高中生物《第34讲生态系统的结构与能量流动》课件

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考点一　生态系统的结构
考点二　生态系统的能量流动
考点三　能量流动的相关计算
知识网络 答题语句
探究高考 明确考向
考纲要求 生态系统的结构(Ⅰ)
1.生态系统的概念：由_________与它的_________相互作用而形成的统一整体。地球上最大的生态系统是_______。2.生态系统的结构
3.生态系统的营养结构(1)食物链①食物链的起点一定是_______，后面的营养级是_______。②次级消费者在食物链中属于_____营养级。③食物链中体现的种间关系是_____。(2)食物网：由于一种生物的食物来源可能来自_____生物，且某种生物可能为_____生物所食，所以一个生态系统的营养结构往往由多种食物链交错而成，从而构成食物网。
1.判断下列说法的正误(1)土壤微生物可作为生态系统的分解者(　　)(2)稻田生态系统中的分解者能将鸭的粪便分解成无机物以促进水稻的生长(　　)(3)所有的生产者都是植物，所有的动物都是消费者，所有的细菌和真菌都是分解者(　　)
土壤中微生物可以将枯枝败叶中有机物转化为无机物
光合细菌和化能细菌也是生产者，动物还可以作为分解者，有些细菌是生产者或消费者
(4)生态系统的结构指的就是食物链和食物网(　　)(5)三级消费者在食物链中属于第四营养级(　　)(6)草、鹿、兔、狼、狐和土壤中微生物共同形成了一个生态系统(　　)
生态系统指的是环境中的所有生物和非生物的物质和能量
生态系统的结构包括生态系统的成分和营养结构(食物链、食物网)
2.如图表示某陆地生态系统的食物网，请据图回答下列问题：(1)图中共有几条食物链？请写出最长的食物链。(2)图中的食物链为什么能构成食物网？
提示　图中共有8条食物链，其中最长的食物链是：草→食草昆虫→蜘蛛→青蛙→蛇→猫头鹰
提示　因为有的生物可以被多种生物所捕食，有的生物可以捕食多种生物
(3)图中哪些生物同时具有两种种间关系？并指出种间关系的名称。(4)如果大量引入兔，短时间内会对其他生物的数量造成怎样的影响？(5)如果要构成一个生态系统，除了图中的成分外还需要哪些成分？
提示　吃虫鸟和蜘蛛、青蛙和蜘蛛、猫头鹰和蛇具有捕食和竞争关系。
提示　狐的数量会增加，其他生物的数量会因兔大量吃草而减少。
提示　还需要非生物的物质和能量、分解者等。
题组一　生态系统成分的判断1.关于下图的叙述中正确的是(　　)A.图示的各种成分在生态学上可以构成一个生态系统B.图示的各种成分在生态学上可以构成一个生物群落C.细菌与蝉之间的关系属于竞争D.蛇属于三级消费者
C：蝉是消费者，细菌是分解者，二者之间不能构成竞争关系
AB：包括了非生物的物质和能量(光、CO2等)、生产者(绿色植物)、消费者(蝉等)和分解者(细菌)，它们构成了一个生态系统
2.如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，它是生态系统的基石B.乙是消费者，包括各种异养生物C.生态系统的能量主要来源于太阳能D.图中的“甲→乙”是生态系统的营养结构
甲是生产者，乙是消费者，其中生产者是生态系统的基石
异养生物中一部分是消费者，如大部分动物，一部分是分解者，如腐生细菌、真菌和少数动物
食物链是生态系统的营养结构
3.如图为非洲某草原生态系统的食物网，下列相关叙述错误的是(　　)A.该食物网中共有6条食物链B.狮子在这个食物网中占据三个营养级C.狮子和野狗的关系是捕食和竞争D.蛇的数量减少，狮子的数量不会发生明显的变化
题组二　食物链和食物网的分析方法
从草开始，到狮子结束，共5条
都以羚羊和斑马为食，存在竞争关系；野狗又为狮子的食物，两者有捕食关系
由于狮子的食物来源较广泛
4.如图表示一个海滩湿地生态系统中部分生物的食物关系。下列有关分析错误的是(　　)A.细菌既可作为分解者，又可作为消费者的食物B.第三营养级的生物有食草虫、线虫、海螺C.若大米草死亡，将导致细菌数量增多，沼蟹数量亦增多D.若喷洒只杀灭食草虫的杀虫剂，则蜘蛛数量将减少
食物链的起点是生产者，海螺、线虫和食草虫均能以生产者为食，故三者应为第二营养级
大米草与藻类之间存在竞争关系，大米草死亡会导致藻类数量增多，还会使细菌数量增多，细菌和藻类数量增多会导致线虫数量增多，进而导致以线虫为食的沼蟹数量增多
杀虫剂杀死食草虫，会导致蜘蛛的食物减少，进而导致蜘蛛数量减少。
题组三　食物链和食物网中的数量分析5.如果一个生态系统中有4种生物，并构成一条食物链，在某一时间分别测得这4种生物(甲、乙、丙、丁)所含有机物的总量，如图所示。在一段时间内，如果乙的种群数量增加，则会引起(　　)A.甲、丁的种群数量增加，丙的种群数量下降B.甲、丙、丁的种群数量均增加C.甲、丁的种群数量下降，丙的种群数量增加D.甲的种群数量下降，丙、丁的种群数量增加
