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第32讲　生态系统的能量流动
课标 要求 1.分析生态系统中的能量在生物群落中单向流动并逐级递减的规律 2.举例说明利用能量流动规律,人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源 3.解释生态金字塔表征了食物网各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系
考点一　能量流动的概念和过程(迁移·提能类)
1.能量流动的概念
生态系统中能量的　　　、传递、转化和　　　　的过程。
2.能量流动的过程分析
(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
由图分析可知:
①输入第二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”)第二营养级同化的能量,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)=　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
[总结]
①摄入量=同化量+　　　　　。
其中最高营养级无　　　　(填字母)。
各营养级能量流动分析:
1.植物光合作用与同化量之间的关系
(1)真光合作用量=同化量。
(2)净光合作用量=用于生长、发育和繁殖的能量。
2.动物摄入量与同化量之间的关系
摄入量=动物的同化量+粪便中的能量(摄入的食物只有一部分被同化)。
3.某营养级同化量的“2个”“3个”“4个”去路
(1)“2个”去路:
同化量=呼吸消耗量+用于生长、发育和繁殖的能量。
(2)“3个”去路(定量不定时,在足够长的时间内能量的最终去路):
同化量=呼吸消耗量+流向分解者的能量+下一营养级的同化量(注:最高营养级无此项)。
(3)“4个”去路(定量定时,即流入某营养级的一定量的能量在一定时间内的去路):
同化量=呼吸消耗量+流向分解者的能量+下一营养级的同化量(注:最高营养级无此项)+未利用的能量。
1.[2025·山东卷] 某时刻某动物种群所有个体的有机物中的总能量为①,一段时间后,此种群所有存活个体的有机物中的总能量为②,此种群在这段时间内通过呼吸作用散失的总能量为③,这段时间内死亡个体的有机物中的总能量为④。此种群在此期间无迁入、迁出,无个体被捕食,估算这段时间内用于此种群生长、发育和繁殖的总能量时,应使用的表达式为 (　)
A.②-①+④ B.②-①+③
C.②-①-③+④ D.②-①+③+①
2.[2024·黑吉辽卷改编] 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的产生过程不是物质循环的必要环节
考点二　能量流动的特点、生态金字塔及研究能量流动的意义(迁移·提能类)
1.能量流动的两个特点
(1)
(2)
2.生态金字塔的类型及特点
项目 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的多少 每一营养级生物个体的数量 每一营养级生物所含的有机物总量
象征 含义 能量沿食物链流动过程中具有①　　　　的特点 一般情况下,生物个体数量在食物链中随营养级升高而逐级递减 一般情况下,生物体内有机物的总量随营养级②　　而逐级③　　　
特征 上窄下宽的正金字塔形 一般为正金字塔形,但可能出现“④　　　　”,如“树→昆虫→鸟” 一般为正金字塔形
3.研究能量流动的意义
(1)帮助人们将生物在时间、空间上进行　　　　　　,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　　　　　的利用。如在农业生态系统中,就实现了　　　　　　　　　　,大大提高了　　　　　。
(3)帮助人们合理地调整　　　　　　　　　　　　　　　,使能量　　　　　　地流向对人类最有益的部分。
深挖教材·拓思维
为什么食物链一般不超过五个营养级 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。[选择性必修2 P51]
能量流动相关计算:
1.能量传递效率的计算公式
[提醒]能量传递效率≠能量利用率。能量利用率是指人类可以利用的能量占生物总能量的比值。
2.能量传递效率的相关“最值”计算
(1)食物链能量的“最值” 计算
若题干中未作具体说明,则一般认为能量传递的最低效率为10%,最高效率为20%。
设食物链为A→B→C→D,分情况讨论(如下):
①能量传递效率未知时
②已确定各相邻营养级间能量传递效率的,不能按“最值”法计算。例如,能量传递效率分别为a%、b%、c%,若A的能量为M,则D获得的能量为M×a%×b%×c%。
(2)食物网能量的“最值”计算
在解决有关能量传递的计算问题时,需要确定相关的食物链,能量传递效率约为10%~20%,一般从两个方面考虑:
(3)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的能量传递效率时,应为第三营养级从第二营养级同化的能量(不包括人工输入第三营养级的能量)/第二营养级的同化量(包括人工输入第二营养级的能量)×100%。
命题角度一　能量流动的特点及应用
1.[2025·湖南长沙期末] 研究小组对某池塘生态系统中生物消化道内食物组成进行了分析,结果如表所示(该生态系统中能量在相邻两个营养级间的传递效率约为10%)。下列说法错误的是 (　)
生物种类 鱼甲 河虾 鱼乙 水蚤
消化道内 食物组成 鱼乙、 河虾 水蚤、 小球藻 水蚤、 河虾 小球藻
A.鱼甲在该生态系统中处于第三、第四、第五营养级
B.该生态系统中生物形成的食物网共包含5条食物链
C.若鱼乙突然被大量捕捞,则短期内鱼甲数量会增加
D.一只河虾捕食了一只水蚤,则水蚤所含有机物中的能量约10%被河虾同化
2.[2025·广东揭阳模拟] 某人工湖生态系统中部分能量流动的过程如图所示,其中字母表示同化的能量值。下列叙述正确的是 (　)
A.流入该生态系统的能量为浮游植物固定的太阳能
B.甲种鱼到乙种鱼的能量传递效率为×100%
C.乙种鱼产生的粪便中的能量来自c、e
D.a、b、c、d的数值构建的金字塔是该生态系统的能量金字塔
命题角度二　能量流动相关模型
3.[2025·辽宁抚顺期末] 如图是某生态系统中能量流动过程示意图,其中字母表示能量。下列相关叙述正确的是 (　)
A.图中流经该生态系统的总能量为b
B.c表示初级消费者用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量
C.初级消费者和次级消费者之间的能量传递效率为×100%
D.f表示初级消费者通过呼吸作用以热能形式散失的能量
4.[2025·湖北八市联考] 某稻田生态系统中存在食物链“水稻→福寿螺→中华鳖”,如图表示该生态系统中部分营养级的能量流动过程,图中字母代表能量值。下列叙述正确的是 (　)
A.该生态系统中信息沿食物链从福寿螺向中华鳖单向传递
B.福寿螺流入分解者的能量值可以用图中的c+d+e表示
C.图中a表示福寿螺用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量
D.福寿螺的同化量不能100%流入中华鳖与图中d、e、f对应的途径有关
命题角度三　对生态金字塔的理解
5.如图分别表示生态系统某生物量金字塔(上)和某数量金字塔(下),下列叙述正确的是 (　)
A.第一营养级干重值可代表流经该生态系统的总能量
B.上图第三营养级到第四营养级能量传递效率约为13.6%
C.数量金字塔呈上宽下窄的形态是由于害虫破坏了生态系统稳定性
D.上窄下宽的能量金字塔直观反映能量流动逐级递减的特点
经典真题·明考向
1.[2025·甘肃卷] 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流关系
