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课时作业
1．“西塞山前白鹭飞，桃花流水鳜鱼肥”“黄梅时节家家雨，青草池塘处处蛙”……这些诗句描绘了荷塘的生动景致。下列叙述正确的是(　　)
A．从池塘边到池塘底部的生物高低错落有致，体现出群落的垂直结构
B．池塘中的生产者一定是自养生物，异养生物一定是消费者
C．池塘中的细菌不一定都是分解者
D．池塘中的动物、植物等生物构成池塘生态系统
2．(2023·全国甲卷，5)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
3．南宋辛弃疾的《西江月·夜行黄沙道中》中“稻花香里说丰年，听取蛙声一片”。下列有关该稻田的说法错误的是(　　)
A．流经该生态系统的总能量大于水稻固定的太阳能总量
B．青蛙的摄食量减去自身呼吸消耗的能量是用于自身生长、发育、繁殖的能量
C．该生态系统中的蛙帮助人们合理调整能量流动方向，使能量更多的流向对人类最有益的部分
D．青蛙在该生态系统中可属于第三营养级
4．如图表示在某生态系统中，能量流经第二营养级的示意图。下列对该图分析不合理的是(　　)
A．能量流动是伴随着物质利用进行的
B．图中甲为初级消费者同化的能量
C．该图不够完善，缺少甲中因呼吸作用以热能形式散失的能量
D．乙比甲的能量少的主要原因是甲的遗体残骸中的能量被分解者利用而未传递下去
5．下图表示某生态系统中，四种生物所同化的有机物的量占该生态系统有机物总量的比例，则这四种生物之间的食物关系最可能的是(　　)
6．下图是某研究性学习小组调查某水域生态系统后绘制的能量金字塔，其中P表示生产者，C表示消费者，D表示分解者，数字表示能量值；下表为C1营养级4种生物现存的生物量，每种生物仅占一个营养级。下列说法正确的是(　　)
物种 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
生物量/(g·m－2) 134 321 35 175
A.该生态系统的结构在图中还缺少非生物的物质和能量
B．图中涉及的营养级共4个，其中第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为10.7%
C．从表可知，该生态系统的优势种可能为Ⅱ
D．表中的4种生物的种间关系可能为种间竞争，也可能为捕食
7．如表是某农田生态系统中田鼠种群摄食植物后能量流动情况，下列叙述错误的是(　　)
摄取量 粪便量 呼吸散失量
能量[J/(hm2·a)] 1.05×1010 3.50×109 4.55×109
A.田鼠粪便量包含在其摄食量之中，属于生产者的同化量
B．田鼠同化的能量中约有35%用于其生长、发育和繁殖
C．田鼠摄食量减去粪便量和呼吸散失量即为同化量
D．田鼠遗体残骸中的能量属于田鼠的同化量
8．下图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图，图中数字为能量数值，单位是J/(m2·a)。下列叙述正确的是(　　)
A．该食物网中最高营养级为第四营养级
B．该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25%
C．太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1357 J/(m2·a)
D．该食物网中的能量在不同营养级之间循环流动
9．如图为某水域中的部分食物链，下列叙述正确的是(　　)
A．图中虾与轮虫，海鸟与小鱼之间既存在捕食关系又存在种间竞争关系
B．若轮虫的数量减少，则浮游植物的能量会更多地直接流入虾，使其数量增加
C．浮游植物到栉水母的能量传递效率低于10%是由于呼吸散失了很多能量
D．若增加部分食物链，使得生物的食物充足，能提高能量利用率
10．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．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
C．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
D．若体长为6.5 cm的D种群增重1 kg，至少需要消耗第一营养级生物10 kg
11．如图为地震毁损的某自然保护区人为干预下恢复过程的能量流动图[单位为103 kJ/(m2·a)]。下列说法错误的是(　　)
A．流经城市生态系统的总能量包括了城市生态系统中的生产者固定的太阳能以及从外围的农田生态系统等补偿输入的能量
B．计算可知，肉食动物需补偿输入的能量值为5×103 kJ/(m2·a)
C．流经该生态系统的总能量是1.29×105 kJ/(m2·a)
D．在人为干预下，能量在第一营养级到第二营养级之间传递效率为14.6%
12．(2024·江西，9)假设某个稳定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，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
13．18～19世纪，海獭曾因人类的猎杀导致濒临灭绝，直至海獭毛皮贸易被禁止，数量才逐渐恢复。为研究海獭对其所处生态系统的影响，研究人员进行了相关研究。
(1)某沿海海域中除了海獭外还有多种鱼类、贝类、海胆和海带等各种生物，此区域内所有生物的总和称为________。
(2)研究者比较存在海獭和缺少海獭的生态系统鱼类多样性(如图1)，结果显示______________________________________________________________________________________。
(3)20世纪末，调查发现A群岛海獭的种群数量在逐渐减少(如图2)，这为研究海獭对海岸生态系统的其他生物的影响提供了自然实验。海带属于藻类植物，海胆的活动能力较弱，科研人员采用________法调查了该群岛中海带的数量和海胆的生物量，调查结果如图3、4，推测3种生物之间存在的一条食物链为__________________________________________________。
(4)综上分析，请解释出现图1所示现象的原因。____________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
14．稻田养蟹是我国稻作区重要的生态农业模式。下图是稻蟹共生稻田生态系统结构简图。
(1)与单作稻田比，稻蟹共生稻田生态系统的________更复杂，因此其稳定性________。
(2)该稻蟹共生稻田生态系统的能量来源有________。稻田引入河蟹，促进了能量的多级利用，使能量更多地流向对人类有益的部分，请写出一条能量传递途径并据此说明。
(3)为探究稻田养蟹对水稻产量和杂草密度的影响，进行了实验，结果如下表所示。
处理 杂草密度(株·m－2) 水稻产量(kg·hm－2)
养蟹、投饵 7.67 10495
不养蟹、不投饵 11.73 9665
稻田引入河蟹后，水稻产量得到提高，可能的原因有____________________________________
______________________________________________________________________________
(请从两方面作出解释)。
(4)稻田养蟹有助于提高生态效益，请分析说明。_______________________________________
_____________________________。
15．(2022·湖北，22)下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___________________
___________________________________________________________________。
课时作业（解析版）
1．“西塞山前白鹭飞，桃花流水鳜鱼肥”“黄梅时节家家雨，青草池塘处处蛙”……这些诗句描绘了荷塘的生动景致。下列叙述正确的是(　　)
A．从池塘边到池塘底部的生物高低错落有致，体现出群落的垂直结构
B．池塘中的生产者一定是自养生物，异养生物一定是消费者
C．池塘中的细菌不一定都是分解者
D．池塘中的动物、植物等生物构成池塘生态系统
答案：C
解析：从池塘边到池塘底部的生物高低错落有致，体现出群落的水平结构，A错误；异养生物不一定是消费者，还可能是分解者，如腐生细菌，B错误；池塘中的细菌不一定都是分解者，有些细菌可能是生产者，如硝化细菌，C正确；池塘生态系统由生物群落和非生物环境组成，生物群落包括植物、动物和微生物，D错误。
2．(2023·全国甲卷，5)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
答案：C
解析：某种动物在某条食物链中可能属于次级消费者，其在另一条食物链中可能属于三级消费者，即同种动物在不同食物链中可能属于不同营养级，A正确；绿色植物可通过光合作用制造有机物，属于生产者，其固定的能量来源于太阳，B正确；作为次级消费者的肉食性动物属于食物链的第三营养级，C错误；在生态系统中，能量只能从食物链的第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级，不可逆转，也不能循环流动，D正确。
3．南宋辛弃疾的《西江月·夜行黄沙道中》中“稻花香里说丰年，听取蛙声一片”。下列有关该稻田的说法错误的是(　　)
A．流经该生态系统的总能量大于水稻固定的太阳能总量
B．青蛙的摄食量减去自身呼吸消耗的能量是用于自身生长、发育、繁殖的能量
C．该生态系统中的蛙帮助人们合理调整能量流动方向，使能量更多的流向对人类最有益的部分
D．青蛙在该生态系统中可属于第三营养级
答案：B
解析：流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，该生态系统的生产者不只有水稻，A正确；青蛙的摄食量减去粪便中的能量是同化量，同化量减去自身呼吸消耗的能量是用于自身生长、发育、繁殖的能量，B错误；蛙可捕食害虫，能帮助人们合理调整能量流动方向，使能量更多的流向对人类最有益的部分，C正确；该生态系统中存在水稻→害虫→青蛙的食物链，故青蛙可属于第三营养级，D正确。
4．如图表示在某生态系统中，能量流经第二营养级的示意图。下列对该图分析不合理的是(　　)
A．能量流动是伴随着物质利用进行的
B．图中甲为初级消费者同化的能量
