3.2生态系统的能量流动（学案）（原卷版）

3.2生态系统的能量流动通过分析能量在营养级间的流动情况，建立生态系统能量流动模型，概述生态系统中能量流动的过程，形成从整体的角度对生态系统进行研究的观念。通过定量分析赛达伯格湖的能量流动，概述生态系统中能量流动的特征。知识点1：能量流动的概念和过程考法1能量流动的过程分析 考法2能量流动的信息题知识点2：能量流动的特点考法1能量流动的特点及基础计算考法2食物链（网）中的能量计算知识点3：生态金字塔考法1生态金字塔的信息题 考法2生态金字塔的图形分析知识点4：研究能量流动的实践意义考法1研究能量流动的实践意义 考法2实例分析（非选择题）知识点1：能量流动的概念和过程★★☆研究能量流动的基本思路能量流动的概念：生态系统中能量的、、和的过程。能量流动的四个环节分析输入过程生产者通过光合作用固定流经生态系统的总能量传递以有机物中的的形式，沿着流动转化太阳能→有机物中的化学能→热能散失通过呼吸作用最终以形式散失能量流动的过程第一营养级（生产者）的能量流动分析①输入：生产者通过（或化能合成作用）将（或化学能）转化为化学能，固定在制造的中。②起点：从生产者固定太阳能（或化学能）开始。③流经生态系统的总能量是生产者固定的能量。【微点拨】若是人工生态系统，流经生态系统的总能量有两部分：①生产者固定的太阳能；②人工投入的能量（如饲料中的能量）。消费者的能量流动分析才是真正进入该营养级的能量。①同化量=。其中该营养级的粪便量该营养级的同化量，而是属于固定或同化的能量。【微点拨】严格来说，某一营养级动物的粪便量应属于上一营养级流向分解者的能量。消费者流入分解者的能量有两部分：遗体残骸中的能量，下一营养级的粪便中的能量。②同化量=的能量+用于的能量③用于生长、发育和繁殖的能量=流入的能量+被利用的能量+的能量④未利用的能量包括生物每年的积累量和动植物残体以及以化石燃料等形式被储存起来的能量。【微点拨】若是最高营养级的能量流动分析，不具有流入下一营养级的能量。能量在营养级之间的传递①能量流动的渠道是。②能量传递形式是。W1、D1指流入相应营养级的同化量，B1、B2指相应营养级未利用的能量。相应营养级用于生长发育繁殖的能量为B1+C1+D1、B2+C2+D2。考法1能量流动的过程分析（2023秋•湖北期中）在一定时间内，某人工鱼塘生态系统中全部生产者固定的能量值为a，人类投放饲料中的能量值为b，全部消费者的摄入量为c，全部消费者呼吸作用散失的能量为d，全部分解者所获得的能量为e。下列说法正确的是（）A．c＝a+b B．全部消费者用于生长发育和繁殖的能量＝c﹣d C．e＜a+b D．生产者和消费者之间的能量流动效率＝a÷（c﹣d）（2022春•连城县校级月考）在分析生态系统的能量流动时经常涉及“总能量”、“摄入量”、“输入量（输入到某一营养级的能量）”、“同化量”、“粪便量”、“能量传递效率”等说法，则下列说法中正确的是（）A．太阳辐射到某一生态系统中的能量即为输入生态系统的总能量 B．生产者积累的有机物中的能量为输入生态系统的总能量 C．某一营养级生物的摄入量减去粪便量，为该营养级生物同化量 D．相邻两营养级生物中高营养级与低营养级生物的摄入量之比表示能量传递效率（2023春•重庆期中）如图为能量流经某生态系统第二营养级的示意图[单位：J/（cm2•a）]，其中A表示该营养级摄入的能量。据图分析，有关说法正确的是（）A．该生态系统第二营养级的同化量是100J/（cm2•a） B．该生态系统初级消费者粪便中的能量可以被生产者同化利用 C．图中D代表的是分解者呼吸作用散失的热量 D．流经该生态系统的总能量至少为400J/（cm2•a）（2023秋•青山区校级月考）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/（m2•a）]90428413.53A．流经该生态系统的总能量为90×105J/（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10.5×105J/（m2•a） D．初级消费者粪便中的能量为70.5×105J/（m2•a），该能量由初级消费者流向分解者（2023春•南靖县期中）某人工鱼塘的部分能量流动关系如图，以下分析正确的是（）A．图1中第二营养级到第三营养级能量的传递效率是 B．图1中A1、A2和图2中E都可以表示表示呼吸作用散失的能量 C．