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第一讲 生态系统的结构和能量流动
知识点一　生态系统的结构
1．生态系统的组成成分
(1)无机环境：即非生物的物质和能量。
(2)生物群落：[连线]
2．生态系统的营养结构[连线]
知识二　生态系统的能量流动
1．概念理解
2．过程图解
( http: / / www.21cnjy.com )
3．特点和意义
(2)意义：
①帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
②帮助人们合理地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。
一、理解运用能力
1．(2010·海南高考)有一种生态农业 ( http: / / www.21cnjy.com )模式是在水稻田中养鸭，利用鸭控制稻田中的杂草和害虫，鸭粪用作肥料。下列关于该模式的叙述中，错误的是(　　)
A．杂草和水稻是生产者
B．鸭与害虫的种间关系为捕食关系
C．杂草和水稻的种间关系为竞争关系
D．水稻、鸭、害虫和杂草组成了一个农田生态系统
答案：D
2．(2009·广东高考)下图为南极某海域食物网。据图判断正确的是(　　)
A．此食物网共有6条食物链
B．硅藻既是生产者，又是分解者
C．磷虾在不同食物链上都属于同一营养级
D．严禁过度捕杀蓝鲸是由于其对该食物网影响最大
答案：C
3．(2011·海南高考)关于生态系统的叙述，正确的是(　　)
A．生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的
B．生态系统中的信息传递对所有捕食者都必然是有利的
C．生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大
D．生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越小
答案：A
二、读图析图能力
据能量流经第二营养级示意图回答下列问题：
(1)流入初级消费者的能量与其摄入量、同化量和粪便量之间有何关系？
答案：流入初级消费者的能量即同化量＝摄入量—粪便量。
(2)被初级消费者同化的能量最终去向有哪些？
答案：(2)①呼吸作用散失；②分解者利用；③流入下一营养级。
[理清脉络]
考点一|生态系统的组成及营养结构
1．生态系统的成分
生产者 消费者 分解者
营养方式 自养 异养 异养
生物种类 ①进行光合作用的绿色植物、蓝藻等②进行化能合成作用的硝化细菌等 ①绝大多数动物②营寄生生活的植物(如菟丝子)和细菌、病毒等 ①营腐生生活的细菌、真菌②腐生动物，如蜣螂、蚯蚓等
2．生态系统各成分的相互关系
3．生态系统的营养结构
(1)模型图示：
(2)相关说明：
①由于第一营养级一定是生产者，因此一种动物在某一食物链中的营养级＝消费者级别＋1，如兔是初级消费者，第二营养级。
②某一营养级的生物所代表的是该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，也不一定是一个种群。
③同一种消费者在不同食物链中，可以占有不同的营养级，如狼分别是第三、第四营养级。
④在食物网中，两种生物之间的种间关系可出现多种，如狼和狐既是捕食关系，又是竞争关系。
[典例1]　下图所示为草原生态系统中的一个食物网。相关叙述正确的是(　　)
A．图中共含有3条食物链
B．在该食物网中，鹰处于4个不同的营养级
C．蛇和鹰既是捕食关系，又是竞争关系
D．若兔大量减少，鹰也会大量减少
[解析]　图中应有4条食物链。鹰在这4条食物链中可处于第三、第四、第五营养级，即鹰共处于3个不同的营养级。蛇和鹰因都捕食相思鸟而存在竞争关系，又因鹰捕食蛇而存在捕食关系。若兔大量减少，鹰会更多地以相思鸟和蛇为食物，故鹰不会大量减少。
[答案]　C
对生态系统成分认识的误区
错误说法 特例
细菌都是分解者 硝化细菌是自养生物，属于生产者；寄生细菌属于消费者
动物都是消费者 秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动、植物残体或排泄物为食的腐食性动物属于分解者
生产者是绿色植物 蓝藻、硝化细菌等自养原核生物也是生产者，应该说生产者包含绿色植物
植物都是生产者 菟丝子营寄生生活，属于消费者
食物链(网)中各营养级生物数量的变动
(1)处于食物链的第一营养级生物减少的情况：
