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第47讲　生态系统的能量流动
选择性必修2　生物与环境
第八单元　生物与环境
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。
一、能量流动概念的理解
考点1　生态系统的能量流动
固定的太阳能总量　
食物链和食物网
化学能　
化学能
热能
特别提醒
流经生态系统的总能量可能还包括人工投入的能量(如饵料、有机肥中的能量)、其他非光合自养生物所固定的能量(如硝化细菌固定的化学能)。
二、能量流动的过程
1．能量流经第一营养级的过程
热能
生长、发育和繁殖
分解者
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)。
b
不属于
上一个
分解者
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)　
分解者利用的能量( f－c)　
下一营养级同化的能量(i)
教材隐性知识
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
特别提醒
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
分解者
三、能量流动的特点
1．
2．
热能　
～20%
10%
呼吸消耗
教材隐性知识
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
逐渐递减　
正金字塔形
倒置
教材隐性知识
3．(人教版选择性必修2 P57旁栏思考)人类位于食物链的顶端，从能量金字塔来看，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______________，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。
人工生态系统
能量流动
对人类最有益
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，获取的能量主要来自太阳能。
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。 (　　)
×
√
(人教版选择性必修2 P59探究·实践)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)
___________________________________________________________
___________________________________________________________。
(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 ⑥ ⑦ ⑧ ⑨
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？
___________________________________________________________。
(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：(1)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)④⑤⑧
(3)5%；部分能量流向人类，还有未利用的部分
(4)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
考向1　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图3-6)如图是某生态系统能量流动的示意图，下列叙述错误的是(　　)
A．箭头由粗到细，表示流入下一营养级的能量逐级递减
B．如果初级消费者被次级消费者捕食，能量均流入了第三营养级
C．各营养级同化的能量都有一部分流入分解者，可能还有一部分未被利用
D．该系统中能量转化形式可由光能转化为化学能，再由化学能转化为热能和ATP中的能量
√
B　[能量流动具有单向流动、逐级递减的特点，因此箭头由粗到细，表示流入下一营养级的能量逐级递减，A正确；初级消费者被次级消费者捕食，一部分被消化吸收即同化量，另一部分通过粪便排出体外，即流入第三营养级的能量＝摄入量(捕食)－粪便中的能量，B错误；各营养级同化的能量都有一部分呼吸消耗，一部分流入分解者，可能还有一部分未被利用，C正确；该系统中生产者是绿色植物，能量可由光能转化为化学能，在呼吸过程中化学能又可转化为热能和ATP中的能量，D正确。]
