的能量傳遞效率為20%。若戊體重增加20 g，需要消耗植物(　　)
A．1 125 g B．1 600 g
C．2 000 g D．6 500 g
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C　解析：甲為生產者，在食物鏈“甲→乙→戊”中，需要消耗植物1/2×20÷20%÷10%＝500(g)；在食物鏈“甲→丙→戊”中需要消耗甲1/4×20÷20%÷10%＝250(g)；在食物鏈“甲→丙→丁→戊”中，需要消耗甲1/4×20÷20%÷20%÷10%＝1 250(g)，故共需要甲500＋250＋1 250＝2 000(g)。
【方法規律】
(1)能量傳遞效率的計算方法
相鄰兩個營養級之間的能量傳遞效率＝某一個營養級的同化量,上一個營養級的同化量×100%。
(2)能量流動中的最值計算
(3)能量流動中的定值計算
①已確定營養級間能量傳遞效率的，不能按“最值”法計算，而需按具體數值計算。例如，在食物鏈A→B→C→D中，能量傳遞效率分別為a%、b%、c%，若A的能量為M，則D獲得的能量為M×a%×b%×c%。
②如果是在食物網中，某一營養級同時從上一營養級的多種生物獲得能量，且各途徑所獲得的生物量比例確定，則需按照各單獨的食物鏈進行計算后合并。
層級二
凝練學科素養 探析高考命題
02
【命題動態】本考點常結合食物鏈或食物網分析生態系統的結構與能量流動，分析能量流動規律在生態農業中的應用。題型為選擇題或非選擇題，難度較小。
1．(2022·山東卷)某地長期穩定運行稻田養鴨模式，運行過程中不投放鴨飼料，鴨取食水稻老黃葉、害蟲和雜草等，鴨糞可作為有機肥料還田。該稻田的水稻產量顯著高于普通稻田，且養鴨還會產生額外的經濟效益。若該稻田與普通稻田的秸稈均還田且其他影響因素相同，下列說法正確的是(　　)
A．與普通稻田相比，該稻田需要施加更多的肥料
B．與普通稻田相比，該稻田需要使用更多的農藥
C．該稻田與普通稻田的群落空間結構完全相同
D．該稻田比普通稻田的能量的利用率低
[思維培養]
A　解析：該稻田生態系統的營養結構更復雜，運行過程中不投放鴨飼料，且與普通稻田的秸稈均還田，但其水稻產量還顯著高于普通稻田，還獲得鴨產品，因此與普通稻田相比，該稻田物質輸出多，需要施加更多的肥料，A正確；鴨取食害蟲和雜草等，可以減少農藥的使用，B錯誤；該稻田增加了鴨子使得群落的物種組成與普通稻田不同，因此該稻田與普通稻田的群落空間結構不完全相同，C錯誤；該稻田的水稻產量顯著高于普通稻田，且養鴨還會產生額外的經濟效益，與普通稻田相比，該稻田的能量利用率高，D錯誤。
2．(2022·湖北卷)下圖為生態系統結構的一般模型，據圖回答下列問題：
(1)圖中A代表________；肉食動物1的數量________(填“一定”或“不一定”)少于植食性動物的數量。
(2)如果②③④代表能量流動過程，④代表的能量大約是②的________。
(3)如果圖中生產者是農作物棉花，為了提高棉花產量，從物質或能量的角度分析，針對②的調控措施及理由分別是________________
_____________；針對⑦的調控措施及理由分別是_____________。
[思維培養]
解析：(1)據題意可知，A能將遺體、糞便、碎屑等中的有機物分解形成無機物，返還回無機環境，因此A表示分解者。生態系統的能量流動是單向的、逐級遞減的，因此能量金字塔呈正金字塔形，而生物量金字塔和數量金字塔則可能倒置或部分倒置，數量金字塔有時會出現高營養級的生物數量多于低營養級的生物數量，因此肉食性動物1的數量不一定少于植食性動物的數量。(2)能量在相鄰兩個營養級間的傳遞效率是10%～20%，②表示植食性動物的同化量，③表示肉食性動物1的同化量，是②的10%～20%，④表示肉食性動物2的同化量，是③的10%～20%，因此④代表的能量大約是②的1%～4%。
(3)如果圖中生產者是農作物棉花，為提高棉花產量，針對途徑②，可控制(減少)植食性動物的數量，使棉花固定的能量盡可能保留在棉花植株。針對途徑⑦，可合理密植，改善通風條件，滿足光合作用對CO2的需求，減少無氧呼吸消耗；增施有機肥，分解者分解有機物可產生更多無機鹽、CO2以滿足棉花生長需要；噴淋降溫，緩解強光照和高溫導致的“午休”，滿足光合作用對CO2的需求，從而可以增強光合作用。
答案：(1)分解者　不一定　(2)1%～4%　(3)控制(減少)植食性動物的數量，使棉花固定的能量盡可能保留在棉花植株　合理密植，改善通風條件，滿足光合作用對CO2的需求，減少無氧呼吸消耗；增施有機肥，分解者分解有機物可產生更多無機鹽、CO2以滿足棉花生長需要；噴淋降溫，緩解強光照和高溫導致的“午休”，滿足光合作用對CO2的需求
1．(生活、學習和實踐情境)下表為某熱帶雨林生態系統在一段時間內的能量流動情況，A、B、C、D分別代表該生態系統各營養級的所有生物，GP代表各成分的同化量，X代表用于生長發育和繁殖的能量。下列敘述正確的是(　　)
能量類型 GP X R
A 25.2 6.7 18.5
B 3.9 0.8 3.1
C 214.3 78.5 135.8
D 1 678.6 635.7 1 042.9
分解者 369.8 50.1 319.7
注：表中能量數值單位為×108kJ/(m2·a)
①R代表生物通過呼吸作用散失的能量
②D→C→A→B形成一條食物鏈
③第三到第四營養級能量傳遞效率為11.9%
④該生態系統的有機物的總量增加
A．①③ B．②④
C．②③ D．①④