由上图可知，丙种群的有机物总量最多，应该是该生态系统的第一营养级，所以上述4种生物构成的食物链是丙→甲→乙→丁。乙种群数量增加，就要捕食更多的甲生物，因而甲生物的数量减少；随之丙的数量将增加，丁又是以乙为食，所以丁的数量随乙的增加而增加。
6.图示某海湾大陆架的食物网。浮游植物急剧增加时会引起(　　)A.a和b的数量保持“J”型增长B.c与d因食物丰富而竞争加剧C.c、d和e的数量可能大量减少D.b的食性和营养级发生改变
由于受空间的限制、天敌的制约，a和b的数量增长曲线为“S”型
c与d的食性不同，只存在生存空间和环境资源上的竞争关系
浮游植物急剧增加，可能会导致水体中溶氧量大量下降，鱼类大量死亡
生物食性及生物在生态系统中所处的营养级是长期自然选择的结果，因此植食者(b)的食性和营养级不会因浮游植物急剧增加而发生改变
1.生态系统成分的判断方法(1)根据结构图判断生态系统的成分如图所示，先根据双向箭头确定D、C为“非生物的物质和能量”和“生产者”，则A、B为消费者和分解者；再根据出入箭头数量的多少进一步判断，在D、C中指出箭头多的D为“生产者”，指入箭头多的C为“非生物的物质和能量”，最后根据D→A→B，确定A为消费者、B为分解者。
(2)根据生物类型判断生态系统的成分①判断生产者的主要依据是是否为自养型生物，若为自养型生物，则为生产者，包括绿色植物、蓝藻、光合细菌以及化能合成细菌等。②判断消费者时要特别注意“异养型”“非腐生”等关键词，植物、微生物都有可能成为消费者。③判断分解者的主要依据是能否把动植物的遗体、残枝败叶转变成无机物，分解者是腐生生物，也包括少数的动物(如蚯蚓)。
易错警示 关于生态系统成分的三个易混点①绿色植物≠生产者：蓝藻是原核生物，能进行光合作用，属于生产者；而菟丝子营寄生生活，属于消费者。②动物≠消费者：秃鹫、蚯蚓、原生动物等以动植物残体为食的腐生动物属于分解者。③细菌≠分解者：硝化细菌和光合细菌是自养型，属于生产者；寄生细菌属于消费者。
2.食物链变式模型的分析下图中，图1和图2都是以每个营养级中有机物多少为依据，图1中的食物链是丙→甲→乙→丁；图2中的食物链是丙→丁→甲→乙；图3表示甲和乙之间为捕食关系，甲是被捕食者，乙是捕食者，在食物链中，甲是低营养级，乙是高营养级；图4表示的是生态系统的物质循环图解，A是生产者，B是消费者，C是分解者，D是非生物的物质和能量，其中的食物链是A→B。
3.食物链和食物网中的数量变化分析(1)若处于食物链中第一营养级的生物(生产者)数量减少，整个食物链中的其他生物都会减少，简单记为：“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，会先增加后减少，最后趋于稳定，简单记为：“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，则这种生物数量的变化视具体食物链而定：“中间生物被捕杀，不同情况要分家”。大体遵循如下思路：①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。②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，该种群的数量不会发生较大变化。③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。简单记为：“食物网，食物链，生物数量好判断，首先你要有主见，环节少的先看见”。
考纲要求 生态系统中能量流动的基本规律及应用(Ⅱ)
源头：太阳能流经生态系统的总能量：生产者_________________
途径：_______________形式：有机物中的______
1.能量流动的过程(1)概念理解 —　⇓ —　 ⇓ —太阳能→有机物中的_______→热能　⇓ —
形式：最终以_____形式散失过程：自身呼吸作用
(2)流动过程①能量流动的渠道是_______________。②能量散失的途径是_________(代谢过程)。③流动过程中能量的转化是太阳能→_________________→热能。
2.能量流动的特点及意义(1)能量传递效率是指相邻两个营养级之间_______的比值。相邻营养级之间的传递效率一般为___________，若将单位时间内____________所得到的能量数值由低到高可绘成能量金字塔。(2)能量流动的特点：_________、_________。(3)研究意义①帮助人们科学规划、设计_____________，使能量得到_______的利用。②帮助人们合理地调整生态系统中的_____________，使能量持续高效地流向_____________的部分。
