资源简介

生物学高考备考教案
第十章 生物与环境
课时6 生态系统的能量流动
教师尊享·命题分析
课标要求 核心考点 五年考情 核心素养对接
1.分析生态系统中的能量在生物群落中单向流动并逐级递减的规律； 2.举例说明利用能量流动规律，人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源； 3.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 能量流动的过程和特点 2022：浙江1月 、山东T11、湖北 ； 2021：北京 、全国卷甲 、天津 、河北 、辽宁 、浙江6月T7； 2020：山东 、全国卷Ⅲ 、 浙江1月T22； 2019：海南 、全国卷Ⅱ 和 ； 2018：江苏 、全国卷Ⅱ 1.生命观念——通过能量流动模型的构建，分析能量流动的过程、特点和规律，形成结构与功能观。 2.科学思维——通过模型、图表理解能量是维持生态系统的动力。 3.社会责任——利用能量传递效率，提高能量在生态系统和农业生产上的利用率
能量流动的相关计算 2022：湖北 ； 2021：山东T24； 2019：江苏 ； 2018：江苏
命题分析预测 1.高考常以食物链和食物网为载体，以图表分析、定量计算等多种形式考查能量流动的特点、规律及在生产生活中的应用等，也有以选择题形式考查生态金字塔的类型、特点等的。 2.预计2024年高考将以一定情境为载体，结合物质循环、能量流动、生态系统的稳定性等内容进行综合考查
知识导图 教材读薄
考点1 能量流动的过程和特点
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1.能量流动的概念
2.能量流动的过程
（1）第一营养级能量的流动过程
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）第二及其后营养级能量的流动过程
3.能量流动的特点
4.生态金字塔
类型 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔
形状
特点 正金字塔形 一般为正金字塔形，有时会呈现倒金字塔形 一般为正金字塔形
象征含义 能量沿食物链流动过程中具有 逐级递减 的特性 一般生物个体数量在食物链中随营养级的 升高 而 减少 一般生物量随食物链中营养级的升高而减少
每一级含义 单位时间内各营养级所得到的能量数值 每一营养级中生物个体的数量 每一营养级所容纳的有机物的总干重
特殊形状 某些人工生态系统可呈现倒金字塔形 如一棵树与树上昆虫及食虫鸟的数量关系： 在海洋生态系统中，生产者浮游植物个体小、寿命短，又会不断被浮游动物捕食，因而某一时间调查到的浮游植物的生物量可能要低于浮游动物的生物量
5.研究能量流动的实践意义
知识活用 教材读活
深度思考
1. 某草原上存在食物链：草→兔→狐，某种蜣螂专门以兔的粪便为食，则兔这一营养级的能量是否传递给了蜣螂？为什么？狐粪便中的能量呢？
提示 没有。因为该营养级的同化量＝该营养级的摄入量－粪便中的能量，兔处于第二营养级，其粪便中的能量不属于该营养级的同化量，而是上一营养级（草）的能量。狐粪便中的能量属于兔同化能量的一部分，但该蜣螂并不以狐粪便为食，所以狐粪便中的能量也未传递给蜣螂。
2. 能量传递效率等于能量利用率吗 试举例说明。
提示 不等于。能量传递效率体现的是能量流动过程中相邻两个营养级之间能量的传递规律,一般处于 ;但能量利用率是人类可以利用的能量百分比,可以改变。例如,充分利用农作物秸秆就可以提高能量利用率,而原有的能量传递效率不变。
3. 人类位于食物链的顶端，从能量金字塔来看，人口数量日益增长，这会对地球上现有的生态系统造成什么影响
提示 人口数量日益增长，人类所需要的食物会增多，将不得不种植或养殖更多的农畜产品，这会给地球上现有的自然生态系统带来更大的压力。
4. 从能量流动角度分析，将秸秆作饲料喂牲畜，牲畜的粪便用来制沼气，沼渣再作为肥料还田的目的是什么？
提示 实现对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。
5. 从能量流动角度分析农田除草、除虫的目的是什么？
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。
基础自测
1. 生态系统的能量流动是指能量的输入和输出过程。( × )
2. 太阳辐射到地球的能量就是输入生态系统的总能量。( × )
3. 分解者分解释放的能量是该营养级同化量的一部分。( × )
4. 流经第二营养级的总能量是指次级消费者摄入体内的能量。( × )
5. 能量金字塔、生物量金字塔、数量金字塔都是上窄下宽的金字塔形。( × )
6. 研究能量流动,可调整能量流动关系,使生产者固定的能量全部流向人类。( × )
7. 沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用。( × )
8. [2021河北，T22（3）]从能量流动角度分析，升温导致该生态系统总生物量降低的原因可能是温度升高导致生物呼吸散失的能量增加，用于生长、发育和繁殖的能量减少。
高考帮 研透高考 明确方向
命题点1 能量流动的过程和特点分析
1. [2020浙江1月]下列关于生态系统能量流动的叙述，正确的是( B )
A. 营养级数量越多，相邻营养级之间的能量传递效率就越低
B. 呼吸消耗量在同化量中所占比例越少，生物量增加就越多
C. 生产者的净初级生产量越大，各级消费者的体型就越大