D　解析：題表中R代表各營養級生物呼吸作用散失的能量，①正確；根據表格數據分析，由于“A、B、C、D分別代表該生態系統各營養級的所有生物”，因此該生態系統中食物鏈不止一條，②錯誤；根據表格中同化量大小情況確定，D是生產者，C是初級消費者，A是次級消費者即第三營養級，B是三級消費者即第四營養級，故第三營養級流向第四營養級的能量傳遞效率約為3.9÷25.2×100%≈15.5%，③錯誤；根據表格數據分析，該生態系統固定的總能量為1 678.6×108kJ/(m2·a)，而生態系統所輸出的能量為各營養級消耗的能量與分解者呼吸消耗的能量之和，即1 042.9＋135.8＋18.5＋3.1＋319.7＝1 520[×108kJ/(m2·a)]，小于1 678.6×108kJ/(m2·a)，所以有機物的總量會增加，④正確。
2．(生活、學習和實踐情境)下圖是某湖泊生態系統存在捕食關系的三個魚種群一年內能量流動統計的部分數據。下列有關敘述不正確的是(　　)
A．種群Ⅱ全部生物的呼吸消耗能量小于
5.45×107 kJ
B．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ種群和該湖泊其他動物及
所有植物構成一個生物群落
C．種群Ⅰ儲存在有機物的能量占流入能
量的比例與種群Ⅲ相同
D．不同營養級之間的能量流動以有機物為載體
B　解析：種群Ⅱ同化的能量＝呼吸消耗的能量＋被種群Ⅰ同化的能量＋被分解者分解的能量＋未被利用的能量，根據題圖中數據可知，種群Ⅱ全部生物的呼吸消耗的能量應小于(111.0－15.0－41.5)×106＝5.45×107(kJ)，A正確；一定區域中所有生物構成群落，題中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是存在捕食關系的三個魚種群，其與該湖泊其他動物及所有植物不能構成一個生物群落，B錯誤；種群Ⅰ同化量為 15.0×106 kJ，呼吸消耗量9.0×106 kJ，儲存在有機物中的能量為15.0×106－9.0×106＝6.0×106(kJ)，占流入能量的百分比為6.0÷15.0×100%＝40%，而種群Ⅲ同化量為3.0×106 kJ，呼吸消耗的能量為1.8×106 kJ，則儲存在有機物中的能量為3.0×106－1.8×106＝1.2×106(kJ)，占流入能量的百分比為1.2÷3.0×100%＝40%，即種群Ⅰ儲存在有機物的能量占流入能量的比例與種群Ⅲ相同，C正確；物質是能量的載體，生態系統中的能量以有機物的形式在不同營養級之間流動，D正確。第32課　生態系統的結構與能量流動
學業質量水平要求
1．通過分析生態系統的成分與結構，理清各自的功能。(生命觀念)
2．通過分析食物鏈(網)中各營養級生物的數量變動情況及能量流動過程圖解，培養運用邏輯思維分析問題的能力。(科學思維)
3．通過總結研究能量流動的實踐意義，形成學以致用、關注生產生活的態度。(社會責任)
考點一　生態系統的結構
1．生態系統的范圍
(1)概念：在一定空間內，由生物群落與它的非生物環境相互作用而形成的統一整體。
(2)空間范圍：有大有小，地球上最大的生態系統是生物圈。
2．生態系統具有一定的結構
(1)生態系統的組成成分及其作用
項目 實例 作用 地位
非生物的物質和能量　 光、熱、水、空氣、無機鹽等 生物群落中物質和能量的根本來源 —
生產者 自養生物，主要是綠色植物 將無機物轉化為有機物，并將能量儲存在有機物中 生態系統的基石
消費者 異養生物，主要是動物 加速生態系統的物質循環 生態系統最活躍的成分
分解者 異養生物，主要是營腐生生活的細菌和真菌 分解動植物的遺體和動物的排遺物 生態系統的關鍵成分　
(2)食物鏈和食物網
①食物鏈
②食物網
1．生態系統中只有分解者能將有機物分解成無機物。 (×)
2．“大魚吃小魚，小魚吃小蝦，小蝦吃泥巴”，泥巴中的藻類屬于第一營養級。
(√)
3．食物網中兩種生物間只能有一種種間關系。 (×)
4．生產者、分解者是聯系非生物的物質和能量與生物群落的橋梁，其中生產者是生態系統的基石。 (√)
5．食物網的復雜程度取決于該生態系統中生物的數量。 (×)
1．生態系統組成成分的判斷方法
(1)根據生物的新陳代謝類型判斷
①“自養型生物”一定是“生產者”，包括光能自養生物(如綠色植物和藍細菌等)和化能自養生物(如硝化細菌)。
②“捕食異養或寄生異養型生物”一定是“消費者”，其不能直接把無機物合成有機物，而是以捕食或寄生方式獲取現成的有機物來維持生活。
③“腐生異養型生物”一定是“分解者”，是能把動植物的遺體和動物排遺物分解成無機物的腐生生物。
(2)牢記特例判斷幾個典型的錯誤說法
錯誤說法 特例
細菌都是分解者 硝化細菌是自養生物，屬于生產者；寄生細菌如結核桿菌屬于消費者
動物都是消費者 蚯蚓、蜣螂以枯枝落葉和動物遺體、糞便為食，屬于分解者
生產者都是綠色植物 硝化細菌等化能自養生物也是生產者
植物都是生產者 菟絲子是一種寄生植物，屬于消費者
2．食物網中生物數量變化的分析與判斷
(1)食物鏈的第一營養級生物數量減少，相關生物數量都減少，即出現連鎖反應，因為第一營養級的生物是其他生物直接或間接的食物來源。
(2)“天敵”減少，被捕食者數量增加，但隨著數量增加，種內競爭加劇，種群密度還要下降，最終趨于穩定。
(3)“中間”營養級生物數量減少的情況，舉例如下：
若青蛙突然減少，則以它為食的蛇將減少，鷹增加捕食兔和食草鳥，從而導致兔、食草鳥減少，因鷹不只捕食蛇一種生物，它可以依靠其他食物來源維持數量基本不變。
考向1|生態系統的成分
1．(2022·四川成都模擬)有一種植物叫列當，莖嫩而肉質化，直立伸出地面，偶有分枝，葉片退化為小鱗片，無葉綠素；無真正的根，只有吸盤吸附在豆科、菊科、葫蘆科等植物的根表，以短須狀次生吸器與該類植物根部的維管束相連。下列對該現象的敘述中，正確的是(　　)
