高中生物专题09 能量流动的相关计算-备战2021年高考生物核心考点透析（有答案）

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专题09 能量流动的相关计算


1. 食物链中能量的“最值”计算
设食物链A→B→C→D，分情况讨论( 如下表 )：
(1) 能量传递效率未知时( 按20% 即1/5、10% 即1/10计算 )
已知
问题
思路求解
由D“逆推”A
(D净增重M)
用“除法”
至少需要A的量Y
＝Y
最多需要A的量Y
＝Y
由A“顺推”D
(A净增重N)
用“乘法”
D最多增重的量Y
N(1/5)3＝Y
D至少增重的量Y
N(1/10)3＝Y

(2) 已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算。例如，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若A的能量为M，则D获得的能量为M×a%×b%×c%。
2. 在食物网中分析
在解决有关能量传递的计算问题时，需要确定相关的食物链，能量传递效率约为10%～20%，一般从两个方面考虑：

3. 利用“拼图法”巧解能量流动
(1) 输入第一营养级的能量(W1)即生产者的同化量被分为两部分：一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失(A1)，一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖。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。

(2) 第一营养级向第二营养级的能量传递效率＝(D1/W1)×100%，第二营养级向第三营养级的能量传递效率＝(D2/D1)×100%。

在具体计算时务必先澄清分流比例求解中应“顺推(用乘法)”还是“逆推(用除法)”，以为例。
①若已知“植物同化量(A)”，并告知其“传向动物与直接传向人比例由1∶1调整为1∶2”，求解人最多增重变化(M)，计算时宜“顺推(用乘法)”
调整前：A··＋A··()2＝M1
调整后：A··＋A··()2＝M2
②若已知“人同化量(M)”并告知人的食物来源“素食、肉食由1∶1调整为2∶1”，求解最少需要植物量(A)，计算时应“逆推(用除法)”
调整前：＋＝A1
调整后：＋＝A2　　　

【典例1】 下图所示的食物网中，若人的体重增加1 kg，最少需消耗水藻________kg，最多消耗水藻________kg。

审题指导　能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%～20%。求最少消耗水藻量时，选最短的食物链，即水藻→小鱼→人，能量传递效率按20%计算，设最少消耗水藻为x，则x×20%×20%＝1 kg，x＝25 kg；求最多消耗水藻量时，选最长的食物链，即水藻→水蚤→虾→小鱼→大鱼→人，能量传递效率按10%计算，设最多消耗水藻为y，则y×10%×10%×10%×10%×10%＝1 kg，y＝100 000 kg。
答案　25　100 000
【典例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·m－2·a－1)。顶位肉食动物从上一营养级获得的能量为0.25，则肉食动物从上一营养级获得的能量为________；能量从该生态系统的第二营养级到第三营养级的传递效率约为________。第一营养级到第二营养级的传递效率约为________。

审题指导　(1)因顶位肉食动物从上一营养级获得的能量为0.25(103 kJ·m－2·a－1)，流入肉食动物的总能量＝0.25＋0.05＋5.1＋2.1＝7.5(103 kJ·m－2·a－1)，又因为有机物输入为5(103 kJ·m－2·a－1)，则肉食动物从上一营养级获得的能量为7.5－5＝2.5(103 kJ·m－2·a－1)。
(2)该生态系统的第二营养级(植食动物)的能量＝2.5＋0.5＋9＋4＝16(103 kJ·m－2·a－1)，能量从该生态系统的第二营养级到第三营养级的传递效率＝2.5÷16×100%≈15.6%。
(3)第一营养级流入到第二营养级的能量＝16－2＝14(103 kJ·m－2·a－1)，第一营养级的能量＝14＋3＋70＋23＝110(103 kJ·m－2·a－1)，则第一营养级到第二营养级的传递效率＝14÷110×100%≈12.7%。
答案　2.5　15.6%　12.7%
【典例3】 (1)若人类获取植物性食物与动物性食物的比例是1∶1，将此食物结构改为4∶1，能量传递效率按10%计算，则调整后可供养的人口是前者的________倍。
(2)若植物向动物及向人提供的能量比例由1∶1调整为1∶4，能量传递效率按10%计算，则调整后供养的人口是前者的________倍。
审题指导

