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第46讲　生态系统的能量流动
课标内容　(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)举例说明如何利用能量流动规律，使人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。(3)解释生态金字塔反映了生态系统各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系。
考点一　生态系统的能量流动
1.能量流动的概念理解
2.第一营养级能量流动
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。　　　
3.第二营养级及其后营养级能量流动
由上图分析可知：
①摄入量＝同化量＋________。
②输入该营养级的总能量是指图中的________(填字母)。
③粪便中的能量(c)________(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________的部分。
④初级消费者同化的能量(b)＝____________________________________＋________________________________。
⑤用于生长、发育和繁殖的能量(e)＝____________________________＋_________________________＋未被利用的能量(j)。
①摄入量≠同化量：摄入量－粪便中的能量才是同化量，动物的粪便不曾被动物消化吸收而同化，不属于同化量，如兔吃草时，兔粪便中的能量应为草流向分解者的能量，而不属于兔的同化量。
②粪便中的能量≠尿液中的能量：粪便中的能量不属于动物同化量，但尿液中尿素所含能量应属于动物同化量的一部分。
③一个营养级所同化的能量的“2个”“3个”“4个”去路：
“2个”去路：同化能量＝呼吸消耗的能量＋用于生长、发育和繁殖的能量
“3个”去路(无时间单位)：同化能量＝呼吸消耗的能量＋分解者利用的能量＋流入下一营养级的能量。
“4个”去路(以年为单位)：同化能量＝呼吸消耗的能量＋分解者利用的能量＋流入下一营养级的能量＋未被利用的能量。
注意：最高营养级的生物没有流入下一营养级的能量。　　　
4.能量流动的特点
提醒　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。
5.生态金字塔的类型及特点
6.研究能量流动
(1)人为操纵生态系统营养结构有利于调整能量流动方向和提高能量传递效率。(2022·江苏卷，12D)(　　)
(2)越冬灰鹤粪便中的能量不属于其同化量的一部分。(2021·辽宁卷，19D)(　　)
(3)利用茶树废枝栽培灵芝，可提高能量的传递效率。(2021·福建卷，6C)(　　)
(4)生态金字塔显示了各营养级之间的数量关系，其中的每个营养级的生物均属于同一食物链。(2021·浙江6月选考，7AB)(　　)
(5)菌渣作为农作物的肥料可实现能量的循环利用。(2021·北京卷，11B)(　　)
(6)狼从猎物获得的能量大于猎物从生产者获得的能量。(2019·海南卷，25B)(　　)
(7)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%。[2016·江苏卷，16C(改编)](　　)
(8)生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级。(2015·海南卷，25D)(　　)
1.生态鱼塘水体内存在如下食物链：浮游植物→浮游动物→鳙鱼→黑鱼，其中，鳙鱼流向分解者的能量储存在__________________________________________。
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______________________________________________________________________
______________________________________________________________________。
考向1　围绕能量流动的过程，考查生命观念
1.(2024·广东名校联考)某草原上甲、乙、丙、丁四种生物之间的食物网(假设只有这一种食物网)如图所示。研究发现丁中的有机物增加a kg时，从乙获取的能量占其获得全部能量的3/4。下列相关分析正确的是(　　)
A.图中所有生物共同构成了草原群落
B.同一时期草合成的有机物至少为50a kg
C.若丙数量减少，则甲、乙数量均会增加
D.甲与乙存在竞争关系，均属于次级消费者
2.(2024·湘豫名校联考)假设某棉田生态系统只存在“棉花→棉铃虫→食虫鸟”一条食物链，其能量流动关系如图所示(字母表示能量数值)。下列分析错误的是(　　)
A.食虫鸟粪便中的能量属于c中流入分解者的能量
B.用于棉铃虫生长、发育和繁殖的能量等于b－d－e
C.若食虫鸟增加1 kg，则需要消耗棉花的生物量为a/g kg
D.棉花、棉铃虫和食虫鸟之间能进行能量流动和物质循环
3.(2023·江苏前黄、姜堰中学等四校联考)如图为某城市湖泊生态系统中主要食物链的部分能量流动的过程图(图中P是浮游植物，Ⅱ～Ⅴ是消费者，数字单位是t/km2·a)。下列叙述错误的是(　　)
A.当P中某种群的出生率下降、死亡率升高时，其种群密度可能在增大
B.Ⅳ同化的能量极少，原因是其通过呼吸作用消耗的能量太多
C.Ⅴ中不同物种在湖泊中不同的水层分布与食物的分布有关
D.图中后一个营养级的存在有利于增加前一个营养级的物种多样性
考向2　围绕生态金字塔，考查科学探究
4.(2024·江苏常熟抽测)如图表示某河流生态系统的能量金字塔及相关食物网(甲、乙、丙为3种鱼，甲不摄食藻类，箭头指示能量流动方向，图中遗漏了一个箭头)。下列有关叙述正确的是(　　)
A.按照能量流动的传递效率，藻类的能量一定有10%～20%被乙同化
B.在不变动各生物营养级的前提下，补充的箭头可以添加在甲丁之间
C.如果没有丁，生态系统中动植物的遗体和动物的排遗物会堆积如山
D.图中甲和乙属于同一个种群，而处于第三、四营养级的丁属于不同的种群
5.(2024·河南开封高中检测)如图表示甲、乙两个特定生态系统的能量金字塔，请思考：
(1)生态系统中的能量金字塔的含义是___________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)依生态学原理看，同样的玉米，可养活更多人口的营养结构是________，因为______________________________________________________________________
______________________________________________________________________。
(3)一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多吗？为什么？_________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)若土壤中含相同浓度的难降解污染物，则甲中的人与乙中的人体内污染物浓度更高的是________。
考点二　能量流动相关的模型及计算
1.理解常考的两种能量流动模型
(1)第二营养级的能量流动过程模型
(2)“拼图法”分析能量流动过程
2.能量流动的计算
(1)能量传递效率的计算公式
(2)能量来源比例改变的计算
在具体计算时务必先弄清分配比例，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
(3)具有人工能量输入的计算
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%。
(1)图中若生产者的生产量保持不变，人的食物构成中，取食牛的比例由1/4调整为1/2，则人的量是原来的________倍。(能量传递效率按10%计算，结果精确到小数点后两位)
(2)大象是植食性动物，有一种蜣螂专以象粪为食，设大象在某段时间所同化的能量为107，那么这部分能量可流入蜣螂体内的约有________。
(3)科研人员针对太湖底栖动物中的优势种椭圆萝卜螺的能量收支进行了相应研究，结果如下表所示。椭圆萝卜螺同化的能量为________(kJ·m－2·a－1)。
动物名称 能量/(kJ·m－2·a－1)
摄入食物中所含的能量 用于生长、发育和繁殖的能量 呼吸作用散失的能量 粪便中的能量
椭圆萝卜螺 516 15 231 270
考向1　结合能量流动的模型，考查科学思维
1.(2024·华大新高考联盟)图示为某生态系统的能量流动图解(W1为生产者固定的太阳能)，下列叙述中错误的是(　　)
A.生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2)
B.现存生产者个体数可小于初级消费者个体数
C.由生产者到初级消费者的能量传递效率为D1/W1
D.图解不仅能体现能量单向流动的特点，还能体现逐级递减的特点
2.(2024·广东名校联考)如图表示某草原生态系统中能量流动图解，①～④表示相关过程的能量流动量。下列有关叙述正确的是(　　)
A.①是指由草流入兔的能量
B.图中②/①的比代表草到兔的能量传递效率
C.③是草的同化量中流入分解者中的能量的一部分
D.草与兔之间的信息传递是单向的，而兔与狐之间是双向的
考向2　结合能量流动的相关计算，考查科学思维
3.(2023·山东卷，13)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[105J/ (m2·a)] 90 42 84 13.5 3
A.流经该生态系统的总能量为90×105J/(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10.5×105J/(m2·a)
D.初级消费者粪便中的能量为70.5×105J/(m2·a)，该能量由初级消费者流向分解者
4.(2024·广东衡水金卷)如表为湖北某人工改造的湖泊生态系统三个营养级的能量流动调查结果(单位：×103 kJ)，下列有关描述中错误的是(　　)
植物 植食性动物 肉食性动物
同化量 463 a b
呼吸作用消耗 96 24.5 3.8
未利用 292 29.3 3.1
分解者分解 12 2.1 微量
A.该生态系统中的植物在调查时间内的净光合量为3.67×105 kJ
B.该生态系统中第二营养级向第三营养级的能量传递效率大约为11.3%
C.根据表中数据无法求出肉食性动物的同化量
D.该湖泊轻度污染后能恢复清澈，体现了生态系统的抵抗力稳定性