C．该图不够完善，缺少甲中因呼吸作用以热能形式散失的能量
D．乙比甲的能量少的主要原因是甲的遗体残骸中的能量被分解者利用而未传递下去
答案：D
解析：在生态系统的能量流动过程中，物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力，故能量流动是伴随着物质利用而进行的，A正确；由图可知，甲为初级消费者同化的能量，乙为初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量，因此该图不够完善，没有标出甲中因呼吸作用以热能形式散失的能量，B、C正确；乙比甲的能量少的主要原因是呼吸作用散失了大量能量，D错误。
5．下图表示某生态系统中，四种生物所同化的有机物的量占该生态系统有机物总量的比例，则这四种生物之间的食物关系最可能的是(　　)
答案：A
解析：生态系统内的能量只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向下一个营养级，不能逆向流动，也不能循环流动。能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，生产者同化的能量最多。据图可知，甲同化的有机物的能量最多，乙和丙同化的有机物的能量相近，丁同化的有机物的能量最少。
6．下图是某研究性学习小组调查某水域生态系统后绘制的能量金字塔，其中P表示生产者，C表示消费者，D表示分解者，数字表示能量值；下表为C1营养级4种生物现存的生物量，每种生物仅占一个营养级。下列说法正确的是(　　)
物种 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
生物量/(g·m－2) 134 321 35 175
A.该生态系统的结构在图中还缺少非生物的物质和能量
B．图中涉及的营养级共4个，其中第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为10.7%
C．从表可知，该生态系统的优势种可能为Ⅱ
D．表中的4种生物的种间关系可能为种间竞争，也可能为捕食
答案：C
解析：生态系统的结构包括生态系统的组成成分、食物链和食物网，图①中只表示出组成成分中的生产者、消费者和分解者，A错误；图中P为生产者，处于第一营养级，同化能量是20810，C1是初级消费者，处于第二营养级，同化能量是6368，所以二者之间的能量传递效率约为30.6%，B错误；从表格中看出，Ⅱ的生物量最多，可能数量最多，可能是优势种，C正确；表中四种生物都是同一营养级，所以他们之间没有捕食关系，只有种间竞争关系，D错误。
7．如表是某农田生态系统中田鼠种群摄食植物后能量流动情况，下列叙述错误的是(　　)
摄取量 粪便量 呼吸散失量
能量[J/(hm2·a)] 1.05×1010 3.50×109 4.55×109
A.田鼠粪便量包含在其摄食量之中，属于生产者的同化量
B．田鼠同化的能量中约有35%用于其生长、发育和繁殖
C．田鼠摄食量减去粪便量和呼吸散失量即为同化量
D．田鼠遗体残骸中的能量属于田鼠的同化量
答案：C
解析：田鼠粪便量包含在其摄食量之中，属于生产者的同化量，A正确；田鼠用于其生长、发育和繁殖的能量所占比例为(1.05×1010－3.50×109－4.55×109)÷(1.05×1010－3.50×109)＝35%，B正确；田鼠摄食量减去粪便量即为同化量，C错误。
8．下图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图，图中数字为能量数值，单位是J/(m2·a)。下列叙述正确的是(　　)
A．该食物网中最高营养级为第四营养级
B．该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25%
C．太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1357 J/(m2·a)
D．该食物网中的能量在不同营养级之间循环流动
答案：B
解析：根据图示分析可知，该食物网中存在3条食物链，浮游植物→浮游动物→幽蚊幼虫→太阳鱼→鲈鱼、浮游植物→浮游动物→太阳鱼→鲈鱼、浮游植物→摇蚊幼虫→太阳鱼→鲈鱼，其中最高营养级为第五营养级，A错误；第一营养级同化的能量为31920 J/(m2·a)，第二营养级同化的能量为(3780＋4200) J/(m2·a)，再根据能量传递效率公式可知，第一营养级到第二营养级的能量传递效率为7980÷31920×100%＝25%，B正确；太阳鱼同化的能量为1483 J/(m2·a)，其能量有四个去向：自身呼吸作用消耗、流向下一营养级、被分解者分解、未被利用，因此呼吸作用消耗的能量小于1357 J/(m2·a)，C错误；能量流动的特点是单向流动、逐级递减，D错误。
9．如图为某水域中的部分食物链，下列叙述正确的是(　　)
A．图中虾与轮虫，海鸟与小鱼之间既存在捕食关系又存在种间竞争关系
B．若轮虫的数量减少，则浮游植物的能量会更多地直接流入虾，使其数量增加
C．浮游植物到栉水母的能量传递效率低于10%是由于呼吸散失了很多能量
D．若增加部分食物链，使得生物的食物充足，能提高能量利用率
答案：B
解析：分析图可知，海鸟与小鱼不存在种间竞争关系，只存在捕食关系，A错误；若轮虫的数量减少，则浮游植物的能量会更多地直接流入虾，从而使其数量增加，B正确；浮游植物到栉水母的能量传递效率低于10%是由于浮游植物的同化量还流入了和栉水母同一营养级的其他生物种群内，C错误；增加部分食物链，使得生物的食物充足，不能提高能量利用率，只有增加能量利用的环节才能提高能量利用率，D错误。
10．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．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
C．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
D．若体长为6.5 cm的D种群增重1 kg，至少需要消耗第一营养级生物10 kg
答案：B
解析：D捕食C，为捕食关系，C和D都捕食A和B，为种间竞争关系，故C和D之间的种间关系是种间竞争和捕食，A正确；池塘中的植物能实现水体净化，体现了生物多样性的间接价值，B错误；若池塘中投放大量体长小于2.8 cm的D种群，它们为100%的肉食性动物，而A、B为植物，不被D种群捕食，故一定时间内A、B数量会增加，C正确；若体长为6.5 cm的D种群增重1 kg，由于肉食性食物占25%，植食性食物占75%，故至少需要消耗第一营养级生物1×25%÷20%÷20%＋1×75%÷20%＝10 kg，D正确。
11．如图为地震毁损的某自然保护区人为干预下恢复过程的能量流动图[单位为103 kJ/(m2·a)]。下列说法错误的是(　　)
A．流经城市生态系统的总能量包括了城市生态系统中的生产者固定的太阳能以及从外围的农田生态系统等补偿输入的能量
B．计算可知，肉食动物需补偿输入的能量值为5×103 kJ/(m2·a)
C．流经该生态系统的总能量是1.29×105 kJ/(m2·a)
D．在人为干预下，能量在第一营养级到第二营养级之间传递效率为14.6%
答案：D
解析：城市生态系统虽然是人为建立的，但还是要依赖自然生态系统，其能量输入除生产者固定的太阳能外还有其他生态系统补偿输入的能量，才能维持平衡，A正确；肉食动物同化量为16－4－9－0.5＝2.5，所以需补偿输入量为(2.1＋5.1＋0.05＋0.25)－2.5＝5，B正确；流经该生态系统的总能量为23＋70＋3＋14＋2＋5＋12＝129，C正确；能量在第一营养级到第二营养级之间传递效率为14/(23＋70＋3＋14)×100%≈12.7%，D错误。[注：以上计算单位均为103 kJ/(m2·a)]
12．(2024·江西，9)假设某个稳定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，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
答案：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；能量沿食物链流动的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。D符合题意。
13．18～19世纪，海獭曾因人类的猎杀导致濒临灭绝，直至海獭毛皮贸易被禁止，数量才逐渐恢复。为研究海獭对其所处生态系统的影响，研究人员进行了相关研究。
(1)某沿海海域中除了海獭外还有多种鱼类、贝类、海胆和海带等各种生物，此区域内所有生物的总和称为________。
(2)研究者比较存在海獭和缺少海獭的生态系统鱼类多样性(如图1)，结果显示______________________________________________________________________________________。
(3)20世纪末，调查发现A群岛海獭的种群数量在逐渐减少(如图2)，这为研究海獭对海岸生态系统的其他生物的影响提供了自然实验。海带属于藻类植物，海胆的活动能力较弱，科研人员采用________法调查了该群岛中海带的数量和海胆的生物量，调查结果如图3、4，推测3种生物之间存在的一条食物链为__________________________________________________。
(4)综上分析，请解释出现图1所示现象的原因。____________________________________
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答案：(1)群落
(2)存在海獭的生态系统鱼类多样性高于缺少海獭的生态系统
(3)样方　海带→海胆→海獭
(4)由于存在海带→海胆→海獭这条食物链，当海獭数量减少时，海胆数量增加，使海带的数量减少，直接或间接为鱼类提供的食物减少，同时造成鱼类种间竞争压力大，最终导致鱼类生物多样性降低。
14．稻田养蟹是我国稻作区重要的生态农业模式。下图是稻蟹共生稻田生态系统结构简图。
(1)与单作稻田比，稻蟹共生稻田生态系统的________更复杂，因此其稳定性________。
(2)该稻蟹共生稻田生态系统的能量来源有________。稻田引入河蟹，促进了能量的多级利用，使能量更多地流向对人类有益的部分，请写出一条能量传递途径并据此说明。
(3)为探究稻田养蟹对水稻产量和杂草密度的影响，进行了实验，结果如下表所示。
