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(共43张PPT)
第44讲生态系统的结构与能量流动
内容索引
NEIRONGSUOYIN
考点二
生态系统的能量流动
生态系统的结构
考点一
生态系统的结构
考点一
梳理 必备知识
1.生态系统的组成成分
(1)组成成分:非生物的物质和能量、 、 、 。
生产者
消费者
分解者
(2)三种生物成分的比较
自养
腐生细菌
和真菌
物质
循环
(3)生态系统的结构模型
和 是联系生物群落和非生物环境的两大“桥梁”。
非生物的物质和能量
生产者
消费者
分解者
生产者
分解者
2. 生态系统的营养结构——食物链和食物网
(1)食物链
生产者
消费者
自然选择
(2)食物网
营养级
营养结构
拾遗 挖掘
(选择性必修2 P52“概念检测”)在果园中种草,有助于果园生态系统抵抗外界干扰,原因是种草后,果园中生物的种类增加,食物网更复杂,抵抗外界干扰的能力更强。
根据信息构建食物链(网)的方法
(1)根据种群数量变化曲线图构建
归纳提升
(2)根据所含能量(生物量)构建
①分析依据:根据相邻营养级间能量传递效率为10%~20%,可推测能量相差在5倍以内,很可能为同一营养级。
②分析结果:
图2生物可形成一条食物链:丙→甲→乙→丁。
图3生物可形成食物网:
③分析表格:
表格中Pg表示生物同化作用固定能量的总量,根据能量多少和传递效率为10%~20%,可以确定食物链为B→D→A→C。
营养级 A B C D
Pg/103 kJ 15.9 870.7 1.9 141.0
(3)根据生物体内有害物质的浓度“由少到多”构建食物链(网)。
①分析依据:生物的富集作用。重金属、农药等有害物质被生物体吸收后难以排出,所以此类物质会随着食物链逐级积累,即营养级越高的个体中含有有害物质的量越多,其含量往往是上一营养级个体含量的5~10倍。
②分析结果:
生物体 A B C D E
有机汞浓度/ppm 0.06 7 0.51 68 0.39
精练 迁移应用
考向1　生态系统成分的判断
1.下列有关生态系统组成成分的叙述,正确的是(　　)
A.太阳光来源于地球以外,不属于生态系统的成分
B.蚯蚓是需氧生物,在生态系统中属于消费者
C.病毒是异养生物,在生态系统中属于分解者
D.硝化细菌是自养生物,在生态系统中属于生产者
D
解析:太阳光属于生态系统中的非生物的物质和能量,A错误;蚯蚓是需氧生物,在生态系统中属于分解者,B错误;病毒是异养生物,营寄生生活,在生态系统中属于消费者,C错误;硝化细菌是自养生物,在生态系统中属于生产者,D正确。
考向2　食物链和食物网的分析及其构建
2.(2026·安徽芜湖模拟)如图表示某草原生态系统中的食物网。下列叙述正确的是(　　)
A.图中存在3条食物链,鹰属于第三、第四和第五营养级
B.该生态系统组成成分包括图示中的生物成分与非生物的物质
C.如果鼠种群的死亡率上升,则鼠种群的数量将会下降
D.如果蛇从该生态系统中消失,理论上鹰的环境容纳量会变大
D
解析:据题图分析,该食物网共有3条食物链,分别是植物→兔→鹰,植物→鼠→鹰,植物→鼠→蛇→鹰。由3条食物链可知,鹰属于第三、第四营养级,A错误;草原生态系统组成成分中除食物链的生物成分外,还包括分解者和非生物的物质和能量,B错误;影响种群数量变化的因素有出生率和死亡率、迁入率和迁出率等,仅死亡率上升不能确定种群数量一定会下降,比如出生率仍大于死亡率,则种群数量上升,C错误;如果蛇从该生态系统中消失,食物链缩短,传递到鹰的能量增多,理论上鹰的环境容纳量会变大,D正确。
3.(2024·江西卷,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
D
解析:根据流经生物的能量判断④的营养级低,③的营养级高;根据生物体内镉浓度判断①的营养级低,②的营养级高;根据生物承受的捕食压力指数推测①的营养级低于③。综合判断4种生物在食物链中的排序是④①②③,A、B、C错误,D正确。
生态系统的能量流动
考点二
梳理 必备知识
1.能量流动的概念
生态系统中能量的 的过程,称为生态系统的能量流动。
输入、传递、转化和散失
太阳能
生产者
食物链和食物网
热能
2.能量流动的过程
(1)第一营养级能量流动
(2)第二营养级及其后营养级能量流动
同化量
由图分析得到
①初级消费者摄入量=初级消费者的同化量+ 。
②同化量=呼吸作用散失的能量+ 。
③用于生长、发育和繁殖的能量=遗体残骸被分解者利用的能量+
+暂时未被利用的能量。
粪便量
用于生长、发育和繁殖的能量
下一级消费者同化量
3.能量流动的特点
低
高
热能
10%~20%
同化量
呼吸消耗
分解者
4.生态金字塔
项目 能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔
概念 将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为相应面积(或体积)的图形,并将图形按照营养级的次序排列形成的一个金字塔图形 如果金字塔中表示的是各个营养级 (每个营养级所容纳的有机物的总干重)之间的关系,就形成生物量金字塔 如果金字塔中表示的是各个营养级的__________
________关系,就形成数量金字塔
生物量
生物个体的
数目比值
项目 能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔
形状
象征 含义 能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性 一般生物有机物的总干重沿食物链升高而逐级递减 一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减
特点 通常呈正金字塔形 大多数为正金字塔形 一般为正金字塔形
拾遗 挖掘
(选择性必修2 P58“旁栏思考”)在海洋生态系统中,浮游植物个体小,寿命短,又会不断被浮游动物吃掉,因而某一时间调查到的浮游植物的生物量可能要低于浮游动物的生物量,这时就出现了上宽下窄的倒置金字塔形。
5.研究能量流动的实践意义
(1)帮助人们将生物 ,增大流入某个生态系统的总能量。
(2)帮助人们科学地规划、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 ,使能量持续高效地流向 。
在时间、空间上进行合理配置
调整生态系统中的能量流动关系
对人类最有益的部分
1.“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、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:
W1=A1+B1+C1+D1=A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2
归纳提升
2.能量传递效率≠能量利用率
(1)能量传递效率
能量在沿食物链流动的过程中逐级递减,若以“营养级”为单位,能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%~20%。
(2)能量利用率
①一般指流入最高营养级(或人类)的能量占生产者固定总能量的比值;②一般来说,食物链越短,能量利用率越高;③有时考虑分解者的参与,使营养结构更加复杂,以实现能量的多级利用,从而提高能量利用率。
精练 迁移应用
考向1　能量流动的过程分析
1.(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·m-2·a-1) 90 42 84 13.5 3
A.流经该生态系统的总能量为90×105 J·m-2·a-1
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·m-2·a-1