A．在生態系統中，列當屬于生產者，是生態系統的基石
B．列當與豆科、菊科、葫蘆科等植物間為互利共生關系
C．列當的存在對豆科、菊科、葫蘆科等植物的競爭者有利
D．列當進入一個新的群落后不會對該群落的演替產生影響
C　解析：分析題意可知，在生態系統中，列當屬于消費者，A錯誤；列當與豆科、菊科、葫蘆科等植物間為寄生關系，B錯誤；列當的存在對豆科、菊科、葫蘆科等植物有害，故對豆科、菊科、葫蘆科等植物的競爭者有利，C正確；列當進入一個新的群落后會影響豆科、菊科、葫蘆科等植物的生長繁殖，會對該群落的演替產生影響，D錯誤。
考向2|食物鏈和食物網
2．(2022·廣東卷)下圖表示某生態系統的食物網，其中字母表示不同的生物，箭頭表示能量流動的方向。下列歸類正確的是(　　)
A．a、c是生產者
B．b、e是肉食動物
C．c、f是雜食動物
D．d、f是植食動物
C　解析：a在食物鏈的起點，是生產者，c能捕食b等，屬于消費者，A錯誤；b在食物鏈的起點，是生產者，B錯誤；c和f都能捕食生產者a、b，也都能捕食消費者e，所以c和f屬于雜食動物，C正確；d是植食動物，但由以上分析可知，f屬于雜食動物，D錯誤。
3．(2023·廣東深圳模擬)生態學家發現，具有同種食物來源的兩種捕食者之間，存在相互捕食對方的現象，稱之為集團內雙向捕食，如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．圖中有2條食物鏈
B．能量在甲和乙之間雙向流動
C．圖中的全部生物構成了所在區域的生物群落
D．若甲的種群密度增大，可預測其種群數量會增加
B　解析：由于植物及植食性昆蟲的種類數未知，所以不能確定圖中有多少條食物鏈，A錯誤；甲和乙之間雙向捕食，能量在甲和乙之間雙向流動，B正確；題圖中的全部生物中沒有分解者，不能構成所在區域的生物群落，C錯誤；不能根據種群密度預測種群的數量變化，D錯誤。
【方法規律】構建食物鏈(網)的方法
(1)根據圖1構建食物鏈
①信息：營養級越低，生物數量往往越多；營養級較低者，先出現波峰。
②食物鏈：丁→乙→丙→甲。
(2)根據圖2構建食物網
①信息：能量逐級遞減；若兩種生物能量差距過小(不在10%～20%內)，則很可能位于同一營養級。
②食物網如下圖所示。
(3)根據重金屬、農藥的含量構建食物網
某相對穩定的水域生態系統中食物網主要有甲、乙、丙、丁、戊5個種群，各種群生物體內某重金屬的含量如表所示。已知水中的該重金屬被生物體吸收后難以通過代謝排出體外。假設在這5個種群構成的食物網中，消費者能以其前一個營養級的所有物種為食。
種群 甲 乙 丙 丁 戊
重金屬含量/ (μg/kg鮮重) 0.003 7 0.003 6 0.035 0.036 0.34
①信息：重金屬(農藥、一些難于降解的物質)隨著食物鏈富集，營養級越高，含量越高，甲、乙中重金屬含量差別不大，所以處于同一營養級，同理，丙、丁處于同一營養級。
②食物網如下圖所示。
考點二　生態系統的能量流動
1．概念：生態系統中能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程。
2．過程
(1)能量流經生態系統的過程
①流經生態系統的總能量：生產者固定的太陽能。
②能量流動渠道：食物鏈和食物網。
③能量傳遞形式：有機物中的化學能。
④能量散失途徑：各種生物的呼吸作用(代謝過程)。
⑤能量散失形式：熱能。
(2)能量流經第二營養級的過程
①c代表初級消費者糞便中的能量。
②流入第二營養級(最高營養級除外)的能量的去向
d：自身呼吸作用散失。
e：用于生長、發育和繁殖等生命活動的能量。
i：次級消費者攝入。
f：遺體、殘骸。
3．能量流動的特點及意義
(1)特點
①單向流動：只能從一個營養級流向下一個營養級，不可逆轉，也不能循環流動。
②逐級遞減：兩相鄰營養級間的能量傳遞效率一般為10%～20%。
(2)生態金字塔
金字塔 含義 形狀
能量 金字塔 直觀反映各營養級間能量的關系 上窄下寬
生物量 金字塔 表示各個營養級生物量(每個營養級所容納的有機物總干重)之間的關系 大多為上窄下寬
數量 金字塔 表示各個營養級的生物個體的數目比值關系 一般為上窄下寬，會出現倒置
(3)研究意義
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幫助人們科學規劃和設計人工生態系統，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．生態系統中細菌同化的能量可流向生產者。 (×)
2．流經生態系統的總能量是照射在生產者上的太陽能。 (×)
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%。
(×)
4．能量金字塔和生物量金字塔可以出現倒置現象。 (×)
【教材細節命題】
1．(選擇性必修2 P59思維·訓練)分析農田生態系統的能量流動時，收獲的所有玉米植株(包括根系、種子)的干重不能(填“能”或“不能”)代表其同化量，原因是其同化量的一部分在呼吸作用中以熱能的形式散失，其余的能量才是用于生長、發育、繁殖的能量。
2．(選擇性必修2 P56正文)生態系統中的能量不能被循環利用，其原因是進入生物體的能量最終以熱能形式散失，但生物體不能利用熱能。
1．能量流動的特點及原因
(1)單向流動的原因
①能量流動是沿食物鏈進行的，食物鏈中各營養級之間的捕食關系是長期自然選擇的結果，是不可逆轉的。