处理 杂草密度(株·m－2) 水稻产量(kg·hm－2)
养蟹、投饵 7.67 10495
不养蟹、不投饵 11.73 9665
稻田引入河蟹后，水稻产量得到提高，可能的原因有____________________________________
______________________________________________________________________________
(请从两方面作出解释)。
(4)稻田养蟹有助于提高生态效益，请分析说明。_______________________________________
_____________________________。
答案：(1)营养结构　更高
(2)阳光、饵料
单作稻田：阳光→杂草；稻蟹联合种养：阳光→杂草→河蟹。稻蟹联合种养生态系统中，能量流动增加了河蟹这一营养级，使杂草的能量更多地流向了河蟹——对人类有益的部分。
(3)杂草密度降低，减少了与水稻的竞争，水稻因而得到更多的光、CO2和无机盐用于生长；河蟹捕食稻田昆虫，减少了昆虫对水稻的取食和危害，增加了水稻产量；残饵经过微生物的分解作用，提高了土壤肥力(写出两点即可)
(4)河蟹为水稻除虫、除草，减少了杀虫剂和除草剂的使用，有利于减轻农业污染，改善农业生态环境
15．(2022·湖北，22)下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___________________
___________________________________________________________________。
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，使棉花固定的能量更多地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供生长需要的无机盐、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)②、③、④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，可通过合理密植、增施有机肥、喷淋降温等调控措施提高棉花产量，理由见答案。
1第课时　生态系统的结构与能量流动
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。
一　生态系统的概述
1．概念：在一定空间内，由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体，叫作生态系统。
2．范围：有大有小，地球上最大的生态系统是生物圈。
3．结构：由组成成分和营养结构(食物链和食物网)构成。
4．功能：进行物质循环、能量流动、信息传递。
5．生态系统的类型
(1)自然生态系统：可划分为水域生态系统、陆地生态系统。
(2)人工生态系统：可分为农田生态系统、人工林生态系统、果园生态系统、城市生态系统等。
二　生态系统的结构
1．生态系统的组成成分及其相互关系
(1)组成成分
比较项目 实例 作用 同化类型
非生物的物质和能量 光、热、水、空气、无机盐等 为生物提供物质和能量，是生物群落赖以生存和发展的基础 —
生产者 ①光合作用：绿色植物、光合细菌 ②化能合成作用：硝化细菌 无机物→有机物；光能、无机物中的化学能→有机物中的化学能。生产者是生态系统的基石 自养型　
消费者 包括营捕食生活的生物和营寄生生活的生物(如菟丝子) 加快生态系统的物质循环；对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用 异养型
分解者 营腐生生活的微生物及腐食性的动物(如蚯蚓、蜣螂) 将动植物遗体、动物排遗物分解成无机物 异养型
(2)生态系统各成分的相互关系
生产者和分解者是联系生物群落和非生物环境的两大“桥梁”。
2．生态系统的营养结构——食物链和食物网
(1)食物链：由生产者和消费者通过捕食关系形成食物链。
①食物链的起点一定是生产者，后面的都是消费者，终点是不被其他动物所食的动物(最高营养级)，不含分解者和非生物的物质和能量。
②营养级一般不超过五个，这是因为能量沿食物链是逐级递减的。
③食物链中体现的种间关系只有捕食。
④某一营养级生物的含义是该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，也不一定是一个生物种群。
(2)食物网
①概念：在一个生态系统中，食物链彼此相互交错连接成的复杂营养关系。
②形成原因：在生态系统中，一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物，而一种植食性动物既可能吃多种植物，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食物链中，可以占据不同营养级。食物网体现的种间关系既有捕食关系又有种间竞争关系。
(3)食物链和食物网功能
①生态系统物质循环和能量流动就是沿着食物链和食物网进行的。
②错综复杂的食物网是使生态系统保持相对稳定的重要条件。一般认为，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力越强。
三　生态系统的能量流动
1．能量流动的概念解析
2．能量流经生态系统的过程
(1)第一营养级能量流动
(2)第二营养级能量流动过程分析
①输入该营养级的总能量是指图中的b。
②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。
③初级消费者同化的能量(b)＝呼吸消耗的能量(d)＋用于生长、发育和繁殖的能量(e)。
④用于生长、发育和繁殖的能量(e)＝遗体残骸中的能量(h)＋下一营养级摄入的能量(i)＋未被利用的能量(j)。
3．能量流动的特点
特别提醒　能量传递效率≠能量利用率
能量传递效率指由一个营养级流入下一个营养级的能量比例，大约是10%～20%，不能随意改变；但能量利用率可以人为改变，例如充分利用作物秸秆生产沼气就可以提高能量利用率。
4．研究能量流动的实践意义
(1)帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。
(2)帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
(3)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。
5．生态金字塔的类型、含义比较
能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔
形状
每一阶含义 每一营养级生物所含能量 每一营养级生物个体的数目 每一营养级生物的有机物总干重
特点 正金字塔形 一般为正金字塔形 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 一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减 一般生物有机物的总干重沿营养级升高逐级递减
特殊形状 无 湖泊和开阔的海洋生态系统中会出现： 　 浮游植物→浮游和底栖动物
1．“大鱼吃小鱼，小鱼吃小虾，小虾吃泥巴”，泥巴中的藻类属于第一营养级。( )
2．土壤微生物可作为生态系统的分解者。( )
3．生产者、分解者是联系非生物的物质和能量与生物群落的桥梁，其中生产者是生态系统的基石。( )
4．食物网中两种生物间只能有一种种间关系。( )
5．生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大。( )
6．食物链纵横交错形成的复杂营养关系就是食物网。食物网的复杂程度取决于该生态系统中生物的数量。( )
7．太阳辐射到地球的能量就是输入生态系统的总能量。( )
8．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。( )
9．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。( )
10．每一营养级生物的同化量就是从上一营养级摄入的能量。( )
11．森林中生产者积累的有机物的能量总和即为输入该生态系统的总能量。( )
12．越冬灰鹤粪便中的能量不属于其同化量的一部分。( )
13．果蔬等植物获取的物质和能量主要来自有机肥。( )
14．在食物链中，营养级越高，其同化的能量越少，原因是其通过呼吸作用消耗的能量太多。( )
15．鱼吃杂草，杂草同化能量中的10%～20%流入鱼体内。( )
16．生态金字塔都是上窄下宽的金字塔形。( )
17．在自然生态系统中，能量金字塔每一层代表了各营养级的能量值，根据能量单向流动、逐级递减的特点，能量金字塔一定是上窄下宽的正金字塔形。( )
18．稻—蟹共作模式可实现物质和能量的循环利用。( )
19．硝化细菌是自养生物，属于生产者，破伤风杆菌是异养生物，属于分解者。( )
20．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。( )
21．在食物链中，营养级的位置越高，归属于这个营养级的能量通常越多。( )
22．营养级是指处于食物链同一环节上同种生物的总和。( )
23．自然生态系统中的所有植物都属于生产者。( )
24．生态系统趋于稳定时，系统内的能量供给依然主要依赖外界。( )
25．食物链中的各营养级之间能量传递效率是相同的。( )
26．生物多样性提高后，某营养级的能量可全部流入下一营养级。( )
27．生态金字塔中每个营养级的生物均属于同一食物链。( )
28．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。( )
29．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。( )
30．利用茶树废枝栽培灵芝，可提高能量的传递效率。( )
考向一　结合生态系统的组成成分，考查生命观念
[例1]　有关下图的叙述错误的是(　　)
A．若该图表示一个群落，则丁为分解者
B．若甲为生产者，则甲一定是自养型生物
C．若该图表示食物网，则该食物网中共有3条食物链
D．若该图表示生态系统的四种组成成分，则应加上由丁到甲的箭头，并可确定甲是生产者
[例2]　下列关于生态系统组成成分的叙述，正确的是(　　)
A．所有的生产者和消费者都是真核生物，所有的分解者都是微生物