D.初级消费者粪便中的能量为70.5×105J·m-2·a-1,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,则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)×105=132×105 J·m-2·a-1,A错误;表格中没有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;初级消费者的同化量为13.5×105 J·m-2·a-1,初级消费者呼吸消耗的能量为3×105 J·m-2·a-1,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=(13.5-3)×105 J·m-2·a-1=10.5×105 J·m-2·a-1,C正确;初级消费者摄入量包括粪便量和初级消费者同化量,所以初级消费者粪便中能量为(84-13.5)×105 J·m-2·a-1=70.5×105 J·m-2·a-1,该能量由生产者流向分解者,D错误。
考向2　能量流动的特点、意义及生态金字塔的理解
2.(2025·甘肃卷,14)正确认识与理解生态系统的能量流动规律,对合理保护与利用生态系统有重要意义。下列叙述正确的是(　　)
A.提高传递效率就能增加营养级的数量
B.呼吸作用越大,能量的传递效率就越大
C.生物量金字塔也可以出现上宽下窄的情形
D.能流的单向性决定了人类不能调整能量流动关系
C
解析:能量传递效率一般是固定的,为10%~20%,不能提高,而且营养级的数量主要取决于生态系统中的能量总量等因素,A错误;摄入量=同化量+粪便量,同化量=呼吸作用散失+用于自身生长、发育和繁殖的能量,而传递效率等于相邻两营养级同化量之比,与呼吸作用无直接关系,B错误;生物量金字塔是按照各营养级生物的总生物量绘制而成的,在一些特殊情况下,比如海洋生态系统中,由于浮游植物个体小、寿命短,且不断被浮游动物捕食,可能会出现生物量金字塔上宽下窄的情形,C正确;人类可以通过合理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,比如合理确定草场的载畜量、对农作物进行合理密植等,
D错误。
3.(2024·江苏卷,4)为了防治莲藕食根金花虫,研究者在藕田套养以莲藕食根金花虫为食的泥鳅、黄鳝,并开展相关研究,结果见表。下列相关叙述错误的是
(　　)
A.混合套养更有利于防治莲藕食根金花虫、提高藕增产率
B.3种套养方式都显著提高了食物链相邻营养级的能量传递效率
C.混合套养中泥鳅和黄鳝因生态位重叠而存在种间竞争关系
D.生物防治优化了生态系统的能量流动方向,提高了经济效益和生态效益
套养方式 莲藕食根金花虫防治率/% 藕增产率/%
单独套养泥鳅 81.3 8.2
单独套养黄鳝 75.7 3.6
混合套养泥鳅和黄鳝 94.2 13.9
B
解析:由表可知,混合套养泥鳅和黄鳝的莲藕食根金花虫防治率明显高于单独套养泥鳅或黄鳝,同时,混合套养的藕增产率也高于单独套养泥鳅和单独套养黄鳝,因此混合套养更有利于防治莲藕食根金花虫、提高藕增产率,A正确;套养可以使该生态系统中食物网更复杂,但并不能提高食物链相邻营养级的能量传递效率,B错误;泥鳅和黄鳝都以莲藕食根金花虫为食,可能会在资源获取上产生竞争,因此混合套养中泥鳅和黄鳝因生态位重叠而存在种间竞争关系,C正确;生物防治通过利用天敌来控制害虫,优化了生态系统的能量流动方向,这有助于提高经济效益和生态效益,D正确。
考向3　能量流动过程中的相关计算
4.(2026·湖北孝感模拟)在如图所示的食物网中,假如猫头鹰的食物有2/5来自兔子,2/5来自鼠,1/5来自蛇,那么猫头鹰若增加20 g体重,最少需要消耗植物(　　)
A.600 g　　　　　　　　 B.900 g
C.1 600 g D.5 600 g
B
解析:通过食物链植物→兔→猫头鹰,猫头鹰增重20 g×2/5=8 g,最少需要消耗植物的量为8 g÷20%÷20%=200 g;通过食物链植物→鼠→猫头鹰,猫头鹰增重20 g×2/5=8 g,最少需要消耗植物的量为8 g÷20%÷20%=
200 g;通过食物链植物→鼠→蛇→猫头鹰,猫头鹰增重20 g×1/5=4 g,最少需要消耗植物的量为4 g÷20%÷20%÷20%=500 g。所以合计需要消耗植物200 g+200 g+500 g=900 g,B正确。
5.(2026·山东烟台模拟)某生态系统中存在如图所示的食物网,如将丙的食物比例由甲∶乙=1∶1调整为2∶1,能量传递效率按10%计算,该生态系统能承载丙的数量是原来的(　　)
A.1.375倍 B.1.875倍
C.1.273倍 D.0.575倍
解析:由于生产者没有改变,所以流向该生态系统的总能量没有变化,设丙原来的能量为a,则需要甲提供的能量为1/2a÷10%÷10%+1/2a÷10%=
55a;改变食物比例后丙的能量设为b,则需要甲提供的能量为2/3b÷10%+
1/3b÷10%÷10%=40b,根据题意可得:55a=40b,则b/a=1.375,A正确。
A
6.(2026·广东深圳模拟)如图表示某一生态系统中的能量流动过程,其中
甲、乙、丙代表生物成分,A、B、C、D、E、F代表能量。下列叙述错误的是(　　)
A.E表示的是各营养级呼吸作用散失的能量
B.A流入甲是通过光合作用实现的
C.C/B的数值可代表能量由第二营养级流向第三营养级的传递效率
D.生态系统中乙的个体数量可能大于甲
C
解析:E表示的是各营养级呼吸作用散失的能量,A正确;题图中甲是生产者,A是其同化的能量,是通过其光合作用实现的,B正确;乙、丙分别处于第二、第三营养级,同化的能量分别为B、C,第二营养级由有机物输入的能量为F,则能量由第二营养级流向第三营养级的传递效率=C/(B+F)×
100%,C错误;题图中甲是生产者,乙是初级消费者,后者的数量可能大于前者,如森林中虫的数量大于树,D正确。第44讲生态系统的结构与能量流动
考点一　生态系统的结构
1.生态系统的组成成分
(1)组成成分:非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者。
(2)三种生物成分的比较
(3)生态系统的结构模型
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
(2)食物网
拾遗·挖掘
(选择性必修2 P52“概念检测”)在果园中种草,有助于果园生态系统抵抗外界干扰,原因是种草后,果园中生物的种类增加,食物网更复杂,抵抗外界干扰的能力更强。
根据信息构建食物链(网)的方法
(1)根据种群数量变化曲线图构建
(2)根据所含能量(生物量)构建
①分析依据:根据相邻营养级间能量传递效率为10%~20%,可推测能量相差在5倍以内,很可能为同一营养级。
②分析结果:
图2生物可形成一条食物链:丙→甲→乙→丁。
图3生物可形成食物网:
③分析表格:
营养级 A B C D
Pg/103 kJ 15.9 870.7 1.9 141.0
表格中Pg表示生物同化作用固定能量的总量,根据能量多少和传递效率为10%~20%,可以确定食物链为B→D→A→C。
(3)根据生物体内有害物质的浓度“由少到多”构建食物链(网)。
生物体 A B C D E
有机汞浓度/ppm 0.06 7 0.51 68 0.39
①分析依据:生物的富集作用。重金属、农药等有害物质被生物体吸收后难以排出,所以此类物质会随着食物链逐级积累,即营养级越高的个体中含有有害物质的量越多,其含量往往是上一营养级个体含量的5~10倍。
②分析结果:
考向1　生态系统成分的判断
1.下列有关生态系统组成成分的叙述,正确的是(　　)
A.太阳光来源于地球以外,不属于生态系统的成分
B.蚯蚓是需氧生物,在生态系统中属于消费者
C.病毒是异养生物,在生态系统中属于分解者
D.硝化细菌是自养生物,在生态系统中属于生产者
答案:D
解析:太阳光属于生态系统中的非生物的物质和能量,A错误;蚯蚓是需氧生物,在生态系统中属于分解者,B错误;病毒是异养生物,营寄生生活,在生态系统中属于消费者,C错误;硝化细菌是自养生物,在生态系统中属于生产者,D正确。
考向2　食物链和食物网的分析及其构建
2.(2026·安徽芜湖模拟)如图表示某草原生态系统中的食物网。下列叙述正确的是(　　)
A.图中存在3条食物链,鹰属于第三、第四和第五营养级
B.该生态系统组成成分包括图示中的生物成分与非生物的物质
C.如果鼠种群的死亡率上升,则鼠种群的数量将会下降
D.如果蛇从该生态系统中消失,理论上鹰的环境容纳量会变大
答案:D
