高考生物第10单元 生态系统与生态环境的保护 第30讲 生态系统的结构与能量流动

第30讲PART 10生态系统的结构与能量流动基础知识巩固考点互动探究考例考法直击教师备用习题拓展微课第30讲生态系统的结构与能量流动考试说明1 生态系统的结构()。2生态系统中能量流动的基本规律及应用()。一、生态系统的结构1生态系统的概念：由_与_相互作用而形成的统一整体。地球上最大的生态系统是_。2生态系统的组成成分基础知识巩固链接教材生物群落成分类型生活方式作用非生物的物质和能量_等生物群落中物质和能量的_生物群落生产者主要是_制造_，储存能量，为消费者提供食物和栖息场所消费者主要指_异养加快生态系统的_；对植物的传粉、种子传播等具有重要作用分解者营_生活的生物_将动植物遗体和动物的排遗物分解成_，返回到无机环境中，供生产者重新利用它的无机环境生物圈阳光、热能、水、空气、无机盐根本来源绿色植物自养有机物动物物质循环腐生异养无机物基础知识巩固链接教材3生态系统的营养结构图10301食物食物链生产者五个营养级能量流动物质循环基础知识巩固链接教材固定的太阳能二、生态系统的能量流动1概念理解2流入某一营养级能量来源和去路的分析(1)图解图10302食物链和食物网化学能化学能热能同化量生长、发育和繁殖基础知识巩固链接教材(2)分析某营养级摄入的能量该营养级粪便中的能量_。某营养级的同化量该营养级呼吸作用消耗的能量_。某营养级生长、发育和繁殖的能量未被利用的能量_。3特点(1)能量传递效率：相邻两个营养级之间_的比值。(2)特点：_、逐级递减。4意义(1)科学规划、设计人工生态系统，使能量得到_。(2)合理地调整生态系统中的_，使能量持续高效地流向_的部分。同化量用于生长、发育和繁殖的能量被分解者利用的能量流入下一营养级的能量同化量单向流动最有效的利用能量流动关系对人类最有益基础知识巩固衔接课堂1正误辨析(1)太阳光来源于地球以外，不属于生态系统的成分。()(2)生产者全是绿色植物，消费者全是动物。 ()(3)三级消费者在食物链中处于第四营养级。 ()(4)羊吃草后就获得了草的全部能量。()(5)生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量。 ()(6)拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向，提高生态系统的能量传递效率。()(7)沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用。 ()基础知识巩固答案 (1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)解析 (1)太阳光来源于地球以外，为生态系统提供非生物的能量，属于生态系统非生物的物质和能量部分。(2)生产者是自养生物，主要是绿色植物，少数为微生物，如光合细菌等；消费者主要指动物，但一些寄生的细菌以及病毒也属于消费者。(4)羊吃草后，有一部分未被羊同化的能量，以粪便的形式排出，这部分能量属于草，但没有被羊所获得。(6)能量传递效率是指两相邻营养级同化能量的比值，拔去田地里的杂草可提高能量的利用率，但不能提高能量传递效率。(7)生态系统中，能量是单向流动的，不能循环。考点一生态系统的结构考点互动探究生态系统成分的“五点”误区及特例2生态系统成分的“五点”误区及特例(1)图例图10303(2)分析每条食物链的起点都是生产者，终点是不被其他动物所食的动物，即最高营养级，中间有任何间断都不算完整的食物链。误区特例细菌都是分解者硝化细菌是自养生物，属于生产者；寄生细菌属于特殊消费者动物都是消费者蚯蚓、蜣螂、秃鹰及某些种类的软体动物是以动植物残体为食的腐生动物，属于分解者生产者都是绿色植物蓝藻、硝化细菌等自养原核生物也是生产者，应该说生产者主要是绿色植物植物都是生产者菟丝子等一些寄生植物营寄生生活，属于消费者考点互动探究食物链(网)主要是由生产者与消费者通过捕食关系获取食物而建立的，故分解者及非生物的物质和能量不属于食物链(网)的成分，不出现在食物链(网)中。由于第一营养级一定是生产者，因此一种动物在某一食物链中的营养级消费者级别1，如兔是初级消费者，第二营养级。某一营养级生物的含义是该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，也不一定是一个种群。