D. 营养级所处的位置越高，该营养级所具有的总能量就越多
[解析]相邻营养级之间的能量传递效率一般不会随营养级数量的增多而降低，A错误；某个营养级生物同化的能量与自身呼吸作用消耗的能量的差就是净生产量，呼吸消耗量在同化量中所占比例越少，生物量增加就越多，B正确；生产者的净初级生产量越大，各级消费者获得的能量可能越多，但是体型不一定越大，C错误；能量是沿食物链单向流动、逐级递减的，所以营养级所处的位置越高，该营养级所具有的总能量就越少，D错误。
2. [2022泉州检测]如图表示在一个生态系统中，植物光合作用积累的有机物被植食性动物利用的过程。下列有关叙述正确的是( C )
A. ①与⑤之和为输入生态系统的全部能量
B. 植食性动物粪便中的能量包含在⑤中
C. 提高圈养动物生长量一般需提高③/②的值
D. ④占②的百分比为能量传递效率
[解析]输入生态系统的能量为生产者固定的太阳能总量，不是①与⑤之和，A错误；植食性动物的粪便是指摄入后未被同化的部分，应包含在⑦中，B错误；圈养动物生长量的提高主要依赖于同化量的提高，即③/②的值的提高，C正确；能量传递效率是指相邻两个营养级之间的同化量之比，④不是植食性动物的同化量，②也不是植物的同化量，D错误。
通性通法
图解法分析一个营养级能量的来源与去路
（1）来源：生产者的能量主要来自太阳能，其余各营养级的能量来自上一营养级生物的同化量。图中 、 、 表示相应营养级的同化量。
（2）去路：自身呼吸作用散失，流向下一营养级，流向分解者以及未被利用（后三者都属于用于生长、发育和繁殖的能量）。图中各营养级用于生长、发育和繁殖的能量为 和 。
命题点2 能量流动在实践中的应用
3. [2023河南模拟]稻田养鸭有助于绿色有机水稻的发展，提高农业综合收入，增进农业环境保护。鸭子为水稻除虫、除草、施肥、中耕，刺激水稻生长；稻田为鸭子提供食物和生长空间，提高了鸭肉品质。下列相关说法错误的是( D )
A. 该稻田比普通稻田的能量利用率更高
B. 鸭取食害虫和杂草，减少了农药的使用
C. 鸭粪可作为有机肥料还田，有利于充分利用物质
D. 鸭取食水稻衰老的黄叶改变了该生态系统能量流动的特点
[解析]生态系统中能量是单向流动、逐级递减的，此特点不会改变，D错误。
4. [2023湖北联考]如图为桑基鱼塘模式图，这是我国南方一些地区为充分利用土地以及提高能量利用率而建立的人工生态系统。下列相关叙述正确的是( B )
A. 进入该生态系统的总能量包括生产者固定的太阳能和人为施用的化肥中的能量
B. 运转良好的桑基鱼塘可做到一定程度的物质循环利用，参与实现该生态系统中物质循环的成分有生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量
C. 鱼、猪利用的是流入分解者的能量，促进了营养级之间能量的循环利用
D. 该生态系统的食物链较短，能量流动过程中损耗少，能量传递效率高
[解析]进入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，化肥一般不能为生物提供能量，A错误；运转良好的桑基鱼塘虽然有物质输出，但内部有物质可循环利用，故可做到一定程度的物质循环利用，参与实现该生态系统中物质循环的成分有生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量，B正确；能量不能循环利用，C错误；该生态系统的食物链较短，能量流动过程中损耗少，但能量传递效率不会因为食物链较短而改变，D错误。
命题点3 生态金字塔的识别与分析
5. [2021浙江6月]下列关于生态金字塔的叙述，正确的是( A )
A. 生态金字塔显示了各营养级之间的数量关系
B. 生态金字塔中每个营养级的生物均属于同一食物链
C. 生态金字塔中的营养级均按其所占的数值大小依次排列
D. 生态金字塔可分别以个体数量、生产量和能量为指标绘制
[解析]生态金字塔是指各营养级之间的某种数量关系，A正确；生态金字塔中每个营养级的生物不一定在一条食物链上，B错误；生态金字塔中的营养级不都是按其所占的数值大小依次排列的，C错误；生态金字塔可采用生物量单位、能量单位和个体数量单位，D错误。
6. [2019全国卷Ⅱ]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 )
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. 前者为倒金字塔形,后者为倒金字塔形
[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。
考点2 能量流动的相关计算
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1.能量传递效率的计算公式
2.能量传递效率的相关“最值”计算
3.能量传递效率的有关“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,已知在食物链 中,能量传递效率分别为 、 、 ,若 的能量为 ,则 获得的能量为 。
（2）如果在食物网中，某一营养级同时从上一营养级多种生物获得能量,且各途径所获得的生物量比例确定，则按照各单独的食物链进行计算后合并。
4.具有人工能量输入的能量传递效率计算
人工输入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。例如,求第二营养级至第三营养级的能量传递效率时,应为第三营养级从第二营养级同化的能量（不包括人工输入第三营养级的能量）/第二营养级的同化量（包括人工输入第二营养级的能量） 。