1.(2022·浙江6月选考，20)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.(2023·全国乙卷，31)农田生态系统和森林生态系统属于不同类型的生态系统。回答下列问题。
(1)某农田生态系统中有玉米、蛇、蝗虫、野兔、青蛙和鹰等生物，请从中选择生物，写出一条具有5个营养级的食物链：__________________________________。
(2)负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础。请从负反馈调节的角度分析，森林中害虫种群数量没有不断增加的原因是_________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)从生态系统稳定性的角度来看，一般来说，森林生态系统的抵抗力稳定性高于农田生态系统，原因是__________________________________________________
_____________________________________________________________________。
3.(2023·新课标卷，33)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下，①、②、③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)。
：课后完成　限时练46第46讲　生态系统的能量流动
课标内容　(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)举例说明如何利用能量流动规律，使人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。(3)解释生态金字塔反映了生态系统各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系。
考点一　生态系统的能量流动
1.能量流动的概念理解
2.第一营养级能量流动
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。　　
　
3.第二营养级及其后营养级能量流动
由上图分析可知：
①摄入量＝同化量＋粪便量。
②输入该营养级的总能量是指图中的b(填字母)。
③粪便中的能量(c)不属于(填“属于”或“不属于”)该营养级同化的能量，应为上一个营养级同化的能量中流向分解者的部分。
④初级消费者同化的能量(b)＝呼吸作用以热能的形式散失的能量(d)＋用于生长、发育和繁殖的能量(e)。
⑤用于生长、发育和繁殖的能量(e)＝分解者利用的能量(f－c)＋下一营养级同化的能量(i)＋未被利用的能量(j)。
①摄入量≠同化量：摄入量－粪便中的能量才是同化量，动物的粪便不曾被动物消化吸收而同化，不属于同化量，如兔吃草时，兔粪便中的能量应为草流向分解者的能量，而不属于兔的同化量。
②粪便中的能量≠尿液中的能量：粪便中的能量不属于动物同化量，但尿液中尿素所含能量应属于动物同化量的一部分。
③一个营养级所同化的能量的“2个”“3个”“4个”去路：
“2个”去路：同化能量＝呼吸消耗的能量＋用于生长、发育和繁殖的能量
“3个”去路(无时间单位)：同化能量＝呼吸消耗的能量＋分解者利用的能量＋流入下一营养级的能量。
“4个”去路(以年为单位)：同化能量＝呼吸消耗的能量＋分解者利用的能量＋流入下一营养级的能量＋未被利用的能量。
注意：最高营养级的生物没有流入下一营养级的能量。　　　
4.能量流动的特点
提醒　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。
5.生态金字塔的类型及特点
6.研究能量流动
(1)人为操纵生态系统营养结构有利于调整能量流动方向和提高能量传递效率。(2022·江苏卷，12D)(×)
提示　人为操纵生态系统的营养结构可调整能量流动方向，但不能改变能量传递效率。
(2)越冬灰鹤粪便中的能量不属于其同化量的一部分。(2021·辽宁卷，19D)(√)
(3)利用茶树废枝栽培灵芝，可提高能量的传递效率。(2021·福建卷，6C)(×)
提示　可提高能量利用率，但不能提高能量的传递效率。
(4)生态金字塔显示了各营养级之间的数量关系，其中的每个营养级的生物均属于同一食物链。(2021·浙江6月选考，7AB)(×)
提示　生态金字塔显示了各营养级之间的数量关系，但其中同一营养级的生物可能属于不同的食物链。
(5)菌渣作为农作物的肥料可实现能量的循环利用。(2021·北京卷，11B)(×)
提示　能量不能循环利用。
(6)狼从猎物获得的能量大于猎物从生产者获得的能量。(2019·海南卷，25B)(×)
提示　由于能量流动逐级递减，因此猎物从生产者获得的能量大于狼从猎物获得的能量。
(7)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%。[2016·江苏卷，16C(改编)](×)
提示　一只狼捕食了一只兔子，则该狼就获得了这只兔子的大部分能量，能量传递效率是指相邻营养级之间同化量的比值。
(8)生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级。(2015·海南卷，25D)(×)
提示　还有流向分解者。
1.生态鱼塘水体内存在如下食物链：浮游植物→浮游动物→鳙鱼→黑鱼，其中，鳙鱼流向分解者的能量储存在__________________________________。
提示　鳙鱼的遗体残骸和黑鱼粪便中
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
____________________________________________________________________。
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
考向1　围绕能量流动的过程，考查生命观念
1.(2024·广东名校联考)某草原上甲、乙、丙、丁四种生物之间的食物网(假设只有这一种食物网)如图所示。研究发现丁中的有机物增加a kg时，从乙获取的能量占其获得全部能量的3/4。下列相关分析正确的是(　　)
A.图中所有生物共同构成了草原群落
B.同一时期草合成的有机物至少为50a kg
C.若丙数量减少，则甲、乙数量均会增加
D.甲与乙存在竞争关系，均属于次级消费者
答案　B
解析　群落指在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合，图示的食物网只包含生产者和消费者，不包含分解者，不能构成草原群落，A错误；相邻营养级之间的能量传递效率为10%～20%，若要求草合成的最少有机物量，则能量按最大传递效率20%来计算，丁中的有机物增加a kg时，丁从乙处获得有机物的量为3a/4 kg，从丙处获得有机物的量为a/4 kg，则同一时期草合成有机物的量至少为3a/4÷20%÷20%＋a/4÷20%÷20%÷20%＝75a/4＋125a/4＝50a(kg)，B正确；若丙数量减少，则丁对乙的捕食加剧，乙的数量将会下降，C错误；甲、乙有共同的食物来源，存在竞争关系，但它们均属于初级消费者，D错误。
2.(2024·湘豫名校联考)假设某棉田生态系统只存在“棉花→棉铃虫→食虫鸟”一条食物链，其能量流动关系如图所示(字母表示能量数值)。下列分析错误的是(　　)
A.食虫鸟粪便中的能量属于c中流入分解者的能量
B.用于棉铃虫生长、发育和繁殖的能量等于b－d－e
C.若食虫鸟增加1 kg，则需要消耗棉花的生物量为a/g kg
D.棉花、棉铃虫和食虫鸟之间能进行能量流动和物质循环
答案　D
解析　食虫鸟属于第三营养级，其粪便中的能量属于第二营养级生物同化量流向分解者的一部分，c是第二营养级生物棉铃虫的同化量，A正确；用于棉铃虫生长、发育和繁殖的能量＝同化量c－呼吸消耗量e＝摄入量b－粪便量d－呼吸消耗量e，B正确；分析题图信息可知，第一到第二、第二到第三营养级的能量传递效率分别是c/a×100%、g/c×100%，若食虫鸟增加1 kg，则需要消耗棉花的生物量＝1÷(g/c×100%)÷(c/a×100%)＝a/g(kg)，C正确；棉花、棉铃虫和食虫鸟之间能进行能量流动，但不能进行物质循环，物质循环发生在非生物环境与生物群落之间，D错误。
3.(2023·江苏前黄、姜堰中学等四校联考)如图为某城市湖泊生态系统中主要食物链的部分能量流动的过程图(图中P是浮游植物，Ⅱ～Ⅴ是消费者，数字单位是t/km2·a)。下列叙述错误的是(　　)
A.当P中某种群的出生率下降、死亡率升高时，其种群密度可能在增大
B.Ⅳ同化的能量极少，原因是其通过呼吸作用消耗的能量太多
C.Ⅴ中不同物种在湖泊中不同的水层分布与食物的分布有关
D.图中后一个营养级的存在有利于增加前一个营养级的物种多样性
答案　B
解析　当P中某种群的出生率下降、死亡率升高时，其出生率可能大于死亡率，种群密度可能在增大，A正确；依据“同化量＝摄入量－粪便量”的关系可知，在摄入量不变的情况下，粪便量越大，Ⅳ同化的能量就会越少，而“同化量＝呼吸量＋用于生长、发育和繁殖的能量”，所以同化量极少与呼吸消耗量无关，B错误；Ⅴ中不同物种在湖泊中分布在不同的水层与食物的分布和栖息条件有关，C正确；后一个营养级是前一个营养级的捕食者，捕食者往往捕食个体数量较多的物种，这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间，捕食者的存在有利于增加物种多样性，D正确。
考向2　围绕生态金字塔，考查科学探究
4.(2024·江苏常熟抽测)如图表示某河流生态系统的能量金字塔及相关食物网(甲、乙、丙为3种鱼，甲不摄食藻类，箭头指示能量流动方向，图中遗漏了一个箭头)。下列有关叙述正确的是(　　)
A.按照能量流动的传递效率，藻类的能量一定有10%～20%被乙同化
B.在不变动各生物营养级的前提下，补充的箭头可以添加在甲丁之间
C.如果没有丁，生态系统中动植物的遗体和动物的排遗物会堆积如山
D.图中甲和乙属于同一个种群，而处于第三、四营养级的丁属于不同的种群
答案　B
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，数值一般在10%～20%，第一营养级除藻类外还有水草，第二营养级含有甲、乙，故按照能量流动的传递效率，藻类的能量不一定有10%～20%被乙同化，A错误；据题意可知，甲、乙、丙为3种鱼，在不变动各生物营养级的前提下，补充的箭头可以添加在甲丁之间，B正确；如果没有分解者，生态系统中动植物的遗体和动物的排遗物会堆积如山，分解者不对应丁，C错误；种群是指一定空间内同种生物所有个体形成的集合，图示甲和乙属于第二营养级，但据题干信息可知两者为不同生物，故不是同一种群；丁虽在不同食物链中属于不同营养级，但其为同一自然区域的同种生物，属于同一种群，D错误。