2.[2024·海南卷] 海龟是国家一级重点保护野生动物,其上岸产卵的行为促进了海洋与陆地间的物质循环和能量流动。在龟卵孵化过程中,巢穴的物质和能量与周围环境的关系如图。下列有关叙述错误的是 (　)
A.龟卵中的能量来自母龟同化的能量
B.螃蟹能取食幼龟和死亡胚胎,说明螃蟹既是消费者,又是分解者
C.巢穴周围的绿色植物能将根插入发育中的龟卵吸收营养,说明二者存在寄生关系
D.巢穴中的部分物质通过雨水冲刷回到海洋,可为近海的生物提供营养物质
3.[2025·湖北卷] 在荒漠生态系统中,螨虫、跳虫等小型节肢动物对凋落物和有机碎屑的分解发挥着重要作用,这种作用主要是通过取食真菌、传播真菌孢子和捕食噬菌线虫来完成的。基于此,科研人员开展了以下两个相关实验:
实验①:分别使用杀真菌剂和杀虫剂(杀灭小型节肢动物)对荒漠灌木植物柠条的凋落物和有机碎屑进行处理,发现使用杀真菌剂后,分解作用减少了29%;使用杀虫剂后,分解作用减少了53%。
实验②:清除柠条凋落物和有机碎屑中的小型节肢动物(主要是螨虫),使得噬菌线虫(取食细菌等)数量增加、细菌数量减少,分解作用减少40%;而清除噬菌线虫和小型节肢动物,使细菌数量增加。
回答下列问题:
(1)区别荒漠群落和森林群落的重要依据是　　　　　　。
(2)上述荒漠生态系统中,排除小型节肢动物后,噬菌线虫种群增长曲线呈　　　　形;清除线虫和小型节肢动物后,生态系统抵抗力稳定性的变化是　　(填序号)。
①变强　②不变　③变弱　④无法判断
(3)根据上述材料,画出噬菌线虫的能量输入与输出的示意图:
(4)根据上述材料分析,螨虫通过直接调节　　　　　　　　的种群大小,从而对荒漠生态系统中凋落物和有机碎屑的分解产生影响。
(5)从生态系统功能的角度,评价杀虫剂等农药对生态系统的影响:　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
第32讲　生态系统的能量流动
考点一
● 必备知识
1.输入　散失　太阳能　生产者　食物链和食物网　化学能　热能
2.(1)光合　呼吸　热能　生长、发育和繁殖　分解者　(2)①b　②不属于　上一个　分解者　③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)
【总结】①粪便量　②呼吸作用　热能　下一营养级　分解者　B
● 典型例题
1.A　[解析] 流入该动物种群的能量,一部分通过呼吸作用散失;另一部分用于此种群的生长、发育和繁殖,其中一些以遗体残骸的形式流到分解者。死亡个体属于遗体残骸,结合题干信息可知④是这段时间用于此种群的生长、发育和繁殖的能量的一部分。由“此种群在此期间无迁入、迁出,无个体被捕食”可知,这段时间内用于此种群的生长、发育和繁殖的能量没有随个体迁入而流入、没有随个体迁出而流出,也没有因被捕食流入下一营养级。估算一段时间内用于某动物种群生长、发育和繁殖的总能量可用“这段时间结束时此种群所有存活个体的有机物中的总能量”-“这段时间开始时此种群所有存活个体的有机物中的总能量”+“这段时间内死亡个体的有机物中的总能量”,即②-①+④,故A符合题意。
2.C　[解析] E是生产者固定的太阳能,A错误;E2属于生产者呼吸作用散失的热能,B错误;E1为净初级生产量,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错误。
考点二
● 必备知识
1.(1)低　高　热能　(2)10%~20%　呼吸消耗　分解者
2.①逐级递减　②升高　③递减　④倒置
3.(1)合理配置　(2)最有效　对能量的多级利用　能量的利用率　(3)生态系统中的能量流动关系　持续高效
【深挖教材】
能量在沿着食物链流动的过程中是逐级递减的,且在相邻两个营养级间的传递效率是10%~20%,那么营养级越高,所获取的能量越少,当营养级达到第五至六级时,传递到该营养级的能量就不足以维持一个种群的生存了
● 典型例题
1.D　[解析] 题述生态系统中生物形成的食物网包含5条食物链:小球藻→水蚤→河虾→鱼甲;小球藻→水蚤→鱼乙→鱼甲;小球藻→河虾→鱼乙→鱼甲;小球藻→河虾→鱼甲;小球藻→水蚤→河虾→鱼乙→鱼甲,其中鱼甲在该生态系统中处于第三、第四、第五营养级,A、B正确。若鱼乙突然被大量捕捞,则短期内鱼甲同化的能量大部分通过更短的食物链获得,能量损耗减少,鱼甲数量增多,C正确。能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值,一只河虾捕食了一只水蚤,水蚤所含有机物中的能量大部分被河虾同化,并不是约10%被河虾同化,D错误。
2.C　[解析] 流入该生态系统的能量为浮游植物固定的太阳能与输入的有机物中的化学能之和,A错误;能量传递效率为相邻两个营养级的同化量之比,由题图分析可知,c+e表示甲种鱼的同化量,d+f表示乙种鱼的同化量,其中f来自有机物输入,因此甲种鱼到乙种鱼的能量传递效率为d/(c+e)×100%,B错误;粪便中的能量属于上一个营养级同化的能量,故乙种鱼产生的粪便中的能量来自c、e,C正确;能量金字塔每个塔层表示每一个营养级的同化量,应包括从上一营养级传递过来的能量和从有机物中输入的能量,因此该生态系统的能量金字塔不只包含a、b、c、d的数值,还包括e和f,D错误。
3.D　[解析] 题图表示生态系统的能量流动过程图,其中a表示输入该生态系统的总能量,A错误;分析题图可知,c表示初级消费者的同化量,d表示初级消费者用于自身生长、发育和繁殖的能量,B错误;由于次级消费者的同化量未知,初级消费者和次级消费者之间的能量传递效率无法计算,C错误;分析题图可知,f表示初级消费者呼吸作用以热能形式散失的能量,D正确。
4.D　[解析] 在生态系统中,信息传递在食物链中通常是双向的,不仅福寿螺可以向中华鳖传递信息,中华鳖也可以向福寿螺传递信息,所以信息不是沿食物链从福寿螺向中华鳖单向传递,A错误;c是通过福寿螺粪便流向分解者的能量(属于水稻的同化量),e是通过中华鳖粪便流向分解者的能量(属于福寿螺的同化量),d是通过福寿螺遗体残骸流向分解者的能量,综上所述,福寿螺流入分解者的能量值应为d+e,B错误;图中a代表福寿螺的同化量,福寿螺同化量中除去呼吸作用散失的能量f后,剩余部分才是用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量,所以a不是福寿螺用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量,C错误;福寿螺同化量(a)一部分通过呼吸作用以热能形式散失(f),一部分流向分解者(e、d),只有部分b能被中华鳖同化,所以福寿螺的同化量不能100%流入中华鳖,与图中d、e、f对应的途径有关,D正确。
5.D　[解析] 生态系统的总能量是生产者固定的太阳能,第一营养级干重值不能代表流经该生态系统的总能量,A错误;能量传递效率是相邻两个营养级间同化量的比值,题中生物量金字塔给出的是各营养级的干重,干重不等同于同化量,不能直接用于计算能量传递效率,B错误;数量金字塔呈现上宽下窄的形态,是因为昆虫个体小,数量多,树个体大,数量少,这是不同生物个体大小和数量的自然差异导致的,而不是害虫破坏了生态系统稳定性,C错误;能量金字塔上窄下宽,直观地反映了能量在生态系统中流动时逐级递减的特点,即营养级越高,所含能量越少,D正确。
经典真题·明考向
1.C　[解析] 能量在相邻两营养级间的传递效率为10%~20%,一般不能提高,而且营养级的数量主要取决于生态系统中的总能量等因素,A错误;呼吸作用越大,能量散失越多,能量的传递效率越低,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金字塔,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,D错误。
2.C　[解析] 母龟同化的能量一部分在呼吸作用中以热能的形式散失,另一部分用于自身的生长、发育和繁殖等生命活动,因此龟卵中的能量来自母龟同化的能量,A正确;螃蟹取食幼龟,说明螃蟹是消费者,螃蟹取食死亡龟胚胎,说明螃蟹是分解者,B正确;植物通常从土壤中吸收水分和矿物质,不会吸收龟卵中的有机物,因此二者不存在寄生关系,C错误;巢穴中的部分物质(如卵、卵壳、死亡的胚胎)通过雨水冲刷回到海洋,可为近海的生物提供营养物质,D正确。
