2024年高中生物新教材同步选择性必修第二册 第3章 第2节 第1课时　能量流动的过程及特点含答案

2024年高中生物新教材同步选择性必修第二册第3章第2节第1课时能量流动的过程及特点含答案第2节生态系统的能量流动第1课时能量流动的过程及特点[学习目标]1.通过分析能量在各营养级间的流动情况，建立生态系统能量流动的模型，概述生态系统能量流动的过程。2.通过定量分析赛达伯格湖的能量流动，概述生态系统能量流动的特点。1．能量流动的概念：生态系统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。2．能量流动的过程(1)第一营养级能量的输入和输出①输入：生产者通过光合作用将太阳能转化为化学能，固定在有机物中。②输出a．在生产者的呼吸作用中以热能形式散失。b.(2)能量流经第二营养级的示意图(3)生态系统能量流动的示意图据图分析，流入各营养级(最高营养级除外)的能量的去路：①通过自身呼吸作用以热能形式散失。②流入下一个营养级。③被分解者分解利用。3．能量流动的特点4．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,某一个营养级同化量)×100%。(2)一般生态系统中相邻两个营养级间的能量传递效率为10%～20%。5．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系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。判断正误(1)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能()(2)散失的热能不可以被生产者固定再次进入生态系统()(3)当狼吃掉一只兔子时，就获得了兔子的全部能量()(4)蜣螂以牛粪为食，因此被牛同化的能量可流入蜣螂()答案(1)×(2)√(3)×(4)×任务一：研究能量流动的基本思路1．研究能量流经一个种群的情况，可以列举该种群中每一个个体的情况：如果以个体为单位研究能量流动，有什么问题？提示以个体为研究对象，有很大的局限性和偶然性，如个体会死亡、数据可能不准确、不同个体之间的差异过大等。2．如果将种群看作一个整体去研究能量流动，则可概括为如图形式，又会遇到什么问题？提示种群存在于复杂的食物网内，可能因食物网的复杂性而影响结果的准确性。3．如果以一个营养级的所有种群作为一个整体来研究，如图表示能量流动的情况，这种方式有什么优点？提示能很好地避免以个体和种群为研究对象带来的不足，提高结果的准确性。任务二：能量流动的过程1．绘图表示第一营养级的能量来源是什么，去路有哪些？并回答第一营养级的能量怎样传递到第二营养级？提示如图所示储存在植物体中的能量，有一部分被初级消费者摄入体内，能量就流入了第二营养级。2．摄入量指植食性动物取食的总量，即食物总量；同化量是指该动物经过消化和吸收后转化为自身的能量。请回答下列问题：(1)请写出摄入量和同化量之间的关系。提示同化量＝摄入量－粪便量(或摄入量＝同化量＋粪便量)。(2)输入初级消费者的能量是哪部分？初级消费者粪便中的能量属于哪个营养级？提示输入初级消费者的能量是初级消费者同化的能量。初级消费者粪便中的能量属于第一营养级。(3)构建第二营养级能量流动模型：尝试用方框代表第二营养级的能量，用箭头表示能量的来源和去路，并配以文字介绍。提示如图所示3．分析、比较分别流入第一、第二营养级的能量的去路，归纳二者的共同点。提示输入这两个营养级的能量，一部分在呼吸作用中以热能的形式散失，另一部分用于其自身的生长、发育和繁殖等生命活动，储存在自身的有机物中。这些有机物中的能量一部分流向分解者，另一部分则被下一营养级摄入体内。4．在生态系统中，能量流动大致可以概括为如图：(1)输入该生态系统的总能量是什么？提示输入的总能量是生产者固定的太阳能。(2)生态系统中能量传递的形式和渠道分别是什么？提示能量传递的形式是有机物，渠道是食物链和食物网。(3)生态系统能量流动过程中能量是怎么转化的？提示太阳能→有机物中的化学能→热能。(4)生态系统中能量散失的途径和形式分别是什么？提示能量散失的途径是呼吸作用，形式是热能。任务三：定量研究能量流动的特点1．仔细分析教材“思考·讨论：分析赛达伯格湖的能量流动”，将图中的数据用表格的形式进行整理。营养级流入能量[J/(cm2·a)]能量的去向[J/(cm2·a)]生产者464.662.8(流入下一营养级)、12.5(流入分解者)、96.3(呼吸作用散失)、293(未利用)植食性动物62.812.6(流入下一营养级)、2.1(流入分解者)、18.8(呼吸作用散失)、29.3(未利用)肉食性动物12.6微量(流入分解者)、7.5(呼吸作用散失)、5.0(未利用)根据上表，回答下列问题：(1)横向比较每一级的输入量和输出量，请问生态系统的能量流动是否遵循能量守恒定律？提示遵循能量守恒守律。(2)纵向比较各级输入量，能量沿着营养级流动时，有何特点？