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第47讲　生态系统的能量流动
　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，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。
考点1　生态系统的能量流动
一、能量流动概念的理解
—
　
—
　
—太阳能→有机物中的__________→热能
　
—
二、能量流动的过程
1．能量流经第一营养级的过程
2．能量流经第二营养级的过程
由图分析：
(1)输入该营养级的总能量是指图中的__________(填字母)。
(2)粪便中的能量(c)__________(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。
(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)＝________________________________＋________________________________＋未被利用的能量(j)。
1．(人教版选择性必修2 P55图3-5)在一定时间内，某生态系统中全部生产者固定的能量值为a，全部消费者所获得的能量值为b，全部分解者所获得的能量值为c，则a＞b＋c，原因是______________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
　摄入量≠同化量，摄入量－粪便中的能量才是同化量。动物的粪便无法被动物消化吸收，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。
3．能量流经生态系统的过程
三、能量流动的特点
1．
2．
2．(人教版选择性必修2 P55思考·讨论)流经某生态系统的能量________再回到该生态系统，原因是_______________________________________________。
四、生态金字塔的类型及特点
3．(链接人教版选择性必修2 P57旁栏思考)人类位于食物链的顶端，从能量金字塔分析，人口数量日益增长，对地球上现有的生态系统造成的影响是_______
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
五、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____________________，使能量得到最有效的利用。
3．帮助人们合理地调整生态系统中的________________关系，使能量持续高效地流向________________的部分。
1．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。 (　　)
2．每一营养级生物的同化量就是从上一营养级摄入的能量。 (　　)
3．果蔬等植物获取的物质和能量主要来自有机肥。 (　　)
4．稻蟹共作是以水稻为主体、适量放养蟹的生态种养模式。蟹的粪便作为水稻的肥料可实现物质和能量的循环利用。 (　　)
5．鱼吃杂草，杂草同化能量中的10%～20%流入鱼体内。 (　　)
6．一般来说，植物的总干重通常大于植食性动物的总干重。 (　　)
　生态农业系统设计中，稻—鸭—萍共作是其模式之一，萍可作为鸭的饲料，鸭控制稻田中的杂草和害虫，鸭粪用作稻的肥料，鸭蛋等禽制品为人所用。如图为相关能量流动示意图，序号表示该系统内部分能量的输入或输出过程。
(1)图中输入该生态系统的能量有哪些？图中所示能量最终不可能被人利用的是？(填数字)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
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(2)被鸭摄入但没有用于自身生长、发育和繁殖的能量包含在　　　　　(填数字)中。
(3)研究人员统计了一定时期内与图中害虫和鸭有关的能量，如下表所示：
编号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
能量相对值 4 000 300 200 100 1 000 100 300 100
据上表分析，该时期害虫到鸭的能量传递效率为多少？箭头⑧⑨所示能量之和比③⑥⑦之和小的原因是什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
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(4)稻—鸭—萍共作模式说明研究生态系统能量流动的意义是什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
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能量流动的过程、特点及应用
1．(链接人教版选择性必修2 P55－56图文信息)某稳定的生态系统某时刻第一、第二营养级的生物量分别为6 g/m2和30 g/m2，据此形成上宽下窄的生物量金字塔。该生态系统无有机物的输入与输出，下列说法错误的是(　　)
A．能量不能由第二营养级流向第一营养级
B．根据生物体内具有富集效应的金属浓度可辅助判断不同物种所处营养级的高低
C．流入分解者的有机物中的能量都直接或间接来自第一营养级固定的能量
D．第一营养级固定的能量可能小于第二营养级同化的能量
2．(不定项)(链接人教版选择性必修2 P60拓展应用)如图是两个农业生态系统的模式图。图 1中的农作物为人类提供的食物量、为家禽和家畜提供的饲料量，都与图2相同。下列说法错误的是(　　)
A．与图1相比，图2所示的生态系统更能提高能量的利用率
B．图1中家禽、家畜的粪肥可为农作物的生长提供必要的物质和能量
C．图2 主要体现了生态学的循环、整体原理
D．图中两个农业生态系统都不需要来自系统外的物质补充
生态金字塔的识别及分析
3．(链接人教版选择性必修2 P57－58图文信息)研究人员对某地“草→田鼠→鼬”的能量流动进行研究，得到能量金字塔如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．该能量金字塔以个体数量和生物量为指标来绘制
B．该能量金字塔可以显示各营养级之间的食物关系
C．由图可知，鼬既能从田鼠获得能量，也能从草获得能量
D．由图可知，田鼠的摄入量等于同化量、呼吸量和热量之和
4．(不定项)(链接人教版选择性必修2 P58图3-8及旁栏思考)生态金字塔用来表示生态系统中不同营养级的个体数、生物量、能量流动等情况。一般情况下，营养级低的数值比营养级高的要大，称为正置金字塔。反之，称为倒置金字塔。下列情况中会出现倒置的金字塔的有(　　)
A．生物量金字塔，生产者的生活史比消费者的要短得多
B．生物量金字塔，消费者的生活史比生产者的要短得多
C．个体数量金字塔，其生产者的个体生物量要比消费者的大得很多
D．能量金字塔，其初级消费者是一种占有绝对优势的生物
考点2　能量流动相关的模型及计算
一、理解能量流动的两种模型
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
(1)W1、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)各营养级用于生长、发育和繁殖的能量为B1＋C1＋D1或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：
二、能量流动的相关计算
1．能量传递效率的相关“最值”问题
若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递最低效率为10%，最高效率为20%。
(1)在食物链A→B→C→D中，则有
(2)在食物网中则有
2．具有人工能量输入的能量传递效率计算
人为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。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)×100%。
