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2021版浙江新高考选考生物一轮复习教师用书：第28讲 生态系统中的生产量和生物量 能量流动和物质循环
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第28讲 生态系统中的生产量和生物量 能量流动和物质循环
知识内容
考试要求
知识内容
考试要求
1．初级生产量、次级生产量及生物量的含义
a
3.生态系统中的能量流动
c
2．生态系统中的碳循环
c
4.能量流动和物质循环的关系
c
生态系统中的生产量和生物量
1．初级生产量：指绿色植物通过光合作用所制造的有机物质或所固定的能量。单位：g/(m2·a)或J/(m2·a)(a代表年)。
(1)生产过程的化学反应式
6CO2＋12H2OC6H12O6＋6O2＋6H2O
(2)总初级生产量：包括呼吸消耗在内的全部生产量，用GP表示。
(3)净初级生产量：在初级生产量中，有一部分是被植物的呼吸(R)消耗掉了，剩下的用于植物的生长和繁殖，用NP表示，即NP＝GP－R。净初级生产量随温度和雨量的不同有很大差异。
2．生物量：净生产量在某一调查时刻前的积累量。
(1)单位：g/m2或J/m2。
(2)NP＝GP－R
3．次级生产量：异养生物(包括消费者和分解者)等次级生产者利用现成有机物质而生产出来的有机物质。
(1)单位：g/(m2·a)或J/(m2·a)。
(2)生产过程：次级生产者的同化量－呼吸量，即为次级生产量。
(1)次级生产量归根结底是要依靠植物在光合作用中产生的有机物(√)
(2)凡是异养生物都是次级生产者(√)
(3)海洋的初级生产量之和虽是陆地初级生产量的1/2，但次级生产量却相当于陆地的3倍多(√)
(4)次级生产量减去呼吸量即为净次级生产量(×)
(必修3 P107图6－7改编)如图表示动物利用食物的过程，下列叙述正确的是( )
A．次级生产量的食源都是初级生产量
B．次级生产量是次级生产者的同化量
C．哺乳动物的③/①值一般为10%
D．恒温动物的④/③值一般低于变温动物
解析：选D。次级生产量的食源可以是初级生产量，也可以是上一营养级的次级生产量，A错误；在单位时间内由于动物和微生物(异养型)的生长和繁殖而增加的生物量或所贮存的能量即为次级生产量，所以次级生产量等于同化量减去呼吸量，B错误；哺乳动物与其食物之间的能量传递效率应为：③/(①＋未收获量)＝10%，C错误；与变温动物相比，恒温动物需要消耗更多的能量维持体温，所以细胞呼吸消耗的能量多，有机物的积累量(④)较少，所以恒温动物的④/③值一般低于变温动动物，D正确。
1．比较初级生产量、生物量和次级生产量
项目
初级生产量
生物量
次级生产量
能量来源
太阳光能
太阳光能
或有机物
植物生产
的有机物
描述单位
g/(m2·a)
或J/(m2·a)
g/m2
或J/m2
g/(m2·a)
或J/(m2·a)
能量大小
最大
较大
较小
三者的关系
(1)总初级生产量(GP)＝净初级生产量(NP)＋植物呼吸量(R)；
(2)当净生产量表示在某一时刻前的有机物质积累量时即为生物量；
(3)次级生产量的能量来源于初级生产量；
(4)初级生产量、生物量和次级生产量的能量一般均直接或间接来源于太阳光能
2.顶极群落的生产量和生物量
生产与呼吸消耗平衡时达到稳定状态，即所谓顶极群落的状态，如果生产量大于呼吸量，则还可以继续演替，群落的丰度还能继续上升。换句话说顶极群落中的总生产量等于总呼吸量，初级生产者生产的能量基本全部沿食物链被各个营养级消耗，因此群落总的净生产量约为零。
[题组冲关]
1．(2017·浙江4月选考)下列关于生态系统生产量和生物量的叙述，正确的是( )
A．陆地生态系统的总初级生产量随着纬度的增加而增加
B．顶极群落的净初级生产量小于同类型的非顶极群落
C．因海洋生态系统中以捕食食物链为主而导致生物量为倒金字塔形
D．食高等植物的消费者比食单细胞藻类的消费者具有更高的次级生产量
解析：选B。总初级生产量是绿色植物通过光合作用固定的能量，陆地生态系统的总初级生产量随着纬度的增加而减少，A错误；顶极群落是达到平衡状态的群落，群落整体的净生产量几乎为0，所以顶极群落的净生产量小于同类型的非顶极群落，B正确；海洋中的生产者主要是单细胞藻类，它们个体小、繁殖快、含纤维素少，可以整个被浮游动物吞食和消化，并迅速地转化为下一个营养级的生物量，所以生物量为正金字塔形，C错误；植食动物利用藻类的效率相当于陆地动物利用植物效率的5倍，所以植食动物具有更高的次级生产量，D错误。
2．(2020·浙江省十校联考)下列有关生物量的描述，不正确的是( )
A．生物量实际上就是净生产量在某一调查时刻前的积累量
B．构成植物体的有机物积累越多则其生物量越大
C．生物量的单位通常用g/m2或J/m2表示
D．生物量只能用于植物不能用于动物
解析：选D。次级生产量是次级生产者(包括异养生物即消费者、分解者)的有机物质生产量，不包括生产者的生产量(初级生产量)，D错误。
生态系统中的能量流动
1．能量流动的过程
(1)能量的来源：太阳能。
(2)起点：生产者固定太阳能。
(3)流经生态系统的总能量：生产者通过光合作用所固定的全部太阳能。
(4)渠道：食物链和食物网。
(5)能量转化：太阳能→有机物中的化学能→热能(最终散失)。
(6)流动形式：有机物中的化学能。
(7)散失途径：呼吸作用，包括各个营养级自身的呼吸消耗以及分解者的呼吸作用。
(8)能量散失的形式：以热能形式散失。
2．能量流动特点
(1)单方向的，不可逆的。
(2)逐级递减，传递效率一般只有约10%。
3．从能量流动过程可以推知
(1)植食动物比肉食动物多。
(2)高营养级生物数量少、生物量小、能量少、价值高。
(3)一个生态系统必须不断地从外界输入能量才能维持其正常功能。
(1)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能(×)
(2)生产者通过光合作用合成有机物时，能量就从无机环境输入到了生物群落(√)
(3)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(√)
(4)生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的(×)
(5)多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多(√)
(6)由于散失的热能不能被生产者再固定，且食物链中捕食与被捕食的关系不可逆转，所以生态系统的能量流动是单向的(√)
(必修3 P110图6－9改编)赛达伯格湖的能量流动如下图所示。图中数字为能量数值，单位是J/(cm2·a)。请回答：
(1)生态系统的两大重要功能是_________________________________________________。
(2)生产者处于第________营养级，图中生产者到植食性动物的能量传递效率约为________%(保留一位小数)。
(3)据图分析，植食性动物所同化能量的去向包括：________、________、未利用和流向下一营养级。由此可见，生态系统中能量流动的特点是___________________________。
解析：(2)生产者处于第一营养级，图中生产者到植食性动物的能量传递效率约为62.8÷464.6×100%≈13.5%。(3)植食性动物所同化能量的去向有：呼吸消耗；流向分解者；流向下一营养级；未利用。能量流动的特点是单向流动、逐级递减。
答案：(1)物质循环和能量流动
(2)一 13.5
(3)呼吸作用 分解者利用(与前一空位置可颠倒)
单向流动、逐级递减
考法1 能量流动的过程分析
(1)光能射入量＝生产者固定量＋反射量。
(2)生产者同化量＝流经生态系统总能量≠各营养级同化量总和。
(3)动物同化的能量不等于摄入的能量：动物同化的能量＝摄入量－粪便中有机物中的能量，即摄入的食物只有部分被同化。
(4)粪便量属于上一营养级的同化量。消费者产生的粪便不属于该营养级同化的能量，它实际上与上一营养级的遗体、残骸一样，属于上一营养级的未被利用的部分。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。
因混淆“摄入量”与“同化量”“粪便中的能量”
与“尿液中的能量”而出错
(1)摄入量≠同化量：摄入量－粪便中能量才是同化量，动物的粪便不曾被动物消化吸收而同化，不属于同化量，如兔吃草时，兔粪便中的能量应为草流向分解者的能量，而不属于兔同化量。
(2)粪便中的能量≠尿液中的能量：粪便中的能量不属于动物同化量，但尿液中尿素所含能量应属于动物同化量的一部分。
[题组冲关]
1．(2020·浙江1月选考)下列关于生态系统能量流动的叙述，正确的是( )
A．营养级数量越多，相邻营养级之间的能量传递效率就越低
B．呼吸消耗量在同化量中所占比例越少，生物量增加就越多
C．生产者的净初级生产量越大，各级消费者的体型就越大
D．营养级所处的位置越高，该营养级所具有的总能量就越多
答案：B
2．如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，下列各项中正确的是( )
A．①表示流经生态系统内部的总能量
B．次级消费者粪便中的能量属于①中的部分能量
C．④是指第二营养级遗体残骸中蕴含的能量
D．一般情况下，③＋④之和约为②的10%
解析：选B。生产者的同化量是流经生态系统的总能量，①是初级消费者的同化量；次级消费者粪便中的能量来自初级消费者，属于初级消费者同化量的一部分；次级消费者是第三营养级，④是其遗体残骸中蕴含的能量；一般情况下，两个营养级之间的同化量之比是能量传递效率，③/②约为10%。
考法2 流入某一营养级的能量来源和去路
(1)能量来源
(2)能量去向：流入某一营养级(最高营养级除外)的能量去向可以从以下两个角度分析
①定量不定时(能量的最终去处)
这一定量的能量不管如何传递，最终都以热能形式从生物群落中散失，生产者源源不断地固定太阳能，才能保证生态系统能量流动的正常进行。
②定量定时
如果是以年为单位研究，未被利用的能量将保留到下一年。
利用“拼图法”巧解能量流动
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(B1＋C1＋D1)。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。
[题组冲关]
3．(2020·浙江杭州高三模拟)下列有关生态系统的能量及其生态学原理运用的叙述，正确的是( )
A．最高营养级生物所同化的能量不会再提供给其他生物
B．分解者可以通过分解消费者的粪便，从而获得该消费者所同化的能量
C．为提高作物的产量，可多给作物施用有机肥，实现能量的循环利用
D．可通过增加食物链提高人工生态系统的稳定性，以减少病虫害
解析：选D。最高营养级生物所同化的能量可被分解者获取，A错误；消费者的粪便中含有的能量属于上一营养级的生物，不属于消费者的同化量，B错误；为提高作物的产量，可多给作物施用有机肥，实现物质的循环利用，生态系统的能量流动不能循环，C错误；可通过增加食物链提高人工生态系统的稳定性，以减少病虫害，D正确。