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深度思考
相邻两个营养级的能量传递效率一定为 吗？原因是什么？
提示 不一定。相邻两个营养级的能量传递效率一般是 ,这个数值是统计出来的,而具体到某相邻两个营养级的能量传递效率,则可能会小于 或大于 。
基础自测
1. 一只狼捕食了一只兔子，则该狼就获得了这只兔子能量的 。( × )
2. 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 。( × )
3. 已知最低营养级能量，求高营养级获得最多能量，应该选最长食物链，能量传递效率按 计算。( × )
4. [2017浙江11月,T13B]生产者能将约 的太阳能转化为化学能。( × )
高考帮 研透高考 明确方向
命题点1 能量流动的最值计算
1. [2022黄冈检测]如表所示为某草原生态系统中处于第二营养的种群取食植物后能量流动的情况。下列有关叙述错误的是( B )
项目 摄入量 粪便量 呼吸作用散失量
能量
A. 该营养级同化量中约有 用于其生长、发育和繁殖
B. 该营养级的粪便量属于其同化量中流向分解者的能量的一部分
C. 以该营养级为食的动物最多可获得的能量为
D. 该营养级的上一营养级同化量至少为
[解析]该营养级用于其生长、发育和繁殖的能量占其同化量的比例为 ，A正确；该营养级的粪便量属于生产者同化量中流向分解者能量的一部分，该营养级的粪便量不属于该营养级的同化量，B错误；以该营养级为食的动物最多可获得的能量为 ，C正确；该营养级的同化量为，
故该营养级的上一营养级同化量至少为
，D正确。
2. [2022石嘴山检测]如图食物网中，假如猫头鹰的食物有 来自兔， 来自鼠， 来自蛇，那么若猫头鹰体重增加 ，最少需要消耗植物( B )
A. B. C. D.
[解析]已知高营养级的能量，求低营养级能量时，需最少能量应按最大传递效率 计算。假如猫头鹰的食物有 来自兔， 来自鼠， 来自蛇，那么若猫头鹰体重增加 ，根据食物链植物→兔→猫头鹰，至少需要消耗植物 ；根据食物链植物→鼠→猫头鹰，至少需要消耗植物 ；根据食物链植物→鼠→蛇→猫头鹰，至少需要消耗植物 。综合以上分析可知至少需要消耗植物 ，B正确。
命题点2 能量流动的定值计算
3. [2022重庆清华中学检测]如图所示的食物网中，如果每个营养级能量传递效率均为 ，且下一营养级从上一营养级各种生物中获得的能量相等。虎要获得 能量，则需要消耗草的能量为( A )
A. B. C. D.
[解析]题中指出“下一营养级从上一营养级各种生物中获得的能量相等”，虎要获得 能量，需要消耗上一营养级的能量为 。所以狐和羊需分别提供 能量。羊获得 能量，消耗草的能量为 ；由草→兔→狐可知，狐获得 能量，需要消耗草的能量为 ，所以虎要获得 能量，则需要消耗草的能量为 ，A正确。
4. 如图所示的食物网中,戊的食物有 来自乙, 来自丙, 来自丁,且能量从生产者到消费者的传递效率为 ,从消费者到消费者的传递效率为 。若戊的能量值增加20,则需要消耗植物的能量值为( C )
A. B. C. D.
[解析]甲为生产者,戊共有以下食物链:①甲→乙→戊,戊增加 ,需消耗乙 ,需消耗甲 ;②甲→丙→戊,戊增加 ,需消耗丙 ,需消耗甲 ;③甲→丙→
丁→戊,戊增加 ,需消耗丁 ,需消耗丙 ,需消耗甲 ,故共需消耗甲 。C正确。
命题点3 具有人工能量输入的计算
5. [2022哈尔滨三中检测]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 ]，据图分析下列有关说法正确的是( D )
A. 流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，其大小为
B. 植食性动物为第二营养级，其同化的总能量为
C. 生产者与植食性动物的能量传递效率约为
D. 假设能量全部来自生产者，按照图中的能量传递效率，肉食性动物要增加 ,则需要消耗生产者约
[解析]流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能和有机物输入中的能量，A错误；由题意知，该生态系统中肉食性动物的同化量为 ,而能量来源是有机物输入 和植食性动物，则来源于植食性动物的能量为
，植食性动物的同化量为 ,而能量来源是有机物输入 和生产者，则来源于生产者的能量为 ，故生产者同化的能量为 ，生产者与植食性动物的能量传递效率为 ，B、C错误；生产者→植食性动物的能量传递效率约为 ，植物性动物到肉食性动物的能量传递效率为 ，故肉食性动物要增加 ,需要消耗生产者 ,D正确。
6. [2022安庆检测]在人为干预下，地震毁损的某自然保护区恢复过程中的能量流动关系如图所示[单位为 ]。请据图分析，下列说法正确的是( C )
A. 在地震中种群密度大的生物受到的影响较大
B. 能量在第二营养级与第三营养级之间的传递效率约为
C. 肉食性动物需补偿输入的能量为
D. 流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能