为什么？提示能量沿着营养级流动的过程中逐级递减。因为流入某一营养级的能量除了流入下一营养级之外，还有一部分通过该营养级的呼吸作用散失；一部分作为排遗物、遗体或残枝败叶被分解者利用；一部分未被利用。2．生物之间经过长期的进化形成的吃与被吃的捕食关系不可逆转，因此能量流动还具有什么特点？提示生态系统中能量流动是单向的。1．能量流动概念的理解2．流入某一营养级的能量的来源和去路(1)能量来源eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①生产者的能量主要来自太阳能,②消费者的能量来自上一营养级同化的能量))(2)能量去向：流入某一营养级的能量去向可从以下两个角度分析：①各营养级同化量的去向(能量的最终去向)：②短时间内，某营养级的生物不会被全部捕食或死亡，因此同化量的去向(某段时间内的能量去向)还应该包括未被利用的能量。即：未被利用是指在统计能量流动的时间段内，某一营养级生物的同化量中未被自身呼吸作用消耗，也未被下一营养级捕食或分解者利用的能量。包括以化石燃料形式储存于地下未被人类开采的能量，还包括多年生植物上一年自身生长、发育的净积累量，如草原中一批羊，羊吃草可以长大，在统计期间，有被狼捕食的，有死亡的，还有未死亡的(未利用)。3．相关量的关系(1)摄入量＝同化量＋粪便量。(2)同化量＝摄入量－粪便量＝呼吸消耗量＋用于生长、发育和繁殖的能量＝呼吸消耗量＋流入下一营养级的能量＋被分解者利用的能量(＋未利用能量)。(3)用于生长、发育和繁殖的能量＝同化量－呼吸消耗量＝流入下一营养级的能量＋被分解者利用的能量(＋未利用能量)。1．如图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)，下列叙述正确的是()A．图中b＝h＋c＋d＋e＋f＋iB．生产者与初级消费者之间的能量传递效率为b/a×100%C．“草→兔→狼”这一食物链中，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答案C解析摄入量＝同化量＋粪便量，因此图中b＝h＋c，A错误；生产者与初级消费者之间的能量传递效率为两个营养级的同化量之比，即c/a×100%，B错误；“草→兔→狼”这一食物链中，狼粪便中的能量未被狼同化，仍属于其上一个营养级的能量，即属于兔同化的能量的一部分，属于d，C正确；缩短食物链可以减少能量的损耗，但不能提高能量传递效率，D错误。2．某同学绘制了如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答案A解析生产者固定的总能量(W1)是流经该生态系统的总能量，W1＝A1＋B1＋C1＋D1，又因为D1＝A2＋B2＋C2＋D2，所以W1＝A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2，A正确；初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为B2＋C2＋D2，B错误；初级消费者摄入的能量应大于其同化量，即大于A2＋B2＋C2＋D2，C错误；按最大能量传递效率20%计算，图中的D1＝W1×20%，D2＝D1×20%＝W1×4%，所以D1＋D2＝W1×24%，故W1>D1＋D2，D错误。题组一能量流动的过程1．(2023·吉林白城高二期末)生态系统的能量流动指的是生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。下列有关说法正确的是()A．输入生态系统的能量就是生产者固定的太阳能的总量B．能量以有机物中化学能的形式在食物网中传递C．能量沿着食物链逐级递减，营养级越高的生物个体中储存的能量越少D．生态系统中能量最终通过分解者的分解作用，以热能的形式散失答案B解析就自然生态系统而言，一般来说，输入生态系统的能量就是生产者固定的太阳能的总量，A错误；能量的传递渠道是食物链和食物网，传递形式是有机物中的化学能，B正确；能量沿着食物链逐级递减，营养级越高的生物种群获得的能量越少，C错误；生态系统中能量最终通过生产者、消费者和分解者的呼吸作用，以热能的形式散失了，D错误。2．如图是某个农业生态系统的结构模式图，该图中表示生态系统能量流动的箭头是()A．①②③ B．①③⑤C．①③④ D．①②③④⑤答案C解析图中农作物的能量可以传递给鸡、猪、牛、人，而鸡、猪、牛的能量也可以传递给人，这是由食物链的方向决定的，所以①③④属于食物链中能量的传递，因此该图中表示生态系统能量流动的箭头是①③④。3．如图为生态系统能量流动的部分示意图，方框表示生物同化的能量，①②③④各代表一定的能量值。下列各项叙述错误的是()A．①表示流经生态系统的总能量B．④不包括次级消费者的粪便C．一般情况下，②为①的10%～20%D．