(1)若人类获取植物性食物与动物性食物的比例是1∶1，如下左图，共需植物性食物的相对值为55；如果动物性食物与植物性食物的比例是1∶4，则共需植物性食物的相对值是28(如下右图)。前者对食物的消耗量是后者的1.96倍，这也就说明后者可供养的人数是前者的1.96倍。

(2)设植物能量为M，则调整前，人所得能量为：M××10%＋M××(10%)2＝＋＝，调整后人所得能量为M××10%＋M××(10%)2＝＋＝，则调整后∶调整前为/≈1.49，即调整后供养的人口是调整前的1.49倍。
答案　(1)1.96　(2)1.49

1.若某草原生态系统只存在下面的食物关系，尝试完成问题。

(1)假如猫头鹰的食物有来自兔，来自鼠，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________。
(2)假如植物有被兔所食，有被鼠所食；鼠有直接被猫头鹰捕食，有被蛇捕食后流入猫头鹰体内。那么，猫头鹰若要增加20 g体重，最少需要消耗的植物为________。(精确到个位数)
解析　(1)在生态系统中，能量传递效率为20%时，能量在流动过程中损失最小，可消耗最少的植物，为最高营养级提供最多的能量。因此，若计算使猫头鹰增加20 g体重至少消耗的植物质量，则能量按20%传递。设猫头鹰从不同食物链消耗的植物分别为a、b、c，可写出：

列方程式得：a×20%×20%＝20×2/5，b×20%×20%＝20×2/5，c×20%×20%×20%＝20×1/5。
解得：a＝200(g)、b＝200(g)、c＝500(g)，a＋b＋c＝900(g)。
(2)设猫头鹰从三条食物链中获得的能量依次为e、f、g，植物固定的总能量为h。根据题意，可绘图如下：

列方程式得：2h/5×20%×20%＝e，(3/5)×(2/3)h×20%×20%＝f，(3/5)×(1/3)h×20%×20%×20%＝g，e＋f＋g＝20 g。解得：h≈595(g)。
答案　(1)900 g　(2)595 g
2.如图为一食物网。若要使丙体重增加x，已知其食用的动物性食物(乙)所占比例为a，则至少需要的生产者(甲)的量为y，那么x与y的关系可表示为(　　)


A.y＝90ax＋10x B.y＝25ax＋5x
C.y＝20ax＋5x D.y＝10ax＋10x
解析　由题干中的“至少”可知，应该按最大传递效率20%计算，a表示动物性食物(乙)所占比例，则1－a表示直接从生产者(甲)获得食物所占比例，故有(1－a)x÷20%＋ax÷20%÷20%＝y，即y＝20ax＋5x。
答案　C

一、 选择题：
1.某相对封闭的生态系统中除分解者外共有五个种群(每个种群只占一个营养级)，其能量调查如下表所示：
种群
甲
乙
丙
丁
戊
同化量(102 kJ/m2)
7
50
20
0.98
500
下列对该表数据作出的分析，正确的是(　　)
A．该生态系统的营养结构可表示为戊→乙→丙→甲→丁
B．当甲与丙无捕食关系时，每相邻两营养级之间能量的传递效率都相等
C．该生态系统中甲的数量增加以后，会导致丙的数量减少，乙的数量增加
D．去除甲和丁后，丙增多乙减少
【答案】 B
【解析】 由题意可知，每个种群只占一个营养级，则五种生物所构成的营养结构应为：；若甲与丙无捕食关系，则食物网为，则相邻两个营养级之间的能量传递效率依次为×100%、×100%、×100%，都等于14%；甲捕食乙、丙，若甲数量增加，则乙、丙的数量减少；除去甲和丁后，则乙、丙的数量先增加、后减少，最后趋于稳定。
2.在能量金字塔中，生产者固定能量时产生了240 mol O2，若能量传递效率为10%～15%时，次级消费者获得的能量最多相当于多少mol葡萄糖？(　　)
A.0.04 B.0.4 C.0.9 D.0.09
【答案】 B
【解析】 结合光合作用的相关知识可知：生产者固定的能量相当于240÷6＝40 mol葡萄糖；生产者的能量传递给次级消费者经过了两次传递，按最大的能量传递效率15%计算，次级消费者获得的能量最多相当于40×15%×15%＝0.9 mol葡萄糖。
3.(原创)某生态系统中存在下列食物网，若A固定的太阳能总量为M，则C获得的能量范围大约是(　　)

