3.2生态系统的能量流动（学案）

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：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。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太阳能流经生态系统的总能量生产者固定的太阳能总量传递以有机物中的化学能的形式，沿着食物链和食物网流动转化太阳能→有机物中的化学能→热能散失通过呼吸作用最终以热能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：生产者通过光合作用（或化能合成作用）将光能（或化学能）转化为化学能，固定在制造的有机物中。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同化量才是真正进入该营养级的能量。①同化量=摄入量粪便量。其中该营养级的粪便量不属于该营养级的同化量，而是属于上一营养级固定或同化的能量。【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=通过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③用于生长、发育和繁殖的能量=流入下一营养级的能量+被分解者利用的能量+未利用的能量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能量流动的渠道是食物链和食物网。②能量传递形式是有机物中的化学能。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）【分析】1、能量的来源：①生产者的能量主要来自太阳能；②其余各营养级的能量来自上一营养级所同化的能量。2、能量去路：①自身呼吸消耗；②流向下一营养级；③残体、粪便等被分解者分解；④未被利用。3、消费者同化能量＝呼吸消耗+分解者分解利用+下一营养级同化+未被利用。【解答】解：A、a+b为流经生态系统的总能量，要大于消费者的摄入量，因为一定时间内，消费者不可能完全摄入流经生态系统的总能量，c＜a+b，A错误；B、全部消费者用于生长发育和繁殖的能量＝同化量﹣呼吸作用散失的的能量，而c不是同化量，B错误；C、e为分解者获得的能量，由于存在呼吸作用消耗的能量，因此e＜a+b，C正确；D、由于不知道消费者的同化量，因此无法计算生产者和消费者之间的能量流动效率，D错误。故选：C。【点评】本题主要考查能量流动的相关知识，要求考生能够结合所学知识准确判断各选项，属于识记和理解层次的考查。（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【分析】1、某一营养级的摄入量＝粪便量+同化量，其中粪便中的能量是该营养级未同化的能量。2、某一营养级（最高营养级除外）能量的去向：（1）自身呼吸消耗（一部分以热能形式散失，一部分用于生长、发育、繁殖等生活活动）；（2）流向下一个营养级；（3）被分解者利用；（4）未被利用。【解答】解：AB、生产者光合作用固定的太阳能的总量为输入生态系统的总能量，AB错误；C、输入量即同化量，同化量＝摄入量﹣粪便量，C正确；D、相邻两营养级生物中较高营养级与较低营养级生物的同化量之比表示能量传递效率，D错误。故选：C。【点评】本题考查生态系统的能量流动，要求考生识记生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的途径，明确某营养级生物同化的能量是指上一营养级流入该营养级的总能量，再根据题干要求选出正确的答案即可。易错点：能量传递效率是相邻营养级之间同化量的比值，不是摄入量的比值。（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）【分析】由图可知，A为该生态系统第二营养级的摄入量，B为第二营养级的同化量，C为第二营养级用生长发育繁殖的能量，D为第二营养级呼吸作用散失的能量，E为流向分解者的能量。【解答】解：A、A为该生态系统第二营养级的摄入量，B为第二营养级的同化量，故该生态系统第二营养级的同化量是80J/（cm2•a），A错误；B、该生态系统初级消费者粪便中的能量能被分解者利用，B错误；C、图中D代表的是第二营养级呼吸作用散失的热量，C错误；D、两个相邻营养级之间的传递效率为10%﹣20%，流入第二营养级的同化量是80J/（cm2•a），则流经该生态系统的总能量至少为80÷20%＝400J/（cm2•a），D正确。故选：D。【点评】本题主要考查能量流动的特点及相关计算，要求考生能够结合所学知识准确判断各选项，属于识记和理解层次的考查。（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【分析】动物的同化量等于摄入量减去粪便中的能量，各级动物的同化量去向包括呼吸作用的消耗和用于生长、发育与繁殖的能量。用于生长发育和繁殖的能量去向包括流向下一营养级的能量、流向分解者的能量和未被利用的能量。