5.(2024·河南开封高中检测)如图表示甲、乙两个特定生态系统的能量金字塔，请思考：
(1)生态系统中的能量金字塔的含义是____________________________________
____________________________________________________________________。
(2)依生态学原理看，同样的玉米，可养活更多人口的营养结构是________，因为
____________________________________________________________________。
(3)一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多吗？为什么？________________________________________________________________。
(4)若土壤中含相同浓度的难降解污染物，则甲中的人与乙中的人体内污染物浓度更高的是________。
答案　(1)单位时间内各营养级所得到的能量数值，由低到高绘制成图，形成一个金字塔图形　(2)甲　乙中人处于第三营养级，能量损耗加大，养活的人口更少　
(3)不一定。甲、乙营养结构中“牛”“人”代表的是相应营养级环节，并非“一个人”　(4)乙
考点二　能量流动相关的模型及计算
1.理解常考的两种能量流动模型
(1)第二营养级的能量流动过程模型
(2)“拼图法”分析能量流动过程
2.能量流动的计算
(1)能量传递效率的计算公式
(2)能量来源比例改变的计算
在具体计算时务必先弄清分配比例，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
(3)具有人工能量输入的计算
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%。
(1)图中若生产者的生产量保持不变，人的食物构成中，取食牛的比例由1/4调整为1/2，则人的量是原来的________倍。(能量传递效率按10%计算，结果精确到小数点后两位)
(2)大象是植食性动物，有一种蜣螂专以象粪为食，设大象在某段时间所同化的能量为107，那么这部分能量可流入蜣螂体内的约有________。
(3)科研人员针对太湖底栖动物中的优势种椭圆萝卜螺的能量收支进行了相应研究，结果如下表所示。椭圆萝卜螺同化的能量为________(kJ·m－2·a－1)。
动物名称 能量/(kJ·m－2·a－1)
摄入食物中所含的能量 用于生长、发育和繁殖的能量 呼吸作用散失的能量 粪便中的能量
椭圆萝卜螺 516 15 231 270
提示　(1)0.59　(2)0　(3)246
考向1　结合能量流动的模型，考查科学思维
1.(2024·华大新高考联盟)图示为某生态系统的能量流动图解(W1为生产者固定的太阳能)，下列叙述中错误的是(　　)
A.生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2)
B.现存生产者个体数可小于初级消费者个体数
C.由生产者到初级消费者的能量传递效率为D1/W1
D.图解不仅能体现能量单向流动的特点，还能体现逐级递减的特点
答案　A
解析　生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋D1)，A1代表呼吸作用消耗的能量，B1代表未被利用的能量，C1代表流向分解者的能量，而D1＝A2＋B2＋C2＋D2，是生产者流入下一营养级的能量，故生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2)，A错误。
2.(2024·广东名校联考)如图表示某草原生态系统中能量流动图解，①～④表示相关过程的能量流动量。下列有关叙述正确的是(　　)
A.①是指由草流入兔的能量
B.图中②/①的比代表草到兔的能量传递效率
C.③是草的同化量中流入分解者中的能量的一部分
D.草与兔之间的信息传递是单向的，而兔与狐之间是双向的
答案　C
解析　①是指兔的摄入量，③是指兔子粪便中的能量，没有被兔同化，属于草的同化量中流入分解者中的能量的一部分，A错误，C正确；图中②/①代表狐的摄入量与兔的摄入量的比值，B错误；生物之间的信息传递往往是双向的，D错误。
考向2　结合能量流动的相关计算，考查科学思维
3.(2023·山东卷，13)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[105J/ (m2·a)] 90 42 84 13.5 3
A.流经该生态系统的总能量为90×105J/(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10.5×105J/(m2·a)
D.初级消费者粪便中的能量为70.5×105J/(m2·a)，该能量由初级消费者流向分解者
答案　C
解析　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，因此可知，流经该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能和来自陆地的植物残体中的能量，即90＋42＝132×105J/(m2·a)，A错误；表格中没有显示生产者流入初级消费者的能量，因此无法计算有多少能量流入下一营养级，B错误；初级消费者同化量为13.5×105J/(m2·a)，初级消费者呼吸消耗能量为3×105J/(m2·a)，因此初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量＝同化量－呼吸消耗能量＝10.5×105J/(m2·a)，C正确；初级消费者粪便中的能量为84－13.5＝70.5×105 J/(m2·a)，初级消费者粪便中的能量不属于初级消费者流向分解者的能量，D错误。
4.(2024·广东衡水金卷)如表为湖北某人工改造的湖泊生态系统三个营养级的能量流动调查结果(单位：×103 kJ)，下列有关描述中错误的是(　　)
植物 植食性动物 肉食性动物
同化量 463 a b
呼吸作用消耗 96 24.5 3.8
未利用 292 29.3 3.1
分解者分解 12 2.1 微量
A.该生态系统中的植物在调查时间内的净光合量为3.67×105 kJ
B.该生态系统中第二营养级向第三营养级的能量传递效率大约为11.3%
C.根据表中数据无法求出肉食性动物的同化量
D.该湖泊轻度污染后能恢复清澈，体现了生态系统的抵抗力稳定性
答案　C
解析　植物的净光合量＝同化量一呼吸作用消耗量＝(463－96)×103 kJ＝3.67×105 kJ，A正确；表格中，植食性动物和肉食性动物分别为第二、三营养级，第二营养级同化量为a＝(463－96－292－12)×103 kJ＝63×103 kJ，第三营养级同化量为b＝(63－24.5－29.3－2.1)×103 kJ＝7.1×103 kJ，故能量由第二营养级向第三营养级的传递效率为(7.1×103)/(63×103)×100%≈11.3%，B正确，C错误；湖泊轻度污染后能恢复清澈，说明了生态系统具有自我调节能力，体现了抵抗力稳定性，D正确。
1.(2022·浙江6月选考，20)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
答案　D
解析　生物群落中各物种间通过捕食关系建立食物链，A正确；错综复杂的食物链构成食物网，B正确；营养级是指物种在食物链中的位置，C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错误。
2.(2023·全国乙卷，31)农田生态系统和森林生态系统属于不同类型的生态系统。回答下列问题。
(1)某农田生态系统中有玉米、蛇、蝗虫、野兔、青蛙和鹰等生物，请从中选择生物，写出一条具有5个营养级的食物链：_________________________________。
(2)负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础。请从负反馈调节的角度分析，森林中害虫种群数量没有不断增加的原因是________________________________。
(3)从生态系统稳定性的角度来看，一般来说，森林生态系统的抵抗力稳定性高于农田生态系统，原因是_______________________________________________。
答案　(1)玉米→蝗虫→青蛙→蛇→鹰
(2)当害虫数量增加时，食虫鸟类由于食物丰富，数量也会增加，害虫种群数量的增长就会受到抑制
(3)森林生态系统的组成成分多，食物网复杂，自我调节能力强
解析　(1)食物链要注意起点是生产者(玉米)，植食性动物是第二营养级，其他合理即可。(2)负反馈调节是指在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，并且使系统工作的效果减弱或受到限制，使系统趋于稳定。害虫数目增多，使捕食者数量增多从而抑制自身数目的增长，使害虫种群数量不能无限增加。(3)抵抗力稳定性指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状(不受损害)的能力。其特点是生物种类越多、营养结构越复杂→自我调节能力越强→抵抗力稳定性越高。
3.(2023·新课标卷，33)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下，①、②、③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)。
答案　(1)水鸟同化　呼吸作用　分解者的分解作用
(2)栖息地、食物、与其他物种的关系　有利于不同生物充分利用环境资源　
(3)避免干扰水鸟在稻田中的觅食行为
解析　(1)结合题图可知，从能量流动的角度看，①是水鸟的同化量，②是呼吸作用以热能形式散失的能量，③是遗体残骸以及动物粪便中被分解者利用的能量，故①②③对应的生命活动分别是水鸟同化、呼吸作用以及分解者的分解作用。
(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，水鸟属于动物，研究其生态位，需要研究的方面有：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)观赏水鸟时，游客一定不能逮捕水鸟，也不能大声喧哗，影响水鸟的活动，不能随意投喂，以免水鸟食后不适。因此，游客在观赏水鸟时应注意避免干扰其正在进行的行为。
限时强化练
(时间：40分钟)
【对点强化】
考点一　生态系统的能量流动
1.(2023·江苏镇江联考)下列关于营养级的叙述，正确的是(　　)