从能量大小看，②＞③＋④答案A解析一般来说，流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，①表示流入初级消费者的能量，A错误；图中次级消费者同化的能量是②，其粪便中的能量不包括在②中，而属于①，所以④不包括次级消费者的粪便，B正确；能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%～20%，所以一般情况下，②为①的10%～20%，C正确；②为次级消费者同化的能量，其去向除了④流向分解者、③流向下一营养级外，还有呼吸作用以热能形式散失的能量和未被利用的能量，所以②＞③＋④，D正确。4.如图表示生态系统中甲、乙两个营养级的能量流动示意图，其中a～e表示能量值。下列有关叙述错误的是()A．乙粪便中食物残渣的能量包含在c中B．乙用于生长、发育和繁殖的能量可表示为a－bC．如果甲表示生产者，则流入该生态系统总能量是a＋e＋cD．乙的同化量小于摄取量，同化量可表示为a＝b＋d答案D解析乙粪便中食物残渣属于甲同化的能量，包含在c中，A正确；乙用于生长、发育和繁殖的能量＝同化量－呼吸作用消耗的能量＝a－b，B正确；流入该生态系统的总能量＝生产者固定的太阳能＝a＋e＋c，C正确；乙的同化量除了b、d外，还包括传递给下一个营养级的能量，D错误。题组二能量流动的特点5．(2022·江苏宿迁高二期末)假设草固定的能量是一定的，下列哪个食物链(网)中鹰的个体数量可能最多()A．草→昆虫→青蛙→蛇→鹰B．草→昆虫→田螺→食虫鸟→鹰C.D.答案C解析能量流动的特点是逐级递减、单向不循环。因此，营养级越高，能量散失越多，储能越少。在四个选项中，C中的鹰所处营养级最低，属于第三营养级，获得的能量最多，因此鹰的个体数量可能最多，故选C。6．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．(a＋b)×20% B．(c＋d)×20%C．(a－c)×20% D．(b－d)×20%答案B解析在该生态系统中，假设初级消费者摄入的能量为a，其中存在于粪便中的能量为b，说明初级消费者的同化量是a－b；而生态系统中能量在相邻两营养级间的传递效率为10%～20%，因此，流入次级消费者的能量最多为(a－b)×20%。初级消费者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，说明初级消费者同化的能量是c＋d；因此，流入次级消费者的能量最多也可以表示为(c＋d)×20%。7．如图所示桑基鱼塘生态系统局部的能量流动图，图中字母代表相应的能量。下列有关叙述不正确的是()A．图中的b可表示桑树呼吸作用散失的能量B．图中的c可表示桑树用于生长、发育和繁殖的能量C．图中的d1/d可表示第一营养级到第二营养级的能量传递效率D．图中的c1若表示蚕传递给分解者的能量，则b1表示未被利用的能量答案C解析图中c(净光合作用量)＝a(总光合作用量)－b，b表示桑树呼吸作用散失的能量，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，A、B正确；图中d/a可表示第一营养级到第二营养级的能量传递效率，d1/d可表示第二营养级到第三营养级的能量传递效率，C错误。8．(2022·河北邢台高二期末)如图为某生态系统能量流动示意图[单位：J/(cm2·a)]。以下分析不正确的是()A．甲通过光合作用固定在有机物中的总能量为1250J/(cm2·a)B．甲到乙的能量传递效率为16%C．每一营养级的能量大部分用于呼吸作用和被丁利用D．在此生态系统中，一只狼捕食一只野兔，获得的能量只能在10%～20%之间答案D解析甲通过光合作用固定在有机物中的总能量为175＋875＋200＝1250[J/(cm2·a)]，A正确；能量传递效率是指某一营养级生物的同化量占上一营养级生物的同化量的比值，甲到乙的能量传递效率为200÷1250×100%＝16%，B正确；丁是分解者，每一个营养级的能量大多通过呼吸作用以热能的形式散失了，一部分传递给分解者，C正确；10%～20%是相邻两个营养级之间的能量传递效率，一只狼捕食一只兔子，获得的能量不明确，D错误。9．(2023·江苏扬州高二期末)如图为某生态系统中流经第二营养级的能量示意图，其中a表示该营养级食物的摄入量，f表示流向第三营养级的能量。下列叙述正确的是()A．图中f表示第三营养级全部用于生长、发育和繁殖的能量B．第二、三营养级间的能量传递效率为f/a×100%C．图中d蕴含的能量均未被第二营养级同化D．畜牧业中，圈养与放养相比，可提高图中c/b的比值答案D解析分析题图可知，f表示流向下一营养级的能量，即第三营养级的同化量，A错误；能量传递效率＝下一营养级同化量/这一营养级同化量×100%，而a表示摄入量而不是同化量，B错误；d表示分解者利用的能量，包括第二营养级粪便中的能量和第二营养级的残骸、遗体等，其中第二营养级粪便中的能量属于上一个营养级同化的能量，因此图中d蕴含的能量中的有一部分能量(粪便中的能量)未被该营养级生物同化，C错误；圈养时家畜的活动量减少，通过呼吸作用散失的能量(e)减少，更多的能量用于自身生长、发育和繁殖(c)，故畜牧业中，圈养与放养相比，可提高图中c/b的比值，D正确。