解析:据题图分析,该食物网共有3条食物链,分别是植物→兔→鹰,植物→鼠→鹰,植物→鼠→蛇→鹰。由3条食物链可知,鹰属于第三、第四营养级,A错误;草原生态系统组成成分中除食物链的生物成分外,还包括分解者和非生物的物质和能量,B错误;影响种群数量变化的因素有出生率和死亡率、迁入率和迁出率等,仅死亡率上升不能确定种群数量一定会下降,比如出生率仍大于死亡率,则种群数量上升,C错误;如果蛇从该生态系统中消失,食物链缩短,传递到鹰的能量增多,理论上鹰的环境容纳量会变大,D正确。
3.(2024·江西卷,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:根据流经生物的能量判断④的营养级低,③的营养级高;根据生物体内镉浓度判断①的营养级低,②的营养级高;根据生物承受的捕食压力指数推测①的营养级低于③。综合判断4种生物在食物链中的排序是④①②③,A、B、C错误,D正确。
考点二　生态系统的能量流动
1.能量流动的概念
生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程,称为生态系统的能量流动。
2.能量流动的过程
(1)第一营养级能量流动
(2)第二营养级及其后营养级能量流动
由图分析得到
①初级消费者摄入量=初级消费者的同化量+粪便量。
②同化量=呼吸作用散失的能量+用于生长、发育和繁殖的能量。
③用于生长、发育和繁殖的能量=遗体残骸被分解者利用的能量+下一级消费者同化量+暂时未被利用的能量。
3.能量流动的特点
4.生态金字塔
项目 能量金字塔 生物量金字塔 数量金字塔
概念 将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为相应面积(或体积)的图形,并将图形按照营养级的次序排列形成的一个金字塔图形 如果金字塔中表示的是各个营养级生物量(每个营养级所容纳的有机物的总干重)之间的关系,就形成生物量金字塔 如果金字塔中表示的是各个营养级的生物个体的数目比值关系,就形成数量金字塔
形状
象征 含义 能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性 一般生物有机物的总干重沿食物链升高而逐级递减 一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减
特点 通常呈正金字塔形 大多数为正金字塔形 一般为正金字塔形
拾遗·挖掘
(选择性必修2 P58“旁栏思考”)在海洋生态系统中,浮游植物个体小,寿命短,又会不断被浮游动物吃掉,因而某一时间调查到的浮游植物的生物量可能要低于浮游动物的生物量,这时就出现了上宽下窄的倒置金字塔形。
5.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、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.“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、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:
W1=A1+B1+C1+D1=A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2
2.能量传递效率≠能量利用率
(1)能量传递效率
能量在沿食物链流动的过程中逐级递减,若以“营养级”为单位,能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%~20%。
(2)能量利用率
①一般指流入最高营养级(或人类)的能量占生产者固定总能量的比值;②一般来说,食物链越短,能量利用率越高;③有时考虑分解者的参与,使营养结构更加复杂,以实现能量的多级利用,从而提高能量利用率。
考向1　能量流动的过程分析
1.(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·m-2·a-1) 90 42 84 13.5 3
A.流经该生态系统的总能量为90×105 J·m-2·a-1
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·m-2·a-1
D.初级消费者粪便中的能量为70.5×105J·m-2·a-1,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,则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)×105=132×105 J·m-2·a-1,A错误;表格中没有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;初级消费者的同化量为13.5×105 J·m-2·a-1,初级消费者呼吸消耗的能量为3×105 J·m-2·a-1,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=(13.5-3)×105 J·m-2·a-1=10.5×105 J·m-2·a-1,C正确;初级消费者摄入量包括粪便量和初级消费者同化量,所以初级消费者粪便中能量为(84-13.5)×105 J·m-2·a-1=70.5×105 J·m-2·a-1,该能量由生产者流向分解者,D错误。
考向2　能量流动的特点、意义及生态金字塔的理解
2.(2025·甘肃卷,14)正确认识与理解生态系统的能量流动规律,对合理保护与利用生态系统有重要意义。下列叙述正确的是(　　)
A.提高传递效率就能增加营养级的数量
B.呼吸作用越大,能量的传递效率就越大
C.生物量金字塔也可以出现上宽下窄的情形
D.能流的单向性决定了人类不能调整能量流动关系
答案:C
解析:能量传递效率一般是固定的,为10%~20%,不能提高,而且营养级的数量主要取决于生态系统中的能量总量等因素,A错误;摄入量=同化量+粪便量,同化量=呼吸作用散失+用于自身生长、发育和繁殖的能量,而传递效率等于相邻两营养级同化量之比,与呼吸作用无直接关系,B错误;生物量金字塔是按照各营养级生物的总生物量绘制而成的,在一些特殊情况下,比如海洋生态系统中,由于浮游植物个体小、寿命短,且不断被浮游动物捕食,可能会出现生物量金字塔上宽下窄的情形,C正确;人类可以通过合理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,比如合理确定草场的载畜量、对农作物进行合理密植等,D错误。
3.(2024·江苏卷,4)为了防治莲藕食根金花虫,研究者在藕田套养以莲藕食根金花虫为食的泥鳅、黄鳝,并开展相关研究,结果见表。下列相关叙述错误的是(　　)
套养方式 莲藕食根金花虫防治率/% 藕增产率/%
单独套养泥鳅 81.3 8.2
单独套养黄鳝 75.7 3.6
混合套养泥鳅和黄鳝 94.2 13.9
A.混合套养更有利于防治莲藕食根金花虫、提高藕增产率
B.3种套养方式都显著提高了食物链相邻营养级的能量传递效率
C.混合套养中泥鳅和黄鳝因生态位重叠而存在种间竞争关系
D.生物防治优化了生态系统的能量流动方向,提高了经济效益和生态效益
答案:B
解析:由表可知,混合套养泥鳅和黄鳝的莲藕食根金花虫防治率明显高于单独套养泥鳅或黄鳝,同时,混合套养的藕增产率也高于单独套养泥鳅和单独套养黄鳝,因此混合套养更有利于防治莲藕食根金花虫、提高藕增产率,A正确;套养可以使该生态系统中食物网更复杂,但并不能提高食物链相邻营养级的能量传递效率,B错误;泥鳅和黄鳝都以莲藕食根金花虫为食,可能会在资源获取上产生竞争,因此混合套养中泥鳅和黄鳝因生态位重叠而存在种间竞争关系,C正确;生物防治通过利用天敌来控制害虫,优化了生态系统的能量流动方向,这有助于提高经济效益和生态效益,D正确。
考向3　能量流动过程中的相关计算
4.(2026·湖北孝感模拟)在如图所示的食物网中,假如猫头鹰的食物有2/5来自兔子,2/5来自鼠,1/5来自蛇,那么猫头鹰若增加20 g体重,最少需要消耗植物(　　)
A.600 g　　　　　　　　 B.900 g
C.1 600 g D.5 600 g
答案:B
解析:通过食物链植物→兔→猫头鹰,猫头鹰增重20 g×2/5=8 g,最少需要消耗植物的量为8 g÷20%÷20%=200 g;通过食物链植物→鼠→猫头鹰,猫头鹰增重20 g×2/5=8 g,最少需要消耗植物的量为8 g÷20%÷20%=200 g;通过食物链植物→鼠→蛇→猫头鹰,猫头鹰增重20 g×1/5=4 g,最少需要消耗植物的量为4 g÷20%÷20%÷20%=500 g。所以合计需要消耗植物200 g+200 g+500 g=900 g,B正确。
