3.2 生态系统的能量流动（提升讲义）生物人教版2019选择性必修2（原卷版）

第3章生态系统及其稳定性第2节生态系统的能量流动必会知识一能量流动的过程1.概念生态系统中能量的______________________的过程，称为____________的能量流动。2.能量流经第一营养级的过程3.能量流经第二营养级的过程4.能量流动示意图(1)补充图中甲～丁代表的内容：甲：________(绿色植物)；乙：____________；丙：________；丁：呼吸作用。(2)据图总结流入每一营养级的能量最终去向：①通过自身呼吸作用以________形式散失。②被____________同化(最高营养级除外)。③被________分解利用。[例1]如图表示某生态系统中生物间的相互关系，图中各种生物均生活在退潮后暴露出的岩石上，其中海藻、藤壶（繁殖能力超级强)、贻贝和海葵固着于岩石表面，海星、石鳖和石械则在岩石表面来回爬动找寻食物，数字表示海星食物中各种类所占的比例(%)。下列叙述错误的是（

）A．此食物网中含三级消费者的食物链有3条B．此食物网中海星处于第三、第四营养级C．此食物网中生态系统的基石是海藻和浮游植物D．当除去全部海星一年后，藤壶可能成为优势种，而石鳖、石械数量可能会减少[例2]图1为某草原生态系统中部分碳循环示意图，其中Ⅰ～Ⅳ代表生态系统的不同组成成分；图2为该生态系统二年内能量流动的部分数据（a、b、c表示不同的营养级）。下列有关叙述正确（）

A．能量沿生产者、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ构成的食物链单向流动且逐级递减B．图1中⑤如果表示Ⅱ的粪便中的能量，则属于Ⅱ同化的能量C．图1所示Ⅱ的能量流动去向缺少呼吸作用D．图2中b代表生产者的能量，说明生态系统中能量传递效率随营养级的升高而升高必会知识二能量流动的特点1.能量流动的特点2.能量传递效率的计算(1)计算公式能量传递效率＝eq\f(下一个营养级同化量,上一个营养级同化量)×100%。(2)能量在相邻两个营养级间的传递效率是____________。3.生态系统维持正常功能的条件任何生态系统都需要不断得到来自________的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。[例1]桑基鱼塘是我国长三角、珠三角地区常见的高效人工生态系统。下图为某地桑基鱼塘的能量流动简图[单位：105MJ/（hm2·a）]，下列有关说法正确的是（

）A．流经该生态系统的能量为6.50×105MJ/（hm2·a）B．桑和蚕之间的能量传递效率约为18%C．蚕和鱼的生态位无重叠部分D．为了提高产品输出总量，食物链越长越好[例2]有一食物网如图所示。如果能量传递效率为10%，各条食物链传递到庚的能量相等，则庚同化1kJ的能量，丙最少需同化的能量为（

）A．550kJ B．500kJ C．400kJ D．100kJ必会知识三生态金字塔的类型项目能量金字塔数量金字塔生物量金字塔形状象征意义能量沿食物链流动过程中具有____________的特性一般来说，生物个体数目在食物链中随营养级的升高而逐渐减少一般来说，生物量(现有生物有机物的总量)在沿食物链流动过程中逐级递减每一阶的含义单位时间内各营养级所得到的____________各个营养级的生物个体的____________各个营养级的________(即每个营养级所容纳的有机物的________)特征呈____金字塔形一般呈____金字塔形，有时也会出现______一般呈____金字塔形分析能量流动的过程中总是有能量的耗散一棵大树上，鸟、虫、树的数量金字塔的塔形会发生倒置浮游植物的个体小，寿命短，又不断被浮游动物吃掉，所以某一时间浮游植物的生物量(用质量来表示)可能低于浮游动物的生物量[例1]生态金字塔是反映各营养级间生物个体数、生物量和能量比例关系的模型。下列有关叙述正确的是（）A．能量金字塔层次越高，属于这个营养级的能量越多B．生物量金字塔中，肉食性动物的总干重大于植食性动物的C．倒置数量金字塔的出现与生物个体的体型有关D．生态金字塔直观反映了生态系统各种群间的能量关系[例2]生态金字塔是用来描述生态系统中不同生物种群之间能量、生物量或数量关系的模型，模型一般如图所示，其中I、Ⅱ、Ⅲ分别代表第一、二、三营养级。下列相关叙述错误的是（