2．(不定项)(链接人教版选择性必修2 P60拓展应用T1)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所示的生态系统实现了能量的多级、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，但不能提供能量，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(考虑经济和社会)原理，C正确；图1和图2中均有农作物，不断地输出农产品，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。]
考向2　生态金字塔的识别及分析
3．(链接人教版选择性必修2 P57图3-7及正文)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．(链接人教版选择性必修2 P58图3-8)下图分别示意生态系统某生物量金字塔(图1)和某数量金字塔(图2)，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．图1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的稳定性
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
√
D　[第一营养级干重值不可代表流经该生态系统的总能量，A错误；能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值，图1中仅给出了各营养级的干重值，干重值并不等同于同化量，所以无法根据这些干重值计算第三营养级到第四营养级的能量传递效率，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。]
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
考点2　能量流动相关的模型及计算
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)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，相邻两个营养级的能量传递效率等于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%。
(人教版选择性必修2 P59思维训练)某生态学家研究了一块玉米田的能量流动情况，得到如下数据：①这块田共收割玉米约10 000株，质量为6 000 kg，通过对玉米植株的化学成分进行分析计算，得出这些玉米共储存能量1.44×108 kJ；②据估算，这些玉米在整个生长过程中通过细胞呼吸消耗的能量为4.8×107 kJ；③在整个生长季节，入射到这块玉米田的太阳能总量为8.5×109 kJ。
(1)若该玉米地没有其他生产者，则流经该生态系统的总能量为________。
(2)该玉米种群流入下一营养级的能量为__________________。
(3)该玉米种群对太阳能的利用率为________。
提示：(1)1.92×108 kJ
(2)1.92×107～3.84×107 kJ
(3)2.26%
考向1　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)右图为某海域生态系统的能量流动模型，相关叙述错误的是(　　)
A．根据图中数据绘制得到的生物量金字塔和能量金字塔形状不同
B．图中第二、三营养级间的能量传递效率等于29.57与175.20的比值
C．流经第二营养级的能量远高于理论值与该营养级生物取食碎屑有关
D．可根据调查结果合理设定不同海产品的中等强度捕捞量
√
B　[据题图模型中的数据，生物量金字塔中第二营养级的生物量大于第一营养级，出现倒置，与能量金字塔形状不同，A正确；第二、三营养级之间的能量传递效率应为两个营养级同化量的比值，不能用生物量来计算，B错误；第二营养级还有来自碎屑的能量流入，因此能量远高于理论值，C正确；根据各营养级的能量流入流出情况制定合理的海产品捕捞策略符合可持续发展理念，D正确。]
2．(链接人教版选择性必修2 P55图3-6)某池塘生态系统的食物链具有三个相邻的营养级，营养级之间具有如图所示的物质和能量流动关系，其中a表示第一营养级的同化量，b、c分别表示各自从上一营养级同化的能量，a1、b1、c1表
示呼吸作用消耗的能量，d1和d2
分别表示流入该池塘生态系统的
人工饲料量来源。下列叙述错误
的是(　　)
A．流入该池塘生态系统的总能量为a＋d1＋d2
B．生产者同化的CO2可来自自身呼吸作用或化石燃料燃烧
C．第二营养级到第三营养级的能量传递效率为c/(b＋d1)×100%
D．第二、三营养级流向分解者的能量不可能超过第一营养级流向分解者的能量
√
D　[流入该池塘生态系统的总能量为生产者固定的太阳能和饲料有机物中的能量之和，即a＋d1＋d2，A正确；生产者同化的CO2可来自自身呼吸作用产生的CO2或化石燃料燃烧产生的CO2，B正确；第二营养级到第三营养级的能量传递效率为第二营养级传递给第三营养级的能量与第二营养级同化的能量之比，即c/(b＋d1)×100%，C正确；因第二、三营养级中有d1、d2能量的输入，因此第二、三营养级流向分解者的能量有可能超过第一营养级流向分解者的能量，D错误。]