5.(2026·山东烟台模拟)某生态系统中存在如图所示的食物网,如将丙的食物比例由甲∶乙=1∶1调整为2∶1,能量传递效率按10%计算,该生态系统能承载丙的数量是原来的(　　)
A.1.375倍 B.1.875倍
C.1.273倍 D.0.575倍
答案:A
解析:由于生产者没有改变,所以流向该生态系统的总能量没有变化,设丙原来的能量为a,则需要甲提供的能量为1/2a÷10%÷10%+1/2a÷10%=55a;改变食物比例后丙的能量设为b,则需要甲提供的能量为2/3b÷10%+1/3b÷10%÷10%=40b,根据题意可得:55a=40b,则b/a=1.375,A正确。
6.(2026·广东深圳模拟)如图表示某一生态系统中的能量流动过程,其中甲、乙、丙代表生物成分,A、B、C、D、E、F代表能量。下列叙述错误的是(　　)
A.E表示的是各营养级呼吸作用散失的能量
B.A流入甲是通过光合作用实现的
C.C/B的数值可代表能量由第二营养级流向第三营养级的传递效率
D.生态系统中乙的个体数量可能大于甲
答案:C
解析:E表示的是各营养级呼吸作用散失的能量,A正确;题图中甲是生产者,A是其同化的能量,是通过其光合作用实现的,B正确;乙、丙分别处于第二、第三营养级,同化的能量分别为B、C,第二营养级由有机物输入的能量为F,则能量由第二营养级流向第三营养级的传递效率=C/(B+F)×100%,C错误;题图中甲是生产者,乙是初级消费者,后者的数量可能大于前者,如森林中虫的数量大于树,D正确。
1.下列有关生态系统结构的叙述,正确的是(　　)
A.每种生物在生态系统中只能处于一个营养级上
B.生态系统结构包括生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量
C.自养生物都是生产者,是生态系统的基石
D.细菌都属于分解者,其异化作用类型有需氧型和厌氧型两类
答案:C
解析:一种生物的食物来源可以是多种生物,也可以被多种生物吃,故一种生物在不同的食物链中可以处于不同的营养级,A错误;生态系统的结构包括组成成分和营养结构,生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量属于组成成分,B错误;自养生物能够利用非生物的物质和能量合成有机物,属于生产者,生产者是生态系统的基石,C正确;细菌中硝化细菌为自养生物,属于生产者,D错误。
2.(2026·辽宁大连模拟)某草原生态系统的部分食物网如图所示,则下列叙述正确的是(　　)
A.图中共有7条食物链,其中最长的一条食物链具有6个营养级
B.蛇在该食物网中共占据3个营养级,蛇与鹰存在捕食和种间竞争关系
C.植物是生产者,可以通过光合作用和化能合成作用合成有机物,是生态系统的基石
D.生态系统的结构除了图中所示的生产者和消费者,还包括分解者、非生物的物质和能量
答案:B
解析:图中共有8条食物链,其中最长的一条食物链具有6个营养级,A错误;蛇在该食物网中共占据3个营养级,如植物→老鼠→蛇→鹰食物链中蛇属于第三营养级,植物→植食性昆虫→蛙→蛇→鹰食物链中,蛇属于第四营养级,植物→植食性昆虫→食虫昆虫→蛙→蛇→鹰食物链中蛇属于第五营养级,蛇与鹰都捕食老鼠,鹰还可以捕食蛇,可见蛇与鹰存在捕食和种间竞争关系,B正确;植物不能进行化能合成作用,C错误;生态系统的结构包括组成成分和营养结构,D错误。
3.(2026·山东青岛模拟)某草原群落中存在一条食物链“草→兔→狐”,其中兔摄入的能量去向如图所示,图中①~⑦代表能量值,字母A~C代表能量类型。下列叙述错误的是(　　)
A.未利用的能量是指既没有流向分解者也未流向下一营养级的部分
B.兔和狐之间的能量传递效率可以用(⑤/②)×100%表示
C.①代表草通过光合作用积累的有机物部分
D.狐的能量去向与兔的不同是缺少了⑤
答案:B
解析:未利用的能量是指没有流向分解者、未流向下一营养级的部分,A正确;能量传递效率是相邻两个营养级同化量之比,②表示兔同化能量,⑤表示被狐摄入的能量,不是狐同化的能量,所以不能用(⑤/②)×100%代表兔和狐的能量传递效率,B错误;①表示兔摄入能量,是植物用于生长、发育和繁殖的能量(同化量-通过呼吸作用以热能形式散失的能量),植物总光合作用的量-呼吸作用的量=净光合作用的量(通过光合作用积累的有机物部分),故①代表草通过光合作用积累的有机物部分,C正确;狐在该食物链中属于最高营养级,最高营养级的能量去向没有流向下一营养级的能量,⑤表示传递到下一个营养级的能量,故狐的能量去向与兔的不同是缺少了⑤,D正确。
4.如图表示生态系统中各营养级能量的类型和去向(d表示该营养级未被利用的能量)。下列有关叙述错误的是(　　)
A.图中a1、a2可表示生产者与消费者的呼吸量,但所占比例不符
B.生态系统中能量传递效率为[(a2+b2+c2+d2)/(a1+b1+c1+d1)]×100%
C.消费者从生产者中摄取的能量数值可用b1表示,且此部分能量存在于有机物中
D.在食物链中,各营养级获得能量的方式及能量的用途相同
答案:D
解析:各营养级同化的能量大部分用于呼吸作用,a1、a2可表示生产者与消费者的呼吸量,但a1所占比例偏小,A正确;能量传递效率为相邻两个营养级生物的同化量之比,题图中能量传递效率为[(a2+b2+c2+d2)/(a1+b1+c1+d1)]×100%,B正确;b1表示消费者从生产者中摄取的能量,存在于生产者光合作用制造的有机物中,C正确;在食物链中,第一营养级通过光合作用或化能合成作用利用光能或化学能将无机物转变为储存能量的有机物,其他营养级生物通过捕食直接摄取有机物,最高营养级生物的能量不会再流向下一营养级,即各营养级生物获得能量的方式和能量的用途不一定相同,D错误。
5.(2026·河北衡水模拟)图1表示某生态系统的食物网,其中字母表示不同的生物,箭头表示能量流动的方向。某研究小组最初在垃圾堆中发现了某种放射性元素,后来先在周围的植物体内发现了该元素,接着在附近的动物体内也发现了该元素,放射性强度如图2。下列分析正确的是(　　)
A.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
B.图1中a、b是生产者,c、f是杂食动物
C.图2蚯蚓体内最迟出现放射性元素的原因是蚯蚓所处的营养级较高
D.放射性元素不属于生态系统的组成成分
答案:B
解析: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,A错误;据图1和题干信息分析可知,a、b是生产者,c、d、e、f为消费者,其中c、f可为初级消费者和三级消费者,为杂食性动物,B正确;食物链中只有生产者和消费者,蚯蚓属于分解者,食物链中不包括分解者,C错误;该放射性元素属于该生态系统中的非生物成分,D错误。
6.玉米螟是玉米田中的常见害虫,玉米螟的幼虫蛀茎,咬食破坏茎秆组织,影响养分运输,使植株受损,严重时茎秆遇风折断。引入步行虫能有效治理玉米螟,步行虫可捕食玉米螟。科研人员研究了一块玉米田生态系统的能量流动关系,结果如图。下列叙述错误的是(　　)
A.玉米螟和玉米、步行虫和玉米螟的种间关系都为捕食
B.步行虫粪便中的能量属于玉米螟同化量中流入分解者的能量
C.种植玉米的过程中不断地除草,可以使能量更多地流向对人类最有益的部分
D.该玉米田生态系统中玉米种群固定的太阳能为8.5×109 kJ
答案:D
解析:根据玉米螟幼虫咬食破坏玉米茎秆组织和步行虫捕食玉米螟可知,玉米螟和玉米、步行虫和玉米螟的种间关系都为捕食,A正确;步行虫粪便中的能量属于上一营养级(玉米螟)同化量中流入分解者的能量,B正确;种植玉米的过程中不断地除草,减少杂草与玉米竞争阳光和无机盐,可以使能量更多地流向对人类最有益的部分,C正确;玉米种群固定的太阳能为(3.272×108+8.955×107+7.638×106)≈4.244×108 kJ,D错误。
7.(2026·广东清远模拟)群聚昆虫——白蚁不但取食天然木材,还会啃食干枯植物。在华南某草甸生态系统中,白蚁巢穴周围常形成环形植被斑块。研究者对巢上(A区)、巢内(B区)和巢外(C区)进行植被调查,部分数据如表。下列分析错误的是(　　)
区域 植物丰富 度/种 土壤全氮含 量/(g·kg-1) 优势植物 高度/cm