【解答】解：A、流入该生态系统的总能量＝生产者固定总能量+输入的有机物能量＝90+42＝132×105J/（m2•a），A错误；B、从表格中无法知道初级消费者直接从生产者同化的能量，因此不能确定该生态系统的生产者流入下一营养级的能量比例，B错误；C、初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量＝同化能量﹣呼吸消耗能量＝13.5﹣3＝10.5×105J/（m2•a），C正确；D、初级消费者粪便中的能量为＝摄入能量﹣同化能量＝84﹣13.5＝70.5×105J/（m2•a），该能量由第一营养级流向分解者，D错误。故选：C。【点评】本题考查生态系统的结构和功能，意在考查学生的理解能力、获取信息的能力和计算能力，有一定的难度。（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【分析】据图1分析，D1表示初级消费者的同化量，A1、A2表示呼吸作用散失的能量，C1、C2表示分解者利用的能量，B1、B2表示生产者和初级消费者中未被利用的能量。据图2分析，A表示粪便中能量，B表示同化量，C表示用于生长、发育和繁殖的能量，D表示分解者分解的能量，E表示呼吸作用消耗的能量。【解答】解：A、图1第二营养级的同化量为D1（D1＝A2+B2+C2+D2），第三营养级的同化量为D2，因此第二营养级到第三营养级能量的传递效率是，A错误；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，B正确；C、鲢鱼用于自身生长发育的能量可用图2中的C表示，C错误；D、乌鳢捕食鲢鱼后剩余的食物残渣中的能量属于上一营养级同化的能量，可用图2中的B表示，D错误。故选：B。【点评】本题结合图示，主要考查生态系统的能量流动，意在考查学生的识记和理解能力，难度不大。（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%【分析】分析题图可知，P为生产者固定的太阳能，a代表呼吸作用释放的能量，b为未利用的能量，c代表流向分解者的能量，d表示流向下一营养级的能量。【解答】解：A、P体表生产者固定的太阳能，是流经该生态系统的总能量，a代表呼吸作用释放的能量，来自于营养级同化量的一部分，所以P大于a1、a2、a3之和，A正确；B、植食性动物粪便中的能量属于上一营养级（生产者）的能量，这部分能量最终被分解者利用，属于c1，B错误；C、输入生产者的能量，一部分在生产者的呼吸作用中以热能形式散失；一部分用于生产者的生长、发育、繁殖等生命活动，储存在植物体的有机物中；b1+c1+d1的总能量为生产者储存在植物体中用于生长、发育、繁殖的能量，C错误；D、生态系统中相邻营养级能量的传递效率等于它们同化量的比值，因此生产者到植食性动物的能量传递效率可表示为：×100%或×100%或×100%或×100%，D错误。故选：A。【点评】本题主要考查能量流动的相关知识，意在考查考生理解所学知识要点，把握知识间内在联系的能力，能够运用所学知识，对生物学问题作出准确的判断，难度适中。（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%【分析】据图分析可知：同化量＝自身呼吸作用消耗量（A）+未利用（B）+分解者的分解量（C）+下一营养级的同化量（D）（最高营养级除外）。【解答】解：A、是生产者固定的能量W1是流向生态系统的总能量，A正确；B、D1是第二营养级的同化量，D1＝A2+B2+C2+D2，故C2＝D1﹣A2﹣B2﹣D2，B错误；C、B1和B2的能量表示短时间内未被利用的能量，长时间内都可能被人类利用，C正确；D、D1表示第二营养级的同化量，D2表示第三营养级的同化量，第二营养级到第三营养级的能量传递效率是D2÷D1x100%，D正确。故选：B。【点评】本题考查能量流动等相关知识，意在考查考生理解所学知识要点，把握知识间内在联系的能力；能运用所学知识，对生物学问题作出准确的判断，难度适中。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【分析】生态系统中的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。能量流动是生态系统的重要功能，在生态系统中，生物与环境、生物与生物间的密切联系，可以通过能量流动来实现。【解答】解：A、分析题图信息可知：草原和沼泽栖息地的鸟类多样性低可能与其结构相对较为简单有关，A正确；B、森林栖息地结构最复杂，鸟类的物种数目多，多样性最大，B正确；C、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，包括自养生物用于自身生长、发育、繁殖的能量与自养生物通过细胞呼吸损耗有机物的总量，C错误；D、食物链和食物网是生态系统中能量流动的渠道，净初级生产力的能量沿着食物链和食物网进行流动，D正确。故选：C。【点评】本题考查生态系统中与物质和能量有关的知识，要求学生运用所学知识，通过比较、分析对某些生物学问题进行解释、推理，准确作答。（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【分析】初级生产量指植物借助光合作用制造有机物的能力，除去植物呼吸消耗部分剩余部分就是净初级生产量。