4．下图为“桑基鱼塘”农业生态系统的能量流动图解，据图分析，下列叙述错误的是( )
A．图中用于桑树生长、发育、繁殖的能量是C
B．图中未利用的能量是指蚕粪便中的能量
C．桑树与蚕之间的能量传递效率可以用(E＋F＋G＋H)/A表示
D．桑树的总光合作用固定的能量可以用B＋C表示
解析：选B。B表示桑树的呼吸作用消耗的能量、C表示用于桑树生长、发育、繁殖的能量。桑树的总光合作用固定的能量是B＋C。桑树与蚕之间的能量传递效率可以用(E＋F＋G＋H)/A表示。未利用的能量是指既没有流向分解者，也没有流向下一营养级和用于呼吸的能量。
考法3 能量流动特点的原因分析与传递效率
(1)能量流动特点的原因分析
①单向流动的原因
a．食物链中各营养级的顺序是不可逆转的，这是长期自然选择的结果，如肉食动物以植食动物为食，而植食动物不能以肉食动物为食，植物与植食动物的能量关系也是如此。
b．各营养级生物通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用，因此能量无法循环。
②逐级递减的原因
a．各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。
b．各营养级的能量都会有一部分流入分解者，包括未被下一营养级生物所利用的部分。
(2)能量传递效率：指相邻两个营养级之间同化量的比值。
＝×100%＝≈10%
能量传递效率≠能量利用效率
(1)能量传递效率：能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，若以“营养级”为单位，能量在相邻两个营养级之间的传递效率约为10%。
(2)能量利用效率：通常考虑的是流入人体中的能量占生产者能量的比值，或流入最高营养级的能量占生产者能量的比值，或考虑分解者的参与，以实现能量的多级利用。
[题组冲关]
5．下列有关生态系统中能量流动的叙述，正确的是( )
A．兔子吃了1千克的草，则这1千克草中的能量就流入了兔子体内
B．一只狼捕食了一只兔子，则这只兔子中约有10%的能量流入狼的体内
C．生产者通过光合作用合成有机物，能量就从无机环境流入了生物群落
D．生态系统的能量是伴随着物质循环而被循环利用的
解析：选C。兔子吃的草中的能量一部分被兔子同化，一部分残留在粪便中，A错误。能量传递效率中的10%指的是营养级与营养级之间的传递效率，并非个体与个体之间的，B错误。生产者通过光合作用合成有机物来固定太阳能，而太阳能来自无机环境，C正确。生态系统中的能量是单向流动、逐级递减的，最终都会以热能的形式散失，D错误。
6．下面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)，下列选项中正确的是( )
A．图中b＝h＋c＋d＋e＋f＋i
B．生产者与初级消费者之间的能量传递效率为b/a×100%
C．在“草→兔→狼”这一食物链中，狼粪便中的能量属于d
D．缩短食物链可以提高能量传递效率
解析：选C。首先，生产者固定的能量应该是流经生态系统的总能量，摄入量＝同化量＋粪便中的能量，因此c为同化量，h为粪便中的能量，同化量＝呼吸作用中以热能形式散失的能量＋用于生长、发育和繁殖的能量，因此d是初级消费者用于自身生长、发育和繁殖的能量，f是呼吸作用中以热能形式散失的能量，i是流入分解者的能量，e是下一营养级摄入的能量，所以b＝h＋c＝f＋d＋h＝f＋e＋g，A项错误；能量传递效率是相邻营养级同化量之间的比值，生产者与初级消费者之间的能量传递效率为c/a×100%，B项错误；狼粪便中的能量应该属于上一级消费者兔子的同化量中用于生长、发育和繁殖的能量，C项正确；缩短食物链可以提高能量利用率，但不能提高能量传递效率，D项错误。
生态系统中的碳循环
1．含义：在一个相对封闭的循环圈中周而复始，往复循环。参与循环的物质数量恒定，而且可以得到重复利用。
2．碳循环的路线：大气圈―→植物和动物―→分解者―→大气圈。
3．碳循环过程
(1)写出图中各标号的名称
①呼吸作用；②光合作用或化能合成作用；③摄食；④呼吸作用；⑤燃烧；⑥分解作用。
(2)循环形式：CO2和有机物。
4．碳循环的特点
(1)反复利用，往复循环。
(2)具有全球性。
(1)碳在生物群落和无机环境之间主要以有机物形式循环(×)
(2)化石燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因(√)
(3)低碳生活方式有助于维持生物圈中碳循环的平衡(√)
(4)生态系统的物质循环指的是各种化合物在生物群落与无机环境之间往复循环(×)
(5)生态系统的物质循环和能量流动的渠道都是食物链和食物网，所以物质和能量是循环往复的(×)
(6)物质是能量流动的载体，能量流动是物质循环的动力(√)
(7)如果人们不按生态规律办事，乱砍滥伐森林，会影响生态系统的碳循环(√)
(必修3 P112图6－12改编)某生态系统的能量流动和碳循环如图所示。请回答：
(1)在该生态系统的组成成分中，③属于________。
(2)图中②代表的生理过程是___________________________________________。
(3)图中__________(填“实线”或“虛线”)箭头代表碳循环。能量流动具有单方向的、不可逆的和______________________的特点。
(4)若某生态系统遭到火灾，多年后演变成了一片森林，这个过程称为__________。该生态系统会朝着物种多样化、________复杂化和功能完善化的方向发展，直至稳态为止。
解析：由图可知，①为生产者的光合作用，②为呼吸作用，③为分解者，④为由生产者流向下一个营养级的能量。碳能够循环利用，而能量只能单向流动、逐级递减，故虚线表能量流动，实线代表碳循环。
(1)由图可知，③属于分解者。
(2)图中②代表的生理过程是呼吸作用。
(3)物质能够循环利用，而能量只能单向流动、逐级递减，所以实线为碳循环。
(4)群落演替是一些物种优势取代另外一些物种的过程，生态系统会朝着物种多样化、结构复杂化和功能完善化的方向发展，直至稳态为止。
答案：(1)分解者 (2)呼吸作用 (3)实线 逐级递减 (4)次生演替(演替) 结构
考法1 碳循环过程
(1)碳循环分析
①碳进入生物群落的途径：生产者的光合作用或化能合成作用。
②大气中CO2来源
a．生产者、消费者的呼吸作用。
b．分解者的分解作用。
c．化学燃料的燃烧。
③分析温室效应产生的原因
a．化学燃料的大量燃烧，产生CO2。
b．植被破坏，降低了对大气中CO2的调节能力。
④缓解温室效应的措施
a．开发清洁能源，减少化学燃料的燃烧。
b．植树造林、退耕还林还草，增加绿地面积。
(2)常见模型分析
图1：E为生产者；F、D、B都为消费者；C为分解者；A为大气中的CO2库。
图2：A为生产者；B为消费者；C为分解者；D为大气中的CO2库。
图3：A为生产者；C为消费者；B为分解者；D为大气中的CO2库。
图4：A为生产者；B、C都为消费者；D为分解者。
“三看法”快速确认碳循环的各环节
[题组冲关]
1．如图为生物圈碳循环过程示意图，甲～丁表示生态系统的成分，①～⑦表示过程。下列叙述正确的是( )
A．①⑤⑥表示呼吸
B．①和②的速率基本相等
C．甲→丙→丁构成捕食食物链
D．③④⑦过程中碳以有机物的形式传递
解析：选D。①表示光合作用或化能合成作用，⑤⑥表示呼吸作用，A错误；一般情况下，①的速率大于②，B错误；甲→丙构成捕食食物链，丁是分解者，C错误；③④⑦过程中碳以有机物的形式传递，D正确。
2．大气中CO2过多与碳循环失衡有关。根据下图所作出的判断不正确的是( )
A．增加自养生物种类和数量有利于降低大气中的CO2含量
B．大气中CO2的增加主要与异养生物②的数量增加有关
C．该生态系统中的自养生物与所有异养生物构成了生物群落
D．该图能表示物质循环过程，不能准确表示能量流动
解析：选B。自养生物能利用大气中的CO2，有利于降低大气中的CO2含量，A正确；大气中CO2的增加主要与化石燃料的燃烧有关，B错误；生态系统中的自养生物为生产者，所有异养生物包括消费者和分解者，这些生物共同构成了生物群落，C正确；该图能表示物质循环过程，不能准确表示能量流动，能量是单向流动、逐级递减的，D正确。
考法2 能量流动和物质循环的关系
(1)能量流动和物质循环的关系
项目
能量流动
物质循环(以碳循环为例)
形式
太阳能→化学能→热能
特点
单向流动、逐级递减
全球性、循环性
范围
生态系统各营养级
生物圈(全球性)
联系
同时进行、相互依存，不可分割
①能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解；
②物质是能量沿食物链(网)流动的载体；
③能量是物质在生态系统中往复循环的动力
(2)重金属等物质的生物放大作用与能量流动特点的比较
重金属和DDT等农药的生物放大：生物放大问题与能量流动相反，能量沿食物链流动时逐级递减，而农药或重金属在食物链中则存在“生物放大作用”，即营养级越高，该物质浓度越高。
[题组冲关]
3．(2020·浙江八所重点中学联考)图1是某生态系统碳循环示意图，其中A、B、C、D是生态系统内各生物成分，1、2、3、4、5、6表示有关的生理过程；图2为该生态系统中某一食物链及部分能量流动情况。下列说法正确的是( )
A．在图1中，B、C分别属于初级消费者、生产者
B．图1中能表示细胞呼吸过程的只有2、4、5
C．如果A发生瘟疫，D的数量将先增加后减少最后趋于稳定
D．在图2的食物链中，②/①的值代表兔与狼(生物之间)的能量传递效率
解析：选C。图1中C是生产者，B是分解者，D是初级消费者，A是次级消费者，A项错误；图中的过程3是分解者的分解作用，其实质也是细胞呼吸，B项错误；如果次级消费者A因发生瘟疫而数量减少，则初级消费者的数量会增加，增加后会导致生产者数量减少，D又会因食物减少而使其数量减少，最后趋于相对稳定状态，C项正确；图2中的①和②代表兔和狼的摄入量而不是同化量，所以②/①的值不能代表兔与狼(生物之间)的能量传递效率，D项错误。
4．如图表示某生态系统(部分)的组成及物质和能量流向情况(秃鹫以动物尸体为食)，下列关于该生态系统的叙述正确的是( )
A．M代表光能，N代表热能，P代表无机盐、CO2
B．图中共有4条捕食食物链，秃鹫所占有的营养级最多
C．图中狼与秃鹫之间的能量传递效率一般为10%
D．群落内部的负反馈调节维持着该生态系统的稳定性
解析：选D。由题意可知：该图表示某生态系统的组成及物质和能量的流向情况，所以M应表示光能和CO2等无机物，N表示生产者、消费者通过呼吸散失的热能和CO2，P表示由分解者分解释放的热能和CO2等，A错误；秃鹫以动物尸体为食，说明秃鹫属于分解者，不参与捕食食物链的构成，因此图中只有1条捕食食物链，B错误；能量在相邻两个营养级之间的传递效率一般是10%，秃鹫属于分解者，因此狼与秃鹫之间的能量传递效率一般不会是10%，C错误；群落内部的负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础，维持着该生态系统的稳定性，D正确。
1．(2020·浙江嘉兴模拟)下列关于生产量的叙述，正确的是( )