鲢鱼用于自身生长发育的能量可用图2中的B表示 D．乌鳢捕食鲢鱼后剩余的食物残渣中的能量可用图2中的A表示（2023春•重庆期末）如图为某生态系统的能量流动模型，其中P代表生产者固定的太阳能，a代表呼吸作用释放的能量，b代表未被利用的能量，c代表流向分解者的能量。下列相关叙述正确的是（）A．P大于a1、a2、a3之和 B．植食性动物粪便中的能量属于c2 C．图中a1+b1+c1+d1为生产者用于生长、发育、繁殖的能量 D．生产者到植食性动物的能量传递效率为（b2+c2+d2）：d1×100%（2023春•恩施州月考）图示某自然生态系统能量沿着食物链流动的一般过程，字母代表相应能量，其中W1是生产者固定的能量，D1和D2表示下一营养级所同化的能量。下列相关叙述错误的是（）A．W1是流向生态系统的总能量 B．图示中C2＞D1﹣A2﹣B2﹣D2 C．B1和B2的能量都可能被人类利用 D．第二营养级到第三营养级的能量传递效率是x100%考法2能量流动的信息题（2023春•荆门期末）初级生产力是生态系统中自养生物在单位时间、单位面积上所固定有机物质的总量，净初级生产力是自养生物在单位时间、单位面积上所固定有机物质的总量减去自养生物细胞呼吸损耗有机物的总量。如图是温带地区7种栖息地中初级生产力及鸟类平均物种数，下列说法不正确的是（）A．草原和沼泽栖息地的鸟类多样性低可能是因为其结构相对较为简单 B．森林栖息地结构最复杂，鸟类多样性最大 C．初级生产力是自养生物用于自身生长、发育、繁殖的能量 D．净初级生产力的能量沿着食物链和食物网进行流动（2022秋•南和区校级期末）如图表示某草原生态系统中放牧强度对植物净初级生产量（植物用于生长、发育、繁殖等生命活动的能量）的影响。下列说法正确的是（）A．植物净初级生产量等于植物光合作用固定的太阳能总量 B．植物净初级生产量包含食草动物粪便中的能量 C．食草动物的适度采食不能提高植物的净初级生产量 D．放牧有利于保持草原生态系统植被的稳定性知识点2：能量流动的特点★★★能量流动的特点①表现：能量只能沿着食物链由营养级流向营养级。②原因：生物之间的不可逆转。【微点拨】任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。如果一个生态系统在一段较长时期内没有能量输入，这个生态系统就会崩溃。①规律：相邻两个营养级间的能量传递效率一般为10%~20%②原因：各营养级生物的消耗；各营养级同化量都会有一部分流入，也有的部分。能量传递效率能量在相邻两个营养级间的传递效率一般为，即输入某一个营养级的能量中，一般只有10%~20%的能量能够流到下一个营养级。计算方法：能量传递效率=【微点拨】能量传递效率=（某一营养级的同化量÷上一营养级的同化量）×100%，一般为10%~20%。能量利用率：一般指流入最高营养级的能量占生产者固定总能量的比值。假设食物链为A→B→C→D，则计算某一生物所获得的最多（或最少）的能量规律如下：已知问题求解思路D营养级净增重M最少需要A营养级多少设需要A营养级为，则×（20%）3=M最多需要A营养级多少设需要A营养级为，则×（10%）3=MA营养级净增重ND营养级最多增重多少设D营养级增重，则N×（20%）3=D营养级最少增重多少设D营养级增重，则N×（10%）3=注意设计“最多”与“最少”问题时，应注意能量传递效率10%和20%两个值的应用涉及多条食物链的能量流动计算时，若根据要求只能选择食物网中的一条食物链，计算某一生物获得的最多（或最少）的能量。其规律如下：考法1能量流动的特点及基础计算（2023春•湛江期中）如图是某池塘生态系统中能量流经鱼类的示意图。下列分析正确的是（）A．d/a×100%是鱼类的能量传递到下一营养级的效率 B．鱼类呼吸作用产生的能量全部通过甲途径以热能的形式散失 C．粪便中的能量不属于鱼类的同化量，属于鱼的上一营养级 D．生态系统的能量流动是循环往复、逐级递减的（2023春•石狮市校级期末）如图是某草原生态系统的能量流动模型。a、b、c表示流入各营养级生物的能量，d、e、f表示用于各营养级生物生长、发育、繁殖的能量，g、h、i分别表示各营养级生物呼吸消耗的能量，j、k、l表示流入分解者的能量。下列分析正确的是（）A．该生态系统的结构是指非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者 B．能量流动伴随着物质循环而循环 C．