高考生物第一轮复习生态系统的能量流动学案含解析DOC

高考生物第一轮复习生态系统的能量流动学案含解析DOC

‎ 生态系统的能量流动 考纲要求 生态系统能量流动的基本规律及应用(Ⅱ)。‎ 复习要求 ‎1、分析生态系统的能量流动的过程与特点。‎ ‎2、概述研究能量流动的意义。‎ 基础自查 一．能量流动的概念 ‎ 二、能量流动的过程 ‎1．起点： 。‎ ‎2．总量： 。‎ ‎3．流动渠道： 。‎ ‎4．特点：(1)单向流动： 。‎ ‎(2) ‎ ‎① 。‎ ‎② 。‎ ‎③传递效率为 (形象地用能量金字塔表示)。‎ 三、能量流动研究意义 ‎1． 。‎ ‎2． 。‎ 课堂深化探究 一．分析能量流动过程图(以初级消费者为例)，完成下列问题 ‎1.(1)大方框代表 。‎ ‎(2)大粗箭头表示 ，即 ‎ ‎ 。‎ ‎(3)能量流动的方向(以箭头表示) 。‎ ‎(4)箭头由粗到细表示流入 。‎ ‎(5)方块面积越来越小表示 ‎ ‎(6)分解者体内的能量及呼吸产生的能量以热能的形式散失到系统外，成为不能再利用的能量。‎ ‎(7)能量流动特点： 。‎ ‎(8)能量传递效率： 。‎ 计算式为： 。‎ ‎2．对能量流动的理解 ‎“能量流动”是生态系统的基本功能之一，能量是维持生态系统存在和发展的动力。‎ 起点 ‎ ‎ 源头 ‎ ‎ 能量输入 相关生理过程 总能量 ‎ ‎ 能量的传递 传递形式： ‎ 传递渠道： ‎ 能量的散失 相关生理过程 ‎ ‎ 形式 ‎ ‎ 能量流动特点 ‎ ‎ 能量传递效率 ‎ ‎ ‎2．简述能量流动的意义及提高能量利用率的措施。‎ ‎ ‎ 思维拓展 ‎1．能量的传递效率为10%～20%的含义是指一个营养级的总能量大约只有10%～20%传到下一营养级。如果按20%这一最高效率计算，若第一营养级的总能量为100%，第二营养级所获得的能量为20%，第三营养级所获得的能量为20%×20%＝4%……，第n营养级所获得的能量是第一营养级能量的(若按传递效率10%计算，公式为)，由此可知生态系统中的能量传递一般不超过4～5个营养级。‎ ‎2．确定食物链中的营养关系。据能量传递效率20%计算，相邻两个营养级的能量差值也在5倍左右，若能量差值远比五倍小，则应位于同一营养级。‎ ‎3．提高能量利用率的措施不能提高能量传递效率。‎ ‎4．极值计算：(1)设食物链A→B→C→D，分情况讨论 现实 问题 思路求解 D营养级 净增重M 至少需要A营养级多少 N×(20%)3＝M 最多需要A营养级多少 N×(10%)3＝M A营养级 净增重N D营养级最多增重多少 N×(20%)3＝M D营养级至少增重多少 N×(10%)3＝M ‎(2)在某一食物网中，一个消费者往往同时占有多条食物链，当该消费者增加了某一值时，若要计算最少消耗生产者多少时，应选最短的食物链和最大传递效率20%进行计算，这样消费者获得的能量最多；若要计算最多消耗生产者多少时，应选最长的食物链和最小传递效率10%进行计算，这样消费者获得的能量最少。‎ 方法技巧　利用“拼图法”解决能量流动中的难题 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了(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，包括现存的植物体B1流向分解者的C1、流向下一营养级的D1。参考图示，很容易理解以下问题：‎ ‎(1)流经整个生态系统的总能量是生产者固定的总能量，即W1。将图中第三营养级同化的总能量D2“拼回”第二营养级，则刚好等于D1，即第二营养级同化的总能量；再将D1“拼回”第一营养级，则刚好等于生产者固定的总能量W1。可见，在一个草原生态系统中，草原上所有生物的总能量都来自W1，所有生物总能量之和都小于W1(呼吸作用消耗的缘故)。‎ ‎(2)能量传递效率不会是100%。从上图可以看出，从第一营养级向第二营养级能量的传递效应等于D1/W1，因此不会达到100%，一般情况下，能量传递效率为10%～20%。‎ ‎(3)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值。‎ 二．每一营养级能量来源与去路的分析 ‎(1)动物同化的能量＝ ，即 。例如蜣螂利用大象的粪便获得能量，就不能说蜣螂获得了大象的能量。‎ ‎(2)流入一个营养级的能量是指 。‎ 能量的来源与去路：‎ ‎ ‎ 即一个营养级所同化的能量＝ 。‎ 三．流动模型——生态金字塔的类型、含义比较 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 形 状 特 点 ‎ ‎ 象征含义 ‎ ‎ 每一阶含义 ‎ ‎ 特殊形状 无 树―→昆虫―→鸟 极少 对应训练 ‎1.　如图表示在某生态系统中，能量流经第二营养级的示意图。