10．赛达伯格湖是一个沼泽湖，湖底有北方泥炭沼泽湖所特有的沉积物——泥炭。科研人员对该生态系统的营养级和能量流动情况进行调查，得到了如图结果。GP表示不同营养级生物同化作用所固定的能量，R表示生物呼吸消耗的能量。能量单位均为J/(cm2·a)。下列叙述正确的是()A．流经该湖泊生态系统的总能量是464.7J/(cm2·a)B．未利用②的能量中含有第二营养级粪便中的能量C．该生态系统中营养级越高，同化量用于呼吸消耗的占比越低D．未利用③的能量去向不包括沉积在湖底形成泥炭答案A解析流经该湖泊生态系统的总能量为生产者固定的太阳能，为497693.3－497228.6＝464.7[J/(cm2·a)]，A正确；“未利用”表示未被自身呼吸作用消耗，也未被下一个营养级和分解者利用的能量，第二营养级粪便中的能量属于第一营养级生长、发育和繁殖的一部分，未利用②的能量中不含有第二营养级粪便中的能量，B错误；未利用③的能量去向包括沉积在湖底形成泥炭，D错误；一般情况下，营养级别越高的生物体型较大，结构较复杂，生长发育等各种生命活动所需要的能量越多，细胞呼吸作用越强，所以高营养级的生物的能量大部分用于呼吸消耗，高营养级生物呼吸散失量占自身同化量的比值通常大于低营养级的生物，C错误。11．(2023·江苏宿迁高二期中)生态系统的能量流动遵循一定的规律。下列叙述中，不符合真实情况的是()A．能量都是由低营养级流向高营养级B．一条食物链中营养级的级数可以无限增加C．生产者固定的能量通过食物链和食物网传递D．流入每一营养级的部分能量都会以热能形式散失答案B解析能量流动是单向、逐级递减的，一般一条食物链上的营养级不超过五个，B符合题意。12．(2023·安徽马鞍山高二月考)大闸蟹是主要以植物为食的杂食性甲壳类。如图为养殖大闸蟹的阳澄湖某水域生态系统能量流动的部分图解，其中的英文字母表示能量(单位：kJ)。下列对该图的分析正确的是()A．流经阳澄湖该养殖区域的总能量为(a＋2)kJB．大闸蟹到次级消费者的能量传递效率为(e＋5)/(b＋2)×100%C．图中d代表大闸蟹同化的能量D．d中的能量有一部分会通过次级消费者的食物残渣流向分解者答案D解析流经阳澄湖该养殖区域的总能量为a与输入的有机物中的能量之和，A错误；大闸蟹(初级消费者)到次级消费者的能量传递效率为同化量之比，但次级消费者的同化量无法计算，B错误；图中d代表大闸蟹用于生长、发育和繁殖的能量，C错误。13.如图为某生态系统能量流动的过程图解，请据图回答下列问题：(1)图中的箭头________(填序号)是不应存在的。(2)流经该生态系统的总能量是____________(填序号)，初级消费者自身生命活动所消耗的能量是__________(填序号)。(3)食草动物排出的粪便中仍含有部分能量，这部分能量被分解者所利用的过程应属于箭头________。(4)图中生物构成的食物链有______个营养级，属于第三营养级的是____________。(5)图中⑬所指的是____________________，E代表的成分是________。(6)④中的能量大约只有③中能量的________________________________________。(7)生态系统能量流动的特点是___________________________________________________。答案(1)⑪(2)①⑤(3)⑫(4)四C(5)生产者呼吸作用消耗的能量分解者(6)10%～20%(7)单向流动、逐级递减解析(1)由图解可知，E为分解者，生产者不能从分解者中获得能量，故箭头⑪不应存在。(2)流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量①，初级消费者自身呼吸消耗的能量为⑤。(3)食草动物的粪便中残留的能量并未流入初级消费者，仍属于生产者的残遗物，它被分解者利用的箭头为⑫。(4)图中食物链为A→B→C→D，共四个营养级，属于第三营养级的生物为C。14．如图是某湖泊生态系统能量流动的定量分析图解。图中A、B、C代表三个营养级，数字均为实际测得的能量值，单位为百万千焦。已知该生态系统受到的太阳辐射为118872.0百万千焦，但其中118761.0百万千焦的能量未利用(题中数值保留小数点后1位)。请回答下列问题：(1)流经该生态系统的总能量为________百万千焦，这部分能量是________所固定的太阳能。(2)能量从第一营养级到第二营养级的传递效率约为________%，从第二营养级到第三营养级的传递效率为________%。(3)次级消费者通过呼吸作用消耗的能量占其同化作用所得到的能量的比例是________%。