[解析]图中地震以后的食物链中营养级越高，需要补偿的能量越多，所以在这场地震中，营养级较低的生物受到的影响较小，而营养级低的生物种群密度通常比较大，A错误；由图可知，第二营养级（植食性动物）的同化量为 ,第二营养级流入第三营养级（肉食性动物）的能量为 ,因此，能量在第二营养级与第三营养级之间的传递效率为 ，B错误；根据生态系统某营养级中输入能量=输出能量可知，肉食性动物需补偿输入的能量 ，C正确；流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能和补偿输入的能量，D错误。
教师尊享·备课题组
1. [2022山东]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 )
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
[解析]该稻田生态系统的营养结构更复杂，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错误；该稻田增加了鸭子，使得群落的物种组成与普通稻田不同，因此该稻田与普通稻田的群落空间结构不完全相同，C错误；该稻田中鸭取食水稻老黄叶、害虫和杂草等，使能量更多地流向人类，与普通稻田相比，该稻田的能量利用率高，D错误。
2. [2022湖北，14分]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 代表分解者；肉食性动物1的数量不一定（填“一定”或“不一定”）少于植食性动物的数量。
[解析]由图可知，遗体、粪便、碎屑等可经 到无机营养物质及环境，说明 为分解者；肉食性动物1为次级消费者，其以植食性动物为食，一般来说，植食性动物同化的能量，只有 能够流到肉食性动物1，由于肉食性动物1与植食性动物的大小未知，故不能确定植食性动物和肉食性动物1的数量多少。
（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 。
[解析]如果②、③、④代表能量流动过程，由②到④经过了两个营养级，已知相邻两营养级之间的能量传递效率为 ，因此，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控制（减少）植食性动物的数量，使棉花固定的能量尽可能保留在棉花植株体内；针对⑦的调控措施及理由分别是合理密植，改善通风条件，满足光合作用对 的需求，减少呼吸消耗（增施有机肥，分解者分解有机物可产生更多无机盐、 ,满足棉花生长需要；喷淋降温，缓解强光照和高温导致的“午休”，满足光合作用对 的需求）。
[解析]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的调控措施及理由为减少植食性动物对棉花的取食，使棉花固定的能量尽可能保留在棉花植株体内；针对⑦的调控措施及理由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。具体做法为合理密植，改善通风条件，以满足光合作用对 的需求，同时减少呼吸消耗；增施有机肥，通过分解者分解可产生更多无机盐、 ，满足棉花生长需要；喷淋降温，缓解强光照和高温导致的“午休”，满足光合作用对 的需求等。
3. [2021山东，10分]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， 、 表示营养级。
（1） 估算海参种群密度时常用样方法，原因是海参活动能力弱，活动范围小。
[解析]样方法适用于调查植物及活动能力弱、活动范围小的动物的种群密度。
（2） 图中 用于生长、发育和繁殖的能量为 。由 到 的能量传递效率为 （保留一位小数），该生态系统中的能量不能（填“能”或“不能”）在 和遗体残骸间循环流动。
[解析] 用于生长、发育和繁殖的能量 同化的能量 呼吸作用散失的能量，即 ；由 到 的能量传递效率为 同化的能量 同化的能量 。一般情况下,生态系统中的能量单向流动、逐级递减，不能循环流动。
（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，原因是由于海带的竞争，浮游植物数量下降，牡蛎的食物减少，产量降低。
[解析]海带和小型浮游植物均属于生产者，两者之间存在竞争关系，如果养殖的海带数量过多，海带和小型浮游植物之间的竞争会加剧，会使浮游植物数量下降，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能充分利用空间和资源。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]将群落的空间结构原理运用到海水立体养殖模式中，能充分利用空间和资源。构建海水立体养殖生态系统时，应当考虑养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素，以确定每种生物之间的合适比例，目的是维持生态系统的稳定性、持续获得较高的收益。
4. [2020全国卷Ⅲ，9分]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 种群密度极大的可能原因是水体富营养化，没有其他生产者的竞争（答出2点即可）。
[解析]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） 画出该湖泊生态系统能量流动的示意图。
[解析]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） 假设该湖泊中引入一种仅以 为食的动物（C）后， 种群能够迅速壮大，则 和 的种间关系是种间竞争。