B．所有的生产者都是通过光合作用制造有机物的
C．有的分解者是原核生物，有的分解者是真核生物
D．细菌在生态系统中只能是生产者或分解者
考向二　结合食物链和食物网的分析，考查科学思维能力
[例3]　(2024·全国甲卷，5)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
[例4]　如图表示一生态系统中生物种类间的相互关系。图中各种生物均生活在退潮后暴露出的岩石上，其中海藻、藤壶、贻贝和海葵固着于岩石表面，海星、石鳖和石槭则在岩石表面来回爬动找寻食物。图中的数字表示海星食物中各种类生物所占的比例(%)。以下分析错误的是(　　)
A．此食物网中属于次级消费者的有海星、荔枝螺、海葵
B．既有捕食关系又有种间竞争关系的种类是海星和荔枝螺
C．当除去全部海星一年后，石鳖、石槭数量增加
D．当除去全部海星一年后，藤壶成为优势种，进而导致石鳖、石槭数量减少
考向三　围绕能量流动过程及特点分析，考查科学思维能力
[例5]　(2024·黑吉辽，16)下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，下列叙述不正确的是(　　)
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属于呼吸作用散失的能量
C．E3占净初级生产量的36%
D．E3的产生过程是物质循环的必要环节
[例6]　据调查我国长江口水域生态系统能量流动简图如图，图中数字为能量数值，单位t/(km2·a)，据图判断以下分析正确的是(　　)
A．此生态系统中生产者固定的总能量为911.6 t/(km2·a)
B．第三营养级输出的60.77 t/(km2·a)能量中包含第三营养级生物粪便中的能量
C．第三营养级到第四营养级的能量传递效率约为9.6%
D．长江口水域生态系统已达到相对稳定状态
[例7]　下图中若黄雀的全部同化量来自两种动物——食草昆虫和螳螂，且它们各占一半，则当绿色植物增加G千克时，黄雀体重增加的千克数量最多是(　　)
A．G/125 B．G/100
C．G/75 D．G/50
考向四　围绕生态金字塔的特点，考查科学思维
[例8]　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．前者为倒金字塔形，后者为倒金字塔形
考向五　围绕能量流动在实践中的应用，考查社会责任
[例9]　如图是一个农业生态系统模式图。关于该系统的叙述，错误的是(　　)
A．微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量
B．沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者
C．沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用
D．多途径利用农作物可提高该系统的能量利用率
[例10]　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846795 MJ/hm2，是植物实际光合量之和
B．第一、二营养级间能量传递效率是蚕和鱼同化量与植物净光合量之比
C．生产中用蚕粪喂鱼和塘泥肥田能够实现物质和能量的循环利用
D．该生产模式把单个生产系统优化组合，大大提高了系统生产力
答案及解析
1．“大鱼吃小鱼，小鱼吃小虾，小虾吃泥巴”，泥巴中的藻类属于第一营养级。(√)
2．土壤微生物可作为生态系统的分解者。(√)
3．生产者、分解者是联系非生物的物质和能量与生物群落的桥梁，其中生产者是生态系统的基石。(√)
4．食物网中两种生物间只能有一种种间关系。(×)
5．生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大。(×)
6．食物链纵横交错形成的复杂营养关系就是食物网。食物网的复杂程度取决于该生态系统中生物的数量。(×)
7．太阳辐射到地球的能量就是输入生态系统的总能量。(×)
8．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。(√)
9．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。(√)
10．每一营养级生物的同化量就是从上一营养级摄入的能量。(×)
11．森林中生产者积累的有机物的能量总和即为输入该生态系统的总能量。(×)
12．越冬灰鹤粪便中的能量不属于其同化量的一部分。(√)
13．果蔬等植物获取的物质和能量主要来自有机肥。(×)
14．在食物链中，营养级越高，其同化的能量越少，原因是其通过呼吸作用消耗的能量太多。(×)
15．鱼吃杂草，杂草同化能量中的10%～20%流入鱼体内。(×)
16．生态金字塔都是上窄下宽的金字塔形。(×)
17．在自然生态系统中，能量金字塔每一层代表了各营养级的能量值，根据能量单向流动、逐级递减的特点，能量金字塔一定是上窄下宽的正金字塔形。(√)
18．稻—蟹共作模式可实现物质和能量的循环利用。(×)
19．硝化细菌是自养生物，属于生产者，破伤风杆菌是异养生物，属于分解者。(×)
20．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。(√)
21．在食物链中，营养级的位置越高，归属于这个营养级的能量通常越多。(×)
22．营养级是指处于食物链同一环节上同种生物的总和。(×)
23．自然生态系统中的所有植物都属于生产者。(×)
24．生态系统趋于稳定时，系统内的能量供给依然主要依赖外界。(√)
25．食物链中的各营养级之间能量传递效率是相同的。(×)
26．生物多样性提高后，某营养级的能量可全部流入下一营养级。(×)
27．生态金字塔中每个营养级的生物均属于同一食物链。(×)
28．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。(×)
29．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。(×)
30．利用茶树废枝栽培灵芝，可提高能量的传递效率。(×)
考向一　结合生态系统的组成成分，考查生命观念
[例1]　有关下图的叙述错误的是(　　)
A．若该图表示一个群落，则丁为分解者
B．若甲为生产者，则甲一定是自养型生物
C．若该图表示食物网，则该食物网中共有3条食物链
D．若该图表示生态系统的四种组成成分，则应加上由丁到甲的箭头，并可确定甲是生产者
答案：C
解析：群落包括一定区域内的所有生物种群，若题图表示群落，甲、乙、丙均指向丁，说明丁是分解者，A正确；生产者都是自养型生物，B正确；若该图表示食物网，则该食物网中共有4条食物链，分别是甲→丁、甲→乙→丁、甲→乙→丙→丁、甲→丙→丁，C错误；若该图表示生态系统的四种组成成分，则丁是非生物的物质和能量，应加上由丁到甲的箭头，并可确定甲是生产者，乙是消费者，丙是分解者，D正确。
[例2]　下列关于生态系统组成成分的叙述，正确的是(　　)
A．所有的生产者和消费者都是真核生物，所有的分解者都是微生物
B．所有的生产者都是通过光合作用制造有机物的
C．有的分解者是原核生物，有的分解者是真核生物
D．细菌在生态系统中只能是生产者或分解者
答案：C
解析：蓝细菌和化能合成细菌属于生产者，寄生细菌属于消费者，它们都是原核生物，部分动物如蚯蚓和蜣螂等营腐生生活，是分解者，但不属于微生物，A、D错误；硝化细菌属于生产者，是通过化能合成作用制造有机物的，B错误。
1．辨析生态系统成分认识的误区 三类 “不一定”①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)②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)③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)两类 “一定”①生产者一定是自养生物，自养生物一定是生产者②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
2.生态系统中各成分的判断
考向二　结合食物链和食物网的分析，考查科学思维能力
[例3]　(2024·全国甲卷，5)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
答案：B
解析：分析题图可知，甲数量增加导致乙数量增加进而导致丙数量增加，甲数量下降导致乙数量下降进而导致丙数量下降，可见甲数量的变化会间接对丙数量产生影响，A错误；由A项分析可知，乙捕食甲，同时乙又被丙捕食，可见乙在该生态系统中既是捕食者又是被捕食者，B正确；由B项分析可知，乙捕食甲，丙捕食乙，故丙不可能是初级消费者，可能是次级消费者，C错误；由B项分析可知，乙捕食甲，丙捕食乙，则甲、乙、丙三者的能量流动方向是甲→乙→丙，D错误。
[例4]　如图表示一生态系统中生物种类间的相互关系。图中各种生物均生活在退潮后暴露出的岩石上，其中海藻、藤壶、贻贝和海葵固着于岩石表面，海星、石鳖和石槭则在岩石表面来回爬动找寻食物。图中的数字表示海星食物中各种类生物所占的比例(%)。以下分析错误的是(　　)
A．此食物网中属于次级消费者的有海星、荔枝螺、海葵
B．既有捕食关系又有种间竞争关系的种类是海星和荔枝螺
C．当除去全部海星一年后，石鳖、石槭数量增加
D．当除去全部海星一年后，藤壶成为优势种，进而导致石鳖、石槭数量减少
答案：C
解析：据题图分析，海藻和浮游植物是第一营养级，处于第三营养级的生物有海星、荔枝螺、海葵，A正确；海星和荔枝螺都以藤壶为食，有种间竞争关系，海星又可以捕食荔枝螺，是捕食关系，B正确；图中数字表示海星食物中各种类生物所占比例，从图中看出，藤壶提供了海星食物的64%，当海星被全部除去后，这部分藤壶得以生存，并迅速繁殖，占据大量岩石表面，从而使海藻在竞争中处于劣势，石鳖和石槭因食物减少而减少，C错误，D正确。
食物网中生物数量变化的分析与判断 (1)食物链的第一营养级生物数量减少，相关生物数量都减少，即出现连锁反应，因为第一营养级的生物是其他生物直接或间接的食物来源。 (2)“天敌”减少，被捕食者数量增加，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。 (3)“中间”营养级生物减少的情况，举例如下： 若青蛙突然减少，则以它为食的蛇将减少，鹰通过增加捕食兔和食草鸟，导致兔和食草鸟减少，因为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。