(4)由题图可知，下一个营养级不能得到其上一个营养级的全部能量的原因如下：①各营养级生物体内的大部分能量被________________；②各营养级生物体内的部分能量________________________________________________________________________；③还有部分能量被________利用。答案(1)111.0生产者(2)13.520.0(3)60.0(4)呼吸作用消耗未被利用分解者解析(1)流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，即118872.0－118761.0＝111.0(百万千焦)。(2)相邻两个营养级间的能量传递效率等于某一营养级同化的能量与上一个营养级同化的能量的比值，即第一营养级到第二营养级(A到B)的能量传递效率约为15.0÷111.0×100%≈13.5%；第二营养级到第三营养级(B到C)的能量传递效率为3.0÷15.0×100%＝20.0%。(3)次级消费者通过呼吸作用消耗的能量占其同化作用所得到的能量的比例为1.8÷3.0×100%＝60.0%。(4)能量在传递过程中逐级递减，主要是由于每一营养级的生物都会因呼吸作用而消耗掉大部分能量，并且各个营养级的生物中总有一部分能量未被利用，还有少部分能量随着动植物的遗体残骸等流向分解者。第2课时生态金字塔和研究能量流动的实践意义[学习目标]1.用生态金字塔表征生态系统中各营养级间的能量、生物量或数量等关系。2.概述研究生态系统能量流动的意义。一、生态金字塔1．类型：能量金字塔、生物量金字塔、数量金字塔。2．能量金字塔(1)概念：如果将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为相应面积(或体积)的图形，并将图形按照营养级的次序排列，可形成一个金字塔图形，叫作能量金字塔。(2)特点：通常呈上窄下宽的金字塔形。3．生物量金字塔(1)概念：如果用同样的方法表示各个营养级生物量(每个营养级所容纳的有机物的总干重)之间的关系，就形成生物量金字塔。(2)特点：大多是上窄下宽的金字塔形。4．数量金字塔(1)概念：如果表示各个营养级的生物个体的数目比值关系，就形成数量金字塔。(2)特点：一般呈上窄下宽的金字塔形，但也可呈上宽下窄倒置的金字塔形，如昆虫和树。判断正误(1)由于能量在流动的过程中逐级递减，所以营养级越高，该营养级的总能量及生物的数量就会越少()(2)生物量金字塔、数量金字塔同能量金字塔一样都是正置的()答案(1)×(2)×任务一：生态金字塔的模型构建1．请同学们将赛达伯格湖的能量流动数据，用相应面积的图形表示，并按营养级由低到高排列。赛达伯格湖的能量流动数据分析[单位：J/(cm2·a)]能量分析生产者植食性动物肉食性动物输入能量464.662.812.6提示如图所示2．生态学家调查了不同生态系统中的生物个体数量和生物量(调查数据中排除了微生物和土壤动物)，所得数据如表格所示。P代表生产者，C1、C2、C3依次代表初级、次级和三级消费者。资料1夏季两个生态系统的生物个体数量统计表，单位为个·hm－2。名称某草地某温带森林P150000002000C120000001500000C29000001200000C31020(1)请根据资料1，分别建构这两个生态系统的数量金字塔。提示某草地：某温带森林：资料2夏季两个生态系统的生物量统计表，单位为g·m－2。名称某湖泊某海峡P964C11121C24—(2)根据资料2，分别建构两个生态系统的生物量金字塔。提示某湖泊：某海峡：(3)分析数量金字塔出现上宽下窄倒置的金字塔形的原因。提示当生产者个体比消费者个体大得多时，数量金字塔经常是倒置的。(4)分析生物量金字塔出现上宽下窄倒置的金字塔形的原因。提示海洋生态系统中，浮游植物个体小，世代周期短，又不断被捕食，因而某一时间调查到的生物量可能低于浮游动物的生物量。当然，总的来看，一年中浮游植物的总的生物量还是比浮游动物的多。生态金字塔的类型和特点项目能量金字塔生物量金字塔数量金字塔形状含义单位时间内，食物链中每一营养级生物所同化的能量的多少单位时间内，每一营养级生物所容纳的有机物的总干重每一营养级生物个体的数目特点通常都是上窄下宽的金字塔形一般为上窄下宽的金字塔形一般为上窄下宽的金字塔形象征意义能量在流动过程中逐级递减生物量(有机物的总干重)随食物链中营养级的升高而逐级递减生物个体的数目在食物链中随营养级升高而逐级递减特殊形状－海洋生态系统中，浮游植物个体小，寿命短，又会不断被捕食，因而某一时间调查到的生物量可能低于浮游动物，呈现倒置的金字塔形如果消费者个体小而生产者个体大，就会呈现倒置的金字塔形，如昆虫和树1.如图为某一生态系统的能量金字塔，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形式。下列叙述正确的是()A．Ⅰ是消费者B．Ⅳ为分解者C．E1为太阳能，E2为热能D．