考向2　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)下图表示某池塘生态系统部分营养级间的能量流动关系(单位：kJ·km-2·a-1)。下列叙述错误的是(　　)
A．浮游动物在该生态系统的组成成分中属于消费者和分解者
B．流经该生态系统的总能量为2×104 kJ·km-2·a-1
C．小型鱼类用于自身生长、发育和繁殖的能量为2.7×102 kJ·km-2
·a-1
D．第三营养级到第四营养级的能量传递效率约为10.21%
√
B　[据题图可知，浮游动物在该生态系统的组成成分中属于消费者和分解者，A正确；该生态系统植物所固定的总能量＝12 000＋2 200＋5 800＝2×104 kJ·km-2·a-1，但该生态系统的生产者除植物外还有其他生物(如蓝细菌、硝化细菌等)，且饲料还提供了化学能，故流经该生态系统的总能量大于2×104 kJ·km-2·a-1，B错误；小型鱼类用于自身生长、发育和繁殖的能量＝420＋50－200＝2.7×102 kJ·km-2·a-1，C正确；第三营养级到第四营养级的能量传递效率＝48/(420＋50)×100%≈10.21%，D正确。]
4．(链接人教版选择性必修2 P59思维训练)下表为某湖泊的能量流动定量分析表，该生态系统能量主要在5个营养级间流动。通常营养级间能量传递效率在10%～20%范围内，表明生态系统的营养结构较复杂，稳定性较高。近年来，该湖泊开展了以放养鲢、鳙和控制凶猛肉食鱼类为主要措施的净水渔业，防控水华暴发。下列叙述错误的是(　　)
某湖泊生态系统各营养级能量流动表
营养级 被捕食后的同化量 流向碎屑量 呼吸量
第五 0.026 62 0.270 3 0.425 3
第四 0.722 22 2.486 1 5.055 7
第三 8.264 02 109.71 218.84
第二 336.814 02 1 085.7 2 615.1
第一 4 037.614 02 8 294.5 0
注：①表中数字为能量数值，单位是t/(km2·a)；②该湖泊生态系统第一营养级的呼吸量参数设置为0。
A．第五营养级的同化量为0.722 22 t/(km2·a)
B．第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量为1 422.514 02 t/ (km2·a)
C．据表推测该生态系统的营养结构较复杂，抵抗力稳定性较高
D．该湖泊的净水渔业措施利用了不同鱼类占据着不同的生态位
√
C　[第五营养级的同化量应该是被捕食后的同化量、流向碎屑量与呼吸量之和，即0.026 62＋0.270 3＋0.425 3＝0.722 22 t/(km2·a)，A正确。第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量为该营养级同化量－呼吸量，即4 037.614 02－2 615.1＝1 422.514 02 t/(km2·a)，B正确。第二营养级到第三营养级的能量传递效率为336.814 02/4037.614 02≈8.34%，第三营养级到第四营养级的能量传递效率为8.264 02/336.814 02≈2.45%，由第二至第五各营养级间能量传递效率都小于10%，可推测该生态系统的营养结构较简单，抵抗力稳定性较低，C错误。该湖泊开展以放养鲢、鳙和控制凶猛肉食鱼类为主要措施的净水渔业，防控水华暴发。不同鱼类占据着不同的生态位，通过这种方式可以合理利用生态系统的资源，达到防控水华的目的，D正确。]
题后悟法　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”。
体验真题　感悟高考 · 有章可循
√
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＋④
A　[由题意可知：①为初始总能量，②为后期存活个体的有机物中的能量，③为呼吸散失的能量，④为这段时间内死亡个体的有机物中的能量。根据生态学能量流动模型，某段时间内，动物种群用于生长、发育和繁殖等生命活动的总能量本质是种群净积累的能量，储存在动物体的有机物中。由于此种群在此期间无迁入迁出，无个体被捕食，则这段时间内用于此种群生长、发育和繁殖的总能量＝一段时间后所有个体的有机物中的总能量(包括死亡个体)－初始总能量＝②＋④－①，A正确。]
2．(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．能量流动的单向性决定了人类不能调整能量流动关系
√
C　[能量传递效率一般为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，而不是传递效率，A错误；能量传递效率等于相邻两营养级间同化量之比，与呼吸作用无直接关系，呼吸作用越大，则用于生长、发育和繁殖的能量就越少，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，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．(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。]