A区 8 1.2 15
B区 12 2.8 42
C区 10 1.5 28
A.白蚁在生态系统的组成成分中属于消费者和分解者
B.B区土壤氮含量显著升高,与白蚁分泌物促进固氮作用有关
C.C区作为对照组,说明草地群落也受到白蚁活动的影响
D.白蚁巢穴通过改善资源分布,增加生态系统复杂性
答案:B
解析:白蚁取食天然木材(可能为活体或枯死)和干枯植物,若啃食活体植物则属于消费者,分解枯死有机物则属于分解者,A正确;土壤全氮含量升高可能源于白蚁分解有机物释放氮,不是固氮作用(需固氮微生物将N2转化为含氮化合物),B错误;C区(巢外)作为对照,其植物丰富度、土壤全氮含量等数据与A、B区差异表明草地群落受到白蚁活动的影响,C正确;B区植物丰富度及土壤全氮含量更高,说明白蚁巢穴改变资源分布,增加生态系统复杂性,D正确。
8.如图表示初级消费者能量流动的部分过程,括号中的数值表示能量,初级消费者呼吸散失的能量为b。下列说法正确的是(　　)
A.应在B处加上标有呼吸作用的箭头
B.初级消费者同化的能量为n-a
C.次级消费者摄入的能量为n-a-b
D.B为初级消费者所同化的总能量
答案:B
解析:图中A表示初级消费者同化的能量,B表示用于生长、发育和繁殖等生命活动所需的能量,应在A处加上标有呼吸作用的箭头,A、D错误;初级消费者同化的能量为n-a,B正确;B处能量为n-a-b,其中部分能量被分解者分解利用,还有部分能量流入下一营养级,因此,被次级消费者摄入的能量小于n-a-b,C错误。
9.(2026·湖北武汉模拟)GP/R(GP、R分别表示输入生态系统的总能量、呼吸作用散失的总能量)可以用于生态系统能量流动分析。科研人员研究甲、乙两个海湾时发现,甲海湾GP/R=3.16,乙海湾GP/R=1.21。据此推测合理的是(　　)
A.甲海湾生产者固定的太阳能总量高于乙海湾
B.甲海湾相邻营养级间的能量传递效率高于乙海湾
C.降低鱼类捕捞强度有利于促进甲海湾GP/R值下降
D.乙海湾被大量有毒物质污染将导致GP/R值快速升高
答案:C
解析:GP/R高仅说明能量输入与呼吸消耗的比值大,无法直接比较甲、乙海湾生产者固定太阳能的总量(需具体数值),A错误;能量传递效率由相邻营养级间同化量比值决定(10%~20%),与GP/R无关,B错误;降低鱼类捕捞强度会增加高营养级生物量,导致呼吸消耗(R)增加,GP/R值下降,C正确;有毒物质污染可能导致生产者死亡(GP减少)或分解者活动增强(R增加),GP/R值可能下降,D错误。
10.(2026·安徽滁州模拟)近年来,浅海多营养层次生态养殖模式在近海海域迅速发展,表层养殖海带等大型藻类,海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎,底层养殖以底栖微藻、生物遗体残骸等为食的海参。如图是某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图(单位为kJ·m-2·a-1),M、N表示不同营养级。请回答下列问题。
(1)分析上述海水立体养殖生态系统的结构,首先要分析其　　　　　。在上述生态系统的组成成分中,海参属于　　　　　　　　　　　。
(2)N用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量为　　　　　　　　　;养殖的海带数量过多,会造成牡蛎减产,从种间关系的角度分析,原因是　 　 。
(3)生态系统能量流动的特点是单向流动和　　　　　,出现后一特点的原因是　 　 。
(4)从能量流动的角度来看,海水立体养殖系统的意义在于 　 。
答案:(1)组成成分　消费者和分解者
(2)169 kJ·m-2·a-1　牡蛎以浮游植物为食,由于海带的竞争,浮游植物数量下降,牡蛎的食物减少,所以产量降低
(3)逐级递减　上一营养级的生物中的能量并不能全部被下一营养级的生物所利用,总有一部分能量随着生物的遗体、粪便或残枝败叶被分解者利用。除此之外,还有一部分能量通过自身的呼吸作用以热能的形式散失,因此能量沿着食物链流动时是逐级递减的
(4)实现能量多级利用,从而大大提高能量利用率(合理调整能量流动的关系,使能量持续高效地流向对人类有益的部分)
解析:(1)生态系统的结构包括生态系统的组成成分及食物链和食物网,因此,分析上述海水立体养殖生态系统的结构,首先要分析其组成成分。海参以底栖微藻、生物遗体残骸等为食,因此,海参属于该生态系统的消费者和分解者。
(2)据题图可知,由M流入N的能量(即N的同化量)为386 kJ·m-2·a-1,N自身呼吸消耗的能量为217 kJ·m-2·a-1,因此,N用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量为386-217=169 kJ·m-2·a-1。在该生态系统中,表层养殖海带等大型藻类,牡蛎以浮游植物为食。海带数量过多,浮游植物与海带竞争时处于劣势,导致浮游植物数量下降,牡蛎的食物减少,所以牡蛎产量降低。
(3)由于上一营养级的生物中的能量并不能全部被下一营养级的生物所利用,总有一部分能量随着生物的遗体、粪便或残枝败叶被分解者利用。除此之外,还有一部分能量通过自身的呼吸作用以热能的形式散失,因此能量沿着食物链流动时除了具有单向流动的特点外,还具有逐级递减的特点。
(4)依题意,浅海多营养层次生态养殖模式中,底层养殖海参,海参以生物遗体残骸等为食,能利用生物遗体残骸中的能量,从而提高了能量的利用率。通过对生态系统的设计,合理调整能量流动的关系,使能量持续高效地流向对人类有益的部分。(共25张PPT)
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1.下列有关生态系统结构的叙述,正确的是(　　)
A.每种生物在生态系统中只能处于一个营养级上
B.生态系统结构包括生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量
C.自养生物都是生产者,是生态系统的基石
D.细菌都属于分解者,其异化作用类型有需氧型和厌氧型两类
C
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解析:一种生物的食物来源可以是多种生物,也可以被多种生物吃,故一种生物在不同的食物链中可以处于不同的营养级,A错误;生态系统的结构包括组成成分和营养结构,生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量属于组成成分,B错误;自养生物能够利用非生物的物质和能量合成有机物,属于生产者,生产者是生态系统的基石,C正确;细菌中硝化细菌为自养生物,属于生产者,D错误。
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2.(2026·辽宁大连模拟)某草原生态系统的部分食物网如图所示,则下列叙述正确的是(　　)
A.图中共有7条食物链,其中最长的一条食物链具有6个营养级
B.蛇在该食物网中共占据3个营养级,蛇与鹰存在捕食和种间竞争关系
C.植物是生产者,可以通过光合作用和化能合成作用合成有机物,是生态系统的基石
D.生态系统的结构除了图中所示的生产者和消费者,还包括分解者、非生物的物质和能量
B
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解析:图中共有8条食物链,其中最长的一条食物链具有6个营养级,A错误;蛇在该食物网中共占据3个营养级,如植物→老鼠→蛇→鹰食物链中蛇属于第三营养级,植物→植食性昆虫→蛙→蛇→鹰食物链中,蛇属于第四营养级,植物→植食性昆虫→食虫昆虫→蛙→蛇→鹰食物链中蛇属于第五营养级,蛇与鹰都捕食老鼠,鹰还可以捕食蛇,可见蛇与鹰存在捕食和种间竞争关系,B正确;植物不能进行化能合成作用,C错误;生态系统的结构包括组成成分和营养结构,D错误。
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3.(2026·山东青岛模拟)某草原群落中存在一条食物链“草→兔→狐”,其中兔摄入的能量去向如图所示,图中①~⑦代表能量值,字母A~C代表能量类型。下列叙述错误的是(　　)
A.未利用的能量是指既没有流向分解者也未流向下一营养级的部分
B.兔和狐之间的能量传递效率可以用(⑤/②)×100%表示