　当油菜叶片受到黄色菜粉蝶幼虫采食刺激后，会释放出化学物质吸引天敌龟纹瓢虫。科研人员对某块油菜田情况进行了研究，并对各营养级能量流动情况进行了定量分析。下表中甲、乙、丙表示食物链“油菜→黄色菜粉蝶幼虫→龟纹瓢虫”的三个营养级(不考虑其他生物)，R1、R2为对应的能量值，单位是103 kJ/(m2·a)，某一营养级的能量流动图解如下图所示。
营养级 A B C D
甲 44.0 95.0 R1 5.0
乙 6.3 R2 0.7 0.5
丙 9.5 11.0 14.0 1.5
(1)据图分析，D代表什么？其中黄色菜粉蝶幼虫流向D的能量贮存在哪里？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
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(2)分析上表数据可知，R2为多少？第一、第二营养级之间的能量传递效率为多少？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
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(3)用于植食性动物生长、发育和繁殖的能量为多少？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
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(4)当油菜叶片受到黄色菜粉蝶幼虫采食刺激后，会释放出化学物质吸引天敌龟纹瓢虫。这说明信息传递在生态系统中的作用是什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
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能量流动模型分析
1．(链接人教版选择性必修2 P54科学方法、P55图3-5)研究人员对某人工渔场进行调查，构建了该生态系统的能量流动模型(部分)，如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．流入该生态系统的能量包括生产者同化的能量和有机碎屑中的能量
B．营养级Ⅲ流向有机碎屑的能量属于上一营养级流入分解者的能量
C．所有营养级产生的有机碎屑可全部被营养级Ⅱ利用
D．营养级Ⅳ、Ⅴ之间的能量传递效率比营养级Ⅲ、Ⅳ之间的小
2．(链接人教版选择性必修2 P55图3-6)下图表示某人工鱼塘的能量流动图解，其中A～E为该生态系统的组成成分，a～e为能量值，a为A传递到B的能量，b为投放饲料中含有的能量。下列说法正确的是(　　)
A．B用于自身生长、发育和繁殖的能量为a＋b－c
B．若此生态系统受到含铅化合物的污染，则体内铅含量最高的生物是E
C．若将该人工鱼塘改良为桑基鱼塘的生产模式，则可大大提高能量的传递效率
D．若要分析该生态系统的结构，则需研究各种群在水平方向和垂直方向上的分布特点
能量流动的相关计算
3．(链接人教版选择性必修2 P56思考·讨论)某综合种养基地部分能量流动如图所示，其中X表示能量流动的去向之一，Y为能量数值，单位为J·cm-2·a-1，肉食性动物均作为第三营养级，忽略粪便中所含的能量。下列说法正确的是(　　)
A．生产者用于自身生长、发育和繁殖的能量是164.0 J·cm-2·a-1
B．植食性动物流向X的能量包含其遗体残骸和排泄物中的能量
C．第二营养级到第三营养级之间能量的传递效率是15%
D．肉食性动物传给下一营养级的能量Y为0.7 J·cm-2·a-1
4．(链接人教版选择性必修2 P59思维训练)研究人员对某森林生态系统一年内的能量流动进行了研究，结果如下表(单位：J·m-2·a-1)。根据表中信息，下列有关该生态系统的叙述正确的是(　　)
生产者 植食性动物 肉食性动物 分解者
流入能量 9.8×108 1.5×108 2.1×107 —
呼吸作用
A．肉食性动物处在食物链的第三营养级
B．相邻营养级间的能量传递效率都相同
C．初级消费者摄入的总能量是
D．该生态系统未利用的能量为
　　方向调整后的能量计算方法
若在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物中获得能量，计算某一生物获得的能量或需要某一生物提供的能量时，首先要注意某一生物“从不同食物链中获得能量的比例”，或某一生物“给不同生物提供能量的比例”，然后按照各个单独的食物链分别计算后合并。
(1)顺推法：能量流向调整，从前往后计算。即由植物后推，用“乘法”。
(2)逆推法：能量来源调整，从后往前计算。即由高营养级前推，用“除法”。
1．(不定项)(2024·黑、吉、辽卷)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属于未被利用的能量
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
2．(2023·山东卷)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/[×105 J/(m2·a)] 90 42 84 13.5 3
A．流经该生态系统的总能量为90×105 J/(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10.5×105 J/(m2·a)
D．初级消费者粪便中的能量为70.5×105 J/(m2·a)，该能量由初级消费者流向分解者
3．(2023·全国新课标卷节选)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，①②③表示生物的生命活动过程，其中①表示的能量是________________；②表示的能量是____________________________；③表示的能量是____________________。
(2)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________________________________________________________
___________________________________________________(答出一点即可)。
3 / 13课时分层作业(四十七)
1．A　2．D　3．C　4．C　
5．ABD　[该生态系统属于人工生态系统，流入该生态系统的总能量包括生产者固定的太阳能和饲料中的能量，A错误；据图无法得知初级消费者同化量中来自生产者的能量，故不能计算能量传递效率，B错误；初级消费者流入分解者的能量＝初级消费者遗体残骸流向分解者的能量＋次级消费者粪便中流向分解者的能量＝0.4＋0.2＝0.6×103 kJ/(m2·a)，C正确；第二营养级和第三营养级之间的能量传递效率是两者之间同化量的比值，其中第二营养级的同化量＝17＋4－0.5＝20.5×103 kJ/(m2·a)，第三营养级的同化量＝17＋4－0.5－6－11－0.4－0.2＝2.9×103 kJ/(m2·a)，两者之间的能量传递效率＝2.9/20.5×100%≈14.1%，D错误。]
6．B　[草同化量一部分用于呼吸作用，一部分用于生长、发育和繁殖，因此草同化量－呼吸量A是草用于自身生长、发育和繁殖的能量，A正确；虾的粪便量包含在草的同化量和饲料1中，B错误；罗汉鱼同化量中来自虾的有151.6×15.1%≈22.89 J·cm-2·a-1，故罗汉鱼同化量中约25.9－22.89≈3 J·cm-2·a-1来自饲料2，C正确；虾流向罗汉鱼的15.1%的能量并不全部来自草的同化量，还有一部分来自饲料1，D正确。]
7．ABD　[玉米的同化量为玉米通过光合作用固定的太阳能的总量，其数值为a，鸡的同化量＝鸡的摄入量－粪便量，其数值f＝d－j，A正确。玉米用于自身生长、发育和繁殖的能量即为净光合作用量，其数值为b，B正确。由食物网可知：鸡粪便中的能量属于玉米的同化量。依据能量流动的过程和图1和图2可推知：a＝b＋c、b＝e＋d，所以a＝c＋e＋d，f＝h＋i、h ＝g＋k，所以f＝g＋k＋i，C错误。若玉米向鸡和人提供能量的比例由1∶1调整为1∶4，能量传递效率按10%计算。假设玉米固定的太阳能总量为Y，调整前后传递给人的能量分别为M和N，依题意则有M＝1/2Y×10%＋1/2Y×10%×10%，N＝4/5Y×10%＋1/5Y×10%×10%，则N/M≈1.49。可见，调整后可供养的人口数量约是原来的1.49倍，D正确。]
