资源简介

第34讲　生态系统的结构与能量流动
[课标内容]　1.阐明生态系统由生产者、消费者和分解者等生物因素以及阳光、空气、水等非生物因素组成,各组分紧密联系使生态系统成为具有一定结构和功能的统一体。2.讨论某一生态系统中生产者和消费者通过食物链和食物网联系在一起形成复杂的营养结构。3.分析生态系统中的物质在生物群落与无机环境之间不断循环、能量在生物群落中单向流动并逐级递减的规律。4.举例说明利用物质循环和能量流动规律,人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。5.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。
微考点大突破
考点一　生态系统的结构
　
1.生态系统的概述
(1)概念:生态系统是在一定空间内,由__________与它的__________相互作用而形成的统一整体。
(2)范围:有大有小,地球上最大的生态系统是__________。
(3)类型。
自然生态系统 人工生态系统
陆地生态系统 水域生态系统
森林生态系统、草原生态系统、荒漠生态系统、冻原生态系统 海洋生态系统、淡水生态系统 农田生态系统、人工林生态系统、果园生态系统、城市生态系统
(4)结构:由__________和__________(食物链和食物网)构成。
(5)功能:进行__________、__________、__________。
2.生态系统的组成成分
(1)非生物的物质和能量:光、热、水、空气、无机盐等。
(2)生物成分。
提醒　辨析生态系统成分认识的误区
①三类“不一定”。
a.生产者不一定是植物(如蓝细菌、硝化细菌),植物不一定是生产者(如菟丝子营寄生生活,属于消费者)。b.消费者不一定是动物(如营寄生生活的微生物等),动物不一定是消费者(如秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动植物遗体或动物排遗物为食的腐生动物属于分解者)。c.分解者不一定是微生物(如蚯蚓等动物),微生物不一定是分解者(如硝化细菌、蓝细菌属于生产者,寄生细菌属于消费者)。
②两类“一定”。
a.生产者一定是自养生物,自养生物一定是生产者。b.营腐生生活的生物一定是分解者,分解者一定是营腐生生活的生物。
(3)相互关系。
__________和__________是联系生物群落与非生物的物质和能量的两大“桥梁”。
提醒　“非生物的物质和能量”和“生产者”两者之间为双向箭头,“非生物的物质和能量”指入箭头多,“生产者”指出箭头多。
3.生态系统的营养结构
(1)食物链。
①概念:在生态系统中,__________之间由于__________关系而形成的一种联系。
②实例。
③
提醒　食物链中只包括生产者和消费者,不存在非生物的物质和能量及分解者。
(2)食物网。
①概念:食物链彼此__________连接成的复杂营养关系。
②形成的原因:a.一种绿色植物可能是__________植食性动物的食物。b.一种植食性动物既可能吃__________植物,也可能被多种肉食性动物所食。
③特点:同一种消费者在不同的食物链中,可以占据不同的__________;食物网中,两种生物之间的种间关系除了捕食外,可能还有__________。
④功能
提醒　①食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类,而非取决于生物数量。
②一般来说,一个生态系统的食物链越多,食物网越复杂,这个生态系统抵抗外界干扰的能力与保持自身稳定的能力越强。农田和果园等人工生态系统可以通过增加或延长食物链,提高生态系统的稳定性,同时获得更多的产品。例如,水田养鱼、果园养鸡等。
(1)生态系统类型众多,一般可分为自然生态系统和人工生态系统。(源自选择性必修2 P48)()
(2)城市生态系统是人工建立的生态系统,需要较多物质和能量的投入才能维持系统的稳定。(源自选择性必修2 P48)()
(3)不同种类的生物获取物质和能量的途径相同。(选择性必修2 P50“思考·讨论”)()
(4)生产者是生态系统的基石,消费者的存在能够加快生态系统的物质循环。(源自选择性必修2 P50)()
(5)生态系统中只有分解者能将有机物分解成无机物。(源自选择性必修2 P50)()
(6)卷叶蛾→螳螂→黄雀构成一条食物链,其中螳螂位于第二营养级。(选择性必修2 P52“概念检测”1)()
判断以下生物属于生态系统的什么成分 (均填序号)
①菟丝子　②硝化细菌　③玉米　④噬菌体　⑤秃鹫　⑥蜣螂　⑦蓝细菌　⑧结核杆菌　⑨蘑菇
生产者:__________;消费者:__________;分解者:__________。
1.生态系统中各成分的判断
2.模型法构建食物链(网)
(1)依据捕食关系曲线构建食物链(网)。
图1
(2)依据所含能量或生物量构建食物链(网)。
图2
图3
生物种类 A B C D
有机物中的能 量[J/(cm2·a)] 15.9 870.7 1.9 141.0
(3)依据生物体内富集的有害物质浓度构建食物链(网)。
生物种类 A B C D E
有机汞质 量分数(%) 5.7× 10-6 7× 10-4 5.1× 10-5 6.8× 10-3 3.9× 10-5
(4)依据提供的食物信息,构建食物链(网)。
古树上有红蜘蛛、蚜虫、草蛉、七星瓢虫、麻雀、花喜鹊6种动物,它们之间的关系是草蛉捕食红蜘蛛、蚜虫;七星瓢虫捕食蚜虫;红蜘蛛、蚜虫以古树的各器官为食物;麻雀、花喜鹊以红蜘蛛、蚜虫、草蛉为食。依据捕食关系由低营养级→高营养级直接绘图,可得到图4所示食物网。
图4
3.食物链(网)中各营养级生物数量变动的分析与判断
(1)食物链的第一营养级的生物减少,整个食物链中的其他生物都会减少,简记为:“一级生物若减少,其他生物跟着跑”。
(2)“天敌”一方减少,短时间内被捕食者数量会增加,但随着数量增加,种内竞争加剧,种群密度下降,直到趋于稳定,简记为:“如果天敌患了病,先增后减再稳定”。
(3)若处于中间营养级的生物数量减少,则其他营养级生物数量的变化视具体食物链而定,简记为:“中间生物被捕杀,不同情况要分家”。举例分析如图:
若青蛙突然减少,则以它为食的蛇将减少,鹰过多捕食兔和食草鸟,从而导致兔、食草鸟减少,鹰不只捕食蛇一种生物,它可以依靠其他食物来源维持数量基本不变。
能力　食物链或食物网的结构分析(考查科学思维)
1.(2024·全国甲卷,T5)某生态系统中捕食者与被捕食者种群数量变化的关系如图所示,图中“→”表示种群之间数量变化的关系,如甲数量增加导致乙数量增加。下列叙述正确的是(　　)
A.甲数量的变化不会对丙数量产生影响
B.乙在该生态系统中既是捕食者又是被捕食者
C.丙可能是初级消费者,也可能是次级消费者
D.能量流动方向可能是甲→乙→丙,也可能是丙→乙→甲
2.某果园中存在A、B两种果树害虫,果园中的鸟(C)可以捕食这两种害虫;使用人工合成的性引诱剂Y诱杀B可减轻B的危害。回答下列问题:
(1)果园中包含害虫A的一条食物链是__________。该食物链的第三营养级是__________。
(2)A和B之间存在种间竞争关系,种间竞争通常是指________________________________________。
(3)性引诱剂Y传递给害虫B的信息属于__________。使用性引诱剂Y可以诱杀B的雄性个体,从而破坏B种群的__________,导致__________降低,从而减轻B的危害。
考点二　生态系统的能量流动
　
1.能量流动的概念
2.能量流动过程
(1)能量流经第一营养级的过程。
提醒　①图中第一营养级生产者固定的太阳能中,一部分能量用于呼吸消耗,余下的用于自身的生长、发育和繁殖,即积累的能量。
②未被利用的能量是指未被自身呼吸作用消耗,也未被下一个营养级和分解者利用的能量。
(2)能量流经第二营养级的过程。
由图分析得到:
①初级消费者摄入量(a)=初级消费者的同化量(b)+__________。
②同化量(b)=呼吸作用散失的能量(d)+用于生长、发育和繁殖的能量(e)。
③用于生长、发育和繁殖的能量(e)=遗体残骸被分解者利用的能量(f-c)+次级消费者同化的能量(i)+未被利用的能量(j)。
提醒　①流入每一营养级的能量最终去向=在呼吸作用中以热能形式散失+被下一营养级同化(最高营养级除外)+被分解者利用。
②某营养级的粪便量不属于该营养级的同化量,而属于上一营养级流向分解者的能量,比如兔子吃草,兔子粪便中的能量属于草流向分解者的能量。
3.能量流动的特点
(1)能量流动是以种群作为一个整体来研究的。(选择性必修2 P54“科学方法”)()
(2)太阳辐射到地球的能量就是输入生态系统的总能量。(源自选择性必修2 P55)()
(3)分解者分解释放的能量是该营养级同化量的一部分。(源自选择性必修2 P55)()
(4)家兔粪便中的能量与尿液中的能量都不属于家兔的同化量。(选择性必修2 P55“图3-5”)()
(5)能量传递效率一般在10%~20%,即一只狼捕食了一只兔子,则该狼就获得了这只兔子能量的10%~20%。(源自选择性必修2 P57)()
1.如图为“稻—蟹”农田生态系统中各营养级所含能量的示意图,其中a、a1、a2表示上一年留存下来仍未被利用的能量,e、e1、e2表示呼吸作用消耗的能量,c、c1、c2表示什么 河蟹用于自身生长、发育和繁殖的能量包括哪些 (用图中字母表示)
答:____________________________________________。
2.如图是能量流经某稻田第二营养级的示意图,图中的数值表示能量(单位:×10 kJ·m-2·a-1)。图中的C代表什么含义 第二营养级到第三营养级的能量传递效率是多少
答:__________________________________________________________________。
1.能量流动的三种模型
(1)能量流动过程的“一来二去”模型。
提醒　①A是初级消费者摄入量;B是初级消费者同化量;C是用于自身生长、发育和繁殖的能量;D是次级消费者摄入量。
②初级消费者摄入量=同化量+粪便量。
③同化量=呼吸作用散失的能量+用于生长、发育和繁殖的能量。
④生长、发育和繁殖的能量=遗体残骸被分解者利用的能量+次级消费者摄入量。
(2)能量流动过程的“一来三去”模型。
提醒　①D、E、F分别代表第一、第二、第三营养级同化量。
②三条去路(最高营养级除外):呼吸作用散失、流入下一个营养级、分解者利用。
(3)能量流动过程的“一来四去”模型。
提醒　①D、E、F分别代表第一、第二、第三营养级同化量。
②四条去路(最高营养级除外):呼吸作用散失、流入下一个营养级、分解者利用、未利用。
2.能量流动的计算
(1)能量的传递以营养级为单位。
在食物网中,能量传递效率不是以个体或种群为单位的,而是以营养级为单位的。如对于食物网C←A→B,由第一营养级到第二营养级的能量传递效率是指B和C同化的总能量占A同化的总能量的比例。
(2)能量传递效率的计算方法。
相邻两个营养级之间的能量传递效率=×100%
(3)能量流动中的最值计算。
(4)能量流动中的定值计算。
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如果是在食物网中,某一营养级同时从上一营养级的多种生物获得能量,且各途径所获得的生物量比例确定,则需按照各单独的食物链进行计算后合并。
(5)能量来源比例改变的计算。
在具体计算时务必先看清分配比例,再确定求解中应“顺推(用乘法)”还是“逆推(用除法)”,以如图食物网为例:
①若已知“植物同化量(A)”,并告知其“传向动物与直接传向人比例由1∶1调整为1∶2”,求解人最多增重变化量(M),计算时宜“顺推(用乘法)”
调整前 A××20%+A××(20%)2=M1
调整后 A××20%+A××(20%)2=M2
②若已知“人同化量(M)”并告知人的食物来源“素食、肉食由1∶1调整为2∶1”,求解最少需要植物变化量(A),计算时应“逆推(用除法)”
调整前 调整后
+=A1 +=A2
(6)具有人工能量输入的能量传递效率的计算。
人为输入到某一营养级的能量是该营养级同化量的一部分,但却不是从上一营养级流入的能量。如求第二营养级至第三营养级传递效率时,应为第三营养级从第二营养级同化的能量(不包括人工输入到第三营养级的能量)/第二营养级的同化量(包括人工输入到第二营养级的能量)×100%。
能力一　能量流动的过程、特点(考查科学思维)
1.(2023·全国甲卷,T5)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.能量从食物链第一营养级向第二营养级只能单向流动
2.(2020·全国卷Ⅲ,T31)假设某种蓝细菌(A)是某湖泊中唯一的生产者,其密度极大,使湖水能见度降低。某种动物(B)是该湖泊中唯一的消费者。回答下列问题:
(1)该湖泊水体中A种群密度极大的可能原因是__________(答出2点即可)。
(2)画出该湖泊生态系统能量流动的示意图。
(3)假设该湖泊中引入一种仅以A为食的动物(C)后,C种群能够迅速壮大,则C和B的种间关系是__________。
能力二　能量流动的相关计算(考查科学思维)
3.(2023·山东卷,T13)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[×105 J/ (m2·a)] 90 42 84 13.5 3
A.流经该生态系统的总能量为90×105 J/(m2·a)
B.该生态系统的生产者有15%的能量流入下一营养级