4．(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。]
1．(2025·山东聊城二模)某生态系统中能量在3个营养级之间流动的情况如下图。下列叙述正确的是(　　)
课时数智作业(四十七)　生态系统的能量流动
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
A．营养级A、营养级B和营养级C构成了一条食物链
B．流向分解者的能量以有机物的形式被生产者和消费者循环利用
C．B尸体和C未消化利用的能量都属于B用于生长、发育和繁殖的能量
D．若B为养殖动物，增大B的同化效率(同化量/摄入量)能提高能量的传递效率
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
C　[每个营养级可能有多种生物，因此不一定形成一条食物链，A错误；流向分解者的能量以有机物的形式被分解者分解利用，不能流向生产者，且能量不能循环利用，B错误；B尸体和C未消化利用的能量都属于B的同化量中用于生长、发育和繁殖的能量，这部分能量最终会流向分解者，C正确；若增大B的同化效率(同化量/摄入量)，可以提高能量的利用率，但不能提高能量的传递效率，D错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
2．(2025·广东广州模拟)禽粮互作是北方农区有机玉米地散养柴鸡的创新模式。鸡群自由觅食自然资源并辅以人工补料，能控制“害虫”“杂草”，减少或避免农药使用，鸡粪还能提升土壤肥力，保障作物产量和品质。据此判断，以下说法正确的是(　　)
A．禽粮互作模式能使能量更多地流向对人类有益的方向
B．流入该生态系统的总能量为生产者所固定的太阳能
C．该模式充分利用了农田的空间资源，提高了能量传递效率
D．该模式可实现物质和能量的循环利用
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
A　[禽粮互作调整了该生态系统中的能量流动关系，使能量更多地流向对人类有益的地方，A正确；流经该农业生态系统的总能量是生产者固定的全部太阳能和人工投入的有机物中的化学能，B错误；此种模式充分利用了农田的空间资源，提高了能量利用率，但不能提高营养级间的能量传递效率，C错误；该模式可实现物质的循环利用，但生态系统中的能量流动是单向的、逐级递减的，D错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
3．(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，提高了光合速率
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
B　[人工除草和灭虫可以调整能量流动的关系，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数量，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，而不是降低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，可以被农作物吸收利用，但不可提供能量，D错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
4．(2025·浙江金华模拟)生态学中常以金字塔形象地说明营养级与能量、生物体个体数量、生物量之间的关系，是定量研究生态系统的直观体现。生态金字塔有能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔三种类型。结合图，下列有关叙述正确的是(　　)
A．该金字塔可表示树林中树(①)、害虫(②)和
食虫鸟(③)之间的个体数量关系
B．如果表示能量金字塔，则能量的流动方向只能依次是③→②→①
C．在城市生态系统中该金字塔中的①可表示生产者固定的太阳能
D．该金字塔可表示浮游植物(①)和浮游动物(②)的生物量之间的关系
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
D　[营养级越高，含有的能量越少，但数量可以出现倒金字塔形，树上可以有很多虫子，不可用图示的金字塔表示，A错误；如果表示能量金字塔，位于塔基的是生产者，②、③依次为第二营养级、第三营养级，则能量的流动方向只能是①→②→③，B错误；城市生态系统是特殊的人工生态系统，生产者数量少，流经城市生态系统的总能量大于该生态系统中所有生产者固定的太阳能总量，C错误；生物量金字塔是按照各营养级生物量绘制出来的一个金字塔图形，①表示第一营养级的生物量，②表示第二营养级的生物量，浮游植物处于第一营养级，浮游动物处于第二营养级，某一时刻，第一营养级的生物量比第二营养级的多，D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