A.1/100·M～1/10·M B.1/250·M～1/25·M
C.1/10 000·M～1/25·M D.M～1 000 M
【答案】 C
【解析】 A的能量是M，求C获得的最多能量，按最高传递效率、最短食物链计算，为1/25·M；求C获得的最少能量，按最低传递效率、最长食物链计算，为1/10 000·M；所以C获得的能量范围大约是1/10 000· M～1/25·M。
4．下面为能量流经某生态系统第二营养级的示意图(单位J·cm－2·a－1)，据图分析，有关说法正确的是(　　)

A．第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量是100J·cm－2·a－1
B．该生态系统第一营养级同化的能量至少为400J·cm－2·a－1
C．能量由第二营养级到第三营养级的传递效率是20%
D．该生态系统第三营养级同化的能量是15J·cm－2·a－1
【答案】 B
【解析】 a表示第二营养级摄入的能量，其中20J·cm－2·a－1是第二营养级生物通过粪便流向分解者的能量，b是第二营养级同化的能量，即50＋30＝80 (J·cm－2·a－1)，其中50J·cm－2·a－1是通过自身呼吸作用散失的能量，30J·cm－2·a－1是用于自身生长、发育和繁殖的能量，A错误；第一营养级同化的能量至少为80÷20%＝400(J·cm－2·a－1)，B正确；根据图中信息只能推算出第三营养级(次级消费者)的摄入量为15J·cm－2·a－1，但不能得出其同化量，因此无法计算从第二营养级到第三营养级的能量传递效率，C、D错误。
5．下表是有机物从植物传递到植食性动物鳞翅目幼虫过程中能量流动的情况，根据表中数据不能得出的结论是(　　)
项目
被鳞翅目幼虫吃掉的植物
鳞翅目幼虫粪便含有的能量
鳞翅目幼虫呼吸消耗的能量
用于鳞翅目幼虫生长的能量
能量(J)
419
209.5
146.6
62.9

A.从植物流入鳞翅目幼虫的能量是419J
B．食物中的能量有约15%用于幼虫自身的生长
C．鳞翅目幼虫从第一营养级获取的能量有一部分在呼吸作用中以热能的形式散失，因此能量在生态系统中的流动是不可循环的
D．鳞翅目幼虫摄入419J的能量，第一营养级至少需同化1047.5J的能量
【答案】 A
【解析】 从植物流入鳞翅目幼虫的能量是419－209.5＝209.5 (J)，A项错误；食物中用于幼虫自身的生长的能量占62.9÷419×100%≈15%，B项正确；能量流动是不可循环的，因为能量有一部分以呼吸作用中热能的形式散失了，C项正确；鳞翅目幼虫摄入419J的食物至少需要第一营养级同化的能量为(419－209.5)÷20%＝1047.5 (J)，D项正确。
6．如图所示的食物网中，戊的食物有1/2来自乙，1/4来自丙，1/4来自丁，且能量从生产者到消费者的传递效率为10%，从消费者到消费者的能量传递效率为20%。若戊体重增加20g，需要消耗植物(　　)