C.初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为10.5×105 J/(m2·a)
D.初级消费者粪便中的能量为70.5×105 J/(m2·a),该能量由初级消费者流向分解者
4.如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值[单位为103 kJ/(m2·a)],请回答下列问题:
(1)图中A代表的生理过程是__________。
(2)第二营养级到第三营养级的能量传递效率是__________,第一营养级到第二营养级的传递效率是__________。
(3)流入该生态系统的总能量是______________ kJ/(m2·a)。
考点三　生态金字塔及研究能量流动的实践意义
　
1.生态金字塔的类型及特点
2.研究能量流动的实践意义
(1)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。(源自选择性必修2 P57)()
(2)数量金字塔和生物量金字塔可以出现上宽下窄的倒置现象。(源自选择性必修2 P57)()
(3)在一个生态系统中,营养级越多,在能量流动过程中消耗的能量就越多。(源自选择性必修2 P57)()
(4)沼渣、沼液作为肥料还田,使能量能够循环利用。(选择性必修2 P60“拓展应用”1)()
1.从能量流动角度分析农田除草、除虫的目的是什么
答:____________________________________________。
2.如图为某草原生态系统中的食物网(只显示部分)。
牧民通过养羊获取该生态系统的能量,经测算发现羊的同化量远小于草同化量的1/10,其原因可能是________________________________________。
能力一　生态金字塔分析(考查科学思维)
1.如果食物链上各营养级均以生物个体的数量来表示,并以食物链起点的生物个体数作底层来绘制数量金字塔,则只有两个营养级的夏季草原生态系统(假设第一营养级是牧草,第二营养级是羊)和森林生态系统(假设第一营养级是乔木,第二营养级是昆虫)数量金字塔的形状最可能是(　　)
A.前者为金字塔形,后者为倒金字塔形
B.前者为倒金字塔形,后者为金字塔形
C.前者为金字塔形,后者为金字塔形
D.两者均为倒金字塔形
2.(2024·山东卷,T12)某稳定的生态系统某时刻第一、第二营养级的生物量分别为6 g/m2和30 g/m2,据此形成上宽下窄的生物量金字塔。该生态系统无有机物的输入与输出,下列说法错误的是(　　)
A.能量不能由第二营养级流向第一营养级
B.根据生物体内具有富集效应的金属浓度可辅助判断不同物种所处营养级的高低
C.流入分解者的有机物中的能量都直接或间接来自第一营养级固定的能量
D.第一营养级固定的能量可能小于第二营养级同化的能量
能力二　能量流动在实践中的应用(考查社会责任)
3.(2022·山东卷,T11)某地长期稳定运行稻田养鸭模式,运行过程中不投放鸭饲料,鸭取食水稻老黄叶、害虫和杂草等,鸭粪可作为有机肥料还田。该稻田的水稻产量显著高于普通稻田,且养鸭还会产生额外的经济效益。若该稻田与普通稻田的秸秆均还田且其他影响因素相同,下列说法正确的是(　　)
A.与普通稻田相比,该稻田需要施加更多的肥料
B.与普通稻田相比,该稻田需要使用更多的农药
C.该稻田与普通稻田的群落空间结构完全相同
D.该稻田比普通稻田的能量利用率低
能量传递效率与能量利用率的区别
(1)能量传递效率。
能量在沿食物链流动的过程中逐级减少,若以“营养级”为单位,能量在相邻两个营养级之间的传递效率为10%~20%。
(2)能量利用率。
①概念:一般指流入人类或最高营养级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,使营养结构更加复杂,以实现能量的多级利用,从而提高能量利用率。
4.(2022·湖北卷,T22)如图为生态系统结构的一般模型,据图回答下列问题:
(1)图中A代表__________;肉食性动物1的数量__________(填“一定”或“不一定”)少于植食性动物的数量。
(2)如果②、③、④代表能量流动过程,④代表的能量大约是②的__________。
(3)如果图中生产者是农作物棉花,为了提高棉花产量,从物质或能量的角度分析,针对②的调控措施及理由分别是___________________________________;针对⑦的调控措施及理由分别是__________________________________________________________________。
微真题重体悟
　
1.(2022·浙江6月选考,T20)生态系统的营养结构是物质循环和能量流动的主要途径。下列叙述错误的是(　　)
A.调查生物群落内各物种之间的取食与被取食关系,可构建食物链
B.整合调查所得的全部食物链,可构建营养关系更为复杂的食物网
C.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
D.测算主要食物链各环节的能量值,可构建生态系统的能量金字塔
2.(2024·黑吉辽卷,T16改编)如图为某红松人工林能量流动的调查结果。此森林的初级生产量有很大部分是沿着碎屑食物链流动的,表现为枯枝落叶和倒木被分解者分解,剩余积累于土壤。据图分析,下列叙述正确的是(　　)
[注]　植物所固定的太阳能或所制造的有机物质称为初级生产量,其包括净初级生产量和自身呼吸消耗的能量。
A.E是太阳照射到生态系统的能量
B.E2属于未被利用的能量
C.E3占净初级生产量的36%
D.E3的产生过程不是物质循环的必要环节
3.(2020·海南卷,T5)在生态系统中,植物所固定的太阳能或所制造的有机物质称为初级生产量,其中一部分用于自身的呼吸消耗,余下部分称为净初级生产量。如表为4个生态系统的研究实例。
类别 玉米地 荒地 湖泊Ⅰ 湖泊Ⅱ
太阳能利用率 (初级生产量/ 入射太阳能) 1.6% 1.2% 0.4% 0.1%
呼吸消耗率(呼吸 消耗/初级生产量) 23.4% 15.1% 22.3% 21.0%
净初级生产效率 (净初级生产量/ 初级生产量) 76.6% 84.9% 77.7% 79.0%
下列有关叙述错误的是(　　)
A.与玉米地相比,荒地的太阳能利用率低,净初级生产效率也低
B.若入射太阳能相同,上述4个生态系统中,制造有机物质最多的是玉米地
C.两个湖泊中植物的呼吸消耗率与玉米地的大致相等,但明显高于荒地
D.两个湖泊的太阳能利用率低,与太阳光穿过水层时损失了部分能量有关
4.(2023·河北卷,T21)天鹅洲长江故道现为长江江豚自然保护区,是可人为调控的半封闭水域,丰水期能通过闸口将长江干流江水引入。2017年,评估认为该水域最多可保障89头长江江豚健康、稳定地生存。当年该水域开始禁渔。2019—2021年该生态系统的食物网及各类型鱼类的生物量调查结果如图、表所示。2021年该水域长江江豚种群数量为101头,但其平均体重明显低于正常水平。
调查时间 生物量(kg·hm-2)
小型鱼类 大中型鱼类
2019年 30.4 30.8
2020年 22.8 47.9
2021年 5.8 547.6
回答下列问题:
(1)该群落中分层分布的各种水生生物形成一定的__________结构。鲢、鳙等大中型鱼类与短颌鲚等小型鱼类利用相同的食物资源,存在______________重叠,表现为__________关系。蒙古鲌等大中型鱼类通过__________使小型鱼类生物量降低,导致长江江豚食物资源减少。
(2)在此生态系统中,长江江豚占据__________个营养级,其能量根本上来自该食物网中的____________________________。
(3)为实现对长江江豚的良好保护,可采取以下措施:其一,据表分析,从该水域适度去除______________________,使能量更多流向长江江豚;其二,在丰水期打开闸口,使长江江豚饵料鱼类从干流__________天鹅洲长江故道,增加长江江豚食物资源。以上措施可提高该水域对长江江豚的______________________。
5.(2023·新课标卷,T33)现发现一种水鸟主要在某湖区的浅水和泥滩中栖息,以湖区的某些植物为其主要的食物来源。回答下列问题:
(1)湖区的植物、水鸟、细菌等生物成分和无机环境构成了一个生态系统。能量流经食物链上该种水鸟的示意图如图,①②③表示生物的生命活动过程,其中①是__________;②是__________;③是__________。
(2)要研究湖区该种水鸟的生态位,需要研究的方面有_________________________________________(答出3点即可)。该生态系统中水鸟等各种生物都占据着相对稳定的生态位,其意义是______________________。
(3)近年来,一些水鸟离开湖区前往周边稻田,取食稻田中收割后散落的稻谷,羽毛艳丽的水鸟引来一些游客观赏。从保护鸟类的角度来看,游客在观赏水鸟时应注意的事项是____________________________(答出1点即可)。
第34讲　生态系统的结构与能量流动
微考点·大突破
考点一
教材解读
1.(1)生物群落　非生物环境　(2)生物圈　(4)组成成分　营养结构
(5)物质循环　能量流动　信息传递
2.(2)自养　腐生细菌和真菌　有机物　化学能　物质循环　(3)生产者　分解者
3.(1)①各种生物　食物　②生产者　次级　三级　四级　第二　第三　第四　第五　③生产者　自然选择　5　(2)①相互交错　②a.多种　b.多种　③营养级　种间竞争　④营养结构　能量流动　相对稳定
教材基础辨析
　(1)√　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×　(6)×
教材素材拓展
　提示　②③⑦　①④⑧　⑤⑥⑨
能力提升
1.B　解析　由题图可知,甲数量增加会引起乙数量增加,进而引起丙数量增加,因此甲数量的变化会对丙数量产生影响,推测这三者的捕食关系是甲→乙→丙,即乙可以捕食甲,也可以被丙捕食;因此乙在该生态系统中既是捕食者又是被捕食者,甲、乙、丙的能量流动关系为甲→乙→丙,B项正确,A、D两项错误。若甲为生产者,则丙为次级消费者;若甲为初级消费者,则丙为三级消费者,可推知丙不可能为初级消费者,C项错误。
2.答案　(1)果树→A→C　C
(2)两种或两种以上生物相互争夺相同的资源和空间而表现出来的相互抑制现象
(3)化学信息　性别比例　种群密度
解析　(1)该食物链的起点必须是生产者果树,所以果园中包含害虫A的一条食物链是果树→A→C。鸟(C)以果树害虫(A)为食,属于次级消费者,位于第三营养级。(2)种间竞争是指两种或两种以上生物相互争夺相同的资源和空间而表现出来的相互抑制现象。(3)人工合成的性引诱剂属于生态系统中的化学信息,利用其诱杀B种群的雄性个体,可以破坏B种群的性别比例,使很多雌性个体不能完成交配,无法产生后代,从而使该种害虫的种群密度降低。
考点二
教材解读
1.生产者固定的太阳能的总量　食物链和食物网
2.(2)①粪便量(c)
3.低　高　热能　10%~20%　分解者
教材基础辨析
　(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
教材素材拓展
1.提示　c、c1、c2表示流向下一营养级的能量;河蟹用于自身生长、发育和繁殖的能量包括b2、c2、d2
2.提示　C代表初级消费者用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量(储存在有机物中的能量);第二营养级到第三营养级的能量传递效率为(500×10-60×10)÷(1 220×10+1 280×10)×100%=4 400÷25 000×100%=17.6%
能力提升
1.C　解析　同种动物的食物来源可能不同,当其捕食的对象来自不同食物链的不同营养级时,该动物也会在不同的食物链处于不同的营养级,如杂食性动物捕食植物时处于第二营养级,捕食动物时处于第三营养级或以上,A项正确;作为生产者的绿色植物通过光合作用固定太阳能合成有机物,B项正确;初级消费者属于第二营养级,次级消费者属于第三营养级,C项错误;食物链中的第一营养级为生产者(自养生物),其只能被第二营养级(异养生物)捕食,而不能捕食第二营养级,故能量从第一营养级向第二营养级只能单向流动,D项正确。
2.答案　(1)水体富营养化;没有其他生产者的竞争
(2)
(3)种间竞争
解析　(1)蓝细菌(A)种群密度极大的原因可能是水体富营养化,没有其他生产者的竞争,捕食者数量少等。(2)流入某一营养级(最高营养级除外)的能量有三个去向:通过呼吸作用散失、被分解者分解利用、流向下一营养级,最高营养级的能量去向不包括流向下一营养级,由此可画出该湖泊生态系统能量流动的示意图,具体见答案。(3)种间竞争是指两种或更多种生物共同利用同样的有限资源和空间而产生的相互排斥的现象。由于B以蓝细菌(A)为食,C仅以A为食,且该湖泊中引入动物(C)后,C种群能够迅速壮大,故C和B的种间关系为种间竞争。
3.C　解析　根据题意,流经该生态系统的总能量除了生产者固定的能量,还有来自陆地的植物残体中的能量,即(90+42)×105=132×105 J/(m2·a),A项错误;初级消费者的摄入量包括生产者固定的能量和来自陆地的植物残体中的能量,所以根据表中数据无法准确计算生产者的能量流入下一营养级的比例,B项错误;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=13.5×105-3×105=10.5×105 J/(m2·a),C项正确;初级消费者粪便量=初级消费者摄入量-初级消费者同化量=84×105-13.5×105=70.5×105 J/(m2·a),该能量由第一营养级流向分解者,D项错误。
