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第2节　生态系统的能量流动
1.(2024·深圳期中)下列生态学观点的叙述，错误的是(　 　)
A．生态系统中的能量流向分解者后，不能从分解者再流向消费者体内
B．输入生态系统的总能量可能大于生产者光合作用固定的太阳能
C．在农田生态系统中，合理控制昆虫的数量，可使能量更多地流向对人有益的部分
D．与适当放牧的草原生态系统相比，没有放牧的草原的植物间的竞争激烈程度更大
2.(2024·深圳期中)下图是生态系统的能量流动图解，N1～N6表示能量数值，下列有关叙述正确的是(　 　)
　
A．蜣螂同化的能量属于第二营养级的能量
B．最高营养级同化量的去向有3个，分别是呼吸作用散失，用于生长、发育和繁殖和流入分解者
C．草食动物N5/N4的比值大于肉食动物的这一比值
D．能量由第一营养级传递到第二营养级的传递效率为(N5/N2)×100%
3.(2024·茂名电白区期末)某生态系统中存在如下图所示的食物网。如将丙的食物比例由甲∶乙＝1∶1调整为4∶1，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载丙的数量是原来的(　 　)
A．109倍　　　　 B．375倍
C．1.273倍　　　　 D．1.964倍
4.下图表示某自然生态系统能量沿着食物链流动的一般过程，字母代表相应能量，其中W1是生产者固定的能量，D1和D2表示下一营养级所同化的能量。下列相关叙述错误的是(　 　)
A．W1是流向生态系统的总能量
B．图示中C2＞(D1－A2－B2－D2)
C．B1和B2的能量都可能被人类利用
D．第二营养级到第三营养级的能量传递效率是D2 /D1×100%
5.(2024·广东联考)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下(不考虑未利用)，其中A、B表示营养级(图中数值单位为J·m-2·a-1)，下列叙述错误的是(　 　)
A．图中A和B粪便中的能量被分解者利用时，大部分以热能形式散失
B．图中A用于生长、发育和繁殖的能量为500 J·m-2·a-1
C．图中由A到 B的能量传递效率约为8.3%
D．该海水立体养殖模式增大流入该生态系统的总能量，提高了能量的利用率
6.(2024·广东期末)下图为第二营养级(兔子)的能量流动过程模型，下列说法正确的是(　 　)
A．①是指由草流入兔的能量
B．兔子用于自身生长、发育和繁殖的能量为①－③－⑤
C．图中②/①的比值代表兔到狐的能量传递效率
D．兔子粪便中的能量③，是由初级消费者流向分解者的能量
7.(2024·深圳期末)下图为生物界可能出现的4种生态金字塔。下列相关叙述错误的是(　 　)
甲 乙
丙 丁
A．树→虫→鸟的数量金字塔和能量金字塔可分别用图甲和图丙表示
B．生态金字塔中每一层代表一个营养级，图中“1”代表第一营养级
C．图丁不能表示能量金字塔与能量流动具有逐级递减的特点有关
D．生态金字塔中，每一种生物只能属于一层，每一层都不含分解者
8.下列不是利用能量流动的原理使农作物产量增加的是(　 　)
A．使用除草剂和人工除草
B．使用农药消灭害虫
C．温室种植时，降低夜间的温度
D．喷洒适宜浓度的生长素
9.请运用生态学的原理分析回答下列有关水稻田的问题：
(1)在稻田生态系统中，水稻、杂草的功能是__ __。
(2)三化螟是单食性水稻害虫，其幼虫钻入稻茎蛀食，造成枯心苗。水稻和三化螟幼虫是__ __关系，可采用__ __来调查三化螟幼虫的密度。
(3)流入水稻田的总能量包括__ __、__ __。从能量流动的角度分析，除草治虫的目的是__ __。
(4)水稻田中长有水稻、杂草，水面有红浮萍、水中有鱼、水底有田螺，该景象体现了生物群落具有__ __结构。
10.(2024·广东珠海二中等三校联考)在一定时间内，某人工鱼塘生态系统中全部生产者固定的能量值为a，人类投放饲料中的能量值为b，全部消费者的摄入量为c，全部消费者呼吸作用散失的能量为d，全部分解者所获得的能量为e。下列说法正确的是(　 　)
A．c＝a＋b
B．全部消费者用于生长、发育和繁殖的能量＝c－d
C．e＜a＋b
D．生产者和消费者之间的能量传递效率＝a÷(c－d)
11.下图为桑基鱼塘农业生态系统局部的能量流动，图中字母代表相应能量。请据图回答以下问题：
(1)流经图中生态系统的总能量为__ __(填字母)，桑树呼吸作用所散失的热能可用图中的__ __(填字母)来表示，图中的C和B1＋C1＋D1可分别表示桑树和蚕用于__ __的能量。
(2)蚕同化的能量D＝__ __(填字母)，正常情况下D/C的比值__ __(选填“大于”“小于”或“等于”)10%。将蚕沙(粪便)投入鱼塘供给鱼食用，蚕沙中所含的能量属于第__ __营养级所含的能量，桑树到蚕的能量传递效率是__ __。
(3)人工建立该生态系统的目的是实现对能量的__ __，从而提高能量的__ __。
12.(2024·湛江期中节选)2023年11月2日，日本正式开始排放第三批次的福岛核污水，并持续排放数周，核污水中含有60多种放射性核素(如：氚、碳-14、碘-129等)。下图是沿海某生态系统中物质与能量流动关系示意图，图中A、B、C、D代表该系统不同生物成分，带△数值为放射性物质浓度相对值，不带△数值为能量数值，能量值单位为kJ·cm-2·a-1。回答下列问题：