1.判断下列说法的正误(1)生态系统相对稳定时无能量的输入和散失(　　)(2)生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一个营养级(　　)(3)直接以低营养级的生物为食将消耗生态系统更多的能量(　　)(4)除最高营养级外，某一营养级的总能量由四个部分组成：自身呼吸消耗的能量、流向下一个营养级的能量、被分解者利用的能量和未被利用的能量(　　)
还有一部分会被分解者分解
稳定的生态系统能量输入=散失
营养级降低，能量损失减少，消耗生态系统的能量减少。
(5)拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向，可以提高生态系统的能量传递效率(　　)(6)兔吃草后排出的粪便中的能量是兔同化量的一部分(　　)(7)一只狼捕食了一只兔子，该狼获得了兔子能量的10%～20%(　　)(8)能量流动规律可用“能量金字塔”表示，一个生态系统的营养级越多，在能量流动过程中散失的热能越多，所以能量流动一般不会超过4～5个营养级(　　)
粪便属于兔未同化量，是草同化能量中的一部分
能量传递效率是针对营养级之间而言，不是对某一生物
2.如图表示能量在两个营养级之间的流动过程，请据图思考下列问题：(1)第一个营养级的同化量与其摄入量和粪便量有怎样的关系？(2)上一个营养级同化的总能量是不是全部流向下一个营养级？为什么？
提示　同化量＝摄入量－粪便量。
提示　不是。一部分能量被自身呼吸所消耗，还有一部分被分解者所利用，总有一部分能量未被下一营养级利用。
(3)为什么生态系统的能量流动具有单向流动和逐级递减的特点？
提示　单向流动的原因是：食物链中各营养级的顺序是长期自然选择的结果，生物之间的捕食关系是一定的；能量流动不能循环，原因是散失的热能不能再被利用。逐级递减的原因是：某个营养级同化的能量自身呼吸要消耗一部分，还有一部分被分解者利用，所以不能将全部的能量流入下一个营养级。
题组一　能量流动的过程1.某生态系统中有A、B、C、D四种生物，构成食物链A→B→C，D为分解者，如图是该生态系统中能量流入B处发生的一系列变化示意图，下列说法错误的是(　　)A.图中的甲表示B的同化量，乙表示B用于生长、发育和繁殖的能量B.参与丁过程的都是异养型生物，包括细菌、真菌等
分解者的分解作用，分解者主要是营腐生生活的细菌、真菌等
题组一　能量流动的过程1.某生态系统中有A、B、C、D四种生物，构成食物链A→B→C，D为分解者，如图是该生态系统中能量流入B处发生的一系列变化示意图，下列说法错误的是(　　)C.当生态系统处于相对稳定状态时，B的种群数量一般处于K/2D.图中D的能量不全部来自B生物
B种群数量达到环境容纳的最大值，一般处于K值
可来自B的粪便，属于上一营养级A的能量
2.如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，下列说法中不正确的是(　　)A.生物与生物之间的捕食关系不可逆转，所以能量流动具有单向性B.⑤中包含了三级消费者粪便中的能量C.第二营养级流向第三营养级的能量传递效率为 ③/②×100%D.在人工饲养的高密度鱼塘生态系统中，①表示流经该生态系统的总能量
三级消费者粪便中的能量是它的上一个营养级次级消费者流向分解者的能量
②是初级消费者同化的能量，③是次级消费者同化的能量
能量的主要来源是人工喂食的饲料(有机物)
题组二　能量流动的特点3.下列关于生态系统的能量流动的叙述中，错误的是(　　)A.由于生态系统的能量流动是逐级递减的，所以营养级越高则所同化的能量就越少B.由于散失的热能不能被生产者重新固定，所以生态系统的能量流动是单向不可循环的C.充分利用作物秸秆等可以提高能量传递的效率D.能量流动和物质循环的渠道都是食物链和食物网
生态系统的能量传递效率一般不能人为改变，充分利用作物秸秆只能提高能量利用率而不能提高能量传递效率
4.如图表示某一生态系统的能量金字塔，其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和Ⅳ是实现物质循环的关键生态成分B.该图所示的食物网中只有1条食物链：Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→ⅣC.E1表示的能量主要是通过光合作用所摄入的能量D.能量可在食物链中循环利用
Ⅰ代表生产者,Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ都代表消费者，实现物质循环的关键生态成分是生产者和分解者
生态系统中能量流动是单向的，能量不能循环利用