C.①代表草通过光合作用积累的有机物部分
D.狐的能量去向与兔的不同是缺少了⑤
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解析:未利用的能量是指没有流向分解者、未流向下一营养级的部分,A正确;能量传递效率是相邻两个营养级同化量之比,②表示兔同化能量,⑤表示被狐摄入的能量,不是狐同化的能量,所以不能用(⑤/②)×100%代表兔和狐的能量传递效率,B错误;①表示兔摄入能量,是植物用于生长、发育和繁殖的能量(同化量-通过呼吸作用以热能形式散失的能量),植物总光合作用的量-呼吸作用的量=净光合作用的量(通过光合作用积累的有机物部分),故①代表草通过光合作用积累的有机物部分,C正确;狐在该食物链中属于最高营养级,最高营养级的能量去向没有流向下一营养级的能量,⑤表示传递到下一个营养级的能量,故狐的能量去向与兔的不同是
缺少了⑤,D正确。
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4.如图表示生态系统中各营养级能量的类型和去向(d表示该营养级未被利用的能量)。下列有关叙述错误的是(　　)
A.图中a1、a2可表示生产者与消费者的呼吸量,但所占比例不符
B.生态系统中能量传递效率为[(a2+b2+c2+d2)/(a1+b1+c1+d1)]×100%
C.消费者从生产者中摄取的能量数值可用b1表示,且此部分能量存在于有机物中
D.在食物链中,各营养级获得能量的方式及能量的用途相同
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解析:各营养级同化的能量大部分用于呼吸作用,a1、a2可表示生产者与消费者的呼吸量,但a1所占比例偏小,A正确;能量传递效率为相邻两个营养级生物的同化量之比,题图中能量传递效率为[(a2+b2+c2+d2)/(a1+b1+c1+d1)]
×100%,B正确;b1表示消费者从生产者中摄取的能量,存在于生产者光合作用制造的有机物中,C正确;在食物链中,第一营养级通过光合作用或化能合成作用利用光能或化学能将无机物转变为储存能量的有机物,其他营养级生物通过捕食直接摄取有机物,最高营养级生物的能量不会再流向下一营养级,即各营养级生物获得能量的方式
和能量的用途不一定相同,D错误。
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5.(2026·河北衡水模拟)图1表示某生态系统的食物网,其中字母表示不同的生物,箭头表示能量流动的方向。某研究小组最初在垃圾堆中发现了某种放射性元素,后来先在周围的植物体内发现了该元素,接着在附近的动物体内也发现了该元素,放射性强度如图2。下列分析正确的是(　　)
A.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
B.图1中a、b是生产者,c、f是杂食动物
C.图2蚯蚓体内最迟出现放射性元素的原因是蚯蚓所处的营养级较高
D.放射性元素不属于生态系统的组成成分
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解析: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,
A错误;据图1和题干信息分析可知,a、b是生产者,c、d、e、f为消费者,其中c、f可为初级消费者和三级消费者,为杂食性动物,B正确;食物链中只有生产者和消费者,蚯蚓属于分解者,食物链中不包括分解者,C错误;该放射性元素属于该生态系统中的非生物成分,D错误。
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6.玉米螟是玉米田中的常见害虫,玉米螟的幼虫蛀茎,咬食破坏茎秆组织,影响养分运输,使植株受损,严重时茎秆遇风折断。引入步行虫能有效治理玉米螟,步行虫可捕食玉米螟。科研人员研究了一块玉米田生态系统的能量流动关系,结果如图。下列叙述错误的是(　　)
A.玉米螟和玉米、步行虫和玉米螟的种间
关系都为捕食
B.步行虫粪便中的能量属于玉米螟同化量中流入分解者的能量
C.种植玉米的过程中不断地除草,可以使能量更多地流向对人类最有益的部分
D.该玉米田生态系统中玉米种群固定的太阳能为8.5×109 kJ
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解析:根据玉米螟幼虫咬食破坏玉米茎秆组织和步行虫捕食玉米螟可知,玉米螟和玉米、步行虫和玉米螟的种间关系都为捕食,A正确;步行虫粪便中的能量属于上一营养级(玉米螟)同化量中流入分解者的能量,
B正确;种植玉米的过程中不断地除草,减少杂草与玉米竞争阳光和无机盐,可以使能量更多地流向对人类最有益的部分,C正确;玉米种群固定的太阳能为(3.272×108+8.955×107+7.638×106)≈4.244×108 kJ,D错误。
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7.(2026·广东清远模拟)群聚昆虫——白蚁不但取食天然木材,还会啃食干枯植物。在华南某草甸生态系统中,白蚁巢穴周围常形成环形植被斑块。研究者对巢上(A区)、巢内(B区)和巢外(C区)进行植被调查,部分数据如表。下列分析错误的是(　　)
A.白蚁在生态系统的组成成分中属于
消费者和分解者
B.B区土壤氮含量显著升高,与白蚁分泌物
促进固氮作用有关
C.C区作为对照组,说明草地群落也受到白蚁活动的影响
D.白蚁巢穴通过改善资源分布,增加生态系统复杂性
区域 植物丰富 度/种 土壤全氮含 量/(g·kg-1) 优势植物
高度/cm
A区 8 1.2 15
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解析:白蚁取食天然木材(可能为活体或枯死)和干枯植物,若啃食活体植物则属于消费者,分解枯死有机物则属于分解者,A正确;土壤全氮含量升高可能源于白蚁分解有机物释放氮,不是固氮作用(需固氮微生物将N2转化为含氮化合物),B错误;C区(巢外)作为对照,其植物丰富度、土壤全氮含量等数据与A、B区差异表明草地群落受到白蚁活动的影响,C正确;B区植物丰富度及土壤全氮含量更高,说明白蚁巢穴改变资源分布,增加生态系统复杂性,D正确。
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8.如图表示初级消费者能量流动的部分过程,括号中的数值表示能量,初级消费者呼吸散失的能量为b。下列说法正确的是(　　)
A.应在B处加上标有呼吸作用的箭头
B.初级消费者同化的能量为n-a
C.次级消费者摄入的能量为n-a-b
D.B为初级消费者所同化的总能量
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解析:图中A表示初级消费者同化的能量,B表示用于生长、发育和繁殖等生命活动所需的能量,应在A处加上标有呼吸作用的箭头,A、D错误;初级消费者同化的能量为n-a,B正确;B处能量为n-a-b,其中部分能量被分解者分解利用,还有部分能量流入下一营养级,因此,被次级消费者摄入的能量小于n-a-b,C错误。
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9.(2026·湖北武汉模拟)GP/R(GP、R分别表示输入生态系统的总能量、呼吸作用散失的总能量)可以用于生态系统能量流动分析。科研人员研究甲、乙两个海湾时发现,甲海湾GP/R=3.16,乙海湾GP/R=1.21。据此推测合理的是(　　)
A.甲海湾生产者固定的太阳能总量高于乙海湾
B.甲海湾相邻营养级间的能量传递效率高于乙海湾
C.降低鱼类捕捞强度有利于促进甲海湾GP/R值下降
D.乙海湾被大量有毒物质污染将导致GP/R值快速升高
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解析:GP/R高仅说明能量输入与呼吸消耗的比值大,无法直接比较甲、乙海湾生产者固定太阳能的总量(需具体数值),A错误;能量传递效率由相邻营养级间同化量比值决定(10%~20%),与GP/R无关,B错误;降低鱼类捕捞强度会增加高营养级生物量,导致呼吸消耗(R)增加,GP/R值下降,C正确;有毒物质污染可能导致生产者死亡(GP减少)或分解者活动增强(R增加),GP/R值可能下降,D错误。