A．1125g B．1600g 　C．2000g D．6500g
【答案】 C
【解析】 甲为生产者，从甲到戊共有以下食物链：①甲→乙→戊，戊增加20g，来自乙20×1/2＝10(g)，需要乙10÷20%＝50(g)，需要甲50÷10%＝500(g)；②甲→丙→戊，戊增加20g，来自丙20×1/4＝5(g)，需要丙5÷20%＝25(g)，需要甲25÷10%＝250(g)；③甲→丙→丁→戊，戊增加20g，来自丁20×1/4＝5(g)，需要丁5÷20%＝25(g)，需要丙25÷20%＝125(g)，需要甲125÷10%＝1250(g)，故共需要甲500＋250＋1250＝2000 (g)，C项正确。
7．下表是某生态系统中能量流动情况的调查结果，表中甲、乙、丙、丁、戊分别代表构成该生态系统食物网的主要种群[表中数据单位：×102kJ/(m2·a)]。下列说法错误的是(　　)
种群
同化固定的能量
体内储存的能量
呼吸消耗的能量
甲
16.74
4.54
12.2
乙
70
15.8
54.2
丙
930
229
701
丁
69.5
20
49.5
戊
1.674
0.4
1.274
A.表中的丙为生产者
B．表中的种群构成2条食物链
C．当某种原因导致乙大量减少时，戊的数量仍能保持相对稳定
D．第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率约为18%
【答案】 B
【解析】　 根据各种群同化量可判断甲、乙、丙、丁、戊能形成食物网：，其中丙为生产者，A、B项正确；当乙大量减少时，戊可以通过丙→丁→甲→戊食物链获得能量进而保持数量相对稳定，C项正确；乙和丁处于第二营养级，同化的能量是70＋69.5＝139.5×102[kJ/(m2·a)]，丙处于第一营养级，同化的能量是930×102kJ/(m2·a)，则能量由第一营养级到第二营养级的传递效率是(139.5×102)/(930×102)×100%＝15%，D项错误。
8．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：103kJ/(m2·a)]。下列说法错误的是(　　)

A．图中A代表的生理过程是细胞呼吸
B．第二营养级到第三营养级的能量传递效率为15.625%
C．该生态系统中生产者固定的总能量是9.6×104kJ/(m2·a)
D．捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性
【答案】 B
【解析】 每一营养级的能量去向包括流向下一营养级、被分解者分解和细胞呼吸中以热能形式散失及用于自身生长、发育和繁殖四个途径。因此，图中A代表的是各种生物的细胞呼吸，A正确；肉食性动物从植食性动物获得且同化的能量＝(5.1＋2.1＋0.25＋0.05－5)×103＝2.5×103 [kJ/(m2·a)]，植食性动物的同化量＝(2.5＋4＋9＋0.5)×103＝16×103 [kJ/(m2·a)]，能量传递效率＝2.5/16×100%＝15.625%，B正确；该生态系统中能量的来源有两个，生产者固定的能量和有机物输入的能量，生产者固定的总能量＝9.6×104 [kJ/(m2·a)]＋流入植食性动物的能量，C错误；食物链是以食物关系形成的联系，捕食关系的单向性决定了能量流动的单向性，D正确。
9．图甲表示某自然保护区的能量流动过程[单位：×103kJ/(m2·a)]，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。下列叙述正确的是(　　)

A．图甲中C代表分解者，E1表示流入下一营养级的能量
B．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增加，图中第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为16.7%
C．图乙ab段表示地震后该动物数量骤减，决定其数量变化的主要因素是出生率和死亡率
D．为了保护该物种不至于被灭绝，在b点应采取就地保护措施，为其提供最后的生存机会
【答案】 B
【解析】 E1表示用于生长、发育、繁殖的能量，A项错误；第二营养级的同化量为16＋2＝18×103[kJ/(m2·a)]，第二营养级到第三营养级的能量传递效率为3/18×100%≈16.7%，B项正确；ab段表示地震后该动物数量骤减，决定其数量变化的主要因素是死亡率，C项错误；据图乙“野外回放”可知，在b点采取了易地保护，D项错误。
10.某生态系统中存在如图所示的食物网，如将丙的食物比例由甲∶乙＝1∶1调整为2∶1，能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载丙的数量是原来的(　　)

A.1.375倍 B.1.875倍 C.1.273倍 D.0.575倍
【答案】 A
【解析】 由于生产者没有改变，所以流向该生态系统的总能量没有变化，设丙原来的能量为a，则需要甲提供的能量为(1/2)a×10×10＋(1/2)a×10＝55a；改变食物比例后的丙的能量设为b，则需要甲提供的能量为(2/3)b×10＋(1/3)b×10×10＝40b，根据题意可得：55a＝40b，b/a＝1.375。
11.在右图所示的食物网中，已知各营养级之间的能量传递效率为10%，若一种生物摄食两种上一营养级的生物时，两种被摄食的生物量相等，则丁每增加10 kg生物量，需消耗生产者多少千克？(　　)
A.250 B.500 C.2 500 D.3 250
【答案】 D
【解析】　据题意，与丁食物来源相关的食物链有三条：戊→庚→丁，戊→甲→丁，戊→己→甲→丁。丁以甲和庚为食，则按能量传递效率为10%计算：各需甲、庚10 kg÷10%÷2＝50 kg。甲增加50 kg，需摄食己和戊共50 kg÷10%＝500 kg，则己、戊各250 kg，己增加250 kg则需摄食戊250 kg÷10%＝2 500 kg，庚增加50 kg则需戊50 kg÷10%＝500 kg。共需戊：500＋2 500＋250＝3 250 kg。
12．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·a)]，下列说法错误的是(　　)