每一营养级的生物种类可能有很多，该图所示的食物网可能由很多条食物链组成
1.每一营养级的能量来源与去路分析消费者摄入能量(a)＝消费者同化能量(b) ＋粪便中能量(c)，即动物粪便中能量不属于该营养级同化能量，应为上一个营养级固定或同化能量。消费者同化能量(b)＝呼吸消耗( d )＋用于生长、发育和繁殖(e)。生长、发育和繁殖(e)＝分解者利用( f )＋下一营养级同化(i)＋未被利用( j )。
所以有：(1)未被利用的能量：包括生物每年的积累量和动植物残体以化石燃料形式被储存起来的能量。(2)一个营养级所同化的能量＝呼吸消耗的能量＋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。(3)动物同化的能量与摄入量之间的关系：动物同化的能量＝摄入量－粪便有机物中的能量，即摄入的食物只有一部分被同化。(4)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。
2.生态系统的能量流动中的几点误区(1)误区一：生产者固定的能量只能是光能。由于生产者固定能量的方式有光合作用和化能合成作用，光合作用利用的能量是光能，但化能合成作用利用的是化学能，所以生产者固定的能量是光能或化学能。(2)误区二：生物数量金字塔与能量金字塔完全一致。能量金字塔体现的是营养级与营养级所含总能量的关系，而不是营养级与个体数量的关系，所以生物数量金字塔有时会出现倒置的现象。(3)误区三：能量传递效率＝能量利用率。能量传递效率体现的是能量流动过程中所遵循的客观规律，不能随意改变；但能量利用率可以人为改变，例如充分利用作物秸秆就可以提高能量利用率。
1.判断下列说法的正误(1)生态系统的能量流动过程中，同一个生态系统中相邻营养级之间的传递效率都相等(　 )(2)相邻营养级之间的能量传递效率不可改变(　　)(3)在食物链“A→B→C→D”中，D增重10 kg，则至少需要消耗A 10×53 kg(　　)
相邻营养级间能量传递效率为10%~20%
营养级间传递效率可以改变
“至少”则能量传递效率按20%计算
共三条食物链，依次考虑，“最少”则能量传递效率按20%计算
(4)如图食物网中，假如猫头鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇，那么，猫头鹰若要增加20 g体重，最少需要消耗的植物为900 g(　　)
2.如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值[单位为103 kJ/(m2•y)]。请据图回答下列问题：(1)该生态系统中流入生物群落的总能量有哪些来源？(2)生产者、植食性动物和肉食性动物固定的总能量分别是多少？
提示　一个来源是光能，另一个来源是输入的有机物中的化学能。
提示　肉食性动物固定的总能量＝0.25＋0.05＋2.1＋5.1＝7.5×103 kJ/(m2•y)；植食性动物固定的总能量＝(7.5－5)＋0.5＋4＋9＝16×103 kJ/(m2•y)；生产者固定的总能量＝(16－2)＋3＋70＋23＝110×103 kJ/(m2•y)。
(3)生产者→植食性动物、植食性动物→肉食性动物的能量传递效率分别是多少？(结果保留一位有效数字)(4)假设全部来自于生产者，按照图中的能量流动规律，肉食性动物要增加100 kg，则需要消耗多少kg生产者？
提示　生产者→植食性动物的能量传递效率＝植食性动物固定的能量中来自生产者的能量/生产者固定的总能量×100%＝(16－2)/110×100%＝12.7%；植食性动物→肉食性动物的能量传递效率＝肉食性动物固定的能量中来自植食性的能量/肉食性动物固定的总能量×100%＝(7.5－5)/16×100%＝15.6%。
提示　肉食性动物要增加100 kg，则需要生产者的质量＝100÷15.6%÷12.7%≈5 047 (kg)。
题组一　能量流动计算中的“正推”和“逆推”1.有一食物网如图所示，如果能量传递效率为10%，各条食物链传递到庚的能量相等，则庚增加l kJ的能量，丙最少含多少能量(　　)A.550 kJ B.500 kJ C.400 kJ D.100 kJ
设丙的能量为x，根据题意知，
经丙→丁→己→庚传递到庚的能量为0.5 kJ，则需要丙0.5÷(10%)3＝500(kJ)；
经丙→戊→庚传递到庚的能量为0.5 kJ，则需要丙0.5÷(10%)2＝50(kJ)，
即丙最少含500＋50＝550(kJ)的能量。
2.下图为某生态系统能量流动示意图。下列说法正确的是(　　)
A.图中甲所固定的能量是乙、丙的能量之和B.若丙增加1 kg，则需要消耗甲约42 kgC.乙营养级的个体数量一定多于丙的个体数量D.若乙的数量越多，则丙获得的能量越少