A.营养级的位置越高，归属于这个营养级的能量通常越多
B.降低某动物种群所处营养级可能会导致其数量增多
C.处于同一个营养级的生物之间没有生殖隔离
D.生态金字塔中的营养级均按其所占的数值大小依次排列
答案　B
解析　由于食物链中的能量流动是逐级递减的，故通常营养级越高，归属于这个营养级能量越少，A错误；相邻营养级之间的能量传递效率为10%～20%，能量传递逐级递减，因此降低某动物种群所处营养级可能会导致其数量增多，B正确；处于同一个营养级的生物之间一般是不同的物种，存在生殖隔离，C错误；生态金字塔中的能量金字塔各营养级均按其所占的能量数值大小依次排列，D错误。
2.(2024·襄阳四中调研)茶树菇味道鲜美，常野生于油茶树枯朽的树桩上。某林场尝试在树下套种茶树菇，并用桐树、柳树、杨树脱落的枝叶制作培养基。下列相关叙述正确的是(　　)
A.生长在油茶树树桩上的茶树菇属于生态系统中的分解者
B.茶树菇利用的油茶树枯朽树桩中的能量不属于油茶树的同化量
C.套种技术可以提高树木和茶树菇对阳光等资源的利用率
D.该林场的做法实现了能量的多级利用，提高了能量的传递效率
答案　A
解析　生长在油茶树树桩上的茶树菇属于生态系统中的分解者，A正确；茶树菇利用的油茶树枯朽树桩中的能量属于油茶树的同化量中流向分解者的部分，B错误；茶树菇属于分解者，不能直接利用阳光，C错误；该林场的做法实现了能量的多级利用，提高了能量的利用率而不是能量的传递效率，D错误。
3.(2024·广东湛江调研)下图为某生态系统部分能量流动示意图，能量沿着一条食物链(绿色植物→鼠→鼬)流动。据图分析。下列相关叙述错误的是(　　)
A.图中“呼吸”是指细胞呼吸过程中以热能形式散失的能量
B.分解者能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物
C.鼠摄入的能量中，最多有20%的能量流向鼬
D.鼬为次级消费者，其摄入量减去粪便量即同化的能量
答案　C
解析　每一个营养级同化的能量的去路中有部分用于自身呼吸消耗，图中“呼吸”是指细胞呼吸过程中以热能形式散失的能量，A正确；分解者能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物，供生产者利用，B正确；两个相邻营养级之间的能量传递效率为10%～20%，因此鼠同化的能量中，最多有20%的能量流向鼬，C错误；由图可知，鼬处于第三营养级，为次级消费者，其摄入量减去粪便量即为同化的能量，D正确。
4.(2024·广州市联考)我国“蛟龙”号载人潜水器在深海底发现了多个热泉生态系统，热泉生态系统的营养结构十分简单，主要食物网如图所示。下列有关叙述正确的是(　　)
A.图示食物网中的所有生物构成一个生物群落
B.输入热泉生态系统的总能量是生产者固定的太阳能
C.热泉生态系统的生物之间只有捕食关系，没有竞争关系
D.一旦深海热泉停止喷发，该热泉生态系统可能会逐渐消失
答案　D
解析　生物群落是指相同时间内聚集在一定地域中的各种生物种群的集合，包括生产者、消费者和分解者，图示食物网只包括生产者和消费者，没有分解者，不能构成一个生物群落，A错误；深海海底没有阳光，输入热泉生态系统的总能量应是硫细菌经化能合成作用固定的化学能，B错误；热泉生态系统的生物之间既有捕食关系，也有竞争关系，C错误；一旦深海热泉停止喷发，硫细菌可能无法进行化能合成作用，没有能量的输入，该热泉生态系统将会逐渐消失，D正确。
5.(2023·南通调研)下图表示某生态系统能量流动过程，甲、乙、丙、丁代表生态系统的生物成分，①～⑦代表过程。相关叙述错误的是(　　)
A.甲代表生产者，丁代表分解者
B.甲同化的总能量大于乙、丙同化能量之和
C.过程②③④⑤是指生物的有氧呼吸
D.过程⑥⑦中流动的能量以有机物为载体
答案　C
解析　②③④⑤指生物的细胞呼吸，包括有氧呼吸和无氧呼吸。
6.(2024·广东东莞调研)集团内捕食是指不同天敌共享同一猎物，其中一种天敌还捕食另一种天敌。某生态系统中瓢虫与短翅蚜小蜂、蚜虫(植食性昆虫)三者之间存在集团内捕食现象，其中短翅蚜小蜂既是猎物又是捕食者。下列有关分析正确的是(　　)
A.瓢虫在该生态系统中占据第二、第三营养级
B.营养级是指处于食物链同一环节上同种生物的总和
C.若移走短翅蚜小蜂，瓢虫获得的能量可能会增加
D.若环境中含有一定浓度的重金属镉，则蚜虫比瓢虫体内镉含量高
答案　C
解析　由于蚜虫是植食性昆虫，故瓢虫在该生态系统中占据第三、第四营养级，A错误；营养级是指处于食物链同一环节上所有生物的总和，B错误；若移走短翅蚜小蜂，瓢虫的营养级会降低，能量流动过程中损耗减少，瓢虫获得的能量可能会增加，C正确；镉等重金属存在生物富集现象，蚜虫所处营养级比瓢虫低，故蚜虫比瓢虫体内镉含量低，D错误。
7.(2024·成都七中诊断)桑基鱼塘是种桑、养蚕及池塘养鱼相结合的一种生产经营模式。在池梗上或池塘附近种植桑树，以桑叶养蚕，以蚕沙、蚕蛹等作鱼饵料，以塘泥作为桑树肥料，达到鱼、蚕、桑兼收的效果。下列有关说法正确的是(　　)
A.该生态系统中人的作用非常关键，人是该生态系统的基石
B.流经鱼塘生态系统的总能量等于鱼塘中生产者固定的太阳能
C.蚕沙中的能量属于桑树同化量中流向分解者的一部分
D.桑基鱼塘能实现对能量的多级利用，从而大大提高能量的传递效率
答案　C
解析　人是消费者，而生产者才是生态系统的基石，A错误；鱼塘是人工生态系统，流经鱼塘生态系统的总能量等于生产者固定的太阳能和人工输入的能量，B错误；蚕沙中的能量是蚕未同化的能量，属于桑树同化量中流向分解者的一部分，C正确；桑基鱼塘能实现对能量的多级利用，提高能量的利用率而不是传递效率，D错误。
考点二　能量流动相关模型及计算
8.(2024·西工大附中联考)现有一森林生态系统中存在食物链“马尾松→松毛虫→杜鹃”。下图表示松毛虫摄入能量的流动方向，图中字母代表能量值。若图中松毛虫摄入能量为2.2×109 kJ，A中能量为1.6×109 kJ，B中能量为1.2×109 kJ，杜鹃同化能量为2.4×108 kJ。下列说法错误的是(　　)
A.图中B表示用于松毛虫生长、发育和繁殖(储存在体内)的能量
B.该生态系统中松毛虫到杜鹃的能量传递效率为10.9%
C.由松毛虫流入分解者的能量可用D＋F表示
D.该森林发生火灾后又慢慢恢复，这属于群落的次生演替
答案　B
解析　由题图可知，松毛虫同化能量为1.6×109 kJ，杜鹃同化能量为2.4×108 kJ，则该生态系统中松毛虫到杜鹃的能量传递效率为(2.4×108)÷(1.6×109)×100%＝15%，B错误；据图分析，图中C不属于松毛虫的同化量，而属于上一营养级流入分解者的能量，所以由松毛虫流入分解者的能量为D＋F，C正确；火灾过后的森林保留原有的土壤条件和种子等繁殖体，森林恢复属于次生演替，D正确。
9.(2024·广东省实验中学联考)“小养殖、小种植、小加工、小工匠”四小农场是推进乡村振兴过程中的重要力量，如图所示为一个小型人工生态农场的模式图以及该小型人工生态农场中农作物和鸡的部分能量值(单位：104 kJ)，请根据图和表格分析，下列说法正确的是(　　)
项目 净同化量(同化量 －呼吸消耗量) 呼吸消耗量 流向分解者 未利用
农作物 110 70 21 58
鸡 8 10 2 3
A.该小型生态系统的结构包括生物成分及它们之间形成的营养结构
B.该小型生态系统通过食物网流向人的能量值为1.7×105 kJ
C.该生态系统中第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为17.2%
D.与常规农业种植模式相比，人工生态农场实现能量的多级利用，提高了能量传递效率
答案　C
解析　生态系统的结构包括组成成分和营养结构，组成成分除了生物成分还有非生物成分，A错误；据表分析，农作物流向下一营养级的能量为(110－21－58)×104＝3.1×105(kJ)，鸡的同化量为(10＋8)×104＝1.8×105(kJ)，所以农作物流向人的能量为(3.1－1.8)×105＝1.3×105(kJ)，鸡流入下一营养级的能量为(8－2－3)×104＝3×104(kJ)，所以人通过食物网获得的能量为1.3×105＋3×104＝1.6×105(kJ)，B错误；该生态系统中第一营养级到第二营养级的能量传递效率为(3.1×105)÷[(110＋70)×104]×100%≈17.2%，C正确；人工生态农场提高了能量利用率，不能提高能量的传递效率，D错误。
10.(2024·河北保定调研)如图1为某池塘生态系统中4种生物的食物网，图2为不同体长的D种群的食性相对值，下列叙述错误的是(　　)
A.C和D之间的种间关系是种间竞争和捕食
B.若池塘中投放大量体长小于2.8 cm的D种群，一定时间内A、B数量会增加
C.若体长为6.5 cm的D种群增重1 k g，至少需要消耗第一营养级生物10 kg
D.池塘中的植物能实现水体净化，体现了生物多样性的直接价值
答案　D
解析　由题图可知，D捕食C，C和D都捕食A、B，C和D之间的种间关系为捕食、种间竞争关系，A正确；若池塘中投放大量体长小于2.8 cm的D种群，它们的食性为100%的肉食性，而A、B为生产者，不被D种群捕食，故一定时间内A、B数量会增加，B正确；若体长为6.5 cm的D种群(肉食性占25%，植食性占75%)增重1 kg，至少需要消耗第一营养级生物1×25%÷20%÷20%＋1×75%÷20%＝10(kg)，C正确；池塘生态系统能实现水体净化，体现了生物多样性的间接价值，D错误。
【综合提升】
11.(2024·广东茂名调研)图1表示某草原生态系统碳循环的过程，图2是该生态系统中鼠摄食后的能量流动示意图。下列叙述正确的是(　　)
A.图1中①②③均表示呼吸作用，⑤中碳以CO2形式传递
B.鼠在图1中属于乙，图2中B属于图1中的乙流入甲的能量
C.流经该生态系统的总能量主要是丙通过光合作用固定的总能量
D.若C伴随着③过程散失，则D表示被下一营养级摄入的能量
答案　C
解析　分析图1：根据图中的双向箭头可知丙为生产者，则乙为消费者，甲为分解者；①、②、③均表示通过细胞呼吸产生CO2的过程，④表示生产者固定CO2的过程，⑤表示碳从生产者流向消费者的过程。分析图2：鼠的摄入量＝鼠的同化量A＋鼠的粪便量B，鼠的同化量＝鼠呼吸作用散失的能量＋鼠用于自身生长、发育和繁殖的能量。由分析可知，⑤表示碳从生产者流向消费者的过程，该过程中碳以含碳有机物的形式传递，A错误；鼠属于消费者，在图1中属于乙，图2中B为鼠的粪便中的能量，属于上一营养级(生产者)同化量的一部分，故B属于图1中的丙流入甲的能量，B错误；流经该生态系统的总能量主要是丙(生产者)通过光合作用固定的总能量，C正确；A表示鼠的同化量，鼠的同化量＝鼠呼吸作用散失的能量＋鼠用于自身生长、发育和繁殖的能量，若C伴随着③过程(呼吸作用)散失，则D表示鼠用于自身生长、发育和繁殖的能量，其去向是流入下一营养级和传递给分解者，D错误。