若一段时间内草所固定的太阳能总量m，那么图中最高营养级所获得的能量可以是 D．若上述草原生态系统开发为农田生态系统，则群落的演替方式是初生演替考法2食物链（网）中的能量计算（2022春•麻城市校级期中）假如一杂食海鱼的食物有来自植物，来自草食性鱼类，来自以草食性鱼类为食的肉食性鱼类。能量传递效率按20%计算，该杂食性鱼干重增加4kg，共需海洋植物干重（）A．28kg B．280kg C．16kg D．160kg（2023春•武汉月考）由于“赤潮”的影响，一条6kg重的杂食性海洋鱼死亡，假如该杂食性海洋鱼的食物有来自植物，来自食草鱼类，来自以食草鱼类为食的小型肉食鱼类：那么按能量传递效率20%来计算，该杂食性鱼从出生到死亡共需海洋植物（）A．310kg B．270kg C．200kg D．170kg（2023春•魏县校级月考）假设在如图所示的食物网中，猫头鹰的食物有来自兔，来自鼠，来自蛇。若猫头鹰增加了10g体重，则最多需要消耗植物（）A．2800g B．1400g C．5600g D．900g（2022秋•海港区校级期末）如图所示为一个食物网，假如鹰的食物有来自兔，来自鼠，来自蛇，那么鹰若要增加20g体重，至少需要消耗植物（）A．900g B．500g C．200g D．600g知识点3：生态金字塔★★☆项目能量金字塔数量金字塔生物量金字塔图形每一级含义单位时间内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目每一营养级所容纳的有机物的总干重象征含义能量沿食物链流动过程中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生物量沿食物链流动过程中逐级递减特点通常为正金字塔形一般为正金字塔形，有时会出现倒金字塔形大多为正金字塔形特例成千上万只昆虫生活在一株大树上时，该数量金字塔就会呈现上宽下窄的倒金字塔形浮游植物的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，所以某一时间内调查到的浮游植物的生物量可能低于浮游动物的生物量考法1生态金字塔的信息题（2023•孝感开学）掌握生态知识，才能更好地推进生态文明建设。下列叙述错误的是（）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．某种植食动物的粪便被恪螂制作成育儿室，恪螂利用的是生产者同化的能量 C．生态金字塔并不一定都是正立的 D．生产中用蚕粪喂鱼和塘泥肥田能够实现物质的循环利用（2023春•芗城区校级月考）生态金字塔包括能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔。下列叙述错误的是（）A．由于生态系统中能量流动是逐级递减的，故能量金字塔为上窄下宽型 B．浮游植物个体小寿命短且不断被浮游动物捕食，生物量金字塔可能倒置 C．如果消费者的个体小而生产者的个体大，数量金字塔可能为上宽下窄型 D．如果生物量金字塔或数量金字塔倒置，则对应的能量金字塔也会倒置（2022秋•海港区校级期末）能量金字塔、数量金字塔和生物量金字塔统称为生态金字塔，生态金字塔的层次代表营养级，宽度代表营养级的大小和多样性。下列相关叙述不正确的是（）A．生态金字塔中，每一层代表一个营养级，每一种生物只能属于其中一层 B．能量金字塔的层次越多，能量的利用率越低 C．生态金字塔的塔基（最下层）越宽，生态系统的稳定性越高 D．群落的演替往往会促使生态金字塔的层次和宽度增加考法2生态金字塔的图形分析（2023春•武汉月考）甲、乙、丙、丁是某同学绘制的生态金字塔。下列与之相关的说法，错误的是（）A．图甲可用于表示数量金字塔，也可表示生物量金字塔 B．生态金字塔中每一层代表一个营养级，分解者不包含在其中 C．由于能量流动具有逐级递减的特征，能量金字塔通常呈现乙图所示形态 D．生态金字塔包括能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔，基本呈现图丙所示形态（2022春•伊美区校级期中）如图表示Ⅰ、Ⅱ两个特定生态系统的生态金字塔，下列说法正确的是（）A．生物富集只能发生在Ⅰ中，而不会发生在Ⅱ中 B．能量沿食物链单向流动，传递效率随营养级的升高逐级递减 C．一般Ⅱ中的生产者比Ⅰ中的生产者个体更小、繁殖速度更快 D．