A．净初级生产量会部分转化为次级生产量
B．次级生产者就是指各种动物，不包括分解者
C．分解者的生产量不会转化为消费者的生产量
D．顶极群落的初级生产量大于演替中的群落
解析：选A。净初级生产量会被第二营养级和其他消费者摄入体内，转化为次级生产量，A正确；凡是异养生物都属于次级生产者，次级生产者包括分解者，B错误；分解者的生产量能转化为消费者的生产量，C错误；顶极群落的初级生产量有可能大于演替中的群落，但也不一定，因为有的顶极群落是草本阶段，D错误。
2．下列关于生态系统中物质循环和能量流动的叙述，正确的是( )
A．富营养化水体出现蓝细菌水华的现象，可以说明能量流动的特点
B．生态系统中能量的初始来源只有太阳能
C．食物链各营养级中约10%的能量会被分解者利用
D．无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用
解析：选D。A项，富营养化水体出现蓝细菌水华，是由于N、P等植物生长所需的矿质元素过多，引起藻类大量繁殖，未涉及沿食物链进行的能量流动。B项，生态系统中能量的初始来源也可能是化学能，如硝化细菌的化能合成作用。C项，能量流动是单向、递减的，每个营养级约有10%的能量流向下一营养级，而不是被分解者利用。D项， 无机环境中的物质可以通过多种途径如光合作用、化能合成作用、根的吸收等进入生物群落被生物利用。
3．(2020·绍兴模拟)如图表示生物圈中碳元素的循环过程，下列有关叙述正确的是( )
A．④过程代表绿色植物的光合作用，③代表化能合成作用
B．图中甲、乙、丙分别代表消费者、生产者和分解者
C．物质循环是指碳元素在甲、乙、丙间以有机物的形式传递
D．图中甲、乙、丙包含的所有种群共同构成生物群落
解析：选D。由图示信息可知，甲代表分解者，乙代表生产者，丙代表消费者，④代表光合作用或化能合成作用，③代表呼吸作用；碳循环是指碳元素在生物群落和无机环境之间进行的循环；图中的生产者、消费者和分解者共同构成了生物群落。
4．(2020·浙江稽阳高三月考)下图为能量流动示意图，其中a1是流入第一个营养级的总能量，相关说法正确的是( )
A．第一个营养级传递给分解者的总能量是a4＋a7
B．能量散失a3，可以再被生物同化利用
C．a1、a2、a3、a6中的能量都以稳定化学能的形式存在
D．第一个营养级和第二个营养级之间能量传递效率是a6÷a2
解析：选A。图中的a7是第二个营养级粪便中的能量，该能量并没有被第二个营养级同化，因此仍然属于生产者(第一个营养级)流向分解者的能量，因此第一个营养级传递给分解者的能量是a4＋a7，A正确；能量散失a3都以热能的形式散失，该能量不能再被生物同化利用，B、C错误；从题图中看出，a1是流入第一个营养级的总能量(即第一个营养级同化的总能量)，而第二个营养级同化的能量为a6，因此能量传递效率＝a6÷a1，D错误。
5．(2020·浙江丽水月考)如图是某草原生态系统的能量流动图解，N代表能量值，下列有关叙述不正确的是( )
A．第一营养级与第二营养级之间的能量传递效率为N5/N3×100%
B．生物间的捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性
C．蜣螂利用的能量N6属于草被分解者利用的能量的一部分
D．适量放牧牛、羊会增大N2与N1的比值
解析：选A。能量由第一营养级传递给第二营养级的传递效率为第二营养级同化量与第一营养级同化量的比值，即N5/N2×100%；生态系统中能量流动是单向的；蜣螂利用的牛、羊粪便中的能量属于草同化量的一部分，因此蜣螂利用的能量N6属于草被分解者利用的能量的一部分；适量放牧，会减少因叶片相互遮挡以及竞争而造成的部分牧草死亡等，有利于草的生长，能增大其对光能的利用率，增大N2与N1的比值。
6．(2018·浙江11月选考)在一个自然生态系统中，生存着生产者、初级消费者和次级消费者等生物。回答下列问题：
(1)捕食食物链反映了各种生物之间____________的关系。食物链数量的改变与生态系统内生物____________的变化相关，并能影响生态系统的________________________________________________________________________能力。
(2)分别测定所有生产者、初级消费者和次级消费者的能量值，可以分析能量在____________之间的流动情况。初级消费者摄入的能量可分为初级消费者同化的能量和____________的能量两大部分。在相同条件下，恒温动物的能量传递效率小于变温动物，其主要原因是恒温动物____________________________________。
解析：(1)捕食食物链反映的是各种生物之间的捕食和被捕食的关系，是一种单方向的营养关系。多条食物链构成食物网，食物网中的生物是相互联系的，所以食物链数量的改变与生态系统中生物种类数的变化有关。一般来说，生物种类数越多，生态系统中食物链数量越多，食物网就越复杂，从而生态系统的自我调节能力也就越强。
(2)生态系统中的能量流动主要有两种研究角度：①研究能量沿一个食物链流动；②研究能量从一个营养级流向另一营养级。而生产者、初级消费者和次级消费者分别属于不同的营养级，所以分别测定不同营养级的能量值，可以分析能量在不同营养级之间的流动情况。初级消费者摄入的能量，按照是否被利用可分为：被初级消费者利用的能量和未被利用的能量，被初级消费者利用的能量也就是初级消费者同化的能量。能量传递效率＝下一营养级的同化量/上一营养级的同化量×100%，假设恒温动物(变温动物)的同化量相等，由于恒温动物为了维持体温而消耗更多的这一级的同化量，导致传递给下一营养级的能量减少，下一营养级的同化量也就随之减少，所以恒温动物的能量传递效率小于变温动物。
答案：(1)取食与被取食 种类数 自我调节
(2)不同营养级 未利用 需消耗更多的能量用于维持体温恒定
1．(2020·绍兴模拟)有人发起“多吃素食、少吃肉食”的运动，以援助粮食短缺地区的人民。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发病率
B．直接以低营养级生物为食将消耗生态系统更多能量
C．吃肉食比吃素食消耗的粮食总量多
D．节省的肉食可以帮助灾民提高营养水平
解析：选C。A项是从人体物质代谢的角度来描述的，而不是运用生态学知识进行的解释，错误；B项，直接以低营养级生物为食，由于能量传递经过的营养级少，损失的能量少，可利用的能量应该较多，错误；C项是从生态系统中能量流动的角度合理解释题干中的观点，正确；D项中是从营养的角度而非生态学的角度进行的解释，错误。
2．(2020·浙江台州月考)如图为生态系统食物网简图，若E生物种群的总能量为7.1×109 kJ，B生物种群的总能量为2.3×108 kJ。从理论上计算，A储存的总能量最少为( )
A．7.1×108 kJ B．4.8×107 kJ
C．5.95×107 kJ D．2.3×107 kJ
解析：选B。由图可知，D为生产者，要使A获得的能量最少，则必须保证三个条件：一是能量来源途径要最少，二是能量传递效率要最低，三是食物链要最长。故从理论上讲，与A储存的能量最少相关的食物链不可能是D→A，也不可能是D→A、D→E→C→A同时存在，只能是D→E→C→A。为此，E的能量在传给A的途径中，只有确保：①E在传给B时用去的能量最多，②E的总能量减去传给B的后再传给C时传递效率最低，③C在传给A时效率最低，结果才能使A获得的能量最少。所以据此计算得A储存的总能量最少为(7.1×109 kJ－2.3×108 kJ÷10%)×10%×10%＝4.8×107 kJ。
3．(2020·浙江黄岩选考模拟)如图表示生态系统中生产者能量的来源和去路，下列说法错误的是( )
A．流经该生态系统的总能量为a
B．b以热能形式散失
C．c用于自身生长、发育、繁殖
D．若d为下一个营养级同化的能量，则d的量是c的10%
解析：选D。生产者固定的太阳能是流经该生态系统的总能量，从图中分析为a，A正确；b为生产者通过细胞呼吸以热能形式散失的能量，B正确；从图中分析，c属于生产者用于自身生长、发育、繁殖的能量，C正确；若d为下一个营养级同化的能量，则d的量约是a的10%，D错误。
4．(2020·浙江省绿色评估联盟高三考试)如图是能量流动的图解，对此图解的理解不正确的是( )
A．图中方框的大小可表示该营养级生物所具有的能量多少
B．该图中C所具有的能量约为B的10%
C．该图中的A表示流经该生态系统的总能量
D．图中所示四个营养级能量的关系为A≥B＋C＋D
解析：选D。无机环境中的能量进入生态系统的起点是生产者，所以确定A为生产者，则B、C、D为消费者，由于能量流动是逐级递减的，所以图中方框大小可以用来表示该营养级生物所具有的能量多少。A所固定的能量，有四个去向：自身呼吸消耗、流向下一营养级、流向分解者、未被利用(图中没有标出未被利用部分)，所以A具有的能量大于B、C、D的能量之和。
5．(2020·浙江舟山高三期中)下面是碳循环简图，据图分析下列叙述正确的是( )
A．人类减少对③的依赖是当前缓解温室效应的重要措施
B．②过程增强后①过程随之增强，故不能通过增强②减少大气中的CO2量
C．生物群落内部碳循环的物质形式主要是CO2
D．参与②过程的生物包括生产者、消费者和分解者
解析：选A。引起温室效应的主要原因是化石燃料的大量燃烧，减少对化石燃料的燃烧是缓解温室效应的重要措施；②表示生产者固定CO2的过程，生产者固定CO2形成有机物，有机物中的碳只有一部分随着呼吸作用重新回到无机环境中，还有一部分储存在动植物体内，故可通过增强②来减少大气中的CO2量；生物群落内部碳循环的物质形式主要是含碳有机物；参与②过程的生物只有生产者。
6．(2020·温州模拟)如图为现代版“桑基鱼塘”农业生态系统的能量流动和物质循环模式图，据图分析正确的是( )
A．“桑”不能代表能量流动
B．模式图中不应有“池塘”的箭头
C．鱼是次级消费者
D．该生态农业促进了能量流动和物质循环
解析：选D。“桑”代表该生态系统能量的输入，A错误；该池塘水体中还有其他的生产者，模式图中应有“池塘”的箭头，B错误；图中显示鱼以蚕粪为食，是初级消费者，C错误；该生态农业促进了物质循环，提高了能量的利用率，D正确。
7．(2020·浙江部分重点中学高三模拟)右图表示某农业生态系统的碳循环模式图，下列说法正确的是( )
A．图中全部生物可构成2条食物链
B．碳以有机物的形式由e传递到a
C．若将c、d的排泄物用于肥田，有利于提高能量的传递效率
D．若杀灭c中的农业害虫，有利于能量流向对人类最有益的部分
解析：选D。由题图可知，a为大气中的二氧化碳库，b为生产者，c、d为消费者，e为分解者，由于分解者e不在食物链中，所以图中生物只可构成一条食物链，A错误；碳以二氧化碳的形式由e传递到a，B错误；若将c、d的排泄物用于肥田，有利于提高能量的利用率，但不能提高能量的传递效率，C错误；若杀灭c中的农业害虫，有利于能量流向对人类最有益的部分，D正确。
8．下列关于生态系统的生产量和生物量的叙述，正确的是( )
A．生物量高的生态系统，其净初级生产量也高
B．影响次级生产量的主要因素是初级生产量
C．生物量约等于总初级生产量减去所有生物的呼吸消耗