考向三　围绕能量流动过程及特点分析，考查科学思维能力
[例5]　(2024·黑吉辽，16)下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，下列叙述不正确的是(　　)
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属于呼吸作用散失的能量
C．E3占净初级生产量的36%
D．E3的产生过程是物质循环的必要环节
答案：A
解析：太阳每天输送到地球的能量大约只有1%以可见光的形式被生态系统的生产者通过光合作用转化成化学能，固定在它们所制造的有机物中。E是生产者固定的太阳能，为初级生产量，E1为净初级生产量，E2属于呼吸作用散失的热能，A错误，B正确；E3占净初级生产量的18×1010÷(50×1010)×100%＝36%，C正确；E3的产生过程是依靠分解者的分解作用实现的，是物质循环的必要环节，D正确。
[例6]　据调查我国长江口水域生态系统能量流动简图如图，图中数字为能量数值，单位t/(km2·a)，据图判断以下分析正确的是(　　)
A．此生态系统中生产者固定的总能量为911.6 t/(km2·a)
B．第三营养级输出的60.77 t/(km2·a)能量中包含第三营养级生物粪便中的能量
C．第三营养级到第四营养级的能量传递效率约为9.6%
D．长江口水域生态系统已达到相对稳定状态
答案：C
解析：由题图可知，911.6 t/(km2·a)为浮游植物流向第二营养级的能量，A错误；第三营养级输出的能量不包含第三营养级粪便中的能量，第三营养级粪便中的能量属于第二营养级同化的能量中流向分解者的能量，B错误；第三营养级到第四营养级的能量传递效率约为18.76÷195.07×100%≈9.6%，C正确；由于该生态系统的总生产量与总捕获量和总呼吸量之和比值大于1，说明输入该生态系统的能量大于输出的能量，即长江口水域生态系统向资源积累的方向发展，生态系统尚未发育成熟，未达到相对稳定的状态，D错误。
[例7]　下图中若黄雀的全部同化量来自两种动物——食草昆虫和螳螂，且它们各占一半，则当绿色植物增加G千克时，黄雀体重增加的千克数量最多是(　　)
A．G/125 B．G/100
C．G/75 D．G/50
答案：C
解析：假设黄雀增加体重最多(能量传递效率为20%)为x，由题意可知，黄雀的全部同化量来自两种动物，食草昆虫和螳螂各占一半，所以黄雀需要消耗的食草昆虫是x÷2÷20%＝2.5x，同理黄雀需要消耗的螳螂也是2.5x，而螳螂增重2.5x需要消耗的食草昆虫是2.5x÷20%＝12.5x，则相当于吃绿色植物(12.5x＋2.5x)÷20%＝75x。已知绿色植物增加G千克，所以75x＝G，x＝G/75，C符合题意。
1．流入某一营养级能量的来源和去路 (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： ①定量不定时(能量的最终去路) a．自身呼吸消耗。b.流入下一营养级(最高营养级除外)。c.被分解者分解利用。 ②定量定时 a．自身呼吸消耗。b.流入下一营养级(最高营养级除外)。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。 2．归纳概括两种常考能量流动模型 (1)第二营养级的能量流动过程模型 图中箭头①指的是摄入量，若没有箭头③，则①代表的是同化量。 (2)“拼图法”分析能量流动过程 ①W1、D1指相应营养级的同化量，B1、B2指相应营养级中未利用的能量。 ②图中各营养级用于生长、发育和繁殖的能量分别为B1＋C1＋D1、B2＋C2＋D2。 ③能量传递效率不会是100%。从上图可以看出，相邻两个营养级的传递效率等于D1/W1×100%，一般情况下，能量在相邻两个营养级间的传递效率为10%～20%。 ④利用“拼图法”可得关系式： 3．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%。
考向四　围绕生态金字塔的特点，考查科学思维
[例8]　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．前者为倒金字塔形，后者为倒金字塔形
答案：A
解析：夏季草原生态系统中牧草的数量远多于羊的数量，该生态系统的数量金字塔呈金字塔形；森林生态系统中乔木的数量远少于昆虫的数量，该生态系统的数量金字塔呈倒金字塔形，A正确。
考向五　围绕能量流动在实践中的应用，考查社会责任
[例9]　如图是一个农业生态系统模式图。关于该系统的叙述，错误的是(　　)
A．微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量
B．沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者
C．沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用
D．多途径利用农作物可提高该系统的能量利用率
答案：C
解析：沼气池中的微生物将有机物分解为无机物，是分解者，B正确；能量流动只能单向流动、逐级递减，不能循环利用，C错误；该模式提高了能量的利用率，使能量尽可能多地流向对人类最有益的部分，D正确。
[例10]　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846795 MJ/hm2，是植物实际光合量之和
B．第一、二营养级间能量传递效率是蚕和鱼同化量与植物净光合量之比
C．生产中用蚕粪喂鱼和塘泥肥田能够实现物质和能量的循环利用
D．该生产模式把单个生产系统优化组合，大大提高了系统生产力
答案：D
解析：输入该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能与鱼饲料等人工输入能量之和，桑和浮游植物固定的太阳能是846795 MJ/hm2，则输入该生态系统的总能量大于846795 MJ/hm2，A错误；第一、二营养级间的能量传递效率是蚕和鱼从植物获得的同化量与植物实际光合量之比，B错误；生产中用蚕粪喂鱼和塘泥肥田能够实现物质的循环利用和能量的多级利用，C错误。
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选择性必修2　生物与环境
第九单元　生物与环境
第3课时　生态系统的结构与能量流动
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。
目录
CONTENTS
02
经典考题训练
01
知识自主梳理
03
课时作业
01
知识自主梳理
一　生态系统的概述
1．概念：在一定空间内，由__________与它的___________相互作用而形成的统一整体，叫作生态系统。
2．范围：有大有小，地球上最大的生态系统是__________。
3．结构：由组成成分和__________ (食物链和食物网)构成。
4．功能：进行_____________________________。
5．生态系统的类型
(1)自然生态系统：可划分为________________、陆地生态系统。
(2) ________________：可分为农田生态系统、人工林生态系统、果园生态系统、城市生态系统等。
生物群落
非生物环境
生物圈
营养结构
物质循环、能量流动、信息传递
水域生态系统
人工生态系统
二　生态系统的结构
1．生态系统的组成成分及其相互关系
(1)组成成分
非生物的物质和能量
比较项目 实例 作用 同化类型
__________________________ 光、热、水、空气、无机盐等 为生物提供物质和能量，是生物群落赖以生存和发展的基础 —
生产者 ①__________：绿色植物、光合细菌 ②____________：硝化细菌 无机物→______；光能、无机物中的化学能→有机物中的化学能。生产者是生态系统的______ _______　
消费者 包括营____生活的生物和营_____生活的生物(如菟丝子) 加快生态系统的________；对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用 异养型
________ 营_____生活的微生物及腐食性的动物(如蚯蚓、蜣螂) 将动植物遗体、动物排遗物分解成无机物 ________
光合作用
化能合成作用
有机物
基石
自养型
捕食
寄生
物质循环
分解者
腐生
异养型
(2)生态系统各成分的相互关系
_______________是联系生物群落和非生物环境的两大“桥梁”。
生产者
物质和能量
生产者和分解者
2．生态系统的营养结构——食物链和食物网
(1)食物链：由生产者和消费者通过捕食关系形成食物链。
①食物链的起点一定是________，后面的都是________，终点是不被其他动物所食的动物(最高营养级)，不含_________________________________。
②营养级一般不超过五个，这是因为______________________________。
③食物链中体现的种间关系只有_______。
④某一营养级生物的含义是该营养级的__________，不代表单个生物个体，也不一定是一个生物种群。
生产者
消费者
分解者和非生物的物质和能量
能量沿食物链是逐级递减的
捕食
所有生物
(2)食物网
①概念：在一个生态系统中，________彼此相互交错连接成的复杂营养关系。
②形成原因：在生态系统中，一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物，而一种植食性动物既可能吃_________，也可能被_________________所食。
③特点：同一种消费者在不同食物链中，可以占据_______营养级。食物网体现的种间关系既有捕食关系又有种间竞争关系。
(3)食物链和食物网功能
①生态系统物质循环和能量流动就是沿着________________进行的。
②错综复杂的食物网是使生态系统保持_________的重要条件。一般认为，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力______。
食物链
多种植物
多种肉食性动物
不同
食物链和食物网
相对稳定
越强
三　生态系统的能量流动
1．能量流动的概念解析
生产者
食物链和食物网
化学能
热能
2．能量流经生态系统的过程
(1)第一营养级能量流动
(2)第二营养级能量流动过程分析
①输入该营养级的总能量是指图中的____。