4.答案　(1)呼吸作用　(2)15.625%　12.7%　(3)1.17×105
解析　(1)流入某一营养级(最高营养级除外)的能量去向包括流向下一营养级、未利用、被分解者分解及呼吸作用中以热能形式散失。因此,题图中A代表的是各种生物的呼吸作用。(2)肉食性动物从植食性动物同化的能量=(5.1+2.1+0.25+0.05-5)×103=2.5×103 kJ/(m2·a),植食性动物的同化量=(2.5+4+9+0.5)×103=16×103 kJ/(m2·a),因此第二营养级到第三营养级的能量传递效率=2.5/16×100%=15.625%。该生态系统中能量的来源有两个:生产者固定的能量和有机物输入,生产者固定的总能量=[96+14(生产者流入植食性动物的能量)]×103=110×103 kJ/(m2·a)。第一营养级到第二营养级的能量传递效率为14/110×100%≈12.7%。(3)流入该生态系统的总能量为(110+7)×103=1.17×105 kJ/(m2·a)。
考点三
教材解读
2.将生物在时间、空间上进行合理配置　总能量　科学规划、设计人工生态系统　最有效　合理地调整生态系统中的能量流动关系　持续高效地流向对人类最有益的部分
教材基础辨析
　(1)√　(2)√　(3)√　(4)×
教材素材拓展
1.提示　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
2.提示　能量在相邻两个营养级间的传递效率大约是10%~20%,羊属于第二营养级,该营养级还有食草昆虫和鼠等多个种群
能力提升
1.A　解析　夏季草原生态系统中,作为第一营养级的牧草的个体数远大于作为第二营养级的羊的个体数,该生态系统数量金字塔的形状最可能是金字塔形。而在森林生态系统中,作为第一营养级的乔木的一个个体上生活着大量的作为第二营养级的昆虫个体,该生态系统数量金字塔的形状最可能为倒金字塔形。故选A。
2.D　解析　能量流动具有单向流动的特点,不能由第二营养级流向第一营养级,A项正确;营养级越高,生物体内具有富集效应的金属浓度就越大,B项正确;能量流动的起点为第一营养级固定的能量,故流入分解者的有机物中的能量都直接或间接来自第一营养级固定的能量,C项正确;能量在流动过程中是逐级递减的,在生态系统无有机物输入的情况下,第一营养级固定的能量应大于第二营养级同化的能量,D项错误。
3.A　解析　与普通稻田相比,题述稻田的营养结构更复杂,其水稻产量还显著高于普通稻田,而运行过程中不投放鸭饲料,因此与普通稻田相比,该稻田需要施加更多的肥料,A项正确;该稻田中鸭取食害虫和杂草等,可以减少农药的使用,B项错误;与普通稻田相比,鸭子的存在可使题述稻田的物种组成与群落空间结构发生改变,C项错误;题述稻田中的水稻老黄叶、害虫和杂草等中的能量可通过鸭流向人类,提高了能量的利用率,D项错误。
4.答案　(1)分解者　不一定　(2)1%~4%　(3)控制(减少)植食性动物的数量,使棉花固定的能量流向对人类最有益的部分　合理密植,增施有机肥,喷淋降温等;合理密植可改善通风条件,分解者分解有机物可产生棉花生长需要的无机盐、CO2等,喷淋降温可缓解因强光照、高温导致的光合“午休”现象,从而满足光合作用对CO2的需求
解析　(1)生态系统中的分解者可将动植物遗体和动物排遗物分解成无机物,故题图中A为分解者。在食物链中,植食性动物中的能量大于肉食性动物,但肉食性动物1的数量不一定少于植食性动物的数量。(2)②③④分别为第二、三、四营养级同化的能量,根据能量传递效率10%~20%计算,④代表的能量最少是②的10%×10%=1%,④代表的能量最多是②的20%×20%=4%,即④代表的能量大约是②的1%~4%。(3)从物质或能量的角度分析,要提高棉花产量,需控制以其为食的动物数量,使能量更多地流向对人类最有益的部分;⑦表示生产者固定CO2与产生CO2的过程,针对⑦的调控措施是增强棉花的光合作用,减少呼吸消耗,以便积累更多有机物,提高产量。具体做法有合理密植、增施有机肥、喷淋降温等,理由见答案。
微真题·重体悟
1.D　解析　生物群落中各物种间通过捕食关系建立食物链,A项正确;错综复杂的食物链构成食物网,B项正确;营养级是指物种在食物链中的位置,C项正确;测算全部食物链各环节的能量值,可构建生态系统的能量金字塔,D项错误。
2.C　解析　据题图分析可知,图中E是植物所固定的太阳能(初级生产量),其包括净初级生产量(图中为E1)和植物自身呼吸消耗的能量(图中为E2),A、B两项错误;E1(50×1010 J·hm-2·a-1)为净初级生产量,E3为18×1010 J·hm-2·a-1,因此E3占净初级生产量的36%,C项正确;题图中E3代表枯枝落叶和倒木被分解者分解利用的能量,分解者的分解作用是生态系统物质循环的必要环节,D项错误。
3.A　解析　据题表分析可知,与玉米地相比,荒地的太阳能利用率低,但净初级生产效率高,A项错误;题中4个生态系统中,玉米地的太阳能利用率最高,若入射太阳能相同,则玉米地制造的有机物质最多,B项正确;两个湖泊中植物的呼吸消耗率(22.3%和21.0%)与玉米地的呼吸消耗率(23.4%)大致相等,但明显高于荒地的呼吸消耗率(15.1%),C项正确;与玉米地和荒地相比,两个湖泊的太阳能利用率低,这与太阳光穿过水层时损失了部分能量有关,D项正确。
4.答案　(1)垂直　生态位　种间竞争　捕食
(2)3　浮游植物(或浮游植物固定的太阳能)
(3)大中型鱼类(或鲢、鳙和蒙古鲌等大中型鱼类)　迁入　环境容纳量(或K值)
解析　(1)群落的分层即为群落的垂直结构。分析题图可知,在该水生生物群落中,鲢、鳙等大中型鱼类与小型鱼类具有相似的地位或作用,彼此存在共同的资源利用,即存在生态位重叠,表现为种间竞争关系。结合题图和题表可知,蒙古鲌等大中型鱼类和长江江豚均通过捕食短颌鲚等小型鱼类获得能量,蒙古鲌等大中型鱼类增多使小型鱼类生物量明显降低,导致长江江豚食物资源减少。(2)由题图可知,长江江豚占据了第三、第四、第五3个营养级。在该食物网中,所有能量均根本上来自浮游植物(或浮游植物固定的太阳能)。(3)结合题表和题图可知,与长江江豚的饵料鱼类短颌鲚等存在种间竞争关系的鲢、鳙等大中型鱼类,以及通过捕食、限制短颌鲚等长江江豚饵料鱼类生物量的蒙古鲌等大中型鱼类在2021年生物量急剧增长,这是长江江豚的饵料鱼类生物量显著降低的直接原因,为实现对长江江豚的良好保护,需适度去除鲢、鳙和蒙古鲌等大中型鱼类以提高长江江豚的食物资源供给。采取“在丰水期打开闸口”这一措施的目的是使该水域长江江豚食物资源饵料鱼类种群数量增加,与种群数量特征的“迁入率”直接相关。迁入率的提高是通过物种向该空间内的“迁入”实现。据题知,2017年对该生态系统环境容纳量的科学评估值是89头,2021年调查到的101头长江江豚平均体重明显低于正常水平,说明种群数量已经超过K值。若使101头长江江豚(甚至更多的新增个体)能够健康生长,需通过改善长江江豚的资源水平,使其食物资源更加丰富,提高该水域对长江江豚的环境容纳量。
5.答案　(1)水鸟同化　呼吸作用(细胞呼吸)　分解者分解　(2)栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等　有利于不同生物充分利用环境资源　(3)不破坏水鸟的生存环境;远距离观赏等
解析　(1)水鸟摄入的能量,一部分流入其体内,即水鸟同化,另一部分未被同化,以粪便的形式排出。水鸟同化的能量一部分通过自身的呼吸作用以热能的形式散失,另一部分用于自身的生长、发育和繁殖。粪便和遗体残骸会被分解者分解。(2)一个物种在群落中的地位和作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等,称为这个物种的生态位,水鸟属于动物,研究其生态位,需要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等;群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位,这有利于不同生物充分利用环境资源。(3)鸟类的生存与环境密切相关,从保护鸟类的角度来看,游客在观赏水鸟时应注意的事项是不破坏水鸟的生存环境(不丢弃废弃物、不污染水源);远距离观赏而避免对其造成惊吓等。(共107张PPT)
第34讲
第八单元　生物与环境
生态系统的结构与能量流动
课
标
内
容
1.阐明生态系统由生产者、消费者和分解者等生物因素以及阳光、空气、水等非生物因素组成，各组分紧密联系使生态系统成为具有一定结构和功能的统一体。2.讨论某一生态系统中生产者和消费者通过食物链和食物网联系在一起形成复杂的营养结构。3.分析生态系统中的物质在生物群落与无机环境之间不断循环、能量在生物群落中单向流动并逐级递减的规律。4.举例说明利用物质循环和能量流动规律，人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。5.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。
微考点 大突破
内容
索引
微真题 重体悟
考点一　生态系统的结构
考点二　生态系统的能量流动
考点三　生态金字塔及研究能量流动的实践意义
考点一　生态系统的结构
微考点/大突破
第一部分
1.生态系统的概述
(1)概念：生态系统是在一定空间内，由______________与它的______________相互作用而形成的统一整体。
(2)范围：有大有小，地球上最大的生态系统是________。
生物群落
非生物环境
生物圈
(3)类型。
(4)结构：由__________和__________(食物链和食物网)构成。
(5)功能：进行_________、_________、_________。
自然生态系统 人工生态系统
陆地生态系统 水域生态系统
森林生态系统、草原生态系统、荒漠生态系统、冻原生态系统 海洋生态系统、淡水生态系统 农田生态系统、人工林生态系统、果园生态系统、城市生态系统
组成成分
营养结构
物质循环
能量流动
信息传递
2.生态系统的组成成分

(1)非生物的物质和能量：光、热、水、空气、无机盐等。
(2)生物成分。
自养
腐生细菌和真
菌
有机物
化学能
物质循环
提醒　辨析生态系统成分认识的误区
①三类“不一定”。
a.生产者不一定是植物(如蓝细菌、硝化细菌)，植物不一定是生产者 (如菟丝子营寄生生活，属于消费者)。b.消费者不一定是动物(如营寄生生活的微生物等)，动物不一定是消费者(如秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动植物遗体或动物排遗物为食的腐生动物属于分解者)。c.分解者不一定是微生物(如蚯蚓等动物)，微生物不一定是分解者(如硝化细 菌、蓝细菌属于生产者，寄生细菌属于消费者)。
②两类“一定”。
a.生产者一定是自养生物，自养生物一定是生产者。b.营腐生生活的生物一定是分解者，分解者一定是营腐生生活的生物。
(3)相互关系。
________和________是联系生物群落与非生物的物质和能量的两大 “桥梁”。
提醒　“非生物的物质和能量”和“生产者”两者之间为双向箭头，“非生物的物质和能量”指入箭头多，“生产者”指出箭头多。
3.生态系统的营养结构
(1)食物链。
①概念：在生态系统中，_________之间由于________关系而形成的一种联系。
生产者
分解者
各种生物
食物
②实例。
生产者
次级
三级
四级
第二
第三
第四
第五
③
提醒　食物链中只包括生产者和消费者，不存在非生物的物质和能量及分解者。
生产者
自然选择
5
(2)食物网。
①概念：食物链彼此__________连接成的复杂营养关系。
②形成的原因：a.一种绿色植物可能是______植食性动物的食物。b.一种植食性动物既可能吃________植物，也可能被多种肉食性动物所食。
③特点：同一种消费者在不同的食物链中，可以占据不同的_______
_____；食物网中，两种生物之间的种间关系除了捕食外，可能还有_________。
相互交错
多种
多种
营养
级
种间竞争
提醒　①食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类，而非取决于生物数量。
②一般来说，一个生态系统的食物链越多，食物网越复杂，这个生态系统抵抗外界干扰的能力与保持自身稳定的能力越强。农田和果园等人工生态系统可以通过增加或延长食物链，提高生态系统的稳定性，同时获得更多的产品。例如，水田养鱼、果园养鸡等。
营养结构
能量流动
相对稳定
教材基础辨析
(1)生态系统类型众多，一般可分为自然生态系统和人工生态系统。 (源自选择性必修2 P48)( )
(2)城市生态系统是人工建立的生态系统，需要较多物质和能量的投入才能维持系统的稳定。(源自选择性必修2 P48)( )
(3)不同种类的生物获取物质和能量的途径相同。(选择性必修2 P50“思考·讨论”)( )
√
√
×
(4)生产者是生态系统的基石，消费者的存在能够加快生态系统的物质循环。(源自选择性必修2 P50)( )
(5)生态系统中只有分解者能将有机物分解成无机物。(源自选择性必修2 P50)( )
(6)卷叶蛾→螳螂→黄雀构成一条食物链，其中螳螂位于第二营养 级。(选择性必修2 P52“概念检测”1)( )
√
×
×
教材素材拓展
判断以下生物属于生态系统的什么成分 (均填序号)