分析题图：放牧强度小于b时，植物净初级生产量都大于零，可推知放牧强度在这一范围内有利于保持草原生态系统植被的稳定性；放牧强度小于a时，随着放牧强度的增大，植物净初级生产量上升，可推知适度放牧可提高植物的净初级生产量。【解答】解：A、植物初级生产量等于植物光合作用固定的太阳能总量，A错误；B、植物净初级生产量包含植物用于生长、发育、繁殖的能量，这部分能量包含食草动物粪便中的能量，B正确；C、由题图及分析可知，食草动物的适度采食能提高植物的净初级生产量，C错误；D、合理放牧有利于保持草原生态系统植被的稳定性，过度放牧会破坏稳定性，D错误。故选：B。【点评】本题涉及初级生产量和净初级生产量，考查根据题图信息分析判断和解答问题的能力。知识点2：能量流动的特点★★★能量流动的特点单向流动①表现：能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级。②原因：生物之间的捕食关系不可逆转。【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。逐级递减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：各营养级生物的呼吸消耗；各营养级同化量都会有一部分流入分解者，也有未利用的部分。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10%~20%，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【分析】消费者摄入的能量包括粪便量和同化量，同化量的去向包括呼吸散失的热量、遗体残骸的能量、流向下一营养级的能量（最高营养级除外）和自身生长发育的能量。【解答】解：A、能量传递效率＝上一营养级的同化量÷下一营养级的同化量×100%，d是摄入量，故×100%不是鱼类的能量传递到下一营养级的效率，A错误；B、鱼类呼吸作用产生的能量一部分用于合成ATP，供应生命活动的正常进行，B错误；C、某一营养级的同化量＝摄入量﹣粪便量，粪便中的能量不属于鱼类的同化量，属于鱼的上一营养级的同化量，C正确；D、生态系统的能量是单向流动的，D错误。故选：C。【点评】本题考查生态系统结构和功能的相关知识，意在考查学生的识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力。（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【分析】1、生态系统的结构包括组成成分和营养结构（食物链和食物网）两方面。生态系统的组成成分有非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者四部分。生态系统的物质循环和能量流动的渠道是食物链和食物网。能量流动特点为单向，逐级递减。生态系统中，能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级，因此是单向不可逆转的。2、群落演替包括初生演替和次生演替，初生演替是指一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但是被彻底消灭了的地方发生的演替。次生演替原来有的植被虽然已经不存在，但是原来有的土壤基本保留，甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替。【解答】解：A、该生态系统的结构包括组成成分（非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者）以及食物链和食物网，A错误；B、能量流动是单向的，逐级递减，不循环的，B错误；C、由于a、b、c表示流入各营养级生物的能量，所以一段时间内草所固定的太阳能总量m，则图中最高营养级所获得的能量为m×（b/a）×（c/b）＝m×c/a，C正确；D、将草原生态系统开发为农田生态系统，则群落的演替方式是次生演替，D错误。故选：C。【点评】本题考查物生态系统的结构和功能的相关知识点，意在考查学生对所学知识的理解与掌握程度，培养了学生分析图形、获取信息、解决问题的能力。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【分析】根据题干信息写出食物链，然后依照能量沿着食物网或食物链单向传递，逐级递减的特点，计算所需海洋植物干重。【解答】解：海洋鱼重4kg，其食物需4÷20%＝20kg，其中来自植物20×＝10kg，来自草食鱼类20×＝5kg，来自小型肉食鱼类20×＝5kg，5kg小型肉食鱼类需要草食鱼类5÷20%＝25kg，草食鱼类需要（25+5）÷20%＝150kg植物，所以共需海洋植物10+150＝160kg。故选：D。【点评】本题考查生态系统的能量流动等知识，掌握根据食物链计算生产者的消耗量，意在考查考生对所学生物学知识的理解能力和灵活运用能力。（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【分析】能量流经生态系统各个营养级时是逐级递减的，上一营养级的能量只有10%﹣20%的能量流入下一个营养级。由题意可知，题干中存在3条食物链：①海洋植物→杂食性鱼，②海洋植物→食草鱼→杂食性鱼，③海洋植物→食草鱼→小型肉食鱼→杂食性鱼。