12.(2013·南通高三调研)如图为某山间林场建立的“竹林—鸡”生态农业模式。下列说法正确的是(　　)
A.输入该生态系统的总能量是饲草和竹通过光合作用固定的太阳能
B.图中不能表示该生态系统能量流动途径的箭头有④⑤⑦⑩
C.图中所有箭头可表示该生态系统中完整的物质循环途径
D.鸡的觅食活动使竹林表层土壤松散，抑制了土壤微生物对有机物的降解
答案　B
解析　总能量是饲草和竹通过光合作用固定的太阳能和饲料有机物中的化学能，A错误；图中缺少无机环境与生物群落间的物质循环，C错误；鸡的觅食活动促进了土壤微生物对有机物的降解。
13.(2024·辽宁鞍山一中预测)图1为某生态系统的物质循环示意图，其中甲、乙、丙、丁为生态系统的组成成分，A、B、C、D是丙中关系密切的四种生物。图2为某生态系统的能量金字塔简图，其中①②③④分别代表不同的营养级。图3为能量流经图2所示生态系统第二营养级的变化示意图，能量的单位为kJ。据图回答问题：
(1)图1表示________过程示意图，图中一共有________条食物链，丙中B与D的种间关系是________，③代表的生理过程为________。
(2)若图1中的生产者固定了10 000 kJ的能量，则图中D理论上最少可获得的能量为________ kJ。
(3)若图2中营养级①所固定的太阳能总量为3 125 kJ，则营养级①②之间的能量传递效率是________。从中可以看出生态系统的能量流动具有________________的特点。
(4)分析图3中能量关系可知，代表第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量的是________，第三营养级粪便中的能量属于________固定的能量。
(5)该生态系统中，物质循环和能量流动的内在联系是________________________。若该生态系统遭到破坏，无法恢复到之前的生态平衡，这说明________________
____________________________________________________________________。
答案　(1)碳循环　3　捕食与种间竞争　分解者的分解作用　(2)10　(3)12.8%　单向流动，逐级递减　(4)乙　第二营养级　(5)物质是能量的载体，能量推动物质的循环　生态系统的自我调节能力是有限的
解析　(1)图1是生态系统的碳循环示意图，其中甲是大气中的二氧化碳，乙是生产者，丙是消费者，丁是分解者，图中食物链有乙→A→B→D，乙→A→D，乙→A→C，共3条；B与D之间存在捕食关系，同时二者又都以A为食物，即存在种间竞争关系；③代表分解者的分解作用。(2)要使得D在理论上获得能量最少，则要求食物链最长，且以最低的能量传递效率进行传递，即按乙→A→B→D这一条食物链传递，传递效率为10%，所以D在理论上最少可获得的能量是
10 000×10%×10%×10%＝10(kJ)。(3)由图3可知，第二营养级同化的能量为
500－100＝400(kJ)，所以营养级①②之间的能量传递效率是400÷3 125×100%＝12.8%。能量流动的特点是单向流动，逐级递减。(4)第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量＝第二营养级同化量－第二营养级用于呼吸作用散失的能量，图3中甲表示第二营养级同化的能量，丙表示第二营养级呼吸作用散失的能量，所以乙表示第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量。第三营养级粪便中的能量属于第二营养级的固定的能量。(5)物质与能量之间的关系可以概括为物质是能量的载体，能量推动物质的循环，若该生态系统遭到破坏，无法恢复到之前的状态，这说明生态系统的自我调节能力是有限的。
14.(2024·江西九江联考)生态系统中，单位时间内生产者所固定的全部太阳能或生产者生产出来的全部有机物的量称为总初级生产量(GP)，NP(净初级生产量)＝GP－R(呼吸量)，科研人员对某荒地生态系统中一个由植物、田鼠和鼬3个环节组成的食物链进行了定量的能量流动分析，得到下表中数据(单位：cal·hm－2·a－1)。请分析并回答问题：
食物链环节 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
GP 5.56×103 1.76×105 5.93×107
NP 1.3×102 6×103 4.95×107
R 5.43×103 1.7×105 8.8×106
未利用 —— 1.226×104 4.937 4×107
(1)该生态系统能量流动的渠道为____________________(用罗马数字和箭头表示)。
(2)下图为该荒地和其他三个生态系统的能量转化过程研究结果，据图分析并回答问题：
①与荒地相比，玉米田总初级生产量转化为净初级生产量的比例较低，理由是
___________________________________________________________________。
②两个湖泊生态系统的总初级生产效率均低于两个陆地生态系统，原因可能是
___________________________________________________________________。
③某地区玉米大多用于制作猪饲料，部分直接供给人类食用，请画出该过程中的能量流动图解(不考虑分解者耗能)。
答案　(1)Ⅲ→Ⅱ→Ⅰ　(2)①玉米田呼吸消耗占总初级生产量的比例大　②太阳光穿过水层到达水下光合作用的生物过程中损失了相当大的能量
③见下图(共57张PPT)
生态系统的能量流动
第 46 讲
(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)举例说明如何利用能量流动规律，使人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。
(3)解释生态金字塔反映了生态系统各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系。
课标内容
1
目 录
生态系统的能量流动
2
3
能量流动相关的模型及计算
关键 · 真题必刷
基础·精细梳理
典例·精心深研
考点一
生态系统的能量流动
1.能量流动的概念理解
生产者固定的太阳能总量
食物链和食物网
热能
2.第一营养级能量流动
热能
生长
发育和繁殖
分解者
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。　　　
3.第二营养级及其后营养级能量流动
由上图分析可知：
①摄入量＝同化量＋________。
②输入该营养级的总能量是指图中的b(填字母)。
③粪便中的能量(c)________ (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________的部分。
④初级消费者同化的能量(b)＝______________________________________＋__________________________________。
⑤用于生长、发育和繁殖的能量(e)＝____________________________＋____________________________＋未被利用的能量(j)。
粪便量
不属于
上一个
分解者
呼吸作用以热能的形式散失的能量(d)
用于生长、发育和繁殖的能量(e)
分解者利用的能量(f－c)
下一营养级同化的能量(i)
①摄入量≠同化量：摄入量－粪便中的能量才是同化量，动物的粪便不曾被动物消化吸收而同化，不属于同化量，如兔吃草时，兔粪便中的能量应为草流向分解者的能量，而不属于兔的同化量。
②粪便中的能量≠尿液中的能量：粪便中的能量不属于动物同化量，但尿液中尿素所含能量应属于动物同化量的一部分。
③一个营养级所同化的能量的“2个”“3个”“4个”去路：
“2个”去路：同化能量＝呼吸消耗的能量＋用于生长、发育和繁殖的能量
“3个”去路(无时间单位)：同化能量＝呼吸消耗的能量＋分解者利用的能量＋流入下一营养级的能量。
“4个”去路(以年为单位)：同化能量＝呼吸消耗的能量＋分解者利用的能量＋流入下一营养级的能量＋未被利用的能量。
注意：最高营养级的生物没有流入下一营养级的能量。　　　
4.能量流动的特点
提醒　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。
低
高
热能
10%～20%
同化
量
呼吸消耗
分解者
5.生态金字塔的类型及特点
5.生态金字塔的类型及特点
6.研究能量流动
人工生态系统
能量流动关系
对人类最有益
(1)人为操纵生态系统营养结构有利于调整能量流动方向和提高能量传递效率。(2022·江苏卷，12D)( )
提示　人为操纵生态系统的营养结构可调整能量流动方向，但不能改变能量传递效率。
(2)越冬灰鹤粪便中的能量不属于其同化量的一部分。(2021·辽宁卷，19D)( )
(3)利用茶树废枝栽培灵芝，可提高能量的传递效率。(2021·福建卷，6C)( )
提示　可提高能量利用率，但不能提高能量的传递效率。
×
√
×
(4)生态金字塔显示了各营养级之间的数量关系，其中的每个营养级的生物均属于同一食物链。(2021·浙江6月选考，7AB)( )
提示　生态金字塔显示了各营养级之间的数量关系，但其中同一营养级的生物可能属于不同的食物链。
(5)菌渣作为农作物的肥料可实现能量的循环利用。(2021·北京卷，11B)( )
提示　能量不能循环利用。
(6)狼从猎物获得的能量大于猎物从生产者获得的能量。(2019·海南卷，25B)( )
提示　由于能量流动逐级递减，因此猎物从生产者获得的能量大于狼从猎物获得的能量。
×
×
×
(7)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%。[2016·江苏卷，16C(改编)]( )
提示　一只狼捕食了一只兔子，则该狼就获得了这只兔子的大部分能量，能量传递效率是指相邻营养级之间同化量的比值。
(8)生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级。(2015·海南卷，25D)( )
提示　还有流向分解者。
×
×
1.生态鱼塘水体内存在如下食物链：浮游植物→浮游动物→鳙鱼→黑鱼，其中，鳙鱼流向分解者的能量储存在__________________________________。
鳙鱼的遗体残骸和黑鱼粪便中
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
考向1　围绕能量流动的过程，考查生命观念
1.(2024·广东名校联考)某草原上甲、乙、丙、丁四种生物之间的食物网(假设只有这一种食物网)如图所示。研究发现丁中的有机物增加a kg时，从乙获取的能量占其获得全部能量的3/4。下列相关分析正确的是(　　)