同一种消费者在不同食物链中，可以占有不同的营养级，如狼分别是第三、第四营养级。在食物网中，两种生物之间的种间关系可出现多种，如狼和狐既是捕食关系，又是竞争关系。在食物链中，当某种生物(兔)大量增加时，一般会导致作为其食物的一个营养级(草)数量减少，作为其天敌的一个营养级(狐)数量增加。考向1生态系统组成成分的分析1图10304是生态系统成分的关系图，下列对a、b、c所代表的成分的说法，正确的是()图10304考点互动探究典例追踪Ab中有真核生物，也有原核生物，但都是自养型生物Ba中全是异养型真核生物Cc只包括腐生细菌和真菌Da是该生态系统的基石，一旦遇到破坏，会影响整个生态系统的稳定考点互动探究答案 解析生态系统包括生物群落和无机环境，生物群落包括生产者、消费者和分解者。从箭头的方向上分析，a的物质和能量来自b，并可传递给c，所以b是生产者，a是消费者，c是分解者。生产者多数是光能自养型的真核生物绿色植物，但也有化能自养型的原核生物硝化细菌等。消费者都是异养型的，但并不都是真核生物，如根瘤菌也是消费者，但属于原核生物；细菌中有很多属于寄生菌类，属于消费者。分解者除了有腐生细菌和真菌外，还有腐生动物，如蚯蚓、蟑螂等。生态系统的基石是b(生产者)。考向食物链和食物网的分析2图10305所示为某生态系统内的食物网，其中箭头未标出。已知图中各食物链的起点和终点是一致的，下列相关叙述正确的是()图10305考点互动探究典例追踪A如该食物网中最高营养级为三级消费者，则a是生产者B如a属于第二营养级，则b是生产者C如e固定的能量最多，则e是生产者D该食物网共有3条或4条食物链考点互动探究答案 解析根据“图中各食物链的起点和终点是一致的”可推出，该食物网的起点一定不是d，其他作为起点时，都只有3条食物链；如该食物网中最高营养级是三级消费者(第四营养级)，则食物链的起点可以是a或e；当b或c为生产者时，a都属于第二营养级；根据能量流动的逐级递减性，可知固定能量最多的一定是生产者。图10306为某湖泊中的食物网。浮游植物急剧增加时不会引起()图10306A水华现象Ba和b的数量增长Cc与d因食物丰富而竞争加剧Dc、d和e的数量可能大量减少考点互动探究典例追踪答案 解析浮游植物急剧增加可能引起水华现象；浮游植物急剧增加，a和b会因为食物充足而数量增长，c和d会因为需要空间和氧气增加而竞争加剧；浮游植物急剧增加可能引起水华现象，这会导致c、d和e的数量大量减少。方法突破食物链(网)中各营养级生物数量变动分析(1)由于其他营养级生物的食物直接或间接来自第一营养级，故若处于食物链中第一营养级的生物数量减少(增加)，整个食物链中的其他生物都会减少(增加)，简记为“一级生物若减少，其他生物跟着跑”。(2)“天敌”一方减少，短时间内被捕食者数量会增加，但从长时间来看，会先增加后趋于稳定，简记为“如果天敌患了病，先增后减再稳定”。(3)若处于中间营养级的生物数量减少，则生物数量的变化视具体食物链而定。大体遵循如下思路：考点互动探究生产者数量相对稳定原则，即消费者某一种群数量发生变化时，一般不考虑生产者数量的增加或减少。最高营养级的生物种群数量相对稳定原则，即当处于最高营养级的生物种群的食物有多种来源时，若其中一条食物链中某种生物减少，则处于最高营养级的生物种群的数量不会发生较大变化。在食物网中，当某种生物因某种原因而数量减少时，对另一种生物数量的影响，沿不同的食物链分析结果不同时，应以中间环节少的为分析依据。简记为“食物网，食物链，生物数量好判断，首先你要有主见，环节少的最先看”。考点二生态系统的能量流动的过程与特点分析考点互动探究1. 生态系统能量流动的过程图10307(1)来源(2)去向自身呼吸消耗，转化为其他形式的能量和热能。流向下一个营养级(最高营养级除外)。遗体、残骸、粪便等能量被分解者利用。考点互动探究能量流动的特点及其原因分析(1)单向流动能量流动是沿食物链进行的，食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果，是不可逆转的。各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用，因此能量流动无法循环。(2)逐级递减各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。各营养级的能量都会有一部分流入分解者，包括未被下一营养级生物利用的部分。