A．图中A代表的生理过程是呼吸作用
B．第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为15.6%
C．该生态系统中生产者固定的总能量是9.6×104 kJ/(m2·a)
D．捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性
【答案】 C
【解析】 每一营养级的能量去向包括流向下一营养级、被分解者分解和呼吸作用中以热能形式散失及未利用的能量四个途径。因此，图中A代表的是各种生物的呼吸作用。肉食性动物从植食性动物获得的且同化的能量＝(5.1＋2.1＋0.25＋0.05－5)×103＝2.5×103 [kJ/(m2·a)]，植食性动物的同化量＝(2.5＋4＋9＋0.5)×103＝16×103 [kJ/(m2·a)]，传递效率＝2.5/16×100%＝15.625%。该生态系统中能量的来源有两个，生产者固定的能量和有机物输入，生产者固定的总能量＝9.6×104 kJ/(m2·a)＋流入植食性动物的能量。食物链是以食物关系形成的联系，捕食关系的单向性决定了能量流动的单向性。
二、非选择题
13．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·m－2·a－1)。顶位肉食动物从上一营养级获得的能量为0.25，则肉食动物从上一营养级获得的能量为________；能量从该生态系统的第二营养级到第三营养级的传递效率约为________。第一营养级到第二营养级的传递效率约为________。

【答案】 　2.5　 15.6%　 12.7%
【解析】 (1) 因顶位肉食动物从上一营养级获得的能量为0.25(103 kJ·m－2·a－1)，流入肉食动物的总能量＝0.25＋0.05＋5.1＋2.1＝7.5(103 kJ·m－2·a－1)，又因为有机物输入为5(103 kJ·m－2·a－1)，则肉食动物从上一营养级获得的能量为7.5－5＝2.5(103 kJ·m－2·a－1)。 (2)该生态系统的第二营养级(植食动物)的能量＝2.5＋0.5＋9＋4＝16(103 kJ·m－2·a－1)，能量从该生态系统的第二营养级到第三营养级的传递效率＝2.5÷16×100%≈15.6%。 (3)第一营养级流入到第二营养级的能量＝16－2＝14(103 kJ·m－2·a－1)，第一营养级的能量＝14＋3＋70＋23＝110(103 kJ·m－2·a－1)，则第一营养级到第二营养级的传递效率＝14÷110×100%≈12.7%。
14.下表是对某水生生态系统营养级和能量流动情况的调查结果，表中A、B、C、D分别表示不同的营养级，E为分解者。Pg表示生物同化作用固定能量的总量，Pn表示生物体贮存的能量(Pn＝Pg－R)，R表示生物呼吸消耗的能量。
单位：102 kJ/(m2·a)

Pg
Pn
R
A
15.9
2.8
13.1
B
870.7
369.4
501.3
C
0.9
0.3
0.6
D
141
61.9
79.1
E
211.5
20.1
191.4

回答下列问题：
(1)能量流动是从A、B、C、D中的哪个营养级开始的__________。判断依据是____________________________________________。
(2)该生态系统中能量从第三营养级传递到第四营养级的效率约为__________。
(3)从能量输入和输出角度看，该生态系统的总能量是否增加？__________(填“是”或“否”)，原因是________________________________________________________________。
【答案】 (1)B　B营养级含能量最多，B为生产者 (2)5.7% 　(3)是　该生态系统输入的总能量大于所有生物消耗的能量之和
【解析】 　首先根据表格、题干分析可知，B营养级固定的能量最多，故B为生产者，又因为E为分解者，所以食物链为B→D→A→C，再根据公式②计算从第三营养级到第四营养级的传递效率是0.9/15.9×100%≈5.7%。输入的总能量即为生产者固定的总能量＝870.7，输出的总能量＝所有生物呼吸消耗的能量之和＝13.1＋501.3＋0.6＋79.1＋191.4＝785.5，因为870.7＞785.5，所以生态系统输入的总能量大于所有生物消耗的能量之和。
15.如图是以种植玉米为主的某农田生态系统整个生长季节能量流动示意图，数值单位为kJ/cm2，输入该农田生态系统的总能量________(填“小于”“等于”或“大于”)玉米固定的太阳能总量。已知图中生产者同化的能量有160 kJ/cm2未被利用，由此可知，生产者用于生长、发育和繁殖的能量有__________ kJ/cm2，由初级消费者到次级消费者的能量传递效率为________。