①菟丝子　②硝化细菌　③玉米　④噬菌体　⑤秃鹫　⑥蜣螂　 ⑦蓝细菌　⑧结核杆菌　⑨蘑菇
生产者：________；消费者：________；分解者：________。
②③⑦
①④⑧
⑤⑥⑨
1.生态系统中各成分的判断
2.模型法构建食物链(网)
(1)依据捕食关系曲线构建食物链(网)。
(2)依据所含能量或生物量构建食物链(网)。
生物种类 A B C D
有机物中的能 量[J/(cm2·a)] 15.9 870.7 1.9 141.0
(3)依据生物体内富集的有害物质浓度构建食物链(网)。
生物种类 A B C D E
有机汞质 量分数(%) 5.7× 10-6 7× 10-4 5.1× 10-5 6.8× 10-3 3.9×
10-5
(4)依据提供的食物信息，构建食物链(网)。
古树上有红蜘蛛、蚜虫、草蛉、七星瓢虫、麻雀、花喜鹊6种动物，它们之间的关系是草蛉捕食红蜘蛛、蚜虫；七星瓢虫捕食蚜虫；红蜘蛛、蚜虫以古树的各器官为食物；麻雀、花喜鹊以红蜘蛛、蚜 虫、草蛉为食。依据捕食关系由低营养级→高营养级直接绘图，可得到图4所示食物网。
3.食物链(网)中各营养级生物数量变动的分析与判断
(1)食物链的第一营养级的生物减少，整个食物链中的其他生物都会减少，简记为：“一级生物若减少，其他生物跟着跑”。
(2)“天敌”一方减少，短时间内被捕食者数量会增加，但随着数量增加，种内竞争加剧，种群密度下降，直到趋于稳定，简记为：“如果天敌患了病，先增后减再稳定”。
(3)若处于中间营养级的生物数量减少，则其他营养级生物数量的变化视具体食物链而定，简记为：“中间生物被捕杀，不同情况要分 家”。举例分析如图：
若青蛙突然减少，则以它为食的蛇将减少，鹰过多捕食兔和食草 鸟，从而导致兔、食草鸟减少，鹰不只捕食蛇一种生物，它可以依靠其他食物来源维持数量基本不变。
能力　食物链或食物网的结构分析(考查科学思维)
1.(2024·全国甲卷，T5)某生态系统中捕食者与被捕食者种群数量变化的关系如图所示，图中“→”表示种群之间数量变化的关系，如甲数量增加导致乙数量增加。下列叙述正确的是(　　)
A.甲数量的变化不会对丙数量产生影响
B.乙在该生态系统中既是捕食者又是被捕食者
C.丙可能是初级消费者，也可能是次级消费者
D.能量流动方向可能是甲→乙→丙，也可能是丙→乙→甲
由题图可知，甲数量增加会引起乙数量增加，进而引起丙数量增加，因此甲数量的变化会对丙数量产生影响，推测这三者的捕食关系是甲→乙→丙，即乙可以捕食甲，也可以被丙捕食；因此乙在该生态系统中既是捕食者又是被捕食者，甲、乙、丙的能量流动关系为甲→乙→丙，B项正确，A、D两项错误。若甲为生产 者，则丙为次级消费者；若甲为初级消费者，则丙为三级消费 者，可推知丙不可能为初级消费者，C项错误。
解析
2.某果园中存在A、B两种果树害虫，果园中的鸟(C)可以捕食这两种害虫；使用人工合成的性引诱剂Y诱杀B可减轻B的危害。回答下列问题：
(1)果园中包含害虫A的一条食物链是_______________。该食物链的第三营养级是________。
(2)A和B之间存在种间竞争关系，种间竞争通常是指______________
_________________________________________________________。
果树→A→C
C
两种或两种以上生物相互争夺相同的资源和空间而表现出来的相互抑制现象
(3)性引诱剂Y传递给害虫B的信息属于______________。使用性引诱剂Y可以诱杀B的雄性个体，从而破坏B种群的________________，导致______________降低，从而减轻B的危害。
化学信息
性别比例
种群密度
(1)该食物链的起点必须是生产者果树，所以果园中包含害虫A的一条食物链是果树→A→C。鸟(C)以果树害虫(A)为食，属于次级消费者，位于第三营养级。(2)种间竞争是指两种或两种以上生物相互争夺相同的资源和空间而表现出来的相互抑制现象。(3)人工合成的性引诱剂属于生态系统中的化学信息，利用其诱杀B种群的雄性个体，可以破坏B种群的性别比例，使很多雌性个体不能完成交配，无法产生后代，从而使该种害虫的种群密度降低。
解析
考点二　生态系统的能量流动
微考点/大突破
第一部分
1.能量流动的概念
生产者固定的太阳能的总量
食物链和食物网
2.能量流动过程
(1)能量流经第一营养级的过程。
提醒　①图中第一营养级生产者固定的太阳能中，一部分能量用于呼吸消耗，余下的用于自身的生长、发育和繁殖，即积累的能量。
②未被利用的能量是指未被自身呼吸作用消耗，也未被下一个营养级和分解者利用的能量。
(2)能量流经第二营养级的过程。
由图分析得到：
①初级消费者摄入量(a)=初级消费者的同化量(b)+__________。
②同化量(b)=呼吸作用散失的能量(d)+用于生长、发育和繁殖的能量(e)。
③用于生长、发育和繁殖的能量(e)=遗体残骸被分解者利用的能量(f-c)+次级消费者同化的能量(i)+未被利用的能量(j)。
粪便量(c)
提醒　①流入每一营养级的能量最终去向=在呼吸作用中以热能形式散失+被下一营养级同化(最高营养级除外)+被分解者利用。
②某营养级的粪便量不属于该营养级的同化量，而属于上一营养级流向分解者的能量，比如兔子吃草，兔子粪便中的能量属于草流向分解者的能量。
3.能量流动的特点
低
高
热能
10%~20%
分解者
教材基础辨析
(1)能量流动是以种群作为一个整体来研究的。(选择性必修2 P54“科学方法”)( )
(2)太阳辐射到地球的能量就是输入生态系统的总能量。(源自选择性必修2 P55)( )
(3)分解者分解释放的能量是该营养级同化量的一部分。(源自选择性必修2 P55)( )
(4)家兔粪便中的能量与尿液中的能量都不属于家兔的同化量。(选择性必修2 P55“图3-5”)( )
(5)能量传递效率一般在10%~20%，即一只狼捕食了一只兔子，则该狼就获得了这只兔子能量的10%~20%。(源自选择性必修2 P57)( )
√
×
×
×
×
教材素材拓展
1.如图为“稻—蟹”农田生态系统中各营养级所含能量的示意图，其中a、a1、a2表示上一年留存下来仍未被利用的能量，e、e1、e2表示呼吸作用消耗的能量，c、c1、c2表示什么 河蟹用于自身生长、发育和繁殖的能量包括哪些 (用图中字母表示)
答：_______________________________________________________
_________________________________。
c、c1、c2表示流向下一营养级的能量；河蟹用于自身生长、发育和繁殖的能量包括b2、c2、d2
2.如图是能量流经某稻田第二营养级的示意图，图中的数值表示能量(单位：×10 kJ·m-2·a-1)。图中的C代表什么含义 第二营养级到第三营养级的能量传递效率是多少
答：_______________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________。
C代表初级消费者用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量(储存在有机物中的能量)；第二营养级到第三营养级的能量传递效率为(500×10-60×10)÷(1 220×10+1 280×10)×100%=4 400÷
25 000×100%=17.6%
1.能量流动的三种模型
(1)能量流动过程的“一来二去”模型。
提醒　①A是初级消费者摄入量；B是初级消费者同化量；C是用于自身生长、发育和繁殖的能量；D是次级消费者摄入量。
②初级消费者摄入量=同化量+粪便量。
③同化量=呼吸作用散失的能量+用于生长、发育和繁殖的能量。
④生长、发育和繁殖的能量=遗体残骸被分解者利用的能量+次级消费者摄入量。
(2)能量流动过程的“一来三去”模型。
提醒　①D、E、F分别代表第一、第二、第三营养级同化量。
②三条去路(最高营养级除外)：呼吸作用散失、流入下一个营养级、分解者利用。
(3)能量流动过程的“一来四去”模型。

提醒　①D、E、F分别代表第一、第二、第三营养级同化量。
②四条去路(最高营养级除外)：呼吸作用散失、流入下一个营养级、分解者利用、未利用。
2.能量流动的计算
(1)能量的传递以营养级为单位。
在食物网中，能量传递效率不是以个体或种群为单位的，而是以营养级为单位的。如对于食物网C←A→B，由第一营养级到第二营养级的能量传递效率是指B和C同化的总能量占A同化的总能量的比 例。
(2)能量传递效率的计算方法。
相邻两个营养级之间的能量传递效率=×100%
(3)能量流动中的最值计算。
(4)能量流动中的定值计算。
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如果是在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物获得能量，且各途径所获得的生物量比例确定，则需按照各单独的食物链进行计算后合并。
(5)能量来源比例改变的计算。

在具体计算时务必先看清分配比例，再确定求解中应“顺推(用乘法)”还是“逆推(用除法)”，以如图食物网为例：
①若已知“植物同化量(A)”，并告知其“传向动物与直接传向人比例由1∶1调整为1∶2”，求解人最多增重变化量(M)，计算时宜“顺推(用乘法)”
调整前 A××20%+A××(20%)2=M1
调整后 A××20%+A××(20%)2=M2
②若已知“人同化量(M)”并告知人的食物来源“素食、肉食由1∶1调整为2∶1”，求解最少需要植物变化量(A)，计算时应“逆推(用除法)”
调整前 调整后
+=A1 +=A2
(6)具有人工能量输入的能量传递效率的计算。
人为输入到某一营养级的能量是该营养级同化量的一部分，但却不是从上一营养级流入的能量。如求第二营养级至第三营养级传递效率时，应为第三营养级从第二营养级同化的能量(不包括人工输入到第三营养级的能量)/第二营养级的同化量(包括人工输入到第二营养级的能量)×100%。
能力一　能量流动的过程、特点(考查科学思维)
1.(2023·全国甲卷，T5)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.能量从食物链第一营养级向第二营养级只能单向流动
同种动物的食物来源可能不同，当其捕食的对象来自不同食物链的不同营养级时，该动物也会在不同的食物链处于不同的营养级，如杂食性动物捕食植物时处于第二营养级，捕食动物时处于第三营养级或以上，A项正确；作为生产者的绿色植物通过光合作用固定太阳能合成有机物，B项正确；初级消费者属于第二营养级，次级消费者属于第三营养级，C项错误；食物链中的第一营养级为生产者(自养生物)，其只能被第二营养级(异养生物)捕食，而不能捕食第二营养级，故能量从第一营养级向第二营养级只能单向流动，D项正确。
解析
2.(2020·全国卷Ⅲ，T31)假设某种蓝细菌(A)是某湖泊中唯一的生产者，其密度极大，使湖水能见度降低。某种动物(B)是该湖泊中唯一的消费者。回答下列问题：
(1)该湖泊水体中A种群密度极大的可能原因是___________________
______________________(答出2点即可)。
水体富营养化；没有其他生产者的竞争
(2)画出该湖泊生态系统能量流动的示意图。
(3)假设该湖泊中引入一种仅以A为食的动物(C)后，C种群能够迅速壮大，则C和B的种间关系是_________。
种间竞争
(1)蓝细菌(A)种群密度极大的原因可能是水体富营养化，没有其他生产者的竞争，捕食者数量少等。(2)流入某一营养级(最高营养级除外)的能量有三个去向：通过呼吸作用散失、被分解者分解利 用、流向下一营养级，最高营养级的能量去向不包括流向下一营养级，由此可画出该湖泊生态系统能量流动的示意图，具体见答案。(3)种间竞争是指两种或更多种生物共同利用同样的有限资源和空间而产生的相互排斥的现象。由于B以蓝细菌(A)为食，C仅以A为食，且该湖泊中引入动物(C)后，C种群能够迅速壮大，故C和B的种间关系为种间竞争。
解析
能力二　能量流动的相关计算(考查科学思维)
3.(2023·山东卷，T13)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[×105 J/ (m2·a)] 90 42 84 13.5 3
A.流经该生态系统的总能量为90×105 J/(m2·a)
B.该生态系统的生产者有15%的能量流入下一营养级
C.初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为10.5×105 J/(m2·a)
D.初级消费者粪便中的能量为70.5×105 J/(m2·a)，该能量由初级消费者流向分解者
根据题意，流经该生态系统的总能量除了生产者固定的能量，还有来自陆地的植物残体中的能量，即(90+42)×105=132×105 J/(m2·a)，A项错误；初级消费者的摄入量包括生产者固定的能量和来自陆地的植物残体中的能量，所以根据表中数据无法准确计算生产者的能量流入下一营养级的比例，B项错误；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=13.5×105-3×105=10.5×105 J/(m2·a)，C项正确；初级消费者粪便量=初级消费者摄入量-初级消费者同化量=84×105-13.5×105=70.5×105 J/(m2·a)，该能量由第一营养级流向分解者，D项错误。
解析
(1)图中A代表的生理过程是________。
(2)第二营养级到第三营养级的能量传递效率是________，第一营养级到第二营养级的传递效率是________。