3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模型特点正金字塔一般为正金字塔，但有时也会倒置，如成千上万只昆虫生活在一棵大树上一般为正金字塔考向1能量流动的过程分析1 2016安徽合肥二模 下列关于生态系统能量流动过程的说法，正确的是()A所有生态系统输入的能量都来自太阳能B生态系统中能量的输入和传递一定与消化吸收有关C生态系统中能量的散失一定与呼吸有关D生态系统中能量的输入总是大于输出考点互动探究典例追踪答案 解析自然生态系统中的能量的输入来自光合作用与化能合成作用，人工生态系统中的能量来自光合作用或人工投入的有机物，A项错误。生态系统中能量的输入与光合作用、化能合成作用有关，B项错误。生态系统中的能量是通过生物群落的呼吸作用以热能的形式散失的，C项正确。生态系统中的能量的输入不一定大于输出，如一些濒临崩溃的生态系统，D项错误。2 2016北京东城期末 图10308表示桑基鱼塘生态系统部分能量流动，图中字母代表相应的能量。下列叙述不正确的是()图10308考点互动探究典例追踪A图中b表示桑树呼吸作用散失的能量B图中的c可表示桑树用于自身生长、发育和繁殖的能量C如果g表示蚕传递给分解者的能量，则f表示未被利用的能量D图中h/d可以表示第一营养级到第二营养级的能量传递效率考点互动探究答案 D解析据图分析可知，图中b表示桑树呼吸作用散失的能量；图中c(净光合作用量)a(总光合作用量)b，c可表示桑树用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量；如果g表示蚕传递给分解者的能量，则f表示未被利用的能量，h为蚕流向下一个营养级的能量；图中d/a可以表示第一营养级到第二营养级的能量传递效率。考向能量流动的特点及应用分析3图10309为某生态系统能量流动示意图(单位：kJ)。有关说法正确的是()图10309考点互动探究典例追踪A甲所固定的能量等于乙、丙的能量之和B乙具有的能量越多，则丙获得的能量越少C第二营养级到第三营养级的能量传递效率为16%D甲营养级的个体数量一定多于乙营养级的个体数量考点互动探究答案 解析能量在沿食物链流动过程中，有一部分能量以热能形式散失，因此甲所固定的能量大于乙、丙能量之和，A项错误。两个营养级之间的能量传递效率约为10%20%，乙具有的能量越多，则丙获得的能量就会越多，B项错误。图中第二营养级同化的能量为200 kJ，第三营养级同化的能量为32 kJ，因此第二营养级到第三营养级的能量传递效率为32200100%16%，C项正确。并不是营养级越低，生物数量就越多，如在食物链松树松毛虫鸟中，树的数量会少于松毛虫，D项错误。42016河南漯河模拟 图103010是某生态农场生产流程示意图，有关说法合理的是()图103010考点互动探究典例追踪A该生态系统中有4个营养级B合理使用农家肥可提高流经该生态系统的总能量C该生态系统各营养级之间的能量传递效率大大提高D除草、治虫的目的是提高生态系统的抵抗力稳定性考点互动探究答案 解析食用菌和蚯蚓属于分解者，而分解者不属于食物链中的成分，故该生态系统中有2个营养级，即作物家畜，A项错误。流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，合理使用农家肥可以促进植物的光能利用率，可提高流经该生态系统的总能量，B项正确。该生态系统可实现能量的多级利用，但各营养级之间的能量传递效率并未提高，C项错误。除草、治虫的目的是使能量流向对人类最有益的部分，D项错误。题后总结能量传递效率：能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，若以营养级为单位，能量在相邻两个营养级之间的传递效率为10%20%。其计算公式为能量传递效率(一个营养级同化量/上一个营养级同化量)100%。考点互动探究考例考法直击1 2016全国卷 我国谚语中的“螳螂捕蝉，黄雀在后”体现了食物链的原理。若鹰迁入了蝉、螳螂和黄雀所在的树林中，捕食黄雀并栖息于林中。下列叙述正确的是()A鹰的迁入增加了该树林中蝉及其天敌的数量B该生态系统中细菌产生的能量可流向生产者C鹰的迁入增加了该生态系统能量消耗的环节D鹰的迁入改变了该生态系统能量流动的方向答案 C解析本题考查生态系统的能量流动方面的知识。鹰迁入后的食物链可以表示为植物蝉螳螂黄雀鹰，因此，鹰的迁入会使黄雀的数量减少，而黄雀数量减少会导致螳螂数量增加，进而使蝉的数量减少，A项错误。