还剩18页未读，
继续阅读
所属成套资源：高考生物一轮复习讲练 (含解析)
成套系列资料，整套一键下载
高考生物一轮复习讲练 第9单元 第30讲 生态系统的结构与能量流动 (含解析)
展开
这是一份高考生物一轮复习讲练 第9单元 第30讲 生态系统的结构与能量流动 (含解析)，共21页。
第30讲 生态系统的结构与能量流动
[考纲要求] 1.生态系统的结构(Ⅰ)。2.生态系统中能量流动的基本规律及应用(Ⅱ)。
1．生态系统的概述
(1)概念：生态系统是由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。
(2)范围：有大有小，地球上最大的生态系统是生物圈。
(3)结构：由组成成分和营养结构(食物链和食物网)构成。
(4)三大功能：物质循环、能量流动、信息传递。
2．生态系统的组成成分
(1)各成分的作用及地位
项目
非生物的物质和能量
生产者
消费者
分解者
实例
阳光、热能、水、空气、无机盐等
自养生物，主要是绿色植物
异养生物，主要是动物
异养生物，主要是营腐生生活的细菌和真菌
作用
生物群落中物质和能量的根本来源
将无机物转化为有机物，并将能量储存在有机物中
加速生态系统的物质循环
分解动植物的遗体和动物的排遗物
地位
—
生态系统的基石
生态系统最活跃的成分
生态系统的关键成分
(2)相互关系
生产者和分解者是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”。
3．生态系统的营养结构
(1)食物链
①概念：生态系统中各生物之间由于食物关系形成的一种联系。
②特点：起点是生产者，为第一营养级；终点是最高营养级，一般不会超过5个营养级。只包含生产者和消费者。
③营养级与消费者级别的关系：消费者级别＝营养级级别－1。
(2)食物网
①概念：在一个生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养结构。
②形成原因：生态系统中，一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物，而一种植食性动物既可能吃多种植物，也可能被多种肉食性动物所食。
③特点：同一种消费者在不同的食物链中，可以占据不同的营养级。
(3)食物链和食物网的作用：生态系统物质循环和能量流动的渠道。
1．判断关于生态系统成分说法的正误
(1)一个完整生态系统的结构应包括生物群落及其无机环境( × )
(2)生产者都是自养生物，但未必都是植物；消费者营异养生活，但未必都是动物( √ )
(3)细菌都是分解者，但分解者并不都是细菌( × )
(4)生产者、分解者是联系非生物的物质和能量与生物群落的桥梁，其中生产者是生态系统的基石( √ )
(5)理论上分析，只有消费者不是生态系统必需的基础成分( √ )
2．判断关于食物链与食物网说法的正误
(1)在捕食食物链中，食物链的起点总是生产者，占据最高营养级的是不被其他动物捕食的动物( √ )
(2)在生态系统的营养结构中，食物网中的每种生物都限定在同一营养级上( × )
(3)生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大( × )
(4)食物链纵横交错形成的复杂营养结构就是食物网，食物网的复杂程度取决于该生态系统中生物的数量( × )
考向一 生态系统组成成分的判定及相互关系的分析
生态系统组成成分的判断方法
(1)根据生物的新陈代谢类型判断
①“自养型生物”一定是“生产者”，包括光能自养生物(如绿色植物和蓝藻等)和化能自养生物。
②“捕食异养或寄生异养型生物”一定是“消费者”，其不能直接把无机物合成有机物，而是以捕食或寄生方式获取现成的有机物来维持生活。
③“腐生异养型生物”一定是“分解者”，其是能把动物和植物的遗体、残枝败叶转变成无机物的腐生生物。
(2)牢记特例判断几个典型的错误说法
错误说法
特例
细菌都是分解者
硝化细菌是自养生物，属于生产者；寄生细菌如结核杆菌属于消费者
动物都是消费者
蚯蚓、蜣螂以枯枝落叶和动物遗体、粪便为食，属于分解者
生产者都是绿色植物
硝化细菌等化能自养生物也是生产者
植物都是生产者
菟丝子是一种寄生植物，属于消费者
(3)根据模型图判断
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”或“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”。
1．(2020·湖南永州模拟)某种甲虫以土壤中的落叶为主要食物，假如没有这些甲虫，落叶层将严重堆积，最终导致落叶林生长不良。以下分析正确的是( )
A．这种甲虫属于次级消费者
B．这种甲虫与落叶树之间为捕食关系
C．这种甲虫对落叶林的物质循环有促进作用
D．这种甲虫在能量金字塔中位于底部
答案 C
解析 根据题意，甲虫以土壤中的落叶为主要食物，没有这些甲虫，落叶层将严重堆积，可以推知甲虫属于该生态系统中的分解者，A错误；食物链中的生物之间是捕食关系，而甲虫是分解者，不属于食物链的成分，B错误；甲虫属于分解者，能够促进生态系统的物质循环，C正确；甲虫是分解者，而能量金字塔的底部是生产者，D错误。