②各營養級通過呼吸作用所散失的熱能不能被生物群落重復利用，因此能量無法循環流動。
(2)逐級遞減的原因
①各營養級生物都會因呼吸作用消耗大部分能量。
②各營養級的能量都會有一部分流入分解者，還有一部分未被下一營養級生物利用，一般來說，在輸入到某一個營養級的能量中，只有10%～20%的能量能夠流到下一個營養級。
2．流入某一營養級能量的來源和去路
(1)能量來源
(2)能量去向：流入某一營養級(最高營養級除外)的能量去向可從以下兩個角度分析：
①定量不定時(能量的最終去路)
②定量定時：流入某一營養級的一定量的能量在一定時間內的去路可有四條：a．自身呼吸消耗；b．流入下一營養級(最高營養級除外)；c．被分解者分解利用；d．未被自身呼吸消耗，也未被下一營養級和分解者利用，即“未利用”。如果是以年為單位研究，這部分的能量將保留到下一年。
考向1|能量流動過程分析
1．大閘蟹是以植物為主的雜食性甲殼類，因其味道鮮美而被大量養殖。下圖為養殖大閘蟹的陽澄湖某水域生態系統能量流動的部分圖解，其中的英文字母表示能量(單位：kJ)。對該圖的分析正確的是(　　)
A．流經陽澄湖該養殖區域的總能量為a
B．植物到大閘蟹的能量傳遞效率為c/(b＋2)×100%
C．圖中d代表大閘蟹用于生長、發育和繁殖的能量
D．該區域由于有人工的管理，生態系統穩定性一定比自然區域高
C　解析：流經陽澄湖該養殖區域的總能量為a與輸入的有機物中的能量之和，A錯誤；由題圖可知，c為初級消費者的同化量，而b為初級消費者的攝入量，B錯誤；題圖中d代表大閘蟹用于生長、發育和繁殖的能量，C正確；該區域由于有人工的管理，能提高生態系統的穩定性，但不一定比自然區域高，D錯誤。
考向2|能量流動的特點分析
2．下圖為某生態系統中能量傳遞示意圖，以下敘述不正確的是(　　)
A．能量流動是從甲固定的太陽能開始的，流入該生態系統的總能量為1 250 kJ
B．從乙到丙的能量傳遞效率為15%
C．將乙和丙的糞便作為有機肥還田，可以提高能量傳遞效率
D．食物鏈的營養關系一般不可逆轉，這決定了能量流動的單向性
C　解析：能量流動是從甲(生產者)固定的太陽能開始的，流入該生態系統的總能量為175＋200＋875＝1 250 (kJ)，A正確；從乙到丙的能量傳遞效率為30/200×100%＝15%，B正確；將乙和丙的糞便作為有機肥還田，可以提高能量的利用率，但不能提高能量的傳遞效率，C錯誤；食物鏈的營養關系一般不可逆轉，這決定了能量流動的單向性，D正確。
3．初級生產量是指單位時間和單位面積上的綠色植物通過光合作用所固定的能量。次級生產量是消費者和分解者的生產量。某人工湖夏季的凈初級生產量和次級生產量與水深的關系如下圖所示，下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．曲線中隨水深增加，凈初級生產量下降，主要原因是光照減弱
B．若該生態系統長期處于c點以下狀態，則很難維持穩定狀態
C．凈初級生產量用于植物的生長、發育和繁殖，a處的植物長勢最好
D．據圖可知，水深8 m處次級生產量高于凈初級生產量
D　解析：隨水深增加，光照強度減弱，植物光合作用減弱，凈初級生產量下降，A正確；由題圖可知，c點時，凈初級生產量和次級生產量均為0，而c點以下狀態時，二者均為負值，因此該生態系統長期處于c點以下狀態，則很難維持穩定狀態，B正確；凈初級生產量是初級生產量去掉呼吸消耗量，即用于植物生長、發育和繁殖的能量，a處凈初級生產量最大，植物長勢最好，C正確；據題圖可知，水深8 m處次級生產量為0.2左右，而凈初級生產量接近1，故水深8 m處次級生產量小于凈初級生產量，D錯誤。
考向3|能量流動相關計算
4．下表是某農田生態系統中田鼠種群攝食植物后能量流動情況，下列有關敘述錯誤的是(　　)
項目 攝食量 糞便量 呼吸作用散失量
能量/(J·hm-2·a-1) 1.05×1010 3.50×109 4.55×109
A．田鼠同化的能量中約有35%用于其生長、發育和繁殖
B．田鼠糞便量不屬于其同化能量中流向分解者能量的一部分
C．以田鼠為食的天敵最多可獲得的能量為1.4×109 J/(hm2·a)
D．田鼠的上一營養級同化的能量至少為7.0×1010 J/(hm2·a)
D　解析：田鼠用于其生長、發育和繁殖的能量比例為(1.05×1010－3.5×109－4.55×109)÷(1.05×1010－3.5×109)×100%＝35%，A正確；田鼠糞便量屬于生產者同化能量中流向分解者能量的一部分，不屬于田鼠同化能量中流向分解者能量的一部分，B正確；以田鼠為食的天敵最多可獲得的能量為(1.05×1010－3.5×109)×20%＝1.4×109(J·hm-2·a-1)，C正確；田鼠的同化量為1.05×1010－3.5×109＝7.0×109(J·hm-2·a-1)，故田鼠的上一營養級同化的能量至少為7.0×109÷20%＝3.5×1010(J·hm-2·a-1)，D錯誤。
5．下圖所示的食物網中，戊的食物有1/2來自乙，1/4來自丙，1/4來自丁，且能量從生產者到消費者的傳遞效率為10%，從消費者到消費者的能量傳遞效率為20%。若戊體重增加20 g，需要消耗植物(　　)
A．1 125 g B．1 600 g
C．2 000 g D．6 500 g
C　解析：甲為生產者，在食物鏈“甲→乙→戊”中，需要消耗植物1/2×20÷20%÷10%＝500(g)；在食物鏈“甲→丙→戊”中需要消耗甲1/4×20÷20%÷10%＝250(g)；在食物鏈“甲→丙→丁→戊”中，需要消耗甲1/4×20÷20%÷20%÷10%＝1 250(g)，故共需要甲500＋250＋1 250＝2 000(g)。