对该图分析不合理的是(　　)‎ A．能量流动是伴随着物质利用而进行的 B．图中甲为初级消费者同化的能量，即第二营养级所含有的能量 C．该图不够完善，缺少甲中因呼吸以热能散失的能量 D．乙比甲的能量少的原因是甲的遗体、残骸中的能量被分解者利用而未传递下去 ‎2．如图表示一般生态系统的结构模式图，在不考虑物质的输入和输出情况下，下列说法不正确的是(多选)(　　)‎ A．能量主要是以太阳能的形式输入生态系统 B．组分1、2、3分别代表生产者、分解者和消费者 C．在一个幼苗茁壮成长的农田生态系统中能量的输出量和输入量相等 D．如果组分1是生产者，那么组分1代表的是绿色植物 ‎ ‎3.下图为生态系统中食物链所反映的能量流动情况，图中箭头表示能量流动的方向，单位为kcal/(m2·a)。下列说法错误的是(　　)‎ A．食物链的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动的单向性 B．辐射的太阳能中仅有1%左右的能量被生产者利用 C．每一营养级的能量大部分用于呼吸和被分解者利用 D．此生态系统中的分解者可利用图中A的所有能量 ‎4.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是初级消费者 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 ‎5.在如图所示的食物网中，假如猫头鹰的食物有来自于兔子，来自于鼠，来自于蛇，那么猫头鹰若增加‎20 g体重，最少需要消费植物(　　)。‎ A．‎600 g B．‎900 g C．1 ‎600 g D．5 ‎‎600 g ‎6．下图表示A、B两个特殊生态系统的能量金字塔。有关解释正确的是(　　)‎ ‎①一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多 ‎②能量沿食物链单向流动，传递效率随营养级的升高而逐级递减 ‎③若A和B中玉米的数量相同，A若能养活10 000人，则B可能只能养活1 000人 ‎④若土壤中含相同浓度的难降解污染物，则A中的人比B中的人体内污染物浓度低 A．①③④ B．①②③‎ C．①②③④ D．③④‎ 限时训练 题组一　能量流动过程和特点 ‎1．以下关于生态系统的能量流动的叙述中，哪一项是不正确的(　　)‎ A．能量流动是单向的、不循环的 B．食物链越短，终级消费者获得的能量越多 C．初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少 D．营养级越多，散失的能量越多 ‎2.下图为生态系统中能量流动图解的部分示意图，①②③④⑤各代表一定的能量值，下列各项中正确的是(　　)。‎ A．第三营养级流向第四营养级的能量传递效率为×100%‎ B．图中④包含了次级消费者粪便中的能量 C．在人工饲养的高密度鱼塘中初级消费者获得的总能量往往大于⑤‎ D．食物链中的各营养级获得能量的方式及能量的用途完全相同 ‎3．下列有关生态系统能量流动的叙述中，错误的是(　　)‎ A．当狼捕食兔子并转化为自身的有机物时，能量就从第一营养级流入第二营养级 B．当狼吃掉一只兔子时，狼不可能获得兔子的全部能量 C．生产者通过光合作用合成有机物，能量就从非生物环境流入生物群落 D．生态系统的能量流动是单向的，逐级递减的 ‎4．某自然生态系统中有一条食物链：甲→乙→丙→丁，测得这四种生物所含的有机物总量分别为a、b、c、d(单位：kg/年)。下列叙述中正确的是(　　)‎ A．丙种群个体所含有机物的平均值一定大于丁种群 B．甲从无机环境中获得的能量等于a所含的能量 C．若能量在相邻的两个营养级间的传递效率是20%，则b＋c＋d＝‎‎0.2 a D．甲的同化作用类型为自养型 ‎5．(2011·马鞍山模拟)如图表示某湖泊生态系统的营养结构，a～e代表各营养级的生物，下列叙述不正确的是(　　)‎ A．共有三条食物链 B．各营养级中，能量最多的是c，生物个体数量最多的是a C．若水体受有机磷农药轻微污染，则受害最严重的是a D．若c所含能量为5.8×109kJ，d含1.3×108kJ，则a至少约含4.5×107kJ 题组二　生态金字塔和研究能量流动的意义 ‎6． 在社会主义新农村建设中，四川某地通过新建沼气池和植树造林，构建了新型农业生态系统(如图所示)。下列有关叙述正确的是(多选)(　　)‎ A．该生态系统中，处于第二营养级的生物有人和家禽家畜 B．该生态系统中，人的作用非常关键，植物是主要成分 C．该生态系统的建立，提高了各营养级间的能量传递效率 D．沼气池的建造和植树造林，提高了该生态系统的稳定性 ‎7．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．①③ B．