第一营养级生物数量的减少会导致其他生物数量都减少，即出现连锁反应，因为第一营养级生物是其他生物直接或间接的食物来源。
(2)“天敌”减少的情况：
“天敌”减少，则被捕食者数量增加。但随着其数量的增加，种内斗争加剧，种群密度下降，直到趋于稳定，但最终结果比原来数量要大。
(3)“中间”营养级生物减少的情况：如图所 ( http: / / www.21cnjy.com )示食物网中，青蛙突然减少，则以它为食的蛇也将减少，鹰就要过多地捕食兔和食草鸟，从而导致兔、食草鸟减少。因为鹰不只捕食蛇一种生物，它可依靠其他食物来源来维持其数量基本不变。
(4)特殊情况：
在食物网中， 当某种生物因某种原因而大量减少时，对另一种生物的影响沿不同的路线分析得出的结果不同时，应以中间环节少的为分析依据。
[针对练习]
1．关于生态系统中分解者的叙述，正确的是(　　)
A．营腐生生活的细菌不一定是分解者，而有可能是生产者或消费者
B．分解者将动植物遗体中的有机物分解成无机物，可以供绿色植物再利用
C．分解者分解动植物遗体释放出来的能量，可供绿色植物同化作用再利用
D．分解者一定都是微生物，微生物不一定都是分解者
解析：选B　营腐生生活的细菌属于分解者；分 ( http: / / www.21cnjy.com )解者分解动植物遗体释放出来的能量，只能供给分解者自身的生命活动的需要；分解者不一定都是微生物，如营腐生生活的动物也属于分解者，微生物也不一定都是分解者，营寄生生活的细菌属于消费者，自养型的细菌属于生产者。
考点二|以过程图为载体，考查生态系统的能量流动
1．能量流动的过程图解[动漫演示更形象　见课件光盘]
相关分析如下表：
起点 生产者
源头 光能
能量输入 相关生理过程 光合作用、化能合成作用
总能量 生产者固定的太阳能总量
能量的传递 传递形式：有机物 传递渠道：沿食物链和食物网
能量的散失 相关生理过程 细胞呼吸
形式 热能
能量流动特点 ①逐级递减；②单向流动
2．流入某一营养级的能量来源和去路
(1)能量来源
(2)能量去向：流入某一营养级(最高营养级除外)的能量去向可从以下两个角度分析：
②定量定时：流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路可有四条：a.自身呼吸消耗；b.流入下一营养级；c.被分解者分解利用；d.未被自身呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用，即“未利用”。如果是以年为单位研究，这部分的能量将保留到下一年。
3．能量流动特点及原因分析
(1)单向流动：
①能量流动是沿食物链进行的，食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果，是不可逆转的。
②各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用，因此能量流动无法循环。
(2)逐级递减：
①各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。
②各营养级的能量都会有一部分流入分解者，包括未被下一营养级生物利用的部分。
[典例2]　某同学绘制了下图所示的能量流动图解，相关叙述正确的是(　　)
A．生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋A2＋ B2＋C2＋D2)
B．由生产者到初级消费者的能量传递效率为D2/W1
C．初级消费者摄入的能量为(A2＋B2＋C2)
D．W1＝D1＋D2
[思维流程]
―→图中面积大小代表能量的多少，据此可知，D1＝A2＋B2＋C2＋D2
―→据能量流动过程及特点逐项分析
[解析]　由图可知，W1为 ( http: / / www.21cnjy.com )生产者固定的太阳能，W1＝A1＋B1＋C1＋D1；D1为初级消费者同化的能量，D1＝A2＋B2＋C2＋D2；由于呼吸作用消耗部分能量，所以W1＞D1＋D2。
[答案]　A
1．动物同化的能量不等于摄入的能量
动物同化的能量＝摄入量－粪便有机物中的能量，即摄入的食物只有部分被同化。例如蜣螂利用大象的粪便获得能量，就不能说蜣螂获得了大象的能量。
2．粪便量不是该营养级同化量的一部分
消费者产生的粪便不属于该营养级同化的能量，它实际上与上一营养级的遗体、残骸一样，属于上一营养级的未被利用的部分。
1．能量流动的计算方法