图中甲所固定的能量大于乙、丙能量之和，因为自身呼吸作用还要消耗一部分能量
能量在流动过程中是逐级递减的
不一定，数量金字塔有倒置现象
一定范围内，若乙的数量越多，则丙获得的能量越多
题组二　能量流动计算中的综合考查3.某同学绘制了如图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能)，下列叙述中不正确的是(　　)A.生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2)B.由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/W1
A1表示呼吸作用消耗，B1表示未被利用，C1表示流向分解者，而D1＝A2＋B2＋C2＋D2，是流入下一营养级的能量
D1/(A1＋B1＋C1＋D1)
题组二　能量流动计算中的综合考查3.某同学绘制了如图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能)，下列叙述中不正确的是(　　)C.流入初级消费者体内的能量可表示为(A2＋B2＋C2)D.图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减
流入初级消费者的能量为D1＝(A2＋B2＋C2＋D2)
4.如图甲表示某生态系统的能量锥体图，P为生产者，Q1为初级消费者，Q2为次级消费者。现对图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析，其中分析不正确的是(注：图乙中a、a1、a2表示上一年留下来的能量，e、e1、e2表示呼吸消耗量)(　　)A.b＋c＋d＋e为本年度流入该生态系统的总能量B.c1表示初级消费者中被次级消费者所同化的能量
b＋c＋d＋e为生产者固定的能量
c、c1分别是生产者流入初级消费者、初级消费者流入次级消费者的能量，即初级消费者、次级消费者同化的能量
4.如图甲表示某生态系统的能量锥体图，P为生产者，Q1为初级消费者，Q2为次级消费者。现对图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析，其中分析不正确的是(注：图乙中a、a1、a2表示上一年留下来的能量，e、e1、e2表示呼吸消耗量)(　　)C.b和d之一可代表生产者传递给分解者的能量D.初级消费者产生的粪便中所含的能量包含在c中
属于生产者同化的能量，应包含在b或d中。
b和d(b1和d1、b2和d2)之一可代表粪便、遗体残骸等传递给分解者的能量
5.图甲表示某自然保护区的能量流动过程(单位为103 kJ/(m2•y)，A、B、C、D代表不同类型的生物，每一营养级所同化的能量都被分为E1、E2两部分；图乙表示某一种野生动物的数量变化曲线。请回答下列问题：(1)图甲中C代表__________，E1代表的含义_________________________。(2)为了保证各营养级能量的需求，随着营养级升高，人为输入的有机物应该_____，图中第二营养级到第三营养级的能量传递效率为____(保留小数点后一位)。(3)乙图AB段表示地震后该动物数量急剧下降，决定其数量变化的主要因素是______。为了保护该物种不至于被灭绝，在B点应采取____保护措施，为其提供最后的生存机会。
题组三　能量流动图解规范审答案例
典例精做——全面审题　精准答题
问题导练——启迪思维　优化审答
流入下个营养级和流向分解者
为了保护物种不灭绝而为其提供最后的生存机会
(16＋2)×103
出生率和死亡率、迁入率和迁出率
规范答案 (1)分解者　储存在生物体内有机物中的能量
(2)增加　16.7%　
(3)出生率和死亡率、迁入率和迁出率　易地
1.能量流动的最值计算规律(1)在食物链中：若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%，则：
①在能量分配比例未知时计算某一生物获得的最多(或最少)的能量计算知低营养级求高营养级知高营养级求低营养级
选最短食物链按×20%计算
选最长食物链按×10%计算
选最长食物链按÷10%计算
选最短食物链按÷20%计算
②在能量分配比例和能量传递效率已知时的能量计算对于食物网中能量流动的计算，先根据题意写出相应的食物链并根据各营养级之间的传递效率，按照从不同食物链获得的比例分别进行计算，再将各条食物链中的值相加即可。
2.利用“拼图法”解决能量的流动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，包括现存的植物体中的能量(B1)、流向分解者的能量(C1)、流向下一营养级的能量(D1)。如下图所示：