A.图中所有生物共同构成了草原群落
B.同一时期草合成的有机物至少为50a kg
C.若丙数量减少，则甲、乙数量均会增加
D.甲与乙存在竞争关系，均属于次级消费者
B
解析　群落指在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合，图示的食物网只包含生产者和消费者，不包含分解者，不能构成草原群落，A错误；相邻营养级之间的能量传递效率为10%～20%，若要求草合成的最少有机物量，则能量按最大传递效率20%来计算，丁中的有机物增加a kg时，丁从乙处获得有机物的量为3a/4 kg，从丙处获得有机物的量为a/4 kg，则同一时期草合成有机物的量至少为3a/4÷20%÷20%＋a/4÷20%÷20%÷20%＝75a/4＋125a/4＝50a(kg)，B正确；若丙数量减少，则丁对乙的捕食加剧，乙的数量将会下降，C错误；甲、乙有共同的食物来源，存在竞争关系，但它们均属于初级消费者，D错误。
D
2.(2024·湘豫名校联考)假设某棉田生态系统只存在“棉花→棉铃虫→食虫鸟”一条食物链，其能量流动关系如图所示(字母表示能量数值)。下列分析错误的是(　　)
A.食虫鸟粪便中的能量属于c中流入
分解者的能量
B.用于棉铃虫生长、发育和繁殖的
能量等于b－d－e
C.若食虫鸟增加1 kg，则需要消耗棉花的生物量为a/g kg
D.棉花、棉铃虫和食虫鸟之间能进行能量流动和物质循环
解析　食虫鸟属于第三营养级，其粪便
中的能量属于第二营养级生物同化量流
向分解者的一部分，c是第二营养级生物
棉铃虫的同化量，A正确；用于棉铃虫生
长、发育和繁殖的能量＝同化量c－呼吸消耗量e＝摄入量b－粪便量d－呼吸消耗量e，B正确；分析题图信息可知，第一到第二、第二到第三营养级的能量传递效率分别是c/a×100%、g/c×100%，若食虫鸟增加1 kg，则需要消耗棉花的生物量＝1÷(g/c×100%)÷(c/a×100%)＝a/g(kg)，C正确；棉花、棉铃虫和食虫鸟之间能进行能量流动，但不能进行物质循环，物质循环发生在非生物环境与生物群落之间，D错误。
B
3.(2023·江苏前黄、姜堰中学等四校联考)如图为某城市湖泊生态系统中主要食物链的部分能量流动的过程图(图中P是浮游植物，Ⅱ～Ⅴ是消费者，数字单位是t/km2·a)。下列叙述错误的是(　　)
A.当P中某种群的出生率下降、死亡率升高时，其种群密度可能在增大
B.Ⅳ同化的能量极少，原因是其通过呼吸作用消耗的能量太多
C.Ⅴ中不同物种在湖泊中不同的水层分布与食物的分布有关
D.图中后一个营养级的存在有利于增加前一个营养级的物种多样性
解析　当P中某种群的出生率下降、死亡率升高时，其出生率可能大于死亡率，种群密度可能在增大，A正确；依据“同化量＝摄入量－粪便量”的关系可知，在摄入量不变的情况下，粪便量越大，Ⅳ同化的能量就会越少，而“同化量＝呼吸量＋用于生长、发育和繁殖的能量”，所以同化量极少与呼吸消耗量无关，B错误；Ⅴ中不同物种在湖泊中分布在不同的水层与食物的分布和栖息条件有关，C正确；后一个营养级是前一个营养级的捕食者，捕食者往往捕食个体数量较多的物种，这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间，捕食者的存在有利于增加物种多样性，D正确。
B
考向2　围绕生态金字塔，考查科学探究
4.(2024·江苏常熟抽测)如图表示某河流生态系统的能量金字塔及相关食物网(甲、乙、丙为3种鱼，甲不摄食藻类，箭头指示能量流动方向，图中遗漏了一个箭头)。下列有关叙述正确的是(　　)
A.按照能量流动的传递效率，藻类的能量一定有10%～20%被乙同化
B.在不变动各生物营养级的前提下，补充的箭头可以添加在甲丁之间
C.如果没有丁，生态系统中动植物的遗体和动物的排遗物会堆积如山
D.图中甲和乙属于同一个种群，而处于第三、四营养级的丁属于不同的种群
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，数值一般在10%～20%，第一营养级除
藻类外还有水草，第二营养级含有甲、乙，故按照
能量流动的传递效率，藻类的能量不一定有10%～
20%被乙同化，A错误；据题意可知，甲、乙、丙为3种鱼，在不变动各生物营养级的前提下，补充的箭头可以添加在甲丁之间，B正确；如果没有分解者，生态系统中动植物的遗体和动物的排遗物会堆积如山，分解者不对应丁，C错误；种群是指一定空间内同种生物所有个体形成的集合，图示甲和乙属于第二营养级，但据题干信息可知两者为不同生物，故不是同一种群；丁虽在不同食物链中属于不同营养级，但其为同一自然区域的同种生物，属于同一种群，D错误。
5.(2024·河南开封高中检测)如图表示甲、乙两个特定生态系统的能量金字塔，请思考：
(1)生态系统中的能量金字塔的含义是__________________________________
___________________________________________________________________。
(2)依生态学原理看，同样的玉米，可养活更多人口的营养结构是________，因为__________________________________________________________________。
单位时间内各营养级所得到的能量数值，由低到高绘制成图，形成一个金字塔图形
甲
乙中人处于第三营养级，能量损耗加大，养活的人口更少
(3)一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多吗？为什么？_______________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)若土壤中含相同浓度的难降解污染物，则甲中的人与乙中的人体内污染物浓度更高的是________。
不一定。甲、乙营养结构中“牛”“人”代表的是相应营养级环节，并非“一个人”
乙
基础·精细梳理
典例·精心深研
考点二　
能量流动相关的模型及计算
1.理解常考的两种能量流动模型
(1)第二营养级的能量流动过程模型
(2)“拼图法”分析能量
流动过程
2.能量流动的计算
(1)能量传递效率的计算公式
(2)能量来源比例改变的计算
在具体计算时务必先弄清分配比例，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)”
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)”
(3)具有人工能量输入的计算
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%。
(1)图中若生产者的生产量保持不变，人的食物构成中，取食牛的比例由1/4调整为1/2，则人的量是原来的________倍。(能量传递效率按10%计算，结果精确到小数点后两位)
0.59
(2)大象是植食性动物，有一种蜣螂专以象粪为食，设大象在某段时间所同化的能量为107，那么这部分能量可流入蜣螂体内的约有________。
(3)科研人员针对太湖底栖动物中的优势种椭圆萝卜螺的能量收支进行了相应研究，结果如下表所示。椭圆萝卜螺同化的能量为________(kJ·m－2·a－1)。
动物名称 能量/(kJ·m－2·a－1)
摄入食物中所含的能量 用于生长、发育和繁殖的能量 呼吸作用散失的能量 粪便中的能量
椭圆萝卜螺 516 15 231 270
0
246
考向1　结合能量流动的模型，考查科学思维
1.(2024·华大新高考联盟)图示为某生态系统的能量流动图解(W1为生产者固定的太阳能)，下列叙述中错误的是(　　)
A
A.生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋
A2＋B2＋C2)
B.现存生产者个体数可小于初级消费者个体数
C.由生产者到初级消费者的能量传递效率为D1/W1
D.图解不仅能体现能量单向流动的特点，还能体现逐级递减的特点
解析　生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋D1)，A1代表呼吸作用消耗的能量，B1代表未被利用的能量，C1代表流向分解者的能量，而D1＝A2＋B2＋C2＋D2，是生产者流入下一营养级的能量，故生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2)，A错误。
C
2.(2024·广东名校联考)如图表示某草原生态系统中能量流动图解，①～④表示相关过程的能量流动量。下列有关叙述正确的是(　　)
A.①是指由草流入兔的能量
B.图中②/①的比代表草到兔的能量传递效率
C.③是草的同化量中流入分解者中的能量的一部分
D.草与兔之间的信息传递是单向的，而兔与狐之间是双向的
解析　①是指兔的摄入量，③是指兔子粪便中的能量，没有被兔同化，属于草的同化量中流入分解者中的能量的一部分，A错误，C正确；图中②/①代表狐的摄入量与兔的摄入量的比值，B错误；生物之间的信息传递往往是双向的，D错误。
C
考向2　结合能量流动的相关计算，考查科学思维
3.(2023·山东卷，13)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[105J/ (m2·a)] 90 42 84 13.5 3
A.流经该生态系统的总能量为90×105J/(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10.5×105J/(m2·a)
D.初级消费者粪便中的能量为70.5×105J/(m2·a)，该能量由初级消费者流向分解者
解析　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，因此可知，流经该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能和来自陆地的植物残体中的能量，即90＋42＝132×105J/(m2·a)，A错误；表格中没有显示生产者流入初级消费者的能量，因此无法计算有多少能量流入下一营养级，B错误；初级消费者同化量为13.5×105J/(m2·a)，初级消费者呼吸消耗能量为3×105J/(m2·a)，因此初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量＝同化量－呼吸消耗能量＝10.5×105J/(m2·a)，C正确；初级消费者粪便中的能量为84－13.5＝70.5×105 J/(m2·a)，初级消费者粪便中的能量不属于初级消费者流向分解者的能量，D错误。
C
4.(2024·广东衡水金卷)如表为湖北某人工改造的湖泊生态系统三个营养级的能量流动调查结果(单位：×103 kJ)，下列有关描述中错误的是(　　)
植物 植食性动物 肉食性动物