）A．图中Ⅱ、Ⅲ营养级中可能存在同种生物B．营养级是指处于食物链同一环节上同种生物全部个体的总和C．一般来说，生物量金字塔中植物的生物量要大于植食性动物的生物量D．能量金字塔通常上窄下宽，能反映出能量流动逐级递减的特点必会知识四研究能量流动的实践意义1.可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的________。例如，间作套种、多层育苗、稻—萍—蛙等立体农业生产方式。2.可以帮助人们科学地规划和设计________________，使能量得到________________。例如，秸秆喂牲畜；粪便制作沼气；沼渣肥田，这样就实现了对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。3.还可以帮助人们合理地调整生态系统中的________________，使能量持续高效地流向对人类________________。例如，合理确定草场载畜量、麦田除草、除虫等。[例1]如图是某生态农场生产流程示意图，据图判断，下列说法正确的是（

）A．当蚯蚓利用食用菌杂屑并将其同化为自身的有机物时，能量就从第三营养级流入第四营养级；由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用效率降低B．能量经过多级利用，实现了良性循环；生态系统的能量流动是往复循环的C．农作物通过光合作用合成有机物，能量就从无机环境流入生物群落；每一生产环节都获得产品，提高了生态效益和经济效益D．由于生产环节的增多，最终也增加了废物和污染[例2]现代立体农业是利用群落的空间结构原理，为充分利用空间和资源而发展起来的一种农业生产模式。下列关于现代立体农业的叙述，正确的是（）A．果树林下种植食用菌形成群落的水平结构，提高群落利用阳光的能力B．果树林中的鸟类有垂直分层现象，主要与食物种类和栖息空间有关C．果树林环境条件不受破坏的条件下，各种群的环境容纳量是相同的D．该模式的生产利用群落的空间结构原理，显著提高能量传递效率和加快物质循环难点知识一能量流动的过程1．某一营养级能量的来源与去路2．“拼图法”分析能量流动过程输入第一营养级的能量(W1)，被分为两部分：一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失(A1)，一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖(B1＋C1＋D1)。而后一部分能量中，包括现存植物体的B1、流向分解者的C1、流向下一营养级的D1，如下图所示：3．摄入量、同化量和粪便量的区别与联系命题角度1某一营养级能量的来源与去路某同学绘制了下图所示的能量流动图解，下列叙述正确的是()A．生产者固定的总能量可表示为A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2B．初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为B2＋D2C．初级消费者摄入的能量为A2＋B2＋C2D．W1＝D1＋D2命题角度2摄入量、同化量和粪便量的区别与联系下图表示初级消费者能量流动的部分过程，括号中的字母表示能量，初级消费者呼吸散失的能量为b，下列相关说法正确的是()A．应在B处加上标有细胞呼吸的箭头B．初级消费者同化的能量为n－aC．次级消费者摄入的能量为n－a－bD．B为初级消费者同化的总能量难点知识二能量流动的相关计算1．能量的传递以营养级为单位在食物网中，能量传递效率不是以个体或种群为单位的，而是以营养级为单位的。如对于食物网，由第一营养级到第二营养级的能量传递效率是指B和C同化的总能量占A同化的总能量的比例。2．能量传递效率的计算方法相邻两个营养级之间的能量传递效率＝eq\f(某一个营养级的同化量,上一个营养级的同化量)×100%。3．能量传递效率的相关“最值”计算(1)在食物链中，若题干中未具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%，如食物链A→B→C→D的相关“最值”计算如下表所示：已知问题思路求解D净增重M至少需要A的量XM÷(20%)3＝X最多需要A的量XM÷(10%)3＝XA重ND最多增重的量YN×(20%)3＝YD至少增重的量YN×(10%)3＝Y(2)在食物网中，食物链越短，最高营养级获得的能量越多；生物间的捕食关系越简单，生态系统的能量流动过程中消耗的能量越少。具体计算方法如下表所示：知低营养级求高营养级知高营养级求低营养级获能量最多选最短食物链、按×20%计算需最多能量选最长食物链、按÷10%计算获能量最少选最长食物链、按×10%计算需最少能量选最短食物链、按÷20%计算4.能量传递效率的有关“定值”计算(1)已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算，而需按具体数值计算。例如，在食物链A→B→C→D中，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)在已知食物链中的能量分配比例和能量传递效率时，对于食物网中能量流动的计算，先根据题意写出相应的食物链并根据各营养级之间的传递效率，按照从不同食物链获得的比例分别进行计算，再将各条食物链中的值相加。命题角度1能量传递效率的计算如图为一个小型人工生态农场的模式图及农场中农作物和鸡的部分能量值（单位：10kJ)，据图表信息分析，下列叙述正确的是（