能量沿着食物链流动，细菌不参与食物链的构成，即细菌产生的能量不能流向生产者，B项错误。鹰的迁入没有改变该生态系统能量流动的方向，D项错误。考例考法直击2 2015全国卷 下列有关生态系统的叙述，错误的是()A生态系统的组成成分中含有非生物成分B生态系统相对稳定时无能量输入和散失C生态系统维持相对稳定离不开信息传递D负反馈调节有利于生态系统保持相对稳定答案 解析本题考查生态系统的结构与功能。生态系统的组成成分包括生物成分(生产者、消费者、分解者)和非生物成分(非生物的物质和能量)，A项正确。生态系统相对稳定时，输入的能量与散失的能量基本相等，B项错误。生态系统中的信息传递可以调节种间关系，而且生命活动的正常进行、生物种群的繁衍等都离不开信息传递的作用，所以说生态系统维持相对稳定离不开信息传递，C项正确。负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础，有利于生态系统保持相对稳定，D项正确。考例考法直击3 2015海南卷 关于草原生态系统能量流动的叙述，错误的是()A能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程B分解者所需的能量可来自各营养级生物所储存的能量C生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量D生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级答案 D解析本题考查草原生态系统的能量流动的相关知识。能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，A项正确。分解者将动植物遗体和动物的排泄物分解成无机物，动植物遗体和动物的排泄物中有各营养级生物所储存的能量，B项正确。生态系统需要源源不断的太阳能的输入，C项正确。生产者固定的能量主要有四个去路，一部分用于自身呼吸，一部分流入下一营养级，一部分未被利用，还有一部分被分解者利用，D项错误。考例考法直击4 2016全国卷 冻原生态系统因其生物的生存条件十分严酷而独具特色，有人曾将该生态系统所处的地区称为“不毛之地”。回答下列问题：(1)由于温度的限制作用，冻原上物种的丰富度较低。丰富度是指_。(2)与热带森林生态系统相比，通常冻原生态系统有利于土壤有机物质的积累，其原因是_。(3)通常，生态系统的食物链不会很长，原因是_。考例考法直击答案 (1)群落中物种数目的多少(2)低温下，分解者的分解作用弱(3)能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的解析本题考查物种丰富度的概念、生态系统各组成成分的作用及能量流动的特点等。(1)丰富度是指群落中物种数目的多少。 (2)由于冻原生态系统的温度较低，不利于土壤中微生物(分解者)的繁殖，微生物(分解者)对土壤有机物的分解作用弱，与热带森林生态系统相比，通常冻原生态系统有利于土壤有机物质的积累。(3)能量在沿着食物链流动的过程中逐级递减，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多，所以食物链一般不会很长。考例考法直击5 2015全国卷 某生态系统总面积为250 km2，假设该生态系统的食物链为甲种植物乙种动物丙种动物，乙种动物种群的K值为1000头。回答下列问题：(1)某次调查发现该生态系统中乙种动物种群数量为550头，则该生态系统中乙种动物的种群密度为_；当乙种动物的种群密度为_时，其种群增长速度最快。(2)若丙种动物的数量增加，则一段时间后，甲种植物数量也增加，其原因是_。(3)在甲种植物乙种动物丙种动物这一食物链中，乙种动物同化的能量_(填“大于”“等于”或“小于”)丙种动物同化的能量。考例考法直击答案 (1)2.2头km22头km2(2)由于乙种动物以甲种植物为食，丙种动物的数量增加导致乙种动物的数量减少，从而导致甲种植物数量增加(3)大于解析本题考查种群密度、种群的数量变化和生态系统的能量流动等相关知识。(1)种群密度是指单位面积或单位体积中的个体数，所以乙种动物的种群密度为550头/250 km22.2头km2。种群数量达到K/2时种群增长速率最快， 此时种群密度为500头/250 km22头km2。(2)丙种动物数量增加会更多地捕食乙种动物，导致乙种动物数量下降，甲种植物作为乙种动物的食物，其种群数量会增加。