D．与海洋生态系统相比，陆地生态系统的次级生产量更高
解析：选B。生物量是某一调查时刻前净初级生产量的积累量，所以不能说生物量高的生态系统，其净初级生产量也高，A、C错误；次级生产量最终来源于初级生产量，所以影响次级生产量的主要因素是初级生产量，B正确；与海洋生态系统相比，陆地生态系统的次级生产量更少，D错误。
9．(2020·浙江湖州模拟)如图是生物圈中碳循环示意图，下列相关分析错误的是( )
A．生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足
B．A是消费者，C是生产者，碳在各成分间以CO2的形式传递
C．对E过度开发利用会打破生物圈中碳循环的平衡
D．碳循环过程需要能量驱动，同时又是能量的载体
解析：选B。生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足，A正确；A是消费者，C是生产者，碳在生物群落中以有机物的形式循环，在生物群落和无机环境之间以CO2的形式循环，B错误；E为化石燃料，若对此过度开发利用会导致温室效应的产生，C正确；能量是物质循环的动力，物质是能量的载体，D正确。
10．下列关于生态系统中物质循环的叙述，错误的是( )
A．低碳生活方式有助于维持生物圈中碳循环的平衡
B．物质循环是在生产者、消费者、分解者之间进行的
C．煤和石油通过燃烧和微生物的分解作用产生CO2，促进碳循环
D．生物圈不需要从外界获得任何物质补给，就能长期维持其正常功能
解析：选B。低碳生活方式可以减少CO2的排放，有助于维持生物圈中碳循环的平衡，A正确；物质循环是在生物圈的范围内，由生产者、消费者和分解者构成的生物群落与无机环境之间进行的，B错误；煤和石油通过燃烧和微生物的分解作用产生CO2，可为生产者的光合作用提供原料，进而促进碳循环，C正确；生物圈在物质上是一个自给自足的生态系统，不需要从外界获得任何物质补给，就能长期维持其正常功能，D正确。
11．(2020·浙江嘉兴高三月考)如图表示某生态系统一年中CO2的释放和消耗状况(相对量)。下列有关叙述正确的是( )
A．该生态系统中生产者的净光合作用量可用④－①表示
B．若②的量减小，则该生态系统消费者死亡率降低
C．该生态系统中消费者同化量的多少可用③表示
D．该生态系统一年中积累有机物的量可用④－②表示
解析：选A。该生态系统中生产者的净光合作用量＝生产者光合作用量－呼吸作用消耗量，可用④－①表示，A正确；分解者能分解生产者和消费者的排泄物及遗体残骸，因此②的量减小，不能说明该生态系统消费者死亡率降低，B错误；消费者的同化量一部分用于自身生长、发育和繁殖，一部分流向下一个营养级，一部分流向分解者，因此该生态系统中消费者同化量的多少不可用③表示，C错误；该生态系统一年中积累有机物的量可用④－①－②－③表示，D错误。
12．某草原生态系统的一条食物链A→B→C中，各种群在一年时间内对能量的同化、利用和传递等的数量统计(单位：百万千焦/年)如下表。下列相关叙述正确的是( )
种群
输入
的总
能量
用于生长、
发育和繁
殖的能量
呼吸
消耗
传递给
分解者
传递给
下一营
养级
未被利
用的能
量
A
65.5
3.0
15.0
41.5
B
15.0
5
0.5
2.5
C
2
0.6
1.4
微量
(不计)
无
A.种群A、B、C构成了该生态系统的生物群落
B．种群B呼吸消耗的能量为5百万千焦/年
C．能量从种群B到种群C的传递效率为12%
D．种群A储存在体内的能量为59.5百万千焦/年
解析：选D。群落是同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，种群A、B、C不包含该生态系统的所有生物，则不能构成该生态系统的生物群落，A错误；输入总能量＝呼吸消耗＋生长发育和繁殖的能量(又叫储存的能量)，生长发育和繁殖的能量＝流向分解者＋流向下一营养级＋未利用，则种群B呼吸消耗的能量为15－5＝10 百万千焦/年，B错误；相邻两营养级的能量传递效率等于相邻两营养级的同化量之比，表格中输入的总能量即为同化量，则能量从B到C的传递效率为2/15≈0.133，则能量从种群B到种群C的传递效率为13.3%，C错误；种群A储存在体内的能量即净同化量＝传递给分解者＋传递给下一营养级＋未被利用的能量＝3.0＋15.0＋41.5＝59.5百万千焦/年，D正确。
13．如图1是某生态系统中碳循环模式图，图2为某生态农业发展模式图，据图回答下列问题：
(1)图1中甲代表的生物成分是__________，B代表的生理过程是________。造成温室效应的主要原因是______________________。若第二营养级的生物具有食用和药用价值，则说明生物多样性具有________价值。
(2)图2中农作物所积累的有机物中能量的去向有________________________________
________________________________________________________________________。
从生态系统的主要功能分析，该生态农业较好地实现了________________________________________________________________________。
(3)如果要提高该农业生态系统的抵抗力稳定性，依据生态系统中生物种群间的相互关系，应科学增加农田中的______________。
(4)图2中属于图1中丙代表的生物有________________。
解析：(1)结合图1分析碳循环过程可知，甲代表生产者、乙代表消费者、丙代表分解者，A代表的生理过程是光合作用、B代表的生理过程是呼吸作用，主要是需氧呼吸。产生温室效应的主要原因是大气中CO2过多，而大气中CO2过多是人类大量燃烧化石燃料造成的。
(2)图2中农作物起着重要的作用，其固定的有机物中能量的去向有3个：流向下一个营养级、自身呼吸消耗、被分解者分解。生态农业的建立实现了物质的循环利用和能量的多级利用，减少了能量的浪费和环境污染。
(3)生态系统的抵抗力稳定性与其营养结构的复杂程度有关，生物种类越多，其抵抗力稳定性越高。
(4)图1中丙代表分解者，图2中属于分解者的生物有食用菌、蚯蚓。
答案：(1)生产者 呼吸作用 化石燃料的大量燃烧 直接
(2)流向下一个营养级、自身呼吸消耗、被分解者分解
物质的循环利用和能量的多级利用
(3)生物种类 (4)食用菌、蚯蚓
14．(2020·杭州模拟)下面为某生态系统的“能量流动”图解，图中字母A、B、C、D、E表示生态系统的成分，字母a、b、c、d表示能量，序号表示生理过程或能量流动方向。请据图回答下列问题：
(1)流经该生态系统的总能量是通过________(填序号)过程实现的。食草动物排出的粪便中仍含有部分能量，这一部分能量流入分解者体内的过程应是图示中的________(填序号)箭头所示。该生态系统必不可少的两种生物成分除A外，还有______(填字母)。图中生物构成的食物链有______个营养级。
(2)如果该生态系统受到DDT(一种有机磷农药)污染，体内DDT含量最高的是__________(填字母)。
(3)大豆、蓝细菌、硝化细菌都属于A生产者，其中硝化细菌是以__________作用的方式合成有机物的。这三种生物中细胞结构相似的是____________________，主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)图中释放的能量d是通过生物E的__________作用实现的。
解析：(1)图中B、C、D、E分别代表初级消费者、次级消费者、三级消费者和分解者，流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能的总量；食草动物排出的粪便中的能量不属于食草动物的同化量，而是生产者的同化量。生态系统必不可少的生物成分为生产者和分解者，该生态系统的食物链为A→B→C→D，共有4个营养级。(2)营养级越高，体内的DDT含量越高，由(1)可知，D中DDT含量最高。(3)蓝细菌与硝化细菌都属于原核生物，细胞中均无成形的细胞核，蓝细菌通过光合作用合成有机物，而硝化细菌通过化能合成作用合成有机物。(4)动植物遗体残骸等中的能量通过分解者的呼吸作用以热能的形式散失。
答案：(1)① ⑤ E 4 (2)D (3)化能合成 蓝细菌和硝化细菌 它们细胞中均无成形的细胞核 (4)呼吸
15．(2020·金华模拟)研究发现，每升天然水中含0.01毫克汞或者0.1毫克的杀虫剂，就会对人体造成危害。某研究小组开展了某湖泊中环境问题的研究，他们首先选取了该湖泊中5种不同的生物A、B、C、D、E，并对其进行消化道内食物组成的分析；然后又请当地湖泊研究所的专家对这5种生物体内2种污染物的含量进行了测定，如表所示。分析回答：
生物种类
消化道内
食物组成
千克体重污染物含量/mg
汞
某种杀虫剂
A
鱼(甲)
鱼(乙)
78
96
B
河蚌
水蚤、小球藻
25
57
C
小球藻
/
3
5
D
鱼(乙)
水蚤
10
31
E
水蚤
小球藻
5
15
(1)表中生物可能形成的食物链(网)为___________________________________，
河蚌(B)和水蚤(E)的关系是______________________________________。
若C中的能量不变，将B的食物比例由C∶E＝1∶1调整为2∶1，能量传递效率按10%计算，该生态系统传递给B的能量是原来的________倍。
(2)如图为该湖泊生态系统参与碳循环的示意图，甲、乙、丙、丁代表生态系统的4种成分，图中以CO2形式流动的是________(填序号)，①的生理作用主要是________，该生态系统中丙的成分为________。
(3)分析上表，你认为这一湖泊面临的主要环境问题是什么？________________________________________________________________________。
针对这一问题，你将提出什么样的保护或改善建议？____________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)先确定小球藻为生产者，再根据消化道中的食物组成确定消费者的类型(初级，次级……)，最后写出具体的食物链(网)。B的食物比例C∶E＝1∶1时，设B中的能量为x，则需要C的能量为1/2x÷0.1＋1/2x÷0.1÷0.1＝55x；B的食物比例C∶E＝2∶1时，设B中的能量为y，则需要C的能量为2/3y÷0.1＋1/3y÷0.1÷0.1＝40y；根据题意C中的能量不变，则55x＝40y，y/x＝1.375。(2)据图可知甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者，丁为大气中的CO2库。①过程主要为生产者的光合作用，②为生产者的呼吸作用。①②是以CO2形式循环的，消费者的呼吸作用和分解者的分解作用均以CO2的形式进入大气中，即⑥和⑤以CO2的形式进入大气中。(3)根据表格所示，污染物为重金属离子(汞)和杀虫剂。可以从源头上、污染后的处理方法等方面考虑。此小题为开放性的问题，只要合理即可。