在解决有关能量传递的计算问题时，首先要 ( http: / / www.21cnjy.com )确定相关的食物链，理清生物在营养级上的差别，能量传递效率为10%～20%，解题时注意题目中是否有“最多”“最少”“至少”等特殊的字眼，从而确定使用10%或20%来解题。
(1)设食物链为A→B→C→D，分情况讨论如下：
①已知D营养级的能量为M，则至少需要A营养级的能量＝M÷(20%)3；最多需要A营养级的能量＝M÷(10%)3。
②已知A营养级的能量为N，则D营养级获得的最多能量＝N×(20%)3；最少能量＝N×(10%)3。
(2)在食物网中分析：
如在中，确定生物量变化的“最多”或“最少”时，还应遵循以下原则：
①食物链越短，最高营养级获得的能量越多。
②生物间的取食关系越简单，生态系统 ( http: / / www.21cnjy.com )消耗的能量越少，如已知D营养级的能量为M，计算至少需要A营养级的能量，应取最短食物链A→D，并以20%的效率进行传递，即等于M÷20%；计算最多需要A营养级的能量时，应取最长的食物链A→B→C→D，并以10%的效率进行传递，即等于M÷(10%)3。
(3)在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物按一定比例获取能量，则按照单独的食物链进行计算后再合并。
2．利用能量流动的特点确定食物链
(1)根据能量传递逐级递减的特点，能量含量越高，营养级级别越低。
(2)根据能量传递效率10%～20 ( http: / / www.21cnjy.com )%，可确定相邻两个营养级能量差别在5倍左右，若能量相差不多，则应列为同一营养级，如据下图1四种生物所同化的有机物的量的比例，可确定其营养结构如图2所示。
　
　　　　　　　　 图1　　 　　　　图2
[针对练习]
2．在某草原生态系统能量流动过程中，假设羊摄入体内的能量为n，羊粪便中的能量为36%n，呼吸作用散失的能量为48%n，则(　　)
A．羊同化的能量为64%n
B．贮存在羊体内的能量为52%n
C．由羊流向分解者的能量为16%n
D．由羊流向下一营养级的能量为64%n
解析：选A　生态系统某营养级生物摄入的能量＝ ( http: / / www.21cnjy.com )同化量＋未利用的能量(存在于该动物粪便、食物残渣等中的能量)；生物同化量＝呼吸消耗的能量＋流入下一营养级生物的能量＋流向分解者的能量。
3．有一食物网如下图所示。如果能量传递效率为10%，各条食物链传递到庚的能量相等，则庚增加1 kJ的能量，丙最少含多少能量(　　)
A．550 kJ　　　　　　　　B．500 kJ
C．400 kJ D．100 kJ
解析：选A　设丙的能量为x ( http: / / www.21cnjy.com )，经丙→丁→己→庚传递到庚的能量为0.5 kJ，则需要丙0.5÷(10%)3＝500(kJ)，经丙→戊→庚传递到庚的能量为0.5 kJ，则需要丙0.5÷(10%)2＝50 (kJ)，即丙最少含500＋50＝550(kJ)的能量。
图表信息获取能力|生态金字塔的识别
[典型图表] [课件展示更丰富　见配套光盘]
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图1　　　　　　　图2
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[信息解读]
(1)图1表示能量金字塔，每一阶表示营养级所含能量的多少。按能量流动逐级递减，自下而上，营养级级别依次增高，不会倒置。
(2)图2可表示数量金字塔，在特殊情况下可倒置，如一株大树上，鸟、虫、树的数量关系。
[解题技法]
解答此类问题要明确题目中表示的是能量流动关系还是数量关系。只有数量金字塔才可能出现倒置。
[强化训练]
(2014·乐山质检)右 ( http: / / www.21cnjy.com )图表示某一生态系统的能量金字塔，其Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形式。下列叙述正确的是(　　)
A．Ⅰ和Ⅳ是实现物质循环的关键生态成分
B．该图所示的食物网只有1条食物链：Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ
C．E1表示的能量主要是通过光合作用所摄入的能量
D．能量可在食物链中循环利用