3.(1)物种组成
(2)“S”　③
(3)
(4)噬菌线虫和真菌
(5)杀虫剂等农药会使生态系统的营养结构变简单,分解作用减弱,物质循环和能量流动受阻,破坏生态系统的稳定性
[解析] (1)群落的物种组成是区别不同群落的重要依据,所以区别荒漠群落和森林群落的重要依据是物种组成。(2)在自然条件下,由于资源和空间有限,种群增长曲线一般为“S”形。排除小型节肢动物后,虽然噬菌线虫缺少捕食者,但环境资源依然有限,所以其种群增长曲线是“S”形。清除线虫和小型节肢动物后,生态系统的营养结构变简单,自我调节能力减弱,抵抗力稳定性降低。(3)示意图见答案。(4)根据题干信息可知,螨虫捕食噬菌线虫,后者取食细菌,螨虫还可取食真菌,说明螨虫通过直接调节噬菌线虫和真菌的种群大小,从而对荒漠生态系统中凋落物和有机碎屑的分解产生影响。(5)用杀虫剂等农药杀灭小型节肢动物,使生态系统的分解作用减弱,物质循环和能量流动受阻;同时可能会对其他生物造成影响,破坏生态系统的营养结构,进而影响生态系统的稳定性。(共91张PPT)
第32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,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
考点一 能量流动的概念和过程（迁移·提能类）
考点二 能量流动的特点、生态金字塔及研究能量流动的意义
（迁移·提能类）
经典真题·明考向
备用习题
作业手册
答案速查【听】
答案速查【作】
考点一 能量流动的概念和过程(迁移·提能类)
1.能量流动的概念
生态系统中能量的______、传递、转化和______的过程。
输入
散失
太阳能
生产者
食物链和食物网
化学能
热能
2.能量流动的过程分析
(1)第一营养级能量流动
光合
呼吸
热能
生长、发育和繁殖
分解者
(2)第二营养级及其后营养级能量流动
由图分析可知：
①输入第二营养级的总能量是指图中的___(填字母)。
②粪便中的能量 ________(填“属于”或“不属于”)第二营养级同化的
能量,应为________营养级同化的能量中流向________的部分。
不属于
上一个
分解者
③初级消费者同化的能量 __________________________________
___________________________________。
呼吸作用以热能形式散失的能量
用于生长、发育和繁殖的能量
④用于生长、发育和繁殖的能量 ________
_________________________________________
______________________。
分解者利用的能量下一营养级同化的能量未被利用的能量
［总结］
①摄入量同化量 ________。
其中最高营养级无___(填字母)。
粪便量
呼吸作用
热能
下一营养级
分解者
B
各营养级能量流动分析:
1.植物光合作用与同化量之间的关系
(1)真光合作用量同化量。
(2)净光合作用量用于生长、发育和繁殖的能量。
2.动物摄入量与同化量之间的关系
摄入量动物的同化量粪便中的能量(摄入的食物只有一部分被同化)。
3.某营养级同化量的“2个”“3个”“4个”去路
(1)“2个”去路:
同化量呼吸消耗量用于生长、发育和繁殖的能量。
(2)“3个”去路(定量不定时,在足够长的时间内能量的最终去路):
同化量呼吸消耗量流向分解者的能量下一营养级的同化量
(注:最高营养级无此项)。
(3)“4个”去路(定量定时,即流入某营养级的一定量的能量在一定时间内
的去路):
同化量呼吸消耗量流向分解者的能量下一营养级的同化量
(注:最高营养级无此项)未利用的能量。
1.[2025·山东卷]某时刻某动物种群所有个体的有机物中的总能量为①，
一段时间后，此种群所有存活个体的有机物中的总能量为②，此种群
在这段时间内通过呼吸作用散失的总能量为③,这段时间内死亡个体的
有机物中的总能量为④。此种群在此期间无迁入、迁出，无个体被捕
食，估算这段时间内用于此种群生长、发育和繁殖的总能量时，应使
用的表达式为( )
A. B.
C. D.
√
[解析] 流入该动物种群的能量，一部分通过呼吸作用散失；另一部
分用于此种群的生长、发育和繁殖，其中一些以遗体残骸的形式流
到分解者。死亡个体属于遗体残骸，结合题干信息可知④是这段时
间用于此种群的生长、发育和繁殖的能量的一部分。由“此种群在此
期间无迁入、迁出，无个体被捕食”可知，这段时间内用于此种群的
生长、发育和繁殖的能量没有随个体迁入而流入、没有随个体迁出
而流出，也没有因被捕食流入下一营养级。估算一段时间内用于某
动物种群生长、发育和繁殖的总能量可用“这段时间结束时此种群所
有存活个体的有机物中的总能量”-“这段时间开始时此种群所有存活
个体的有机物中的总能量” “这段时间内死亡个体的有机物中的总能
量”，即 ,故A符合题意。
2.[2024·黑吉辽卷改编]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. 是太阳照射到生态系统的能量
B. 属于未被利用的能量
C.占净初级生产量的
D. 的产生过程不是物质循环的必要环节
[解析] 是生产者固定的太阳能，A错误； 属于生产者呼吸作用散
失的热能，B错误；为净初级生产量， 占净初级生产量的
，C正确； 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错误。
√
考点二 能量流动的特点、生态金字塔及研究能量流动
的意义(迁移·提能类)
1.能量流动的两个特点
(1)
低
高
热能
(2)
呼吸消耗
分解者
2.生态金字塔的类型及特点
项目 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 所含能量的多少 每一营养级生物个体 的数量 每一营养级生物所含
的有机物总量
项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔
象征 含义 能量沿食物链流 动过程中具有 ①__________的 特点 一般情况下，生物个 体数量在食物链中随 营养级升高而逐级 递减 一般情况下，生物体
内有机物的总量随营
养级②______而逐级
③______
特征 上窄下宽的正金 字塔形 一般为正金字塔形， 但可能出现“ ④______”，如“树 昆虫 鸟” 一般为正金字塔形
逐级递减
升高
递减
倒置
续表
3.研究能量流动的意义
(1)帮助人们将生物在时间、空间上进行__________,增大流入某个生态
系统的总能量。
合理配置
(2)帮助人们科学地规划和设计人工生态系统,使能量得到________的利
用。如在农业生态系统中,就实现了__________________,大大提高了
______________。
最有效
对能量的多级利用
能量的利用率
(3)帮助人们合理地调整__________________________,使能量________
___地流向对人类最有益的部分。
生态系统中的能量流动关系
持续高效
【深挖教材·拓思维】
为什么食物链一般不超过五个营养级？ _________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________
________________________________________________ 。[选择性必修
]
能量在沿着食物链流动的过
程中是逐级递减的,且在相邻两个营养级间的传递效率是 ,
那么营养级越高,所获取的能量越少,当营养级达到第五至六级时,传递
到该营养级的能量就不足以维持一个种群的生存了
能量流动相关计算:
1.能量传递效率的计算公式
［提醒］能量传递效率 能量利用率。能量利用率是指人类可以利用
的能量占生物总能量的比值。
2.能量传递效率的相关“最值”计算