2．(2019·山东潍坊月考)如图表示生态系统四种成分之间的关系，以下相关叙述中正确的是( )
A．1和2所包含的所有种群构成群落
B．3代表的一定是原核生物
C．4可以表示大气中的CO2库
D．①代表光合作用，②代表细胞呼吸
答案 C
解析 图中1与4之间可以进行双向的物质交换，而1与2均指向3,1有3个箭头指出，4有3个箭头指入，可以判断出1、2、3、4分别是生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量。1与2所包含的种群不能构成群落，还缺乏分解者；3(分解者)中既有原核生物，也有真核生物；4可以代表大气中的CO2库，那么③过程可为光合作用，②过程代表细胞呼吸，而①表示捕食关系。
考向二 食物链(网)的有关图文分析
某岛屿居民与该岛上的植物、兔、鼠、鼬和鹰构成的食物网如下图，据图分析：
(1)该食物网中，共有6条食物链，鹰与鼬的种间关系为捕食和竞争。
(2)此食物网没有表示出的生态系统成分是什么？
提示 非生物的物质和能量、分解者。
(3)通常情况下，寄生在鼠身上的跳蚤对鼠种群数量的影响与鼬对鼠种群数量的影响，哪种影响大一些？
提示 后者影响大些。
3．如图为某食物网简图，其中苔类和物种C均生活于白杨树中层的树枝表面。据图分析下列说法中正确的是( )
A．图中共有6条食物链
B．物种C和苔类之间一定无竞争关系
C．若物种E突然大量减少，则A的数量可能无明显变化
D．图示的各种成分在生态学上可以构成一个生态系统
答案 C
解析 图中共有7条食物链，分别是白杨树→B→I，白杨树→C→A，白杨树→C→D→A，白杨树→G→D→A，白杨树→G→A，苔类→E→A，苔类→F→A；物种C和苔类均生活于白杨树中层的树枝表面，故它们之间有竞争关系；若物种E突然大量减少，物种A还可以以物种C、D、F、G为食，则一段时间内A的数量基本无明显变化；图示表示食物网，只包括生产者和消费者，不包括非生物的物质和能量和分解者，故不能构成一个生态系统。
4．下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
答案 A
解析 鲈鱼与土著鱼之间是捕食关系；引入以中小型鱼类为食的鲈鱼后，土著鱼a、b的数量都下降，短期内浮游动物总量先急升后下降最后趋于稳定，相应地浮游植物总量先锐减后升高最后趋于稳定；能量流动是沿食物链逐级递减的，A项正确。
归纳总结
1．构建食物链(网)的方法
(1)根据图1构建食物链
①信息：营养级越低，生物数量往往越多；营养级较低者，先出现波峰。
②食物链：丁→乙→丙→甲。
(2)根据图2构建食物网
①信息：能量逐级递减；若两种生物能量差距过小(不在10%～20%内)，则很可能位于同一营养级。
②食物网如图所示：
(3)根据重金属、农药的含量构建食物网
某相对稳定的水域生态系统中食物网主要有甲、乙、丙、丁、戊5个种群，各种群生物体内某重金属的含量如表所示。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)
0.003 7
0.003 6
0.035
0.036
0.34
①信息：重金属(农药、一些难于降解的物质)随着食物链富集，营养级越高，含量越高，甲、乙中重金属含量差别不大，所以处于同一营养级，同理，丙、丁处于同一营养级。
②食物网如图所示：。
2．食物链(网)中生物数量变动的分析方法
(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数量都会减少，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，其数量会先增加后减少，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。
1．能量流动的概念理解
—
⇓
—
⇓
—太阳能→有机物中的化学能→热能
⇓
—
2．能量流经第二营养级的过程分析
(1)输入该营养级的总能量是指图中的b(填字母)。
(2)粪便中的能量(c)不属于(填“属于”或“不属于”)该营养级同化的能量，应为上一个营养级同化的能量中流向分解者的部分。
(3)初级消费者同化的能量(b)＝呼吸消耗的能量(d)＋用于生长、发育和繁殖的能量(e)。
(4)生长、发育和繁殖的能量(e)＝分解者利用的能量(f)＋下一营养级同化的能量(i)＋未被利用的能量(j)。
3．生态系统的能量流动过程及特点
(1)图中的生物类群分别是：①生产者，②初级消费者，③次级消费者，⑤分解者。④表示的生理过程是呼吸作用。
(2)图示中的E2/E1表示第二、三营养级间的能量传递效率。
(3)能量流动的特点及原因
①单向流动的原因
a．能量流动是沿食物链进行的，食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果，是不可逆转的。
b．各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用，因此能量无法循环流动。
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，还有一部分未被下一营养级生物利用，一般来说，在输入到某一个营养级的能量中，只有10%～20%的能量能够流到下一个营养级。