(1)测算各营养级生物在某一特定时刻，单位面积或单位体积内实际存在的有机物质的干重总量，可构建生态系统的__ __金字塔。
(2)海洋中的浮游生物和鱼类通过不同的生活方式和食物选择，占据了不同的__ __，在同水域中共存。根据图中数值计算，该生态系统中由A传递到B的能量传递效率是__ __%(小数点后保留1位)。
(3)能量随着营养级增加而呈现出逐级递减的特点，据图分析，其原因是__ 。
第2节　生态系统的能量流动
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 10
答案 A D D B B B D D C
1．A　解析：蚯蚓是分解者，蚯蚓体内的能量在蚯蚓被捕食之后可以流入消费者体内，A错误；如果有外界能量的输入，输入生态系统的总能量可能大于生产者光合作用固定的太阳能，B正确；从能量流动角度分析，在农田生态系统中，合理控制昆虫的数量，可以使能量更多地流向对人类最有益的部分，C正确；与适当放牧的草原生态系统相比，没有放牧的草原的植物生长更稠密，对空间、营养等的竞争更加激烈，D正确。
2．D　解析：蜣螂同化的能量来自初级消费者的粪便，而初级消费者粪便中的能量是其没有同化的能量，属于第一营养级同化的能量，A错误；用于生长、发育和繁殖的能量包括流入分解者的能量，B错误；不同营养级的生物同化量与摄入量的比值无法比较，C错误；第一营养级同化的能力是N2，第二营养级同化的能力是N5，能量由第一营养级传递到第二营养级的传递效率为(N5/N2)×100%，D正确。
3．D　解析：解题时应该从丙出发，设当食物比例为甲∶乙＝1∶1时，丙的能量为x，需要的甲为1/2 x÷10%＋1/2 x÷10%÷10%＝55x。设当食物比例为甲∶乙＝4∶1时，丙的能量为y，需要的甲为4/5 y÷10%＋1/5 y÷10%÷10%＝28y。由于两种情况下生产者的数量是一定的，所以55x＝28y，则y＝1.964x。
4．B　解析：生产者固定的能量W1是流向生态系统的总能量，A正确；D1是第二营养级的同化量，D1＝A2＋B2＋C2＋D2，故C2＝D1－A2－B2－D2，B错误；B1和B2的能量表示短时间内未被利用的能量，长时间内都可能被人类利用，C正确；D1表示第二营养级的同化量，D2表示第三营养级的同化量，第二营养级到第三营养级的能量传递效率是D2÷D1×100%，D正确。
5．B　解析：图中A和B粪便中的能量被分解者利用，主要是借助分解者的呼吸作用分解粪便中的有机物，该过程中能量绝大多数以热能形式散失，A正确；根据同化量＝呼吸散失的能量＋用于生长、发育和繁殖的能量可计算出，A用于生长、发育和繁殖的能量＝3 500＋2 500－4 000＝2 000 J·m－2·a－1，B错误；由A到B的能量传递效率＝B同化量÷A同化量×100%，A同化量＝3 500＋2 500＝6 000 J·m－2·a－1，B的同化量＝A同化量－呼吸作用－流向分解者＝3 500＋2 500－4 000－1 500＝500 J·m－2·a－1，所以由A到B的能量传递效率约为500÷6 000×100%≈8.3%，C正确；该海水立体养殖模式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，在时间、空间上进行合理配置，增大流入该生态系统的总能量，提高了能量利用率，D正确。
6．B　解析：兔子的同化量＝摄入量－粪便量，即①－③，A错误；兔子同化的能量一部分用于初级消费者呼吸作用消耗⑤，一部分用于自身生长、发育和繁殖，因此初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量＝同化量－呼吸消耗的能量，即①－③－⑤，B正确；能量传递效率是指同化量之间的比值，而①和②指的是摄入量，C错误；兔子粪便中的能量为③，属于生产者流向分解者的能量，D错误。
7．D　解析：一棵树上有很多植食性昆虫，还有少量鸟类，所以数量金字塔可用图甲表示，能量流动具有逐级递减的特点，所以能量金字塔可用图丙表示，A、C正确；生态金字塔中每一层代表一个营养级，图中“1”代表第一营养级，B正确；生态金字塔中，对于杂食性动物而言，可以属于不同营养级，进而属于两层甚至多层，D错误。
8．D　解析：使用除草剂或人工除草，使能量更多地流向农作物，属于利用能量流动的原理使农作物产量增加；使用农药消灭害虫，减少了农作物流向害虫的能量，属于利用能量流动的原理使农作物产量增加；降低夜间的温度，减少了农作物呼吸消耗的能量，属于利用能量流动的原理使农作物产量增加；适宜浓度的生长素促进农作物的生长，不属于利用能量流动的原理使农作物产量增加。
9．(1)通过光合作用固定太阳能，制造有机物(或为生物群落提供物质和能量)　(2)捕食　样方法　(3)生产者固定的太阳能　人工输入的能量　调整能量流动的方向，使能量更多地流向水稻　(4)垂直
10．C　解析：a＋b为流经生态系统的总能量，要大于消费者的摄入量，因为一定时间内，消费者不可能完全摄入流经生态系统的总能量，故c＜a＋b，A错误；全部消费者用于生长、发育和繁殖的能量＝同化量－呼吸作用散失的能量，而c不是同化量，B错误；e为分解者获得的能量，由于存在呼吸作用消耗的能量，因此e＜a＋b，C正确；由于不知道消费者的同化量，因此无法计算生产者和消费者之间的能量传递效率，D错误。