(3)食物链是能量流动的渠道，沿着食物链能量是单向传递、逐级递减的，所以乙种动物同化的能量大于丙种动物同化的能量。教师备用习题12016江西萍乡二模 生产者是生态系统的重要组成部分，下列关于生产者的叙述中，错误的是()A都位于能量金字塔的同一营养级B一定是自养生物C都是生态系统能量转换的载体D一定是植物解析 D生产者在生态系统中一定处于第一营养级，都位于能量金字塔的同一营养级；生产者一定是自养生物；生产者将光能转化为化学能储存在有机物中，是能量转换的载体；生产者都是自养型的，但生产者不都是植物，如蓝藻、硝化细菌等。教师备用习题22016江苏盐城三模 如图表示某生态系统的食物网，下列有关叙述错误的是()A该食物网共有6条食物链B野兔的总能量约是绿色植物总能量的10%20%C狼的数量略有减少，对该生态系统稳定性影响不大D鹰、狼、云豹的种间关系为竞争解析 B该食物网的生产者是绿色植物，处于食物网顶端的生物是鹰、狼和云豹，共有6条食物链；第二营养级的总能量约为生产者能量的10%20%，而野兔只是第二营养级的一部分；由于食物网中有多条食物链，营养结构复杂，所以狼的数量略有减少，对该生态系统稳定性影响不大；鹰、狼、云豹都捕食野兔，所以它们的种间关系为竞争。教师备用习题32016甘肃河西五市一模 下列有关生态系统的叙述正确的是()A“螳螂捕蝉，黄雀在后”描述了一条完整的食物链B生态系统的营养结构包括生态系统的成分，食物链和食物网C分解者将动植物遗体中的有机物分解成无机物，可以供植物体再利用D生产者一定是植物，都位于能量金字塔同一营养级解析 C“螳螂捕蝉，黄雀在后”中缺少生产者，故不是一条完整的食物链；生态系统的营养结构包括食物链和食物网；分解者将动植物遗体中的有机物分解成无机物，可以供植物体再利用；生产者不一定是植物，如硝化细菌是生产者，但不是植物。教师备用习题4如图是某生态系统物质和能量流向示意图。下列有关叙述正确的是()A图中的生产者包括硝化细菌等这类自养型生物BX1过程吸收的CO2总量与Y1、Y2、Y3及Z过程释放的CO2总量相等C当该生态系统处于相对稳定状态时，X3过程的能量值至少约为X1过程能量值的1%DX1、X2、X3过程提供的有机物中的碳将全部转变为Z过程释放的CO2中的碳解析 C硝化细菌是利用氨氧化释放的能量把无机物合成有机物，不能利用光能；X1过程吸收的CO2总量应大于Y1、Y2、Y3及Z过程释放的CO2总量；能量在食物链中的传递效率为10%20%，故X3过程的能量值约为X1过程能量值的1%4%，即至少约为X1过程能量值的1%；有机物中的碳在每一个营养级都只有一部分通过呼吸作用以CO2的形式释放。教师备用习题52016河南信阳模拟 如图是某湖泊生态系统能量流动的定量分析图中所示数值的单位是J/(cm2a)，G为植物，H为植食性动物，C为肉食性动物。以下相关叙述不正确的是()A与该生态系统稳定性密切相关的是图中G、H和C所形成的营养结构B由G到H的能量传递效率为13.51%C从生态学的观点来看，G、H和C所包含的所有生物构成生物群落DH包括多种动物，它们之间的需求相似构成竞争关系教师备用习题解析 C图中G、H和C构成了食物网，为生态系统的营养结构，营养结构越复杂，生态系统的抵抗力稳定性越高；H固定的能量12.629.318.82.162.8 J/(cm2a)，G固定的能量62.812.5293.196.3464.7 J/(cm2a)，所以由G到H的能量传递效率62.8464.7100%13.51%；群落是同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，该生物群落在图示食物网的基础上，还应该包括这个环境中的所有其他生物(如分解者)；H为植食性动物，是初级消费者，其包括多种动物，它们之间的需求相似构成竞争关系。拓展微课能量流动模型分析与计算专题讲解分析：(1)摄入量(a)同化量(b)粪便量(c)。(2)同化量(b)用于生长、发育和繁殖的能量(e)呼吸消耗的能量(d)。(3)初级消费者粪便中的能量属于生产者同化量的一部分，次级消费者粪便中的能量属于初级消费者同化量的一部分。(4)用于某营养级生长、发育和繁殖的能量一部分可“被下一营养级摄入”，另一部分可“被分解者利用”。