(3)流入该生态系统的总能量是____________ kJ/(m2·a)。
4.如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值[单位为103 kJ/(m2·a)]，请回答下列问题：
呼吸作用
15.625%
12.7%
1.17×105
(1)流入某一营养级(最高营养级除外)的能量去向包括流向下一营养级、未利用、被分解者分解及呼吸作用中以热能形式散失。因此，题图中A代表的是各种生物的呼吸作用。(2)肉食性动物从植食性动物同化的能量=(5.1+2.1+0.25+0.05-5)×103=2.5×103 kJ/(m2·a)，植食性动物的同化量=(2.5+4+9+0.5)×103=16×103 kJ/(m2·a)，因此第二营养级到第三营养级的能量传递效率
解析
=2.5/16×100%=15.625%。该生态系统中能量的来源有两个：生产者固定的能量和有机物输入，生产者固定的总能量=[96+14(生产者流入植食性动物的能量)]×103=110×103 kJ/(m2·a)。第一营养级到第二营养级的能量传递效率为14/110×100%≈12.7%。(3)流入该生态系统的总能量为(110+7)×103=1.17×105 kJ/(m2·a)。
解析
考点三　生态金字塔及研究能量流动
的实践意义
微考点/大突破
第一部分
1.生态金字塔的类型及特点
2.研究能量流动的实践意义
将生物在时间、空间上进行合理配置
总能量
科学规划、设计人工生态系统
最有效
合理地调整生态系统中的能量流动关系
持续高效地流向对人类最有益的部分
教材基础辨析
(1)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。(源自选择性必修2 P57)( )
(2)数量金字塔和生物量金字塔可以出现上宽下窄的倒置现象。(源自选择性必修2 P57)( )
(3)在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多。(源自选择性必修2 P57)( )
(4)沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用。(选择性必修2 P60“拓展应用”1)( )
√
√
√
×
教材素材拓展
1.从能量流动角度分析农田除草、除虫的目的是什么
答：_______________________________________________________
________________。
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
2.如图为某草原生态系统中的食物网(只显示部分)。
牧民通过养羊获取该生态系统的能量，经测算发现羊的同化量远小于草同化量的1/10，其原因可能是_______________
_____________________________________________________________________________________________。
能量在相邻两
个营养级间的传递效率大约是10%~20%，羊属于第二营养级，该营养级还有食草昆虫和鼠等多个种群
能力一　生态金字塔分析(考查科学思维)
1.如果食物链上各营养级均以生物个体的数量来表示，并以食物链起点的生物个体数作底层来绘制数量金字塔，则只有两个营养级的夏季草原生态系统(假设第一营养级是牧草，第二营养级是羊)和森林生态系统(假设第一营养级是乔木，第二营养级是昆虫)数量金字塔的形状最可能是(　　)
A.前者为金字塔形，后者为倒金字塔形
B.前者为倒金字塔形，后者为金字塔形
C.前者为金字塔形，后者为金字塔形
D.两者均为倒金字塔形
夏季草原生态系统中，作为第一营养级的牧草的个体数远大于作为第二营养级的羊的个体数，该生态系统数量金字塔的形状最可能是金字塔形。而在森林生态系统中，作为第一营养级的乔木的一个个体上生活着大量的作为第二营养级的昆虫个体，该生态系统数量金字塔的形状最可能为倒金字塔形。故选A。
解析
2.(2024·山东卷，T12)某稳定的生态系统某时刻第一、第二营养级的生物量分别为6 g/m2和30 g/m2，据此形成上宽下窄的生物量金字塔。该生态系统无有机物的输入与输出，下列说法错误的是(　　)
A.能量不能由第二营养级流向第一营养级
B.根据生物体内具有富集效应的金属浓度可辅助判断不同物种所处营养级的高低
C.流入分解者的有机物中的能量都直接或间接来自第一营养级固定的能量
D.第一营养级固定的能量可能小于第二营养级同化的能量
能量流动具有单向流动的特点，不能由第二营养级流向第一营养级，A项正确；营养级越高，生物体内具有富集效应的金属浓度就越大，B项正确；能量流动的起点为第一营养级固定的能量，故流入分解者的有机物中的能量都直接或间接来自第一营养级固定的能量，C项正确；能量在流动过程中是逐级递减的，在生态系统无有机物输入的情况下，第一营养级固定的能量应大于第二营养级同化的能量，D项错误。
解析
能力二　能量流动在实践中的应用(考查社会责任)
3.(2022·山东卷，T11)某地长期稳定运行稻田养鸭模式，运行过程中不投放鸭饲料，鸭取食水稻老黄叶、害虫和杂草等，鸭粪可作为有机肥料还田。该稻田的水稻产量显著高于普通稻田，且养鸭还会产生额外的经济效益。若该稻田与普通稻田的秸秆均还田且其他影响因素相同，下列说法正确的是(　　)
A.与普通稻田相比，该稻田需要施加更多的肥料
B.与普通稻田相比，该稻田需要使用更多的农药
C.该稻田与普通稻田的群落空间结构完全相同
D.该稻田比普通稻田的能量利用率低
与普通稻田相比，题述稻田的营养结构更复杂，其水稻产量还显著高于普通稻田，而运行过程中不投放鸭饲料，因此与普通稻田相比，该稻田需要施加更多的肥料，A项正确；该稻田中鸭取食害虫和杂草等，可以减少农药的使用，B项错误；与普通稻田相比，鸭子的存在可使题述稻田的物种组成与群落空间结构发生改变，C项错误；题述稻田中的水稻老黄叶、害虫和杂草等中的能量可通过鸭流向人类，提高了能量的利用率，D项错误。
解析
能量传递效率与能量利用率的区别
(1)能量传递效率。
能量在沿食物链流动的过程中逐级减少，若以“营养级”为单位，能量在相邻两个营养级之间的传递效率为10%~20%。
(2)能量利用率。
①概念：一般指流入人类或最高营养级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，使营养结构更加复杂，以实现能量的多级利用，从而提高能量利用率。
4.(2022·湖北卷，T22)如图为生态系统结构的一般模型，据图回答下列问题：
(1)图中A代表________；肉食性动物1的数量________(填“一定”或 “不一定”)少于植食性动物的数量。
(2)如果②、③、④代表能量流动过程，④代表的能量大约是②的__________。
(3)如果图中生产者是农作物棉花，为了提高棉花产量，从物质或能量的角度分析，针对②的调控措施及理由分别是_________________
_________________________________________________________；
分解者
不一定
1%~4%
控制(减少)植食性动物的数量，使棉花固定的能量流向对人类最有益的部分
针对⑦的调控措施及理由分别是_______________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
合理密植，增施有机肥，喷淋降温等；合理密植可改善通风条件，分解者分解有机物可产生棉花生长需要的无机盐、CO2等，喷淋降温可缓解因强光照、高温导致的光合“午休”现象，从而满足光合作用对CO2的需求
(1)生态系统中的分解者可将动植物遗体和动物排遗物分解成无机物，故题图中A为分解者。在食物链中，植食性动物中的能量大于肉食性动物，但肉食性动物1的数量不一定少于植食性动物的数量。(2)②③④分别为第二、三、四营养级同化的能量，根据能量传递效率10%~20%计算，④代表的能量最少是②的10%×10%=
1%，④代表的能量最多是②的20%×20%=4%，即④代表的能量大约是②的1%~4%。(3)从物质或能量的角度分析，要提高棉花产
解析
量，需控制以其为食的动物数量，使能量更多地流向对人类最有益的部分；⑦表示生产者固定CO2与产生CO2的过程，针对⑦的调控措施是增强棉花的光合作用，减少呼吸消耗，以便积累更多有机物，提高产量。具体做法有合理密植、增施有机肥、喷淋降温等，理由见答案。
解析
微真题/重体悟
第二部分
1.(2022·浙江6月选考，T20)生态系统的营养结构是物质循环和能量流动的主要途径。下列叙述错误的是(　　)
A.调查生物群落内各物种之间的取食与被取食关系，可构建食物链
B.整合调查所得的全部食物链，可构建营养关系更为复杂的食物网
C.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
D.测算主要食物链各环节的能量值，可构建生态系统的能量金字塔
生物群落中各物种间通过捕食关系建立食物链，A项正确；错综复杂的食物链构成食物网，B项正确；营养级是指物种在食物链中的位置，C项正确；测算全部食物链各环节的能量值，可构建生态系统的能量金字塔，D项错误。
解析
2.(2024·黑吉辽卷，T16改编)如图为某红松人工林能量流动的调查结果。此森林的初级生产量有很大部分是沿着碎屑食物链流动的,表现为枯枝落叶和倒木被分解者分解，剩余积累于土壤。据图分析，下列叙述正确的是( )
[注]　植物所固定的太阳能或所制造的有机物质称为初级生产量，其包括净初级生产量和自身呼吸消耗的能量。
A.E是太阳照射到生态系统的能量
B.E2属于未被利用的能量
C.E3占净初级生产量的36%
D.E3的产生过程不是物质循环的必要环节
据题图分析可知，图中E是植物所固定的太阳能(初级生产量)，其包括净初级生产量(图中为E1)和植物自身呼吸消耗的能量(图中为E2)，A、B两项错误；E1(50×1010 J·hm-2·a-1)为净初级生产量，E3为18×1010 J·hm-2·a-1，因此E3占净初级生产量的36%，C项正确；题图中E3代表枯枝落叶和倒木被分解者分解利用的能量，分解者的分解作用是生态系统物质循环的必要环节，D项错误。
解析
3.(2020·海南卷，T5)在生态系统中，植物所固定的太阳能或所制造的有机物质称为初级生产量，其中一部分用于自身的呼吸消耗，余下部分称为净初级生产量。如表为4个生态系统的研究实例。
类别 玉米地 荒地 湖泊Ⅰ 湖泊Ⅱ
太阳能利用率 (初级生产量/ 入射太阳能) 1.6% 1.2% 0.4% 0.1%
呼吸消耗率(呼吸 消耗/初级生产量) 23.4% 15.1% 22.3% 21.0%
净初级生产效率 (净初级生产量/ 初级生产量) 76.6% 84.9% 77.7% 79.0%
下列有关叙述错误的是(　　)
A.与玉米地相比，荒地的太阳能利用率低，净初级生产效率也低
B.若入射太阳能相同，上述4个生态系统中，制造有机物质最多的是玉米地
C.两个湖泊中植物的呼吸消耗率与玉米地的大致相等，但明显高于荒地
D.两个湖泊的太阳能利用率低，与太阳光穿过水层时损失了部分能量有关
据题表分析可知，与玉米地相比，荒地的太阳能利用率低，但净初级生产效率高，A项错误；题中4个生态系统中，玉米地的太阳能利用率最高，若入射太阳能相同，则玉米地制造的有机物质最多，B项正确；两个湖泊中植物的呼吸消耗率(22.3%和21.0%)与玉米地的呼吸消耗率(23.4%)大致相等，但明显高于荒地的呼吸消耗率(15.1%)，C项正确；与玉米地和荒地相比，两个湖泊的太阳能利用率低，这与太阳光穿过水层时损失了部分能量有关，D项正确。
解析
4.(2023·河北卷，T21)天鹅洲长江故道现为长江江豚自然保护区，是可人为调控的半封闭水域，丰水期能通过闸口将长江干流江水引入。2017年，评估认为该水域最多可保障89头长江江豚健康、
稳定地生存。当年该水域开始禁渔。2019—2021年该生态系统的食物网及各类型鱼类的生物量调查结果如图、表所示。2021年该水域长江江豚种群数量为101头，但其平均体重明显低于正常水平。
调查时间 生物量(kg·hm-2)
小型鱼类 大中型鱼类
2019年 30.4 30.8
2020年 22.8 47.9
2021年 5.8 547.6
回答下列问题：
(1)该群落中分层分布的各种水生生物形成一定的______结构。鲢、鳙等大中型鱼类与短颌鲚等小型鱼类利用相同的食物资源，存在________重叠，表现为__________关系。蒙古鲌等大中型鱼类通过________使小型鱼类生物量降低，导致长江江豚食物资源减少。
(2)在此生态系统中，长江江豚占据________个营养级，其能量根本上来自该食物网中的___________________________________。
垂直
生态位
种间竞争
捕食
3
浮游植物(或浮游植物固定的太阳能)
(3)为实现对长江江豚的良好保护，可采取以下措施：其一，据表分析，从该水域适度去除______________________________________
______，使能量更多流向长江江豚；其二，在丰水期打开闸口，使长江江豚饵料鱼类从干流________天鹅洲长江故道，增加长江江豚食物资源。以上措施可提高该水域对长江江豚的________________
_______。
大中型鱼类(或鲢、鳙和蒙古鲌等大中型鱼类)
迁入
环境容纳量(或
K值)