11．(1)A　B　自身生长、发育、繁殖等生命活动　(2)A1＋B1＋C1＋D1　大于　一　D/A×100%　(3)多级利用　利用率
12．(1)生物量　(2)生态位　13.5　(3)各营养级获得的能量一部分会以热能形式散失，还有一部分流向分解者
解析：(1)测算各营养级生物在某一特定时刻，单位面积或单位体积内实际存在的有机物质的干重总量，可构建生态系统的生物量金字塔。生物量指生物所含的有机物，常用生物干重表示，它是用来表示能量值的一种指标。(2)一个物种在群落中的地位或作用，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。海洋中的浮游生物和鱼类通过不同的生活方式和食物选择，占据了不同的生态位。据图可知，图示中A为生产者，流经该生态系统的总能量＝63＋97＋306＝466 kJ·cm－2·a－1，B从A固定的能量为63 kJ·cm－2·a－1，由A到B的能量传递效率是63÷466×100%≈13.5%。(3)能量沿食物链流动时逐级递减的原因是：各营养级能量一部分在呼吸作用中以热能的形式散失，另一部分用于自身的生长、发育、繁殖(其中一部分随排出物或遗体被分解者分解而释放出来，剩余的未被利用或流向下一个营养级)。第2节　生态系统的能量流动
知识目标 素养目标
1.通过分析能量在营养级间的流动情况和赛达伯格湖的能量流动，概述生态系统的能量流动的过程和特征(重难点)； 2.用生态金字塔表征生态系统中各营养级间的能量、生物量或数量等关系； 3.概述研究生态系统能量流动的意义； 4.尝试调查当地某生态系统的能量流动情况(难点) 生命观念：解释生态系统的能量流动是由其组成成分、营养结构和生物代谢等特点决定的，加强结构与功能观、生命的能量观； 科学思维：构建能量流动模型，能用图示、定量分析等方法说明生态系统的能量流动的过程和特征； 科学探究：调查某一具体生态系统中的能量流动状况，培养调查探究能力
1.能量流动的概念
2.[填图]能量流动的过程
3.能量流动的特点：__ __、__ __(能量传递效率为10%～20%)。
4.[连线]生态金字塔
[概 念 辨 析]
(1)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能。(　 　)
(2)植物同化的太阳能全部用于植物生长、发育和繁殖。(　 　)
(3)每个营养级用于生长、发育和繁殖的能量中都有一部分要传递给下一个营养级。(　 　)
(4)一种蜣螂专以象粪为食，则该种蜣螂最多能获取大象所同化能量的20%。(　 　)
(5)自然生态系统中，生产者同化的能量是流经生态系统的总能量。(　 　)
(6)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%。(　 　)
(7)下一个营养级同化的能量与上一个营养级摄入的能量的比值属于能量传递效率。(　 　)
(8)能量流动逐级递减，造成了能量金字塔上窄下宽的塔形。(　 　)
(9)每个营养级生物量是指每个营养级所容纳的总重量。(　 　)
(10)能量、生物量和个体数量形成的金字塔都是上窄下宽。(　 　)
(11)有些金字塔会出现上宽下窄的形状，如昆虫和树的数量关系。(　 　)
(12)“稻—萍—蛙”生态农业的生产模式充分利用了空间和资源。(　 　)
(13)建设沼气池实现了能量的多级利用，提高了能量的传递效率。(　 　)
能量在生态系统中是怎样流动的，有何特点Ｋ
1.教材P54“科学方法”——研究能量流动的基本思路
研究生态系统的能量流动，若以个体为研究对象，则有很大的局限性和偶然性，如个体会死亡，数据可能不准确，不同个体之间的差异过大。若以一个营养级中的__ __作为一个整体来研究，则可概括出基本模型，可反映出每一个营养级能量的输入和输出情况。
2.教材P55“图3-5”——第二营养级的能量流动
由上图分析可知：
(1)输入该营养级的总能量是指图中的__ __(填字母)。
(2)粪便中的能量(c)__ __(选填“属于”或“不属于”)该营养级同化的能量，应为__ __营养级同化的能量中流向分解者的部分。
(3)初级消费者同化的能量(b)＝__ __＋__ __。
(4)用于生长、发育和繁殖的能量(e)＝__ __(f－c)＋流入下一营养级的能量(i)＋未被利用的能量(j)。
归纳总结
(1)某营养级同化量的“2个”“3个”“4个”去路
①“2个”去路：同化量＝呼吸消耗量＋用于生长、发育和繁殖的能量。
②定量不定时，在足够长的时间内，能量的最终去路有“3个”：同化量＝呼吸消耗量＋流向分解者的能量＋下一营养级的同化量。
③定量定时，即流入某营养级的一定量的能量在一定时间内的去路有“4个”：同化量＝呼吸消耗量＋流向分解者的能量＋下一营养级的同化量＋未利用的能量。
(2)未利用的能量：包括生物每年的积累量和动植物遗体以化石燃料的形式被储存起来的能量。
(3)最高营养级无“下一营养级同化量”这一去路。
3.教材P56“思考·讨论”——分析赛达伯格湖的能量流动
(1)如图是某湖泊生态系统能量流动的定量分析图解，图中A、B、C代表三个营养级，数字均为实际测得的能量值，单位为“×106 kJ”。已知该生态系统受到的太阳辐射为118 872×106 kJ，但其中有118 761×106 kJ的能量未被利用。请回答下列问题：