4．研究能量流动的实践意义
(1)帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
(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。
(1)生态系统的能量流动就是指能量的输入和散失过程( × )
(2)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能( × )
(3)流经第三营养级的总能量是指三级消费者摄入到体内的能量( × )
(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( √ )
(5)相邻两个营养级的能量传递效率不会小于10%，也不会大于20%( × )
(6)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
( × )
(7)一只狼捕食了一只兔子，就完成了能量流动( × )
(8)营养级越高的生物获得的能量越少，体型也越小( × )
(9)“桑基鱼塘”实现了能量的多级利用，大大提高了能量的传递效率( × )
易错警示 生态系统的能量流动中的3个误区
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。
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，而生物数量金字塔体现的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。
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。
考向一 能量流动的过程分析
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)]，据图分析：
(1)该生态系统中流入生物群落的总能量有哪些来源？
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。
(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 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)
提示 生产者→植食性动物的能量传递效率为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为肉食性动物固定的能量中来自植食性动物的能量/植食性动物固定的总能量×100%＝×100%≈15.6%。
(4)假设能量全部来自生产者，按照图中的能量流动规律，肉食性动物要增加100 kg，则需要消耗多少千克生产者？
提示 肉食性动物要增加100 kg，则需要生产者的量为100÷15.6%÷12.7%≈5 047.4(kg)。
5．(2019·内蒙古赤峰二中第三次月考)生态系统中存在食物链“马尾松→松毛虫→杜鹃”，如图表示松毛虫摄入能量的流动方向，下列叙述正确的是( )
A．该食物链中的生物在数量上呈正金字塔模型
B．松毛虫和杜鹃之间的能量传递效率可用E/A×100%表示
C．由松毛虫流入分解者的能量可用C＋D＋F表示
D．若迁走全部杜鹃，松毛虫的种群数量将呈“J”型增长
答案 B
解析 该食物链中的生物在能量上呈正金字塔形，而数量上松毛虫的数量多于马尾松，不呈现正金字塔形；松毛虫的同化量是A，杜鹃的同化量是E，能量传递效率可用 E/A×100%表示；由松毛虫流入分解者的能量可用D＋F表示，C表示松毛虫粪便量，属于马尾松的能量；若迁走全部杜鹃，但由于资源和空间是有限的，松毛虫的种群数量增长将呈现“S”型曲线。
6．(2019·常州一模)大闸蟹是以植物为主的杂食性甲壳类，因其味道鲜美而被大量养殖。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)。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
B．植物到大闸蟹的能量传递效率为c/(b＋2)×100%
C．图中d代表大闸蟹用于生长、发育和繁殖的能量
D．该区域由于有人工的管理，生态系统稳定性一定比自然区域高
答案 C
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，由图可知，c为初级消费者的同化量，而b为初级消费者的摄入量，B错误；图中d代表大闸蟹用于生长、发育和繁殖的能量，C正确；该区域由于有人工的管理，能提高生态系统的稳定性，但不一定比自然区域高，D错误。
考向二 能量流动的特点及应用分析
7．如图为某生态系统中能量传递示意图，以下叙述不正确的是( )
A．能量流动是从甲固定的太阳能开始的，流入该生态系统的总能量为1 250 kJ
B．从乙到丙的能量传递效率为15%
C．将乙和丙的粪便作为有机肥还田，可以提高能量传递效率
D．食物链的营养关系一般不可逆转，这决定了能量流动的单向性
答案 C