解析：选C　图中Ⅰ代表生产者，则E1表 ( http: / / www.21cnjy.com )示的能量主要为生产者通过光合作用摄入的能量。Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ都代表消费者，实现物质循环的关键生态成分是生产者和分解者。每一营养级的生物种类可能有很多，该图所示的食物网可能由很多条食物链组成。生态系统中能量流动是单向的，能量不能循环利用。
[课堂对点练]
题组一　生态系统的结构
1．(2012·海南高考)疟原虫在人体 ( http: / / www.21cnjy.com )内只能进行无性生殖，在按蚊体内才进行有性生殖。人被感染疟原虫的按蚊叮咬后可患疟疾。在水中，按蚊幼虫(孑孓)以藻类和细菌为食，同时又被鱼类捕食。下列叙述错误的是(　　)
A．疟原虫与人是寄生关系
B．疟原虫与按蚊是共生关系
C．藻类属于生产者，孑孓和鱼类属于消费者
D．鱼类与藻类既存在捕食关系，也存在竞争关系
解析：选B　根据题中信息可断定疟原 ( http: / / www.21cnjy.com )虫与人为寄生关系；疟原虫也可以感染蚊蝇，则疟原虫与被其感染的蚊蝇间为寄生关系；藻类能够进行光合作用，属于生产者，孑孓以藻类为食，是初级消费者，鱼类可捕食孑孓，为次级消费者；鱼类以藻类为食，二者为捕食关系，同时鱼类和藻类植物在水中因生存空间、氧气等资源而存在一定的竞争关系。
2．(2012·浙江高考)右图是某相对稳 ( http: / / www.21cnjy.com )定的生态系统中旅鼠的天敌、植物、旅鼠之间数量变化关系的示意图(图中不同阴影的面积表示不同比例尺下的个体数量)。下列有关叙述错误的是(　　)
A．图中所含的食物链为捕食食物链
B．这些生物的种群数量在各自的K值上下波动
C．旅鼠的种群数量主要是由外源性因素调节的
D．旅鼠的天敌、植物、旅鼠之间的数量变化是一种正反馈调节
解析：选D　由植物、旅鼠及其天敌形成 ( http: / / www.21cnjy.com )的食物链为植物→族鼠→族鼠的天敌，此食物链为捕食食物链；三种生物都生存在资源有限的环境中，都存在环境容纳量(K值)，并且种群数量都在各自的K值上下波动；旅鼠的种群数量变化主要是由食物和天敌的变化引起的；在这三种生物所形成的食物链中，捕食者数量的增多，必然会引起被捕食种群数量的减少，这属于负反馈调节。
题组二　生态系统的能量流动
3．(2010·江苏高考)有人发起：“多吃素食、少吃肉食”的运动，以支援粮食短缺地区的灾民。运用生态学知识对此的合理解释是(　　)
A．多吃肉食会增加心血管病的发病率
B．直接以低营养级的生物为食将消耗生态系统更多的能量
C．多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多
D．节省的肉食可以帮助灾民提高营养水平
解析：选C　“多吃素食、少吃肉食”能节约粮食，其生态原理在于降低人在食物链中的营养级，从而节约更多的粮食。
4．(2010·山东高考)以下表示动物利用食物的过程
正确的分析是(　　)
A．恒温动物的④/③值一般高于变温动物
B．哺乳动物的③/①值一般为10%～20%
C．提高圈养动物生长量一般需提高③/②值
D．食肉哺乳动物的③/②值一般低于食草哺乳动物
解析：选C　恒温动物需要消耗更多的能量 ( http: / / www.21cnjy.com )维持体温，所以有机物质积累量(④)较少，其④/③值一般低于变温动物。哺乳动物与其食物之间的能量传递效率应为：③/(①＋未获取量)。食肉动物与食草动物的③/②值大小无法比较。③/②值越高，说明有更多的食入量转变成饲养动物的同化量，有利于提高动物的生长量。
5．(2012·海南高考)下图为某生态系统的能量流动简图，下列叙述错误的是(　　)
A．甲是生产者，乙是消费者
B．该生态系统是一个开放的系统
C．能量通过光合作用固定并进入系统，可以热能形式输出
D．甲、乙和分解者所贮存的能量之和是输入该生态系统的总能量
解析：选D　根据题中简图可知，甲能够固定太阳能，为生产者，乙从甲获取能量，为消费者；该生态系统需要从外界获得能量，同时能量也可以扩散到外界，是一个开放的生态系统；能量通过光合作用进入生态系统，经过生产者、消费者和分解者的呼吸作用后有一部分以热能的形式散失；输入该生态系统的总能量是生产者甲固定的太阳能总量。
[课下提能练]
一、选择题
1．生态系统的成分包括生产者、消费者、分解者及非生物的物质和能量。下列关于生态系统成分的叙述，正确的是(　　)
A．动物都属于消费者，其中食草动物属于第二营养级
B．细菌都属于分解者，其异化作用类型主要是需氧型和厌氧型
C．生产者属于自养型生物，是生态系统中最基本、最关键的生物成分
D．一种生物只能属于生态系统中的一种生物成分