生物数量金字塔和能量金字塔一样不会出现倒置知识点4：研究能量流动的实践意义★★☆研究生态系统的能量流动，可以帮助人们将生物在上进行合理配置，流入某个生态系统的总能量。实例：①农田生态系统中的；②蔬菜大棚中的；③稻萍蛙等。以上立体农业生产方式都充分地利用了，获得了更大的收益。研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学地人工生态系统，使能量得到的利用。实例：在农业生态系统中，如果把作物秸秆当燃料烧掉，人类就不能充分利用秸秆中的能量。如果将秸秆用作饲料喂牲畜，可获得肉、蛋、奶等；将牲畜的粪便作为沼气池发酵的原料，可以生产沼气提供能源；沼气池中的沼渣还可以作为肥料还田。这样就实现了对能量的，从而大大提高了能量的。研究生态系统的能量流动，还可以帮助人们合理地生态系统中的关系，使能量地流向对人类最有益的部分。实例：在一个草场上，如果放养的牲畜过少，就会造成草场的退化，使畜产品的产量下降。只有根据草场的能量流动特点，合理确定草场的，才能保持畜产品的持续高产。考法1研究能量流动的实践意义（2023春•高碑店市期末）某地长期稳定运行桑基鱼塘模式，在池埂上或池塘附近种植桑树，以桑叶养蚕，以蚕粪蚕蛹等作鱼饵料，以塘泥作为桑树肥料，桑基鱼塘生产的鱼、蚕等产品可源源不断向外输出，下列说法正确的是（）A．与普通鱼塘相比，桑基鱼塘仍需要物质的输入 B．桑树可直接吸收塘泥中的有机物维持生命活动 C．桑基鱼塘比普通鱼塘的抵抗力稳定性更弱 D．桑基鱼塘比普通鱼塘的能量传递效率更高（2023•湖北模拟）生产中采取相应的措施有助于提升生产效益。下列有关生产措施的叙述，正确的是（）A．依据种群的空间特征间行种植不同作物，能提高光能利用率 B．将食性不同的四大家鱼混养在池塘中，能提高环境容纳量 C．“桑基鱼塘”实现了能量的多级利用，能提高能量传递效率 D．同一块田地在不同年份轮换种植不同作物，能提高对矿质营养元素的利用率（2023春•湖北期中）“稻花香里说丰年，听取蛙声一片”诗句描绘了稻田中的繁荣景象，也反映了稻田群落的特征。河南某村庄在插秧不久的稻田中，放养了草鱼和青蛙，形成了“稻—鱼—蛙”立体农业种养模式，实现了生态效益和经济效益的双赢。其模式图如图所示，下列相关说法，错误的是（）A．该农业模式能增大流入该生态系统的总能量 B．与普通稻田相比，“稻—鱼—蛙”立体农业不容易发生病虫害 C．该立体农业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 D．为增大产出可向稻田中投入大量的蛙和草鱼（2023春•沙市区期中）我国是历史悠久的文明古国和农业大国，有关农谚的资料非常丰富，这些农谚，有的反映了我国劳动人民的农业生产经验，有的揭示了农作物生长繁殖的规律等。下列有关农谚的解释，错误的是（）农谚解释①“稻田水多是糖浆，麦田水多是砒霜”不同植物对水分的需求不同，合理灌溉有助于增加产量②“凡耕之本，在于趣时和土……早锄早获”“早锄”旨在通过农田除草的措施，使能量更多的流向对人类最有益的部分③“麦种深，谷种浅，荞麦芝麻盖半脸”不同类型的种子萌发时对光的需求不同④“大树之下无丰草，大块之间无美苗”生物之间的竞争影响农作物的产量A．① B．② C．③ D．④（2023春•武汉期中）我国农业谚语和古代诗词中蕴藏着丰富的生态学知识，下列相关叙述错误的是（）A．“种田无它巧，粪是庄稼宝”，农家肥中的物质和能量可被农作物吸收利用 B．“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”，生命活动的正常进行离不开信息的作用 C．“螟虫灭光，谷米满仓”，调整能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分 D．“除虫除草，一定趁早”，除虫应严防害虫种群数量达到考法2实例分析（非选择题）（2023•江汉区校级三模）稻田养蟹、稻田养鱼是一种新的复合型农业生态种养模式，蟹、鱼能清除稻田杂草，吃掉部分害虫，促进水稻生长；而稻田又为河蟹、鱼生长提供一个良好的环境，促进生长，此模式能够将农业生产与渔业产业有机结合起来，充分提高土地利用率。请分析并回答下列问题：（1）水稻与田间杂草的种间竞争主要体现在（至少填2种）等方面。稻田中的杂草，人们总是想方设法将其除去，从能量流动的角度分析这样做的主要目的是。（2）鱼类、蟹类的存在可以（填“减弱”或“增强”）水稻与田间杂草的种间竞争，从而使水稻的产量。（3）