[解析]种间竞争是指两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等。竞争的结果常表现为相互抑制，有时表现为一方占优势，另一方处于劣势甚至灭亡。由于 以蓝细菌（A）为食， 仅以 为食，且该湖泊中引入动物（C）后， 种群能够迅速壮大，故C和 的种间关系为种间竞争。
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基础过关
一、选择题
1. [2022秦皇岛三模]下列关于生态系统中能量流动的说法，错误的是( C )
A. 森林生态系统所需的能量几乎都来自太阳能
B. 在生态系统中，能量大部分以热能的形式散失
C. 生态系统中能量可从消费者流向生产者
D. 越接近食物链顶端，该营养级生物同化的能量越少
[解析]几乎所有生态系统所需的能量都来自太阳能，太阳能是地球所需能量的最终来源，A正确；被生产者固定到生物群落中的能量大部分通过呼吸作用以热能的形式散失，B正确；能量流动是单向的，能量流动的渠道是食物链和食物网，能量可从生产者流向消费者，但不能从消费者流向生产者，C错误；能量在流动过程中逐级递减，因此越接近食物链顶端，该营养级生物同化的能量越少，D正确。
2. 关于生态系统能量流动的原理在实践中的应用的叙述，错误的是( D )
A. 除虫除草可以让农田生态系统中的能量流向对人类最有益的部分
B. 农田生态系统中的间作套种，可充分利用空间和资源，增大流入该生态系统的总能量
C. 根据草场能量流动的特点，可以合理确定草场的载畜量
D. 沼渣、沼液作为肥料还田，能使能量循环利用
[解析]除虫除草合理地调整了生态系统中的能量流动关系，使能量尽可能多地流向对人类最有益的部分，A正确；农田生态系统中的间作套种，可充分利用空间和资源，增大流入该生态系统的总能量，从而获得更大的收益，B正确；根据草场能量单向流动、逐级递减的特点，可以合理确定草场的载畜量，从而保持畜产品的持续高产，C正确；沼渣、沼液作为肥料还田，能使物质循环利用、能量多级利用，提高了能量的利用率，D错误。
3. [2022遂宁三诊]桑基鱼塘利用桑叶喂蚕，蚕沙（蚕粪）养鱼，鱼塘泥肥桑，实现桑、蚕、鱼之间的良性循环。下列叙述正确的是( D )
A. 鱼塘泥中的有机物可直接进入桑树以实现“肥桑”
B. 蚕沙所含的能量为蚕未摄入的能量，属于第一营养级同化的能量
C. 流入桑基鱼塘生态系统的总能量是桑树固定的太阳能
D. 桑基鱼塘生态系统实现了物质循环利用和能量多级利用
[解析]鱼塘泥中的有机物被分解者分解成无机物后，才能被桑树吸收以实现“肥桑”，A错误；蚕沙所含的能量属于蚕摄入的能量，只是没有被蚕同化，属于第一营养级同化的能量，B错误；流入桑基鱼塘生态系统的总能量是桑树等生产者固定的太阳能与投入的饵料含有的有机物中的化学能的和，C错误；在桑基鱼塘生态系统中，用桑叶喂蚕，用蚕沙（蚕粪）养鱼，鱼塘泥肥桑，从而实现了物质循环利用和能量多级利用，D正确。
4. [2022河南名校联考]如图为某生态系统的能量金字塔示意图，下列叙述错误的是( A )
A. 图中所示的三类生物共同构成了生态系统的一条食物链
B. 图中的信息可以体现出生态系统的能量流动具有逐级递减的特点
C. 该生态系统中“植食性动物→肉食性动物”的能量传递效率约为
D. 如果植食性动物大量减少，短时间内肉食性动物数量减少、浮游植物数量增加
[解析]图中所示的三类生物包含多种生物，不只构成一条食物链，A错误；由图可知，金字塔越往上，营养级越高，含有的能量越少，体现出生态系统的能量流动具有逐级递减的特点，B正确；由题图可知，该生态系统中“植食性动
物→肉食性动物”的能量传递效率约为 ，C正确；如果植食性动物大量减少，由于肉食性动物以植食性动物为食，植食性动物以浮游植物为食，因此短时间内肉食性动物数量减少、浮游植物数量增加，D正确。
5. [2023河南模拟]如图为生态系统中能量流动的部分过程，但图中有不完整之处。下列叙述正确的是( D )
A. 甲中的能量大部分流向次级消费者 B. 乙表示初级消费者同化的能量
C. 甲、乙处各缺少一个细胞呼吸的箭头 D. ①中的能量来自生产者同化的能量
[解析]由图可知，甲表示初级消费者同化的能量，其中只有 的能量流向次级消费者，乙表示用于生长发育和繁殖的能量，A、B错误；甲处缺少一个细胞呼吸的箭头，C错误；①是指初级消费者粪便中所含的能量，其来自生产者同化的能量，D正确。
6. [2022四川师大附中检测]某生态系统中存在如图所示的食物网，若将 的食物比例由 调整为 ，能量传递效率按 计算，该生态系统能承载 的数量是原来的( C )
A. 倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍
[解析]从 出发，当 的食物比例为 时，设 的能量为 ,需要 的能量为 ,当 的食物比例为 时，设 的能量为 ,需要 的能量为 ,由于两种情况下，生产者固定的能量是一定的，所以 ,则 ,即该生态系统能承载 的数量是原来的2.2倍。
7. [2023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( D )
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
[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错误；处于最高营养级的生物，其能量不存在流入下一个营养级的途径，丁在该生态系统中处于最高营养级，故其能量的流动途径与乙的不同，B错误；甲和乙均处于第二营养级，两者为不同生物，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错误；图中所示的生物都参与生态系统的物质循环和能量流动，D正确。