解析：选C　在生态系统中，不是 ( http: / / www.21cnjy.com )所有动物都是消费者，如蜣螂、蚯蚓为分解者；多数细菌是分解者，但硝化细菌、铁细菌、硫细菌和光合细菌等是生产者；生产者能将无机物合成有机物，属于自养生物，是生态系统中最关键的成分；一种生物可能属于生态系统中的不同生物成分，如猪笼草在进行光合作用时是生产者，在捕食虫子时为消费者。
2．在生态系统中，营养级越高的生物获得的总能量越少。下列解释错误的是(　　)
A．各营养级中总有一部分能量被分解者利用
B．各营养级中的能量一部分以热能形式散失
C．生物维持自身的生命活动消耗一部分能量
D．能量金字塔顶层的生物数量少，需要能量少
解析：选D　各营养级生物的同化量一部分 ( http: / / www.21cnjy.com )用于呼吸，以热能的形式散失；一部分用于自身的生长发育、繁殖等，其中一部分流向下一营养级，一部分流向分解者，所以能量流动具有单向流动、逐级递减的特点；能量金字塔顶层的生物因为所处营养级最高，因而获得的能量最少，不能满足太多数量的个体所需。
3．下列有关某草原上“草→田鼠→蛇”这一简单的食物链的说法，不正确的是(　　)
A．流入田鼠体内的能量，除用于田鼠自身生长发育繁殖外，其余的以热能形式散失了
B．被田鼠摄入体内的能量，不一定传给下一营养级
C．该食物链体现了生态系统的功能之一——能量流动
D．一条蛇捕食了一只田鼠，这只田鼠10%～20%的能量被这条蛇同化了
解析：选D　流入田鼠体内的能量，被分为两部 ( http: / / www.21cnjy.com )分：一部分用于自身呼吸作用的消耗，另一部分用于生长发育和繁殖，后一部分的能量可流向下一营养级、分解者等。田鼠摄入体内的能量，有一部分以粪便的形式排出体外，这部分能量不会传给下一营养级。能量传递效率是针对营养级来说的，而不是针对个体。
4．(2014·东北师大附中质检)某同学绘制的生态系统概念图如下图所示，下列叙述不正确的是(　　)
( http: / / www.21cnjy.com )
A．①表示生态系统的组成成分
B．③越复杂，生态系统的抵抗力稳定性越强
C．④中可能有微生物
D．该图漏写了生态系统的某项功能
解析：选A　题图中①代表生态 ( http: / / www.21cnjy.com )系统的结构，②代表生态系统的成分，③代表生态系统的营养结构(食物链、食物网)，④代表生产者；生态系统的营养结构越复杂其抵抗力稳定性越强；某些自养的微生物(如硝化细菌)也可作为生态系统中的生产者；生产系统的功能包括能量流动、物质循环和信息传递，该图漏掉了信息传递。
5．下列有关生态系统中能量流动的叙述，正确的是(　　)
A．兔子吃了1 kg的草，则这1 kg草中的能量就流入了兔子体内
B．一只狼捕食了一只兔子，则这只兔子中约有10%～20%的能量流入狼的体内
C．生产者通过光合作用合成有机物，能量就从无机环境流入生物群落
D．生态系统的能量是伴随着物质循环而被循环利用的
解析：选C　兔子吃的草中的能量一部分被 ( http: / / www.21cnjy.com )兔子同化，一部分残留在粪便中；能量传递效率中的10%～20%指的是营养级与营养级之间的传递效率，并非个体与个体之间的；生产者通过光合作用合成有机物来固定太阳能，而太阳能来自无机环境；生态系统中的能量是单向流动的。
6．(2013·广东高考)右图所示某湖泊的食物网，其中鱼a、鱼b为两种小型土著鱼，若引入一种以中小型鱼类为食的鲈鱼，将出现的情况是(　　)
A．鲈鱼的产量不能弥补土著鱼的减少量
B．土著鱼在与鲈鱼的竞争中处于劣势
C．浮游动物总量锐减后再急升
D．浮游植物总量急升后再锐减
解析：选A　鲈鱼与土著鱼之间是捕食关系 ( http: / / www.21cnjy.com )；引入以中小型鱼类为食的鲈鱼后，土著鱼a、b的数量都下降，短期内浮游动物总量先急升后下降再趋于稳定，相应地浮游植物锐减后再急升最后近于稳定；鲈鱼以土著鱼为食，按能量传递逐级递减的特点，可知鲈鱼产量不能弥补土著鱼减少量。
7.右图是麻风树林中两个营养级的能量流动图解，已知麻风树的总能量为a，其中字母代表了能量，则下列叙述不正确的是(　　)
A．从麻风树输入下一营养级的能量传递效率为a'/a
B．c是第二营养级用于生长发育和生殖的能量
C．d是指呼吸作用消耗的能量
D．该图中不包括非生物的物质和能量