【解答】解：由题意可知，题干中存在3条食物链：①海洋植物→杂食性鱼，②海洋植物→食草鱼→杂食性鱼，③海洋植物→食草鱼→小型肉食鱼→杂食性鱼；杂食性鱼的食物来自食物链①，来自食物链②，来自食物链③。该杂食性鱼从食物链①消耗的海洋植物为6×÷20%＝20kg，从食物链②消耗的海洋植物为6×÷20%÷20%＝25kg，从食物链③消耗的海洋植物为6×÷20%÷20%÷20%＝125kg，因此共需海洋植物20+25+125＝170kg。故选：D。【点评】本题考查生态系统的能量流动等知识，解题的关键是理解“至少”意在考查考生对所学生物学知识的理解能力。（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【分析】能量流动的相关计算：已知高营养级的能量，求低营养级能量时：（1）需最多能量：选最长食物链，按÷10%计算；（2）需最少能量：选最短食物链，按÷20%计算。已知低营养级的能量，求高营养级能量时：（1）获得能量最多：选最短食物链，按×20%计算；（2）获得能量最少：选最长食物链，按×10%计算。【解答】解：猫头鹰获取食物的比例为增重来源于取食兔、增重来源于取食鼠、增重来源于取食蛇。要计算消耗植物的最大值，能量传递效率按10%进行计算，则取食兔增重10×＝6（g），需直接消耗兔6÷10%＝60（g），兔增重60g，需消耗植物60÷10%＝600（g）。同理，取食鼠增重10×＝2（g），需消耗植物2÷10%÷10%＝200（g）；取食蛇增重10×＝2（g），需消耗植物2÷10%÷10%÷10%＝2000（g）。3条食物链共需要消耗植物600+200+2000＝2800（g）。故选：A。【点评】本题结合食物网图解，考查生态系统的结构和功能，重点考查生态系统的能量流动，要求考生掌握生态系统中能量流动的相关计算，能根据“最多”一词判断出按能量传递效率10%计算，再根据题中数据进行计算。（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【分析】能量流动的相关计算：已知高营养级的能量，求低营养级能量时：（1）需最多能量：选最长食物链，按÷10%计算；（2）需最少能量：选最短食物链，按÷20%计算。已知低营养级的能量，求高营养级能量时：（1）获得能量最多：选最短食物链，按×20%计算；（2）获得能量最少：选最长食物链，按×10%计算。【解答】解：当能量传递效率为最大值即20%时，消耗的植物量最少。鹰经兔途径消耗的植物量为20×（）÷20%÷20%＝200g；鹰经鼠途径消耗的植物量为20×（）÷20%÷20%＝200g；鹰经蛇、鼠途径消耗的植物量为20×（）÷20%÷20%÷20%＝500g，共计消耗植物量为200+200+500＝900g。故选：A。【点评】本题考查能量流动特点的有关计算的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力。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【分析】生态金字塔包括正金字塔和倒金字塔，能量金字塔通常为正金字塔形，数量金字塔有部分为倒金字塔。【解答】解：A、构建生态系统的能量金字塔，需要测算单位时间内每个营养级所有生物的能量值，而不是主要的食物链，A错误；B、某种植食动物的粪便中的能量属于生产者的同化量，故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，B正确；C、生态金字塔包括正金字塔和倒金字塔，故生态金字塔并不一定都是正立的，C正确；D、生产中用蚕粪喂鱼和塘泥肥田能够实现物质循环利用和能量的多级利用，D正确。故选：A。【点评】本题主要考查生态系统的能量流动，要求考生能够结合所学知识准确判断各选项，属于识记和理解层次的考查。（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【分析】生态系统各生物之间通过一系列的取食与被取食关系，不断传递着生产者所固定的能量，这种单方向的营养关系，叫做食物链。营养级是指处于食物链同一环节的全部生物的总和。各营养级之间的某种数量关系可用金字塔来表示，如能量金字塔、生物量金字塔、数量金字塔。【解答】解：A、生态系统中能量流动是逐级递减的，所以生产者的能量最多，最高营养级的能量最少，所以能量金字塔为上窄下宽型，A正确；B、浮游植物个体小寿命短且不断被浮游动物捕食，如果短时间内测定生物量，则消费者的生物量可以高于浮游植物，所以生物量金字塔可能倒置，B正确；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。例如树→虫，虫的数量多于树，C正确；D、稳定的自然生态系统中，能量金字塔是不可能倒置的，如果倒置，则该生态系统不稳定，因此即使生物量金字塔或数量金字塔倒置，则对应的能量金字塔也不会倒置，D错误。故选：D。【点评】本题考查生态金字塔的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。（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【分析】生态金字塔是指各营养级之间的某种数量关系，可采用生物量单位、能量单位和个体数量单位。