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10.(2026·安徽滁州模拟)近年来,浅海多营养层次生态养殖模式在近海海域迅速发展,表层养殖海带等大型藻类,海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎,底层养殖以底栖微藻、生物遗体残骸等为食的海参。如图是某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图(单位为kJ·m-2·a-1),
M、N表示不同营养级。请回答下列问题。
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(1)分析上述海水立体养殖生态系统的结构,首先要分析其　　　 　。在上述生态系统的组成成分中,海参属于　　　　　　　　　。
解析:生态系统的结构包括生态系统的组成成分及食物链和食物网,因此,分析上述海水立体养殖生态系统的结构,首先要分析其组成成分。海参以底栖微藻、生物遗体残骸等为食,因此,海参属于该生态系统的消费者和分解者。
组成成分
消费者和分解者
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(2)N用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量为　　　　　　　;养殖的海带数量过多,会造成牡蛎减产,从种间关系的角度分析,原因是
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　 　 。
169 kJ·m-2·a-1
牡蛎以浮游植物为食,由于海带的竞争,浮游植物数量下降,牡蛎的食物减少,所以产量降低
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解析:据题图可知,由M流入N的能量(即N的同化量)为386 kJ·m-2·a-1,N自身呼吸消耗的能量为217 kJ·m-2·a-1,因此,N用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量为386-217=169 kJ·m-2·a-1。在该生态系统中,表层养殖海带等大型藻类,牡蛎以浮游植物为食。海带数量过多,浮游植物与海带竞争时处于劣势,导致浮游植物数量下降,牡蛎的食物减少,所以牡蛎产量降低。
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(3)生态系统能量流动的特点是单向流动和　　　　　,出现后一特点的原因是____________________________________________________
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逐级递减
上一营养级的生物中的能量并不能全部被下一营养级的生物所利用,总有一部分能量随着生物的遗体、粪便或残枝败叶被分解者利用。除此之外,还有一部分能量通过自身的呼吸作用以热能的形式散失,因此能量沿着食物链流动时是逐级递减的
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解析:由于上一营养级的生物中的能量并不能全部被下一营养级的生物所利用,总有一部分能量随着生物的遗体、粪便或残枝败叶被分解者利用。除此之外,还有一部分能量通过自身的呼吸作用以热能的形式散失,因此能量沿着食物链流动时除了具有单向流动的特点外,还具有逐级递减的特点。
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(4)从能量流动的角度来看,海水立体养殖系统的意义在于
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　 。
解析:依题意,浅海多营养层次生态养殖模式中,底层养殖海参,海参以生物遗体残骸等为食,能利用生物遗体残骸中的能量,从而提高了能量的利用率。通过对生态系统的设计,合理调整能量流动的关系,使能量持续高效地流向对人类有益的部分。
实现能量多级利用,从而大大提高能量利用率(合理调整能量流动的关系,使能量持续高效地流向对人类有益的部分)1.下列有关生态系统结构的叙述,正确的是(　　)
A.每种生物在生态系统中只能处于一个营养级上
B.生态系统结构包括生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量
C.自养生物都是生产者,是生态系统的基石
D.细菌都属于分解者,其异化作用类型有需氧型和厌氧型两类
答案:C
解析:一种生物的食物来源可以是多种生物,也可以被多种生物吃,故一种生物在不同的食物链中可以处于不同的营养级,A错误;生态系统的结构包括组成成分和营养结构,生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量属于组成成分,B错误;自养生物能够利用非生物的物质和能量合成有机物,属于生产者,生产者是生态系统的基石,C正确;细菌中硝化细菌为自养生物,属于生产者,D错误。
2.(2026·辽宁大连模拟)某草原生态系统的部分食物网如图所示,则下列叙述正确的是(　　)
A.图中共有7条食物链,其中最长的一条食物链具有6个营养级
B.蛇在该食物网中共占据3个营养级,蛇与鹰存在捕食和种间竞争关系
C.植物是生产者,可以通过光合作用和化能合成作用合成有机物,是生态系统的基石
D.生态系统的结构除了图中所示的生产者和消费者,还包括分解者、非生物的物质和能量
答案:B
解析:图中共有8条食物链,其中最长的一条食物链具有6个营养级,A错误;蛇在该食物网中共占据3个营养级,如植物→老鼠→蛇→鹰食物链中蛇属于第三营养级,植物→植食性昆虫→蛙→蛇→鹰食物链中,蛇属于第四营养级,植物→植食性昆虫→食虫昆虫→蛙→蛇→鹰食物链中蛇属于第五营养级,蛇与鹰都捕食老鼠,鹰还可以捕食蛇,可见蛇与鹰存在捕食和种间竞争关系,B正确;植物不能进行化能合成作用,C错误;生态系统的结构包括组成成分和营养结构,D错误。
3.(2026·山东青岛模拟)某草原群落中存在一条食物链“草→兔→狐”,其中兔摄入的能量去向如图所示,图中①~⑦代表能量值,字母A~C代表能量类型。下列叙述错误的是(　　)
A.未利用的能量是指既没有流向分解者也未流向下一营养级的部分
B.兔和狐之间的能量传递效率可以用(⑤/②)×100%表示
C.①代表草通过光合作用积累的有机物部分
D.狐的能量去向与兔的不同是缺少了⑤
答案:B
解析:未利用的能量是指没有流向分解者、未流向下一营养级的部分,A正确;能量传递效率是相邻两个营养级同化量之比,②表示兔同化能量,⑤表示被狐摄入的能量,不是狐同化的能量,所以不能用(⑤/②)×100%代表兔和狐的能量传递效率,B错误;①表示兔摄入能量,是植物用于生长、发育和繁殖的能量(同化量-通过呼吸作用以热能形式散失的能量),植物总光合作用的量-呼吸作用的量=净光合作用的量(通过光合作用积累的有机物部分),故①代表草通过光合作用积累的有机物部分,C正确;狐在该食物链中属于最高营养级,最高营养级的能量去向没有流向下一营养级的能量,⑤表示传递到下一个营养级的能量,故狐的能量去向与兔的不同是缺少了⑤,D正确。
4.如图表示生态系统中各营养级能量的类型和去向(d表示该营养级未被利用的能量)。下列有关叙述错误的是(　　)
A.图中a1、a2可表示生产者与消费者的呼吸量,但所占比例不符
B.生态系统中能量传递效率为[(a2+b2+c2+d2)/(a1+b1+c1+d1)]×100%
C.消费者从生产者中摄取的能量数值可用b1表示,且此部分能量存在于有机物中
D.在食物链中,各营养级获得能量的方式及能量的用途相同
答案:D
解析:各营养级同化的能量大部分用于呼吸作用,a1、a2可表示生产者与消费者的呼吸量,但a1所占比例偏小,A正确;能量传递效率为相邻两个营养级生物的同化量之比,题图中能量传递效率为[(a2+b2+c2+d2)/(a1+b1+c1+d1)]×100%,B正确;b1表示消费者从生产者中摄取的能量,存在于生产者光合作用制造的有机物中,C正确;在食物链中,第一营养级通过光合作用或化能合成作用利用光能或化学能将无机物转变为储存能量的有机物,其他营养级生物通过捕食直接摄取有机物,最高营养级生物的能量不会再流向下一营养级,即各营养级生物获得能量的方式和能量的用途不一定相同,D错误。