能量可在食物链中循环利用答案C解析据图分析可知，Ⅰ是生产者，处于第一营养级，A错误；Ⅳ为三级消费者，处于第四营养级，B错误；E1为太阳能，用于植物的光合作用，E2为热能，是生物呼吸作用产生的，C正确；能量在食物链中是单向流动的，不能循环利用，D错误。2．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．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B．由于能量流动具有逐级递减的特征，能量金字塔通常呈现图丙所示形态C．不能用图甲表示生物数量金字塔D．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答案C解析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，A正确；能量沿食物链(网)流动时逐级递减，因此能量金字塔通常呈现正金字塔形，B正确；某些食物链，如树→虫→鸟，其数量金字塔可能如图甲，C错误；生态金字塔表示不同营养级上能量、生物量或数量的关系，不包含分解者，D正确。二、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总能量。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人工生态系统，使能量得到最有效的利用。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。例如，合理确定草场载畜量、麦田除草、除虫等。判断正误(1)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()(2)利用农作物秸秆培育蘑菇，实现了生态系统中能量的循环利用()(3)研究能量流动，可调整能量流动关系，使生产者固定的能量全部流向人类()答案(1)×(2)×(3)×任务二：研究能量流动的实践意义资料“稻—鸭—萍”共作是一种新兴的生态农业模式，是在稻鸭共作的基础上，放养营养含量高且不占用水稻生长空间的红萍而形成的。其具有以下优点：(1)可以固氮富钾，红萍既可以从空气中固定氮，又能从水中富集钾，可提供水稻正常生长所需的70%的氮素和70%的钾素，并为鸭子提供饲料。(2)鸭子可以食用杂草，可大大减少多种水田杂草的发生和危害。(3)可以除虫，鸭子可以食用田间害虫，减少了害虫对水稻的危害，同时鸭子排出的粪便可以起到增肥的作用。总之，“稻—鸭—萍”立体农业利用生物间的相互关系，充分利用空间，将不同生物种群组合在一起，实现了多物种共存、多层次配置，提高了水田的物质能量利用率，具有明显的经济效益、生态效益和社会效益。1．从能量流动的角度分析，“稻—鸭—萍”共作模式与稻鸭共作模式相比，引入红萍有什么意义？提示在空间上进行合理配置，增大流入生态系统的总能量。2．从能量流动的角度分析，稻田除草、除虫的意义是什么？提示调整生态系统的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。3．图一是传统农业对水稻秸秆的利用示意图，图二为现代农业对秸秆的利用示意图。据图回答问题：从能量利用的角度分析，现代农业相较于传统农业有什么优势？提示现代农业实现了对能量的多级利用，从而大大提高了能量的利用率。能量传递效率与能量利用率的区别(1)能量传递效率①含义：生态系统中能量在相邻两个营养级间的传递效率约为10%～20%，即输入某一营养级的能量中，只有10%～20%的能量流到下一营养级(最高营养级除外)。②计算公式能量传递效率＝eq\f(某一营养级同化量,上一营养级同化量)×100%。(2)能量利用率①一般指流入最高营养级(或人类)的能量占生产者固定总能量的比值。②一般来说，食物链越短，能量利用率越高。③有时考虑分解者的参与，使营养结构更复杂，以实现能量的多级利用，从而提高能量的利用率。3．下列关于生态系统能量流动的原理在实践中的应用的叙述，错误的是()A．除虫、除草可以让农田生态系统中的能量更多地流向对人类更有益的部分B．多途径利用农作物可以实现对生态系统中能量的多级利用C．根据草场能量流动的特点，可以合理确定草场的载畜量，从而保持畜产品的持续高产D．“桑基鱼塘”的生产方式，在桑、蚕、鱼之间形成良性循环，将提高能量传递效率答案D解析“桑基鱼塘”的生产方式，在桑、蚕、鱼之间形成良性循环，使能量得到多级利用，提高了整体的能量利用率，但不能提高能量传递效率，D错误。4．茶树菇味道鲜美，常生长在油茶树枯朽的树桩上。某林场尝试在树下套种茶树菇，并用桐树、柳树、杨树脱落的枝叶制作培养基。下列相关叙述正确的是()A．油茶树枯朽树桩中的能量不属于油茶树的同化量B．生长在油茶树树桩上的茶树菇属于生态系统中的分解者C．套种措施可以提高树木和茶树菇对阳光等资源的利用率D．该林场提高了能量的传递效率，实现了能量的多级利用答案B解析油茶树枯朽树桩中的能量属于油茶树的同化量中流向分解者的部分，A错误；茶树菇属于分解者，不能直接利用阳光，C错误；该林场的做法实现了能量的多级利用，提高了能量的利用率而不是传递效率，D错误。