②③⑤‎ C．①③④ D．②⑤‎ ‎8．我国北方的一些地区每年都会发生一定程度的蝗灾，当地政府和农牧民常用喷洒农药的方法来杀灭蝗虫。2000年发生蝗灾时，新疆某地邀请来一批养鸭户，把几十万只鸭子放养到虫害严重的草原上，收到很好的效果。下列有关叙述中错误的是(　　)‎ A．利用农药灭虫，农药对蝗虫起选择作用，生存下来的蝗虫都是抗药能力较强的 B．利用鸭子消灭蝗虫，根本目的是调整生态系统能量流动关系，使能量更多地流向鸭子 C．利用鸭子消灭蝗虫，从生态的成分看，鸭子是次级消费者，鸭子与草原上的牛、羊的关系是种间互助 D．利用鸭子消灭蝗虫不仅可以获得较好的经济效益，而且还能减轻污染、保护其他生物 ‎9下图表示甲、乙两个特定生态系统的能量金字塔，有关解释正确的是(　　)。‎ A．一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多 B．能量沿食物链单向流动，传递效率随营养级的升高而逐级递减 C．若甲和乙中玉米的数量相同，能量传递效率为10%，且甲能养活10 000人，则乙能养活500人 D．若土壤中含相同浓度的DDT，则甲中的人比乙中的人体内DDT低 题组三　综合题 ‎10．下图甲为某湖泊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表示能量值的多少。请据图作答：‎ ‎(1)图甲中，m1、m2表示的能量形式分别为__________、________。通常情况下，位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于Ⅲ，主要原因是________________________________。‎ ‎(2)图乙中，若A表示图甲中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示____________，C表示________________。若图甲中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为y，则营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是________(用图中所给字母的表达式表示)。‎ ‎(3)由图乙可以总结出生态系统能量流动的主要特点是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)若图甲营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一种生物甲、乙、丙，构成食物关系如右图。其中，甲能量中比例为X的部分直接提供给丙，则要使丙能量增加A kJ，至少需要消耗甲的能量为________kJ(用所给字母的表达式表示。)‎ 高考真题体验 ‎1.(2013四川卷，6）稻田生态系统是四川盆地重要的农田生态系统，卷叶螟和褐飞虱是稻田中两种主要害虫，拟水狼蛛是这两种害虫的天敌。下列叙述错误的是（ ）‎ A.害虫与拟水狼蛛间的信息传递，有利于维持生态系统的稳定 B.防治稻田害虫，可提高生产者和消费者之间的能量传递效率 C.精耕稻田和弃耕稻田的生物群落，演替的方向和速度有差异 D.用性外激素专一诱捕卷叶螟，短期内褐飞虱种群密度会下降 ‎2.(2013安徽卷，30）（20分）‎ Ⅱ.（12分）合理密养、立体养殖是提高池塘养殖经济效益的有效措施。‎ （1） 某池塘中有水草、绿藻、草鱼、鳙鱼（主要摄食浮游动物）和鳜鱼（肉食性），以及水溞、轮虫等浮游动物。请按主要捕食关系，绘出该池塘生态系统的食物网。‎ ‎（2）轮虫和水溞的种间关系是 。‎ ‎（3）研究池塘生态系统不同水层光合速率，对确定鱼的放养种类和密度有参考价值。从池塘不同深度采集水样，分别装入黑白瓶中（白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布包裹的玻璃瓶）并封闭。‎ 然后将黑白瓶对应悬挂于原水样采集位置，同时测定各水层剩余水样溶氧量，作为初始溶氧量。24h后，测定各黑白瓶中溶氧量。若测得某水层初始溶氧量为,白瓶溶氧量为,‎ 黑瓶溶氧量为,则该水层总光合速率为 。‎ 若上午黑白瓶被悬挂于水深‎25cm处时，白瓶意外坠落至池塘底部，短时间内，该瓶内绿藻叶绿体重含量 。‎ ‎（4）从群落结构的角度分析，立体养殖可以 。从能量流动的角度分析，合理密养可以 。‎ ‎3.（2012 安徽）30 II．（8分）某弃耕地的主要食物链由植物®田鼠®鼬构成。生态学家对此食物链能量流动进行了研究，结果如下表，单位是J/（hm2·a）。 ‎ 植物 田鼠 鼬 固定的太阳能 摄入量 同化量 呼吸量 摄入量 同化量 呼吸量 ‎2.45´1011‎ ‎1.05´109‎ ‎7.50´108‎ ‎7.15´108‎ ‎2.44´107‎ ‎2.25´107‎ ‎2.18´107‎ ‎(1)能量从田鼠传递到鼬的效率是 。