【答案】 大于 　460 　10%
【解析】 生态系统的总能量为生产者固定的太阳能总量，该生态系统中生产者不止有玉米，还有其他的绿色植物，因此输入该农田生态系统的总能量大于玉米所固定的太阳能总量。已知图中生产者同化的能量尚有160 kJ/cm2未被利用，由此可知，生产者用于生长、发育和繁殖的能量有160＋200＋100＝460 kJ/cm2，由初级消费者到次级消费者的能量传递效率为20/200×100%＝10%。
16.下图所示的食物网中，若人的体重增加1 kg，最少需消耗水藻________kg，最多消耗水藻________kg。

【答案】　25 100000
【解析】 能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%～20%。求最少消耗水藻量时，选最短的食物链，即水藻→小鱼→人，传递效率按20%计算，设最少消耗水藻为x，则x×20%×20%＝1 kg，x＝25 kg；求最多消耗水藻量时，选最长的食物链，即水藻→水蚤→虾→小鱼→大鱼→人，传递效率按10%计算，设最多消耗水藻为y，则y×10%×10%×10%×10%×10%＝1 kg，y＝100 000 kg。
17．图甲是某生态农业的结构模式图，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。据图回答下列问题：

(1)图甲中的________是生态系统的基石，从生态学角度分析，人们建立图示的农业生态系统的最大优点是_____________________________________________________________。
(2)一般地说，农田生态系统的__________稳定性较低，若此生态系统遭到酸雨危害，首先受到影响的是____________，从而影响生态系统的稳定性。
(3)沼气池中的微生物在生态系统中的成分属于________。
(4)若图乙中A表示某食物网中第二营养级所摄入的全部能量，则B表示________________；C表示_______________________________________________________；F表示_________________________________________________________________________。图乙中的a＝_______________________________________________(填能量值的符号)。
【答案】 (1)农作物　实现物质的循环利用和能量的多级利用，减少环境污染，提高农产品的产量　(2)抵抗力　农作物　(3)分解者　(4)第二营养级(初级消费者)的同化量　用于生长、发育和繁殖的能量　下一营养级摄入的能量　b＋c或c＋d＋e或c＋d＋g＋f
【解析】 (1)生产者通过光合作用将太阳能固定在有机物中，从而可以被生物所利用，因此，生产者是生态系统的基石，即图甲中的农作物；建立农业生态系统的最大优点是实现物质的循环利用和能量的多级利用、减少环境污染、提高农产品的产量。(2)生态系统的生物种类越多，营养结构越复杂，抵抗力稳定性越高，恢复力稳定性越低，农田生态系统的生物种类单一、营养结构简单，所以抵抗力稳定性低；若此生态系统遭到酸雨危害，首先受到影响的是农作物。(3)沼气池中的微生物在生态系统中属于分解者，其主要作用是分解有机物，产生沼气。(4)图乙中A表示某食物网中第二营养级所摄入的全部能量，则B表示该营养级(初级消费者)同化的能量，C表示初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量，D表示呼吸作用散失的能量，E表示分解者利用的能量，F表示下一营养级摄入的能量。该营养级的摄入量(a)＝该营养级的同化量(b)＋粪便量(c)；其中b＝d＋e，e＝g＋f，所以，a＝c＋d＋e＝c＋d＋g＋f。
18．某草原生态系统中的食物链如图甲所示，部分能量去向统计数据如图乙所示单位是kJ/(m2·a)，回答下列问题：