5．(2025·黑龙江哈六中模拟)通过对松花江流域的能量流动的定量分析，得到的数据如图所示(Ⅰ～Ⅳ代表营养级，图中能量数据的单位为TJ·km-2·a-1)。下列叙述错误的是(　　)
题号
1
3
5
2
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6
8
7
A．第Ⅲ营养级流向分解者的能量是第Ⅱ营养级粪便中的能量
B．该生态系统第Ⅰ营养级固定的太阳能大于615.22 TJ·km-2·a-1
C．该生态系统第Ⅱ和第Ⅲ营养级之间的能量传递效率为2.01%
D．第Ⅳ营养级用于生长、发育和繁殖的能量为0.55 TJ·km-2·a-1
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
A　[第Ⅲ营养级流向分解者的能量是该营养级遗体残骸的能量和第Ⅳ营养级粪便中的能量，A错误；该生态系统中流入第Ⅱ营养级的能量为615.22 TJ·km-2·a-1，所以第Ⅰ营养级固定的太阳能大于615.22 TJ·km-2·a-1，B正确；该生态系统第Ⅱ和第Ⅲ营养级之间的能量传递效率为12.38÷615.22×100%≈2.01%，C正确；第Ⅳ营养级用于生长、发育和繁殖的能量为1.37－0.82＝0.55 TJ·km-2·a-1，D正确。]
题号
1
3
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8
7
6．(2025·山东菏泽一模)关于食物网结构的讨论往往基于两类食物网：Ⅰ拓扑网络，即只包含物种捕食关系的网络；Ⅱ能流网络，即包含具有捕食关系的物种间的能量流动大小( 代表物种，实线箭头的粗细与能量多少正相关；①～⑤代表能量值)。如图所示，下列说法错误的是(　　)
题号
1
3
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6
8
7
A．图1拓扑网络中包含了三条食物链
B．图2基于A取食偏好的能流网络未遵循能量逐级递减的规律
C．图2和图3能流网络体现了物质作为能量的载体这一基本原理
D．图3中第二到第三营养级的能量传递效率为(②＋④)/(①＋③)×100%
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
B　[拓扑网络中存在D→A、D→C→A、D→C→B→A三条食物链，A正确；能量流动的特点是单向流动、逐级递减，基于A取食偏好的能流网络也遵循这一规律，B错误；能流网络中能量沿着食物链传递，而物质是能量的载体，能量流动伴随着物质循环，C正确；图3中第二营养级为A、C，第三营养级为A、B，第二到第三营养级的能量传递效率为(②＋④)/(①＋③)×100%，D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
7．(不定项)(2025·湖南岳阳模拟)为了降低水体污染物，增加水体溶解氧，提高水产养殖效益，科研人员通过生态工程构建分隔式池塘生态系统，养殖模式如图所示。研究人员调查分析了该生态系统中第二营养级的能量流动情况，结果如下表[单位：kJ/(cm2·a)]，第一、二营养级之间的能量传递效率为16%，下列说法正确的是(　　)
题号
1
3
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6
8
7
同化饲料 的能量 粪便中 的能量 用于生长、发育和繁殖的能量 呼吸作用消耗的能量
206 160 854 746
A．第二营养级同化的能量是1 760 kJ/(cm2·a)
B．第一营养级同化的能量是10 000.0 kJ/(cm2·a)
C．分隔式池塘生态系统降低了不同鱼类的生态位重叠程度
D．分隔式池塘生态工程主要遵循自生和整体的生态学原理
√
题号
1
3
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2
4
6
8
7
√
CD　[第二营养级同化的能量＝用于生长、发育和繁殖的能量＋呼吸作用消耗的能量＝854＋746＝1 600 kJ/(cm2·a)，A错误。第一、二营养级之间的能量传递效率为16%＝(第二营养级的同化量－同化饲料的能量)÷第一营养级的同化量×100%＝(用于生长、发育和繁殖的能量＋呼吸作用消耗的能量－同化饲料的能量)÷第一营养级的同化量×100%＝(854＋746－206)÷第一营养级的同化量×100%，则第一营养级同化的能量＝1 394÷16%＝8 712.5 kJ/(cm2·a)，B错误。分隔式池塘生态系统使得不同鱼类占据不同的空间和资源，降低了不同鱼类的生态位重叠程度，C正确。首先要遵从自然生态系统的规律，各组分之间要有适当的比例，分隔式池塘生态工程构建了新的生态系统结构，体现了自生原理；同时考虑到降低水体污染物、提高水产养殖效益等多个方面，体现了整体原理，D正确。]
题号
1
3
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2