‎ ‎(2)在研究能量流动时，可通过标重捕法调查田鼠种群密度。在1hm2范围内，第一次捕获标记40只田鼠，第二次捕获30只，其中有标记的15只。该种群密度是 只/hm2。若标记的田鼠有部分被鼬捕食，则会导致种群密度估算结果 。 ‎ ‎（3）田鼠和鼬都是恒温动物，同化的能量中只有3%—5%用于 ，其余在呼吸作用中以热能形式散失。‎ ‎（4）鼬能够依据田鼠留下的气味去猎捕后者，田鼠同样也能够依据鼬的气味或行为躲避猎捕。可见，信息能够 ，维持生态系统的稳定。 ‎ ‎4.（2012 海南）下图为某生态系统的能量流动简图，下列叙述错误的是 A.甲是生产者，乙是消费者 B.该生态系统是一个开放的系统 C.能量通过光合作用固定并进入系统，可以热能形式输出v D.甲、乙和分解者所贮存的能量之和是输入该生态系统的总能量 ‎5（2011 全国I）回答下列与生态学有关的问题：‎ ‎（2）某相对稳定的水域生态系统中主要有甲、乙、丙、丁、戊5个种群，各种群生物体内某重金属的含量如下表。已知水中的该重金属被生物体吸收后难以通过代谢排出体外。假设在这5个种群构成的食物网中，消费者只能以其前一个营养级的所有物种为食。‎ 种群 甲 乙 丙 丁 戊 重金属含量（μg/Kg鲜重）‎ ‎0.0037‎ ‎0.0037‎ ‎0.035‎ ‎0.035‎ ‎0.34‎ 据表中数据绘出该生态系统的食物网。 ‎ ‎ ‎ ‎6.（2011 安徽）大熊猫和华南虎都是我国的珍稀保护动物，它们体型相近，曾经同城分布，一度都有较大的种群数量。由于栖息地破坏导致它们的数量锐减，目前野生大熊猫仅有1600只左右，而华南虎在野外已基本绝迹。 ‎ （1） 从生态系统能量流动的特点分析，大熊猫比华南虎有一定生存优势的原是 。 ‎ （2） 根据能量流动逐级递减特点，由于华南虎是肉食性，而大熊猫是植食性动物，营养级低，所以生存优势强。‎ ‎7.（2011 山东）‎6月5日是世界环境日，今年我国的世界环境日主题是“共建生态文明、共享绿色未来”。 草原是绿色生态环境的组部分。某草原生态系统的食物网如图所示。‎ （2） 如果图中草能提供10000KJ的能量，营养级间的能量传递效率为10% ～ 20%，那么鹰占据的营养级能够得到的最低和最高能量值分别是___________KJ和___________KJ。若去除蛇，且狐的数量不变，则草原容纳鹰的数量会__________。若外来生物入侵该区，则会导致草原的__________锐减或丧失。 ‎ ‎8.（2010 山东）以下表示动物利用食物的过程：“ ‎ 正确的分析是 A．恒温动物的④/③值一般高于变温动物 B．哺乳动物的③/①值一般为10%-20%‎ C．提高圈养动物生长量一般需提高③/②值 D．食肉哺乳动物的③/②值一般低于食草哺乳动物 ‎9.．(2011·天津理综，9)放牧强度可影响人工草地的物质循环和能量流动。图1是亚热带某人工草地在不同放牧强度下牧草净光合产量(净光合产量＝光合作用合成量－呼吸作用消耗量)的变化图，G0为不放牧，G1～G3为放牧强度逐渐增强。‎ 据图回答：‎ ‎(1)5～10月份的最适放牧强度是________(从G0～G3中选填)，________月份可被初级消费者利用的总能量最多。‎ ‎(2)与放牧草地相比，8月份不放牧草地净光合产量明显偏低的原因有________(多选)。‎ A．过多枝叶对下层植物有遮光作用 B．植株衰老组织较多 C．缺少动物粪尿的施肥作用 D．草地生态系统的物质循环加快 ‎(3)据图1分析，为使牧草净光合产量维持在最高水平，4～10月份需要采取的放牧措施是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)牧草的光合作用强度可用单位时间和面积的____________来表示。‎ ‎(5)在牧草上喷洒32P标记的磷肥，检测32P在初级和次级消费者中的放射强度，结果见图2，其中A消费者处于第________营养级。‎ ‎(6)在生态系统的生物成分中，生产者体内的32P除被消费者利用外，还有部分进入________。‎ ‎10．(2010·江苏，11)有人发起“多吃素食、少吃肉食”的运动，以支援粮食短缺地区的灾民。运用生态学知识对此的合理解释是(　　)。‎ A．多吃肉食会增加心血管病的发病率 B．直接以低营养级的生物为食将消耗生态系统更多的能量 C．多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多 D．节省的肉食可以帮助灾民提高营养水平 ‎11．