答案：(1) 捕食和竞争 1.375
(2)①②⑤⑥ 光合作用 分解者
(3)重金属离子(汞)和杀虫剂污染 防止重金属离子、杀虫剂等有害物质进入水体
知识内容
考试要求
知识内容
考试要求
1．初级生产量、次级生产量及生物量的含义
a
3.生态系统中的能量流动
c
2．生态系统中的碳循环
c
4.能量流动和物质循环的关系
c
生态系统中的生产量和生物量
1．初级生产量：指绿色植物通过光合作用所制造的有机物质或所固定的能量。单位：g/(m2·a)或J/(m2·a)(a代表年)。
(1)生产过程的化学反应式
6CO2＋12H2OC6H12O6＋6O2＋6H2O
(2)总初级生产量：包括呼吸消耗在内的全部生产量，用GP表示。
(3)净初级生产量：在初级生产量中，有一部分是被植物的呼吸(R)消耗掉了，剩下的用于植物的生长和繁殖，用NP表示，即NP＝GP－R。净初级生产量随温度和雨量的不同有很大差异。
2．生物量：净生产量在某一调查时刻前的积累量。
(1)单位：g/m2或J/m2。
(2)NP＝GP－R
3．次级生产量：异养生物(包括消费者和分解者)等次级生产者利用现成有机物质而生产出来的有机物质。
(1)单位：g/(m2·a)或J/(m2·a)。
(2)生产过程：次级生产者的同化量－呼吸量，即为次级生产量。
(1)次级生产量归根结底是要依靠植物在光合作用中产生的有机物(√)
(2)凡是异养生物都是次级生产者(√)
(3)海洋的初级生产量之和虽是陆地初级生产量的1/2，但次级生产量却相当于陆地的3倍多(√)
(4)次级生产量减去呼吸量即为净次级生产量(×)
(必修3 P107图6－7改编)如图表示动物利用食物的过程，下列叙述正确的是( )
A．次级生产量的食源都是初级生产量
B．次级生产量是次级生产者的同化量
C．哺乳动物的③/①值一般为10%
D．恒温动物的④/③值一般低于变温动物
解析：选D。次级生产量的食源可以是初级生产量，也可以是上一营养级的次级生产量，A错误；在单位时间内由于动物和微生物(异养型)的生长和繁殖而增加的生物量或所贮存的能量即为次级生产量，所以次级生产量等于同化量减去呼吸量，B错误；哺乳动物与其食物之间的能量传递效率应为：③/(①＋未收获量)＝10%，C错误；与变温动物相比，恒温动物需要消耗更多的能量维持体温，所以细胞呼吸消耗的能量多，有机物的积累量(④)较少，所以恒温动物的④/③值一般低于变温动动物，D正确。
1．比较初级生产量、生物量和次级生产量
项目
初级生产量
生物量
次级生产量
能量来源
太阳光能
太阳光能
或有机物
植物生产
的有机物
描述单位
g/(m2·a)
或J/(m2·a)
g/m2
或J/m2
g/(m2·a)
或J/(m2·a)
能量大小
最大
较大
较小
三者的关系
(1)总初级生产量(GP)＝净初级生产量(NP)＋植物呼吸量(R)；
(2)当净生产量表示在某一时刻前的有机物质积累量时即为生物量；
(3)次级生产量的能量来源于初级生产量；
(4)初级生产量、生物量和次级生产量的能量一般均直接或间接来源于太阳光能
2.顶极群落的生产量和生物量
生产与呼吸消耗平衡时达到稳定状态，即所谓顶极群落的状态，如果生产量大于呼吸量，则还可以继续演替，群落的丰度还能继续上升。换句话说顶极群落中的总生产量等于总呼吸量，初级生产者生产的能量基本全部沿食物链被各个营养级消耗，因此群落总的净生产量约为零。
[题组冲关]
1．(2017·浙江4月选考)下列关于生态系统生产量和生物量的叙述，正确的是( )
A．陆地生态系统的总初级生产量随着纬度的增加而增加
B．顶极群落的净初级生产量小于同类型的非顶极群落
C．因海洋生态系统中以捕食食物链为主而导致生物量为倒金字塔形
D．食高等植物的消费者比食单细胞藻类的消费者具有更高的次级生产量
解析：选B。总初级生产量是绿色植物通过光合作用固定的能量，陆地生态系统的总初级生产量随着纬度的增加而减少，A错误；顶极群落是达到平衡状态的群落，群落整体的净生产量几乎为0，所以顶极群落的净生产量小于同类型的非顶极群落，B正确；海洋中的生产者主要是单细胞藻类，它们个体小、繁殖快、含纤维素少，可以整个被浮游动物吞食和消化，并迅速地转化为下一个营养级的生物量，所以生物量为正金字塔形，C错误；植食动物利用藻类的效率相当于陆地动物利用植物效率的5倍，所以植食动物具有更高的次级生产量，D错误。
2．(2020·浙江省十校联考)下列有关生物量的描述，不正确的是( )
A．生物量实际上就是净生产量在某一调查时刻前的积累量
B．构成植物体的有机物积累越多则其生物量越大
C．生物量的单位通常用g/m2或J/m2表示
D．生物量只能用于植物不能用于动物
解析：选D。次级生产量是次级生产者(包括异养生物即消费者、分解者)的有机物质生产量，不包括生产者的生产量(初级生产量)，D错误。
生态系统中的能量流动
1．能量流动的过程
(1)能量的来源：太阳能。
(2)起点：生产者固定太阳能。
(3)流经生态系统的总能量：生产者通过光合作用所固定的全部太阳能。
(4)渠道：食物链和食物网。
(5)能量转化：太阳能→有机物中的化学能→热能(最终散失)。
(6)流动形式：有机物中的化学能。
(7)散失途径：呼吸作用，包括各个营养级自身的呼吸消耗以及分解者的呼吸作用。
(8)能量散失的形式：以热能形式散失。
2．能量流动特点
(1)单方向的，不可逆的。
(2)逐级递减，传递效率一般只有约10%。
3．从能量流动过程可以推知
(1)植食动物比肉食动物多。
(2)高营养级生物数量少、生物量小、能量少、价值高。
(3)一个生态系统必须不断地从外界输入能量才能维持其正常功能。
(1)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能(×)
(2)生产者通过光合作用合成有机物时，能量就从无机环境输入到了生物群落(√)
(3)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(√)
(4)生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的(×)
(5)多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多(√)
(6)由于散失的热能不能被生产者再固定，且食物链中捕食与被捕食的关系不可逆转，所以生态系统的能量流动是单向的(√)
(必修3 P110图6－9改编)赛达伯格湖的能量流动如下图所示。图中数字为能量数值，单位是J/(cm2·a)。请回答：
(1)生态系统的两大重要功能是_________________________________________________。
(2)生产者处于第________营养级，图中生产者到植食性动物的能量传递效率约为________%(保留一位小数)。
(3)据图分析，植食性动物所同化能量的去向包括：________、________、未利用和流向下一营养级。由此可见，生态系统中能量流动的特点是___________________________。
解析：(2)生产者处于第一营养级，图中生产者到植食性动物的能量传递效率约为62.8÷464.6×100%≈13.5%。(3)植食性动物所同化能量的去向有：呼吸消耗；流向分解者；流向下一营养级；未利用。能量流动的特点是单向流动、逐级递减。
答案：(1)物质循环和能量流动
(2)一 13.5
(3)呼吸作用 分解者利用(与前一空位置可颠倒)
单向流动、逐级递减
考法1 能量流动的过程分析
(1)光能射入量＝生产者固定量＋反射量。
(2)生产者同化量＝流经生态系统总能量≠各营养级同化量总和。
(3)动物同化的能量不等于摄入的能量：动物同化的能量＝摄入量－粪便中有机物中的能量，即摄入的食物只有部分被同化。
(4)粪便量属于上一营养级的同化量。消费者产生的粪便不属于该营养级同化的能量，它实际上与上一营养级的遗体、残骸一样，属于上一营养级的未被利用的部分。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。
因混淆“摄入量”与“同化量”“粪便中的能量”
与“尿液中的能量”而出错
(1)摄入量≠同化量：摄入量－粪便中能量才是同化量，动物的粪便不曾被动物消化吸收而同化，不属于同化量，如兔吃草时，兔粪便中的能量应为草流向分解者的能量，而不属于兔同化量。
(2)粪便中的能量≠尿液中的能量：粪便中的能量不属于动物同化量，但尿液中尿素所含能量应属于动物同化量的一部分。
[题组冲关]
1．(2020·浙江1月选考)下列关于生态系统能量流动的叙述，正确的是( )
A．营养级数量越多，相邻营养级之间的能量传递效率就越低
B．呼吸消耗量在同化量中所占比例越少，生物量增加就越多
C．生产者的净初级生产量越大，各级消费者的体型就越大
D．营养级所处的位置越高，该营养级所具有的总能量就越多
答案：B
2．如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，下列各项中正确的是( )
A．①表示流经生态系统内部的总能量
B．次级消费者粪便中的能量属于①中的部分能量
C．④是指第二营养级遗体残骸中蕴含的能量
D．一般情况下，③＋④之和约为②的10%
解析：选B。生产者的同化量是流经生态系统的总能量，①是初级消费者的同化量；次级消费者粪便中的能量来自初级消费者，属于初级消费者同化量的一部分；次级消费者是第三营养级，④是其遗体残骸中蕴含的能量；一般情况下，两个营养级之间的同化量之比是能量传递效率，③/②约为10%。
考法2 流入某一营养级的能量来源和去路
(1)能量来源
(2)能量去向：流入某一营养级(最高营养级除外)的能量去向可以从以下两个角度分析
①定量不定时(能量的最终去处)
这一定量的能量不管如何传递，最终都以热能形式从生物群落中散失，生产者源源不断地固定太阳能，才能保证生态系统能量流动的正常进行。
②定量定时
如果是以年为单位研究，未被利用的能量将保留到下一年。
利用“拼图法”巧解能量流动
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(B1＋C1＋D1)。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。
[题组冲关]
3．(2020·浙江杭州高三模拟)下列有关生态系统的能量及其生态学原理运用的叙述，正确的是( )
A．最高营养级生物所同化的能量不会再提供给其他生物
B．分解者可以通过分解消费者的粪便，从而获得该消费者所同化的能量
C．为提高作物的产量，可多给作物施用有机肥，实现能量的循环利用
D．可通过增加食物链提高人工生态系统的稳定性，以减少病虫害
解析：选D。最高营养级生物所同化的能量可被分解者获取，A错误；消费者的粪便中含有的能量属于上一营养级的生物，不属于消费者的同化量，B错误；为提高作物的产量，可多给作物施用有机肥，实现物质的循环利用，生态系统的能量流动不能循环，C错误；可通过增加食物链提高人工生态系统的稳定性，以减少病虫害，D正确。
4．下图为“桑基鱼塘”农业生态系统的能量流动图解，据图分析，下列叙述错误的是( )
A．图中用于桑树生长、发育、繁殖的能量是C
B．图中未利用的能量是指蚕粪便中的能量