(1)食物链能量的“最值” 计算
若题干中未作具体说明,则一般认为能量传递的最低效率为,最高
效率为。
设食物链为 ,分情况讨论(如下):
①能量传递效率未知时
②已确定各相邻营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算。例
如，能量传递效率分别为、、，若A的能量为 ，则D获得
的能量为 。
(2)食物网能量的“最值”计算
在解决有关能量传递的计算问题时，需要确定相关的食物链，能量传
递效率约为 ，一般从两个方面考虑：
(3)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的能量传递效
率时，应为第三营养级从第二营养级同化的能量(不包括人工输入第三
营养级的能量)/第二营养级的同化量(包括人工输入第二营养级的能量)
。
命题角度一 能量流动的特点及应用
1.[2025·湖南长沙期末]研究小组对某池塘生态系统中生物消化道内食
物组成进行了分析，结果如表所示(该生态系统中能量在相邻两个营养
级间的传递效率约为 )。下列说法错误的是( )
生物种类 鱼甲 河虾 鱼乙 水蚤
消化道内食物组成 鱼乙、河虾 水蚤、小球藻 水蚤、河虾 小球藻
A.鱼甲在该生态系统中处于第三、第四、第五营养级
B.该生态系统中生物形成的食物网共包含5条食物链
C.若鱼乙突然被大量捕捞，则短期内鱼甲数量会增加
D.一只河虾捕食了一只水蚤，则水蚤所含有机物中的能量约 被河
虾同化
√
[解析] 题述生态系统中生物形成的食物网包含5条食物链：小球藻
水蚤 河虾 鱼甲；小球藻 水蚤 鱼乙 鱼甲；小球藻 河
虾 鱼乙 鱼甲；小球藻 河虾 鱼甲；小球藻 水蚤 河虾
鱼乙 鱼甲，其中鱼甲在该生态系统中处于第三、第四、第五营
养级，A、B正确。若鱼乙突然被大量捕捞，则短期内鱼甲同化的能
量大部分通过更短的食物链获得，能量损耗减少，鱼甲数量增多，C
正确。能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值，一只
河虾捕食了一只水蚤，水蚤所含有机物中的能量大部分被河虾同化，
并不是约 被河虾同化，D错误。
2.[2025·广东揭阳模拟]某人工湖生态系统中部分能量流动的过程如图
所示，其中字母表示同化的能量值。下列叙述正确的是( )
A.流入该生态系统的能量为浮游植物固定的太阳能
B.甲种鱼到乙种鱼的能量传递效率为
C.乙种鱼产生的粪便中的能量来自、
D.、、、 的数值构建的金字塔是该生态系统的能量金字塔
√
[解析] 流入该生态系统的能量为浮游植物
固定的太阳能与输入的有机物中的化学能
之和，A错误；能量传递效率为相邻两个
营养级的同化量之比，由题图分析可知， 表示甲种鱼的同化
量，表示乙种鱼的同化量，其中 来自有机物输入，因此甲种
鱼到乙种鱼的能量传递效率为 ，B错误；粪便中的
能量属于上一个营养级同化的能量，故乙种鱼产生的粪便中的能量
来自、 ，C正确；
能量金字塔每个塔层表示每一个营养级的同
化量，应包括从上一营养级传递过来的能量
和从有机物中输入的能量，因此该生态系统
的能量金字塔不只包含、、、的数值，还包括和 ，D错误。
命题角度二 能量流动相关模型
3.[2025·辽宁抚顺期末]如图是某生态系统中能量流动过程示意图，其
中字母表示能量。下列相关叙述正确的是( )
A.图中流经该生态系统的总能量为
B. 表示初级消费者用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量
C.初级消费者和次级消费者之间的能量传递效率为
D. 表示初级消费者通过呼吸作用以热能形式散失的能量
√
[解析] 题图表示生态系统的能量流动过程图，其中 表示输入该生
态系统的总能量，A错误；分析题图可知， 表示初级消费者的同化
量， 表示初级消费者用于自身生长、发育和繁殖的能量，B错误；
由于次级消费者的同化量未知，初级消费者和次级消费者之间的能
量传递效率无法计算，C错误；分析题图可知， 表示初级消费者呼
吸作用以热能形式散失的能量，D正确。
4.[2025·湖北八市联考]某稻田生态系统中存在食
物链“水稻 福寿螺 中华鳖”，如图表示该生
态系统中部分营养级的能量流动过程，图中字
母代表能量值。下列叙述正确的是( )
A.该生态系统中信息沿食物链从福寿螺向中华鳖单向传递
B.福寿螺流入分解者的能量值可以用图中的 表示
C.图中 表示福寿螺用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量
D.福寿螺的同化量不能流入中华鳖与图中、、 对应的途径有关
√
[解析] 在生态系统中，信息传递在食物链中
通常是双向的，不仅福寿螺可以向中华鳖传递
信息，中华鳖也可以向福寿螺传递信息，所以
信息不是沿食物链从福寿螺向中华鳖单向传递，A错误； 是通过福
寿螺粪便流向分解者的能量(属于水稻的同化量)， 是通过中华鳖粪
便流向分解者的能量(属于福寿螺的同化量)， 是通过福寿螺遗体残
骸流向分解者的能量，综上所述，福寿螺流入分解者的能量值应为
，B错误；
图中 代表福寿螺的同化量，福寿螺同化量中
除去呼吸作用散失的能量 后，剩余部分才是
用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量，所
以 不是福寿螺用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量，C错误；
福寿螺同化量一部分通过呼吸作用以热能形式散失 ，一部分
流向分解者、，只有部分 能被中华鳖同化，所以福寿螺的同化
量不能流入中华鳖，与图中、、 对应的途径有关，D正确。
【题后归纳】
“拼图法”分析能量流动过程
①、指相应营养级的同化量,、 指相应营养级中未利用的能量。
②各营养级用于生长、发育和繁殖的能量分别为 、
。
③能量传递效率不会是 。从上图可以看出,相邻两个营养级间能
量的传递效率等于 ,一般情况下,能量在相邻两个营养级
间的传递效率为 。
④利用“拼图法”可得关系式:
命题角度三 对生态金字塔的理解
5.如图分别表示生态系统某生物量金字塔(上)和某数量金字塔(下)，下
列叙述正确的是( )
A.第一营养级干重值可代表流经该生态系统的总能量
B.上图第三营养级到第四营养级能量传递效率约为
C.数量金字塔呈上宽下窄的形态是由于害虫破坏了生态系统稳定性
D.上窄下宽的能量金字塔直观反映能量流动逐级递减的特点
√
[解析] 生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，第一营养级干重
值不能代表流经该生态系统的总能量，A错误；能量传递效率是相邻
两个营养级间同化量的比值,题中生物量金字塔给出的是各营养级的
干重,干重不等同于同化量,不能直接用于计算能量传递效率,B错误;
数量金字塔呈现上宽下窄的形态，是因为昆虫个体小，数量多，树
个体大，数量少，这是不同生物个体大小和数量的自然差异导致的，
而不是害虫破坏了生态系统稳定性，C错误；能量金字塔上窄下宽，
直观地反映了能量在生态系统中流动时逐级递减的特点，即营养级
越高，所含能量越少，D正确。
经典真题·明考向
1.[2025·甘肃卷]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流关系
√
[解析] 能量在相邻两营养级间的传递效率为 ，一般不能
提高，而且营养级的数量主要取决于生态系统中的总能量等因素，A
错误；呼吸作用越大，能量散失越多，能量的传递效率越低，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金字塔，
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，D错误。
2.[2024·海南卷]海龟是国家一级重点保护野生
动物，其上岸产卵的行为促进了海洋与陆地
间的物质循环和能量流动。在龟卵孵化过程
A.龟卵中的能量来自母龟同化的能量
B.螃蟹能取食幼龟和死亡胚胎，说明螃蟹既是消费者，又是分解者