(1)群落的分层即为群落的垂直结构。分析题图可知，在该水生生物群落中，鲢、鳙等大中型鱼类与小型鱼类具有相似的地位或作用，彼此存在共同的资源利用，即存在生态位重叠，表现为种间竞争关系。结合题图和题表可知，蒙古鲌等大中型鱼类和长江江豚均通过捕食短颌鲚等小型鱼类获得能量，蒙古鲌等大中型鱼类增多使小型鱼类生物量明显降低，导致长江江豚食物资源减少。(2)由题图可知，长江江豚占据了第三、第四、第五3个营养级。
解析
在该食物网中，所有能量均根本上来自浮游植物(或浮游植物固定的太阳能)。(3)结合题表和题图可知，与长江江豚的饵料鱼类短颌鲚等存在种间竞争关系的鲢、鳙等大中型鱼类，以及通过捕食、限制短颌鲚等长江江豚饵料鱼类生物量的蒙古鲌等大中型鱼类在2021年生物量急剧增长，这是长江江豚的饵料鱼类生物量显著降低的直接原因，为实现对长江江豚的良好保护，需适度去除鲢、鳙和蒙古鲌等大中型鱼类以提高长江江豚的食物资源供给。采取
解析
“在丰水期打开闸口”这一措施的目的是使该水域长江江豚食物资源饵料鱼类种群数量增加，与种群数量特征的“迁入率”直接相 关。迁入率的提高是通过物种向该空间内的“迁入”实现。据题 知，2017年对该生态系统环境容纳量的科学评估值是89头，2021年调查到的101头长江江豚平均体重明显低于正常水平，说明种群数量已经超过K值。若使101头长江江豚(甚至更多的新增个体)能够健康生长，需通过改善长江江豚的资源水平，使其食物资源更加丰富，提高该水域对长江江豚的环境容纳量。
解析
5.(2023·新课标卷，T33)现发现一种水鸟主要在某湖区的浅水和泥滩中栖息，以湖区的某些植物为其主要的食物来源。回答下列问题：
(1)湖区的植物、水鸟、细菌等生物成分和无机环境构成了一个生态系统。能量流经食物链上该种水鸟的示意图如图，①②③表示生物的生命活动过程，其中①是_________；②是__________________；③是___________。
水鸟同化
呼吸作用(细胞呼吸)
分解者分解
(2)要研究湖区该种水鸟的生态位，需要研究的方面有_____________
________________________________(答出3点即可)。该生态系统中水鸟等各种生物都占据着相对稳定的生态位，其意义是___________
_______________________。
(3)近年来，一些水鸟离开湖区前往周边稻田，取食稻田中收割后散落的稻谷，羽毛艳丽的水鸟引来一些游客观赏。从保护鸟类的角度来看，游客在观赏水鸟时应注意的事项是_______________________
__________________________(答出1点即可)。
栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等
有利于不同
生物充分利用环境资源
不破坏水鸟的生存环境；远距离观赏等
(1)水鸟摄入的能量,一部分流入其体内,即水鸟同化,另一部分未被同化,以粪便的形式排出。水鸟同化的能量一部分通过自身的呼吸作用以热能的形式散失,另一部分用于自身的生长、发育和繁殖。粪便和遗体残骸会被分解者分解。(2)一个物种在群落中的地位和作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等,称为这个物种的生态位,水鸟属于动物,研究其生态位,需要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等；群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位,这有利于不同生物充分利用环
解析
境资源。(3)鸟类的生存与环境密切相关,从保护鸟类的角度来看,游客在观赏水鸟时应注意的事项是不破坏水鸟的生存环境(不丢弃废弃物、不污染水源)；远距离观赏而避免对其造成惊吓等。
解析课时微练(三十四)　生态系统的结构与能量流动
　
一、选择题:本题共10小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的
1.(2025·云南调研)“天苍苍,野茫茫,风吹草低见牛羊。”描绘了草原生态系统的宽阔壮美。下列有关叙述正确的是(　　)
A.草原上的生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量构成了草原生态系统的完整结构
B.草原上的动物大都有挖洞或快速奔跑的特点
C.流经某草原生态系统的总能量为该生态系统中所有生产者、消费者、分解者体内的能量
D.蒙古马与其肠道内某种纤维素分解菌的种间关系为原始合作
2.下列有关生态系统结构的说法,正确的是(　　)
A.生态系统的营养结构只包含生产者与消费者两种成分
B.不能进行光合作用的生物一定不是生产者
C.营腐生生活的细菌不一定是分解者
D.生产者和分解者是生态系统的基石,消费者不是生态系统的必备成分
3.(2024·江西卷,T9)假设某个稳定的生态系统只存在一条食物链。研究人员调查了一段时间内这条食物链上其中4种生物的相关指标(如表所示,表中“—”表示该处数据省略)。根据表中数据,判断这4种生物在食物链中的排序,正确的是(　　)
物种 流经 生物的 能量(kJ) 生物体内 镉浓度 (μg/g) 生物承受的捕食压力指数(一般情况下,数值越大,生物被捕食的压力越大)
① — 0.03 15.64
② — 0.08 —
③ 1.60×106 — 1.05
④ 2.13×108 — —
A.④③①② B.④②①③
C.①③②④ D.④①②③
4.(2025·贵阳模拟)科研小组对某人工养殖鱼塘的能量流动情况进行了分析,结果如表所示。养殖的草鱼除以饲料为食外,还以轮叶黑藻和苦草为食,表中字母为能量值,单位是kJ/(cm2·a)。
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
a b c d e
下列分析正确的是(　　)
A.生物量金字塔可直观地反映出该鱼塘各营养级间能量的关系
B.从轮叶黑藻和苦草到草鱼的能量传递效率为(b-d)/a×100%
C.草鱼粪便中的能量d属于草鱼同化能量中的一部分
D.一定时间内,e中的能量包含流向分解者、流入下一营养级和未被利用的能量
5.(2022·湖南卷,T8)稻—蟹共作是以水稻为主体、适量放养蟹的生态种养模式,常使用灯光诱虫杀虫。水稻为蟹提供遮蔽场所和氧气,蟹能摄食害虫、虫卵和杂草,其粪便可作为水稻的肥料。下列叙述正确的是(　　)
A.该种养模式提高了营养级间的能量传递效率
B.采用灯光诱虫杀虫利用了物理信息的传递
C.硬壳蟹(非蜕壳)摄食软壳蟹(蜕壳)为捕食关系
D.该种养模式可实现物质和能量的循环利用
6.(2025·西安联考)某河流生态系统的能量金字塔及相关食物网如图所示,已知甲、乙、丙为3种鱼,箭头表示能量流动方向。下列有关说法正确的是(　　)
A.大量捕捞甲不会影响藻类种群数量的增长
B.丁在该生态系统中处于最高营养级,其能量的流动途径与乙的相同
C.甲和乙属于同一种群,处于第三营养级的生物属于不同种群
D.图中所示的生物都参与生态系统的物质循环和能量流动
7.如表是某食物网中第一、二、三营养级的生物甲、乙、丙在一年内的能量流动情况(能量单位:×106 kJ)。下列叙述正确的是(　　)
生物类型 同化量 呼吸 散失量 流向分解 者的量 未利用 的量
甲 16.0 4.0 2.0
乙 31.0 42.5 21.5
丙 3.0 0.9 1.1 1.0
A.甲、乙、丙共同构成群落
B.甲流向分解者的能量为8.0×106 kJ
C.第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为14.4%
D.甲、乙、丙同化量的去向均相同
8.(2025·秦皇岛模拟)对某一年长江口水生生态系统的能量流动进行定量分析,部分研究数据如图所示。下列叙述正确的是(　　)
[注]　Ⅰ主要是单细胞藻类;Ⅰ~Ⅴ营养级方块中数字表示未利用的能量,横向箭头上的数字表示流入下一营养级的能量,单位:t·km-2·a-1。
A.图中所有数值相加即为当年输入该生态系统的总能量
B.次级消费者摄入的能量等于36.52 t·km-2·a-1
C.该水生生态系统的能量金字塔呈现上宽下窄的倒置现象
D.第Ⅱ与第Ⅲ营养级之间的能量传递效率约为2%
9.某生态系统部分营养成分之间的关系,以及部分营养级的部分能量值(单位:J·m-2·a-1)如图。下列判断正确的是(　　)
A.上图X在能量流动和物质循环中分别代表热能和CO2
B.草→草食性动物→肉食性动物①→肉食性动物②是含有四个营养级的食物链
C.肉食性动物①属于初级消费者,由草食性动物到①的能量传递效率是3%
D.土壤中的重金属铅会沿着食物链逐渐在生物体内聚集,最终肉食性动物②体内铅含量最高
10.(2025·大理模拟)如图为某自然灾害后的人工鱼塘生态系统的能量流动过程中部分环节涉及的能量(单位:103 kg·m-2·a-1),其中补偿输入是指人工饲喂各个营养级同化的能量。下列叙述错误的是(　　)
A.由图可知,肉食性动物需补偿输入的能量为5×103 kg·m-2·a-1
B.植食性动物用于自身生长、发育和繁殖的能量是1.2×104 kg·m-2·a-1
C.能量在第三营养级与第四营养级之间的传递效率约为3.3%
D.据图中数据可知,较低营养级的生物在这场灾害中受到的影响较大
二、非选择题
11.某海域生态系统渔业资源种类多样、数量众多,其中以乌贼、灯笼鱼和金枪鱼等资源最为丰富。以往深海环境一直被认为是生命的禁区,但实际上,在这片深海的海底生命极度活跃,存在着不依赖光合作用、靠硫化氢等化学物质自养的硫细菌,另外还有大量的异养生物。回答下列问题:
(1)该生态系统的结构包括______________和___________________。在海洋中,由浅入深分布着绿藻、褐藻和红藻,影响海洋藻类垂直分布的非生物因素主要是__________________________________。
(2)不同的金枪鱼在体征上有一定的差别:鳍色有蓝色的、黄色的,胸鳍有长的、短的,体型有粗大的、瘦长的,这体现了金枪鱼的物种多样性和____________多样性。
(3)灯笼鱼在头部前边眼的附近、身体侧线的下方和尾柄上,有排列成行或成群的圆形发光器,该发光器发出的光能引诱异性。上述事实表明信息传递在生态系统中的作用是____________________________。
(4)流经该生态系统的总能量是_________________________________。如图是该生态系统中金枪鱼与它的食物——虾这两类生物的能量流动示意图,其中a~e表示能量值。金枪鱼粪便中的能量包含在_______(填字母)中,金枪鱼用于生长、发育及繁殖的能量值可表示为_________(用图中字母和计算符号表示)。
12.(科学探究)(2021·山东卷,T24)海水立体养殖中,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。某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图如图所示,M、N表示营养级。回答下列问题:
(1)估算海参种群密度时常用样方法,原因是___________________________________。
(2)图中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),该生态系统中的能量_______(填“能”或“不能”)在M和遗体残骸间循环流动。
(3)养殖的海带数量过多,造成牡蛎减产。从生物群落的角度分析,原因是__________________________________________。
(4)海水立体养殖模式运用了群落的空间结构原理,依据这一原理进行海水立体养殖的优点是______________________________。在构建海水立体养殖生态系统时,需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素,从而确定每种生物之间的合适比例,这样做的目的是__________________________________________。
课时微练(三十四)　生态系统的结构与能量流动
1.B　解析　生态系统的结构包括生态系统的组成成分(生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量)和营养结构(食物链和食物网),A项错误;草原上的动物大都有挖洞或快速奔跑的特点,B项正确;流经某草原生态系统的总能量为该生态系统中生产者固定的太阳能,C项错误;蒙古马与其肠道内某种纤维素分解菌的种间关系为互利共生,蒙古马依赖肠道中的纤维素分解菌消化纤维素,纤维素分解菌吸收蒙古马的营养物质,两种生物长期共同生活在一起,相互依存,彼此有利,D项错误。
2.A　解析　食物链和食物网是生态系统的营养结构,而在食物链和食物网中只包含生产者和消费者,A项正确;进行化能合成作用的生物也属于生产者,如硝化细菌,B项错误;营腐生生活的细菌都属于分解者,C项错误;生产者是生态系统的基石,消费者的存在,能够加快生态系统的物质循环,分解者是生态系统的必备成分,D项错误。
3.D　解析　在食物链中,低营养级的生物被高营养级生物捕食的可能性大,因此低营养级生物承受的捕食压力指数大,可判断①的营养级低于③;镉在生物体内的浓度沿食物链不断升高,可判断②的营养级高于①;能量沿食物链流动过程中是逐级递减的,由流经生物的能量④>③,可判断③的营养级高于④,综合判断D项符合题意。