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6
8
7
8．(12分)(2025·山东泰安模拟)“藕螺鱼综合种养”是一种在荷塘里套养螺蛳、鱼类等水产品的种养混作模式。螺蛳摄食枯萎的荷叶、荷塘中的微生物及腐殖质改善水质，鱼的活动有助于改善水体环境，促进莲藕的生长。因螺蛳、鱼类等水产品混养，种养区采取荷塘上层吊笼养螺蛳，中下层养鱼的模式，并适当投喂有机饲料。鲢鱼和鳙鱼分别以浮游植物和浮游动物为主要食物，在表水层和中间水层活动。青鱼以螺、蚬、幼蚌等软体动物为主食，在中下层活动。
题号
1
3
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7
请回答下列问题：
(1)从生态系统组成成分的角度分析，螺蛳属于__________________，通过吊笼养螺蛳的措施，改变了螺蛳在该荷塘中的生态位，这一措施的优势有_______________________________(回答两点即可)。
题号
1
3
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2
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6
8
7
消费者和分解者
捕捞方便；减少螺蛳被天敌捕食　
(2)科研小组对该荷塘生态系统能量流动进行定量分析，得出甲、乙、丙三个营养级能量相关数据(单位为J·cm-2·a-1)如下表所示，R表示能量流动的去向之一，M为能量值，乙属于第一营养级。流入该生态系统的总能量是________________________________________ _______________________(用文字表述)，表中R代表的是各营养级___________________________________(用文字描述)。第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为________%(保留一位小数)。
题号
1
3
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6
8
7
莲藕等生产者固定的太阳能和外来有机物
输入的能量的总和
呼吸作用中以热能形式散失的能量
12.5　
题号
1
3
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2
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7
营养级 R的 能量 流向分解 者的能量 未利用 流向下一 营养级的 能量　　 外来有机
物输入的
能量　　
甲 6.8 0.5 7.2 0 11.0
乙 44.0 5.0 95.0 M 0
丙 9.5 1.5 11.0 3.5 5.0
(3)为了提高经济效益，荷塘逐步用鳙鱼取代鲢鱼，一段时间后荷塘出现水华现象(浮游植物大量繁殖)，其原因可能是_______________________________________________________________________________________________。
题号
1
3
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2
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7
浮游动物因鳙鱼取食而减少，对浮游植物取食量下降；鲢鱼数量减少，对浮游植物的取食量下降
[解析]　(1)螺蛳摄食枯萎的荷叶、荷塘中的微生物及腐殖质，从生态系统组成成分的角度分析，螺蛳属于消费者和分解者，通过吊笼养螺蛳的措施，改变了螺蛳在该荷塘中的生态位，该措施的优点表现在捕捞方便，减少螺蛳被天敌捕食，进而提高产量。(2)该生态系统属于人工生态系统，故流入该生态系统的总能量是莲藕等生产者固定的太阳能和有机饲料(外来有机物)中化学能的总和；据表分析，表中R代表的是各营养级自身呼吸作用所散失的热能；生产者固定的能量为44＋5＋95＋M，植食性动物从生产者获得的能量为9.5＋1.5＋11＋3.5－5，则M＝9.5＋1.5＋11＋3.5－5＝20.5 J·cm-2·a-1，
题号
1
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第一营养级固定的能量为44＋5＋95＋20.5＝164.5 J·cm-2·a-1，能量传递效率是相邻两个营养级之间同化量的比值，第一营养级(生产者)到第二营养级(植食性动物)的能量传递效率约为(20.5/164.5)×100%≈12.5%。(3)鲢鱼和鳙鱼分别以浮游植物和浮游动物为主要食物，在表水层和中间水层活动。荷塘逐步用鳙鱼取代鲢鱼，浮游动物因鳙鱼取食而减少，对浮游植物取食量下降，鲢鱼数量减少，对浮游植物的取食量下降，因而导致浮游植物大量繁殖，引起水华现象。
题号
1
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(教师用书独具)