一、能量流动模型分析1模型一能量流经某一营养级以第二营养级为例，能量的来源和去路图解如下：图103011专题讲解【典题示导1】假设某初级消费者摄入的能量为a，其粪便中的能量为b，通过呼吸消耗的能量为c，用于生长、发育和繁殖的能量为d，则流入次级消费者的能量最多为()A(ab)20%B(cd)20%C(ac)20%D(bd)20%解析粪便是初级消费者未能消化吸收的部分，初级消费者的同化量摄入量粪便量，即同化量为(ab)，其中一部分被自身呼吸消耗掉，其余部分用于自身生长、发育和繁殖，所以初级消费者的同化量呼吸消耗量用于生长、发育和繁殖的能量，即abcd。按能量的最高传递效率20%计算，流入次级消费者的能量最多应为(ab)20%或(cd)20%。正确答案为B。答案 B 专题讲解【典题示导2】如图103012为生态系统中能量流动图解部分示意图(字母表示能量的多少)，下列选项中正确的是()图103012A图中bhcdefiB生产者与初级消费者之间的能量传递效率为b/a100%C“草兔狼”这一关系链中，狼粪便中的能量属于dD缩短食物链可以提高能量传递效率专题讲解答案 C解析首先，生产者固定的能量应该是流经生态系统的总能量，摄入量同化量粪便中的能量，因此c为同化量，h为粪便中的能量，同化量呼吸作用中以热能形式散失的能量用于生长、发育和繁殖的能量，因此d是初级消费者用于自身生长、发育和繁殖的能量，f是呼吸作用中以热能形式散失的能量，i是流入分解者的能量，e是下一营养级摄入的能量，所以bhcfdhfeg，A项错误。能量传递效率是相邻营养级同化量之间的比值，生产者与初级消费者之间的能量传递效率为c/a100%，B项错误。缩短食物链可以提高能量利用率，但不能提高能量传递效率，D项错误。狼粪便中的能量应该属于初级消费者兔子的同化量中用于生长、发育、繁殖的能量，C项正确。专题讲解2模型二定量不定时分析图103013分析：流入某一营养级的一定量的能量在足够长的时间内的去路可有三条：a.自身呼吸散失；b.流入下一营养级(最高营养级除外)；c.被分解者分解利用。但这一定量的能量不管如何传递，最终都以热能形式从生物群落中散失，生产者源源不断地固定太阳能，才能保证生态系统能量流动的正常进行。专题讲解【典题示导3】图103014为生态系统能量流动示意图，下列等式中不可能成立的是()图103014AB2A(10%20%)BAFB1C1D1E1CA(B1B3)C1C2C3DC3B2(80%90%)解析由于B2C1C2C3，C2B2(10%20%)，所以C3B2(80%90%)。从长时间考虑，进入生态系统的能量都以热能的形式散失，即AFB1C1D1E1。答案 D 专题讲解3模型三定量定时分析图103015分析：流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路可有四条：a.自身呼吸散失；b.流入下一营养级(最高营养级除外)；c.被分解者分解利用；d.未利用，即未被自身呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用，如果是以年为单位研究，这部分的能量将保留到下一年。专题讲解【典题示导4】图103016所示为桑基鱼塘生态系统局部的能量流动，图中字母代表相应的能量。下列有关叙述不正确的是()图103016A如果c1表示蚕传递给分解者的能量，则b1表示未被利用的能量B图中b表示桑树呼吸作用散失的能量C图中的c可表示桑树用于生长、发育和繁殖的能量D图中d1/d可以表示第一营养级到第二营养级的能量传递效率专题讲解答案D解析流经该生态系统的总能量为桑树通过光合作用所固定的太阳能总量，即a；生产者桑树所固定的太阳能总量中有一部分通过生产者的呼吸作用以热能的形式散失，即图中的b，另一部分则储存在生产者体内的有机物中，用于生产者的生长、发育和繁殖等生命活动，即图中的c；图中d表示蚕同化的能量，a1表示蚕通过呼吸作用散失的热能，如果c1表示蚕传递给分解者的能量，则b1表示未被利用的能量；d1/d可以表示第二营养级到第三营养级的能量传递效率。专题讲解图103017(2)一般说来，能量在相邻两个营养级间的传递效率大约是10%20%；需要注意的是10%20%的能量传递效率只是一个经验数据，有些生态系统的能量传递效率不在这个范围。二、生态系统能量流动相关计算分析1相邻营养级间能量传递效率的计算公式(1)我们学习的能量传递效率是营养级之间的能量传递效率。如图103017中，不能说流入2的能量占生产者1固定的能量的10%20%；而是流入2、5、7的能量之和约为生产者1所固定能量的10%20%。如果取极限，那么流入2的能量可达到生产者1固定能量的20%。