C.巢穴周围的绿色植物能将根插入发育中的龟卵吸收营养，说明二者
存在寄生关系
D.巢穴中的部分物质通过雨水冲刷回到海洋，可为近海的生物提供营
养物质
中，巢穴的物质和能量与周围环境的关系如图。下列有关叙述错误的
是( )
√
[解析] 母龟同化的能量一部分在呼吸作用
中以热能的形式散失，另一部分用于自身
的生长、发育和繁殖等生命活动，因此龟
卵中的能量来自母龟同化的能量，A正确；
螃蟹取食幼龟，说明螃蟹是消费者，螃蟹取食死亡龟胚胎，说明螃
蟹是分解者，B正确；植物通常从土壤中吸收水分和矿物质，不会吸
收龟卵中的有机物，因此二者不存在寄生关系，C错误；巢穴中的部
分物质(如卵、卵壳、死亡的胚胎)通过雨水冲刷回到海洋，可为近海
的生物提供营养物质，D正确。
3.[2025·湖北卷] 在荒漠生态系统中，螨虫、跳虫等小型节肢动物对凋
落物和有机碎屑的分解发挥着重要作用，这种作用主要是通过取食真
菌、传播真菌孢子和捕食噬菌线虫来完成的。基于此，科研人员开展
了以下两个相关实验：
实验①：分别使用杀真菌剂和杀虫剂(杀灭小型节肢动物)对荒漠灌木
植物柠条的凋落物和有机碎屑进行处理，发现使用杀真菌剂后，分解
作用减少了；使用杀虫剂后，分解作用减少了 。
实验②：清除柠条凋落物和有机碎屑中的小型节肢动物(主要是螨虫)，
使得噬菌线虫(取食细菌等)数量增加、细菌数量减少，分解作用减少
；而清除噬菌线虫和小型节肢动物，使细菌数量增加。
回答下列问题：
(1)区别荒漠群落和森林群落的重要依据是__________。
物种组成
[解析] 群落的物种组成是区别不同群落的重要依据，所以区别荒漠
群落和森林群落的重要依据是物种组成。
(2)上述荒漠生态系统中，排除小型节肢动物后，噬菌线虫种群增长曲
线呈____形；清除线虫和小型节肢动物后，生态系统抵抗力稳定性的
变化是____(填序号)。
①变强 ②不变 ③变弱 ④无法判断
“”
③
[解析] 在自然条件下，由于资源和空间有限，种群增长曲线一般为“
”形。排除小型节肢动物后，虽然噬菌线虫缺少捕食者，但环境资
源依然有限，所以其种群增长曲线是“ ”形。清除线虫和小型节肢动
物后，生态系统的营养结构变简单，自我调节能力减弱，抵抗力稳
定性降低。
(3)根据上述材料，画出噬菌线虫的能量输入与输出的示意图：
[答案]
[解析] 示意图见答案。
(4)根据上述材料分析，螨虫通过直接调节________________的种群大
小，从而对荒漠生态系统中凋落物和有机碎屑的分解产生影响。
噬菌线虫和真菌
[解析] 根据题干信息可知，螨虫捕食噬菌线虫，后者取食细菌，螨
虫还可取食真菌，说明螨虫通过直接调节噬菌线虫和真菌的种群大
小，从而对荒漠生态系统中凋落物和有机碎屑的分解产生影响。
(5)从生态系统功能的角度，评价杀虫剂等农药对生态系统的影响：___
____________________________________________________________
_________________________________________。
杀虫剂等农药会使生态系统的营养结构变简单，分解作用减弱，物质循环和能量流动受阻，破坏生态系统的稳定性
[解析] 用杀虫剂等农药杀灭小型节肢动物，使生态系统的分解作用
减弱，物质循环和能量流动受阻；同时可能会对其他生物造成影响，
破坏生态系统的营养结构，进而影响生态系统的稳定性。
备用习题
1. 对生态系统中流入第二营养级的能量进行分析，其中有一部分用于初级消费者生长、发育和繁殖的能量，这部分能量是指 ( )
A. 初级消费者摄入量-呼吸作用散失量
B. 初级消费者摄入量-初级消费者粪便量-呼吸作用散失量
C. 初级消费者同化量-流向分解者的能量
D. 第二营养级未被利用的能量
√
[解析]初级消费者摄入量=初级消费者同化量+初级消费者的粪便量，即初级消费者摄入量-初级消费者粪便量=初级消费者同化量，初级消费者同化量-初级消费者呼吸作用散失的能量=初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量，因此初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量=初级消费者摄入量-初级消费者粪便量-呼吸作用散失的能量，B符合题意。
2. 下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
√
[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，是通过光
合作用实现的，B正确；乙、丙分别处于第二、第三营养级，从上一营养级同化的能量分别为B、C，第二营养级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)，C错误；题图中甲是生产者，乙是初级消费者，后者的数量是可能大于前者的，如昆虫的数量大于树，D正确。
3. 下图为某生态系统中能量流经第三营养级的部分示意图(注:字母表示能量值)，下列叙述正确的是 ( )
A. 图中缺少的经呼吸作用散失的能量为a-b
B. 用于次级消费者生长、发育和繁殖的能量为c
C. 第三营养级的同化量中流向分解者的能量为e+f
D. 能量在第三、第四营养级间的传递效率为d/a
√
[解析]分析题图可知，该图表示能量流经第三营养级(次级消费者)的部分示意图，其中b表示次级消费者的同化量，用于次级消费者生长、发育和繁殖的能量为c，所以图中缺少的经呼吸作用散失的能量为b-c，A错误，B正确；消费者产生的粪便中的能量不属于该营养级同化的能量，它实际上与上一营养级的遗体、残骸一样，属于上一营养级同化量的一部分，所以f为第二营养级的同化量中流向分解者的部分，C错误；能量传递效率计算公式:某一营养级的同化量÷上一营养级的同化量×100%，所以能量在第三、第四营养级间的传递效率为d/b，D错误。
4. 下列关于营养级能量的来源与去路分析错误的是 ( )
A. a1+c1+d1、a2+c2+d2均属于相应营
养级用于生长、发育和繁殖的能量
B. 除生产者外，其余各营养级的摄入量
扣除呼吸量后即为同化量
C. 第一营养级与第二营养级间的能量传递效率应为d1/(a1+b1+c1+d1)
D. a1为未被自身呼吸作用消耗，也未被下一个营养级和分解者利用的能量
√
[解析]分析题图可知，a1、a2表示未被利用的能量，b1、b2表示呼吸作用以热能形式散失的能量，c1、c2表示流入分解者的能量，d1、d2表示流向下一营养级的能量。用于自身生长、发育和繁殖的能量=流向下一营养级的能量+流入分解者的能量+未被利用的能量=a1+c1+d1或a2+c2+d2，A正确；除生产者外，其余各营养级的同化量=摄入量-粪便量，B错误；能量传递效率为相邻两营养级间的同化量之比，第一营养级的同化量为a1+b1+c1+d1，流向第二营养级的能量为d1，所以第一营养级与第二营养级间的能量传递效率应为d1/(a1+b1+c1+d1)，C正确；分析图示可知，a1表示未被自身呼吸作用消耗，也未被下一个营养级和分解者利用的能量，D正确。
5. 如图所示为生物界可能出现的4种生态金字塔。下列相关叙述错误的是 ( )
A. 树→虫→鸟的数量金字塔和能量金字塔可分别用图甲和图丙表示
B. 生态金字塔中每一层代表一个营养级，图中“1”代表第一营养级
C. 图丁不能表示能量金字塔与能量流动具有逐级递减的特点有关
D. 生态金字塔中，每一种生物只能属于一层，每一层都不含分解者
√
[解析] 一棵树上有很多植食性昆虫，还有少量鸟类，所以数量金字塔可用图甲表示，能量流动具有逐级递减的特点，所以能量金字塔可用图丙表示，A、C正确；生态金字塔中每一层代表一个营养级，图中“1”代表第一营养级，B正确；生态金字塔中，对于杂食性动物而言，可以属于不同营养级，进而属于两层甚至多层，D错误。
作业手册
题组一 能量流动的概念和过程
1.[2026·陕西西安模拟]生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的
过程，被称为生态系统的能量流动。初级消费者所同化的能量中，通