8．C　[流经该湿地公园的总能量是污水中有机物的化学能和生产者固定的太阳能，A错误；B表示的是初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量，B错误；次级消费者(第三营养级)同化的能量＝次级消费者的摄入量－粪便量＝219－35＝184×10 kJ/(m2·a)，初级消费者(第二营养级)同化的量＝呼吸作用消耗的能量＋生长、发育和繁殖的能量＝423＋917＝1 340×10 kJ/(m2·a)，第二营养级到第三营养级的能量传递效率为184÷1 340×100%≈13.73%，C正确；生态系统的自我调节能力是有一定限度的，故该湿地公园并不可以很好地解决城市各种污水的处理问题，D错误。]
9．BCD　[若呈“J”形增长，最初数量为3 500个，每月增加1.23%，是增长率，则每月增长倍数为1.0123，半年后该地区福寿螺的种群数量为3 500×1.01236，A正确；第二营养级包括福寿螺和草鱼，F是草鱼的摄入量，第一营养级传递给草鱼的同化量为H，则第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率不是(G＋F)/A×100%，而是(G＋H)/A×100%，B错误；②③是传给脐橙的无机盐，能量不能传递给生产者，没有实现能量的多级利用，C错误；福寿螺活动能力弱，活动范围小，调查其种群密度适合用样方法，D错误。]
10．(除标注外，每空1分，共13分)(1)标记重捕　间接　(2)垂直　提高了能量的利用率　(3)生物种群的繁衍　自生、整体　组成成分和营养结构(2分)　用于自身的生长、发育和繁殖等生命活动，储存在植物体的有机物中(2分)　不同意。10%～20%指的是两个营养级之间的能量传递效率，不是两种生物之间的，草鱼还有部分能量流入鹭，野鸭体内能量不仅仅来自草鱼，还有来自其他食物的部分(或草鱼天敌不唯一或野鸭能量来源不唯一)，与营养级间的能量传递效率不矛盾(3分)
11．(除标注外，每空1分，共10分)(1)非密度　物质循环和能量流动　(2)太阳能和饵料有机物中的化学能　河蟹　(3)初级消费者用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量　17.6　(4)杂草密度降低，减少了与水稻的种间竞争，水稻因而得到更多的阳光、二氧化碳和无机盐用于生长；河蟹捕食稻田昆虫，减少昆虫对水稻的取食和危害，增加了水稻产量(2分)　可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入该生态系统的总能量(2分)
1 / 2第47讲　生态系统的能量流动
　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，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。
考点1　生态系统的能量流动
一、能量流动概念的理解
二、能量流动的过程
1．能量流经第一营养级的过程
2．能量流经第二营养级的过程
由图分析：
(1)输入该营养级的总能量是指图中的b(填字母)。
(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)＝呼吸作用以热能形式散失的能量(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)＝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．(人教版选择性必修2 P55图3-5)在一定时间内，某生态系统中全部生产者固定的能量值为a，全部消费者所获得的能量值为b，全部分解者所获得的能量值为c，则a＞b＋c，原因是______________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：生产者固定的能量a除了传递给消费者和分解者外，生产者自身还通过呼吸作用消耗了部分能量
　摄入量≠同化量，摄入量－粪便中的能量才是同化量。动物的粪便无法被动物消化吸收，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。
3．能量流经生态系统的过程
三、能量流动的特点
1．
2．
2．(人教版选择性必修2 P55思考·讨论)流经某生态系统的能量________再回到该生态系统，原因是_______________________________________________。
提示：不能　能量流动是单向的
四、生态金字塔的类型及特点
3．(链接人教版选择性必修2 P57旁栏思考)人类位于食物链的顶端，从能量金字塔分析，人口数量日益增长，对地球上现有的生态系统造成的影响是______
_____________________________________________________________________。
提示：人口数量增长，人类所需要的食物会更多，将不得不种植植物或养殖更多的农畜产品，会给地球上现有的生态系统带来更大的压力
五、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。
1．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。 (×)
提示：生产者固定的太阳能的总量为输入生态系统的总能量。
2．每一营养级生物的同化量就是从上一营养级摄入的能量。 (×)
提示：第一营养级生物的同化量一般是通过光合作用固定的太阳能，而第二营养级及其以上营养级生物的同化量等于从上一营养级摄入的能量减去粪便中的能量。
3．果蔬等植物获取的物质和能量主要来自有机肥。 (×)
提示：果蔬等植物获取的物质来自无机物，获取的能量来自太阳能。
4．稻蟹共作是以水稻为主体、适量放养蟹的生态种养模式。蟹的粪便作为水稻的肥料可实现物质和能量的循环利用。 (×)
提示：生态系统的能量流动是单向的，不能循环利用。
5．鱼吃杂草，杂草同化能量中的10%～20%流入鱼体内。 (×)
提示：10%～20%是相邻两个营养级之间的能量传递效率，不是两种生物之间的能量传递效率。
6．一般来说，植物的总干重通常大于植食性动物的总干重。 (√)
生态农业系统设计中，稻—鸭—萍共作是其模式之一，萍可作为鸭的饲料，鸭控制稻田中的杂草和害虫，鸭粪用作稻的肥料，鸭蛋等禽制品为人所用。如图为相关能量流动示意图，序号表示该系统内部分能量的输入或输出过程。
(1)图中输入该生态系统的能量有哪些？图中所示能量最终不可能被人利用的是？(填数字)
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：水稻、杂草和萍等生产者(通过光合作用)固定的能量和饲料中的能量；②⑧⑩
(2)被鸭摄入但没有用于自身生长、发育和繁殖的能量包含在_________(填数字)中。
提示：④⑤⑧
(3)研究人员统计了一定时期内与图中害虫和鸭有关的能量，如下表所示：
编号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
能量相对值 4 000 300 200 100 1 000 100 300 100
据上表分析，该时期害虫到鸭的能量传递效率为多少？箭头⑧⑨所示能量之和比③⑥⑦之和小的原因是什么？
_____________________________________________________________________。
提示：5%；部分能量流向人类，还有未利用的部分
(4)稻—鸭—萍共作模式说明研究生态系统能量流动的意义是什么？
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：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
能量流动的过程、特点及应用
1．(链接人教版选择性必修2 P55－56图文信息)某稳定的生态系统某时刻第一、第二营养级的生物量分别为6 g/m2和30 g/m2，据此形成上宽下窄的生物量金字塔。该生态系统无有机物的输入与输出，下列说法错误的是(　　)
A．能量不能由第二营养级流向第一营养级
B．根据生物体内具有富集效应的金属浓度可辅助判断不同物种所处营养级的高低
C．流入分解者的有机物中的能量都直接或间接来自第一营养级固定的能量
D．第一营养级固定的能量可能小于第二营养级同化的能量