专题讲解【典题示导5】图103018表示能量流经某生态系统第二营养级示意图单位：J/(cm2a)，据图分析，有关说法正确的是()图103018A该生态系统第一营养级同化的能量至少为400B第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量是100C能量由第二营养级到第三营养级的传递效率是20%D该生态系统第三营养级同化的能量是15专题讲解答案 A解析图为能量流经某生态系统第二营养级的示意图，其中A表示该营养级摄入的能量，B表示该营养级同化的能量，C表示该营养级用于生长、发育和繁殖的能量，D表示呼吸作用中以热能的形式散失的能量，E表示分解者利用的能量，B项错误。第二营养级同化的能量为100(摄入量)20(粪便中的能量)80，根据能量传递效率倒推出第一营养级同化的能量至少为400，A项正确。题图仅表示能量流经第二营养级的过程，并不能得出第三营养级的同化量，因此无法计算由第二营养级到第三营养级的能量传递效率，C项错误。选项D将次级消费者摄入的能量等同于第三营养级同化的能量，D项错误。专题讲解2运用能量传递效率计算要点在解决有关能量传递的计算问题时，首先要确定相关的食物链，理清生物与生物在营养级上的差别，能量传递效率为10%20%。解题注意题目中是否有“最多”、“最少”、“至少”等特殊的字眼，从而确定使用10%或20%来解题。消耗最少要选择食物链最短和传递效率最大20%，消耗最多要选择食物链最长和传递效率最小10%。(1)设食物链ABCD，分情况讨论如下：已知D营养级的能量M，则至少需要A营养级的能量M(20%)3；最多需要A营养级的能量M(10%)3已知A营养级能量N，则D营养级获得的最多能量N(20%)3；D营养级获得的最少能量N(10%)3。能量传递效率100%专题讲解(2)如果在食物网中，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。(3)在食物网分析如 确定生物量变化的“最多”或“最少”时，还应遵循以下原则：a.食物链越短，最高营养级获得的能量越多；b.生物间的取食关系越简单，生态系统消耗的能量越少。如已知D营养级的能量M，计算至少需要A营养级的能量，应取最短生物链AD，并以20%的效率进行传递，即等于M20%；最多需要A营养级的能量时，应取最长的食物链ABCD，并以10%的效率进行传递，即等于M(10%)3。专题讲解【典题示导6】如图103019为一食物网。若要使丙体重增加x，已知其食用的动物性食物(乙)所占比例为a，则至少需要的生产者(甲)的量为y，那么x与y的关系可表示为()图103019Ay90ax10 x By25ax5xCy20ax5x Dy10ax10 x解析由题干中的“至少”可知，应该按最大传递效率20%计算，a表示丙从动物性食物(乙)获得的能量所占比例，则1a表示直接从生产者(甲)获得的能量所占比例，故有(1a)x20%ax20%20%y，即y20ax5x。答案 C 专题讲解【典题示导7】图甲是某草原生态系统中碳循环模式图，图中A、B、C、D表示生态系统的成分，图乙为其中部分营养结构。请据图回答： 图103020(1)若草固定的总能量为6.8109 kJ，食草昆虫和鼠同化的总能量是1.3108 kJ，则人最多能获得能量_kJ。(2)若蛇取食鼠的比例由调整到，从理论上分析，改变取食比例后蛇体重增加1 kg，人能比原来多增重_kg。(能量传递效率按20%计算)专题讲解答案 (1)2.46108(2)2解析 (1)(6.81091.310820%)(20%)22.46108 kJ。(2)改变前：1 kg蛇消耗草为3/4(20%)31/4(20%)2100 kg；改变后：1 kg蛇消耗草为1/4(20%)33/4(20%)250 kg，所以改变后与改变前相比节余的50 kg草可流向人。故人比原来增重了5020%20%2 kg。易错提醒(1)能量多级利用和逐级递减不是一回事，前者是通过能量的多级传递，每一级传递过程中都有能量流向对人有益的部分；而逐级递减是指在不断逐级传递过程中，每一营养级获得能量都比前一营养级少。(2)进行具体能量流动计算时切记“顺推”(即由“植物”下推)与“逆推”(即由高营养级前推)的计算，前者用“乘法”，后者用“除法”。