1．(2025·贵州贵阳模拟)贵阳花溪国家城市湿地公园作为贵阳市河道最长的公园，现发现湖区内一种水鸟在园内栖息，以湖区的某些植物为其主要的食物来源。该湖区的植物、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图所示，①②③表示
生物的生命活动过程，字母
a、b、c表示能量，下列相关
说法错误的是(　　)
A．②③分别表示水鸟的呼吸作用及分解者的分解作用
B．水鸟和它下一营养级的能量传递效率为e/b×100%
C．测算某一食物链各环节的能量值，可构建该生态系统的能量金字塔
D．图中流向③的能量一部分来自水鸟同化，一部分来自上一营养级
√
C　[由题图可知，①为同化量，则②③分别表示水鸟的呼吸作用及分解者的分解作用，A正确；能量传递效率应为两营养级之间的同化量之比，故水鸟和它下一营养级的能量传递效率为e/b×100%，B正确；要构建该生态系统的能量金字塔，需要测算其食物网中各环节的能量值，C错误；图中流向③的能量指流向分解者的能量，一部分来自水鸟同化的能量，一部分来自上一营养级同化的能量，D正确。]
2．(2025·辽宁实验中学模拟)科学家在对陆地生态系统能量流动的研究过程中，将消费者和分解者分为两个亚系统，前者以消费活的生物体为主，属于牧食食物链，后者以分解死有机物质为主，属于碎食食物链，部分能量流动模型如图所示。净初级生产量是生态系统中生产者通过光合作用固定的总能量减
去自身呼吸作用消耗的能量后剩余的能量，
R是各个营养级经细胞呼吸散失的能量。下
列说法正确的是(　　)
A．牧食食物链和碎食食物链能量都是逐级递减的
B．两个亚系统的尸体和粪便以及全部净初级生产量构成碎食食物链的全部能量来源
C．碎食食物链中相邻营养级之间能量传递效率一定大于牧食食物链
D．碎食食物链中有机物的能量不可以循环利用
√
A　[牧食食物链和碎食食物链能量都是逐级递减的，因为食物链中每个营养级的生物均会进行细胞呼吸，散失一部分能量，且进入捕食者体内的食物也不能都被捕食者利用，A正确；碎食食物链的能量来源主要是尸体、粪便和其他死有机物质(即未被牧食食物链利用的部分)，但并非“全部净初级生产量”都会流入碎食食物链，B错误；碎食食物链和牧食食物链相邻营养级之间的能量传递效率并没有固定的大小关系，不能简单地说碎食食物链中相邻营养级之间能量传递效率大于牧食食物链，C错误；碎食食物链中的生物通过分解死有机物质获取能量，这些能量在生物的生命活动过程中一部分以热能等形式散失，而死有机物质中的一些物质成分等可以再进入死有机物质中，在生态系统中被循环利用，D错误。]
3．(不定项)(2025·江西新余模拟)海洋牧场是指在一个特定的海域里，为了有计划地培育和管理渔业资源而设置的人工渔场。研究人员对某人工渔场的能量流动进行了调查，其生态系统的能量流动图如下图所示，下列叙述正确的是(　　)
A．流入该生态系统的总能量包括生产者所固定的太阳能和有机碎屑中的能量
B．营养级Ⅱ中用于生长、发育和繁殖的能量为b＋e－h
C．营养级Ⅱ到营养级Ⅲ之间的能量传递效率(f＋c)/(b＋e)×100%
D．能量d不能被营养级Ⅰ和营养级Ⅱ的生物所利用
√
√
AD　[由题图分析可知，流入该生态系统的总能量应包括生产者所固定的太阳能和有机碎屑中的能量，A正确；营养级Ⅱ中用于生长、发育和繁殖的能量＝该营养级的同化量－呼吸作用散失，即b－h，B错误；营养级Ⅱ的同化量为b，营养级Ⅲ从营养级Ⅱ获得的能量是c－f，营养级Ⅱ到营养级Ⅲ之间的能量传递效率(c－f)/b×100%，C错误；分解者利用的能量最终都以热能形式散失，无法被生态系统所利用，D正确。]
4．(不定项)(2025·山东济南二模)下图是对某生态系统的能量流动进行定量分析的结果，E1～E7和a～r均为与该生态系统成分相关的能量数值，其中E2以及f、g、h、i代表呼吸作用散失的能量。下列说法错误的是(　　)
A．a、n中均含有第二营养级生物粪便中的能量
B．m中的能量最终会通过e、i和r所对应的途径均以热能形式散失
C．第一、二营养级之间的能量传递效率可表示为(c＋g＋k＋p)/(b＋f＋j＋n)×100%
D．可将a、b、c、d、e等数值按照从高到低的次序排列，形成一个能量金字塔
√
√
√
BCD　[a是生产者固定的太阳能(第一营养级同化量)，n是第一营养级流向分解者的能量。第二营养级粪便中的能量属于第一营养级同化量中未被第二营养级同化的部分，应包含在a、n中，A正确。m是某一营养级的未利用的能量，最终会以i通过呼吸作用以热能形式散失、e被下一营养级生物同化、r被分解者分解，B错误。第一营养级同化量为E1＝a＝b＋f＋j＋n，第二营养级从第一营养级获得的能量为b或c＋g＋k＋p－q。能量传递效率是相邻营养级同化量之比，第一、二营养级能量传递效率为b/a或(c＋g＋k＋p－q)/(b＋f＋j＋n)×100%，C错误。a、b＋q、c、d、e等分别代表不同营养级相关能量值，能量金字塔是依据各营养级同化量绘制的，D错误。]
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