8. [2022遂宁检测]四大家鱼指四种被广泛养殖的淡水鱼类，包括青鱼、草鱼、鲢鱼和鳙鱼，其中草鱼是典型的草食性鱼类。如图是某人工池塘中的部分能量流动示意图，其中字母表示能量（单位： ）。下列叙述错误的是( A )
A. 由草鱼流向次级消费者的能量最多占草鱼所同化能量的
B. 属于生产者同化的能量和有机物输入的能量， 是草鱼用于生长、发育、繁殖的能量
C. 草鱼同化的能量除图示流向外，还有部分未利用的能量
D. 流入该生态系统的能量包括生产者固定的太阳能以及人工投入的饲料中所含的化学能
[解析]根据题图可知，次级消费者的能量除了来源于草鱼，还有一部分来自饲料，因此由草鱼流向次级消费者的能量小于草鱼同化量的 ，A错误； 是草鱼粪便中的能量，属于上一营养级（植物）同化的能量和有机物输入的能量， 是草鱼用于生长、发育、繁殖的能量，B正确；草鱼同化的能量除图示流向（流向下一营养级、呼吸作用消耗、流向分解者）外，还有部分未利用的能量，C正确；该生态系统属于人工生态系统，流入该生态系统的能量包括生产者固定的太阳能以及人工投入的饲料中所含的化学能，D正确。
9. [2022邵阳检测]如图所示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( C )
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. 图丁不能表示能量金字塔,原因是能量流动具有逐级递减的特点
C. 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
D. 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
[解析]一棵树上有很多植食性昆虫，还有少量鸟类，所以树→虫→鸟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（不能用图丁来表示），A、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，C错误；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，D正确。
10. [2022苏州中学检测，多选]长江十年禁渔令颁布后，人们把目光投向了人工养殖。如图是一个生态环境改善型鱼塘物质循环流程图。下列有关分析错误的是( ABC )
A. 螺蛳位于食物链的第三、四营养级，可以促进该生态系统的物质循环
B. 增加沉水植物的种类有利于促进其对鱼、虾、蟹粪便中有机物的吸收
C. 不同年龄段的某种草食性鱼分布在不同水层，说明群落具有垂直结构
D. 对种养废弃物的饲料化、肥料化和能源化利用实现了能量的多途径利用
[解析]螺蛳属于分解者，不参与构成食物链，消费者促进该生态系统的物质循环，A错误；沉水植物属于生产者，不能直接利用鱼、虾、蟹粪便中的有机物，B错误；不同年龄段的某种草食性鱼属于同一种群，而群落的垂直结构指不同种群所处的空间位置有垂直方向上的分层，C错误；对种养废弃物的饲料化、肥料化和能源化利用实现了能量的多途径利用，提高了种养废物的利用率，D正确。
11. [2023皖南八校联考]如图是某生态系统中组成食物链的三个种群（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）一年内能量流动统计的部分数据（图中数值单位是 ）。下列有关叙述错误的是( C )
A. 三个种群及其他所有生物构成了群落
B. 能量在流经该生态系统时会经历输入、转化、传递和散失等过程
C. 种群Ⅱ全部生物的呼吸作用散失的能量约为
D. 能量流动总是逐级递减的，因此能量金字塔通常是上窄下宽
[解析]群落是指在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合，A正确；能量流动包括输入、转化、传递和散失等过程，B正确；根据题图分析可知，种群Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ构成的食物链为种群Ⅱ→种群Ⅰ→种群Ⅲ，故种群Ⅱ同化的能量=呼吸作用散失的能量+流入种群Ⅰ的能量+被分解者分解的能量+未被利用的能量，则种群Ⅱ呼吸作用散失的能量+被分解者分解的能量 ，故种群Ⅱ呼吸作用散失的能量小于 ，C错误；能量流动总是逐级递减的，因此能量金字塔通常是上窄下宽，且能量金字塔不可倒置，D正确。
12. [2022石家庄二中一模]桑基鱼塘是我国古代无废弃物生态农业的典范。该生态系统中的部分能量流动情况如表所示，有关叙述正确的是( C )
项目 能量
桑树净生产量
蚕吃掉的桑叶所含能量 443
蚕沙（粪便）含有的能量 235
① 142
蚕用于自身生长、发育和繁殖的能量
A. 可以表示桑树→蚕的能量传递效率
B. 鱼通过蚕沙（粪便）从蚕获取的能量为
C. 若①表示蚕通过呼吸作用以热能形式散失的能量，则
D. 该生态系统通过物质的多级利用实现能量的循环流动
[解析]能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值， 是蚕的摄入量，蚕的同化量=蚕的摄入量 蚕沙（粪便）含有的能量 ，桑树的同化量=桑树净生产量 桑树呼吸作用散失的能量，故 不可以表示桑树→蚕的能量传递效率，A错误；鱼通过蚕沙（粪便）获得的能量属于桑树同化量的一部分，B错误；若①表示蚕通过呼吸作用以热能形式散失的能量，则蚕用于自身生长、发育和繁殖的能量=同化量-呼吸作用散失的能量 ，C正确；生态系统的能量是单向流动、逐级递减的，不能循环，D错误。