说明：(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A2＋B2＋C2＋D2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A1＋B1＋C1＋D1刚好等于生产者固定的总能量W1。可见，在一个生态系统中，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，由第一营养级向第二营养级能量的传递效率为D1/W1×100%，一般情况下，能量在相邻两个营养级间的传递效率为10%～20%。
知识网络 答题语句
1.生态系统的结构包括生态系统的成分和营养结构(食物链和食物网)。2.生态系统的成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。3.由于能量沿食物链流动时是逐级递减的，所以食物链一般不超过五个营养级。4.太阳能经过生产者的固定进入生物群落，在食物链中以化学能的形式流动，以热能的形式散失。5.生态系统的能量流动具有单向传递、逐级递减的特点。6.生态系统中的能量传递效率一般约为10%～20%。
探究高考 明确考向
1.(2015•海南，25)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
分解者能将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物，动物和植物构成食物链和食物网，所以分解者所需的能量来自各营养级生物储存的能量
地球上几乎所有的生态系统所需能量都来源太阳光能，通过生产者固定使能量流入生态系统，经食物链和食物网能量逐渐散失，不能重复利用
生产者固定的能量，去向有自身的呼吸，流入下一营养级，残枝败叶流向分解者
2.(2015•福建，4)右图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图(图中数字为能量数值，单位是J•m－2•a－1)，下列叙述正确的是(　　)A.该食物网中最高营养级为第六营养级B.该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25%C.太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1 357J•m－2•a－1D.该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统
该食物网中最长食物链的最高营养级为第五营养级
某营养级同化量与上营养级同化量之比，即(3 780＋4 200)/31 920×100%＝25%
太阳鱼同化量有一部分流向分解者，呼吸作用消耗能量应小于1 483－126＝1 357
该食物网中的生物缺少分解者与无机环境，只有无机环境不能构成生态系统
3.(2013•广东，5)如图所示为某湖泊的食物网，其中鱼a、鱼b为两种小型土著鱼，若引入一种以中小型鱼类为食的鲈鱼，将出现的情况是(　　)A.鲈鱼的产量不能弥补土著鱼的减少量B.土著鱼在与鲈鱼的竞争中处于劣势C.浮游动物总量锐减后再急升D.浮游植物总量急升后再锐减
由于鲈鱼处在土著鱼的下一个营养级，每个营养级都要消耗一部分能量，所以鲈鱼的产量不能弥补土著鱼的减少量
土著鱼和鲈鱼为捕食关系，由于鲈鱼无天敌，处于优势
鲈鱼的引入会导致土著鱼先减后增，间接导致浮游动物先增加后减少
浮游植物的变化为先减少后上升
4.(2010•山东，6)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
恒温动物维持体温需要消耗较多的有机物，因而④/③值一般低于变温动物
10%～20%是营养级间的能量传递效率，而不是同化量和获取量之间的比值
圈养动物产量的提高依赖于同化量的增加，即③/②的比值提高
植物性食物中含有哺乳动物不能利用的物质多于动物性食物，因而食肉动物的③/②值高于食草性哺乳动物
5.(2012•安徽，30Ⅱ)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)。(1)能量从田鼠传递到鼬的效率是____。(2)在研究能量流动时，可通过标志重捕法调查田鼠种群密度。在1 hm2范围内，第一次捕获并标记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_____。
即重捕个体中标记个体数减少
设1 hm2的范围内种群数量为M，则40/M＝15/30