D　[能量流动的特点是单向流动、逐级递减，能量不能由第二营养级流向第一营养级，A正确；依据生物富集，金属浓度沿食物链不断升高，故可辅助判断不同物种所处营养级的高低，B正确；第一营养级植物的残枝败叶中的有机物流入分解者、消费者的遗体残骸中的有机物流入分解者，流入生态系统的总能量来自生产者固定的太阳能总量，消费者通过捕食生产者获取能量，故流入分解者的有机物中的能量都直接或间接来自第一营养级固定的能量，C正确；该生态系统是稳定的生态系统，第一营养级固定的能量大于第二营养级同化的能量，D错误。]
2．(不定项)(链接人教版选择性必修2 P60拓展应用)如图是两个农业生态系统的模式图。图 1中的农作物为人类提供的食物量、为家禽和家畜提供的饲料量，都与图2相同。下列说法错误的是(　　)
A．与图1相比，图2所示的生态系统更能提高能量的利用率
B．图1中家禽、家畜的粪肥可为农作物的生长提供必要的物质和能量
C．图2 主要体现了生态学的循环、整体原理
D．图中两个农业生态系统都不需要来自系统外的物质补充
BD　[图2中人利用了生态系统中分解者的能量，实现了能量的多级、充分利用，提高了能量的利用率，A正确；家禽、家畜的粪肥可为农作物的生长提供必要的物质，但能量由太阳能提供，B错误；图2 主要体现了生态学的循环(无废弃物，物质充分利用)、整体原理(考虑经济和社会)，C正确；图1和图2中均有农作物，不断的输出农产品，不能实现物质循环自给自足，故图中两个农业生态系统都需要来自系统外的物质补充，D错误。]
生态金字塔的识别及分析
3．(链接人教版选择性必修2 P57－58图文信息)研究人员对某地“草→田鼠→鼬”的能量流动进行研究，得到能量金字塔如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．该能量金字塔以个体数量和生物量为指标来绘制
B．该能量金字塔可以显示各营养级之间的食物关系
C．由图可知，鼬既能从田鼠获得能量，也能从草获得能量
D．由图可知，田鼠的摄入量等于同化量、呼吸量和热量之和
B　[该能量金字塔以各营养级的能量为指标来绘制，A错误；能量流动具有单向流动、逐级递减的特点，该能量金字塔可以显示各营养级之间的食物关系，B正确；由“草→田鼠→鼬”可知，鼬只能从田鼠获得能量，C错误；田鼠的摄入量等于同化量加上粪便中的能量，D错误。]
4．(不定项)(链接人教版选择性必修2 P58图3-8及旁栏思考)生态金字塔用来表示生态系统中不同营养级的个体数、生物量、能量流动等情况。一般情况下，营养级低的数值比营养级高的要大，称为正置金字塔。反之，称为倒置金字塔。下列情况中会出现倒置的金字塔的有(　　)
A．生物量金字塔，生产者的生活史比消费者的要短得多
B．生物量金字塔，消费者的生活史比生产者的要短得多
C．个体数量金字塔，其生产者的个体生物量要比消费者的大得很多
D．能量金字塔，其初级消费者是一种占有绝对优势的生物
AC　[如海洋生态系统中浮游植物个体小、寿命短，且不断被浮游动物捕食，短时间内会出现浮游动物数量多于浮游植物，故如果短时间内测定生物量，则浮游动物的生物量可能高于浮游植物，因此生物量金字塔可能倒置，A正确，B错误；如果消费者的个体小而生产者的个体大，数量金字塔可能为上宽下窄型的倒置金字塔，例如树→虫，虫的数量多于树，C正确；能量流动的特点是单向流动、逐级递减，在初级消费者占有绝对优势的生态系统中，能量金字塔呈正金字塔形，D错误。]
考点2　能量流动相关的模型及计算
一、理解能量流动的两种模型
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
(1)W1、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)各营养级用于生长、发育和繁殖的能量为B1＋C1＋D1或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：
二、能量流动的相关计算
1．能量传递效率的相关“最值”问题
若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递最低效率为10%，最高效率为20%。
(1)在食物链A→B→C→D中，则有
(2)在食物网中则有
2．具有人工能量输入的能量传递效率计算
人为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。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)×100%。
当油菜叶片受到黄色菜粉蝶幼虫采食刺激后，会释放出化学物质吸引天敌龟纹瓢虫。科研人员对某块油菜田情况进行了研究，并对各营养级能量流动情况进行了定量分析。下表中甲、乙、丙表示食物链“油菜→黄色菜粉蝶幼虫→龟纹瓢虫”的三个营养级(不考虑其他生物)，R1、R2为对应的能量值，单位是103 kJ/(m2·a)，某一营养级的能量流动图解如下图所示。
营养级 A B C D
甲 44.0 95.0 R1 5.0
乙 6.3 R2 0.7 0.5
丙 9.5 11.0 14.0 1.5
(1)据图分析，D代表什么？其中黄色菜粉蝶幼虫流向D的能量贮存在哪里？
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：流入分解者的能量；黄色菜粉蝶幼虫遗体残骸和龟纹瓢虫粪便中
(2)分析上表数据可知，R2为多少？第一、第二营养级之间的能量传递效率为多少？
_____________________________________________________________________。
提示：6.5；20%
(3)用于植食性动物生长、发育和繁殖的能量为多少？
_____________________________________________________________________。
提示：26.5×103 kJ/(m2·a)
(4)当油菜叶片受到黄色菜粉蝶幼虫采食刺激后，会释放出化学物质吸引天敌龟纹瓢虫。这说明信息传递在生态系统中的作用是什么？
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定
能量流动模型分析
1．(链接人教版选择性必修2 P54科学方法、P55图3-5)研究人员对某人工渔场进行调查，构建了该生态系统的能量流动模型(部分)，如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．流入该生态系统的能量包括生产者同化的能量和有机碎屑中的能量
B．营养级Ⅲ流向有机碎屑的能量属于上一营养级流入分解者的能量
C．所有营养级产生的有机碎屑可全部被营养级Ⅱ利用
D．营养级Ⅳ、Ⅴ之间的能量传递效率比营养级Ⅲ、Ⅳ之间的小
D　[流入该生态系统的能量包括生产者同化的能量，以及人工投入的有机碎屑中的能量，A错误；营养级Ⅲ流向有机碎屑的能量是营养级Ⅲ同化量的一部分，属于营养级Ⅲ自身流入分解者的能量，B错误；所有营养级产生的有机碎屑流向营养级Ⅱ，其中只有一部分能量可以转化为营养级Ⅱ的同化量，C错误；营养级Ⅳ、Ⅴ之间的能量传递效率为4.964÷58.22×100%≈8.53%，营养级Ⅲ、Ⅳ之间的能量传递效率为58.22÷427.4×100%≈13.62%，所以营养级Ⅳ、Ⅴ之间的能量传递效率比营养级Ⅲ、Ⅳ之间的小，D正确。]
2．(链接人教版选择性必修2 P55图3-6)下图表示某人工鱼塘的能量流动图解，其中A～E为该生态系统的组成成分，a～e为能量值，a为A传递到B的能量，b为投放饲料中含有的能量。下列说法正确的是(　　)
A．B用于自身生长、发育和繁殖的能量为a＋b－c
B．若此生态系统受到含铅化合物的污染，则体内铅含量最高的生物是E
C．若将该人工鱼塘改良为桑基鱼塘的生产模式，则可大大提高能量的传递效率
D．若要分析该生态系统的结构，则需研究各种群在水平方向和垂直方向上的分布特点
A　[用于自身生长、发育和繁殖的能量＝同化量－呼吸作用消耗的能量，B用于自身生长、发育和繁殖的能量为a＋b－c，A正确；E为分解者，若此生态系统受到含铅化合物的污染，则体内铅含量最高的生物是食物链的最高级消费者，为D，B错误；若将该人工鱼塘改良为桑基鱼塘的生产模式，则可大大提高能量的利用率，但不能提高能量传递效率，C错误；若要分析该生态系统的结构，则需研究各群落在水平方向和垂直方向上的分布特点，D错误。]
能量流动的相关计算
3．(链接人教版选择性必修2 P56思考·讨论)某综合种养基地部分能量流动如图所示，其中X表示能量流动的去向之一，Y为能量数值，单位为J·cm-2·a-1，肉食性动物均作为第三营养级，忽略粪便中所含的能量。下列说法正确的是(　　)