【方法規律】
(1)能量傳遞效率的計算方法
相鄰兩個營養級之間的能量傳遞效率＝某一個營養級的同化量,上一個營養級的同化量×100%。
(2)能量流動中的最值計算
(3)能量流動中的定值計算
①已確定營養級間能量傳遞效率的，不能按“最值”法計算，而需按具體數值計算。例如，在食物鏈A→B→C→D中，能量傳遞效率分別為a%、b%、c%，若A的能量為M，則D獲得的能量為M×a%×b%×c%。
②如果是在食物網中，某一營養級同時從上一營養級的多種生物獲得能量，且各途徑所獲得的生物量比例確定，則需按照各單獨的食物鏈進行計算后合并。
【命題動態】本考點常結合食物鏈或食物網分析生態系統的結構與能量流動，分析能量流動規律在生態農業中的應用。題型為選擇題或非選擇題，難度較小。
1．(2022·山東卷)某地長期穩定運行稻田養鴨模式，運行過程中不投放鴨飼料，鴨取食水稻老黃葉、害蟲和雜草等，鴨糞可作為有機肥料還田。該稻田的水稻產量顯著高于普通稻田，且養鴨還會產生額外的經濟效益。若該稻田與普通稻田的秸稈均還田且其他影響因素相同，下列說法正確的是(　　)
A．與普通稻田相比，該稻田需要施加更多的肥料
B．與普通稻田相比，該稻田需要使用更多的農藥
C．該稻田與普通稻田的群落空間結構完全相同
D．該稻田比普通稻田的能量的利用率低
[思維培養]
A　解析：該稻田生態系統的營養結構更復雜，運行過程中不投放鴨飼料，且與普通稻田的秸稈均還田，但其水稻產量還顯著高于普通稻田，還獲得鴨產品，因此與普通稻田相比，該稻田物質輸出多，需要施加更多的肥料，A正確；鴨取食害蟲和雜草等，可以減少農藥的使用，B錯誤；該稻田增加了鴨子使得群落的物種組成與普通稻田不同，因此該稻田與普通稻田的群落空間結構不完全相同，C錯誤；該稻田的水稻產量顯著高于普通稻田，且養鴨還會產生額外的經濟效益，與普通稻田相比，該稻田的能量利用率高，D錯誤。
2．(2022·湖北卷)下圖為生態系統結構的一般模型，據圖回答下列問題：
(1)圖中A代表________；肉食動物1的數量________(填“一定”或“不一定”)少于植食性動物的數量。
(2)如果②③④代表能量流動過程，④代表的能量大約是②的________。
(3)如果圖中生產者是農作物棉花，為了提高棉花產量，從物質或能量的角度分析，針對②的調控措施及理由分別是____________________________；針對⑦的調控措施及理由分別是______________________________________________。
[思維培養]
解析：(1)據題意可知，A能將遺體、糞便、碎屑等中的有機物分解形成無機物，返還回無機環境，因此A表示分解者。生態系統的能量流動是單向的、逐級遞減的，因此能量金字塔呈正金字塔形，而生物量金字塔和數量金字塔則可能倒置或部分倒置，數量金字塔有時會出現高營養級的生物數量多于低營養級的生物數量，因此肉食性動物1的數量不一定少于植食性動物的數量。(2)能量在相鄰兩個營養級間的傳遞效率是10%～20%，②表示植食性動物的同化量，③表示肉食性動物1的同化量，是②的10%～20%，④表示肉食性動物2的同化量，是③的10%～20%，因此④代表的能量大約是②的1%～4%。(3)如果圖中生產者是農作物棉花，為提高棉花產量，針對途徑②，可控制(減少)植食性動物的數量，使棉花固定的能量盡可能保留在棉花植株。針對途徑⑦，可合理密植，改善通風條件，滿足光合作用對CO2的需求，減少無氧呼吸消耗；增施有機肥，分解者分解有機物可產生更多無機鹽、CO2以滿足棉花生長需要；噴淋降溫，緩解強光照和高溫導致的“午休”，滿足光合作用對CO2的需求，從而可以增強光合作用。
答案：(1)分解者　不一定　(2)1%～4%　(3)控制(減少)植食性動物的數量，使棉花固定的能量盡可能保留在棉花植株　合理密植，改善通風條件，滿足光合作用對CO2的需求，減少無氧呼吸消耗；增施有機肥，分解者分解有機物可產生更多無機鹽、CO2以滿足棉花生長需要；噴淋降溫，緩解強光照和高溫導致的“午休”，滿足光合作用對CO2的需求
1．(生活、學習和實踐情境)下表為某熱帶雨林生態系統在一段時間內的能量流動情況，A、B、C、D分別代表該生態系統各營養級的所有生物，GP代表各成分的同化量，X代表用于生長發育和繁殖的能量。下列敘述正確的是(　　)
能量類型 GP X R
A 25.2 6.7 18.5
B 3.9 0.8 3.1
C 214.3 78.5 135.8
D 1 678.6 635.7 1 042.9
分解者 369.8 50.1 319.7
注：表中能量數值單位為×108kJ/(m2·a)
①R代表生物通過呼吸作用散失的能量
②D→C→A→B形成一條食物鏈
③第三到第四營養級能量傳遞效率為11.9%
④該生態系統的有機物的總量增加
A．①③ B．②④
C．②③ D．①④
D　解析：題表中R代表各營養級生物呼吸作用散失的能量，①正確；根據表格數據分析，由于“A、B、C、D分別代表該生態系統各營養級的所有生物”，因此該生態系統中食物鏈不止一條，②錯誤；根據表格中同化量大小情況確定，D是生產者，C是初級消費者，A是次級消費者即第三營養級，B是三級消費者即第四營養級，故第三營養級流向第四營養級的能量傳遞效率約為3.9÷25.2×100%≈15.5%，③錯誤；根據表格數據分析，該生態系統固定的總能量為1 678.6×108kJ/(m2·a)，而生態系統所輸出的能量為各營養級消耗的能量與分解者呼吸消耗的能量之和，即1 042.9＋135.8＋18.5＋3.1＋319.7＝1 520[×108kJ/(m2·a)]，小于1 678.6×108kJ/(m2·a)，所以有機物的總量會增加，④正確。