①流经该生态系统的总能量有__ __×106 kJ，这部分能量是__ __所固定的太阳能。
②能量从第二营养级到第三营养级的传递效率为__ __%。
③次级消费者通过呼吸作用消耗的能量占其同化作用所得到的能量的比例是__ __%。
(2)能量流动的特点
①单向流动原因：食物链中各__ __的顺序是不可逆转的，能量也不能循环流动。
②逐级递减的原因：输入某一营养级的能量只有__ __能流入下一营养级，营养级越多，能量流动过程中消耗__ __。
(2024·广州三校联考期末)下表为某生态系统中能量在食虫鸟种群中的全部流动情况。下列叙述正确的是(　 　)
项目 摄入的 能量 呼吸作用 散失的能量 以有机物形式 储存的能量
单位/ (×103 kJ) 32 12 8
A．该食虫鸟种群未被同化的能量占摄入的能量的25/100
B．未被同化的能量中的部分能量以粪便的形式从食虫鸟传递给分解者
C．以有机物形式储存的能量与呼吸散失的能量之和就是该鸟的同化量
D．该食虫鸟以有机物形式储存的能量去向是流向下一营养级
方法规律 生态系统能量流动过程中相关量的关系
(1)摄入量＝同化量＋粪便量。
(2)同化量＝摄入量－粪便量＝呼吸消耗量＋用于生长、发育和繁殖的能量＝呼吸消耗量＋流入下一营养级的能量＋被分解者利用的能量(＋未利用的能量)。
(2024·深圳期中)某生态系统主要物种之间的食物关系如图甲，而图乙表示该生态系统中三个物种1、2、3的环境容纳量和某时刻的实际大小。请据图回答下列问题：
甲
乙
(1)图甲的食物网中存在种间竞争和捕食关系的是__ __(填图甲中字母)。除图甲中所示以外，该生态系统的组成成分还应该有__ __。
(2)物种A同化的能量一部分用于呼吸作用，另一部分则用于__ __。
(3)从能量流动角度分析，图乙中1、2、3三个物种环境容纳量不同的原因是__ __ 。
图中某时刻物种2的数量明显多于环境容纳量，这种现象在人工生态系统中较为常见，可能的原因是__ __。
(4)该生态系统中的野马主要以各种禾草为食，野马在生态系统中属于__ __(成分)，其粪便中的有机物被分解时，能量从第__ __营养级流向分解者。
(5)该生态系统中，春季，A从B、C处获得的能量比值为2∶1，秋季该比值变成1∶2，按照10%的能量传递效率，若让A获取的能量增加1 kJ，则秋季消耗的B的能量是春季消耗的B的__ __倍。
素养养成——科学思维
(2024·广东月考)我国珠江三角洲某地桑基鱼塘的能量流动简图如下。据图判断，以下说法正确的是(　 　)
A．输入该生态系统的总能量为846 795 MJ·hm-2·a-1，是植物实际光合量之和
B．图中E1和E2表示生产者用于生长、发育和繁殖的能量
C．鱼和浮游植物之间的能量传递效率为(59 450/469 200)×100%
D．蚕粪中的能量属于桑同化量的一部分，全部被分解者利用
怎样理解生态金字塔
教材P57“图3-7”及P58“图3-8”——生态金字塔的类型及特点
项目 能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔
形状
每一层含义 单位时间内各个营养级所得到的①__ __ 每个营养级所容纳的②__ __ 每个营养级中③__ __
意义 能量流动是④__ __的 总干重随着营养级的升高而减少 一般来讲，生物个体数目随着营养级的升高而减少
形状特点 通常都是⑤__ __
特例 无 上宽下窄，如海洋生态系统中某个时期会出现浮游动物大于浮游植物的现象 ⑥__ __，如消费者个体小，而生产者个体大(昆虫和树等)
某海洋生态系统的能量金字塔如图1，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形式，某森林生态系统食物网的图解如图2。据图分析，下列结论正确的是(　 　)
图1 图2
A．海洋生态系统的生物量金字塔一定如图1所示
B．图1中的Ⅳ为分解者，能够利用各营养级传递来的能量
C．图2中B的同化量与A的同化量的比值一般为10%～20%
D．图2中若猫头鹰的能量来源均等，其增重3 kg至少消耗A为225 kg
一、知识构建评价
二、学情随堂评价
1.(2024·深圳期中)下图表示生态系统中某一营养级生物在一段时间内同化的能量的去向。下列相关叙述正确的是(　 　)
④未被 利用 ①通过呼吸作用以热能形式散失
②流入下一个营养级
③流向分解者
A．①属于用于生长、发育、繁殖储存在有机物中的能量
B．③包含该营养级的遗体残骸及排出的粪便中的能量
C．若该营养级代表生产者，②③④之和为这一段时间内的净光合产量
D．若该营养级代表肉牛，放养比圈养更能提高肉牛流入下一营养级的能量
2.生态系统的能量流动指的是生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，下列有关说法正确的是(　 　)
A．输入生态系统的能量就是生产者固定的太阳能的总量
B．能量以有机物中化学能的形式在食物网中传递
C．能量沿着食物链逐级递减，营养级越高的生物个体中储存的能量越少
D．生态系统中能量最终通过分解者的分解作用，以热能的形式散失
3.如图为部分能量流动图解，下列叙述正确的是(　 　)
A．次级消费者摄入量占初级消费者摄入总量的10%～20%
B．c表示初级消费者的同化量
C．图中能量数值b＝a＋c
D．c指向分解者的箭头中包含初级消费者的遗体残骸和次级消费者的粪便