题组一生态金字塔1．(2022·广东深圳高二月考)下列关于生态金字塔的叙述，正确的是()A．生态金字塔显示了各营养级之间的某种数量关系B．生态金字塔中每个营养级的生物均属于同一食物链C．生态金字塔中的营养级均按其所占的数值大小依次排列D．生态金字塔可分别以个体数量、生产量和能量为指标绘制答案A解析生态系统中各种生物构成错综复杂的食物网，生态金字塔中每个营养级的生物可能属于不同的食物链，B错误；生态金字塔中的能量金字塔各营养级均按其所占的能量数值大小依次排列，C错误；生态金字塔可分别以各营养级的个体数量、生物量和能量为指标绘制，D错误。2．如果食物链上各营养级均以生物个体的数量来表示，并以食物链起点的生物个体数作底层来绘制数量金字塔，则只有两个营养级的夏季草原生态系统(假设第一营养级是牧草，第二营养级是羊)和森林生态系统(假设第一营养级是乔木，第二营养级是昆虫)数量金字塔的形状最可能是()A．前者与能量金字塔塔形相似，后者与能量金字塔塔形不同B．前者与能量金字塔塔形不同，后者与能量金字塔塔形相似C．前者与后者都与能量金字塔塔形相似D．前者与后者都与能量金字塔塔形不同答案A3.某湖泊的能量金字塔如图所示。下列相关叙述正确的是()A．该能量金字塔中的a、c分别代表生产者、三级消费者B．图中所有生物构成一条食物链C．一个生态系统中营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多D．对于森林生态系统来说，往往一棵树上栖息着很多昆虫，该生态系统中的能量金字塔呈倒置状态答案C解析由题图可知，c为次级消费者，处于第三营养级，A错误；图中所有生物构成多条食物链，B错误；能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%～20%，故一个生态系统中营养级越多，能量流动过程中消耗的能量就越多，C正确；对于一个自然生态系统来说，它的总能量是生产者固定的太阳能，且能量沿营养级传递时是逐级递减的，因此按营养级由低到高绘制成的图仍然是下宽上窄的正金字塔形，D错误。4．如图a、b、c分别是某森林生态系统的生物数量金字塔、某草地生态系统的能量金字塔和某浮游生物群落的能量金字塔。下列分析不正确的是()A．描述生态系统中各营养级之间的关系最好用b的形式B．一个相对稳定的森林生态系统会出现生产者数量少于消费者数量的现象C．相对稳定的生态系统需要持续接受外部的能量输入D．图c中的生产者与初级消费者之间的能量传递效率为10%～20%答案D解析从图c可以看出，生产者与初级消费者之间的能量传递效率为eq\f(142,8690)×100%≈1.63%，远远低于10%，D错误。5．下列哪种情况最可能会出现倒金字塔形()A．生物量金字塔，其生产者的生活史比消费者的要短得多B．能量金字塔，组成该生态系统的各营养级生物的种类极多C．数量金字塔，由生活在温带草原上的各种生物组成的一个复杂的食物网D．海洋中的能量金字塔，其中生产者个体小，繁殖快，可整个被浮游动物吞食和消化答案A解析生物量金字塔是以每个营养级的生物量绘制的金字塔，由于某些单细胞生物的生命周期短，不积累生物量，而且在测定生物量时是以现存量为依据的，所以在海洋生态系统中会出现倒置的金字塔，即出现浮游动物生物量多于浮游植物，A正确；自然生态系统中的能量金字塔不会倒置，B、D错误；由生活在温带草原上的各种生物组成的一个复杂的食物网，以这个食物网中各个营养级的个体数量为依据绘制的数量金字塔不是倒置的，C错误。题组二研究能量流动的实践意义6．下列关于生态系统能量流动的原理在实践中的应用的叙述，错误的是()A．除虫、除草可以让农田生态系统中的能量流向对人类最有益的部分B．农田生态系统中的间种套作可充分利用空间和资源，增大流入该生态系统的总能量C．根据草场能量流动的特点，可以合理确定草场的载畜量D．沼渣、沼液作为肥料还田，能使能量循环利用答案D解析除虫、除草合理地调整了生态系统中的能量流动关系，使能量尽可能多地流向对人类最有益的部分，A正确；农田生态系统中的间种套作，可充分利用空间和资源，增大流入该生态系统的总能量，从而获得更大的收益，B正确；根据草场能量单向流动、逐级递减的特点，可以合理确定草场的载畜量，从而保持畜产品的持续高产，C正确；沼渣、沼液作为肥料还田，能使物质循环利用，能量多级利用，提高能量的利用率，D错误。7．如图是近年在某地试验成功并大范围推广的生态农业模式。下列有关此生态系统的叙述，错误的是()A．图中位于第二营养级的生物有螺、昆虫、鸭B．鸭和螺之间是捕食与种间竞争关系C．该生态系统中鸭所同化的能量来自生产者固定的太阳能和饲料中的化学能D．拔去田地中的野草可以提高生态系统的能量传递效率答案D解析拔去田地中的野草是人为地调整能量流动的方向，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分，可以提高生态系统中能量的利用率，但不能提高生态系统的能量传递效率，D错误。