C．桑树与蚕之间的能量传递效率可以用(E＋F＋G＋H)/A表示
D．桑树的总光合作用固定的能量可以用B＋C表示
解析：选B。B表示桑树的呼吸作用消耗的能量、C表示用于桑树生长、发育、繁殖的能量。桑树的总光合作用固定的能量是B＋C。桑树与蚕之间的能量传递效率可以用(E＋F＋G＋H)/A表示。未利用的能量是指既没有流向分解者，也没有流向下一营养级和用于呼吸的能量。
考法3 能量流动特点的原因分析与传递效率
(1)能量流动特点的原因分析
①单向流动的原因
a．食物链中各营养级的顺序是不可逆转的，这是长期自然选择的结果，如肉食动物以植食动物为食，而植食动物不能以肉食动物为食，植物与植食动物的能量关系也是如此。
b．各营养级生物通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用，因此能量无法循环。
②逐级递减的原因
a．各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。
b．各营养级的能量都会有一部分流入分解者，包括未被下一营养级生物所利用的部分。
(2)能量传递效率：指相邻两个营养级之间同化量的比值。
＝×100%＝≈10%
能量传递效率≠能量利用效率
(1)能量传递效率：能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，若以“营养级”为单位，能量在相邻两个营养级之间的传递效率约为10%。
(2)能量利用效率：通常考虑的是流入人体中的能量占生产者能量的比值，或流入最高营养级的能量占生产者能量的比值，或考虑分解者的参与，以实现能量的多级利用。
[题组冲关]
5．下列有关生态系统中能量流动的叙述，正确的是( )
A．兔子吃了1千克的草，则这1千克草中的能量就流入了兔子体内
B．一只狼捕食了一只兔子，则这只兔子中约有10%的能量流入狼的体内
C．生产者通过光合作用合成有机物，能量就从无机环境流入了生物群落
D．生态系统的能量是伴随着物质循环而被循环利用的
解析：选C。兔子吃的草中的能量一部分被兔子同化，一部分残留在粪便中，A错误。能量传递效率中的10%指的是营养级与营养级之间的传递效率，并非个体与个体之间的，B错误。生产者通过光合作用合成有机物来固定太阳能，而太阳能来自无机环境，C正确。生态系统中的能量是单向流动、逐级递减的，最终都会以热能的形式散失，D错误。
6．下面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)，下列选项中正确的是( )
A．图中b＝h＋c＋d＋e＋f＋i
B．生产者与初级消费者之间的能量传递效率为b/a×100%
C．在“草→兔→狼”这一食物链中，狼粪便中的能量属于d
D．缩短食物链可以提高能量传递效率
解析：选C。首先，生产者固定的能量应该是流经生态系统的总能量，摄入量＝同化量＋粪便中的能量，因此c为同化量，h为粪便中的能量，同化量＝呼吸作用中以热能形式散失的能量＋用于生长、发育和繁殖的能量，因此d是初级消费者用于自身生长、发育和繁殖的能量，f是呼吸作用中以热能形式散失的能量，i是流入分解者的能量，e是下一营养级摄入的能量，所以b＝h＋c＝f＋d＋h＝f＋e＋g，A项错误；能量传递效率是相邻营养级同化量之间的比值，生产者与初级消费者之间的能量传递效率为c/a×100%，B项错误；狼粪便中的能量应该属于上一级消费者兔子的同化量中用于生长、发育和繁殖的能量，C项正确；缩短食物链可以提高能量利用率，但不能提高能量传递效率，D项错误。
生态系统中的碳循环
1．含义：在一个相对封闭的循环圈中周而复始，往复循环。参与循环的物质数量恒定，而且可以得到重复利用。
2．碳循环的路线：大气圈―→植物和动物―→分解者―→大气圈。
3．碳循环过程
(1)写出图中各标号的名称
①呼吸作用；②光合作用或化能合成作用；③摄食；④呼吸作用；⑤燃烧；⑥分解作用。
(2)循环形式：CO2和有机物。
4．碳循环的特点
(1)反复利用，往复循环。
(2)具有全球性。
(1)碳在生物群落和无机环境之间主要以有机物形式循环(×)
(2)化石燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因(√)
(3)低碳生活方式有助于维持生物圈中碳循环的平衡(√)
(4)生态系统的物质循环指的是各种化合物在生物群落与无机环境之间往复循环(×)
(5)生态系统的物质循环和能量流动的渠道都是食物链和食物网，所以物质和能量是循环往复的(×)
(6)物质是能量流动的载体，能量流动是物质循环的动力(√)
(7)如果人们不按生态规律办事，乱砍滥伐森林，会影响生态系统的碳循环(√)
(必修3 P112图6－12改编)某生态系统的能量流动和碳循环如图所示。请回答：
(1)在该生态系统的组成成分中，③属于________。
(2)图中②代表的生理过程是___________________________________________。
(3)图中__________(填“实线”或“虛线”)箭头代表碳循环。能量流动具有单方向的、不可逆的和______________________的特点。
(4)若某生态系统遭到火灾，多年后演变成了一片森林，这个过程称为__________。该生态系统会朝着物种多样化、________复杂化和功能完善化的方向发展，直至稳态为止。
解析：由图可知，①为生产者的光合作用，②为呼吸作用，③为分解者，④为由生产者流向下一个营养级的能量。碳能够循环利用，而能量只能单向流动、逐级递减，故虚线表能量流动，实线代表碳循环。
(1)由图可知，③属于分解者。
(2)图中②代表的生理过程是呼吸作用。
(3)物质能够循环利用，而能量只能单向流动、逐级递减，所以实线为碳循环。
(4)群落演替是一些物种优势取代另外一些物种的过程，生态系统会朝着物种多样化、结构复杂化和功能完善化的方向发展，直至稳态为止。
答案：(1)分解者 (2)呼吸作用 (3)实线 逐级递减 (4)次生演替(演替) 结构
考法1 碳循环过程
(1)碳循环分析
①碳进入生物群落的途径：生产者的光合作用或化能合成作用。
②大气中CO2来源
a．生产者、消费者的呼吸作用。
b．分解者的分解作用。
c．化学燃料的燃烧。
③分析温室效应产生的原因
a．化学燃料的大量燃烧，产生CO2。
b．植被破坏，降低了对大气中CO2的调节能力。
④缓解温室效应的措施
a．开发清洁能源，减少化学燃料的燃烧。
b．植树造林、退耕还林还草，增加绿地面积。
(2)常见模型分析
图1：E为生产者；F、D、B都为消费者；C为分解者；A为大气中的CO2库。
图2：A为生产者；B为消费者；C为分解者；D为大气中的CO2库。
图3：A为生产者；C为消费者；B为分解者；D为大气中的CO2库。
图4：A为生产者；B、C都为消费者；D为分解者。
“三看法”快速确认碳循环的各环节
[题组冲关]
1．如图为生物圈碳循环过程示意图，甲～丁表示生态系统的成分，①～⑦表示过程。下列叙述正确的是( )
A．①⑤⑥表示呼吸
B．①和②的速率基本相等
C．甲→丙→丁构成捕食食物链
D．③④⑦过程中碳以有机物的形式传递
解析：选D。①表示光合作用或化能合成作用，⑤⑥表示呼吸作用，A错误；一般情况下，①的速率大于②，B错误；甲→丙构成捕食食物链，丁是分解者，C错误；③④⑦过程中碳以有机物的形式传递，D正确。
2．大气中CO2过多与碳循环失衡有关。根据下图所作出的判断不正确的是( )
A．增加自养生物种类和数量有利于降低大气中的CO2含量
B．大气中CO2的增加主要与异养生物②的数量增加有关
C．该生态系统中的自养生物与所有异养生物构成了生物群落
D．该图能表示物质循环过程，不能准确表示能量流动
解析：选B。自养生物能利用大气中的CO2，有利于降低大气中的CO2含量，A正确；大气中CO2的增加主要与化石燃料的燃烧有关，B错误；生态系统中的自养生物为生产者，所有异养生物包括消费者和分解者，这些生物共同构成了生物群落，C正确；该图能表示物质循环过程，不能准确表示能量流动，能量是单向流动、逐级递减的，D正确。
考法2 能量流动和物质循环的关系
(1)能量流动和物质循环的关系
项目
能量流动
物质循环(以碳循环为例)
形式
太阳能→化学能→热能
特点
单向流动、逐级递减
全球性、循环性
范围
生态系统各营养级
生物圈(全球性)
联系
同时进行、相互依存，不可分割
①能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解；
②物质是能量沿食物链(网)流动的载体；
③能量是物质在生态系统中往复循环的动力
(2)重金属等物质的生物放大作用与能量流动特点的比较
重金属和DDT等农药的生物放大：生物放大问题与能量流动相反，能量沿食物链流动时逐级递减，而农药或重金属在食物链中则存在“生物放大作用”，即营养级越高，该物质浓度越高。
[题组冲关]
3．(2020·浙江八所重点中学联考)图1是某生态系统碳循环示意图，其中A、B、C、D是生态系统内各生物成分，1、2、3、4、5、6表示有关的生理过程；图2为该生态系统中某一食物链及部分能量流动情况。下列说法正确的是( )
A．在图1中，B、C分别属于初级消费者、生产者
B．图1中能表示细胞呼吸过程的只有2、4、5
C．如果A发生瘟疫，D的数量将先增加后减少最后趋于稳定
D．在图2的食物链中，②/①的值代表兔与狼(生物之间)的能量传递效率
解析：选C。图1中C是生产者，B是分解者，D是初级消费者，A是次级消费者，A项错误；图中的过程3是分解者的分解作用，其实质也是细胞呼吸，B项错误；如果次级消费者A因发生瘟疫而数量减少，则初级消费者的数量会增加，增加后会导致生产者数量减少，D又会因食物减少而使其数量减少，最后趋于相对稳定状态，C项正确；图2中的①和②代表兔和狼的摄入量而不是同化量，所以②/①的值不能代表兔与狼(生物之间)的能量传递效率，D项错误。
4．如图表示某生态系统(部分)的组成及物质和能量流向情况(秃鹫以动物尸体为食)，下列关于该生态系统的叙述正确的是( )
A．M代表光能，N代表热能，P代表无机盐、CO2
B．图中共有4条捕食食物链，秃鹫所占有的营养级最多
C．图中狼与秃鹫之间的能量传递效率一般为10%
D．群落内部的负反馈调节维持着该生态系统的稳定性
解析：选D。由题意可知：该图表示某生态系统的组成及物质和能量的流向情况，所以M应表示光能和CO2等无机物，N表示生产者、消费者通过呼吸散失的热能和CO2，P表示由分解者分解释放的热能和CO2等，A错误；秃鹫以动物尸体为食，说明秃鹫属于分解者，不参与捕食食物链的构成，因此图中只有1条捕食食物链，B错误；能量在相邻两个营养级之间的传递效率一般是10%，秃鹫属于分解者，因此狼与秃鹫之间的能量传递效率一般不会是10%，C错误；群落内部的负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础，维持着该生态系统的稳定性，D正确。
1．(2020·浙江嘉兴模拟)下列关于生产量的叙述，正确的是( )
A．净初级生产量会部分转化为次级生产量
B．次级生产者就是指各种动物，不包括分解者
C．分解者的生产量不会转化为消费者的生产量
D．顶极群落的初级生产量大于演替中的群落