同化量 463 a b
呼吸作用消耗 96 24.5 3.8
未利用 292 29.3 3.1
分解者分解 12 2.1 微量
A.该生态系统中的植物在调查时间内的净光合量为3.67×105 kJ
B.该生态系统中第二营养级向第三营养级的能量传递效率大约为11.3%
C.根据表中数据无法求出肉食性动物的同化量
D.该湖泊轻度污染后能恢复清澈，体现了生态系统的抵抗力稳定性
解析　植物的净光合量＝同化量－呼吸作用消耗量＝(463－96)×103 kJ＝3.67×105 kJ，A正确；表格中，植食性动物和肉食性动物分别为第二、三营养级，第二营养级同化量为a＝(463－96－292－12)×103 kJ＝63×103 kJ，第三营养级同化量为b＝(63－24.5－29.3－2.1)×103 kJ＝7.1×103 kJ，故能量由第二营养级向第三营养级的传递效率为(7.1×103)/(63×103)×100%≈11.3%，B正确，C错误；湖泊轻度污染后能恢复清澈，说明了生态系统具有自我调节能力，体现了抵抗力稳定性，D正确。
关键 · 真题必刷
1.(2022·浙江6月选考，20)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
解析　生物群落中各物种间通过捕食关系建立食物链，A正确；错综复杂的食物链构成食物网，B正确；营养级是指物种在食物链中的位置，C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错误。
D
2.(2023·全国乙卷，31)农田生态系统和森林生态系统属于不同类型的生态系统。回答下列问题。
(1)某农田生态系统中有玉米、蛇、蝗虫、野兔、青蛙和鹰等生物，请从中选择生物，写出一条具有5个营养级的食物链：_______________________________。
(2)负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础。请从负反馈调节的角度分析，森林中害虫种群数量没有不断增加的原因是__________________________________________________________________
____________________________________________________________。
玉米→蝗虫→青蛙→蛇→鹰
当害虫数量增加时，食虫鸟类由于食物丰富，数量也会增加，害虫种群数量的增长就会受到抑制
(3)从生态系统稳定性的角度来看，一般来说，森林生态系统的抵抗力稳定性高于农田生态系统，原因是________________________________________________
____________________________________________________________________。
森林生态系统的组成成分多，食物网复杂，自我调节能力强
解析　(1)食物链要注意起点是生产者(玉米)，植食性动物是第二营养级，其他合理即可。(2)负反馈调节是指在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，并且使系统工作的效果减弱或受到限制，使系统趋于稳定。害虫数目增多，使捕食者数量增多从而抑制自身数目的增长，使害虫种群数量不能无限增加。(3)抵抗力稳定性指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状(不受损害)的能力。其特点是生物种类越多、营养结构越复杂→自我调节能力越强→抵抗力稳定性越高。
3.(2023·新课标卷，33)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下，①、②、③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
分解者的分解作用
(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、与其他物种的关系
有利于不同生物充分利用
环境资源
避免干扰水鸟在稻田中的觅食行为
解析　(1)结合题图可知，从能量流动的角度看，①是水鸟的同化量，②是呼吸作用以热能形式散失的能量，③是遗体残骸以及动物粪便中被分解者利用的能量，故①②③对应的生命活动分别是水鸟同化、呼吸作用以及分解者的分解作用。(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，水鸟属于动物，研究其生态位，需要研究的方面有：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)观赏水鸟时，游客一定不能逮捕水鸟，也不能大声喧哗，影响水鸟的活动，不能随意投喂，以免水鸟食后不适。因此，游客在观赏水鸟时应注意避免干扰其正在进行的行为。
本节内容结束
THANKS限时练46　生态系统的能量流动
【对点强化】
考点一　生态系统的能量流动
1.(2023·江苏镇江联考)下列关于营养级的叙述，正确的是(　　)
A.营养级的位置越高，归属于这个营养级的能量通常越多
B.降低某动物种群所处营养级可能会导致其数量增多
C.处于同一个营养级的生物之间没有生殖隔离
D.生态金字塔中的营养级均按其所占的数值大小依次排列
2.(2024·襄阳四中调研)茶树菇味道鲜美，常野生于油茶树枯朽的树桩上。某林场尝试在树下套种茶树菇，并用桐树、柳树、杨树脱落的枝叶制作培养基。下列相关叙述正确的是(　　)
A.生长在油茶树树桩上的茶树菇属于生态系统中的分解者
B.茶树菇利用的油茶树枯朽树桩中的能量不属于油茶树的同化量
C.套种技术可以提高树木和茶树菇对阳光等资源的利用率
D.该林场的做法实现了能量的多级利用，提高了能量的传递效率
3.(2024·广东湛江调研)下图为某生态系统部分能量流动示意图，能量沿着一条食物链(绿色植物→鼠→鼬)流动。据图分析。下列相关叙述错误的是(　　)
A.图中“呼吸”是指细胞呼吸过程中以热能形式散失的能量
B.分解者能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物
C.鼠摄入的能量中，最多有20%的能量流向鼬
D.鼬为次级消费者，其摄入量减去粪便量即同化的能量
4.(2024·广州市联考)我国“蛟龙”号载人潜水器在深海底发现了多个热泉生态系统，热泉生态系统的营养结构十分简单，主要食物网如图所示。下列有关叙述正确的是(　　)
A.图示食物网中的所有生物构成一个生物群落
B.输入热泉生态系统的总能量是生产者固定的太阳能
C.热泉生态系统的生物之间只有捕食关系，没有竞争关系
D.一旦深海热泉停止喷发，该热泉生态系统可能会逐渐消失
5.(2023·南通调研)下图表示某生态系统能量流动过程，甲、乙、丙、丁代表生态系统的生物成分，①～⑦代表过程。相关叙述错误的是(　　)
A.甲代表生产者，丁代表分解者
B.甲同化的总能量大于乙、丙同化能量之和
C.过程②③④⑤是指生物的有氧呼吸
D.过程⑥⑦中流动的能量以有机物为载体
6.(2024·广东东莞调研)集团内捕食是指不同天敌共享同一猎物，其中一种天敌还捕食另一种天敌。某生态系统中瓢虫与短翅蚜小蜂、蚜虫(植食性昆虫)三者之间存在集团内捕食现象，其中短翅蚜小蜂既是猎物又是捕食者。下列有关分析正确的是(　　)
A.瓢虫在该生态系统中占据第二、第三营养级
B.营养级是指处于食物链同一环节上同种生物的总和
C.若移走短翅蚜小蜂，瓢虫获得的能量可能会增加
D.若环境中含有一定浓度的重金属镉，则蚜虫比瓢虫体内镉含量高
7.(2024·成都七中诊断)桑基鱼塘是种桑、养蚕及池塘养鱼相结合的一种生产经营模式。在池梗上或池塘附近种植桑树，以桑叶养蚕，以蚕沙、蚕蛹等作鱼饵料，以塘泥作为桑树肥料，达到鱼、蚕、桑兼收的效果。下列有关说法正确的是(　　)
A.该生态系统中人的作用非常关键，人是该生态系统的基石
B.流经鱼塘生态系统的总能量等于鱼塘中生产者固定的太阳能
C.蚕沙中的能量属于桑树同化量中流向分解者的一部分
D.桑基鱼塘能实现对能量的多级利用，从而大大提高能量的传递效率
考点二　能量流动相关模型及计算
8.(2024·西工大附中联考)现有一森林生态系统中存在食物链“马尾松→松毛虫→杜鹃”。下图表示松毛虫摄入能量的流动方向，图中字母代表能量值。若图中松毛虫摄入能量为2.2×109 kJ，A中能量为1.6×109 kJ，B中能量为1.2×109 kJ，杜鹃同化能量为2.4×108 kJ。下列说法错误的是(　　)
A.图中B表示用于松毛虫生长、发育和繁殖(储存在体内)的能量
B.该生态系统中松毛虫到杜鹃的能量传递效率为10.9%
C.由松毛虫流入分解者的能量可用D＋F表示
D.该森林发生火灾后又慢慢恢复，这属于群落的次生演替
9.(2024·广东省实验中学联考)“小养殖、小种植、小加工、小工匠”四小农场是推进乡村振兴过程中的重要力量，如图所示为一个小型人工生态农场的模式图以及该小型人工生态农场中农作物和鸡的部分能量值(单位：104 kJ)，请根据图和表格分析，下列说法正确的是(　　)
项目 净同化量(同化量 －呼吸消耗量) 呼吸 消耗量 流向 分解者 未利用
农作物 110 70 21 58
鸡 8 10 2 3
A.该小型生态系统的结构包括生物成分及它们之间形成的营养结构
B.该小型生态系统通过食物网流向人的能量值为1.7×105 kJ
C.该生态系统中第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为17.2%
D.与常规农业种植模式相比，人工生态农场实现能量的多级利用，提高了能量传递效率
10.(2024·河北保定调研)如图1为某池塘生态系统中4种生物的食物网，图2为不同体长的D种群的食性相对值，下列叙述错误的是(　　)
A.C和D之间的种间关系是种间竞争和捕食
B.若池塘中投放大量体长小于2.8 cm的D种群，一定时间内A、B数量会增加
C.若体长为6.5 cm的D种群增重1 k g，至少需要消耗第一营养级生物10 kg
D.池塘中的植物能实现水体净化，体现了生物多样性的直接价值
【综合提升】
11.(2024·广东茂名调研)图1表示某草原生态系统碳循环的过程，图2是该生态系统中鼠摄食后的能量流动示意图。下列叙述正确的是(　　)
A.图1中①②③均表示呼吸作用，⑤中碳以CO2形式传递
B.鼠在图1中属于乙，图2中B属于图1中的乙流入甲的能量
C.流经该生态系统的总能量主要是丙通过光合作用固定的总能量
D.若C伴随着③过程散失，则D表示被下一营养级摄入的能量
12.(2013·南通高三调研)如图为某山间林场建立的“竹林—鸡”生态农业模式。下列说法正确的是(　　)
A.输入该生态系统的总能量是饲草和竹通过光合作用固定的太阳能
B.图中不能表示该生态系统能量流动途径的箭头有④⑤⑦⑩
C.图中所有箭头可表示该生态系统中完整的物质循环途径
D.鸡的觅食活动使竹林表层土壤松散，抑制了土壤微生物对有机物的降解