13. [2023宿迁检测]如图表示某海域能量流动简图， 、 、 、 表示生态系统的组成成分。下列叙述正确的是( A )
A. 图中 是生产者，流入该生态系统的总能量为
B. 图中 、 是消费者，加快了物质循环
C. 能量在第一营养级和第二营养级之间的传递效率为
D. 用于生长、发育和繁殖的能量为
[解析]由图可知，流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能， 为生产者，其固定的太阳能为 ，A正确； 是生产者， 为消费者，消费者可以加快生态系统的物质循环，B错误；第一营养级（A）与第二营养级（D）之间的能量传递效率 ，C错误； 为生产者，生产者用于生长、发育和繁殖的能量=生产者固定的总能量-其呼吸作用消耗的能量，其呼吸作用消耗的能量题目中未给出，故无法计算 用于生长、发育和繁殖的能量，D错误。
二、非选择题
14. [2023永州检测，10分]不同的牲畜种类、放牧强度等都会影响草地植物群落、生物多样性等，进而影响草地生态系统结构和功能。科研人员对羊草草原生态系统开展了一些调查与研究。回答下列问题：
（1） 输入羊草草原生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，生态系统的物质循环和能量流动是沿着食物链与食物网进行的。
[解析]输入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，生态系统的物质循环和能量流动是沿着食物链与食物网进行的。
（2） 放牧过程中，羊草草原生态系统中第一营养级的同化量只有少部分供给了牲畜，该营养级同化量的其他去向包括自身呼吸作用散失、被其他初级消费者同化、被分解者分解利用、未被利用。
[解析]第一营养级的同化量去向包括自身呼吸作用散失的能量、被初级消费者同化的能量、被分解者分解利用的能量、未被利用的能量。
（3） 科研人员在不同放牧强度下，检测了地上生物量、地下生物量，结果如表所示。
地上生物量 地下生物量
对照组 160 6.1
轻度放牧 135 5
中度放牧 112 5.9
重度放牧 87 3.2
注：生物量是指在某一时刻调查的单位面积或单位体积上的有机物量
① 研究结果显示：与对照组相比，放牧会导致地上生物量减少，这是因为放牧过程中，牲畜采食、践踏及排泄物覆盖草地植被。
[解析]放牧过程中，牲畜采食、践踏及排泄物覆盖草地植被等都会导致地上生物量减少。
② 研究发现中度放牧促使植物将生物量向地下部分转移，植物的这种生存策略的意义是可以增加土壤中营养成分，为植物生长提供良好条件。
[解析]植物将生物量向地下部分转移可以增加土壤中营养成分，为植物生长提供良好条件。
15. [2021全国卷甲，8分]捕食是一种生物以另一种生物为食的现象，能量在生态系统中是沿食物链流动的。回答下列问题:
（1） 在自然界中，捕食者一般不会将所有的猎物都吃掉，这一现象对捕食者的意义是保证被捕食者的能量能够持续流向捕食者，有助于捕食者的生存（答出1点即可）。
[解析]在自然界中，捕食者一般不会将所有的猎物都吃掉，否则自己也会因食物匮乏而无法生存，这一现象可以保证被捕食者的能量能够持续流向捕食者，有助于捕食者的生存。
（2） 青草→羊→狼是一条食物链。根据林德曼对能量流动研究的成果分析，这条食物链上能量流动的特点是单向流动、逐级递减。
[解析]在生态系统中，能量流动的特点是单向流动、逐级递减。
（3） 森林、草原、湖泊、海洋等生态系统是常见的生态系统，林德曼关于生态系统能量流动特点的研究成果是以湖泊生态系统为研究对象得出的。
[解析]林德曼通过对一个结构相对简单的天然湖泊——赛达伯格湖的能量流动进行定量分析，发现生态系统的能量流动具有单向流动、逐级递减这两个明显的特点。
能力提升
一、选择题
16. 如图为某一生态系统的生态金字塔示意图，字母代表不同的营养级。下列有关说法错误的是( B )
A. 该金字塔能够代表食物链“草→虫→蜘蛛→蛙→蛇→猫头鹰”各个营养级的生物量关系
B. 该金字塔的一部分能够表示食物链“油松→松毛虫→乌鸦”各个营养级之间的个体数量关系
C. 该金字塔的一部分能够表示食物链“油松→松毛虫→乌鸦”各个营养级之间的能量关系
D. 兔子和鹿均吃草，它们所处的塔层相同
[解析]草、虫、蜘蛛、蛙、蛇、猫头鹰的生物量逐级递减，因此该金字塔能够代表食物链“草→虫→蜘蛛→蛙→蛇→猫头鹰”各个营养级的生物量关系，A正确；松毛虫的数量多于油松，因此该金字塔不能表示食物链“油松→松毛
虫→乌鸦”各个营养级之间的个体数量关系，B错误；能量流动的特点是单向流动、逐级递减，因此该金字塔的一部分能够表示食物链“油松→松毛虫→乌鸦”各个营养级之间的能量关系，C正确；兔子和鹿均吃草，它们所处的塔层相同，都处于 层，D正确。
17. [2022湖北联考]某人工鱼塘的部分能量流动关系如图，以下分析正确的是( B )
A. 图1中第二营养级到第三营养级的能量传递效率为
B. 图1中 、 和图2中E都可以表示呼吸作用散失的能量
C. 鲢鱼用于自身生长、发育和繁殖的能量可用图2中的B表示
D. 乌鳢捕食鲢鱼后剩余的食物残渣中的能量属于图2中的A