2．(生活、學習和實踐情境)下圖是某湖泊生態系統存在捕食關系的三個魚種群一年內能量流動統計的部分數據。下列有關敘述不正確的是(　　)
A．種群Ⅱ全部生物的呼吸消耗能量小于5.45×107 kJ
B．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ種群和該湖泊其他動物及所有植物構成一個生物群落
C．種群Ⅰ儲存在有機物的能量占流入能量的比例與種群Ⅲ相同
D．不同營養級之間的能量流動以有機物為載體
B　解析：種群Ⅱ同化的能量＝呼吸消耗的能量＋被種群Ⅰ同化的能量＋被分解者分解的能量＋未被利用的能量，根據題圖中數據可知，種群Ⅱ全部生物的呼吸消耗的能量應小于(111.0－15.0－41.5)×106＝5.45×107(kJ)，A正確；一定區域中所有生物構成群落，題中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是存在捕食關系的三個魚種群，其與該湖泊其他動物及所有植物不能構成一個生物群落，B錯誤；種群Ⅰ同化量為 15.0×106 kJ，呼吸消耗量9.0×106 kJ，儲存在有機物中的能量為15.0×106－9.0×106＝6.0×106(kJ)，占流入能量的百分比為6.0÷15.0×100%＝40%，而種群Ⅲ同化量為3.0×106 kJ，呼吸消耗的能量為1.8×106 kJ，則儲存在有機物中的能量為3.0×106－1.8×106＝1.2×106(kJ)，占流入能量的百分比為1.2÷3.0×100%＝40%，即種群Ⅰ儲存在有機物的能量占流入能量的比例與種群Ⅲ相同，C正確；物質是能量的載體，生態系統中的能量以有機物的形式在不同營養級之間流動，D正確。
課時質量評價(三十二)
(建議用時：40分鐘)
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．位于河北省中部的白洋淀是中國海河平原上最大的湖泊，水域生態修復工程的實施使白洋淀生態環境得到明顯改善，自2006年起世界瀕危鳥類、國家一級保護鳥類大鴇已連續出現。大鴇的食物很雜，主要吃植物的嫩葉、嫩芽、嫩草、種子以及植食性昆蟲、肉食性昆蟲、青蛙(捕食昆蟲)等動物性食物。下列敘述錯誤的是(　　)
A．調查大鴇種群密度一般可采用標記重捕法
B．水域生態修復引起的群落演替屬于次生演替
C．大鴇在白洋淀生態系統至少占有4個營養級
D．植食性昆蟲同化的能量可高達植物同化量的20%
D　解析：大鴇活動能力強、活動范圍廣，適于采用標記重捕法調查其種群密度，A正確。水域生態修復是從存在生物繁殖體開始的，屬于次生演替，B正確。根據題目信息，大鴇所處的食物鏈至少包括：植物→大鴇；植物→植食性昆蟲→大鴇；植物→植食性昆蟲→肉食性昆蟲→大鴇；植物→植食性昆蟲→青蛙→大鴇；植物→植食性昆蟲→肉食性昆蟲→青蛙→大鴇，至少占有4個營養級，C正確。由于輸入某營養級的能量最高有20%流到下一營養級，而第二營養級除植食性昆蟲外還有大鴇及其他生物，所以植食性昆蟲同化的能量一定小于植物同化量的20%，D錯誤。
2．三峽水庫蓄水運行后，形成了垂直落差30 m的人工消漲帶，冬季水位175 m左右，夏季水位145 m左右。研究發現人工消漲帶的植被與蓄水之前相比有了很大的變化。以下分析正確的是(　　)
A．生態系統的結構變復雜了
B．出現了原來沒有的新的物種
C．生存下來的植物不耐旱
D．淹水后的演替屬于初生演替
B　解析：蓄水后部分地區被水淹沒，生物種類可能減少，營養結構變得簡單，A錯誤；人工消漲帶這一特殊環境中可能出現原來沒有的新的物種，B正確；人工消漲帶環境中夏季生存的植物可能是耐旱的，C錯誤；淹水后的演替在一定土壤、植被的基礎上進行，屬于次生演替，D錯誤。
3．某研究小組從某湖泊中選取了四種不同的生物，并對其消化道內食物組成進行了分析，結果如下表所示，下列說法正確的是(　　)
生物種類 魚甲 河蝦 魚乙 水蚤
消化道內食物組成 魚乙、 河蝦 水蚤、 小球藻 水蚤、 河蝦 小球藻
A．小球藻、水蚤在生態系統中屬于生產者
B．表中生物形成的食物網共有4條食物鏈
C．魚乙在該湖泊生態系統中的營養級最高
D．河蝦與水蚤二者間的關系是捕食和種間競爭
D　解析：小球藻在生態系統中屬于生產者，但水蚤屬于初級消費者，A錯誤。表中生物形成的食物網共有5條食物鏈，B錯誤。魚乙在該湖泊生態系統中處于第三、四兩個營養級，魚甲處于第三、四、五三個營養級，因此處于最高營養級的生物是魚甲，C錯誤。河蝦以水蚤為食，二者是捕食關系；河蝦和水蚤都能以小球藻為食，二者又有種間競爭關系，D正確。
4．(2022·重慶模擬)下圖是某生態系統中組成食物鏈的三個種群(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)能量流動統計的部分數據(圖中數值單位是×106kJ)。下列敘述錯誤的是(　　)
A．圖中三個種群組成的食物鏈是種群Ⅱ→種群Ⅰ→種群Ⅲ
B．第一營養級和第二營養級之間的能量傳遞效率約為13.5%
C．圖中可以推出種群Ⅱ呼吸消耗的能量為6.15×107kJ
D．圖中初級消費者用于生長、發育和繁殖的能量是6×106kJ