甲
草
食草昆虫
固定的太阳能
摄入量
同化量
呼吸散失量
流入下一营养级
4.8×104
6.8×103
3.6×103
2.0×103
0.9×103

乙
(1)图甲种间关系中同时具有捕食和竞争关系的生物是____________。
(2)若图中蜘蛛种群数量大量减少，则蛇的种群数量会________。
(3)从长远的能量去向来看，据图乙推算，食草昆虫用于生长、发育、繁殖的能量为______________kJ/(m2·a)，其中被分解者分解利用的能量为______________kJ/(m2·a)。
(4)研究生态系统能量流动对人类的意义：①帮助人们科学规划、设计人工生态系统，提高能量利用率；②_____________________________________________________________。
【答案】 (1)蜘蛛和青蛙　(2)增加　(3)1.6×103　0.7×103　(4)帮助人们合理调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分
【解析】　(1)据图中食物网分析可知，青蛙以蜘蛛为食，同时青蛙与蜘蛛都取食食草昆虫，因此二者之间同时具有捕食和竞争关系。(2)图中蜘蛛种群数量大量减少后，会引起食草昆虫增加。青蛙的食物来源有蜘蛛与食草昆虫，由于蜘蛛大量减少，青蛙的食物来源转为主要以营养级更低的食草昆虫，其获得的能量更多，导致其数量也增加，这样会使蛇的食物增多，其数量也会增多(食草昆虫的增多，对第一营养级草的数量影响不大，进而对鼠的影响也不大)。(3)食草昆虫用于生长、发育、繁殖的能量＝食草昆虫的同化量－食草昆虫呼吸作用散失的能量＝3.6×103－2.0×103＝1.6×103[kJ/(m2·a)]，其中被分解者分解利用的能量＝食草昆虫的同化量－食草昆虫呼吸作用散失的能量－流入下一营养级的能量＝3.6×103－2.0×103－0.9×103＝0.7×103 [kJ/(m2·a)]。(4)研究生态系统能量流动对人类的意义：①帮助人们科学规划、设计人工生态系统，提高能量利用率；②帮助人们合理调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
19．某种植玉米的农场，其收获的玉米子粒既可作为鸡的饲料，也可作为人的粮食，玉米的秸秆加工成饲料喂牛，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(不考虑空间因素)：
(1)请绘制由上述动植物组成的食物网。____________
(2)牛与鸡之间 ________(有、无)竞争关系，理由是__________________________。 人与鸡的种间关系是________________。
【答案】 (1) 　(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
【解析】 (1)在该生态系统中，鸡、牛、玉米和人组成的食物网如图：
(2)根据对种间关系的认识，容易判断出牛与鸡之间不具有竞争关系，因为牛食玉米秸秆而鸡吃玉米籽粒；人与鸡之间则既有捕食关系又有竞争关系，因为玉米籽粒既作为鸡的饲料，也作为人的粮食。
20．下表是对巢湖某水域生态系统营养级和能量流动情况的调查结果。表中A、B、C、D、E分别表示不同的营养级，F为分解者；Pg表示生物同化作用固定能量的总量；Pn表示生物贮存的能量；R表示生物呼吸消耗的能量；能量单位为102kJ/(m2·a)。请分析回答：

Pg
Pn
R
A
15.9
2.8
13.1
B
870.7
369.4
501.3
C
1.9
0.8
1.1
D
79.2
28.9
50.3
E
84.7
28
56.7
F
211.5
20.1
191.4
(1)流入该生态系统的总能量为___________；该生态系统中食物链(或食物网)的构成为_____________。
(2)据表中数据推出Pg、Pn和R之间的关系是：Pn＝_________。
(3)次级消费者到三级消费者之间的能量传递效率是_______________。
(4)除A、B、C、D、E、F外，再加上__________________就构成了完整的生态系统。
【答案】 (1)B(生产者)所固定的太阳能 (或870.7×102 kJ/m2·a)　 　(2)Pg－R　(3)11.9%　(4)非生物的物质和能量

【解析】 (1)流入该生态系统的总能量为生产者即B固定的太阳能；该生态系统中食物链(或食物网)的构成为。(2)根据表中数据，可知Pn＝Pg－R。 (3)A是次级消费者，C是三级消费者，次级消费者到三级消费者之间的能量传递效率＝1.9÷15.9×100%＝11.9%。 (4)B是生产者，A、C、D、E都是消费者，F是分解者，生态系统成分还包括非生物的物质和能量。