13.(2024·辽宁鞍山一中预测)图1为某生态系统的物质循环示意图，其中甲、乙、丙、丁为生态系统的组成成分，A、B、C、D是丙中关系密切的四种生物。图2为某生态系统的能量金字塔简图，其中①②③④分别代表不同的营养级。图3为能量流经图2所示生态系统第二营养级的变化示意图，能量的单位为kJ。据图回答问题：
(1)图1表示________过程示意图，图中一共有________条食物链，丙中B与D的种间关系是________，③代表的生理过程为________。
(2)若图1中的生产者固定了10 000 kJ的能量，则图中D理论上最少可获得的能量为________ kJ。
(3)若图2中营养级①所固定的太阳能总量为3 125 kJ，则营养级①②之间的能量传递效率是________。从中可以看出生态系统的能量流动具有________________的特点。
(4)分析图3中能量关系可知，代表第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量的是________，第三营养级粪便中的能量属于________固定的能量。
(5)该生态系统中，物质循环和能量流动的内在联系是________________________。若该生态系统遭到破坏，无法恢复到之前的生态平衡，这说明______________________________________________________________________
______________________________________________________________________。
14.(2024·江西九江联考)生态系统中，单位时间内生产者所固定的全部太阳能或生产者生产出来的全部有机物的量称为总初级生产量(GP)，NP(净初级生产量)＝GP－R(呼吸量)，科研人员对某荒地生态系统中一个由植物、田鼠和鼬3个环节组成的食物链进行了定量的能量流动分析，得到下表中数据(单位：cal·hm－2·a－1)。请分析并回答问题：
食物链环节 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
GP 5.56×103 1.76×105 5.93×107
NP 1.3×102 6×103 4.95×107
R 5.43×103 1.7×105 8.8×106
未利用 —— 1.226×104 4.937 4×107
(1)该生态系统能量流动的渠道为____________________(用罗马数字和箭头表示)。
(2)下图为该荒地和其他三个生态系统的能量转化过程研究结果，据图分析并回答问题：
①与荒地相比，玉米田总初级生产量转化为净初级生产量的比例较低，理由是
_____________________________________________________________________。
②两个湖泊生态系统的总初级生产效率均低于两个陆地生态系统，原因可能是
_____________________________________________________________________。
③某地区玉米大多用于制作猪饲料，部分直接供给人类食用，请画出该过程中的能量流动图解(不考虑分解者耗能)。
限时练46　生态系统的能量流动
1.B　[由于食物链中的能量流动是逐级递减的，故通常营养级越高，归属于这个营养级能量越少，A错误；相邻营养级之间的能量传递效率为10%～20%，能量传递逐级递减，因此降低某动物种群所处营养级可能会导致其数量增多，B正确；处于同一个营养级的生物之间一般是不同的物种，存在生殖隔离，C错误；生态金字塔中的能量金字塔各营养级均按其所占的能量数值大小依次排列，D错误。]
2.A　[生长在油茶树树桩上的茶树菇属于生态系统中的分解者，A正确；茶树菇利用的油茶树枯朽树桩中的能量属于油茶树的同化量中流向分解者的部分，B错误；茶树菇属于分解者，不能直接利用阳光，C错误；该林场的做法实现了能量的多级利用，提高了能量的利用率而不是能量的传递效率，D错误。]
3.C　[每一个营养级同化的能量的去路中有部分用于自身呼吸消耗，图中“呼吸”是指细胞呼吸过程中以热能形式散失的能量，A正确；分解者能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物，供生产者利用，B正确；两个相邻营养级之间的能量传递效率为10%～20%，因此鼠同化的能量中，最多有20%的能量流向鼬，C错误；由图可知，鼬处于第三营养级，为次级消费者，其摄入量减去粪便量即为同化的能量，D正确。]
4.D　[生物群落是指相同时间内聚集在一定地域中的各种生物种群的集合，包括生产者、消费者和分解者，图示食物网只包括生产者和消费者，没有分解者，不能构成一个生物群落，A错误；深海海底没有阳光，输入热泉生态系统的总能量应是硫细菌经化能合成作用固定的化学能，B错误；热泉生态系统的生物之间既有捕食关系，也有竞争关系，C错误；一旦深海热泉停止喷发，硫细菌可能无法进行化能合成作用，没有能量的输入，该热泉生态系统将会逐渐消失，D正确。]
5.C　[②③④⑤指生物的细胞呼吸，包括有氧呼吸和无氧呼吸。]
6.C　[由于蚜虫是植食性昆虫，故瓢虫在该生态系统中占据第三、第四营养级，A错误；营养级是指处于食物链同一环节上所有生物的总和，B错误；若移走短翅蚜小蜂，瓢虫的营养级会降低，能量流动过程中损耗减少，瓢虫获得的能量可能会增加，C正确；镉等重金属存在生物富集现象，蚜虫所处营养级比瓢虫低，故蚜虫比瓢虫体内镉含量低，D错误。]
7.C　[人是消费者，而生产者才是生态系统的基石，A错误；鱼塘是人工生态系统，流经鱼塘生态系统的总能量等于生产者固定的太阳能和人工输入的能量，B错误；蚕沙中的能量是蚕未同化的能量，属于桑树同化量中流向分解者的一部分，C正确；桑基鱼塘能实现对能量的多级利用，提高能量的利用率而不是传递效率，D错误。]
8.B　[由题图可知，松毛虫同化能量为1.6×109 kJ，杜鹃同化能量为2.4×108 kJ，则该生态系统中松毛虫到杜鹃的能量传递效率为(2.4×108)÷(1.6×109)×100%＝15%，B错误；据图分析，图中C不属于松毛虫的同化量，而属于上一营养级流入分解者的能量，所以由松毛虫流入分解者的能量为D＋F，C正确；火灾过后的森林保留原有的土壤条件和种子等繁殖体，森林恢复属于次生演替，D正确。]
9.C　[生态系统的结构包括组成成分和营养结构，组成成分除了生物成分还有非生物成分，A错误；据表分析，农作物流向下一营养级的能量为(110－21－58)×104＝3.1×105(kJ)，鸡的同化量为(10＋8)×104＝1.8×105(kJ)，所以农作物流向人的能量为(3.1－1.8)×105＝1.3×105(kJ)，鸡流入下一营养级的能量为(8－2－3)×104＝3×104(kJ)，所以人通过食物网获得的能量为1.3×105＋3×104＝1.6×105(kJ)，B错误；该生态系统中第一营养级到第二营养级的能量传递效率为(3.1×105)÷[(110＋70)×104]×100%≈17.2%，C正确；人工生态农场提高了能量利用率，不能提高能量的传递效率，D错误。]
10.D　[由题图可知，D捕食C，C和D都捕食A、B，C和D之间的种间关系为捕食、种间竞争关系，A正确；若池塘中投放大量体长小于2.8 cm的D种群，它们的食性为100%的肉食性，而A、B为生产者，不被D种群捕食，故一定时间内A、B数量会增加，B正确；若体长为6.5 cm的D种群(肉食性占25%，植食性占75%)增重1 kg，至少需要消耗第一营养级生物1×25%÷20%÷20%＋1×75%÷20%＝10(kg)，C正确；池塘生态系统能实现水体净化，体现了生物多样性的间接价值，D错误。]
11.C　[分析图1：根据图中的双向箭头可知丙为生产者，则乙为消费者，甲为分解者；①、②、③均表示通过细胞呼吸产生CO2的过程，④表示生产者固定CO2的过程，⑤表示碳从生产者流向消费者的过程。分析图2：鼠的摄入量＝鼠的同化量A＋鼠的粪便量B，鼠的同化量＝鼠呼吸作用散失的能量＋鼠用于自身生长、发育和繁殖的能量。由分析可知，⑤表示碳从生产者流向消费者的过程，该过程中碳以含碳有机物的形式传递，A错误；鼠属于消费者，在图1中属于乙，图2中B为鼠的粪便中的能量，属于上一营养级(生产者)同化量的一部分，故B属于图1中的丙流入甲的能量，B错误；流经该生态系统的总能量主要是丙(生产者)通过光合作用固定的总能量，C正确；A表示鼠的同化量，鼠的同化量＝鼠呼吸作用散失的能量＋鼠用于自身生长、发育和繁殖的能量，若C伴随着③过程(呼吸作用)散失，则D表示鼠用于自身生长、发育和繁殖的能量，其去向是流入下一营养级和传递给分解者，D错误。]
12.B　[总能量是饲草和竹通过光合作用固定的太阳能和饲料有机物中的化学能，A错误；图中缺少无机环境与生物群落间的物质循环，C错误；鸡的觅食活动促进了土壤微生物对有机物的降解。]
13.答案　(1)碳循环　3　捕食与种间竞争　分解者的分解作用　(2)10　(3)12.8%　单向流动，逐级递减　(4)乙　第二营养级　(5)物质是能量的载体，能量推动物质的循环　生态系统的自我调节能力是有限的
解析　(1)图1是生态系统的碳循环示意图，其中甲是大气中的二氧化碳，乙是生产者，丙是消费者，丁是分解者，图中食物链有乙→A→B→D，乙→A→D，乙→A→C，共3条；B与D之间存在捕食关系，同时二者又都以A为食物，即存在种间竞争关系；③代表分解者的分解作用。(2)要使得D在理论上获得能量最少，则要求食物链最长，且以最低的能量传递效率进行传递，即按乙→A→B→D这一条食物链传递，传递效率为10%，所以D在理论上最少可获得的能量是10 000×10%×10%×10%＝10(kJ)。(3)由图3可知，第二营养级同化的能量为500－100＝400(kJ)，所以营养级①②之间的能量传递效率是400÷3 125×100%＝12.8%。能量流动的特点是单向流动，逐级递减。(4)第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量＝第二营养级同化量－第二营养级用于呼吸作用散失的能量，图3中甲表示第二营养级同化的能量，丙表示第二营养级呼吸作用散失的能量，所以乙表示第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量。第三营养级粪便中的能量属于第二营养级的固定的能量。(5)物质与能量之间的关系可以概括为物质是能量的载体，能量推动物质的循环，若该生态系统遭到破坏，无法恢复到之前的状态，这说明生态系统的自我调节能力是有限的。
14.答案　(1)Ⅲ→Ⅱ→Ⅰ　(2)①玉米田呼吸消耗占总初级生产量的比例大　②太阳光穿过水层到达水下光合作用的生物过程中损失了相当大的能量
③见下图

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