A．生产者用于自身生长、发育和繁殖的能量是164.0 J·cm-2·a-1
B．植食性动物流向X的能量包含其遗体残骸和排泄物中的能量
C．第二营养级到第三营养级之间能量的传递效率是15%
D．肉食性动物传给下一营养级的能量Y为0.7 J·cm-2·a-1
D　[生产者用于自身生长、发育和繁殖的能量有一部分会流向下一营养级，有一部分会流向分解者，还有一部分未被利用。据图可知，X表示流向分解者的能量，因此，生产者用于自身生长、发育和繁殖的能量为95.0＋20.0＋5.0＝120.0 J·cm-2·a-1，A错误。植食性动物排泄物中的能量属于生产者的能量，B错误。据图可知，第二营养级的同化量为生产者传递的能量与人工投放的有机物中的能量之和：5.0＋20.0＝25.0 J·cm-2·a-1；第二营养级传递给第三营养级的能量为3.0 J·cm-2·a-1，因此，第二营养级到第三营养级之间能量的传递效率是3.0/25.0×100%＝12%，C错误。肉食性动物传给下一营养级的能量为11.0＋3.0－6.5－0.5－6.3＝0.7 J·cm-2·a-1，D正确。]
4．(链接人教版选择性必修2 P59思维训练)研究人员对某森林生态系统一年内的能量流动进行了研究，结果如下表(单位：J·m-2·a-1)。根据表中信息，下列有关该生态系统的叙述正确的是(　　)
生产者 植食性动物 肉食性动物 分解者
流入能量 9.8×108 1.5×108 2.1×107 —
呼吸作用 6.1×108 8.1×107 1.6×107 1.7×108
A．肉食性动物处在食物链的第三营养级
B．相邻营养级间的能量传递效率都相同
C．初级消费者摄入的总能量是1.5×108 J·m-2·a-1
D．该生态系统未利用的能量为1.03×108 J·m-2·a-1
D　[肉食性动物不一定捕食植食性动物，如也可捕食肉食性动物，因此肉食性动物不一定处在食物链的第三营养级，A错误；相邻营养级间的能量传递效率一般在10%～20%，相邻营养级间的能量传递效率不一定都相同，B错误；流入植食性动物的能量为初级消费者的同化量，摄入量＝同化量＋粪便量，因此初级消费者摄入的总能量应大于1.5×108 J·m-2·a-1，C错误；该生态系统未利用的能量＝生产者同化的能量－所有生物呼吸散失的能量＝9.8×108－6.1×108－8.1×107－1.6×107－1.7×108＝1.03×108 J·m-2·a-1，D正确。]
　　方向调整后的能量计算方法
若在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物中获得能量，计算某一生物获得的能量或需要某一生物提供的能量时，首先要注意某一生物“从不同食物链中获得能量的比例”，或某一生物“给不同生物提供能量的比例”，然后按照各个单独的食物链分别计算后合并。
(1)顺推法：能量流向调整，从前往后计算。即由植物后推，用“乘法”。
(2)逆推法：能量来源调整，从后往前计算。即由高营养级前推，用“除法”。
1．(不定项)(2024·黑、吉、辽卷)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属于未被利用的能量
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
CD　[E是生产者固定的太阳能，A错误；E2属于呼吸作用散失的热能，B错误；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。]
2．(2023·山东卷)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/[×105 J/(m2·a)] 90 42 84 13.5 3
A．流经该生态系统的总能量为90×105 J/(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10.5×105 J/(m2·a)
D．初级消费者粪便中的能量为70.5×105 J/(m2·a)，该能量由初级消费者流向分解者
C　[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＝132×105 J/(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，因此无法计算出该生态系统生产者到初级消费者的能量传递效率，B错误；初级消费者同化量为13.5×105 J/(m2·a)，初级消费者呼吸消耗的能量为3×105 J/(m2·a)，因此初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量＝同化量－呼吸消耗的能量＝10.5×105 J/(m2·a)，C正确；初级消费者粪便中的能量＝初级消费者摄入量－初级消费者同化量＝84－13.5＝70.5×105 J/(m2·a)，该能量由第一营养级流向分解者，D错误。]
3．(2023·全国新课标卷节选)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，①②③表示生物的生命活动过程，其中①表示的能量是________________；②表示的能量是_______________________；③表示的能量是____________________。
(2)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_________________________________________________________
_____________________________________________________(答出一点即可)。
[解析]　(1)据图可知，①是水鸟摄入减去粪便剩余的能量，故表示水鸟的同化量；②是①(水鸟的同化量)减去用于生长、发育和繁殖的能量，表示水鸟通过呼吸作用以热能形式散失的能量；③是流向分解者的能量。(2)鸟类的生存与环境密切相关，从保护鸟类的角度来看，游客在观赏水鸟时应注意的事项有：不破坏水鸟的生存环境(不丢弃废弃物、不污染水源)；远距离观赏而避免对其造成惊吓等。
[答案]　(1)水鸟的同化量　水鸟通过呼吸作用以热能形式散失的能量　流向分解者的能量　(2)不破坏水鸟的生存环境(或远距离观赏)
课时分层作业(四十七)　生态系统的能量流动
1．(2024·湖南长沙模拟)下表表示生态系统中某一营养级生物在一段时间内同化的能量的去向，相关叙述不正确的是(　　)
d．未被利用的 a．呼吸作用以热能形式散失的
b．流入下一营养级
c．流向分解者
A．a代表同化的能量中用于主动运输、合成蛋白质等生命活动的能量
B．c包括本营养级的遗体残骸及下一营养级排出的粪便中的能量
C．b＋c＋d表示该营养级生物用于生长、发育和繁殖的能量
D．若该营养级代表圈养的肉牛，圈养使流入下一营养级的能量增加
A　[用于主动运输、合成蛋白质等生命活动的能量属于用于生长、发育和繁殖的能量，a表示呼吸作用散失的热能，A错误；c包括本营养级的遗体残骸及下一营养级排出的粪便(属于上一营养级的能量)中的能量，B正确；b＋c＋d表示该营养级生物用于生长、发育和繁殖的能量，C正确；若该营养级代表圈养的肉牛，其呼吸作用以热能形式散失的能量要少一些，因此流入下一营养级的能量增加，D正确。]
2．(2024·广东茂名一模)养殖对虾后期，对虾淡化高产虾池的水体会发生严重的富营养化现象。研究人员对对虾的淡化高产养殖水体生态系统进行研究。下图表示对虾淡化高产虾池中的主要能量流动过程。下列叙述正确的是(　　)
A．对虾能量的主要来源是藻类固定的太阳能和食料
B．高产虾池中投入的食料对藻类的生长几乎没影响
C．浮游动物与对虾存在一定竞争应尽可能将其清除
D．高产虾池投入的食料中大部分能量没有流入对虾
D　[从主要的能量流动图可以看出对虾并没有从藻类获得能量，所以对虾几乎不食用藻类，A错误；投入的食料会被微生物分解成无机盐，对藻类生长产生重要影响，题干信息也明确虾池后期富营养化严重，B错误；虾池的富营养化是由于水体中N、P增加，藻类大量繁殖，浮游动物以藻类为食可以一定程度上缓解富营养化，C错误；对虾食用食料，同化效率较低，大部分食料成为水体的有机物，然后被细菌利用，所以食料中大部分能量没有流入对虾，D正确。]
3．(2024·广东深圳二模)如图为某生态系统中能量流经初级消费者的示意图，序号表示该部分的能量。下列叙述正确的是(　　)
A．①和②分别指初级消费者同化的能量和未利用的能量
B．散失的能量可以被生产者重新捕获而提高能量利用率