过捕食进行传递的是( )
A.通过呼吸作用散失的能量 B.经遗体残骸流向分解者的能量
C.流入次级消费者的能量 D.未被利用的能量
[解析] 通过捕食传递的能量是指初级消费者被次级消费者捕食后，
流入次级消费者的能量，这是能量在营养级之间传递的直接体现，
其他选项(呼吸散失、流向分解者、未被利用)均不属于通过捕食进行
的传递，C符合题意。
√
2.[2025·安徽合肥一模]生态系统的能量流动开始
于绿色植物通过光合作用对太阳能的固定，其制
造的有机物称为初级生产量。海岸某盐沼生态系
A.图中食物种群中所含能量即为流经该生态系统的总能量
B.净次级生产量可用于动物各器官组织的生长和繁殖新的个体
C.分析上图可以得出能量在流动过程中是单向流动且逐级递减的
D.动物未得到的和未吃进的都可属于生产者同化量中未利用部分
统中的净初级生产量在消费者中的能量流动图解如下图。下列有关叙
述错误的是( )
√
[解析] 图中食物种群中所含能量 初级生产量-
呼吸消耗量，不是流经该生态系统的总能量，A
错误；净次级生产量 同化量-呼吸消耗量，可
用于动物各器官组织的生长和繁殖新的个体，B正确；植物到动物的
捕食关系不可逆，且呼吸代谢释放的能量不可被生产者再利用，所
以能量流动是单向的，每个营养级的同化量只有一部分被下一营养
级同化，所以能量流动是逐级递减的，C正确；
生产者中未利用的能量指未被自身呼吸作用
消耗，也未被下一个营养级和分解者利用的
能量，所以动物未得到的和未吃进的都可属
于生产者同化量中未利用的部分，D正确。
3.[2025·江苏盐城三模]某同学在分析羊食草过程后，绘制了如下能量
流动模型，下列对其科学性的评价正确的是( )
A.过程②有机肥中的化学能主要流向土壤微生物，而不能被草利用
B.过程③中的能量最终都会流向第二营养级生物
C.羊遗体、残骸的能量不属于羊用于生长、发育和繁殖的能量
D.通过⑤呼吸作用将有机物中的能量全部以热能形式散失
√
[解析] 植物不能利用有机肥中的能量，
分解者将有机物分解后，植物只利用
其中的矿质元素，有机肥中的能量主
要流向土壤微生物(分解者)，A正确；过程③中的能量是草中未被利
用的部分，有可能会被第二营养级的生物利用，但还有一部分可能
会被分解者利用，B错误；羊遗体、残骸的能量属于羊同化的能量中
用于生长、发育和繁殖的部分，C错误；通过⑤呼吸作用大部分能量
以热能的形式释放，还有部分转化成 中的能量用于生命活动，D
错误。
4.[2025·黑龙江齐齐哈尔三模]乌鳢俗称黑鱼，生性凶猛，是肉食性鱼
类，常能吃掉某个湖泊或池塘里的其他所有鱼类，甚至不放过自己的
幼鱼，是人工鱼塘中的顶级捕食者。某人工鱼塘中混入了一些黑鱼，
部分能量流动关系如下图所示。下列相关叙述不正确的是( )
A.乌鳢进入鱼塘后可能使图中的能量数值的比例 降低
B.乌鳢捕食初级消费者后未同化部分的能量包含在图乙的 中
C.图乙中初级消费者用于自身生长、发育、繁殖的能量可用 表示
D.乌鳢的混入增加了鱼塘的物种数，提高了鱼塘的抵抗力稳定性
√
[解析] 图甲中，是生产者固定的太阳能总量， 是第二营养级同
化的能量，第一到第二营养级的能量传递效率为 ，乌
鳢进入鱼塘后捕食鱼类，可能使图中第一到第二营养级的能量传递
效率降低，即 降低，A正确。乌鳢捕食初级消费者后未同化部
分的能量是指乌鳢粪便中的能量，属于上一营养级(即初级消费者)同
化量中流入分解者的能量，包含在 中，B正确。
图乙中，摄入量粪便中的能量同化量， 表示初级消费者粪便中
的能量，表示初级消费者的同化量；同化量呼吸消耗的能量 用
于自身生长、发育、繁殖的能量，表示呼吸消耗的能量， 表示初
级消费者用于自身生长、发育、繁殖的能量，C正确。乌鳢大量捕食
鱼塘的经济鱼苗，适应性强，很快会成为优势种，破坏原有的生态
平衡，还能影响生态系统的物质循环，如残饵和排泄物处理效率下
降，进而引发水质问题，使生态系统的抵抗力稳定性降低，D错误。
5.[2025·湖北武汉三模]下表是对短花针茅草原绵羊放牧系统能量流动
的部分研究结果。下列叙述正确的是( )
平均载畜 量 草原植物供给 能/ 摄入能/ 粪便中的能量 / 呼吸代谢能/
1.3 8.86 3.22 0.95 1.86
2.0 5.28 2.62 0.92 1.39
3.0 3.32 1.86 0.94 0.76
注：平均载畜量单位为只羊·公顷 半年 ；能量单位为千焦·只羊
天 。
A.呼吸代谢能是未被绵羊利用的能量
B.绵羊粪便中的能量是绵羊流向分解者的能量
C.载畜量为1.3时，绵羊用于生长、发育和繁殖的能量约为
千焦·只羊 天
D.载畜量为2.0时，短花针茅草原的能量得到更充分的利用
√
平均载畜 量 草原植物供给 能/ 摄入能/ 粪便中的能量 / 呼吸代谢能/
1.3 8.86 3.22 0.95 1.86
2.0 5.28 2.62 0.92 1.39
3.0 3.32 1.86 0.94 0.76
[解析] 未被利用的能量是指未被自身呼吸作用消耗、也未被下一个
营养级和分解者利用的能量，呼吸代谢能是指绵羊呼吸作用散失的
能量，而非未被绵羊利用的能量，A错误；绵羊粪便中的能量不属于
绵羊的同化量，而属于草的同化量，因此绵羊粪便中的能量不是绵
羊流向分解者的能量，B错误；摄入量-粪便量 同化量，同化量-呼
吸作用散失的能量 用于生长、发育和繁殖的能量，因此载畜量为
1.3时，绵羊用于生长、发育和繁殖的能量约为
千焦·只羊 天 ，C错误；
根据表格信息可知，载畜量为2.0时，动物的同化量 草原植物供给
能 ，而载畜量为3.0
时，动物的同化量 草原植物供给能
，载畜量为1.3时，
动物的同化量 草原植物供给能
，所以载畜量为2.0
时，短花针茅草原的能量得到更充分的利用，D正确。
题组二 能量流动的特点、研究意义
6.[2025·湖南衡阳月考]某浅水泉微型生态系统中能量情况如下表所示，
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
列叙述错误的是( )
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/ 90 42 84 13.5 3
A.初级消费者呼吸作用中以热能形式散失的能量不能流向生产者
B.初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为
C.该生态系统的生产者有 的能量流入下一营养级，其余的能量用
于自身呼吸或流向分解者
D.初级消费者粪便中的能量为 ，该能量由生产者
和陆地的植物残体流向分解者
√
[解析] 初级消费者呼吸作用以热能形式散失的能量进入大气中，不
能重新回收利用，也不能流向生产者，A正确；初级消费者同化的能
量为 ，初级消费者呼吸消耗的能量为
，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 ，
B正确；表格没有显示生产者流入初级消费者的能量，也无法计算生
产者有多少能量流入下一营养级，C错误；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
，该能量属于生产者和
陆地的植物残体流向分解者的能量，D正确。
7.[2025·安徽合肥二模]为把饭碗牢牢地端在自己手里，农民们采取了
如下生产措施来增加产量：①人工除草、灭虫；②选择不同农作物进
行间作套种；③温室种植时，适当降低夜间温度；④对水稻、小麦等
农作物施用农家肥。从能量流动的角度分析，下列说法正确的是
( )
A.①能减少营养级数量，使能量更多地流向对人类有益的部分
B.②能通过时间和空间上的合理配置，增大流入系统的总能量
C.③使能量转化、散失速率变慢，降低了作物对光能的利用率
D.④能为农作物额外补充无机盐和能量，提高了光合作用速率
√
[解析] 人工除草可以使更多的能量流向对人类最有益的部分，但是
不会减少营养级，A错误；不同农作物对光照、水分、养分等的需求
和利用时间不同，间作套种可以使不同农作物在不同时间和空间上
充分利用资源，增大了流入该农业生态系统的总能量，B正确； 降