专题讲解题组训练1在分析生态系统的能量流动时经常涉及“输入量(输入到某一营养级的能量)”“摄入量”“同化量”“粪便量”等说法，则下列说法中正确的是()A某一营养级生物的摄入量即同化量B某一营养级生物的粪便量是该营养级生物同化量的一部分C输入到某一营养级的能量即该营养级生物的同化量D相邻两营养级生物中较高营养级与较低营养级生物的摄入量之比表示能量传递效率解析输入量即同化量，摄入量同化量粪便量，因此，A项错误，C项正确。某一营养级生物的粪便量实际上是上一营养级生物同化量的一部分，B项错误。答案 C 题组训练22016内蒙古赤峰二模 图103021是生态系统的能量流动图解，N1N6为能量数值，下列有关叙述中正确的是()图103021A蜣螂同化的能量属于第二营养级的能量B能量由第一营养级传递给第二营养级的传递效率为N4/N2100%C流经该生态系统的总能量为N2，由初级消费者流向蜣螂的能量为N6DN5的去向之一是用于初级消费者的生长、发育和繁殖题组训练解析蜣螂同化的能量，即初级消费者粪便中的能量属于第一营养级的同化量，A项错误。生产者的同化量是N2，初级消费者同化的能量是N5，因此能量由第一营养级传递给第二营养级的传递效率为N5/N2100%，B项错误。据图分析：流经该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能N2，初级消费者流向蜣螂的能量为0，C项错误。初级消费者同化的能量N5有一部分用于初级消费者的生长、发育和繁殖，一部分通过细胞呼吸以热能形式散失，D项正确。答案 D题组训练3如图103022为某鱼塘中能量流动的部分图解示意图，各代表一定的能量值，下列叙述中正确的是()图103022A在人工饲养的高密度鱼塘中大于B图中包含了次级消费者粪便中的能量C在食物链中各个营养级能量输入的方式和形式是完全相同的D第三营养级到第四营养级的能量传递效率为/100%解析在人工鱼塘中，人们可通过投放饲料等措施来饲养更多的鱼类，所以可能比小，A项错误。粪便中的能量属于上一营养级，所以应包含三级消费者粪便中的能量，B项错误。在食物链中各营养级能量输入的方式和形式不完全相同，C项错误。能量传递效率一个营养级的同化量/上一个营养级的同化量，所以第三营养级到第四营养级的能量传递效率为/100%，D项正确。答案 D 题组训练4下表是某营养级昆虫摄食植物后能量流动的情况，下列说法不正确的是()A.昆虫同化的能量中约有35%用于其生长、发育和繁殖B昆虫粪便量属于植物流向分解者能量的一部分C昆虫储存在有机物中的能量属于未利用的能量D昆虫的前一营养级的能量至少有1000 kJ解析昆虫的同化量等于其摄入量粪便中所含能量，即410210200 kJ，同化量呼吸作用散失的能量即为用于生长、发育和繁殖的能量，所以用于生长、发育和繁殖的能量为20013070 kJ，所占比例为70200100%35%，A项正确。昆虫粪便量中的能量属于植物中的能量，最终流向分解者，B项正确。储存在死亡动物的骨、毛发以及死亡植物的根、茎、叶中尚未被分解者利用的能量属于未利用的能量，C项错误。根据能量传递效率，昆虫的前一个营养级的能量最小值是20020%1000 kJ，D项正确。答案 C 项目昆虫摄食量昆虫粪便量昆虫呼吸消耗量昆虫储存在有机物中能量能量/kJ41021013070题组训练5图103023为生态系统食物网简图，若E生物种群总能量为7.1109 kJ，B生物种群总能量为2.3108 kJ。从理论上计算，A储存的总能量最少为()图103023A7.1108 kJ B4.8107 kJC5.95107 kJ D2.3107 kJ解析根据题意，A储存的总能量最少需要按最长食物链，最低能量传递效率计算，所以所选食物链是DECA，为此，E的能量在传递给A的途径中，只有确保：E在传递给B时用去的能量最多；E的总能量减去传递给B的后再传给C时效率最低；C在传递给A时效率最低，结果才能使A获得的能量最少，据此计算得A贮存的总能量最少为(7.11092.310810%)10%10%4.8107 kJ。答案 B 题组训练6图103024表示某生态系统食物网的一部分，若将丙的食物比例由甲乙21调整为31，能量传递效率按20%计算，则该生态系统能承载丙的数量是原来的()图103024A1.575倍 B1.275倍C1.167倍 D0.875倍解析解题时应该从丙出发，设当食物由甲乙为21时，丙的能量为x，需要的A为x20%x20%20%x；设当食物由甲乙为31时，丙的能量为y，需要的A为y20%y20%20%10y。由于两种情况下，生产者的数量是一定的，所以35/3x10y，则y1.167x倍。 答案 C