C　解析：從題圖中可以看出，Ⅱ同化的能量最多，其次是Ⅰ，最少的是Ⅲ，所以三個種群組成的食物鏈是種群Ⅱ→種群Ⅰ→種群Ⅲ，A正確；能量傳遞效率＝該營養級的同化量÷上一個營養級的同化量×100%，第二營養級到第三營養級的能量傳遞效率為15.0÷111.0×100%≈13.5%，B正確；種群生物同化的能量＝呼吸消耗的能量＋分解者分解的能量＋流入下一營養級的能量＋未被利用的能量，因此種群Ⅱ呼吸作用消耗的能量為111.0－15.0－41.5－分解者分解的能量，因為圖中沒有給出分解者分解的能量，因此種群Ⅱ呼吸消耗的能量無法推知，C錯誤；用于生長、發育和繁殖的能量＝同化量－呼吸消耗的能量，因此圖中初級消費者用于生長、發育和繁殖的能量為15.0－9.0＝6×106kJ，D正確。
5．(2023·湖北武漢模擬)單位時間內生產者所固定的全部太陽能或生產者生產出來的全部有機物的量，叫作總初級生產量，除去自身呼吸消耗外，剩余部分稱為凈初級生產量。動物和其他異養生物靠消耗植物的初級生產量制造的有機物或固定的能量，稱為次級生產量。下列相關敘述正確的是(　　)
A．凈初級生產量是流經整個生態系統的總能量
B．凈初級生產量一部分用于自身生長、發育和繁殖，一部分流向分解者
C．次級生產量是消費者和分解者同化植物的初級生產量獲得的能量
D．初級消費者糞便中的能量和遺體中的能量均屬于次級生產量
C　解析：流經生態系統的總能量是生產者固定的能量，生產者固定的能量為總初級生產量，其中一部分被自身呼吸作用消耗掉，剩下的可用于生長、發育和繁殖，這部分能量稱為凈初級生產量，A錯誤。凈初級生產量是除生產者之外的各營養級所需能量的來源，其去路包括流入下一個營養級以及流向分解者，B錯誤。次級生產量是除生產者外的其他有機體的生產，即消費者和分解者利用初級生產量進行同化作用，表現為動物和其他異養生物生長、繁殖和營養物質的貯存，C正確。初級消費者糞便中的能量屬于上一營養級同化的能量，即初級生產量；初級消費者遺體中的能量屬于次級生產量，D錯誤。
6．(2023·廣東茂名模擬)某海洋生態系統的能量金字塔如圖1所示。其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別代表不同的營養級，E1、E2代表能量的形式，某森林生態系統食物網的圖解如圖2所示。據圖分析能得出的結論正確的是(　　)
A．圖1還可以表示為生態系統的生物量金字塔
B．圖1中的Ⅳ為分解者，能夠利用各營養級傳遞來的能量
C．圖2中B的同化量與A的同化量的比值，一般為10%～20%
D．圖2中若貓頭鷹的能量來源均等，其增重3 kg至少消耗A 225 kg
D　解析：海洋生態系統的生物量金字塔是倒置的，生產者的數量比初級消費者少，A錯誤；能量金字塔反映的是生產者和消費者之間的關系，圖1中的Ⅳ為消費者，B錯誤；能量傳遞效率是指相鄰營養級之間的傳遞效率，B沒有包含該營養級的所有生物，C錯誤；題圖2中若貓頭鷹的能量來源均等，其增重3 kg，至少消耗A為1.5÷0.2÷0.2＋1.5÷0.2÷0.2÷0.2＝225(kg)，D正確。
7．下圖表示一生態系統中生物種類間的相互關系。圖中各種生物均生活在退潮后暴露出的巖石上，其中海藻、藤壺、貽貝和海葵固著于巖石表面，海星、石鱉和石槭則在巖石表面來回爬動找尋食物。圖中的數字表示海星食物中各種類所占的比例(%)。以下分析錯誤的是(　　)
A．此食物網中屬于次級消費者的生物有海星、荔枝螺、海葵
B．既有捕食關系又有種間競爭關系的種類是海星和荔枝螺
C．當除去全部海星一年后，石鱉、石槭數量增加
D．當除去全部海星一年后，藤壺成為優勢種，進而導致石鱉、石槭數量減少
C　解析：題圖中次級消費者、處于第三營養級的生物有海星、荔枝螺、海葵，A正確；題圖中海星和荔枝螺都以藤壺為食，二者有種間競爭關系，同時海星以荔枝螺為食，所以二者又有捕食關系，B正確；題圖中數字表示海星食物中各種類生物所占比例，從圖中看出，藤壺提供了海星食物的64%，當海星全部死亡后，這部分藤壺得以生存，并迅速繁殖，占據大量巖石表面，成為優勢種，從而使海藻在競爭中處于劣勢，石鱉和石槭因食物減少而減少，C錯誤，D正確。
8．下圖為某生態系統的能量流動情況，箭頭表示能量的流動方向，單位為kcal/(m2·年)。下列敘述正確的是(　　)
A．分解者可利用來自各營養級轉移到A中的所有能量
B．該生態系統各營養級間的平均能量傳遞效率約為13.7%
C．生產者與各級消費者的能量輸出均為三條途徑
D．消費者的營養級越高，可利用的總能量越多
B　解析：A中包括各營養級的呼吸，呼吸所產生的能量有一部分以熱能形式散失，不會被分解者利用，A錯誤；圖中各營養級之間的能量傳遞效率分別為1 800÷16 000×100%＝11.25%、250÷1 800≈13.9%、40÷250×100%＝16%，平均值約為13.7%，B正確；生產者與各級消費者的能量輸出途徑有呼吸作用散失、流入下一營養級(最高級消費者不含此項)、流向分解者，C錯誤；消費者的營養級越高，可利用的總能量越少，D錯誤。
9．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
A　解析：生長在油茶樹樹樁上的茶樹菇屬于生態系統中的分解者，A正確；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。
10．下圖為某生態系統的能量流動模型，其中P代表生產者固定的太陽能，A代表呼吸作用釋放的能量，B代表未被利用的能量，C代表流向分解者的能量。下列相關敘述正確的是(　　)
A．P等于A1、A2、A3之和
B．若該生態系統一年內干物質總量基本不變，則其抵抗力穩定性也不變
C．圖中B1＋C1＋D1的總能量為生產者儲存在植物體中用于生長、發育、繁殖的能量
D．生產者到植食性動物的能量傳遞效率為(B2＋C2＋D2)/D1×100%