采用这些单位所构成的生态金字塔就可以分别称为生物量金字塔、能量金字塔和数量金字塔。【解答】解：A、生态金字塔中每一层代表一个营养级，但对于部分动物来说，取食多种生物，可以属于不同营养级，A错误；B、能量金字塔的层次越多，能量消耗越大，能量的利用率越低，B正确；C、生态金字塔的塔基代表物质和能量的生产者和供应者，塔基越宽，表示供给生态系统的能量和物质越多，所能承载的生物种类和数量越多，生态系统的稳定性就越强，C正确；D、群落演替往往是朝着生物种类越来越多、有机物总量增加的方向发展，使生态金字塔纵向增加营养级（层次），横向增加营养级的大小和多样性（宽度），D正确。故选：A。【点评】本题考查了生态金字塔的相关知识，意在考查考生理解所学知识要点，把握知识间内在联系的能力；能运用所学知识，对生物学问题作出准确的判断，难度适中。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【分析】生态金字塔是指各个营养级之间的数量关系，这种数量关系可采用生物量单位、能量单位和个体数量单位，采用这些单位所构成的生态金字塔就分别称为生物量金字塔、能量金字塔和数量金字塔。一般而言，生态金字塔呈现正金字塔形，即丙图。【解答】解：A、某些食物链，如树一虫一鸟，其数量金字塔可能如图甲，生物量金字塔大多数情况下呈现图丙所示的正金字塔形，但也可能如图甲，如海洋里浮游植植物生长周期短，偶尔出现浮游动物多于浮游植物的现象，A正确；B、分解者不参与食物链的组成，而生态金字塔表示不同营养级的能量、生物量或数量的关系，因此不包含分解者，B正确；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丙图所示形态，C错误；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，大多数情况下呈现图丙所示的正金字塔形，D正确。故选：C。【点评】本题结合图解，考查生态金字塔的相关知识，要求考生识记生态金字塔的类型及特点，能结合所学的知识准确判断各选项。（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【分析】1、能量流动具有单向流动、逐级递减的特点，一般能量传递效率为10%～20%，并且能量传递率不会改变。2、能量在传递过程中，会随着营养级逐渐减少；而有毒物质会随着营养级升高而呈现富集作用。【解答】解：A、有毒物质会随着营养级升高而呈现富集作用，在Ⅰ、Ⅱ都会发生，A错误；B、能量传递效率为10%～20%，不会随营养级的升高而改变，B错误；C、浮游植物比玉米个体更小、繁殖速度更快、这样才能满足高营养级生物的能量需求，C正确；D、生物数量金字塔有可能会出现倒置的现象，而自然生态系统能量金字塔一般不会出现倒置，D错误。故选：C。【点评】本题考查了生态系统的能量流动和生物富集作用的相关知识，考生要明确能量传递率不会随营养级的升高而改变，并且能够利用能量传递效率进行相关计算；识记有毒物质会随着营养级的升高而呈现生物富集作用。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。实例：①农田生态系统中的间种套作；②蔬菜大棚中的多层育苗；③稻萍蛙等。以上立体农业生产方式都充分地利用了空间和资源，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规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。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多级利用，从而大大提高了能量的利用率。研究生态系统的能量流动，还可以帮助人们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。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，合理确定草场的载畜量，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【分析】1、生态农业：是按照生态学原理和经济学原理，运用现代科学技术成果和现代管理手段，以及传统农业的有效经验建立起来的，能获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化农业。生态农业能实现物质和能量的多级利用。2、能量流动的特点：单向流动、逐级递减。【解答】解：A、与普通鱼塘相比，桑基鱼塘仍需要物质的输入即投放鱼的饵料，A正确；B、桑树不能直接吸收塘泥中的有机物，B错误；C、桑基鱼塘的营养结构比普通鱼塘的更复杂，抵抗力稳定性更强，C错误；D、与传统鱼塘相比，桑基鱼塘可显著提高能量的利用率，但不能提高传递效率，D错误。故选：A。【点评】本题考查农业生态系统的能量流动的相关知识，要求考生识记能量流动的特点；掌握能量流动的实践意义，再结合所学知识正确答题。（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【分析】1、四大家鱼指人工饲养的青鱼、草鱼、鲢鱼、鳙鱼。