(2009·全国卷Ⅰ，34)某种植玉米的农场，其收获的玉米子粒既作为鸡的饲料，也作为人的粮食，玉米的秸秆则加工成饲料喂牛，生产的牛和鸡供人食用，人、牛、鸡的粪便经过沼气池发酵产生的沼气作为能源，沼渣、沼液作为种植玉米的肥料。据此回答下列问题(不考虑空间因素)。‎ ‎(1)请绘制由鸡、牛、玉米和人组成的食物网：‎ ‎(2)牛与鸡之间________(有、无)竞争关系，理由是__________________。人与鸡的种间关系是________，人与牛的种间关系是________。‎ ‎(3)流经该农场生态系统的总能量来自________所固定的________，无机环境中的碳以________形式进入该人工群落。‎ ‎(4)假设该农场将生产玉米的作为饲料养鸡，供人食用，生产出的鸡供人食用。现调整为的玉米养鸡，供人食用，生产出的鸡仍供人食用。理论上，该农场供养的人数将________(增多、不变、减少)，理由是________________________________。‎ ‎12．(2011·海南单科，21)关于生态系统的叙述，正确的是(　　)。‎ A．生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的 B．生态系统中的信息传递对所有捕食者都必然是有利的 C．生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大 D．生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越小 ‎13．(2010·全国Ⅰ，5)右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．微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量 B．沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者 C．沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用 D．多途径利用农作物可提高该生态系统的能量利用效率 学案44 生态系统的能量流动 答案与解析 基础自查 一． 生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。‎ 二、能量流动的过程 ‎ 细胞呼吸　细胞呼吸　初级消费者　次级消费者　三级消费者　细胞呼吸　有机物　细胞呼吸　热能 ‎1．起点：生产者固定太阳能开始。‎ ‎2．总量：生产者固定的太阳能总量。‎ ‎3．流动渠道：食物链和食物网。‎ ‎4．特点：(1) 能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级。‎ ‎(2) ①每个营养级生物都因呼吸作用而散失部分热能。‎ ‎②每个营养级生物总有一部分不能被下一营养级利用。‎ ‎③传递效率为10%～20%(形象地用能量金字塔表示)。‎ 三、能量流动研究意义 ‎1．帮助人们科学规划，设计人工生态系统，使能量得到最有效利用，实现能量的多级利用　。‎ ‎2．帮助人们合理地调整生态系统中能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。‎ 课堂深化探究 一． 分析能量流动过程图(以初级消费者为例)，完成下列问题 ‎1.(1)大方框代表一个生态系统。‎ ‎(2)大粗箭头表示流经一个生态系统的总能量，即本生态系统中全部生产者所固定的太阳能总量。‎ ‎(3)能量流动的方向(以箭头表示)单向流动。‎ ‎(4)箭头由粗到细表示流入下一个营养级的能量逐级递减　。‎ ‎(5)方块面积越来越小表示随营养级别的增加，贮存在生物体内的能量越来越少 ‎(6)分解者体内的能量及呼吸产生的能量以热能的形式散失到系统外，成为不能再利用的能量。‎ ‎(7)能量流动特点：单向流动、逐级递减。‎ ‎(8)能量传递效率：10%～20%。‎ 计算式为：相邻两营养级之间的传递效率＝下一个营养级同化量/上一个营养级同化量×100%。‎ ‎2．对能量流动的理解 ‎“能量流动”是生态系统的基本功能之一，能量是维持生态系统存在和发展的动力。‎ 起点 生产者 源头 光能 能量输入 相关生理过程 光合作用、化能合成作用 总能量 生产者固定的太阳能总量 能量的传递 传递形式：有机物 传递渠道：沿食物链和食物网 能量的散失 相关生理过程 细胞呼吸 形式 热能 能量流动特点 ‎①逐级递减；②单向流动 能量传递效率 ‎10%～20% ‎ ‎2．(1)意义 ‎①帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效利用。‎ ‎②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。