②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__________________________________________。
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)＝______________________＋______________________＋___________________。
b
不属于
上一个营养级同化的能量中流向分解者的部分
呼吸消耗的能量(d)
用于生长、发育和繁殖的能量(e)
遗体残骸中的能量(h)
下一营养级摄入的能量(i)
未被利用的能量(j)
3．能量流动的特点
逆转
5
呼吸消耗
分解者
特别提醒　能量传递效率≠能量利用率
能量传递效率指由一个营养级流入下一个营养级的能量比例，大约是10%～20%，不能随意改变；但能量利用率可以人为改变，例如充分利用作物秸秆生产沼气就可以提高能量利用率。
4．研究能量流动的实践意义
(1)帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。
(2)帮助人们科学地规划和设计_____________，使能量得到_______的利用。
(3)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____________的部分。
人工生态系统
最有效
人类最有益
能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔
形状
每一阶含义 每一营养级生物所含______ 每一营养级_________的数目 每一营养级生物的________总干重
特点 正金字塔形 一般为正金字塔形 一般为正金字塔形
5．生态金字塔的类型、含义比较
能量
生物个体
有机物
象征含义 能量沿食物链流动过程中具有_________的特性 一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级______ 一般生物有机物的总干重沿营养级升高逐级递减
特殊形状 无 湖泊和开阔的海洋生态系统中会出现：
　
浮游植物→浮游和底栖动物
逐级递减
递减
1．“大鱼吃小鱼，小鱼吃小虾，小虾吃泥巴”，泥巴中的藻类属于第一营养级。( 　　)
2．土壤微生物可作为生态系统的分解者。(　　)
3．生产者、分解者是联系非生物的物质和能量与生物群落的桥梁，其中生产者是生态系统的基石。(　　)
4．食物网中两种生物间只能有一种种间关系。(　　)
5．生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大。(　　)
6．食物链纵横交错形成的复杂营养关系就是食物网。食物网的复杂程度取决于该生态系统中生物的数量。(　　)
×
√
√
√
×
×
7．太阳辐射到地球的能量就是输入生态系统的总能量。(　　)
8．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。(　　)
9．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。(　　)
10．每一营养级生物的同化量就是从上一营养级摄入的能量。(　　)
11．森林中生产者积累的有机物的能量总和即为输入该生态系统的总能量。
(　　)
12．越冬灰鹤粪便中的能量不属于其同化量的一部分。(　　)
13．果蔬等植物获取的物质和能量主要来自有机肥。(　　)
×
√
√
×
×
√
×
14．在食物链中，营养级越高，其同化的能量越少，原因是其通过呼吸作用消耗的能量太多。(　　)
15．鱼吃杂草，杂草同化能量中的10%～20%流入鱼体内。(　　)
16．生态金字塔都是上窄下宽的金字塔形。(　　)
17．在自然生态系统中，能量金字塔每一层代表了各营养级的能量值，根据能量单向流动、逐级递减的特点，能量金字塔一定是上窄下宽的正金字塔形。
(　　)
18．稻—蟹共作模式可实现物质和能量的循环利用。(　　)
19．硝化细菌是自养生物，属于生产者，破伤风杆菌是异养生物，属于分解者。(　　)
×
√
×
×
×
×
20．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。(　　)
21．在食物链中，营养级的位置越高，归属于这个营养级的能量通常越多。
(　　)
22．营养级是指处于食物链同一环节上同种生物的总和。(　　)
23．自然生态系统中的所有植物都属于生产者。(　　)
24．生态系统趋于稳定时，系统内的能量供给依然主要依赖外界。(　　)
25．食物链中的各营养级之间能量传递效率是相同的。(　　)
26．生物多样性提高后，某营养级的能量可全部流入下一营养级。(　　)
×
√
×
×
√
×
×
27．生态金字塔中每个营养级的生物均属于同一食物链。(　　)
28．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。
(　　)
29．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。(　　)
30．利用茶树废枝栽培灵芝，可提高能量的传递效率。(　　)
×
×
×
×
经典考题训练
02
考向一　结合生态系统的组成成分，考查生命观念
[例1]　有关下图的叙述错误的是(　　)
A．若该图表示一个群落，则丁为分解者
B．若甲为生产者，则甲一定是自养型生物
C．若该图表示食物网，则该食物网中共有3条食物链
D．若该图表示生态系统的四种组成成分，则应加上由丁到甲的箭头，并可确定甲是生产者
解析：群落包括一定区域内的所有生物种群，若题图表示群落，甲、乙、丙均指向丁，说明丁是分解者，A正确；生产者都是自养型生物，B正确；若该图表示食物网，则该食物网中共有4条食物链，分别是甲→丁、甲→乙→丁、甲→乙→丙→丁、甲→丙→丁，C错误；若该图表示生态系统的四种组成成分，则丁是非生物的物质和能量，应加上由丁到甲的箭头，并可确定甲是生产者，乙是消费者，丙是分解者，D正确。 　
[例2]　下列关于生态系统组成成分的叙述，正确的是(　　)
A．所有的生产者和消费者都是真核生物，所有的分解者都是微生物
B．所有的生产者都是通过光合作用制造有机物的
C．有的分解者是原核生物，有的分解者是真核生物
D．细菌在生态系统中只能是生产者或分解者
解析：蓝细菌和化能合成细菌属于生产者，寄生细菌属于消费者，它们都是原核生物，部分动物如蚯蚓和蜣螂等营腐生生活，是分解者，但不属于微生物，A、D错误；硝化细菌属于生产者，是通过化能合成作用制造有机物的，B错误。 　
1．辨析生态系统成分认识的误区
三类 “不一定” ①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)
②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)
③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)
两类 “一定” ①生产者一定是自养生物，自养生物一定是生产者
②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
2.生态系统中各成分的判断
考向二　结合食物链和食物网的分析，考查科学思维能力
[例3]　(2024·全国甲卷，5)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
解析：分析题图可知，甲数量增加导致乙数量增加进而导致丙数量增加，甲数量下降导致乙数量下降进而导致丙数量下降，可见甲数量的变化会间接对丙数量产生影响，A错误；由A项分析可知，乙捕食甲，同时乙又被丙捕食，可见乙在该生态系统中既是捕食者又是被捕食者，B正确；由B项分析可知，乙捕食甲，丙捕食乙，故丙不可能是初级消费者，可能是次级消费者，C错误；由B项分析可知，乙捕食甲，丙捕食乙，则甲、乙、丙三者的能量流动方向是甲→乙→丙，D错误。 　
[例4]　如图表示一生态系统中生物种类间的相互关系。
图中各种生物均生活在退潮后暴露出的岩石上，其中海藻、
藤壶、贻贝和海葵固着于岩石表面，海星、石鳖和石槭则在
岩石表面来回爬动找寻食物。图中的数字表示海星食物中
各种类生物所占的比例(%)。以下分析错误的是(　　)
A．此食物网中属于次级消费者的有海星、荔枝螺、海葵
B．既有捕食关系又有种间竞争关系的种类是海星和荔枝螺
C．当除去全部海星一年后，石鳖、石槭数量增加
D．当除去全部海星一年后，藤壶成为优势种，进而导致石鳖、石槭数量减少
解析：据题图分析，海藻和浮游植物是第一营养级，处于第三营养级的生物有海星、荔枝螺、海葵，A正确；海星和荔枝螺都以藤壶为食，有种间竞争关系，海星又可以捕食荔枝螺，是捕食关系，B正确；图中数字表示海星食物中各种类生物所占比例，从图中看出，藤壶提供了海星食物的64%，当海星被全部除去后，这部分藤壶得以生存，并迅速繁殖，占据大量岩石表面，从而使海藻在竞争中处于劣势，石鳖和石槭因食物减少而减少，C错误，D正确。
食物网中生物数量变化的分析与判断
(1)食物链的第一营养级生物数量减少，相关生物数量都减少，即出现连锁反应，因为第一营养级的生物是其他生物直接或间接的食物来源。
(2)“天敌”减少，被捕食者数量增加，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。
(3)“中间”营养级生物减少的情况，举例如下：
若青蛙突然减少，则以它为食的蛇将减少，鹰通过增加捕食兔和食草鸟，导致兔和食草鸟减少，因为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。
考向三　围绕能量流动过程及特点分析，考查科学思维能力
[例5]　(2024·黑吉辽，16)下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，下列叙述不正确的是(　　)
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属于呼吸作用散失的能量
C．E3占净初级生产量的36%
D．E3的产生过程是物质循环的必要环节
解析：太阳每天输送到地球的能量大约只有1%以可见光的形式被生态系统的生产者通过光合作用转化成化学能，固定在它们所制造的有机物中。E是生产者固定的太阳能，为初级生产量，E1为净初级生产量，E2属于呼吸作用散失的热能，A错误，B正确；E3占净初级生产量的18×1010÷(50×1010)×100%＝36%，C正确；E3的产生过程是依靠分解者的分解作用实现的，是物质循环的必要环节，D正确。