是中国1000多年来在池塘养鱼中选定的混养高产的鱼种。鲢鱼又叫白鲢。在水域的上层活动，吃绿藻等浮游植物；鳙鱼的头部较大，俗称“胖头鱼”，又叫花鲢，栖息在水域的中上层，吃原生动物、水蚤等浮游动物；草鱼生活在水域的中下层，以水草为食物；青鱼栖息在水域的底层，吃螺蛳、蚬和蚌等软体动物。这4种鱼混合饲养能提高饵料的利用率，增加鱼的产量。2、间作可提高土地利用率，由间作形成的作物复合群体可增加对阳光的截取与吸收，减少光能的浪费。【解答】解：A、依据群落的空间结构间行种植不同作物，能提高光能利用率，A错误；B、环境容纳量受环境因素制约，池塘的资源有限，将食性不同的四大家鱼混养不能提高环境容纳量，B错误；C、“桑基鱼塘”实现了能量的多级利用，使能量更多地流向对人有益的部分，提高了能量利用率，不能提高能量传递效率，C错误；D、同一块田地在不同年份轮换种植不同作物，不同作物对矿质营养元素的需求不同，故能提高对矿质营养元素的利用率，D正确。故选：D。【点评】本题主要考查能量流动的相关知识，要求学生有一定的理解分析能力，能够结合题干信息和所学知识进行分析应用。（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【分析】分析题图：图纸水稻、杂草和浮游植物属于生产者，其余动物都属于消费者，还缺少分解者、非生物的物质和能量。【解答】解：A、该模式不需要除草，且有利于水稻的生长，因此能增大流入生态系统的总能量，A正确：B、与普通稻田相比，“稻—鱼一蛙”立体生态农业物种较丰富，营养结构更复杂，抵抗力稳定性更强，不容易发生病虫害，B正确：C、该立体农业利用草鱼除杂草，蛙治虫，合理地调整生态系统中地能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分，C正确：D、考虑到需要保持生态系统的稳定性，不能向稻田中投入大量的蛙和草鱼，D错误。故选：D。【点评】本题结合图解，考查生态系统的结构和功能，要求考生识记生态系统中能量流动的具体过程，掌握生态系统稳定性的类型及影响因素，能结合所学的知识准确答题。（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【分析】提高农作物的光能的利用率的方法有：（1）延长光合作用的时间；（2）增加光合作用的面积（合理密植、间作套种）；（3）光照强弱的控制；（4）必需矿质元素的供应；（5）CO2的供应（温室栽培多施有机肥或放置干冰，提高二氧化碳浓度）。【解答】解：①“稻田水多是糖浆，麦田水多是砒霜”说明要根据不同植物对水的需求量不同，合理灌溉，①正确；②“早锄”的目的是锄去杂草，农田除草能降低农作物与杂草因生存空间和资源而产生的种间竞争，使能量更多的流向对人类最有益的部分，②正确；③“麦种深，谷种浅，养麦芝麻盖半脸”，土层深度不同，含氧量也不同，这说明种子萌发与氧气的含量有关，种子萌发需要有机物氧化分解提供能量，而不是需要不同的光照条件，③错误；④“大树之下无丰草，大块之间无美苗”说明说明在茂林之下草木生长不利，大土块之间苗木生长不好，即生物之间的竞争影响农作物的产量，④正确。故选：C。【点评】本题考查光合作用的原理在农业生产中的应用，要求学生熟记影响光合速率的环境因素，把握农谚中关键词并与相关生物学原理密切联系。（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【分析】生态系统中能量流动是单向的。在生态系统中，能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级，不可逆转，也不能循环流动。能量在流动过程中逐级递减。输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流入下一个营养级，能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的。【解答】解：A、农家肥中的物质可以循环利用，而能量是不循环的，即农家肥中的能量不能被农作物利用，A错误；B、“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”，强调温度等物理信息对生命活动的影响，体现了生命活动的正常进行离不开信息的作用，B正确；C、“螟虫灭光”可减少螟虫对植物的破坏，调整能量更多的、持续高效地流向对人类最有益的部分，C正确；D、时种群的增长速率最快，所以防治害虫时其种群密度要控制在前，D正确。故选：A。【点评】本题考查生态系统结构和功能的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。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）连续低温的气候使稻田中蟹类的种群数量明显下降，这种调节种群数量的因素属于制约因素。（4）请从环境保护的角度说出稻田养鱼、养蟹的优点：。【分析】1、生态农业是按照生态学原理和经济学原理，运用现代科学技术成果和现代管理手段，以及传统农业的有效经验建立起来的，能获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现