[解析]图1中第二营养级的同化量为 ，第三营养级的同化量为 ，因此第二营养级到第三营养级的能量传递效率为 ，A错误；图1中 、 和图2中E都可以表示呼吸作用散失的能量，B正确；鲢鱼用于自身生长、发育和繁殖的能量可用图2中的C表示，C错误；乌鳢捕食鲢鱼后剩余的食物残渣中的能量属于上一营养级同化的能量，即属于图2中的B，D错误。
18. [2023安徽联考]科学家对某地银泉的能量流动进行了定量分析，结果如图所示[单位： ]，第二栏中 表示同化量， 表示净生产量。下列叙述正确的是( A )
A. 第Ⅰ营养级的 表示生产者固定的总能量
B. 第三栏 代表各营养级呼吸作用散失或未被利用的能量
C. 处于银泉生态系统的最高营养级
D. 第Ⅲ营养级到第Ⅳ营养级的能量传递效率是
[解析]第Ⅰ营养级的 表示生产者固定的总能量，A正确；第三栏 代表的是各营养级因呼吸作用散失的能量，B错误；各个营养级的 均有一部分流向 ，因而 属于分解者，不参与构成食物链，C错误；第Ⅲ营养级到第Ⅳ营养级的能量传递效率为 ，D错误。
19. [2022临川一中模拟]如图表示某自然生态系统中各营养级能量的类型和去向（ 表示该营养级未被利用的能量）。下列叙述正确的是( D )
A. 在食物链中，各营养级获得能量的方式及能量的去向相同
B. 生产者固定的太阳能是指生产者的净光合作用量
C. 生产者到初级消费者的能量传递效率为
D. 消费者从生产者摄取的能量可用 表示，且此部分能量存在于有机物中
[解析]图示分析：生产者固定的太阳能只是辐射到生态系统中的太阳能的一小部分，生产者固定的太阳能一部分被呼吸作用消耗，一部分流向分解者，一部分 被下一营养级摄入，还有一部分是未被利用的能量 。在食物链中，各营养级获得能量的方式及能量的去向不完全相同，如生产者是通过光合作用或化能合成作用利用光能或化学能将无机物转变为有机物，而消费者是通过捕食获得有机物进而得到能量，A错误。生产者固定的太阳能是指生产者的总光合作用量，B错误。 为初级消费者摄入量，生态系统中生产者到初级消费者的能量传递效率为 ，C错误。初级消费者从生产者摄取的能量可用 （或 粪便量）表示，且此部分能量存在于有机物中，D正确。
20. [2023湖南模拟]为尽快恢复遭受外来物种入侵破坏后的某生态系统，人们向该生态系统的植食性动物、肉食性动物分别补偿输入了 、 的能量。该生态系统中各营养级能量流动如表（单位： ）。下列说法错误的是( D )
食物链 植物 植食性动物 肉食性动物
同化量 579
呼吸作用散失 133 37.6 8.7
未被利用 328 41.3 9.1
分解者分解 19 5.4 2.9
A. 植物用于生长、发育和繁殖的能量为
B. 由植食性动物流入分解者的能量包括植食性动物的遗体残骸和肉食性动物粪便中的能量
C. 第二营养级传递给第三营养级的能量为
D. 各营养级同化量都存在的去向是呼吸作用散失、分解者分解、流入下一营养级及未被利用
[解析]植物的同化量一部分在呼吸作用中以热能的形式散失，一部分则用于自身的生长、发育和繁殖，用于生长、发育、繁殖的能量 ，A正确。分解者分解粪便和动植物的遗体残骸，因此由植食性动物流入分解者的能量包括植食性动物的遗体残骸和肉食性动物粪便中的能量，B正确。第二营养级到第三营养级的能量传递效率=第三营养级的同化量 第二营养级的同化量 ,分析表中的数据,初级消费者同化量 ，再加上人们向植食性动物补偿的能量 ,初级消费者总同化量为 ；次级消费者同化量 , 正确。最高营养级同化量的去向不包括流入下一营养级，D错误。
二、非选择题
21. [11分]图1为某湖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， 、 代表不同的能量形式。图2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 表示能量值。请据图作答：
（1） 图1中， 表示的能量形式为热能（或通过呼吸作用散失的热量）。 通常情况下，位于营养级Ⅳ的生物个体数量远远少于Ⅲ，主要原因是在食物链中能量传递逐级递减，Ⅳ的营养级高于Ⅲ，可利用的能量少，生物个体数量少。
[解析] 是输入生态系统的能量， 是该生态系统散失的能量，是热能。在能量传递中由于大量能量以热能形式散失，能量逐级递减，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Ⅲ。
（2） 图2中，若 表示图1中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则 表示Ⅱ所同化的能量， 表示Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量。
[解析]图2中，若 表示图1中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则摄入的能量中有一部分 未被同化， 表示被同化的能量，同化的能量去掉呼吸散失的能量，即是用于生长、发育和繁殖的能量（C）。
（3） 图2中有两处不同的能量散失途径，其中 处散失的能量是通过分解者的呼吸作用实现的。
[解析]由图2可知，生态系统某一营养级中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（分解者）的呼吸作用散失。
（4） 甲、乙、丙三种生物构成的食物关系如图3所示。其中，甲同化的能量中比例为 的部分直接提供给丙，要使丙同化的能量增加 ，至少需要消耗甲同化的能量为 （用含所给字母的表达式表示） 。
图3
[解析]设至少需要消耗甲同化的能量为 ，则 ，即 。

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