‎ ‎(2)措施 ‎①尽量缩短食物链。‎ 二．每一营养级能量来源与去路的分析 ‎(1)‎ 动物同化的能量＝摄入量－粪便有机物中的能量，即摄入的食物只有部分被同化。例如蜣螂利用大象的粪便获得能量，就不能说蜣螂获得了大象的能量。‎ ‎(2)流入一个营养级的能量是指被这个营养级的生物所同化的全部能量。‎ 能量的来源与去路：‎ 即一个营养级所同化的能量＝呼吸散失的能量＋被下一营养级同化的能量＋分解者利用的能量＋未被利用的能量。‎ 三．流动模型——生态金字塔的类型、含义比较 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 形 状 特 点 正金字塔形 一般为正金字塔形 一般为正金字塔形 象征含义 能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性 一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减 一般生物有机物的总质量沿食物链升高逐级递减 每一阶含义 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 每一营养级生物的有机物总量 特殊形状 无 树―→昆虫―→鸟 极少 对应训练 ‎1　【答案】D ‎【解析】　由图可知，甲为初级消费者同化的能量，即第二营养级所含有的能量；乙为初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量，即第二营养级所含的能量减去因呼吸以热能形式散失的能量之后而剩余的能量，该部分的能量最终将有两个去向，一是遗体、残骸中的能量被分解者利用，二是被次级消费者摄入。乙和甲仍然处于同一个营养级，乙比甲的能量少的原因是呼吸作用消耗。‎ ‎2．【答案】ACD ‎【解析】　 组分1为生产者，既可代表绿色植物，也可代表硝化细菌、蓝藻等自养生物，故D错误；幼苗茁壮成长，能量的输入大于输出，C错误；能量主要以化学能的形式输入生态系统。 ‎ ‎3【答案】D ‎【解析】　图中A中的能量包括呼吸散失的热能，分解者不能利用。‎ ‎4　【答案】C ‎【解析】　能量金字塔反映食物链中各营养级所拥有能量值的大小。能量金字塔的最低层为第一营养级即生产者，Ⅳ为本金字塔中最高营养级而非分解者。非生物的物质和能量中太阳能被生产者经光合作用固定而进入生物群落。最终被各营养级成分的呼吸作用以热能的形式散失到无机环境。‎ ‎5. 【答案】B ‎【解析】通过食物链(植物→兔→猫头鹰)，猫头鹰增重‎20 g×＝‎8 g，最少需要消费植物的量为‎8 g×5×5＝‎200 g；通过食物链(植物→鼠→猫头鹰)，猫头鹰增重‎20 g×＝‎8 g，最少需要消费植物的量为 ‎8 g‎×5×5＝‎200 g；通过食物链(植物→鼠→蛇→猫头鹰)，猫头鹰增重‎20 g×＝‎4 g，最少需要消费植物的量为‎4 g ×5×5×5＝‎500 g。所以合计至少消费植物‎200 g＋‎200 g＋‎500 g＝‎900 g。‎ ‎ 6．【答案】D　‎ ‎【解析】 生态系统的能量流动指的是种群间的能量流动，而非个体，故①错误。能量沿食物链单向流动，随着营养级的升高而逐级递减，能量传递效率并未随着营养级的升高而逐级递减，故②错误。‎ 限时训练 题组一　能量流动过程和特点 ‎1．【答案】C　‎ ‎【解析】[初级消费者的多少，理论上并不影响相邻营养级间能量的传递效率，因此次级消费者获得的能量还是相对稳定的。]‎ ‎2. 【答案】　C ‎【解析】　第三营养级流向第四营养级的能量传递效率为×100%；粪便不属于次级消费者自身的同化量；在食物链中各营养级获得能量的方式及能量的用途不完全相同，如第一营养级与各消费者同化能量的方式不同；在人工饲养的高密度鱼塘中，鱼所获得的能量不只是来自生产者，而可能更多地来自人工投放的饲料。‎ ‎3．【答案】A　‎ ‎【解析】[兔子是第二营养级，狼是第三营养级，故狼捕食兔子后，能量从第二营养级流入第三营养级。]‎ ‎4．【答案】D ‎【解析】　[丙营养级有机物大于丁营养级而不是种群；甲从无机环境中获得的能量大于a所含的能量；能量在两营养级之间的传递效率为20%，则b为‎0.2 a，c为‎0.04 a，d为‎0.008 a；生产者甲一定是自养型。]‎ ‎5．【答案】B　‎ ‎【解析】[图中共有c→d；c→e→a；c→b→a三条食物链；a处的营养级最高，所以生物富集作用最严重；a“至少”获得的能量：按10%传递，选择食物链最长的计算；d消耗c的能量按最多为1.3×108kJ÷10%＝1.3×109kJ，c剩余的能量为5.8×109kJ－1.3×109kJ＝4.5×109kJ，按10%的传递效率，由c→b→a，得4.5×107kJ，故D正确。]‎ 题组二　生态金字塔和研究能量流动的意义 ‎6．