(3)田鼠和鼬都是恒温动物，同化的能量只有3%～5%用于____________________________，其余在呼吸作用中以热能的形式散失。(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。
5.(2012•安徽，30Ⅱ)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)。
1.生态系统的结构包括生态系统的组成成分和食物链、食物网，下列关于生态系统组成成分的叙述，正确的是(　　)①凡是细菌、真菌都是分解者　②凡是自养型生物都是生产者　③植物都是生产者　④动物都是消费者　⑤异养型生物都是消费者A.② B.②③ C.③④ D.②⑤
蚯蚓等腐食性动物是分解者
异养型生物包括消费者和分解者
2.如下图所示，A、B、C、D、E、F各代表一种生物种群，下列对该图分析合理的是(　　)①该图表示一个生物群落　②图中C种群获得的能量占A种群能量的10%～20%　③E和F存在着地理隔离和生殖隔离　④若D种群的年龄组成为增长型，则E种群密度有可能逐渐增大A.有一种说法错误 B.有两种说法错误C.有三种说法错误 D.以上说法都错误
生物群落是同一区域的所有生物，不包括无机环境
E和F属不同物种，说明它们之间存在生殖隔离，但处同一地域，无地理隔离
若D种群的数量增加，则E的数量可能相应增加
相邻两营养级的能量传递效率为10%～20%，第二营养级包括B、C、F
3.如图表示某生态系统的食物网。下列有关叙述中，不正确的是(　　)A.生态系统中的食物链交错连接形成食物网的原因是多种生物在食物链中占有不同营养级B.该食物网由8条食物链组成，蛇与鼠、食虫鸟与蛙的关系分别是捕食和竞争C.该图仅体现了生态系统成分中的生产者和消费者，未体现的成分是分解者D.鹰在植物→鼠→蛇→鹰这条食物链中属于三级消费者、第四营养级
生态系统的成分除组成食物网的生产者、消费者外，还有分解者和非生物的物质和能量
4.海洋是生物圈的重要组成部分，与人类的生存和发展息息相关。图甲表示海洋鱼类大黄鱼的种群数量变化与增长速率的关系，图乙表示某海域能量流动简图，A、B、C、D表示生态系统的生物成分，以下分析正确的是(　　)A.图乙在碳循环过程中起着关键作用的成分是A 、C、 DB.根据图甲分析，要获得最大持续捕捞量，捕捞后大黄鱼种群数量应处于a点
A：生产者，D、C：消费者，B是分解者
捕捞之后种群数量在b点上增长最快
在碳循环过程中发挥关键作用的是A和B
4.海洋是生物圈的重要组成部分，与人类的生存和发展息息相关。图甲表示海洋鱼类大黄鱼的种群数量变化与增长速率的关系，图乙表示某海域能量流动简图，A、B、C、D表示生态系统的生物成分，以下分析正确的是(　　)C.图乙的食物链中能量在第一营养级和第二营养级之间的传递效率为20%D.用标志重捕法调查大黄鱼种群密度时，若标记个体更易于被捕食，则种群密度的估计值会偏低
被标记个体更易于被捕食，会使估算值偏高
乙中食物链是：A→D→C，能量传递效率＝(1.5×106)/(7.5×106)×100%＝20%
5.右图表示能量流经某生态系统第二营养级示意图[单位J/(cm2•a)]，据图分析，有关说法正确的是(　　)A.该生态系统第二营养级同化的能量是80B.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.该生态系统第一营养级同化的能量至少为500
A是第二营养级的能量来源，其中有20被分解者利用
第二营养级同化的能量是80，其中有50通过呼吸作用以热能的形式散失
图中只有第三营养级的摄入量，无法得知第三营养级的同化量
第二营养级同化的能量为80，根据能量传递效率可知，第一营养级同化的能量至少为80/20%＝400
6.右图为某草场生态系统的部分能量流动示意图，图中Q表示牧草在一年内固定的太阳能总量，Q1、Q2、Q3分别表示流入昆虫、牲畜、鼠体内的能量。下列叙述错误的是(　　)A.图中鹰属于次级和三级消费者，占有两个营养级B.在能量流动的过程中，存在着信息传递C.Q与(Q1＋Q2＋Q3)的差值为牧草呼吸作用消耗的能量D.保护鹰和食虫鸟，利于人从生态系统中获得更多的能量
生产者的能量去路：①自身呼吸消耗、转化为其他形式的能量和热能；②流向下一营养级；③残体、粪便等被分解者分解
7.下图是某宇宙飞船生态系统模式图，下列叙述错误的是(　　)A.该系统可为航天员提供氧气B.飞船实现了物质和能量的循环利用C.分解罐可以向藻类植物提供二氧化碳和无机盐D.太阳能经过藻类的光合作用转化为化学能
飞船实现了物质的循环利用，但能量是不循环的
8.某生态系统中有四种生物构成的一条食物链：甲→乙→丙→丁，其中甲是生产者。在某一时间测得这四种生物所含的有机物总量分别为a、b、c、d，下列有关叙述不正确的是(　　)A.甲从无机环境中获得的能量肯定大于a所含的能量B.若c＞0.2b，则此生态系统的稳定性易受到影响C.四种生物所含的有机物总量关系为：a＞b＞c＞d 且a＞b＋c＋dD.因为能量传递是逐级递减的，所以乙的个体数量一定比甲少