4.(2024·梅州期中)下图中a、b、c、d代表四种类型的生态金字塔，有关说法错误的是(　 　)
a.生物量金字塔(单位：g·m-2)
b.生物量金字塔(单位：g·m-2)
c.能量金字塔(单位：J·cm-2·a-1)
d.数量金字塔
A．某些水域生态系统的生物量金字塔为b型
B．c型金字塔中第二营养级与第三营养级之间的能量传递效率小于10%
C．森林生态系统的数量金字塔也可能为d型
D．在自然生态系统中，能量金字塔也可能为倒金字塔形
5.(2024·广东期中)下图是某地一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·m-2·a-1)。请回答下列有关问题：
(1)输入该生态系统的能量有__ __。流入该生态系统的总能量为__ ____×103 kJ·m-2·a-1)，第一营养级到第二营养级的能量传递效率为__ __(保留一位小数)。
(2)生态系统能量流动的特点是单向流动和__ __，具有后一特点的原因是__ ____________________________________。
(3)在分析人工鱼塘食物网中“水草→小虾→鲫鱼”这条食物链时，测得一年中流经鲫鱼的能量为20 kJ，流经小虾的能量为1 000 kJ，有同学认为这不符合能量流动10%～20%的传递效率。你是否同意他的观点并陈述理由：__ ____________________________________________________________。
第2节　生态系统的能量流动
目标导学
目标一　能量在生态系统中是怎样流动的，有何特点
1．所有种群　2.(1)b　(2)不属于　上一个　(3)呼吸消耗的能量(d)　用于生长、发育和繁殖的能量(e)　(4)分解者利用的能量　3.(1)①111.0　生产者或A　②20　③60　(2)①营养级　②10%～20%　越多
例1　C　解析：该食虫鸟种群同化的能量为12×103＋8×103＝2×104 kJ，未被同化的能量＝3.2×104－2×104＝1.2×104 kJ，未被同化的能量占摄入能量的比例＝(1.2×104)÷(3.2×104)×100%＝37.5%，A错误；食虫鸟的粪便中的能量属于上一营养级的同化量，B错误；同化量包括呼吸散失的热能和用于生长、发育、繁殖的能量(有机物形式储存的能量)，C正确；该食虫鸟以有机物形式储存的能量的去向是流向下一营养级和流向分解者，D错误。
例2　(1)A和C　分解者、非生物的物质和能量　(2)自身的生长、发育和繁殖等生命活动　(3)能量在相邻营养级之间的传递效率只有10%～20%，营养级越高，获得的能量越少，环境容纳量越小　人工向物种2(该生态系统)输入了能量　(4)(初级)消费者　一　(5)1.75
解析：(1)图甲中，A以C为食，所以A和C之间存在捕食关系；A和C都以B为食，所以A和C之间还存在种间竞争关系，即A和C之间同时存在种间竞争和捕食关系。图甲只包括生产者和消费者，生态系统的组成成分还应该有分解者和非生物的物质和能量。(2)生物的同化量＝呼吸散失的能量＋用于自身的生长、发育和繁殖的能量，故物种A同化的能量一部分因呼吸作用而散失，另一部分则用于自身的生长、发育和繁殖。(3)三个物种环境容纳量不同的原因是能量在相邻营养级之间的传递效率只有10%～20%，营养级越高，获得的能量越少，环境容纳量越小。物种2的数量远远超过环境容纳量，可能的原因是人工向物种2(该生态系统)输入了能量。(4)野马是植食性动物，在生态系统中属于初级消费者，其粪便中的有机物为第一营养级即生产者所同化的能量，所以野马粪便中的有机物被分解时，能量从第一营养级流向分解者。(5)设当A从B、C处获得的能量比值为2∶1，A获得的能量为1 kJ，则需要消耗B的能量为(2/3)×10＋(1/3)×10×10＝40 kJ；设当A从B、C处获得的能量比值为1∶2，A获得的能量为1 kJ，则需要B的能量为(1/3)×10＋(2/3)×10×10＝70 kJ。则秋季消耗的B的能量是春季消耗的B的70÷40＝1.75倍。
[素养养成]　B　解析：输入该生态系统的总能量包括生产者固定的太阳能和饲料中的化学能，其中桑和浮游植物固定的太阳能是377 595＋469 200＝846 795 MJ·hm－2·a－1，故输入该生态系统的总能量大于846 795 MJ·hm－2·a－1，A错误；生产者固定的能量，其中一部分用于呼吸作用，剩余部分即E1和E2，表示生产者用于生长、发育和繁殖的能量，B正确；分析题图可知，鱼同化的能量来源有浮游植物、蚕的粪便等，图中没有鱼从不同途径同化能量的数量，故无法得知鱼从浮游植物中获得的能量，因此无法计算鱼与浮游植物之间的能量传递效率，C错误；如图所示，蚕粪中的能量被鱼同化，此时鱼为分解者，鱼同化蚕粪中的能量后通过呼吸作用散失一部分，故蚕粪中的能量没有全部被分解者利用，D错误。
目标二　怎样理解生态金字塔
①能量数值　②有机物的总干重　③生物个体数目　④逐级递减　⑤上窄下宽　⑥上宽下窄
例3　D　解析：海洋生态系统的生物量金字塔某个时期可能会出现倒置的情况，A错误；能量金字塔反映的是生产者和消费者之间的关系，图1中的Ⅳ为消费者，B错误；能量传递效率是指营养级之间的传递效率，B没有包含该营养级的所有生物，C错误；图2中若猫头鹰的能量来源均等，其增重3 kg至少消耗A为1.5÷0.2÷0.2＋1.5÷0.2÷0.2÷0.2＝225 kg，D正确。