[例6]　据调查我国长江口水域生态系统能量流动简图如图，图中数字为能量数值，单位t/(km2·a)，据图判断以下分析正确的是(　　)
A．此生态系统中生产者固定的总能量为911.6 t/(km2·a)
B．第三营养级输出的60.77 t/(km2·a)能量中包含
第三营养级生物粪便中的能量
C．第三营养级到第四营养级的能量传递效率约
为9.6%
D．长江口水域生态系统已达到相对稳定状态
解析：由题图可知，911.6 t/(km2·a)为浮游植物流向第二营养级的能量，A错误；第三营养级输出的能量不包含第三营养级粪便中的能量，第三营养级粪便中的能量属于第二营养级同化的能量中流向分解者的能量，B错误；第三营养级到第四营养级的能量传递效率约为18.76÷195.07×100%≈9.6%，C正确；由于该生态系统的总生产量与总捕获量和总呼吸量之和比值大于1，说明输入该生态系统的能量大于输出的能量，即长江口水域生态系统向资源积累的方向发展，生态系统尚未发育成熟，未达到相对稳定的状态，D错误。
[例7]　下图中若黄雀的全部同化量来自两种动物——食草昆虫和螳螂，且它们各占一半，则当绿色植物增加G千克时，黄雀体重增加的千克数量最多是(　　)
A．G/125 B．G/100
C．G/75 D．G/50
解析：假设黄雀增加体重最多(能量传递效率为20%)为x，由题意可知，黄雀的全部同化量来自两种动物，食草昆虫和螳螂各占一半，所以黄雀需要消耗的食草昆虫是x÷2÷20%＝2.5x，同理黄雀需要消耗的螳螂也是2.5x，而螳螂增重2.5x需要消耗的食草昆虫是2.5x÷20%＝12.5x，则相当于吃绿色植物(12.5x＋2.5x)÷20%＝75x。已知绿色植物增加G千克，所以75x＝G，x＝G/75，C符合题意。
2．归纳概括两种常考能量流动模型
(1)第二营养级的能量流动过程模型
图中箭头①指的是摄入量，若没有箭头③，则①代表的是同化量。
(2)“拼图法”分析能量流动过程
①W1、D1指相应营养级的同化量，B1、B2指相应营养级中未利用的能量。
②图中各营养级用于生长、发育和繁殖的能量分别为B1＋C1＋D1、B2＋C2＋D2。
③能量传递效率不会是100%。从上图可以看出，相邻两个营养级的传递效率等于D1/W1×100%，一般情况下，能量在相邻两个营养级间的传递效率为10%～20%。
④利用“拼图法”可得关系式：
3．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%。
考向四　围绕生态金字塔的特点，考查科学思维
[例8]　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．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牧草的数量远多于羊的数量，该生态系统的数量金字塔呈金字塔形；森林生态系统中乔木的数量远少于昆虫的数量，该生态系统的数量金字塔呈倒金字塔形，A正确。　
考向五　围绕能量流动在实践中的应用，考查社会责任
[例9]　如图是一个农业生态系统模式图。关于该系统的叙述，错误的是
(　　)
A．微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量
B．沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者
C．沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用
D．多途径利用农作物可提高该系统的能量利用率
解析：沼气池中的微生物将有机物分解为无机物，是分解者，B正确；能量流动只能单向流动、逐级递减，不能循环利用，C错误；该模式提高了能量的利用率，使能量尽可能多地流向对人类最有益的部分，D正确。
[例10]　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846795 MJ/hm2，
是植物实际光合量之和
B．第一、二营养级间能量传递效率是蚕和鱼同
化量与植物净光合量之比
C．生产中用蚕粪喂鱼和塘泥肥田能够实现物质
和能量的循环利用
D．该生产模式把单个生产系统优化组合，大大提高了系统生产力
解析：输入该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能与鱼饲料等人工输入能量之和，桑和浮游植物固定的太阳能是846795 MJ/hm2，则输入该生态系统的总能量大于846795 MJ/hm2，A错误；第一、二营养级间的能量传递效率是蚕和鱼从植物获得的同化量与植物实际光合量之比，B错误；生产中用蚕粪喂鱼和塘泥肥田能够实现物质的循环利用和能量的多级利用，C错误。
课时作业
03
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★★ ★★ ★★ ★★★ ★★ ★★ ★★
对点 生态系统的组成 营养级 能量流动的过程 能量流动的过程 能量流动的特点 生态金字塔 能量流动过程及相关计算 能量流动过程及相关计算 食物网分析 食物网分析 能量流动过程及相关计算 食物链构建 生态系统的结构 研究能量流动的实践意义 生态系统的结构及能量流动
1．“西塞山前白鹭飞，桃花流水鳜鱼肥”“黄梅时节家家雨，青草池塘处处蛙”　……这些诗句描绘了荷塘的生动景致。下列叙述正确的是(　　)
A．从池塘边到池塘底部的生物高低错落有致，体现出群落的垂直结构
B．池塘中的生产者一定是自养生物，异养生物一定是消费者
C．池塘中的细菌不一定都是分解者
D．池塘中的动物、植物等生物构成池塘生态系统
解析：从池塘边到池塘底部的生物高低错落有致，体现出群落的水平结构，A错误；异养生物不一定是消费者，还可能是分解者，如腐生细菌，B错误；池塘中的细菌不一定都是分解者，有些细菌可能是生产者，如硝化细菌，C正确；池塘生态系统由生物群落和非生物环境组成，生物群落包括植物、动物和微生物，D错误。
2．(2023·全国甲卷，5)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
解析：某种动物在某条食物链中可能属于次级消费者，其在另一条食物链中可能属于三级消费者，即同种动物在不同食物链中可能属于不同营养级，A正确；绿色植物可通过光合作用制造有机物，属于生产者，其固定的能量来源于太阳，B正确；作为次级消费者的肉食性动物属于食物链的第三营养级，C错误；在生态系统中，能量只能从食物链的第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级，不可逆转，也不能循环流动，D正确。
3．南宋辛弃疾的《西江月·夜行黄沙道中》中“稻花香里说丰年，听取蛙声一片”。下列有关该稻田的说法错误的是(　　)
A．流经该生态系统的总能量大于水稻固定的太阳能总量
B．青蛙的摄食量减去自身呼吸消耗的能量是用于自身生长、发育、繁殖的能量
C．该生态系统中的蛙帮助人们合理调整能量流动方向，使能量更多的流向对人类最有益的部分
D．青蛙在该生态系统中可属于第三营养级
解析：流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，该生态系统的生产者不只有水稻，A正确；青蛙的摄食量减去粪便中的能量是同化量，同化量减去自身呼吸消耗的能量是用于自身生长、发育、繁殖的能量，B错误；蛙可捕食害虫，能帮助人们合理调整能量流动方向，使能量更多的流向对人类最有益的部分，C正确；该生态系统中存在水稻→害虫→青蛙的食物链，故青蛙可属于第三营养级，D正确。
4．如图表示在某生态系统中，能量流经第二营养级的示意图。下列对该图分析不合理的是(　　)
A．能量流动是伴随着物质利用进行的
B．图中甲为初级消费者同化的能量
C．该图不够完善，缺少甲中因呼吸作用以热能形式散失的能量
D．乙比甲的能量少的主要原因是甲的遗体残骸中的能量被分解者利用而未传递下去
解析：在生态系统的能量流动过程中，物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力，故能量流动是伴随着物质利用而进行的，A正确；由图可知，甲为初级消费者同化的能量，乙为初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量，因此该图不够完善，没有标出甲中因呼吸作用以热能形式散失的能量，B、C正确；乙比甲的能量少的主要原因是呼吸作用散失了大量能量，D错误。
5．下图表示某生态系统中，四种生物所同化的有机物的量占该生态系统有机物总量的比例，则这四种生物之间的食物关系最可能的是(　　)
解析：生态系统内的能量只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向下一个营养级，不能逆向流动，也不能循环流动。能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，生产者同化的能量最多。据图可知，甲同化的有机物的能量最多，乙和丙同化的有机物的能量相近，丁同化的有机物的能量最少。
6．下图是某研究性学习小组调查某水域生态系统后绘制的能量金字塔，其中P表示生产者，C表示消费者，D表示分解者，数字表示能量值；下表为C1营养级4种生物现存的生物量，每种生物仅占一个营养级。下列说法正确的是(　　)
A.该生态系统的结构在图中还缺少非生物的
物质和能量
B．图中涉及的营养级共4个，其中第一营养
级到第二营养级的能量传递效率约为10.7%
C．从表可知，该生态系统的优势种可能为Ⅱ
D．表中的4种生物的种间关系可能为种间竞争，也可能为捕食
物种 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
生物量/(g·m－2) 134 321 35 175
解析：生态系统的结构包括生态系统的组成成分、食物链和食物网，图①中只表示出组成成分中的生产者、消费者和分解者，A错误；图中P为生产者，处于第一营养级，同化能量是20810，C1是初级消费者，处于第二营养级，同化能量是6368，所以二者之间的能量传递效率约为30.6%，B错误；从表格中看出，Ⅱ的生物量最多，可能数量最多，可能是优势种，C正确；表中四种生物都是同一营养级，所以他们之间没有捕食关系，只有种间竞争关系，D错误。
物种 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
生物量/(g·m－2) 134 321 35 175
7．如表是某农田生态系统中田鼠种群摄食植物后能量流动情况，下列叙述错误的是(　　)