4.D　解析　能量金字塔可直观地反映出生态系统各营养级间能量的关系,A项错误;b-d表示草鱼同化的能量,其中包括草鱼同化饲料中的能量(c),故从轮叶黑藻和苦草到草鱼的能量传递效率为(b-d-c)/a×100%,B项错误;草鱼粪便中的能量d不属于草鱼的同化量,C项错误;一定时间内,e(草鱼用于生长、发育和繁殖的能量)中的能量包含流向分解者、流入下一营养级和未被利用的能量,D项正确。
5.B　解析　该种养模式实现了物质的循环利用,提高了能量的利用率,但不能提高营养级之间的能量传递效率,A项错误;利用灯光诱虫杀虫利用了物理信息的传递,B项正确;硬壳蟹摄食软壳蟹属于种内竞争,而捕食属于种间关系,C项错误;生态系统的能量流动是单向流动、逐级递减的,D项错误。
6.D　解析　甲不摄食藻类,若大量捕捞甲,则丙的食物来源减少进而捕食乙增多,导致乙数量减少,乙数量减少在短时间内可能会引起藻类大量繁殖,A项错误;丁在该生态系统中处于最高营养级,其能量不存在流入下一个营养级的途径,故其能量的流动途径与乙的不同,B项错误;甲和乙均处于第二营养级,两者为不同物种,不属于同一种群,丙和丁均处于第三营养级,二者属于不同种群,C项错误;题图中所示的生物有生产者和消费者,都参与生态系统的物质循环和能量流动,D项正确。
7.C　解析　分析题表可知,甲同化的能量大于丙,但小于乙,故乙处于第一营养级,甲处于第二营养级,丙处于第三营养级。丙的同化量=呼吸散失的能量+流向分解者的能量+未利用的能量,说明丙处于最高营养级,由此可推知,甲流向分解者的能量=(16.0-4.0-2.0-3.0)×106 kJ=7.0×106 kJ;乙同化的能量=(31.0+42.5+21.5+16.0)×106 kJ=111.0×106 kJ。甲、乙、丙只包括生产者和消费者,缺少分解者,不能构成群落,A项错误。甲流向分解者的能量为7.0×106 kJ,B项错误。第一营养级到第二营养级的能量传递效率为(16.0×106)÷(111.0×106)×100%≈14.4%,C项正确。丙处于最高营养级,与甲、乙相比,其同化量的去向中缺少流入下一营养级的途径,D项错误。
8.D　解析　输入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能,并非题图中所有数值相加,A项错误;据题图可知,次级消费者的同化量是36.52 t·km-2·a-1,而摄入量=同化量+粪便量,故次级消费者摄入的能量大于36.52 t·km-2·a-1,B项错误;能量金字塔通常都是上窄下宽的金字塔形,C项错误;能量传递效率是相邻两个营养级之间同化量的比值,第Ⅱ与第Ⅲ营养级之间的能量传递效率约为36.52/1 637×100%≈2%,D项正确。
9.D　解析　在能量流动中,能量主要以热能形式散失;物质循环包括碳循环、氮循环等,在碳循环中,X表示CO2,A项错误;草食性动物与肉食性动物都不止一种,因此此食物链不一定含有四个营养级,B项错误;肉食性动物①属于次级消费者,C项错误;土壤中的重金属铅会沿着食物链逐渐在生物体内聚集,最终肉食性动物②体内铅含量最高,属于生物富集现象,D项正确。
10.D　解析　各营养级之内,所有输入的能量等于输出的能量,在植食性动物中,输入(14+2)=输出(4+9+0.5+流入肉食性动物的能量),可以计算出流入肉食性动物的能量为2.5×103 kg·m-2·a-1,肉食性动物输入(2.5+补偿输入)=输出(2.1+5.1+0.05+0.25),可以计算出肉食性动物需补偿输入的能量为5×103 kg·m-2·a-1,A项正确;植食性动物用于自身生长、发育和繁殖的能量=同化量-(呼吸消耗的)热能散失=(14+2-4)×103=1.2×104 kg·m-2·a-1,B项正确;第三营养级与第四营养级之间的能量传递效率=第四营养级的同化量/第三营养级的同化量×100%=0.25/(2.1+5.1+0.05+0.25)×100%≈3.3%,C项正确;根据题图中数据,营养级越高,需要补偿输入的能量越多,在灾害中受到的影响越大,D项错误。
11.答案　(1)生态系统的组成成分　营养结构(或食物链和食物网)　光质(或光照、光照强度、光)　(2)基因(或遗传)　(3)有利于生物种群的繁衍　(4)生产者固定的太阳能和化学能(或生产者固定的能量、绿色植物固定的太阳能和硫细菌固定的化学能)　c　a-b
解析　(4)流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能和化学能。金枪鱼粪便中的能量属于虾同化的能量中流向分解者的一部分,包含在c中。金枪鱼同化的能量一部分用于呼吸消耗,一部分用于自身生长、发育、繁殖,题图中a为金枪鱼的同化量,b为金枪鱼呼吸作用消耗的能量,所以金枪鱼用于自身生长、发育、繁殖的能量为a-b。
12.答案　(1)海参活动能力弱,活动范围小　(2)2 488　6.3　不能　(3)由于海带与浮游植物存在种间竞争,小型浮游植物数量下降,牡蛎的食物减少,产量降低　(4)能充分利用空间和资源　维持生态系统的稳定性,保持养殖产品的持续高产(或实现生态效益和经济效益的可持续发展)
解析　(1)海参活动能力弱,活动范围小,所以估算海参种群密度时常用样方法。(2)题图中M从生产者和遗体残骸中同化的能量为3 281 kJ/(m2·a)+2 826 kJ/(m2·a)=6 107 kJ/(m2·a),M呼吸作用消耗的能量为3 619 kJ/(m2·a),则M用于生长、发育和繁殖的能量为6 107 kJ/(m2·a)-3 619 kJ/(m2·a)=2 488 kJ/(m2·a)。由M到N的能量传递效率为386 kJ/(m2·a)÷[3 281 kJ/(m2·a)+2 826 kJ/(m2·a)]×100%≈6.3%。生态系统的能量具有单向流动的特点,该生态系统中的能量不能在M和遗体残骸间循环流动。(3)养殖的海带数量过多,由于海带与浮游植物存在种间竞争,小型浮游植物的数量会减少,而牡蛎滤食小型浮游植物,牡蛎的食物减少,就会造成牡蛎减产。(4)在群落中,各个生物种群分别占据了不同的空间,使群落形成一定的空间结构,利用群落的空间结构原理进行海水立体养殖的优点是能充分利用空间和资源,从而获得较高产量的养殖产品。在构建海水立体养殖生态系统时,需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素,从而确定每种生物之间的合适比例,这样做能增强该生态系统的自我调节能力,维持生态系统的稳定性,保持养殖产品的持续高产,实现生态效益和经济效益的可持续发展。(共37张PPT)
生态系统的结构与能量流动
课时微练(三十四)
一、选择题：本题共10小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的
1.(2025·云南调研)“天苍苍，野茫茫，风吹草低见牛羊。”描绘了草原生态系统的宽阔壮美。下列有关叙述正确的是( )
A.草原上的生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量构成了草原生态系统的完整结构
B.草原上的动物大都有挖洞或快速奔跑的特点
C.流经某草原生态系统的总能量为该生态系统中所有生产者、消费者、分解者体内的能量
D.蒙古马与其肠道内某种纤维素分解菌的种间关系为原始合作
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
生态系统的结构包括生态系统的组成成分(生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量)和营养结构(食物链和食物网)，A项错误;草原上的动物大都有挖洞或快速奔跑的特点，B项正确；流经某草原生态系统的总能量为该生态系统中生产者固定的太阳能，C项错误；蒙古马与其肠道内某种纤维素分解菌的种间关系为互利共生，蒙古马依赖肠道中的纤维素分解菌消化纤维素，纤维素分解菌吸收蒙古马的营养物质，两种生物长期共同生活在一起，相互依存，彼此有利，D项错误。
解析
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
2.下列有关生态系统结构的说法，正确的是( )
A.生态系统的营养结构只包含生产者与消费者两种成分
B.不能进行光合作用的生物一定不是生产者
C.营腐生生活的细菌不一定是分解者
D.生产者和分解者是生态系统的基石，消费者不是生态系统的必备成分
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
食物链和食物网是生态系统的营养结构，而在食物链和食物网中只包含生产者和消费者，A项正确；进行化能合成作用的生物也属于生产者，如硝化细菌，B项错误；营腐生生活的细菌都属于分解者，C项错误；生产者是生态系统的基石，消费者的存在，能够加快生态系统的物质循环，分解者是生态系统的必备成分，D项错误。
解析
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
3.(2024·江西卷，T9)假设某个稳定的生态系统只存在一条食物链。研究人员调查了一段时间内这条食物链上其中4种生物的相关指标(如表所示，表中“—”表示该处数据省略)。根据表中数据，判断这4种生物在食物链中的排序，正确的是( )
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
物种 流经生物的 能量(kJ) 生物体内镉浓度(μg/g) 生物承受的捕食压力指数(一般情况下，数值越大，生物被捕食的压力越大)
① — 0.03 15.64
② — 0.08 —
③ 1.60×106 — 1.05
④ 2.13×108 — —
A.④③①② B.④②①③
C.①③②④ D.④①②③
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
在食物链中，低营养级的生物被高营养级生物捕食的可能性大，因此低营养级生物承受的捕食压力指数大，可判断①的营养级低于③；镉在生物体内的浓度沿食物链不断升高，可判断②的营养级高于①；能量沿食物链流动过程中是逐级递减的，由流经生物的能量④>③,可判断③的营养级高于④，综合判断D项符合题意。
解析
4.(2025·贵阳模拟)科研小组对某人工养殖鱼塘的能量流动情况进行了分析，结果如表所示。养殖的草鱼除以饲料为食外，还以轮叶黑藻和苦草为食，表中字母为能量值，单位是kJ/(cm2·a)。
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
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
a b c d e
下列分析正确的是( )
A.生物量金字塔可直观地反映出该鱼塘各营养级间能量的关系
B.从轮叶黑藻和苦草到草鱼的能量传递效率为(b-d)/a×100%
C.草鱼粪便中的能量d属于草鱼同化能量中的一部分
D.一定时间内，e中的能量包含流向分解者、流入下一营养级和未被利用的能量
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
能量金字塔可直观地反映出生态系统各营养级间能量的关系，A项错误；b-d表示草鱼同化的能量，其中包括草鱼同化饲料中的能量(c)，故从轮叶黑藻和苦草到草鱼的能量传递效率为(b-d-c)/a×
100%，B项错误;草鱼粪便中的能量d不属于草鱼的同化量，C项错误；一定时间内，e(草鱼用于生长、发育和繁殖的能量)中的能量包含流向分解者、流入下一营养级和未被利用的能量，D项正确。
解析
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
5.(2022·湖南卷，T8)稻—蟹共作是以水稻为主体、适量放养蟹的生态种养模式,常使用灯光诱虫杀虫。水稻为蟹提供遮蔽场所和氧气，蟹能摄食害虫、虫卵和杂草，其粪便可作为水稻的肥料。下列叙述正确的是( )
A.该种养模式提高了营养级间的能量传递效率
B.采用灯光诱虫杀虫利用了物理信息的传递
C.硬壳蟹(非蜕壳)摄食软壳蟹(蜕壳)为捕食关系
D.该种养模式可实现物质和能量的循环利用
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
该种养模式实现了物质的循环利用，提高了能量的利用率，但不能提高营养级之间的能量传递效率，A项错误；利用灯光诱虫杀虫利用了物理信息的传递，B项正确；硬壳蟹摄食软壳蟹属于种内竞争，而捕食属于种间关系，C项错误；生态系统的能量流动是单向流动、逐级递减的，D项错误。
解析
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
6.(2025·西安联考)某河流生态系统
的能量金字塔及相关食物网如图所
示，已知甲、乙、丙为3种鱼，箭头
表示能量流动方向。下列有关说法
正确的是( )
A.大量捕捞甲不会影响藻类种群数量的增长
B.丁在该生态系统中处于最高营养级，其能量的流动途径与乙的相同
C.甲和乙属于同一种群，处于第三营养级的生物属于不同种群
D.图中所示的生物都参与生态系统的物质循环和能量流动
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
甲不摄食藻类，若大量捕捞甲，则丙的食物来源减少进而捕食乙增多，导致乙数量减少，乙数量减少在短时间内可能会引起藻类大量繁殖，A项错误；丁在该生态系统中处于最高营养级，其能量不存在流入下一个营养级的途径，故其能量的流动途径与乙的不同，B项错误；甲和乙均处于第二营养级，两者为不同物种，不属于同一种群，丙和丁均处于第三营养级,二者属于不同种群，C项错误；题图中所示的生物有生产者和消费者，都参与生态系统的物质循环和能量流动，D项正确。
解析