随堂内化
一、①食物链和食物网　②热能　③单向流动　④呼吸　⑤下一营养级
二、1.C　解析：同化量的去向包含通过呼吸作用以热能形式散失和用于自身生长、发育和繁殖的能量，①不属于用于生长、发育、繁殖储存在有机物中的能量，A错误；粪便中的能量属于上一营养级，③包含本营养级的遗体、残骸及下一营养级排出的粪便中的能量，B错误；若该营养级代表肉牛，圈养的肉牛其呼吸作用以热能形式散失的能量要少一些，因此流入下一营养级能量更多，D错误。
2．B　解析：某些生态系统中，输入生态系统的能量还包括污水中有机物所含的化学能、人工投入饵料中的化学能等，A错误；能量的传递渠道是食物链和食物网，传递形式是有机物中的化学能，B正确；能量沿着食物链逐级递减，营养级越高的生物种群获得的能量越少，但个体中储存的能量未必越少，C错误；生态系统中能量最终通过生产者、消费者和分解者的呼吸作用，以热能的形式散失，D错误。
3．D　解析：一般情况下，次级消费者同化量(而不是摄入量)占初级消费者同化量的10%～20%，A错误；c表示初级消费者同化后用于自身生长、发育和繁殖的能量，B错误；图中能量数值b＝呼吸散失＋c，C错误；c指向分解者的箭头中不仅包含初级消费者的遗体残骸，还包括次级消费者的粪便，D正确。
4．D　解析：某些水域生态系统中由于浮游植物个体小，且生长周期短，使得浮游动物和底栖动物的生物量可能大于浮游植物，其生物量金字塔为b型，A正确；c图中第二营养级到第三营养级的能量传递效率为48÷596×100%≈8.1%，小于10%，B正确；森林生态系统中乔木等植物(第一营养级)的数量可能比以植物为食的昆虫等动物(第二营养级)的数量少，捕食以植物为食的昆虫等动物的第三营养级的数量可能比第二营养级的生物数量少，其数量金字塔为d型，C正确；生态系统的能量流动是单向传递、逐级递减的，因此能量金字塔不会呈倒金字塔形，D错误。
5．(1)生产者固定的太阳能和有机物输入的化学能　129　12.7%　(2)逐级递减　每个营养级的同化量总有一部分经自身呼吸作用以热能形式散失，一部分能量随遗体残骸或粪便被分解者分解利用等　(3)不同意。10%～20%指的是相邻营养级之间的能量传递效率，不一定是两种生物之间的能量传递效率。小虾还有部分能量可能流入其他小鱼体内，鲫鱼体内能量可能不仅仅来自小虾，还有来自其他食物的部分(小虾天敌不唯一或鲫鱼能量来源不唯一)，与营养级间的能量传递效率不矛盾
解析：流经该生态系统的总能量有输入的有机物所含的能量以及生产者固定的太阳能。该生态系统中，植食动物从生产者同化的能量(单位为×103 kJ·m－2·a－1，下同)为2.5＋4＋9＋0.5－2＝14，该生态系统中生产者固定的总能量为23＋70＋3＋14＝110。流经该生态系统的总能量是输入的有机物所含的能量＋生产者固定的太阳能＝110＋2＋5＋12＝129。能量从第一营养级到第二营养级传递的效率为14÷110×100%≈12.7%。(共28张PPT)
第3章
生态系统及其稳定性
第2节　生态系统的能量流动
知识目标 素养目标
1.通过分析能量在营养级间的流动情况和赛达伯格湖的能量流动，概述生态系统的能量流动的过程和特征(重难点)； 2.用生态金字塔表征生态系统中各营养级间的能量、生物量或数量等关系； 3.概述研究生态系统能量流动的意义； 4.尝试调查当地某生态系统的能量流动情况(难点) 生命观念：解释生态系统的能量流动是由其组成成分、营养结构和生物代谢等特点决定的，加强结构与功能观、生命的能量观；
科学思维：构建能量流动模型，能用图示、定量分析等方法说明生态系统的能量流动的过程和特征；
科学探究：调查某一具体生态系统中的能量流动状况，培养调查探究能力
核心概念
1.能量流动的概念
固定的太阳能
光合作用
食物链和食物网
化学能
化学能
热能
2.[填图]能量流动的过程
以热能形式散失
用于生长、发育和繁殖
分解者
3.能量流动的特点：___________、___________(能量传递效率为10%～20%)。
4.[连线]生态金字塔
单向流动
逐级递减
[概 念 辨 析]
(1)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能。 (　　)
(2)植物同化的太阳能全部用于植物生长、发育和繁殖。 (　　)
(3)每个营养级用于生长、发育和繁殖的能量中都有一部分要传递给下一个营养级。 (　　)
(4)一种蜣螂专以象粪为食，则该种蜣螂最多能获取大象所同化能量的20%。
(　　)
(5)自然生态系统中，生产者同化的能量是流经生态系统的总能量。 (　　)
(6)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%。
(　　)
×
×
×
×
√
×
(7)下一个营养级同化的能量与上一个营养级摄入的能量的比值属于能量传递效率。 (　　)
(8)能量流动逐级递减，造成了能量金字塔上窄下宽的塔形。 (　　)
(9)每个营养级生物量是指每个营养级所容纳的总重量。 (　　)
(10)能量、生物量和个体数量形成的金字塔都是上窄下宽。 (　　)
(11)有些金字塔会出现上宽下窄的形状，如昆虫和树的数量关系。 (　　)
(12)“稻—萍—蛙”生态农业的生产模式充分利用了空间和资源。 (　　)
(13)建设沼气池实现了能量的多级利用，提高了能量的传递效率。 (　　)