）项目净同化量（同化量一呼吸消耗量）呼吸消耗量流向分解者未利用农作物110702158鸡81023A．该小型生态系统的结构包括生物群落及非生物的物质和能量B．该小型生态系统通过食物网流向人的能量大于1.7×105kJC．该生态系统中第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为19.2%D．通过投放消化酶可提高第一、二营养级之间的能量传递效率命题角度2能量传递效率的相关“最值”计算如表为某热带雨林生态系统在一段时间内的能量流动情况，其中A、B、C、D分别代表该生态系统各营养级的所有生物，GP代表各成分的同化量，X代表用于生长、发育和繁殖的能量。下列叙述正确的是（）能量类型成分GPXRA25.26.718.5B3.90.83.1C214.378.5135.8D1678.6635.71042.9分解者368.850.1319.7（注：表中能量数值单位为：108kJ/（m2·a））A．表中R代表各营养级生物呼吸作用散失的能量，其中一部分会流向分解者B．该生态系统中的食物链为D→C→A→B该段时间内，流入该生态系统的总能量为2289.8×108kJ/（m2·a）C．次级消费者流向三级消费者的能量传递效率约为14.5%D．据表可知，该时间段内此生态系统的有机物积累量>0，且每个营养级能量的去向中R所占的比例最大一、单选题1．某人工养殖蟹塘生态系统中能量流动的部分过程如图所示，其中序号表示相关能量值。下列叙述正确的是（

）A．河蟹属于第三营养级，③与⑥的差值表示河蟹用于自身生长、发育和繁殖的能量B．④⑤中均包括该营养级生物的遗体残骸和下一营养级生物粪便中的能量C．②/①×100%、③/②×100%分别为第一和第二、第二和第三营养级间的能量传递效率D．输入该生态系统中的能量，最终均通过分解者的分解作用以热能形式散失2．下图是一个农业生态系统模式图，关于该系统的叙述，错误的是（

）A．沼气池中的微生物是该生态系统的分解者B．微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量C．多途径利用农作物可提高该生态系统的能量利用效率D．沼渣、沼液作为肥料还田，使能量和物质循环利用3．如图为某人工生态系统中能量流经第二营养级的示意图，E表示第二营养级的粪便量，D表示第三营养级的同化量，H表示饲料输入量。下列说法错误的是（

）A．G表示流向分解者的能量B．F表示第二营养级呼吸作用散失的能量C．C表示第二营养级用于自身生长、发育和繁殖的能量D．能量在第二和第三营养级间的传递效率为D/B×100%4．如图为第二营养级（兔子）的能量流动过程模型，下列说法正确的是（