解析：选A　由题干中的信息可知，该图只包括两个营养级，麻风树是第一营养级，则a'只能代表第二营养级摄入量，b代表第二营养级的同化量，其中d代表用于呼吸作用消耗的能量，c是指第二营养级用于生长、发育和生殖的能量，e则是第二营养级流入分解者的能量；该图解中包括了生产者、消费者和分解者，没有非生物的物质和能量。
8．如图为一个草原生态系统的营养结构示意 ( http: / / www.21cnjy.com )图，E表示牧草一年固定的太阳能总量，E1、E2、E3分别表示流入牲畜、昆虫、鼠的能量。下列说法错误的是(　　)
A．该食物网中存在4条食物链
B．第一营养级传递到第二营养级的能量传递效率是(E1＋E2＋E3)/E
C．人类发展草原生态系统主要是为了提高E1/E
D．图中缺少的生态系统的成分是分解者
解析：选D　该食物网共有4条食物链；牲畜、昆虫、鼠属于第二营养级，由第一营养级传递到第二营养级的能量传递效率是两个营养级同化量的比值，即(E1＋E2＋E3)/E；人类发展草原生态系统主要是为了更多地获取第二营养级中牲畜的能量；图中缺少的生态系统的成分是分解者、非生物的物质和能量。
9．(2014·温州联考)下图为某生态系统中能量传递示意图，以下叙述不正确的是(　　)
A．能量流动是从甲固定的太阳能开始的，流入该生态系统的总能量为1 250 kJ
B．从乙到丙的能量传递效率为15%
C．将乙和丙的粪便作为有机肥还田，可以提高能量传递效率
D．食物链的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动的单向性
解析：选C　能量流动从生产者固定的太阳能开始，流入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能＝175＋200＋875＝ 1 250 kJ；从乙到丙的能量传递效率为30÷200＝15%；将乙和丙的粪便作为有机肥还田，为作物提供了无机盐，但不能提高能量传递效率；食物链的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动的单向性。
10．下图为一个草原生态系统的营养结构示意图，图中Q表示牧草一年固定的太阳能总量，Q1、Q2、Q3分别表示流入昆虫、牲畜、鼠的能量。
( http: / / www.21cnjy.com )
据图判断，下列叙述错误的是(　　)
A．当鼠全部被消灭后，鹰至少要获得0.01 Q1的能量
B．人类利用草原生态系统主要是为了获取更多的第一营养级的能量
C．可通过标志重捕法对鼠的种群密度进行调查
D．当此生态系统处于相对稳定状态时，鼠的种群数量的增长速率为0
解析：选B　当鼠全部被消灭后，计算鹰至少要获 ( http: / / www.21cnjy.com )得的能量时，能量传递效率应按10%计算，即Q1×10%×10%＝0.01 Q1。人类利用草原生态系统主要是为了获取更多的牲畜的奶、肉等，牲畜属于第二营养级。
11．下表是对某生态系统营养级和能量 ( http: / / www.21cnjy.com )流动情况的调查结果。表中的①、②、③、④分别表示不同的营养级，⑤为分解者。GP表示生物同化作用固定的能量，NP表示生物体贮存着的能量(NP＝GP－R)，R表示生物呼吸消耗的能量，有关叙述正确的是(　　)
单位：102 kJ(m2·a)
GP NP R
① 15.91 2.81 13.10
② 871.27 369.69 501.58
③ 0.88 0.34 0.54
④ 141.20 62.07 79.13
⑤ 211.85 19.26 192.59
A．生态系统能量流动的渠道可能是②―→④―→①―→③―→⑤
B．能量在初级消费者和次级消费者之间的传递效率约为5.5%
C．若该生态系统维持现在能量输入、输出水平，则有机物的总量会增多
D．④营养级GP的去向中，未被利用的能量有一部分残留在自身的粪便中
解析：选C　据题干信息，⑤为分解者，不 ( http: / / www.21cnjy.com )参与食物链构成。GP表示生物同化作用固定的能量，即流经每一营养级的总能量，根据①、②、③、④的GP值可判断食物链应为②―→④―→①―→③，则能量在初级消费者和次级消费者之间的传递效率为(15.91/141.20)×100%＝11.3%。该生态系统输入的总能量即生产者固定的能量(②中的GP)，输入生态系统内的能量最终在生产者、消费者和分解者的呼吸作用过程中以热能形式散失，因此输出的总能量为五部分的R值之和，据两数据的比较可知，输入的能量多于输出的能量，因此有机物总量会增多。消费者产生的粪便中含有的能量属于它的上一营养级生物同化的能量。