C．生产者的一部分能量经由初级消费者粪便流入分解者
D．减少该生态系统的营养级可以有效提高能量传递效率
C　[①和②分别指初级消费者同化的能量和用于自身生长、发育和繁殖的能量，A错误；散失的能量不可以再被利用，B错误；初级消费者粪便中的能量属于生产者的同化量，所以生产者的一部分能量经由初级消费者粪便流入分解者，C正确；减少该生态系统的营养级可以有效减少能量的散失，但不能提高能量的传递效率，D错误。]
4．(2024·辽宁沈阳一模)如图是一种沼气生态型果园的模式图，该生态模式能形成完整的循环体系，生产多种无公害食品，是一种切实可行的人工生态系统。在该生态系统中(　　)
A．猪处于食物网中的第二和第三营养级
B．猪、蔬菜、苹果树可从沼渣(液)中获取物质和能量
C．沼气池的建立能使物质得以循环利用并降低环境污染
D．生态果园提高了能量传递效率，使更多太阳能被有效利用
C　[猪吃饲料草和粮食，处于食物网中的第二营养级，A错误；猪可从沼渣(液)中获取物质和能量，蔬菜、苹果树不能从沼渣(液)中获取能量，只能获取其中的无机物，B错误；沼气池的建立能使物质得以循环利用并降低环境污染，实现了对能量的多级利用，C正确；生态果园提高了能量利用率，实现了物质和能量的多级利用，但不能提高能量传递效率，D错误。]
5．(不定项)(2024·山东德州期末)下图为某生态系统部分能量流动过程，其中数字代表能量数值[单位为103 kJ/(m2·a)]。下列说法错误的是(　　)
A．流入该生态系统的总能量为154×103 kJ/(m2·a)
B．第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为13.3%
C．初级消费者流入分解者的能量为0.6×103 kJ/(m2·a)
D．无法计算第二营养级和第三营养级之间的能量传递效率
ABD　[该生态系统属于人工生态系统，流入该生态系统的总能量包括生产者固定的太阳能和饲料中的能量，A错误；据图无法得知初级消费者同化量中来自生产者的能量，故不能计算能量传递效率，B错误；初级消费者流入分解者的能量＝初级消费者遗体残骸流向分解者的能量＋次级消费者粪便中流向分解者的能量＝0.4＋0.2＝0.6×103 kJ/(m2·a)，C正确；第二营养级和第三营养级之间的能量传递效率是两者之间同化量的比值，其中第二营养级的同化量＝17＋4－0.5＝20.5×103 kJ/(m2·a)，第三营养级的同化量＝17＋4－0.5－6－11－0.4－0.2＝2.9×103 kJ/(m2·a)，两者之间的能量传递效率＝2.9/20.5×100%≈14.1%，D错误。]
6．(2024·福建泉州模拟)下图是某池塘生态系统局部能量流动简图，以及能量在食物链“草→虾→罗汉鱼”中的流动和其传递效率的部分数据。下列叙述错误的是(　　)
A．草同化量－呼吸量A是草用于自身生长、发育和繁殖的能量
B．虾的粪便量包含在草的同化量813 J·cm-2·a-1中
C．罗汉鱼同化量中约3 J·cm-2·a-1属于同化饲料2所得
D．虾流向罗汉鱼的15.1%的能量并不全部来自草的同化量
B　[草同化量一部分用于呼吸作用，一部分用于生长、发育和繁殖，因此草同化量－呼吸量A是草用于自身生长、发育和繁殖的能量，A正确；虾的粪便量包含在草的同化量和饲料1中，B错误；罗汉鱼同化量中来自虾的有151.6×15.1%≈22.89 J·cm-2·a-1，故罗汉鱼同化量中约25.9－22.89≈3 J·cm-2·a-1来自饲料2，C正确；虾流向罗汉鱼的15.1%的能量并不全部来自草的同化量，还有一部分来自饲料1，D正确。]
7．(不定项)(2024·河北衡水模拟)以食物网为例，能量流经玉米和鸡的情况分别如图1和图2所示(字母表示能量值)。若能量传递效率按10%计算，下列叙述正确的是(　　)
A．玉米的同化量为a，鸡的同化量为f＝d－j
B．玉米用于自身生长、发育和繁殖的能量为b
C．鸡粪便中的能量属于玉米的同化量，推理a＝b＋c＋e＋d、f＝h＋g＋k＋i
D．若玉米向鸡和人提供能量的比例由1∶1调整为1∶4，可供养的人口数量约是原来的1.49倍
ABD　[玉米的同化量为玉米通过光合作用固定的太阳能的总量，其数值为a，鸡的同化量＝鸡的摄入量－粪便量，其数值f＝d－j，A正确。玉米用于自身生长、发育和繁殖的能量即为净光合作用量，其数值为b，B正确。由食物网可知：鸡粪便中的能量属于玉米的同化量。依据能量流动的过程和图1和图2可推知：a＝b＋c、b＝e＋d，所以a＝c＋e＋d，f＝h＋i、h ＝g＋k，所以f＝g＋k＋i，C错误。若玉米向鸡和人提供能量的比例由1∶1调整为1∶4，能量传递效率按10%计算。假设玉米固定的太阳能总量为Y，调整前后传递给人的能量分别为M和N，依题意则有M＝1/2Y×10%＋1/2Y×10%×10%，N＝4/5Y×10%＋1/5Y×10%×10%，则N/M≈1.49。可见，调整后可供养的人口数量约是原来的1.49倍，D正确。]
8．(2024·山东烟台一模)某城市为了解决城市生活污水问题，建立了一处湿地公园。下图是该生态系统中部分能量流动的示意图，数值表示能量[单位是10 kJ/(m2·a)]。下列说法正确的是(　　)
A．流经该湿地公园的总能量是污水中有机物的化学能
B．B代表初级消费者同化的能量及用于生命活动的能量
C．第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为13.73%
D．该湿地公园可以很好地解决城市各种污水的处理问题
C　[流经该湿地公园的总能量是污水中有机物的化学能和生产者固定的太阳能，A错误；B表示的是初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量，B错误；次级消费者(第三营养级)同化的能量＝次级消费者的摄入量－粪便量＝219－35＝184×10 kJ/(m2·a)，初级消费者(第二营养级)同化的量＝呼吸作用消耗的能量＋生长、发育和繁殖的能量＝423＋917＝1 340×10 kJ/(m2·a)，第二营养级到第三营养级的能量传递效率为184÷1 340×100%≈13.73%，C正确；生态系统的自我调节能力是有一定限度的，故该湿地公园并不可以很好地解决城市各种污水的处理问题，D错误。]
9．(不定项)(2024·山东德州模拟)福寿螺原产于巴西亚马逊河流域，引入我国后，在南方十多个省市大面积分布，造成了较为严重的生态灾害和不可估量的经济损失。为了实现“变害为宝”，有人设计了“水葫芦—草鱼—福寿螺”的养殖新模式，下图为该模式部分能量流动和物质循环示意图，有关叙述错误的是(　　)
A．假设福寿螺迁入某地区时呈“J”形增长，最初数量为3 500个，每月增加1.23%，则半年后该地区福寿螺的种群数量为3 500×1.01236
B．第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率为(G＋F)/A×100%
C．过程①②③实现了能量的多级利用，提高了能量的利用率
D．调查福寿螺种群密度的方法是标记重捕法
BCD　[若呈“J”形增长，最初数量为3 500个，每月增加1.23%，是增长率，则每月增长倍数为1.0123，半年后该地区福寿螺的种群数量为，A正确；第二营养级包括福寿螺和草鱼，F是草鱼的摄入量，第一营养级传递给草鱼的同化量为H，则第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率不是(G＋F)/A×100%，而是(G＋H)/A×100%，B错误；②③是传给脐橙的无机盐，能量不能传递给生产者，没有实现能量的多级利用，C错误；福寿螺活动能力弱，活动范围小，调查其种群密度适合用样方法，D错误。]
10．(13分)(2024·湖南长沙一模)洋湖湿地公园内绿化覆盖率高达90%。汇集了水杉、菖蒲、芦苇等1 300多种湿地植物，灰天鹅、白鹭等300多种鸟类。成为生态保护与城市人居和谐统一的典范。
(1)若想调查此处白鹭的种群密度，应该使用____________法。该湿地能调节气候、净化水质，这体现了生物多样性的________价值。
(2)若对湿地公园内土壤进行小动物丰富度的调查，取样深度不同，土壤中生物种类不同，这体现了群落的________结构。湿地公园周边大力推行生态农业，把农作物秸秆作为饲料喂牲畜，牲畜粪便进入沼气池等，从生态系统的能量流动角度分析，这样做的意义是______________________。
(3)某生物学兴趣小组根据湿地公园内部分调查对象构建了食物网。