解析：选A。净初级生产量会被第二营养级和其他消费者摄入体内，转化为次级生产量，A正确；凡是异养生物都属于次级生产者，次级生产者包括分解者，B错误；分解者的生产量能转化为消费者的生产量，C错误；顶极群落的初级生产量有可能大于演替中的群落，但也不一定，因为有的顶极群落是草本阶段，D错误。
2．下列关于生态系统中物质循环和能量流动的叙述，正确的是( )
A．富营养化水体出现蓝细菌水华的现象，可以说明能量流动的特点
B．生态系统中能量的初始来源只有太阳能
C．食物链各营养级中约10%的能量会被分解者利用
D．无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用
解析：选D。A项，富营养化水体出现蓝细菌水华，是由于N、P等植物生长所需的矿质元素过多，引起藻类大量繁殖，未涉及沿食物链进行的能量流动。B项，生态系统中能量的初始来源也可能是化学能，如硝化细菌的化能合成作用。C项，能量流动是单向、递减的，每个营养级约有10%的能量流向下一营养级，而不是被分解者利用。D项， 无机环境中的物质可以通过多种途径如光合作用、化能合成作用、根的吸收等进入生物群落被生物利用。
3．(2020·绍兴模拟)如图表示生物圈中碳元素的循环过程，下列有关叙述正确的是( )
A．④过程代表绿色植物的光合作用，③代表化能合成作用
B．图中甲、乙、丙分别代表消费者、生产者和分解者
C．物质循环是指碳元素在甲、乙、丙间以有机物的形式传递
D．图中甲、乙、丙包含的所有种群共同构成生物群落
解析：选D。由图示信息可知，甲代表分解者，乙代表生产者，丙代表消费者，④代表光合作用或化能合成作用，③代表呼吸作用；碳循环是指碳元素在生物群落和无机环境之间进行的循环；图中的生产者、消费者和分解者共同构成了生物群落。
4．(2020·浙江稽阳高三月考)下图为能量流动示意图，其中a1是流入第一个营养级的总能量，相关说法正确的是( )
A．第一个营养级传递给分解者的总能量是a4＋a7
B．能量散失a3，可以再被生物同化利用
C．a1、a2、a3、a6中的能量都以稳定化学能的形式存在
D．第一个营养级和第二个营养级之间能量传递效率是a6÷a2
解析：选A。图中的a7是第二个营养级粪便中的能量，该能量并没有被第二个营养级同化，因此仍然属于生产者(第一个营养级)流向分解者的能量，因此第一个营养级传递给分解者的能量是a4＋a7，A正确；能量散失a3都以热能的形式散失，该能量不能再被生物同化利用，B、C错误；从题图中看出，a1是流入第一个营养级的总能量(即第一个营养级同化的总能量)，而第二个营养级同化的能量为a6，因此能量传递效率＝a6÷a1，D错误。
5．(2020·浙江丽水月考)如图是某草原生态系统的能量流动图解，N代表能量值，下列有关叙述不正确的是( )
A．第一营养级与第二营养级之间的能量传递效率为N5/N3×100%
B．生物间的捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性
C．蜣螂利用的能量N6属于草被分解者利用的能量的一部分
D．适量放牧牛、羊会增大N2与N1的比值
解析：选A。能量由第一营养级传递给第二营养级的传递效率为第二营养级同化量与第一营养级同化量的比值，即N5/N2×100%；生态系统中能量流动是单向的；蜣螂利用的牛、羊粪便中的能量属于草同化量的一部分，因此蜣螂利用的能量N6属于草被分解者利用的能量的一部分；适量放牧，会减少因叶片相互遮挡以及竞争而造成的部分牧草死亡等，有利于草的生长，能增大其对光能的利用率，增大N2与N1的比值。
6．(2018·浙江11月选考)在一个自然生态系统中，生存着生产者、初级消费者和次级消费者等生物。回答下列问题：
(1)捕食食物链反映了各种生物之间____________的关系。食物链数量的改变与生态系统内生物____________的变化相关，并能影响生态系统的________________________________________________________________________能力。
(2)分别测定所有生产者、初级消费者和次级消费者的能量值，可以分析能量在____________之间的流动情况。初级消费者摄入的能量可分为初级消费者同化的能量和____________的能量两大部分。在相同条件下，恒温动物的能量传递效率小于变温动物，其主要原因是恒温动物____________________________________。
解析：(1)捕食食物链反映的是各种生物之间的捕食和被捕食的关系，是一种单方向的营养关系。多条食物链构成食物网，食物网中的生物是相互联系的，所以食物链数量的改变与生态系统中生物种类数的变化有关。一般来说，生物种类数越多，生态系统中食物链数量越多，食物网就越复杂，从而生态系统的自我调节能力也就越强。
(2)生态系统中的能量流动主要有两种研究角度：①研究能量沿一个食物链流动；②研究能量从一个营养级流向另一营养级。而生产者、初级消费者和次级消费者分别属于不同的营养级，所以分别测定不同营养级的能量值，可以分析能量在不同营养级之间的流动情况。初级消费者摄入的能量，按照是否被利用可分为：被初级消费者利用的能量和未被利用的能量，被初级消费者利用的能量也就是初级消费者同化的能量。能量传递效率＝下一营养级的同化量/上一营养级的同化量×100%，假设恒温动物(变温动物)的同化量相等，由于恒温动物为了维持体温而消耗更多的这一级的同化量，导致传递给下一营养级的能量减少，下一营养级的同化量也就随之减少，所以恒温动物的能量传递效率小于变温动物。
答案：(1)取食与被取食 种类数 自我调节
(2)不同营养级 未利用 需消耗更多的能量用于维持体温恒定
1．(2020·绍兴模拟)有人发起“多吃素食、少吃肉食”的运动，以援助粮食短缺地区的人民。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发病率
B．直接以低营养级生物为食将消耗生态系统更多能量
C．吃肉食比吃素食消耗的粮食总量多
D．节省的肉食可以帮助灾民提高营养水平
解析：选C。A项是从人体物质代谢的角度来描述的，而不是运用生态学知识进行的解释，错误；B项，直接以低营养级生物为食，由于能量传递经过的营养级少，损失的能量少，可利用的能量应该较多，错误；C项是从生态系统中能量流动的角度合理解释题干中的观点，正确；D项中是从营养的角度而非生态学的角度进行的解释，错误。
2．(2020·浙江台州月考)如图为生态系统食物网简图，若E生物种群的总能量为7.1×109 kJ，B生物种群的总能量为2.3×108 kJ。从理论上计算，A储存的总能量最少为( )
A．7.1×108 kJ B．4.8×107 kJ
C．5.95×107 kJ D．2.3×107 kJ
解析：选B。由图可知，D为生产者，要使A获得的能量最少，则必须保证三个条件：一是能量来源途径要最少，二是能量传递效率要最低，三是食物链要最长。故从理论上讲，与A储存的能量最少相关的食物链不可能是D→A，也不可能是D→A、D→E→C→A同时存在，只能是D→E→C→A。为此，E的能量在传给A的途径中，只有确保：①E在传给B时用去的能量最多，②E的总能量减去传给B的后再传给C时传递效率最低，③C在传给A时效率最低，结果才能使A获得的能量最少。所以据此计算得A储存的总能量最少为(7.1×109 kJ－2.3×108 kJ÷10%)×10%×10%＝4.8×107 kJ。
3．(2020·浙江黄岩选考模拟)如图表示生态系统中生产者能量的来源和去路，下列说法错误的是( )
A．流经该生态系统的总能量为a
B．b以热能形式散失
C．c用于自身生长、发育、繁殖
D．若d为下一个营养级同化的能量，则d的量是c的10%
解析：选D。生产者固定的太阳能是流经该生态系统的总能量，从图中分析为a，A正确；b为生产者通过细胞呼吸以热能形式散失的能量，B正确；从图中分析，c属于生产者用于自身生长、发育、繁殖的能量，C正确；若d为下一个营养级同化的能量，则d的量约是a的10%，D错误。
4．(2020·浙江省绿色评估联盟高三考试)如图是能量流动的图解，对此图解的理解不正确的是( )
A．图中方框的大小可表示该营养级生物所具有的能量多少
B．该图中C所具有的能量约为B的10%
C．该图中的A表示流经该生态系统的总能量
D．图中所示四个营养级能量的关系为A≥B＋C＋D
解析：选D。无机环境中的能量进入生态系统的起点是生产者，所以确定A为生产者，则B、C、D为消费者，由于能量流动是逐级递减的，所以图中方框大小可以用来表示该营养级生物所具有的能量多少。A所固定的能量，有四个去向：自身呼吸消耗、流向下一营养级、流向分解者、未被利用(图中没有标出未被利用部分)，所以A具有的能量大于B、C、D的能量之和。
5．(2020·浙江舟山高三期中)下面是碳循环简图，据图分析下列叙述正确的是( )
A．人类减少对③的依赖是当前缓解温室效应的重要措施
B．②过程增强后①过程随之增强，故不能通过增强②减少大气中的CO2量
C．生物群落内部碳循环的物质形式主要是CO2
D．参与②过程的生物包括生产者、消费者和分解者
解析：选A。引起温室效应的主要原因是化石燃料的大量燃烧，减少对化石燃料的燃烧是缓解温室效应的重要措施；②表示生产者固定CO2的过程，生产者固定CO2形成有机物，有机物中的碳只有一部分随着呼吸作用重新回到无机环境中，还有一部分储存在动植物体内，故可通过增强②来减少大气中的CO2量；生物群落内部碳循环的物质形式主要是含碳有机物；参与②过程的生物只有生产者。
6．(2020·温州模拟)如图为现代版“桑基鱼塘”农业生态系统的能量流动和物质循环模式图，据图分析正确的是( )
A．“桑”不能代表能量流动
B．模式图中不应有“池塘”的箭头
C．鱼是次级消费者
D．该生态农业促进了能量流动和物质循环
解析：选D。“桑”代表该生态系统能量的输入，A错误；该池塘水体中还有其他的生产者，模式图中应有“池塘”的箭头，B错误；图中显示鱼以蚕粪为食，是初级消费者，C错误；该生态农业促进了物质循环，提高了能量的利用率，D正确。
7．(2020·浙江部分重点中学高三模拟)右图表示某农业生态系统的碳循环模式图，下列说法正确的是( )
A．图中全部生物可构成2条食物链
B．碳以有机物的形式由e传递到a
C．若将c、d的排泄物用于肥田，有利于提高能量的传递效率
D．若杀灭c中的农业害虫，有利于能量流向对人类最有益的部分
解析：选D。由题图可知，a为大气中的二氧化碳库，b为生产者，c、d为消费者，e为分解者，由于分解者e不在食物链中，所以图中生物只可构成一条食物链，A错误；碳以二氧化碳的形式由e传递到a，B错误；若将c、d的排泄物用于肥田，有利于提高能量的利用率，但不能提高能量的传递效率，C错误；若杀灭c中的农业害虫，有利于能量流向对人类最有益的部分，D正确。
8．下列关于生态系统的生产量和生物量的叙述，正确的是( )
A．生物量高的生态系统，其净初级生产量也高
B．影响次级生产量的主要因素是初级生产量
C．生物量约等于总初级生产量减去所有生物的呼吸消耗
D．与海洋生态系统相比，陆地生态系统的次级生产量更高
解析：选B。生物量是某一调查时刻前净初级生产量的积累量，所以不能说生物量高的生态系统，其净初级生产量也高，A、C错误；次级生产量最终来源于初级生产量，所以影响次级生产量的主要因素是初级生产量，B正确；与海洋生态系统相比，陆地生态系统的次级生产量更少，D错误。