C　解析：P代表生產者固定的太陽能，是流經該生態系統的總能量，A代表呼吸作用釋放的能量，是營養級同化量的一部分，所以P大于A1、A2、A3之和，A錯誤。一般來說，生態系統中的組分越多，食物網越復雜，其自我調節能力就越強，抵抗力穩定性就越高，生態系統中干物質總量不變，無法體現出上述情況的變化，B錯誤。輸入生產者的能量，一部分在生產者的呼吸作用中以熱能形式散失，一部分用于生產者的生長、發育、繁殖等生命活動，儲存在植物體的有機物中，根據題目信息及圖中所示能量分配關系，B1＋C1＋D1的總能量為生產者儲存在植物體中用于生長、發育、繁殖的能量，C正確。生態系統中相鄰營養級能量的傳遞效率等于它們同化量的比值，因此生產者到植食性動物的能量傳遞效率可表示為D1/P×100%即D1/(A1＋B1＋C1＋D1)×100%，D錯誤。
二、非選擇題
11．(2020·北京卷)北極圈附近的A群島由眾多生態環境相似的島嶼組成，是許多海鳥的棲息地。一百多年以前，北極狐被引入到一些島嶼上定居。幾十年后發現，無北極狐島(W島)的植物群落無明顯變化，而有北極狐島(Y島)上較高的草本植物明顯減少，苔蘚增加。為分析北極狐的引入是否導致植物群落的變化，生態學家進行了相關研究。
(1)Y島的生態系統由島上所有的生物與__________________共同組成，在此生態系統組成成分中，北極狐屬于________。
(2)研究者調查了若干Y島和W島的海鳥密度，統計結果如圖。由圖可知，Y島上的海鳥密度比W島__________。
(3)進一步調查發現，Y島上單位面積的植物干重及土壤氮、磷含量均低于W島。研究者選擇Y島上的若干代表性地塊，通過施肥實驗證明了Y島植物干重較低是由土壤肥力低所致。支持此結論的實驗結果應為________________________
_____________________________________________________________________。
(4)綜上所述，請將下列選項排序以解釋北極狐的引入導致的植物群落變化。
A．島嶼土壤肥力降低
B．北極狐捕食海鳥
C．土壤中的鳥糞減少
D．海鳥數量減少
北極狐引入并定居→________→______→________→________→植物群落變化
解析：(1)某一區域的所有生物與非生物的物質和能量構成生態系統，在此生態系統組成成分中，北極狐屬于消費者。(2)由題圖可知，Y島的海鳥種群密度低于W島。(3)為驗證Y島植物干重較低是否由土壤肥力低所致，需對Y島植物進行適量施肥，觀察Y島植物干重是否恢復，如果有所恢復說明Y島植物干重較低是由土壤肥力低導致的。(4)由此推斷，Y島植物干重之所以低，是因為北極狐的引入定居，海鳥被北極狐捕食，導致海鳥數目下降，進而使得土壤中的鳥糞減少，最終導致土壤肥力下降，植物群落發生變化。
答案：(1)非生物的物質和能量　消費者　(2)低　(3)在Y島選擇若干代表性地塊，通過適量施肥實驗后發現Y島植物干重有所恢復，與W島差異不顯著　(4)B　D　C　A
12．(2023·山東濱州模擬)海洋中存在著大量的有機碎屑，包括海洋生物尸體分解成的小碎塊、食物殘余、糞便以及被河流沖進海中的有機顆粒物質。因此，除了一條以生產者為起點的“牧食食物鏈”外，海洋中還存在著一條以有機碎屑為起點的“碎屑食物鏈”。回答下列問題。
(1)魚A是一種以浮游動物為食的海洋魚類，寫出一條以魚A為最高營養級的“牧食食物鏈”：____________________________________________________。
(2)“牧食食物鏈”中消費者的糞便作為有機碎屑經“碎屑食物鏈”被其他生物利用，據此________(填“可以”或“不可以”)認為能量被循環利用了。
(3)某海域“牧食食物鏈”和“碎屑食物鏈”各營養級間的能量傳遞效率見表。
類別 能量傳遞效率
營養級Ⅰ→ 營養級Ⅱ 營養級Ⅱ→ 營養級Ⅲ 營養級Ⅲ→ 營養級Ⅳ
牧食食物鏈 7.4% 3.9% 15.2%
碎屑食物鏈 4.1% 8.1% 13.7%
研究發現該海域中積累了大量的有機碎屑，根據表中信息分析，可能的原因有_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
如不加干預，在適宜條件下，有機碎屑將更多地被________分解為無機物，水體中的______________含量將增加，造成富營養化，海域發生________的風險增大。
解析：(1)“牧食食物鏈”的起點為生產者，終點是不被捕食的最高營養級。(2)生態系統的能量流動具有單向流動、逐級遞減的特點，該特點是針對生態系統的營養結構，即“牧食食物鏈”而言，若“牧食食物鏈”中消費者的糞便作為有機碎屑經“碎屑食物鏈”被其他生物利用，由于不同種類的食物鏈中種間關系的不同，能量是被其他生物而非原有的食物鏈中的生物利用，所以不可以認為能量被循環利用。(3)一般而言，能量傳遞效率為10%～20%，據表格數據可知，“牧食食物鏈”中，營養級Ⅰ→營養級Ⅱ、營養級Ⅱ→營養級Ⅲ的能量傳遞效率較低，會產生較多的有機碎屑；“碎屑食物鏈”中，營養級Ⅰ→營養級Ⅱ的能量傳遞效率較低，有機碎屑消耗較少，因此有機碎屑積累較多。若不加干預，則有機物可被分解者分解為無機鹽，使得含N、P的無機鹽含量升高，水體富營養化，在海水中產生赤潮。
答案：(1)浮游植物→浮游動物→魚A　(2)不可以　(3)“牧食食物鏈”中，營養級Ⅰ→營養級Ⅱ、營養級Ⅱ→營養級Ⅲ的能量傳遞效率較低，產生了較多的有機碎屑；“碎屑食物鏈”中，營養級Ⅰ→營養級Ⅱ的能量傳遞效率較低，有機碎屑消耗較少，因此有機碎屑積累較多　分解者　含N、P的無機鹽　赤潮

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