）A．①是指由草流入兔的能量B．③是由初级消费者流向分解者的能量C．兔子用于自身生长、发育和繁殖的能量为②+③+④D．图中②/①的比值不能够代表兔到狐的能量传递效率5．下图是某人工鱼塘生态系统的能量流动过程图解，数字表示能量值[单位为103kJ/（m2·y）]。下列相关叙述正确的是（）A．图中“A”是指生物通过呼吸作用分解有机物释放出的全部能量B．肉食性动物同化的总能量为2.5×103kJ/（m2·y）C．图中植食性动物流向分解者的能量包含植食性动物粪便中的能量D．植食性动物与肉食性动物之间的能量传递效率约为16%6．某水体生态系统中部分营养关系如图所示（图中数值代表能量的相对值），其中M表示能量的一个去向。下列叙述正确的是（

）A．该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能B．I、Ⅱ两个营养级间的能量传递效率约为3%C．I营养级用于生长繁殖的能量约为1585.6D．Ⅱ营养级粪便中的能量属于图中20.8的部分7．东北豹生性凶猛，生活在我国东北长白山脉地区，主要捕食森林中的各种有蹄类动物，是森林中的顶级捕食者。当保护区因大雪封山导致其觅食困难时，工作人员会人工投放食物补充其食物来源。如图为该保护区内的部分能量流动关系，下列相关叙述正确的是（）A．流经该生态系统的总能量是生产者固定的总能量B．东北豹摄入的能量中未被同化的部分包含在M中C．X表示初级消费者用于生长、发育等生命活动的能量D．初级消费者和东北豹间的能量传递效率为（B/A）×100%8．某农场中的能量流动如图，字母A~I代表能量，其中D和G分别为第二、第三营养级从上一营养级同化的能量，E和H为摄入的饲料中的能量。下列说法错误的是（）A．B+C+D是生产者用于生长、发育和繁殖的能量B．第一和第二营养级之间的能量传递效率为D/（A+B+C+D）×100%C．第二、第三营养级粪便中的能量分别属于C+E、I+HD．第二和第三营养级之间的能量传递效率大于G/（D+E）×100%二、多选题9．下表是对青青草原绵羊放牧系统能量流动的部分研究结果。下列叙述错误的是（

）平均载畜量生长季草原植物光能利用率草原植物供给能（×104）摄入能（×104）粪便中的能量（×104）呼吸代谢能（×104）1.30.27%8.863.220.951.862.00.25%5.282.620.921.393.00.17%3.321.860.940.76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-1A．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草原的能量C．载畜量为1.3时，绵羊用于生长、发育和繁殖的能量约为2.27×104D．载畜量为2.0时，青青草原的能量得到更充分的利用10．图1为某池塘生态系统的食物网，图2为不同体长的丁种群的食性比例，相关叙述正确的有（）A．除图1所示成分外，该生态系统还应包括分解者及非生物的物质和能量B．甲和乙之间存在种间竞争关系，丙和丁之间既有捕食又有种间竞争关系C．碳元素以含碳有机物形式进入生态系统并沿着食物链和食物网进行传递D．增加相同体重，体长2.8cm的丁消耗生产者的能量比体长4.2cm的丁多11．某湖区分布植物、水鸟、细菌等多种生物。其中水鸟主要在浅水和泥滩中栖息，以某些植物为食。能量流经该营养级的示意图如下。有关叙述错误的是（）A．水鸟和其它生物占据着相对稳定的生态位不利于不同生物充分利用环境资源B．②代表水鸟呼吸作用散失的能量，③包含水鸟和上一营养级流向分解者的能量C．由于该生态系统物种多样、自我调节能力强，所以不需要系统外的能量补充D．从生态系统组成成分来看，湖区中的水鸟属于消费者，细菌均属于分解者12．如图为某生态系统的能量流动过程图解，N1、N2、N3表示固定或同化的能量值。下列相关叙述正确的是（）A．流经该生态系统的总能量大于生产者固定的太阳能B．图中A表示“未利用”，该部分能量可能最终流向分解者C．生产者固定的能量不变的情况下，若N2/N1的值越大，则说明消费者从生产者中固定的能量越多D．将