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
7.如表是某食物网中第一、二、三营养级的生物甲、乙、丙在一年内的能量流动情况(能量单位：×106 kJ)。下列叙述正确的是( )
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
生物类型 同化量 呼吸散失量 流向分解者的量 未利用的量
甲 16.0 4.0 2.0
乙 31.0 42.5 21.5
丙 3.0 0.9 1.1 1.0
A.甲、乙、丙共同构成群落
B.甲流向分解者的能量为8.0×106 kJ
C.第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为14.4%
D.甲、乙、丙同化量的去向均相同
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
分析题表可知，甲同化的能量大于丙，但小于乙，故乙处于第一营养级，甲处于第二营养级，丙处于第三营养级。丙的同化量=呼吸散失的能量+流向分解者的能量+未利用的能量，说明丙处于最
解析
高营养级，由此可推知，甲流向分解者的能量=(16.0-4.0-2.0-3.0)×
106 kJ=7.0×106 kJ；乙同化的能量=(31.0+42.5+21.5+16.0)×106 kJ=
111.0×106 kJ。甲、乙、丙只包括生产者和消费者，缺少分解者，不能构成群落，A项错误。甲流向分解者的能量为7.0×106 kJ，B项错误。第一营养级到第二营养级的能量传递效率为(16.0×106)÷
(111.0×106)×100%≈14.4%，C项正确。丙处于最高营养级，与甲、乙相比,其同化量的去向中缺少流入下一营养级的途径，D项错误。
解析
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
8.(2025·秦皇岛模拟)对某一年长江口水生生态系统的能量流动进行定量分析，部分研究数据如图所示。下列叙述正确的是( )
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
[注]　Ⅰ主要是单细胞藻类；Ⅰ~Ⅴ营养级方块中数字表示未利用的能量,横向箭头上的数字表示流入下一营养级的能量,单位：t·km-2·a-1。
A.图中所有数值相加即为当年输入该生态系统的总能量
B.次级消费者摄入的能量等于36.52 t·km-2·a-1
C.该水生生态系统的能量金字塔呈现上宽下窄的倒置现象
D.第Ⅱ与第Ⅲ营养级之间的能量传递效率约为2%
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
输入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，并非题图中所有数值相加，A项错误；据题图可知，次级消费者的同化量是36.52 t·km-2·a-1，而摄入量=同化量+粪便量，故次级消费者摄入的能量大于36.52 t·km-2·a-1，B项错误；能量金字塔通常都是上窄下宽的金字塔形，C项错误；能量传递效率是相邻两个营养级之间同化量的比值，第Ⅱ与第Ⅲ营养级之间的能量传递效率约为36.52/1 637×100%≈2%，D项正确。
解析
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
9.某生态系统部分营养成分之间的关系，以及部分营养级的部分能量值(单位：J·m-2·a-1)如图。下列判断正确的是( )
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
A.上图X在能量流动和物质循环中分别代表热能和CO2
B.草→草食性动物→肉食性动物①→肉食性动物②是含有四个营养级的食物链
C.肉食性动物①属于初级消费者，由草食性动物到①的能量传递效率是3%
D.土壤中的重金属铅会沿着食物链逐渐在生物体内聚集，最终肉食性动物②体内铅含量最高
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
在能量流动中，能量主要以热能形式散失；物质循环包括碳循环、氮循环等，在碳循环中，X表示CO2，A项错误；草食性动物与肉食性动物都不止一种，因此此食物链不一定含有四个营养级，B项错误；肉食性动物①属于次级消费者，C项错误；土壤中的重金属铅会沿着食物链逐渐在生物体内聚集，最终肉食性动物②体内铅含量最高，属于生物富集现象，D项正确。
解析
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
10.(2025·大理模拟)如图为某自然灾害后的人工鱼塘生态系统的能量流动过程中部分环节涉及的能量(单位：103 kg·m-2·a-1)，其中补偿输入是指人工饲喂各个营养级同化的能量。下列叙述错误的是( )
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
A.由图可知，肉食性动物需补偿输入的能量为5×103 kg·m-2·a-1
B.植食性动物用于自身生长、发育和繁殖的能量是1.2×104 kg·
m-2·a-1
C.能量在第三营养级与第四营养级之间的传递效率约为3.3%
D.据图中数据可知，较低营养级的生物在这场灾害中受到的影响较大
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
各营养级之内，所有输入的能量等于输出的能量，在植食性动物中，输入(14+2)=输出(4+9+0.5+流入肉食性动物的能量)，可以计算出流入肉食性动物的能量为2.5×103 kg·m-2·a-1，肉食性动物输入(2.5+补偿输入)=输出(2.1+5.1+0.05+0.25)，可以计算出肉食性动物需补偿输入的能量为5×103 kg·m-2·a-1，A项正确；植食性动物用于自身生长、发育和繁殖的能量=同化量-(呼吸消耗的)热能
解析
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
散失=(14+2-4)×103=1.2×104 kg·m-2·a-1，B项正确；第三营养级与第四营养级之间的能量传递效率=第四营养级的同化量/第三营养级的同化量×100%=0.25/(2.1+5.1+0.05+0.25)×100%≈3.3%，C项正确；根据题图中数据，营养级越高，需要补偿输入的能量越多，在灾害中受到的影响越大，D项错误。
解析
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
二、非选择题
11.某海域生态系统渔业资源种类多样、数量众多，其中以乌贼、灯笼鱼和金枪鱼等资源最为丰富。以往深海环境一直被认为是生命的禁区，但实际上，在这片深海的海底生命极度活跃，存在着不依赖光合作用、靠硫化氢等化学物质自养的硫细菌，另外还有大量的异养生物。回答下列问题:
(1)该生态系统的结构包括____________________和_______________
______________。在海洋中，由浅入深分布着绿藻、褐藻和红藻，影响海洋藻类垂直分布的非生物因素主要是_____________________
_________。
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
生态系统的组成成分
营养结构(或食物链和食物网)
光质(或光照、光照强度、光)
(2)不同的金枪鱼在体征上有一定的差别:鳍色有蓝色的、黄色的，胸鳍有长的、短的，体型有粗大的、瘦长的，这体现了金枪鱼的物种多样性和_____________多样性。
(3)灯笼鱼在头部前边眼的附近、身体侧线的下方和尾柄上，有排列成行或成群的圆形发光器，该发光器发出的光能引诱异性。上述事实表明信息传递在生态系统中的作用是______________________。
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
基因(或遗传)
有利于生物种群的繁衍
(4)流经该生态系统的总能量是____________
_______________________________________
_______________________________________
_______。如图是该生态系统中金枪鱼与它的
食物——虾这两类生物的能量流动示意图，
其中a~e表示能量值。金枪鱼粪便中的能量包
含在______(填字母)中，金枪鱼用于生长、发育及繁殖的能量值可表示为________(用图中字母和计算符号表示)。
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
生产者固定的太阳能和化学能(或生产者固定的能量、绿色植物固定的太阳能和硫细菌固定的化学能)
c
a-b
(4)流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能和化学能。金枪鱼粪便中的能量属于虾同化的能量中流向分解者的一部分，包含在c中。金枪鱼同化的能量一部分用于呼吸消耗，一部分用于自身生长、发育、繁殖，题图中a为金枪鱼的同化量，b为金枪鱼呼吸作用消耗的能量，所以金枪鱼用于自身生长、发育、繁殖的能量为a-b。
解析
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
12.(科学探究)(2021·山东卷，T24)海水立体养殖中，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。某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图如图所示，M、N表示营养级。回答下列问题:
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
(1)估算海参种群密度时常用样方法，原因是_____________________
__________。
(2)图中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)，该生态系统中的能量_________(填“能”或“不能”)在M和遗体残骸间循环流动。
(3)养殖的海带数量过多，造成牡蛎减产。从生物群落的角度分析，原因是_____________________________________________________
______________________________。
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
海参活动能力弱，活动范围小
2 488
6.3
不能
由于海带与浮游植物存在种间竞争，小型浮游植物数量下降，牡蛎的食物减少，产量降低
(4)海水立体养殖模式运用了群落的空间结构原理，依据这一原理进行海水立体养殖的优点是__________________________。在构建海水立体养殖生态系统时，需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素，从而确定每种生物之间的合适比例，这样做的目的是_______________________________________________________________________________________。
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
能充分利用空间和资源
维持生态系统的稳定性，保持养殖产品的持续高产(或实现生态效益和经济效益的可持续发展)
(1)海参活动能力弱，活动范围小，所以估算海参种群密度时常用样方法。(2)题图中M从生产者和遗体残骸中同化的能量为3 281 kJ
/(m2·a)+2 826 kJ/(m2·a)=6 107 kJ/(m2·a)，M呼吸作用消耗的能量为3 619 kJ/(m2·a)，则M用于生长、发育和繁殖的能量为6 107 kJ/(m2·a)-3 619 kJ/(m2·a)=2 488 kJ/(m2·a)。由M到N的能量传递效率为386 kJ/(m2·a)÷[3 281 kJ/(m2·a)+2 826 kJ/(m2·a)]×
解析
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
100%≈6.3%。生态系统的能量具有单向流动的特点，该生态系统中的能量不能在M和遗体残骸间循环流动。(3)养殖的海带数量过多，由于海带与浮游植物存在种间竞争，小型浮游植物的数量会减少，而牡蛎滤食小型浮游植物，牡蛎的食物减少，就会造成牡蛎减产。(4)在群落中，各个生物种群分别占据了不同的空间，使群落形成一定的空间结构，利用群落的空间结构原理进行海水立
解析
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4
体养殖的优点是能充分利用空间和资源，从而获得较高产量的养殖产品。在构建海水立体养殖生态系统时，需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素，从而确定每种生物之间的合适比例，这样做能增强该生态系统的自我调节能力，维持生态系统的稳定性，保持养殖产品的持续高产，实现生态效益和经济效益的可持续发展。
解析
1
5
6
7
8
9
10
11
12
2
3
4

展开更多......

收起↑