9．(2020·浙江湖州模拟)如图是生物圈中碳循环示意图，下列相关分析错误的是( )
A．生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足
B．A是消费者，C是生产者，碳在各成分间以CO2的形式传递
C．对E过度开发利用会打破生物圈中碳循环的平衡
D．碳循环过程需要能量驱动，同时又是能量的载体
解析：选B。生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足，A正确；A是消费者，C是生产者，碳在生物群落中以有机物的形式循环，在生物群落和无机环境之间以CO2的形式循环，B错误；E为化石燃料，若对此过度开发利用会导致温室效应的产生，C正确；能量是物质循环的动力，物质是能量的载体，D正确。
10．下列关于生态系统中物质循环的叙述，错误的是( )
A．低碳生活方式有助于维持生物圈中碳循环的平衡
B．物质循环是在生产者、消费者、分解者之间进行的
C．煤和石油通过燃烧和微生物的分解作用产生CO2，促进碳循环
D．生物圈不需要从外界获得任何物质补给，就能长期维持其正常功能
解析：选B。低碳生活方式可以减少CO2的排放，有助于维持生物圈中碳循环的平衡，A正确；物质循环是在生物圈的范围内，由生产者、消费者和分解者构成的生物群落与无机环境之间进行的，B错误；煤和石油通过燃烧和微生物的分解作用产生CO2，可为生产者的光合作用提供原料，进而促进碳循环，C正确；生物圈在物质上是一个自给自足的生态系统，不需要从外界获得任何物质补给，就能长期维持其正常功能，D正确。
11．(2020·浙江嘉兴高三月考)如图表示某生态系统一年中CO2的释放和消耗状况(相对量)。下列有关叙述正确的是( )
A．该生态系统中生产者的净光合作用量可用④－①表示
B．若②的量减小，则该生态系统消费者死亡率降低
C．该生态系统中消费者同化量的多少可用③表示
D．该生态系统一年中积累有机物的量可用④－②表示
解析：选A。该生态系统中生产者的净光合作用量＝生产者光合作用量－呼吸作用消耗量，可用④－①表示，A正确；分解者能分解生产者和消费者的排泄物及遗体残骸，因此②的量减小，不能说明该生态系统消费者死亡率降低，B错误；消费者的同化量一部分用于自身生长、发育和繁殖，一部分流向下一个营养级，一部分流向分解者，因此该生态系统中消费者同化量的多少不可用③表示，C错误；该生态系统一年中积累有机物的量可用④－①－②－③表示，D错误。
12．某草原生态系统的一条食物链A→B→C中，各种群在一年时间内对能量的同化、利用和传递等的数量统计(单位：百万千焦/年)如下表。下列相关叙述正确的是( )
种群
输入
的总
能量
用于生长、
发育和繁
殖的能量
呼吸
消耗
传递给
分解者
传递给
下一营
养级
未被利
用的能
量
A
65.5
3.0
15.0
41.5
B
15.0
5
0.5
2.5
C
2
0.6
1.4
微量
(不计)
无
A.种群A、B、C构成了该生态系统的生物群落
B．种群B呼吸消耗的能量为5百万千焦/年
C．能量从种群B到种群C的传递效率为12%
D．种群A储存在体内的能量为59.5百万千焦/年
解析：选D。群落是同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，种群A、B、C不包含该生态系统的所有生物，则不能构成该生态系统的生物群落，A错误；输入总能量＝呼吸消耗＋生长发育和繁殖的能量(又叫储存的能量)，生长发育和繁殖的能量＝流向分解者＋流向下一营养级＋未利用，则种群B呼吸消耗的能量为15－5＝10 百万千焦/年，B错误；相邻两营养级的能量传递效率等于相邻两营养级的同化量之比，表格中输入的总能量即为同化量，则能量从B到C的传递效率为2/15≈0.133，则能量从种群B到种群C的传递效率为13.3%，C错误；种群A储存在体内的能量即净同化量＝传递给分解者＋传递给下一营养级＋未被利用的能量＝3.0＋15.0＋41.5＝59.5百万千焦/年，D正确。
13．如图1是某生态系统中碳循环模式图，图2为某生态农业发展模式图，据图回答下列问题：
(1)图1中甲代表的生物成分是__________，B代表的生理过程是________。造成温室效应的主要原因是______________________。若第二营养级的生物具有食用和药用价值，则说明生物多样性具有________价值。
(2)图2中农作物所积累的有机物中能量的去向有________________________________
________________________________________________________________________。
从生态系统的主要功能分析，该生态农业较好地实现了________________________________________________________________________。
(3)如果要提高该农业生态系统的抵抗力稳定性，依据生态系统中生物种群间的相互关系，应科学增加农田中的______________。
(4)图2中属于图1中丙代表的生物有________________。
解析：(1)结合图1分析碳循环过程可知，甲代表生产者、乙代表消费者、丙代表分解者，A代表的生理过程是光合作用、B代表的生理过程是呼吸作用，主要是需氧呼吸。产生温室效应的主要原因是大气中CO2过多，而大气中CO2过多是人类大量燃烧化石燃料造成的。
(2)图2中农作物起着重要的作用，其固定的有机物中能量的去向有3个：流向下一个营养级、自身呼吸消耗、被分解者分解。生态农业的建立实现了物质的循环利用和能量的多级利用，减少了能量的浪费和环境污染。
(3)生态系统的抵抗力稳定性与其营养结构的复杂程度有关，生物种类越多，其抵抗力稳定性越高。
(4)图1中丙代表分解者，图2中属于分解者的生物有食用菌、蚯蚓。
答案：(1)生产者 呼吸作用 化石燃料的大量燃烧 直接
(2)流向下一个营养级、自身呼吸消耗、被分解者分解
物质的循环利用和能量的多级利用
(3)生物种类 (4)食用菌、蚯蚓
14．(2020·杭州模拟)下面为某生态系统的“能量流动”图解，图中字母A、B、C、D、E表示生态系统的成分，字母a、b、c、d表示能量，序号表示生理过程或能量流动方向。请据图回答下列问题：
(1)流经该生态系统的总能量是通过________(填序号)过程实现的。食草动物排出的粪便中仍含有部分能量，这一部分能量流入分解者体内的过程应是图示中的________(填序号)箭头所示。该生态系统必不可少的两种生物成分除A外，还有______(填字母)。图中生物构成的食物链有______个营养级。
(2)如果该生态系统受到DDT(一种有机磷农药)污染，体内DDT含量最高的是__________(填字母)。
(3)大豆、蓝细菌、硝化细菌都属于A生产者，其中硝化细菌是以__________作用的方式合成有机物的。这三种生物中细胞结构相似的是____________________，主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)图中释放的能量d是通过生物E的__________作用实现的。
解析：(1)图中B、C、D、E分别代表初级消费者、次级消费者、三级消费者和分解者，流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能的总量；食草动物排出的粪便中的能量不属于食草动物的同化量，而是生产者的同化量。生态系统必不可少的生物成分为生产者和分解者，该生态系统的食物链为A→B→C→D，共有4个营养级。(2)营养级越高，体内的DDT含量越高，由(1)可知，D中DDT含量最高。(3)蓝细菌与硝化细菌都属于原核生物，细胞中均无成形的细胞核，蓝细菌通过光合作用合成有机物，而硝化细菌通过化能合成作用合成有机物。(4)动植物遗体残骸等中的能量通过分解者的呼吸作用以热能的形式散失。
答案：(1)① ⑤ E 4 (2)D (3)化能合成 蓝细菌和硝化细菌 它们细胞中均无成形的细胞核 (4)呼吸
15．(2020·金华模拟)研究发现，每升天然水中含0.01毫克汞或者0.1毫克的杀虫剂，就会对人体造成危害。某研究小组开展了某湖泊中环境问题的研究，他们首先选取了该湖泊中5种不同的生物A、B、C、D、E，并对其进行消化道内食物组成的分析；然后又请当地湖泊研究所的专家对这5种生物体内2种污染物的含量进行了测定，如表所示。分析回答：
生物种类
消化道内
食物组成
千克体重污染物含量/mg
汞
某种杀虫剂
A
鱼(甲)
鱼(乙)
78
96
B
河蚌
水蚤、小球藻
25
57
C
小球藻
/
3
5
D
鱼(乙)
水蚤
10
31
E
水蚤
小球藻
5
15
(1)表中生物可能形成的食物链(网)为___________________________________，
河蚌(B)和水蚤(E)的关系是______________________________________。
若C中的能量不变，将B的食物比例由C∶E＝1∶1调整为2∶1，能量传递效率按10%计算，该生态系统传递给B的能量是原来的________倍。
(2)如图为该湖泊生态系统参与碳循环的示意图，甲、乙、丙、丁代表生态系统的4种成分，图中以CO2形式流动的是________(填序号)，①的生理作用主要是________，该生态系统中丙的成分为________。
(3)分析上表，你认为这一湖泊面临的主要环境问题是什么？________________________________________________________________________。
针对这一问题，你将提出什么样的保护或改善建议？____________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)先确定小球藻为生产者，再根据消化道中的食物组成确定消费者的类型(初级，次级……)，最后写出具体的食物链(网)。B的食物比例C∶E＝1∶1时，设B中的能量为x，则需要C的能量为1/2x÷0.1＋1/2x÷0.1÷0.1＝55x；B的食物比例C∶E＝2∶1时，设B中的能量为y，则需要C的能量为2/3y÷0.1＋1/3y÷0.1÷0.1＝40y；根据题意C中的能量不变，则55x＝40y，y/x＝1.375。(2)据图可知甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者，丁为大气中的CO2库。①过程主要为生产者的光合作用，②为生产者的呼吸作用。①②是以CO2形式循环的，消费者的呼吸作用和分解者的分解作用均以CO2的形式进入大气中，即⑥和⑤以CO2的形式进入大气中。(3)根据表格所示，污染物为重金属离子(汞)和杀虫剂。可以从源头上、污染后的处理方法等方面考虑。此小题为开放性的问题，只要合理即可。
答案：(1) 捕食和竞争 1.375
(2)①②⑤⑥ 光合作用 分解者
(3)重金属离子(汞)和杀虫剂污染 防止重金属离子、杀虫剂等有害物质进入水体
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