5.(2026·河北衡水模拟)图1表示某生态系统的食物网,其中字母表示不同的生物,箭头表示能量流动的方向。某研究小组最初在垃圾堆中发现了某种放射性元素,后来先在周围的植物体内发现了该元素,接着在附近的动物体内也发现了该元素,放射性强度如图2。下列分析正确的是(　　)
A.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
B.图1中a、b是生产者,c、f是杂食动物
C.图2蚯蚓体内最迟出现放射性元素的原因是蚯蚓所处的营养级较高
D.放射性元素不属于生态系统的组成成分
答案:B
解析: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,A错误;据图1和题干信息分析可知,a、b是生产者,c、d、e、f为消费者,其中c、f可为初级消费者和三级消费者,为杂食性动物,B正确;食物链中只有生产者和消费者,蚯蚓属于分解者,食物链中不包括分解者,C错误;该放射性元素属于该生态系统中的非生物成分,D错误。
6.玉米螟是玉米田中的常见害虫,玉米螟的幼虫蛀茎,咬食破坏茎秆组织,影响养分运输,使植株受损,严重时茎秆遇风折断。引入步行虫能有效治理玉米螟,步行虫可捕食玉米螟。科研人员研究了一块玉米田生态系统的能量流动关系,结果如图。下列叙述错误的是(　　)
A.玉米螟和玉米、步行虫和玉米螟的种间关系都为捕食
B.步行虫粪便中的能量属于玉米螟同化量中流入分解者的能量
C.种植玉米的过程中不断地除草,可以使能量更多地流向对人类最有益的部分
D.该玉米田生态系统中玉米种群固定的太阳能为8.5×109 kJ
答案:D
解析:根据玉米螟幼虫咬食破坏玉米茎秆组织和步行虫捕食玉米螟可知,玉米螟和玉米、步行虫和玉米螟的种间关系都为捕食,A正确;步行虫粪便中的能量属于上一营养级(玉米螟)同化量中流入分解者的能量,B正确;种植玉米的过程中不断地除草,减少杂草与玉米竞争阳光和无机盐,可以使能量更多地流向对人类最有益的部分,C正确;玉米种群固定的太阳能为(3.272×108+8.955×107+7.638×106)≈4.244×108 kJ,D错误。
7.(2026·广东清远模拟)群聚昆虫——白蚁不但取食天然木材,还会啃食干枯植物。在华南某草甸生态系统中,白蚁巢穴周围常形成环形植被斑块。研究者对巢上(A区)、巢内(B区)和巢外(C区)进行植被调查,部分数据如表。下列分析错误的是(　　)
区域 植物丰富 度/种 土壤全氮含 量/(g·kg-1) 优势植物 高度/cm
A区 8 1.2 15
B区 12 2.8 42
C区 10 1.5 28
A.白蚁在生态系统的组成成分中属于消费者和分解者
B.B区土壤氮含量显著升高,与白蚁分泌物促进固氮作用有关
C.C区作为对照组,说明草地群落也受到白蚁活动的影响
D.白蚁巢穴通过改善资源分布,增加生态系统复杂性
答案:B
解析:白蚁取食天然木材(可能为活体或枯死)和干枯植物,若啃食活体植物则属于消费者,分解枯死有机物则属于分解者,A正确;土壤全氮含量升高可能源于白蚁分解有机物释放氮,不是固氮作用(需固氮微生物将N2转化为含氮化合物),B错误;C区(巢外)作为对照,其植物丰富度、土壤全氮含量等数据与A、B区差异表明草地群落受到白蚁活动的影响,C正确;B区植物丰富度及土壤全氮含量更高,说明白蚁巢穴改变资源分布,增加生态系统复杂性,D正确。
8.如图表示初级消费者能量流动的部分过程,括号中的数值表示能量,初级消费者呼吸散失的能量为b。下列说法正确的是(　　)
A.应在B处加上标有呼吸作用的箭头
B.初级消费者同化的能量为n-a
C.次级消费者摄入的能量为n-a-b
D.B为初级消费者所同化的总能量
答案:B
解析:图中A表示初级消费者同化的能量,B表示用于生长、发育和繁殖等生命活动所需的能量,应在A处加上标有呼吸作用的箭头,A、D错误;初级消费者同化的能量为n-a,B正确;B处能量为n-a-b,其中部分能量被分解者分解利用,还有部分能量流入下一营养级,因此,被次级消费者摄入的能量小于n-a-b,C错误。
9.(2026·湖北武汉模拟)GP/R(GP、R分别表示输入生态系统的总能量、呼吸作用散失的总能量)可以用于生态系统能量流动分析。科研人员研究甲、乙两个海湾时发现,甲海湾GP/R=3.16,乙海湾GP/R=1.21。据此推测合理的是(　　)
A.甲海湾生产者固定的太阳能总量高于乙海湾
B.甲海湾相邻营养级间的能量传递效率高于乙海湾
C.降低鱼类捕捞强度有利于促进甲海湾GP/R值下降
D.乙海湾被大量有毒物质污染将导致GP/R值快速升高
答案:C
解析:GP/R高仅说明能量输入与呼吸消耗的比值大,无法直接比较甲、乙海湾生产者固定太阳能的总量(需具体数值),A错误;能量传递效率由相邻营养级间同化量比值决定(10%~20%),与GP/R无关,B错误;降低鱼类捕捞强度会增加高营养级生物量,导致呼吸消耗(R)增加,GP/R值下降,C正确;有毒物质污染可能导致生产者死亡(GP减少)或分解者活动增强(R增加),GP/R值可能下降,D错误。
10.(2026·安徽滁州模拟)近年来,浅海多营养层次生态养殖模式在近海海域迅速发展,表层养殖海带等大型藻类,海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎,底层养殖以底栖微藻、生物遗体残骸等为食的海参。如图是某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图(单位为kJ·m-2·a-1),M、N表示不同营养级。请回答下列问题。
(1)分析上述海水立体养殖生态系统的结构,首先要分析其　　　　　。在上述生态系统的组成成分中,海参属于　　　　　　　　　　　。
(2)N用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量为　　　　　　　　　;养殖的海带数量过多,会造成牡蛎减产,从种间关系的角度分析,原因是　 　 。
(3)生态系统能量流动的特点是单向流动和　　　　　,出现后一特点的原因是　 　 。
(4)从能量流动的角度来看,海水立体养殖系统的意义在于 　 。
答案:(1)组成成分　消费者和分解者
(2)169 kJ·m-2·a-1　牡蛎以浮游植物为食,由于海带的竞争,浮游植物数量下降,牡蛎的食物减少,所以产量降低
(3)逐级递减　上一营养级的生物中的能量并不能全部被下一营养级的生物所利用,总有一部分能量随着生物的遗体、粪便或残枝败叶被分解者利用。除此之外,还有一部分能量通过自身的呼吸作用以热能的形式散失,因此能量沿着食物链流动时是逐级递减的
(4)实现能量多级利用,从而大大提高能量利用率(合理调整能量流动的关系,使能量持续高效地流向对人类有益的部分)
解析:(1)生态系统的结构包括生态系统的组成成分及食物链和食物网,因此,分析上述海水立体养殖生态系统的结构,首先要分析其组成成分。海参以底栖微藻、生物遗体残骸等为食,因此,海参属于该生态系统的消费者和分解者。
(2)据题图可知,由M流入N的能量(即N的同化量)为386 kJ·m-2·a-1,N自身呼吸消耗的能量为217 kJ·m-2·a-1,因此,N用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量为386-217=169 kJ·m-2·a-1。在该生态系统中,表层养殖海带等大型藻类,牡蛎以浮游植物为食。海带数量过多,浮游植物与海带竞争时处于劣势,导致浮游植物数量下降,牡蛎的食物减少,所以牡蛎产量降低。
(3)由于上一营养级的生物中的能量并不能全部被下一营养级的生物所利用,总有一部分能量随着生物的遗体、粪便或残枝败叶被分解者利用。除此之外,还有一部分能量通过自身的呼吸作用以热能的形式散失,因此能量沿着食物链流动时除了具有单向流动的特点外,还具有逐级递减的特点。
(4)依题意,浅海多营养层次生态养殖模式中,底层养殖海参,海参以生物遗体残骸等为食,能利用生物遗体残骸中的能量,从而提高了能量的利用率。通过对生态系统的设计,合理调整能量流动的关系,使能量持续高效地流向对人类有益的部分。

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