A.田鼠粪便量包含在其摄食量之中，属于生产者的同化量
B．田鼠同化的能量中约有35%用于其生长、发育和繁殖
C．田鼠摄食量减去粪便量和呼吸散失量即为同化量
D．田鼠遗体残骸中的能量属于田鼠的同化量
摄取量 粪便量 呼吸散失量
能量[J/(hm2·a)] 1.05×1010 3.50×109 4.55×109
解析：田鼠粪便量包含在其摄食量之中，属于生产者的同化量，A正确；田鼠用于其生长、发育和繁殖的能量所占比例为(1.05×1010－3.50×109－4.55×109)÷(1.05×1010－3.50×109)＝35%，B正确；田鼠摄食量减去粪便量即为同化量，C错误。　
摄取量 粪便量 呼吸散失量
能量[J/(hm2·a)] 1.05×1010 3.50×109 4.55×109
8．下图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图，图中数字为能量数值，单位是J/(m2·a)。下列叙述正确的是(　　)
A．该食物网中最高营养级为第四营养级
B．该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25%
C．太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1357 J/(m2·a)
D．该食物网中的能量在不同营养级之间循环流动
解析：根据图示分析可知，该食物网中存在3条食物链，浮游植物→浮游动物→幽蚊幼虫→太阳鱼→鲈鱼、浮游植物→浮游动物
→太阳鱼→鲈鱼、浮游植物→摇蚊幼虫→太阳鱼→鲈鱼，其中最高营养级为第五营养级，A错误；第一营养级同化的能量为31920 J/(m2·a)，第二营养级同化的能量为(3780＋4200) J/(m2·a)，再根据能量传递效率公式可知，第一营养级到第二营养级的能量传递效率为7980÷31920×100%＝25%，B正确；太阳鱼同化的能量为1483 J/(m2·a)，其能量有四个去向：自身呼吸作用消耗、流向下一营养级、被分解者分解、未被利用，因此呼吸作用消耗的能量小于1357 J/(m2·a)，C错误；能量流动的特点是单向流动、逐级递减，D错误。
9．如图为某水域中的部分食物链，下列叙述正确的是(　　)
A．图中虾与轮虫，海鸟与小鱼之间既存在捕食关系又存在种间竞争关系
B．若轮虫的数量减少，则浮游植物的能量会更多地直接流入虾，使其数量增加
C．浮游植物到栉水母的能量传递效率低于10%是由于呼吸散失了很多能量
D．若增加部分食物链，使得生物的食物充足，能提高能量利用率
解析：分析图可知，海鸟与小鱼不存在种间竞争关系，只存在捕食关系，A错误；若轮虫的数量减少，则浮游植物的能量会更多地直接流入虾，从而使其数量增加，B正确；浮游植物到栉水母的能量传递效率低于10%是由于浮游植物的同化量还流入了和栉水母同一营养级的其他生物种群内，C错误；增加部分食物链，使得生物的食物充足，不能提高能量利用率，只有增加能量利用的环节才能提高能量利用率，D错误。 　
10．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．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
C．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
D．若体长为6.5 cm的D种群增重1 kg，至少需要消耗第一营养级生物10 kg
解析：D捕食C，为捕食关系，C和D都捕食A和B，为种间竞争关系，故C和D之间的种间关系是种间竞争和捕食，A正确；池塘中的植物能实现水体净化，体现了生物多样性的间接价值，B错误；若池塘中投放大量体长小于2.8 cm的D种群，它们为100%的肉食性动物，而A、B为植物，不被D种群捕食，故一定时间内A、B数量会增加，C正确；若体长为6.5 cm的D种群增重1 kg，由于肉食性食物占25%，植食性食物占75%，故至少需要消耗第一营养级生物1×25%÷20%÷20%＋1×75%÷20%＝10 kg，D正确。
11．如图为地震毁损的某自然保护区人
为干预下恢复过程的能量流动图[单位为103 kJ/
(m2·a)]。下列说法错误的是(　　)
A．流经城市生态系统的总能量包括了城
市生态系统中的生产者固定的太阳能以及从外围的农田生态系统等补偿输入的能量
B．计算可知，肉食动物需补偿输入的能量值为5×103 kJ/(m2·a)
C．流经该生态系统的总能量是1.29×105 kJ/(m2·a)
D．在人为干预下，能量在第一营养级到第二营养级之间传递效率为14.6%
解析：城市生态系统虽然是人为建立的，但还是要依赖自然生态系统，其能量输入除生产者固定的太阳能外还有其他生态系统补偿输入的能量，才能维持平衡，A正确；肉食动物同化量为16－4－9－0.5＝2.5，所以需补偿输入量为(2.1＋5.1＋0.05＋0.25)－2.5＝5，B正确；流经该生态系统的总能量为23＋70＋3＋14＋2＋5＋12＝129，C正确；能量在第一营养级到第二营养级之间传递效率为14/(23＋70＋3＋14)×100%≈12.7%，D错误。[注：以上计算单位均为103 kJ/(m2·a)]
12．(2024·江西，9)假设某个稳定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，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(　　)
A.④③①② 　　　B．④②①③　　　　C．①③②④ 　　D．④①②③
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 — —
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；能量沿食物链流动的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。D符合题意。
13．18～19世纪，海獭曾因人类的猎杀导致濒临灭绝，直至海獭毛皮贸易被禁止，数量才逐渐恢复。为研究海獭对其所处生态系统的影响，研究人员进行了相关研究。
(1)某沿海海域中除了海獭外还有多种鱼类、贝类、海胆和海带等各种生物，此区域内所有生物的总和称为________。
群落
(2)研究者比较存在海獭和缺少海獭的生态系统鱼类多样性(如图1)，结果显示____________________________________________________________。
存在海獭的生态系统鱼类多样性高于缺少海獭的生态系统
(3)20世纪末，调查发现A群岛海獭的种群数量在逐渐减少(如图2)，这为研究海獭对海岸生态系统的其他生物的影响提供了自然实验。海带属于藻类植物，海胆的活动能力较弱，科研人员采用________法调查了该群岛中海带的数量和海胆的生物量，调查结果如图3、4，推测3种生物之间存在的一条食物链为___________________。
样方
海带→海胆→海獭
(4)综上分析，请解释出现图1所示现象的原因。_________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
由于存在海带→海胆→海獭这条食物链，当海獭数量减少时，海胆数量增加，使海带的数量减少，直接或间接为鱼类提供的食物减少，同时造成鱼类种间竞争压力大，最终导致鱼类生物多样性降低。
14．稻田养蟹是我国稻作区重要的生态农业模式。下图是稻蟹共生稻田生态系统结构简图。
(1)与单作稻田比，稻蟹共生稻田生态系统的________更复杂，因此其稳定性________。
营养结构
更高
(2)该稻蟹共生稻田生态系统的能量来源有__________。稻田引入河蟹，促进了能量的多级利用，使能量更多地流向对人类有益的部分，请写出一条能量传递途径并据此说明。
阳光、饵料
答案：单作稻田：阳光→杂草；稻蟹联合种养：阳光→杂草→河蟹。稻蟹联合种养生态系统中，能量流动增加了河蟹这一营养级，使杂草的能量更多地流向了河蟹——对人类有益的部分。
(3)为探究稻田养蟹对水稻产量和杂草密度的影响，进行了实验，结果如下表所示。
稻田引入河蟹后，水稻产量得到提高，可能的原因有_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ (请从两方面作出解释)。
杂草密度降低，减少了与水稻的竞争，水稻因而得到更多的光、CO2和无机盐用于生长；河蟹捕食稻田昆虫，减少了昆虫对水稻的取食和危害，增加了水稻产量；残饵经过微生物的分解作用，提高了土壤肥力(写出两点即可)
处理 杂草密度 (株·m－2) 水稻产量 (kg·hm－2)
养蟹、投饵 7.67 10495
不养蟹、不投饵 11.73 9665
(4)稻田养蟹有助于提高生态效益，请分析说明。________________________
_____________________________________________________________________。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　河蟹为水稻除虫、除草，减少了杀虫剂和除草剂的使用，有利于减轻农业污染，改善农业生态环境
处理 杂草密度 (株·m－2) 水稻产量 (kg·hm－2)
养蟹、投饵 7.67 10495
不养蟹、不投饵 11.73 9665
15．(2022·湖北，22)下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________。
分解者
不一定
1%～4%
(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____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
控制(减少)植食性动物的数量，使棉花固定的能量更多地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供生长需要的无机盐、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)②、③、④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，可通过合理密植、增施有机肥、喷淋降温等调控措施提高棉花产量，理由见答案。 　

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