×
√
×
×
√
√
×
目标导学
1.教材P54“科学方法”——研究能量流动的基本思路
研究生态系统的能量流动，若以个体为研究对象，则有很大的局限性和偶然性，如个体会死亡，数据可能不准确，不同个体之间的差异过大。若以一个营养级中的___________作为一个整体来研究，则可概括出基本模型，可反映出每一个营养级能量的输入和输出情况。
能量在生态系统中是怎样流动的，有何特点
所有种群
目标
一
2.教材P55“图3-5”——第二营养级的能量流动
b
由右图分析可知：
(1)输入该营养级的总能量是指图中的____(填字母)。
(2)粪便中的能量(c)_________(选填“属于”或“不属于”)该营养级同化的能量，应为_________营养级同化的能量中流向分解者的部分。
(3)初级消费者同化的能量(b)＝____________________＋__________________ ______________。
(4)用于生长、发育和繁殖的能量(e)＝___________________(f－c)＋流入下一营养级的能量(i)＋未被利用的能量(j)。
不属于
上一个
呼吸消耗的能量(d)
用于生长、发育和繁殖的能量(e)
分解者利用的能量
归纳总结
(1)某营养级同化量的“2个”“3个”“4个”去路
①“2个”去路：同化量＝呼吸消耗量＋用于生长、发育和繁殖的能量。
②定量不定时，在足够长的时间内，能量的最终去路有“3个”：同化量＝呼吸消耗量＋流向分解者的能量＋下一营养级的同化量。
③定量定时，即流入某营养级的一定量的能量在一定时间内的去路有“4个”：同化量＝呼吸消耗量＋流向分解者的能量＋下一营养级的同化量＋未利用的能量。
(2)未利用的能量：包括生物每年的积累量和动植物遗体以化石燃料的形式被储存起来的能量。
(3)最高营养级无“下一营养级同化量”这一去路。
3.教材P56“思考·讨论”——分析赛达伯格湖的能量流动
(1)如图是某湖泊生态系统能量流动的定量分析图解，图中A、B、C代表三个营养级，数字均为实际测得的能量值，单位为“×106 kJ”。已知该生态系统受到的太阳辐射为118 872×106 kJ，但其中有118 761×106 kJ的能量未被利用。请回答下列问题：
①流经该生态系统的总能量有________×106 kJ，这部分能量是____________所固定的太阳能。
②能量从第二营养级到第三营养级的传递效率为_____%。
③次级消费者通过呼吸作用消耗的能量占其同化作用所得到的能量的比例是_____%。
111.0
生产者或A
20
60
(2)能量流动的特点
①单向流动原因：食物链中各_________的顺序是不可逆转的，能量也不能循环流动。
②逐级递减的原因：输入某一营养级的能量只有_____________能流入下一营养级，营养级越多，能量流动过程中消耗_______。
营养级
10%～20%
越多
(2024·广州三校联考期末)下表为某生态系统中能量在食虫鸟种群中的全部流动情况。下列叙述正确的是 (　　)

A．该食虫鸟种群未被同化的能量占摄入的能量的25/100
B．未被同化的能量中的部分能量以粪便的形式从食虫鸟传递给分解者
C．以有机物形式储存的能量与呼吸散失的能量之和就是该鸟的同化量
D．该食虫鸟以有机物形式储存的能量去向是流向下一营养级
1
C
项目 摄入的 能量 呼吸作用 散失的能量 以有机物形式
储存的能量
单位/ (×103 kJ) 32 12 8
解析：该食虫鸟种群同化的能量为12×103＋8×103＝2×104 kJ，未被同化的能量＝3.2×104－2×104＝1.2×104 kJ，未被同化的能量占摄入能量的比例＝(1.2×104)÷(3.2×104)×100%＝37.5%，A错误；食虫鸟的粪便中的能量属于上一营养级的同化量，B错误；同化量包括呼吸散失的热能和用于生长、发育、繁殖的能量(有机物形式储存的能量)，C正确；该食虫鸟以有机物形式储存的能量的去向是流向下一营养级和流向分解者，D错误。
方法规律 生态系统能量流动过程中相关量的关系
(1)摄入量＝同化量＋粪便量。
(2)同化量＝摄入量－粪便量＝呼吸消耗量＋用于生长、发育和繁殖的能量＝呼吸消耗量＋流入下一营养级的能量＋被分解者利用的能量(＋未利用的能量)。
(2024·深圳期中)某生态系统主要物种之间的食物关系如图甲，而图乙表示该生态系统中三个物种1、2、3的环境容纳量和某时刻的实际大小。请据图回答下列问题：
2
(1)图甲的食物网中存在种间竞争和捕食关系的是______(填图甲中字母)。除图甲中所示以外，该生态系统的组成成分还应该有____________________________。
(2)物种A同化的能量一部分用于呼吸作用，另一部分则用于_________________ __________________。
A和C
分解者、非生物的物质和能量
自身的生长、发育和繁殖等生命活动
(3)从能量流动角度分析，图乙中1、2、3三个物种环境容纳量不同的原因是___________________________________________________________________________________________。
图中某时刻物种2的数量明显多于环境容纳量，这种现象在人工生态系统中较为常见，可能的原因是____________________________________。