【答案】ABD　 ‎ ‎【解析】该生态农业实现了物质和能量的多级利用，大大提高了能量的利用率，而非能量传递效率。 ‎ ‎7．【答案】C　 ‎ ‎【解析】农作物的能量可传给人、鸡、猪、牛，而鸡、猪、牛的能量也可传给人；但人和鸡、猪、牛的能量不能传给农作物，这是由食物链的方向决定的。 ‎ ‎8．【答案】B ‎【解析】　 利用鸭子消灭蝗虫并非想使能量更多地流向鸭子，根本目的是利用鸭子与蝗虫的捕食关系更好地消灭蝗虫，获得更好地经济效益。 ‎ ‎9【答案】　D ‎【解析】　对于一个个体来说，其从上一营养级获得能量的多少取决于其摄入量及同化的比例，故A错误；在生态系统中能量的传递效率在10%～20%之间，与营养级高低没有联系，故B错误；假设每个人的能量为a，则甲图中玉米含有的能量为10 ‎000a÷10%＝100 ‎000a，那么乙能养活的人数为100 ‎000a×10%×10%÷a＝1 000，故C错误；DDT在食物链中具有富集现象，即营养级越高，体内含有的DDT浓度越大，甲中人处于第二营养级，乙中人处于第三营养级，故D正确。‎ 题组三　综合题 ‎10．【答案】(1)太阳能(或同化固定的能量)　热能(或呼吸作用散失的热量)　营养级越高，可利用能量越少(或营养级高的物种，往往体型较大)　(2)同化固定的能量　用于生长、发育和繁殖的能量　b/y×100%　(3)单向流动，逐级递减　(4)‎25A/(1＋4X)‎ ‎【解析】　(1)m1表示流入该生态系统的能量，这部分能量是太阳能或同化固定的能量，m2表示从该生态系统散失的能量，即热能或呼吸作用散失的热量。由于能量在传递过程中是逐级递减的，则营养级越高的生物，可利用能量越少，所以个体数量也越少。‎ ‎(2)若A表示图甲营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示Ⅱ同化固定的能量，C表示Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量。若图甲中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为y，而图乙中营养级Ⅱ同化固定的总能量为b，因此营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是b/y×100%。‎ ‎(3)生态系统能量流动的主要特点是单向流动，逐级递减。‎ ‎(4)假设至少需要消耗甲的能量为a，则甲中直接提供给丙的能量为a×X×20%，由甲经过乙传递给丙的能量为a×(1－X)×20%×20%，根据题干中的条件可知：a×X×20%＋a×(1－X)×20%×20%＝A，因此a＝‎25A/(1＋4X)。‎ 高考真题体验 ‎1.【答案】B ‎【命题思路】本题借“稻田生态系统”创设情境，实际考查《稳态与环境》中的知识理解推理能力、信息获取能力。属于能力立意题。‎ ‎【解析】信息传递对于调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定具有重要作用，故A正确；在食物链中，通过防治害虫只能提高能量利用率，使得能量朝有利于人的方向流动，能量传递效率是不能提高的，只能是10%-20%之间，故B错误；C中精耕稻田受到人的影响，其演替方向和速度与弃耕稻田有差异，故C正确；卷叶螟和褐飞虱是拟水狼蛛的捕食对象，当卷叶螟被性外激素大量诱捕导致数量下降时，拟水狼蛛通过大量捕食褐飞虱维持种群数量，此时褐飞虱种群密度下降，故D正确。‎ ‎2.【答案】II （1）‎ ‎（2）竞争关系 ‎（3）B–C 增加 ‎(4) 充分利用栖息空间和食物条件等资源 提高能量利用率，使生产者所固定的能量更多地流向对人类最有益的部分 ‎【解析】II浮游动物以浮游植物为食，食物链从生产者开始，顶级消费者结束。轮虫和水蚤的食物相同存在竞争关系。A-C为呼吸量，B-A为净光合作用，两者的和为总光合作用。水的深度越深光照越少，光反应产生的[H]和ATP减少，C3积累。立体养殖从群落结构的角度考虑，充分利用栖息空间和食物条件等资源，帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。合理密养可以帮助人们合理调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类最有益的部分。‎ ‎3.【答案】Ⅱ.（1）3%（2）80只/hm2 偏高（3）生长、发育、繁殖等生命活动（4）调节生物的种间关系 ‎【解析】Ⅱ.（1）能量从田鼠传递到鼬的效率是（2.25×107）÷（7.50×108）=3%‎ ‎（2）40×30÷15=80只/hm2。该种群密度是80只/hm2。若标记的田鼠有部分被鼬捕食，则会导致种群密度估算结果偏高。