①湿地中的挺水植物如荷花、菖蒲对光信息非常敏感，当日照时间达到一定长度时才会开花，这说明__________________离不开信息的传递。在对受污染后的湿地进行修复时，专家组选择了净化能力较强的多种水生植物并进行合理布设，同时考虑节省投资和维护成本，该做法主要遵循了生态工程建设的______________原理。
②湿地生态系统中的结构包括________________________。该生态系统中植物同化的能量一部分用于植物自身呼吸作用以热能形式散失，另一部分___________
_____________________________________________________________________。
在分析食物网中“水生植物→草鱼→野鸭”这条食物链时，测得一年中流经野鸭的能量为20 kJ，流经草鱼的能量为1 000 kJ，有同学认为这不符合能量流动10%～20%的传递效率。你是否同意他的观点并陈述理由：_________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[解析]　(1)白鹭属于动物，活动能力强，活动范围大，调查此处白鹭种群密度时可以使用标记重捕法；调节气候、净化水质等对生态环境的作用体现了生物多样性的间接价值。(2)取样深度不同，土壤中生物种类不同，这是在垂直方向上的分布，体现了群落的垂直结构。把农作物秸秆作为饲料喂牲畜，牲畜粪便进入沼气池等，从生态系统的能量流动角度分析，该过程提高了能量的利用率。(3)①湿地中的挺水植物如荷花、菖蒲对光信息非常敏感，当日照时间达到一定长度时才会开花，利于生物之间进行传粉，这说明生物种群的繁衍离不开信息的传递；结合题干“专家组选择了净化能力较强的多种水生植物并进行合理布设”该做法遵循了生态工程建设的自生原理，“同时考虑节省投资和维护成本”该做法兼顾了经济、生态的发展，遵循了生态工程建设的整体原理。②湿地生态系统中的结构包括组成成分和营养结构；植物同化的能量一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了，另一部分用于生产者的生长、发育和繁殖等生命活动，储存在植物体的有机物中。10%～20%指的是两个营养级之间的能量传递效率，不是两种生物之间的，草鱼还有部分能量流入鹭，野鸭体内能量不仅仅来自草鱼，还有来自其他食物的部分(草鱼天敌不唯一或野鸭能量来源不唯一)，与营养级间的能量传递效率不矛盾。
[答案]　(除标注外，每空1分，共13分)(1)标记重捕　间接　(2)垂直　提高了能量的利用率　(3)生物种群的繁衍　自生、整体　组成成分和营养结构(2分)　用于自身的生长、发育和繁殖等生命活动，储存在植物体的有机物中(2分)　不同意。10%～20%指的是两个营养级之间的能量传递效率，不是两种生物之间的，草鱼还有部分能量流入鹭，野鸭体内能量不仅仅来自草鱼，还有来自其他食物的部分(或草鱼天敌不唯一或野鸭能量来源不唯一)，与营养级间的能量传递效率不矛盾(3分)
11．(10分)(2024·山东临沂二模)稻田养蟹是我国稻作区重要的生态农业模式，操作简单易行、经济效益显著，符合人与自然和谐共生的发展要求。图1是稻蟹共生稻田生态系统的部分结构，图2是能量流经该稻田生态系统第二营养级的示意图，图中数值表示能量[单位：10 kJ/(m2·a)]。
(1)连续高温的气候使稻田中某种杂草种群数量明显下降，这种调节种群数量的因素属于__________制约因素。该稻田生态系统的______________________是沿着食物链和食物网进行的。
(2)据图1可知，输入该生态系统的能量形式有______________________。在“藻类→浮游生物→河蟹”的食物链中，浮游生物同化的能量可以通过自身的遗体残骸和________的粪便流向分解者。
(3)图2中，C代表______________________________________________________；第二营养级到第三营养级的能量传递效率是________%(保留小数点后一位)。
(4)与传统的稻田生态系统相比，该农业模式明显提高水稻产量，从种间关系的角度分析，可能的原因是_______________________________________________
______________________________________________________(答出两点即可)。
运用稻蟹综合种养的生态农业模式，体现了研究能量流动的意义是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[解析]　(1)连续高温的气候对稻田中某种杂草种群的作用强度与该种群的密度无关，这种调节种群数量的因素属于非密度制约因素。食物链和食物网是生态系统的营养结构，生态系统的物质循环和能量流动就是沿着这种渠道进行的。(2)据图1可知，稻田养蟹需要人工为蟹提供饵料，因此输入该生态系统的能量除了生产者固定的太阳能外，还有饵料中的化学能。动物粪便中的能量属于上一营养级的同化量，在“藻类→浮游生物→河蟹”的食物链中，浮游生物同化的能量可以通过自身的遗体残骸和河蟹的粪便流向分解者。(3)图2是能量流经该稻田生态系统第二营养级的示意图，C代表初级消费者用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量。第二营养级的同化量＝呼吸作用散失的能量＋用于生长、发育和繁殖的能量＝1 220＋1 280＝2 500×10 kJ/(m2·a)，第三营养级的同化量＝摄入量－粪便量＝500－60＝440×10 kJ/(m2·a)，因此第二营养级到第三营养级的能量传递效率是440÷2 500×100%＝17.6%。(4)稻田引入河蟹后，水稻产量得到提高的可能原因是河蟹以杂草和水稻的老黄叶为食，使杂草密度降低，减少了与水稻的种间竞争，水稻因而得到更多的阳光、二氧化碳和无机盐用于生长；河蟹捕食稻田昆虫，减少昆虫对水稻的取食和危害，增加了水稻产量。运用稻蟹综合种养的生态农业模式，充分地利用了空间和资源，其意义在于可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入该生态系统的总能量。
[答案]　(除标注外，每空1分，共10分)(1)非密度　物质循环和能量流动　(2)太阳能和饵料有机物中的化学能　河蟹　(3)初级消费者用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量　17.6　(4)杂草密度降低，减少了与水稻的种间竞争，水稻因而得到更多的阳光、二氧化碳和无机盐用于生长；河蟹捕食稻田昆虫，减少昆虫对水稻的取食和危害，增加了水稻产量(2分)　可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入该生态系统的总能量(2分)
(教师用书独具)
(不定项)(2024·河北沧州模拟)蚜虫是棉田中的主要害虫之一，寄生蜂是它的天敌，通过寄生蚜虫卵或幼虫对其数量进行控制。研究人员为研究棉田中蚜虫和不同寄生蜂之间的营养关系，利用PCR技术对僵蚜(初级寄生蜂将卵产于蚜虫体内，导致蚜虫死亡形成僵蚜)和各类寄生蜂进行了检测。从僵蚜中提取DNA样本，加入与四种蚜虫对应的引物进行PCR，扩增产物进行电泳。相同原理检测僵蚜中的初级寄生蜂和重寄生蜂结果如图。
下列分析错误的是(　　)
A．蚜虫C的能量全部被初级寄生蜂F和G同化
B．初级寄生蜂F的能量流向重寄生蜂I和K，能量非单向流动
C．棉田中不存在寄生蜂的天敌，寄生蜂种群呈“J”形增长
D．初级寄生蜂通过降低蚜虫的出生率、提高蚜虫的死亡率对其进行防治
ABC　[从电泳图可知，僵蚜1是蚜虫B，僵蚜2是蚜虫C；而僵蚜1中检测出初级寄生蜂F，说明初级寄生蜂F寄生在蚜虫B中，则能量从蚜虫B流向初级寄生蜂F，同理可知，蚜虫C的能量流向了初级寄生蜂F和G。最后一个电泳图中，僵蚜1中存在重寄生蜂I和K，则证明初级寄生蜂F的能量流向了重寄生蜂I和K，而僵蚜2中存在重寄生蜂I，则证明初级寄生蜂F和G的能量流向了重寄生蜂I。蚜虫C的能量只有一部分被初级寄生蜂F和G同化，A错误；重寄生蜂I和K属于同一营养级，初级寄生蜂F的能量流向重寄生蜂I和K，属于能量由一个营养级流向下一营养级，仍属于单向流动，B错误；棉田中不存在寄生蜂的天敌，但会有其他因素限制它的增长，因此寄生蜂种群呈“S”形增长，C错误；寄生蜂是蚜虫的天敌，通过寄生蚜虫卵或幼虫对其数量进行控制，因此寄生蜂是通过降低蚜虫的出生率、提高蚜虫的死亡率对其进行防治的，D正确。]
1 / 26课时分层作业(四十七)　生态系统的能量流动