低夜间温度可以减少呼吸作用对有机物的消耗，使更多的能量保留
在农作物体内，有利于有机物的积累，提高了作物对光能的利用率，
C错误； 农家肥含有大量的有机物，这些有机物被土壤中的微生物
分解后，可以为农作物额外补充无机盐，但农家肥中的能量不能被
农作物直接利用，农作物进行光合作用所需的能量来自于光能，而
不是农家肥提供的能量，D错误。
题组三 生态金字塔
8.[2025·河北秦皇岛一模]某稳定的生态系统某时刻形成了上宽下窄的
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.数量金字塔不会呈现上宽下窄倒置的金字塔形
C.流入分解者的能量最终来自第一营养级固定的能量
D.生态金字塔中的每层级代表一个营养级，但不包括分解者
√
[解析] 在生态系统中，能量流动是单向的，只能从第一营养级流向第二营养级，A正确；数量金字塔可能会呈现上宽下窄倒置的金字塔形，例如，一棵大树上可能有许多昆虫以其为食，此时昆虫(第二营养级)的数量多于大树(第一营养级)，B错误；在该生态系统无有机物输入与输出的情况下，生态系统中的能量最初来源是第一营养级固定的能量，流入分解者的能量，无论是直接来自生产者(第一营养级)的遗体残骸，还是来自其他营养级生物的遗体、粪便等，最终都来自第一营养级固定的能量，C正确；生态金字塔包括能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔等，通常每一层级代表一个营养级，分解者不参与食物链组成，所以生态金字塔不包括分解者，D正确。
综合应用练
9.[2025·福建福州三模] 下图为某红松人工林
生态系统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。据图回答下列问题：
注:植物所固定的太阳能或所制造的有机物称为初级生产量，其包括净
初级生产量和自身呼吸消耗的能量。
(1)该生态系统组成成分有生产者、消费者以
及____________________________。
分解者、非生物的物质和能量
[解析] 生态系统的组成成分有生物成分
(生产者、消费者、分解者)和非生物的物质
和能量。
(2)据图分析，输入该生态系统的总能量是
_____________________；该生态系统中，
占净初级生产量的____%。
36
[解析] 是生产者固定的太阳能， 为净初
级生产量， 为植物自身呼吸消耗的能量。输入该生态系统的总能
量是，该系统中占净初级生产量 的比例
为 。
(3)调查土壤动物丰富度可采用____________
法，对土壤中比较小的个体，统计的时候可
用__________法。
取样器取样
目测估计
[解析] 调查土壤动物丰富度可采用取样器取
样法；目测估计法是按预先确定的多度等级来估计单位面积(体积)中
的种群数量，适用于个体小且数量较多的生物。
(4)人类通过对人工林幼苗期适当除草、除虫、
施肥等，适时、适当的干预人工林，这是系
统正常运行的保证。从研究能量流动的实践
意义分析，这些措施的目的是_____________
_______________________________________
__________________________。
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
[解析] 人类对人工林适时、适当的干预是系统正常运行的保证。例如
对人工林幼苗期适当除草、除虫、施肥等措施，合理地调整了生态系
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。中小学教育资源及组卷应用平台
课时作业(四十五)　生态系统的能量流动
题组一　能量流动的概念和过程
1.[2026·陕西西安模拟] 生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程,被称为生态系统的能量流动。初级消费者所同化的能量中,通过捕食进行传递的是 (　)
A.通过呼吸作用散失的能量
B.经遗体残骸流向分解者的能量
C.流入次级消费者的能量
D.未被利用的能量
2.[2025·安徽合肥一模] 生态系统的能量流动开始于绿色植物通过光合作用对太阳能的固定,其制造的有机物称为初级生产量。海岸某盐沼生态系统中的净初级生产量在消费者中的能量流动图解如下图。下列有关叙述错误的是 (　)
A.图中食物种群中所含能量即为流经该生态系统的总能量
B.净次级生产量可用于动物各器官组织的生长和繁殖新的个体
C.分析上图可以得出能量在流动过程中是单向流动且逐级递减的
D.动物未得到的和未吃进的都可属于生产者同化量中未利用部分
3.[2025·江苏盐城三模] 某同学在分析羊食草过程后,绘制了如下能量流动模型,下列对其科学性的评价正确的是 (　)
A.过程②有机肥中的化学能主要流向土壤微生物,而不能被草利用
B.过程③中的能量最终都会流向第二营养级生物
C.羊遗体、残骸的能量不属于羊用于生长、发育和繁殖的能量
D.通过⑤呼吸作用将有机物中的能量全部以热能形式散失
4.[2025·黑龙江齐齐哈尔三模] 乌鳢俗称黑鱼,生性凶猛,是肉食性鱼类,常能吃掉某个湖泊或池塘里的其他所有鱼类,甚至不放过自己的幼鱼,是人工鱼塘中的顶级捕食者。某人工鱼塘中混入了一些黑鱼,部分能量流动关系如下图所示。下列相关叙述不正确的是 (　)
A.乌鳢进入鱼塘后可能使图中的能量数值的比例D1/W1降低
B.乌鳢捕食初级消费者后未同化部分的能量包含在图乙的M中
C.图乙中初级消费者用于自身生长、发育、繁殖的能量可用N表示
D.乌鳢的混入增加了鱼塘的物种数,提高了鱼塘的抵抗力稳定性
5.[2025·湖北武汉三模] 下表是对短花针茅草原绵羊放牧系统能量流动的部分研究结果。下列叙述正确的是 (　)
平均 载畜量 草原植物供 给能/(×104) 摄入能/ (×104) 粪便中的能 量/(×104) 呼吸代谢 能/(×104)
1.3 8.86 3.22 0.95 1.86
2.0 5.28 2.62 0.92 1.39
3.0 3.32 1.86 0.94 0.76
注:平均载畜量单位为只羊·公顷-1·半年-1;能量单位为千焦·只羊-1·天-1。
A.呼吸代谢能是未被绵羊利用的能量
B.绵羊粪便中的能量是绵羊流向分解者的能量
C.载畜量为1.3时,绵羊用于生长、发育和繁殖的能量约为2.27×104千焦·只羊-1·天-1
D.载畜量为2.0时,短花针茅草原的能量得到更充分的利用
题组二　能量流动的特点、研究意义
6.[2025·湖南衡阳月考] 某浅水泉微型生态系统中能量情况如下表所示,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。下列叙述错误的是 (　)
生产者 固定 来自陆 地的植 物残体 初级消 费者摄入 初级消费 者同化 初级消 费者呼 吸消耗
能量/ [×105J/ (m2·a)] 90 42 84 13.5 3
A.初级消费者呼吸作用中以热能形式散失的能量不能流向生产者
B.初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为1.05×106 J/(m2·a)
C.该生态系统的生产者有15%的能量流入下一营养级,其余的能量用于自身呼吸或流向分解者
D.初级消费者粪便中的能量为7.05×106 J/(m2·a),该能量由生产者和陆地的植物残体流向分解者
7.[2025·安徽合肥二模] 为把饭碗牢牢地端在自己手里,农民们采取了如下生产措施来增加产量:①人工除草、灭虫;②选择不同农作物进行间作套种;③温室种植时,适当降低夜间温度;④对水稻、小麦等农作物施用农家肥。从能量流动的角度分析,下列说法正确的是 (　)
A.①能减少营养级数量,使能量更多地流向对人类有益的部分
B.②能通过时间和空间上的合理配置,增大流入系统的总能量
C.③使能量转化、散失速率变慢,降低了作物对光能的利用率
D.④能为农作物额外补充无机盐和能量,提高了光合作用速率
题组三　生态金字塔