‎ ‎（3）田鼠和鼬都是恒温动物，同化的能量中只有3%~5%用于生长、发育、繁殖等生命活动，其余在呼吸作用中以热能的形式散失。 （4）信息传递的功能：信息能够调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定。 ‎ ‎4【答案】D ‎【解析】根据题中简图可知，甲能够固定太阳能，为生产者，乙从甲获取能量，为消费者，A正确；该生态系统需要从外界获得能量，同时能量也可以扩散到外界，是一个开放的生态系统，B正确；能量通过光合作用进入生态系统，经过生产者、消费者和分解者的呼吸作用后有一部分以热能的形式散失，C正确；输入该生态系统的总能量是生产者甲固定的太阳能总量，D不正确。“‎ ‎5【解析】本题考查了与生态相关的内容。‎ ‎（2）重金属被生物体吸收后难以通过代谢排出体外，营养级越高重金属含量越多，可推测甲乙是最低营养级，丙丁是第二营养级，戊是第三营养级，由于消费者只能以其前一个营养级的所有，该生态系统的食物网最可能为：。‎ ‎【答案】（2）如下：‎ ‎6【答案】（1）所处的营养级低，属于第二营养级。‎ ‎【解析】考察生态系统功能。  （1）根据能量流动逐级递减特点，由于华南虎是肉食性，而大熊猫是植食性动物，营养级低，所以生存优势强。 ‎ ‎7【答案】（2）10 400 增加 生物多样性 ‎8【答案】C ‎【解析】恒温动物需要消耗更多的能量维持体温，所以有机物的积累量（④）较少，其④/③一般高于变温动物。哺乳动物与其食物之间的能量传递效率应为：③/（①+未获取量）。肉食动物与草食动物的③/②大小无法比较。③/②越高，说明有更多的食入量转变成饲养动物的同化量，有利于提高动物的生长量 ‎9【答案】(1)G2　6　(2)A、B、C　(3)4月份不放牧，5～10月份放牧强度保持在G2水平　‎ ‎(4)有机物生成量(CO2的消耗量或O2生成量)　(5)二　(6)分解者 ‎【解析】　(1)净光合产量最大时的放牧强度最适宜，由图1可知，5～10月份，最适宜的放牧强度是G2。净光合产量最大时，被初级消费者利用的能量最多，由图1可知，6月份的净光合产量最大，该月份被初级消费者利用的总能量最多。‎ ‎(2)因净光合产量＝光合作用合成量－呼吸作用消耗量。不放牧时，影响光合作用的因素是光照强度和肥料多少。枝叶长大后，枝叶对下层植物有遮光作用，导致光照强度下降，从而使光合作用合成量减少。此外，植株衰老时，细胞中相应酶的活性降低，也会导致光合作用强度降低。‎ ‎(3)由图1可知，净光合产量与放牧量有关，故其措施是4月份不放牧，5～10月份放牧强度保持在G2水平，净光合产量都保持最大值。‎ ‎(4)光合作用强度可用O2生成量、有机物生成量或CO2消耗量表示。‎ ‎(5)营养级越高的生物，体内积累的32P越多，此为生物富集效应。由图2可知，A消费者的放射强度相对值的最大值小于B，说明A消费者的营养级级别低于B，故A消费者为初级消费者，属于第二营养级。‎ ‎(6)生产者的能量除被消费者利用外，还有部分被分解者利用。‎ ‎10【答案】　C ‎【解析】　“多吃素食，少吃肉食”能节约粮食，其生态学原理在于降低人在食物链中的营养级，从而节约更多的粮食。故正确答案为C。‎ ‎11【答案】　(1)玉米鸡人牛　(2) 无　它们所需食物资源不同(或牛食玉米秸秆、鸡吃玉米子粒)　捕食与竞争　捕食　(3)玉米(其他合理答案也可)　太阳能　CO2　(4)减少　改变用途的玉米被鸡食用后，在鸡这一环节散失了部分能量，导致人获得的能量减少 ‎【解析】　(1)分析题意，鸡、牛、玉米和人组成的食物网是玉米鸡人牛 ‎(2)牛与鸡之间所需食物资源不同(牛食玉米秸秆、鸡食玉米子粒)，所以它们之间无竞争关系，人与鸡之间构成捕食与竞争的关系，人与牛之间构成捕食关系。‎ ‎(3)流经一个生态系统的总能量是生产者固定的全部太阳能，因此，流经该农场生态系统的总能量来自玉米所固定的太阳能，无机环境中的碳以CO2的形式通过绿色植物的光合作用进入该人工群落的。‎ ‎(4)依题意，理论上该农场供养的人数将减少，因为改变用途的玉米被鸡食用后，在鸡这一环节散失了一部分能量，导致人获得的能量减少。‎ ‎12【答案】　A ‎【解析】　流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，能量在各营养级之间的传递效率为10%～20%，故A正确；生态系统 的信息传递能够调节种间关系，以维持生态系统的稳定性，不可能只对捕食者有利；生态系统的食物链中营养级的高低与体型大小没有必然联系。‎ ‎13【答案】　C ‎【解析】　在生态系统中，能量流动是单向的，不能循环利用，故C项错误。该生态系统中，沼气池中的微生物能利用农作物固定的太阳能，属于分解者，选项A、B正确；物质和能量的多级利用，减少了能量的流失，提高了能量的利用效率，选项D正确。‎