12．(2014·福州模拟)科研人员研究了某种定居型蜘蛛(肉食性动物)的能量流动过程，并构建了下图所示模型，下列相关叙述正确的是(　　)
A．蜘蛛在生态系统中至少属于第二营养级
B．流经蜘蛛的总能量是477.4 kJ·m－2·a－2
C．排粪能和遗体残骸中的能量都属于蜘蛛同化能的一部分
D．下一个营养级的同化量可能会大于87.7 kJ·m－2·a－1
解析：选B　蜘蛛是肉食性动物，至少属于第三营养级，流经蜘蛛的总能量(其所同化的能量)＝摄入量－排便量＝2 119.5－1 642.1＝477.4(kJ·m－2·a－1)；排粪能属于上一营养级所同化能量中的一部分；同化量＝呼吸作用的能量＋用于生长、发育、繁殖的能量，由图可知X包含被下一个营养级同化的量，下一个营养级的同化量应小于87.7 kJ·m－2·a－1。
二、非选择题
13．(2014·武昌区联考)图甲为某湖 ( http: / / www.21cnjy.com )泊生态系统的能量金字塔简图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，m1、m2代表不同的能量形式。图乙表示能量流经该生态系统某一营养级的流动途径示意图，其中a～g表示能量值。请据图作答：
(1)图甲中，M2表示的能量形式为 ( http: / / www.21cnjy.com )________。通常情况下，位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于Ⅲ，主要原因是_____________________________________________。
(2)图乙中，若A表示图甲中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示________________，
C表示_____________________________________________________________________
________________________。
(3)图乙中有两处不同的能量散失途径，其中E处散失的能量是通过________________实现的。
甲乙丙(4)若图甲中营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各 ( http: / / www.21cnjy.com )有一种生物甲、乙、丙，它们构成的食物关系如图。其中，甲能量中比例为x的部分直接提供给丙，要使丙能量增加A kJ，至少需要消耗甲的能量为________(用含所给字母的表达式表示)kJ。
解析：本题考查生态系统的能量 ( http: / / www.21cnjy.com )流动过程、特点和应用。(1)M1是输入到生态系统中的能量，是太阳光能。M2是系统散失的能量，是热能。在能量传递中由于大量能量以热能形式散失，故最高营养级获得的能量最少，位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于营养级Ⅲ。(2)图乙中，若A表示图甲中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，摄入的能量中有一部分(c)未被同化，B表示被同化的能量，同化的能量去掉呼吸散失的，即是用于生长、发育和繁殖的能量(C)。(3)由图乙看出，生态系统能量散失的途径有两条：①通过自身的呼吸作用散失；②通过微生物(或分解者)的呼吸作用散失。(4)设至少需要消耗甲的能量为m kJ，则(m—mx)×1/5×1/5＋mx×1/5＝A，m＝25A/(1＋4x)。
答案：(1)热能(或通过呼吸作用散失的热量) 在食物链中能量传递逐级递减，Ⅳ的营养级高，可利用的能量少
(2)Ⅱ所同化固定的能量　Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量　(3)分解者的分解作用　(4)25A/(1＋4x)
14．下图甲表示能量在生态系统中的流动过程，其中A、B、C表示不同类型的生物。图乙是B1中两个种群的数量变化。请回答问题：
(1)图甲中A、B、C共同组成一个________，C在生态系统中的作用主要是_________
_______________________________________________________________________。
(2)图乙中两个种群之间的关系是________，种群②的数量不会无限增多的原因主要是________________________________________________________________________。