(建议用时：40分钟；本套共11小题，共45分。第1～7小题，每小题2分；第8～9小题，每小题4分；第10小题13分；第11小题10分。)
1．(2024·湖南长沙模拟)下表表示生态系统中某一营养级生物在一段时间内同化的能量的去向，相关叙述不正确的是(　　)
d．未被利用的 a．呼吸作用以热能形式散失的
b．流入下一营养级
c．流向分解者
A．a代表同化的能量中用于主动运输、合成蛋白质等生命活动的能量
B．c包括本营养级的遗体残骸及下一营养级排出的粪便中的能量
C．b＋c＋d表示该营养级生物用于生长、发育和繁殖的能量
D．若该营养级代表圈养的肉牛，圈养使流入下一营养级的能量增加
2．(2024·广东茂名一模)养殖对虾后期，对虾淡化高产虾池的水体会发生严重的富营养化现象。研究人员对对虾的淡化高产养殖水体生态系统进行研究。下图表示对虾淡化高产虾池中的主要能量流动过程。下列叙述正确的是(　　)
A．对虾能量的主要来源是藻类固定的太阳能和食料
B．高产虾池中投入的食料对藻类的生长几乎没影响
C．浮游动物与对虾存在一定竞争应尽可能将其清除
D．高产虾池投入的食料中大部分能量没有流入对虾
3．(2024·广东深圳二模)如图为某生态系统中能量流经初级消费者的示意图，序号表示该部分的能量。下列叙述正确的是(　　)
A．①和②分别指初级消费者同化的能量和未利用的能量
B．散失的能量可以被生产者重新捕获而提高能量利用率
C．生产者的一部分能量经由初级消费者粪便流入分解者
D．减少该生态系统的营养级可以有效提高能量传递效率
4．(2024·辽宁沈阳一模)如图是一种沼气生态型果园的模式图，该生态模式能形成完整的循环体系，生产多种无公害食品，是一种切实可行的人工生态系统。在该生态系统中(　　)
A．猪处于食物网中的第二和第三营养级
B．猪、蔬菜、苹果树可从沼渣(液)中获取物质和能量
C．沼气池的建立能使物质得以循环利用并降低环境污染
D．生态果园提高了能量传递效率，使更多太阳能被有效利用
5．(不定项)(2024·山东德州期末)下图为某生态系统部分能量流动过程，其中数字代表能量数值[单位为103 kJ/(m2·a)]。下列说法错误的是(　　)
A．流入该生态系统的总能量为154×103 kJ/(m2·a)
B．第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为13.3%
C．初级消费者流入分解者的能量为0.6×103 kJ/(m2·a)
D．无法计算第二营养级和第三营养级之间的能量传递效率
6．(2024·福建泉州模拟)下图是某池塘生态系统局部能量流动简图，以及能量在食物链“草→虾→罗汉鱼”中的流动和其传递效率的部分数据。下列叙述错误的是(　　)
A．草同化量－呼吸量A是草用于自身生长、发育和繁殖的能量
B．虾的粪便量包含在草的同化量813 J·cm-2·a-1中
C．罗汉鱼同化量中约3 J·cm-2·a-1属于同化饲料2所得
D．虾流向罗汉鱼的15.1%的能量并不全部来自草的同化量
7．(不定项)(2024·河北衡水模拟)以食物网为例，能量流经玉米和鸡的情况分别如图1和图2所示(字母表示能量值)。若能量传递效率按10%计算，下列叙述正确的是(　　)
A．玉米的同化量为a，鸡的同化量为f＝d－j
B．玉米用于自身生长、发育和繁殖的能量为b
C．鸡粪便中的能量属于玉米的同化量，推理a＝b＋c＋e＋d、f＝h＋g＋k＋i
D．若玉米向鸡和人提供能量的比例由1∶1调整为1∶4，可供养的人口数量约是原来的1.49倍
8．(2024·山东烟台一模)某城市为了解决城市生活污水问题，建立了一处湿地公园。下图是该生态系统中部分能量流动的示意图，数值表示能量[单位是10 kJ/(m2·a)]。下列说法正确的是(　　)
A．流经该湿地公园的总能量是污水中有机物的化学能
B．B代表初级消费者同化的能量及用于生命活动的能量
C．第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为13.73%
D．该湿地公园可以很好地解决城市各种污水的处理问题
9．(不定项)(2024·山东德州模拟)福寿螺原产于巴西亚马逊河流域，引入我国后，在南方十多个省市大面积分布，造成了较为严重的生态灾害和不可估量的经济损失。为了实现“变害为宝”，有人设计了“水葫芦—草鱼—福寿螺”的养殖新模式，下图为该模式部分能量流动和物质循环示意图，有关叙述错误的是(　　)
A．假设福寿螺迁入某地区时呈“J”形增长，最初数量为3 500个，每月增加1.23%，则半年后该地区福寿螺的种群数量为3 500×1.01236
B．第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率为(G＋F)/A×100%
C．过程①②③实现了能量的多级利用，提高了能量的利用率
D．调查福寿螺种群密度的方法是标记重捕法
1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 ＋0.5
10．(13分)(2024·湖南长沙一模)洋湖湿地公园内绿化覆盖率高达90%。汇集了水杉、菖蒲、芦苇等1 300多种湿地植物，灰天鹅、白鹭等300多种鸟类。成为生态保护与城市人居和谐统一的典范。
(1)若想调查此处白鹭的种群密度，应该使用____________法。该湿地能调节气候、净化水质，这体现了生物多样性的________价值。
(2)若对湿地公园内土壤进行小动物丰富度的调查，取样深度不同，土壤中生物种类不同，这体现了群落的________结构。湿地公园周边大力推行生态农业，把农作物秸秆作为饲料喂牲畜，牲畜粪便进入沼气池等，从生态系统的能量流动角度分析，这样做的意义是______________________。
(3)某生物学兴趣小组根据湿地公园内部分调查对象构建了食物网。
①湿地中的挺水植物如荷花、菖蒲对光信息非常敏感，当日照时间达到一定长度时才会开花，这说明__________________离不开信息的传递。在对受污染后的湿地进行修复时，专家组选择了净化能力较强的多种水生植物并进行合理布设，同时考虑节省投资和维护成本，该做法主要遵循了生态工程建设的______________原理。
②湿地生态系统中的结构包括______________________。该生态系统中植物同化的能量一部分用于植物自身呼吸作用以热能形式散失，另一部分
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
在分析食物网中“水生植物→草鱼→野鸭”这条食物链时，测得一年中流经野鸭的能量为20 kJ，流经草鱼的能量为1 000 kJ，有同学认为这不符合能量流动10%～20%的传递效率。你是否同意他的观点并陈述理由：_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 ＋0.5
11．(10分)(2024·山东临沂二模)稻田养蟹是我国稻作区重要的生态农业模式，操作简单易行、经济效益显著，符合人与自然和谐共生的发展要求。图1是稻蟹共生稻田生态系统的部分结构，图2是能量流经该稻田生态系统第二营养级的示意图，图中数值表示能量[单位：10 kJ/(m2·a)]。
(1)连续高温的气候使稻田中某种杂草种群数量明显下降，这种调节种群数量的因素属于__________制约因素。该稻田生态系统的______________________是沿着食物链和食物网进行的。
(2)据图1可知，输入该生态系统的能量形式有________________________。在“藻类→浮游生物→河蟹”的食物链中，浮游生物同化的能量可以通过自身的遗体残骸和________的粪便流向分解者。
(3)图2中，C代表______________________________________________________；第二营养级到第三营养级的能量传递效率是________%(保留小数点后一位)。
(4)与传统的稻田生态系统相比，该农业模式明显提高水稻产量，从种间关系的角度分析，可能的原因是_____________________________________________
______________________________________________________(答出两点即可)。
运用稻蟹综合种养的生态农业模式，体现了研究能量流动的意义是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
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