(4)该生态系统中的野马主要以各种禾草为食，野马在生态系统中属于_______________(成分)，其粪便中的有机物被分解时，能量从第_____营养级流向分解者。
能量在相邻营养级之间的传递效率只有10%～20%，营养级越高，获得的能量越少，环境容纳量越小
人工向物种2(该生态系统)输入了能量
(初级)消费者
一
(5)该生态系统中，春季，A从B、C处获得的能量比值为2∶1，秋季该比值变成1∶2，按照10%的能量传递效率，若让A获取的能量增加1 kJ，则秋季消耗的B的能量是春季消耗的B的_______倍。
1.75
解析：(1)图甲中，A以C为食，所以A和C之间存在捕食关系；A和C都以B为食，所以A和C之间还存在种间竞争关系，即A和C之间同时存在种间竞争和捕食关系。图甲只包括生产者和消费者，生态系统的组成成分还应该有分解者和非生物的物质和能量。(2)生物的同化量＝呼吸散失的能量＋自身的生长、发育和繁殖的能量，故物种A同化的能量一部分因呼吸作用而散失，另一部分则用于自身的生长、发育和繁殖。(3)三个物种环境容纳量不同的原因是能量在相邻营养级之间的传递效率只有10%～20%，营养级越高，获得的能量越少，环境容纳量越小。物种2的数量远远超过环境容纳量，可能的原因是人工向物种2(该生态系统)输入了能量。(4)野马是植食性动物，在生态系统中属于初级消费者，其粪便中的有机物为第一营养级即生产者所同化的能量，所以野马粪便中的有机物被分解时，能量从第一营养级流向分解者。(5)设当A从B、C处获得的能量比值为2∶1，A获得的能量为1 kJ，则需要消耗B的能量为(2/3)×10＋(1/3)×10×10＝40 kJ；设当A从B、C处获得的能量比值为1∶2，A获得的能量为1 kJ，则需要B的能量为(1/3)×10＋(2/3)×10×10＝70 kJ。则秋季消耗的B的能量是春季消耗的B的70÷40＝1.75倍。
素养养成——科学思维
(2024·广东月考)我国珠江三角洲某地桑基鱼塘的能量流动简图如下。据图判断，以下说法正确的是 (　　)
A．输入该生态系统的总能量为
846 795 MJ·hm-2·a-1，是植物实际光合
量之和
B．图中E1和E2表示生产者用于生
长、发育和繁殖的能量
C．鱼和浮游植物之间的能量传递
效率为(59 450/469 200)×100%
D．蚕粪中的能量属于桑同化量的一部分，全部被分解者利用
B
解析：输入该生态系统的总能量包括生产者固定的太阳能和饲料中的化学能，其中桑和浮游植物固定的太阳能是377 595＋469 200＝846 795 MJ·hm-2·a-1，故输入该生态系统的总能量大于846 795 MJ·hm-2·a-1，A错误；生产者固定的能量，其中一部分用于呼吸作用，剩余部分即E1和E2，表示生产者用于生长、发育和繁殖的能量，B正确；分析题图可知，鱼同化的能量来源有浮游植物、蚕的粪便等，图中没有鱼从不同途径同化能量的数量，故无法得知鱼从浮游植物中获得的能量，因此无法计算鱼与浮游植物之间的能量传递效率，C错误；据图所示，蚕粪中的能量被鱼同化，此时鱼为分解者，鱼同化蚕粪中的能量后通过呼吸作用散失一部分，故蚕粪中的能量没有全部被分解者利用，D错误。
教材P57“图3-7”及P58“图3-8”——生态金字塔的类型及特点
怎样理解生态金字塔
项目 能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔
形状
每一层含义 单位时间内各个营养级所得到的①___________ 每个营养级所容纳的 ②_________________ 每个营养级中
③_______________
能量数值
有机物的总干重
生物个体数目
目标
二
项目 能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔
意义 能量流动是 ④___________的 总干重随着营养级的升高而减少 一般来讲，生物个体数目随着营养级的升高而减少
形状特点 通常都是⑤___________
特例 无 上宽下窄，如海洋生态系统中某个时期会出现浮游动物大于浮游植物的现象 ⑥___________，如消费者个体小，而生产者个体大
(昆虫和树等)
逐级递减
上窄下宽
上宽下窄
某海洋生态系统的能量金字塔如图1，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形式，某森林生态系统食物网的图解如图2。据图分析，下列结论正确的是 (　　)
A．海洋生态系统的生物量金字塔一定如图1所示
B．图1中的Ⅳ为分解者，能够利用各营养级传递来的能量
C．图2中B的同化量与A的同化量的比值一般为10%～20%
D．图2中若猫头鹰的能量来源均等，其增重3 kg至少消耗A为225 kg
3
D
解析：海洋生态系统的生物量金字塔某个时期可能会出现倒置的情况，A错误；能量金字塔反映的是生产者和消费之间的关系，图1中的Ⅳ为消费者，B错误；能量传递效率是指营养级之间的传递效率，B没有包含该营养级的所有生物，C错误；图2中若猫头鹰的能量来源均等，其增重3 kg至少消耗A为1.5÷0.2÷0.2＋1.5÷0.2÷0.2÷0.2＝225 kg，D正确。
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