(3)B2中动物的食性________(填“ ( http: / / www.21cnjy.com )会”或“不会”)影响种群①、②的数量变化，若B2中的生物大量死亡，短时间内A中生物的数量会________。
(4)若要使B2储存的能量增加x，最多需要A固定太阳能的增加量为y，则x与y的关系式应为________________。
解析：(1)图甲中A、B、C分别表示生产者、 ( http: / / www.21cnjy.com )消费者、分解者，三者共同构成生物群落；在生态系统中，分解者的作用是将动植物遗体和动物排遗物中的有机物分解成无机物。(2)图乙中两种群数量开始时都增加，后来种群①的数量减少，种群②的数量继续增加直到保持稳定，两者为竞争关系，竞争的结果是种群①被淘汰。环境最大容纳量即K值的大小由环境阻力决定，如果没有阻力，则种群无限增长，环境阻力包括天敌、食物、生存空间等。(3)若B2是杂食动物，其数量的变化对B1的数量变化影响相对较小；若B2是肉食动物，其数量的变化对B1的数量变化影响相对较大。若B2中的动物大量死亡，短期内，B1中的生物会由于缺少天敌而增多，A中的生物会由于天敌增多而减少。(4)能量传递效率应按最低计算，y与x之间的关系是y×10%×10%＝x，即y＝100x。
答案：(1)生物群落　将动植物遗体和动物排遗物中的有机物分解为无机物
(2)竞争　生存资源和空间有限、天敌的制约
(3)会　减少　(4)x＝y/100(或y＝100x)
15．(2014·苏北四市联 ( http: / / www.21cnjy.com )考)某自然保护区地震后，据不完全统计，植被毁损达到30%以上。下图1为该地区人为干预下恢复过程的能量流动图[单位为103 kJ/(m2·a)]，图2表示恢复过程中某种群的种群密度与种群的出生率和死亡率的关系。请回答：
(1)如图1所示，输入该生态系统的能量主要是________，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)图1中A表示________，图中未利用部分的能量在生物体内的存在形式是________。
(3)如图1所示，除生产者外其他营养级需要补偿能量输入的原因是__________________
________。计算可知，肉食性动物需补偿输入的能量值至少为________×103 kJ/(m2·a)。
(4)由图2可知，种群密度在________点时，种群数量的增长速率最大；在________点时，表示该种群已达到环境容纳量(K值)。
(5)随着时间的推移，地震毁损的自然保护区内生物的种类和数量不断恢复的过程属于________演替。
解析：(1)生态系统的能量输入有两种方式：输入太阳能和人为输入有机物，从图可以推知，该生态系统输入的太阳能为3＋14＋70＋23＝110×103 kJ/(m2·a)，输入的有机物能量[植食动物和肉食动物补偿的能量之和，肉食动物需补偿的能量分析见(3)小题解析]为7×103 kJ/(m2·a)，所以输入该生态系统的能量主要是生产者光合作用固定的太阳能，第一营养级到第二营养级的能量传递效率为14/110×100%＝12.7%(保留一位小数)。(2)图1中A表示细胞呼吸(或呼吸作用)，图中未利用部分的能量在生物体内的存在形式是有机物中化学能。(3)如图1所示，除生产者外其他营养级需要补偿能量输入的原因是植被受损，光合作用能力减弱，流入该生态系统的能量减少；补偿能量输入可以减轻植被恢复的压力。从第二营养级流入第三营养级的能量为：(14＋2)－(0.5＋4＋9)＝2.5×103 kJ/(m2·a)，肉食性动物需补偿输入的能量值至少为：(0.05＋0.25＋2.1＋5.1)－2.5＝5×103 kJ/(m2·a)。(4)由图2可知，种群密度在C点时，种群数量的增长速率最大；在E点时，种群数量的增长速率为0，表示该种群已达到环境容纳量(K值)。(5)随着时间的推移，地震毁损的自然保护区内生物的种类和数量不断恢复的过程属于群落(或次生)演替。
答案：(1)生产者光合作用固定的太阳能　12.7%
(2)细胞呼吸(或呼吸作用) 　有机物中化学能
(3)植被受损，流入该生态系统的能量减少；减轻植被恢复的压力(答出前者即可)　5
(4)C　E
(5)群落(或次生)

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