a指的是所含有的有机物，还应加上甲生物呼吸作用分解消耗的有机物
能量金字塔不能倒置，但数量金字塔可能倒置，乙的个体数量不一定比甲少
指能量的传递效率大于20%，能量过度利用，易导致前一个营养级受到破坏
9.右图为生态系统中能量流动图解部分示意图，①②③④各代表一定的能量值，下列叙述中错误的是(　　)A.生态系统中的能量流动具有单向性主要是因为食物链中生物之间吃与被吃的关系不可逆转B.一般情况下，能量在相邻的两个营养级之间的传递效率大约是10%～20%C.①表示流经此生态系统的总能量D.从能量关系看②>③＋④
流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，即流入生产者的总能量
10.如图甲为自然生态系统的能量金字塔，乙为城市生态系统的能量金字塔，下列相关解释不正确的是(　　)A.图甲中食肉动物所含的能量一般为食草动物所含能量的10%～20%B.甲生态系统受到DDT农药污染，污染物含量最高的是食肉动物C.图乙中，人类一定处于第三营养级D.图乙表示的生态系统，一旦人的作用消失，该生态系统会很快退化
生态系统中相邻两个营养级之间的能量传递效率为10%～20%
生物对难降解的化合物和重金属元素具有富集现象
图乙中人既吃植物也吃动物，所以人处于第二、三营养级
城市生态系统依靠人类活动来维持
11.下图是某“家庭农场”的农业生产模式中食物网模式简图，请据图回答下列问题：(1)该食物网中包括__条食物链，昆虫和鱼的种间关系是___________，鱼和鸭之间信息传递的方向是_____。(2)该食物网中碳循环的形式为___________，图中缺少的生态系统成分是___________________________。(3)若只考虑 ， 水稻和野草固定的太阳能为a，鸭子从生产者中摄入的能量为b，排出的粪便量为c，呼吸消耗量为d，则能量传递效率可以表示为________。(4)该家庭农场既节约了成本，又提高了效益，尝试从生态学角度阐述两个方面的理由：①_______________________________，②___________________________________________________。
分解者和非生物的物质和能量
鸭子固定量＝摄入量－粪便量＝b－c
减少了农药的使用，避免环境污染
调整了能量流动的方向，使能量流向对人类最有益的部分
12.某地出现了较为严重的自然灾害，导致此区域的自然保护区生态环境被破坏，如图为被毁的自然保护区在人为干预下恢复过程中的能量流动图(单位：103 kJ•m－2•a－1)。请分析并回答下列问题：
1.1×105 kJ·m－2·a－1
5×103 kJ·m－2·a－1
由图知，生产者固定的能量包括：①自身呼吸消耗、转化为其他形式的能量和热能；②流向下一营养级；③残体、粪便等被分解者分解；④未被利用的
所以应为：(23＋70＋14＋3)×103 kJ•m－2•a－1
据图，流入肉食动物的能量＝植食动物的能量－热能－未利用－分解者＝(14＋2－4－9－0.5)×103＝2.5×103
肉食动物同化量＝顶位肉食动物＋热能＋未利用＋分解者＝(0.25＋2.1＋5.1＋0.05)×103＝7.5×103
来源于植食动物的能量为2.5×103，则补偿输入为5×103 kJ•m－2•a－1
(1)由图中数据可知，生产者固定的能量值为___________________，肉食动物需补偿输入的能量值为_________________。由图可知，营养级______(填“较高”或“较低”)的生物在这场灾害中受到的影响较大。
食物链中第二营养级同化量是14×103 kJ•m－2•a－1，加上补偿的能量2×103 kJ•m－2•a－1，第二营养级的总能量是16×103 kJ•m－2•a－1，第三营养级从第二营养级同化的能量是2.5×103 kJ•m－2•a－1
第四营养级从第三营养级同化的能量0.25×103 kJ•m－2•a－1÷第三营养级总的同化量7.5×103＝0.25÷7.5＝3.33%
(2)在人为干预下，能量在第二营养级到第三营养级、第三营养级到第四营养级之间的传递效率分别为______、_______。
1.2×104 kJ•m－2•a－1
第二营养级的总能量是16×103 kJ•m－2•a－1，用于呼吸消耗的能量为4×103 kJ•m－2•a－1，则用于植食动物自身的生长、发育、繁殖等的能量值是同化能量－呼吸消耗
(3)由图可知：用于植食动物自身的生长、发育、繁殖等的能量值是___________________。