8.[2025·河北秦皇岛一模] 某稳定的生态系统某时刻形成了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.数量金字塔不会呈现上宽下窄倒置的金字塔形
C.流入分解者的能量最终来自第一营养级固定的能量
D.生态金字塔中的每层级代表一个营养级,但不包括分解者
综合应用练
9.[2025·福建福州三模] 下图为某红松人工林生态系统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。据图回答下列问题:
注:植物所固定的太阳能或所制造的有机物称为初级生产量,其包括净初级生产量和自身呼吸消耗的能量。
(1)该生态系统组成成分有生产者、消费者以及　　　　　　　　　　　　　　　
　　 　。
(2)据图分析,输入该生态系统的总能量是　　　　　　　　;该生态系统中,E3占净初级生产量的　　　　%。
(3)调查土壤动物丰富度可采用　　　　　　法,对土壤中比较小的个体,统计的时候可用　　　　　法。
(4)人类通过对人工林幼苗期适当除草、除虫、施肥等,适时、适当的干预人工林,
这是系统正常运行的保证。从研究能量流动的实践意义分析,这些措施的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
课时作业(四十五)　生态系统的能量流动
1.C　[解析] 通过捕食传递的能量是指初级消费者被次级消费者捕食后,流入次级消费者的能量,这是能量在营养级之间传递的直接体现,其他选项(呼吸散失、流向分解者、未被利用)均不属于通过捕食进行的传递,C符合题意。
2.A　[解析] 图中食物种群中所含能量=初级生产量-呼吸消耗量,不是流经该生态系统的总能量,A错误;净次级生产量=同化量-呼吸消耗量,可用于动物各器官组织的生长和繁殖新的个体,B正确;植物到动物的捕食关系不可逆,且呼吸代谢释放的能量不可被生产者再利用,所以能量流动是单向的,每个营养级的同化量只有一部分被下一营养级同化,所以能量流动是逐级递减的,C正确;生产者中未利用的能量指未被自身呼吸作用消耗,也未被下一个营养级和分解者利用的能量,所以动物未得到的和未吃进的都可属于生产者同化量中未利用的部分,D正确。
3.A　[解析] 植物不能利用有机肥中的能量,分解者将有机物分解后,植物只利用其中的矿质元素,有机肥中的能量主要流向土壤微生物(分解者),A正确;过程③中的能量是草中未被利用的部分,有可能会被第二营养级的生物利用,但还有一部分可能会被分解者利用,B错误;羊遗体、残骸的能量属于羊同化的能量中用于生长、发育和繁殖的部分,C错误;通过⑤呼吸作用大部分能量以热能的形式释放,还有部分转化成ATP中的能量用于生命活动,D错误。
4.D　[解析] 图甲中,W1是生产者固定的太阳能总量,D1是第二营养级同化的能量,第一到第二营养级的能量传递效率为D1/W1×100%,乌鳢进入鱼塘后捕食鱼类,可能使图中第一到第二营养级的能量传递效率降低,即D1/W1降低,A正确。乌鳢捕食初级消费者后未同化部分的能量是指乌鳢粪便中的能量,属于上一营养级(即初级消费者)同化量中流入分解者的能量,包含在M中,B正确。图乙中,摄入量=粪便中的能量+同化量,Z表示初级消费者粪便中的能量,X表示初级消费者的同化量;同化量=呼吸消耗的能量+用于自身生长、发育、繁殖的能量,Y表示呼吸消耗的能量,N表示初级消费者用于自身生长、发育、繁殖的能量,C正确。乌鳢大量捕食鱼塘的经济鱼苗,适应性强,很快会成为优势种,破坏原有的生态平衡,还能影响生态系统的物质循环,如残饵和排泄物处理效率下降,进而引发水质问题,使生态系统的抵抗力稳定性降低,D错误。
5.D　[解析] 未被利用的能量是指未被自身呼吸作用消耗、也未被下一个营养级和分解者利用的能量,呼吸代谢能是指绵羊呼吸作用散失的能量,而非未被绵羊利用的能量,A错误;绵羊粪便中的能量不属于绵羊的同化量,而属于草的同化量,因此绵羊粪便中的能量不是绵羊流向分解者的能量,B错误;摄入量-粪便量=同化量,同化量-呼吸作用散失的能量=用于生长、发育和繁殖的能量,因此载畜量为1.3时,绵羊用于生长、发育和繁殖的能量约为(3.22-0.95-1.86)×104=0.41×104千焦·只羊-1·天-1,C错误;根据表格信息可知,载畜量为2.0时,动物的同化量÷草原植物供给能×100%=(2.62-0.92)÷5.28×100%≈32.2%,而载畜量为3.0时,动物的同化量÷草原植物供给能×100%=(1.86-0.94)÷3.32×100%≈27.7%,载畜量为1.3时,动物的同化量÷草原植物供给能×100%=(3.22-0.95)÷8.86×100%≈25.6%,所以载畜量为2.0时,短花针茅草原的能量得到更充分的利用,D正确。
6.C　[解析] 初级消费者呼吸作用以热能形式散失的能量进入大气中,不能重新回收利用,也不能流向生产者,A正确;初级消费者同化的能量为1.35×106 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=(13.5-3)×105=1.05×106 J/(m2·a),B正确;表格没有显示生产者流入初级消费者的能量,也无法计算生产者有多少能量流入下一营养级,C错误;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)×105=7.05×106 J/(m2·a),该能量属于生产者和陆地的植物残体流向分解者的能量,D正确。
7.B　[解析] 人工除草可以使更多的能量流向对人类最有益的部分,但是不会减少营养级,A错误;不同农作物对光照、水分、养分等的需求和利用时间不同,间作套种可以使不同农作物在不同时间和空间上充分利用资源,增大了流入该农业生态系统的总能量,B正确; 降低夜间温度可以减少呼吸作用对有机物的消耗,使更多的能量保留在农作物体内,有利于有机物的积累,提高了作物对光能的利用率,C错误; 农家肥含有大量的有机物,这些有机物被土壤中的微生物分解后,可以为农作物额外补充无机盐,但农家肥中的能量不能被农作物直接利用,农作物进行光合作用所需的能量来自于光能,而不是农家肥提供的能量,D错误。
8.B　[解析] 在生态系统中,能量流动是单向的,只能从第一营养级流向第二营养级,A正确;数量金字塔可能会呈现上宽下窄倒置的金字塔形,例如,一棵大树上可能有许多昆虫以其为食,此时昆虫(第二营养级)的数量多于大树(第一营养级),B错误;在该生态系统无有机物输入与输出的情况下,生态系统中的能量最初来源是第一营养级固定的能量,流入分解者的能量,无论是直接来自生产者(第一营养级)的遗体残骸,还是来自其他营养级生物的遗体、粪便等,最终都来自第一营养级固定的能量,C正确;生态金字塔包括能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔等,通常每一层级代表一个营养级,分解者不参与食物链组成,所以生态金字塔不包括分解者,D正确。
9.(1)分解者、非生物的物质和能量
(2)6.2×1011 J·m-2·a-1　36
(3)取样器取样　目测估计
(4)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
[解析] (1)生态系统的组成成分有生物成分(生产者、消费者、分解者)和非生物的物质和能量。(2)E是生产者固定的太阳能,E1为净初级生产量,E2为植物自身呼吸消耗的能量。输入该生态系统的总能量是6.2×1011 J·m-2·a-1,该系统中E3占净初级生产量(E1)的比例为1.8×1011÷(5.0×1011)×100%=36%。(3)调查土壤动物丰富度可采用取样器取样法;目测估计法是按预先确定的多度等级来估计单位面积(体积)中的种群数量,适用于个体小且数量较多的生物。(4)人类对人工林适时、适当的干预是系统正常运行的保证。例如对人工林幼苗期适当除草、除虫、施肥等措施,合理地调整了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。

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