8．如表为稻田适度养鱼对水稻产量和稻田土壤有机质含量影响的实验结果。下列说法正确的是()处理水稻产量/(kg·hm－2)土壤有机质/%稻田养鱼40232.72对照34742.56A.该稻田中水稻→鱼→人构成的食物链可以提高能量的传递效率B．在该稻田中，鱼吃掉稻田中的害虫和杂草，使水稻产量提高C．稻田养鱼使水稻能从土壤中吸收更多鱼粪中的有机质，提高水稻产量D．与普通稻田相比，稻田养鱼可以降低稻田生态系统营养结构的复杂程度答案B解析能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%～20%，缩短食物链不能提高能量的传递效率，A错误；鱼的粪便作为肥料可提高稻田土壤中有机质的含量，但水稻不能直接吸收鱼粪中的有机质，C错误；稻田养鱼能增加该生态系统中的物种丰富度，使稻田生态系统中的营养结构复杂程度提高，D错误。9．若一个相对封闭的生态系统中各营养级共有五个种群，其能量调查结果如表所示。根据表格数据，能得出的结论是()种群甲乙丙丁戊能量[107kJ/(m2·a)]2.5013.309.800.28250.00A.甲的生物量一定比乙小B．5种生物形成的食物链是：戊→乙→丙→甲→丁C．甲一定是初级消费者D．乙和丙是种间竞争关系答案D解析分析表中的数据可知，戊的能量最多，乙和丙次之，甲第三，丁最少。结合能量流动的特点可知，乙和丙都处于第二营养级，两者最可能是种间竞争关系，所以这5种生物所形成的食物网是：，其中戊是生产者，甲属于次级消费者，丁处于最高营养级。生物量是指某一时间单位面积或体积栖息地内每个营养级所容纳的有机物的总干重，因为乙只是第二营养级中的部分生物个体，所以甲的生物量不一定小于乙。10．(2023·广西南宁高二期末)如图为以亚马孙热带雨林的相关数据建构的生态金字塔示意图(图中C1、C2代表不同营养级)。下列有关叙述正确的是()A．消费者C2粪便中的能量可被生产者同化利用B．生态系统生物数量金字塔可能会出现倒置现象C．部分C1同化的能量以遗体和自身粪便中化学能的形式流向分解者D．图中C1到C2的能量传递效率为25%答案B解析消费者C2粪便中的能量不能被生产者同化利用，只能被分解者利用，A错误；生态系统生物数量金字塔可能会出现倒置现象，比如树和虫子的关系，作为消费者的虫子数量远多于生产者树的数量，B正确；部分C1同化的能量以遗体的形式流向分解者，自身粪便中的化学能不属于C1的同化量，属于上一营养级的同化量，即生产者的同化量，C错误；能量传递效率是指相邻两个营养级间的同化量的比值，图中C1和C2的能量并非同化量，故无法计算两者间的能量传递效率，D错误。11．(2023·北京丰台区高二期末)如图Ⅰ和图Ⅱ分别表示水生生态系统和陆地生态系统的某种生态金字塔，a、b、c、d代表不同营养级。下列有关叙述错误的是()A．图Ⅰ不可能是生物量金字塔B．图Ⅱ可能是生物数量金字塔C．图Ⅰ和图Ⅱ通常不能表示能量金字塔D．a代表第一营养级，属于生产者答案A解析生物量金字塔有可能呈现图Ⅰ形式，比如海洋浮游植物个体小，寿命短，又会不断被浮游动物捕食，故某一时间测得的海洋浮游植物的生物量可能小于浮游动物，A错误；金字塔Ⅱ可能是生物数量金字塔，如1棵大树和树上的昆虫，昆虫的数量远远大于大树，B正确；图Ⅰ和图Ⅱ通常都不能表示能量金字塔，因为能量金字塔通常是上窄下宽的正金字塔形，C正确；a表示金字塔的最底端，代表生态系统的第一营养级，属于生产者，D正确。12．图甲为某自然生态系统的能量金字塔简图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，m1、m2代表不同的能量形式。图乙表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图，其中a～g表示能量值。据图分析，下列相关叙述错误的是()A．图甲中m1、m2表示的能量形式分别为太阳能、热能B．图乙中，若A表示图甲中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则C表示流向下一营养级的能量C．该生态系统必须当能量状况表现为下宽上窄的正金字塔形时，方可维持正常运转D．若该自然生态系统为一湖泊，经过若干年后演变为一森林，此属于种群的次生演替答案B解析C表示营养级Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量，B错误；若该自然生态系统为一湖泊，由于环境因素的变迁，经过若干年后演变为一森林，此属于群落的次生演替，D正确。13.请根据生态系统中甲、乙两个营养级的能量流动示意图，回答下列问题：(1)生态系统的结构包括________________________________，生态系统最基本的生物成分是____________。(2)美国生态学家林德曼对赛达伯格湖的能量流动进行了__________，并发现了能量流动的两个明