解析 能量流动是从甲(生产者)固定的太阳能开始的，流入该生态系统的总能量为175＋200＋875＝1 250(kJ)，A项正确；从乙到丙的能量传递效率＝×100%＝15%，B项正确；将乙和丙的粪便作为有机肥还田，可以提高能量的利用率，但不能提高能量的传递效率，C项错误；食物链的营养关系一般不可逆转，这决定了能量流动的单向性，D项正确。
8．(2019·北京石景山区高三期末)下表为养鱼对水稻产量和稻田土壤有机质含量影响的实验结果。下列相关说法错误的是( )
处理
水稻产量(kg/hm2)
土壤有机质(%)
稻田养鱼
4 023
2.72
对照
3 474
2.56
A.引入稻田中的鱼同样受到食物和生存空间等因素的限制
B．鱼可以吃掉稻田中的害虫和杂草，从而提高了水稻产量
C．稻田养鱼使水稻更多的从土壤中吸收鱼粪中的有机质
D．稻田养鱼使稻田生态系统中的营养结构复杂程度提高
答案 C
解析 稻田中可提供的食物和生存空间有限，引入稻田中的鱼同样受到食物和生存空间等因素的限制，A正确；鱼可以吃掉稻田中的害虫和杂草，使能量较多的流向水稻，从而提高了水稻产量，B正确；鱼粪中的有机质需经分解者分解为无机物才会被水稻吸收利用，C错误；稻田养鱼增加了稻田中的生物种类，使稻田生态系统中的营养结构复杂程度提高，D正确。
考向三 能量流动的有关计算
1．能量流动中的最值计算
2．能量流动中的定值计算
(1)已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算，而需按具体数值计算。例如，在食物链A→B→C→D中，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)如果是在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物获得能量，且各途径所获得的生物量比例确定，则需按照各单独的食物链进行计算后合并。
9．(2019·天津模拟)如图是一个食物网，假如鹰的食物有来自兔，来自鼠，来自蛇，那么鹰若要增加20 g体重，至少需要消耗植物( )
A．900 g B．500 g C．200 g D．600 g
答案 A
解析 当能量传递效率为最大值即20%时，消耗的植物量最少。鹰经兔途径消耗的植物量为20×÷20%÷20%＝200(g)；鹰经鼠途径消耗的植物量为20×÷20%÷20%＝200(g)；鹰经蛇、鼠途径消耗的植物量为20×÷20%÷20%÷20%＝500(g)，共计消耗植物量为200＋200＋500＝900(g)。
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()a÷10%÷10%＋()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()b÷10%＋()b÷10%÷10%＝40b，根据题意可得：55a＝40b，b/a＝1.375。
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%。
1．(2019·全国Ⅱ，6)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．前者为金字塔形，后者为倒金字塔形
B．前者为倒金字塔形，后者为金字塔形
C．前者为金字塔形，后者为金字塔形
D．前者为倒金字塔形，后者为倒金字塔形
答案 A
解析 夏季草原生态系统中，作为第一营养级的牧草的个体数量远多于作为第二营养级的羊的个体数量，该生态系统数量金字塔的形状最可能是金字塔形；而在森林生态系统中，作为第一营养级的乔木的一个个体上生活着大量的作为第二营养级的昆虫个体，该生态系统数量金字塔的形状最可能为倒金字塔形，故选A。
2．(2018·海南，20)某地在建设池塘时，设计了如图所示的食物网，鲫鱼和鲢鱼生活在不同水层。关于该池塘生态系统的叙述，错误的是( )
A．鲫鱼既是初级消费者又是次级消费者
B．消耗等量藻类时，鳜鱼的生长量少于鲢鱼
C．通气可促进水体中生物残骸分解为无机物
D．藻类固定的能量小于流入次级消费者的能量
答案 D
解析 由图可知，鲫鱼既是初级消费者又是次级消费者，A正确；鳜鱼的营养级比鲢鱼高，消耗等量藻类时，鳜鱼的生长量少于鲢鱼，B正确；通气有利于水体中分解者的呼吸作用，促进残骸分解为无机物，C正确；藻类固定的能量大于流入次级消费者的能量，D错误。
3．(2016·全国Ⅰ，5)在漫长的历史时期内，我们的祖先通过自身的生产和生活实践，积累了对生态方面的感性认识和经验，并形成了一些生态学思想，如：自然与人和谐统一的思想。根据这一思想和生态学知识，下列说法错误的是( )
A．生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律
B．若人与自然和谐统一，生产者固定的能量便可反复利用
C．“退耕还林、还草”是体现自然与人和谐统一思想的实例
D．人类应以保持生态系统相对稳定为原则，确定自己的消耗标准
答案 B
解析 生态系统物质循环过程中，无机环境中的物质可以被生物群落反复利用，生物群落中的物质可通过呼吸作用进入无机环境；能量流动是单向的、逐级递减的。二者均具有各自的规律，A正确；生态系统的能量是单向流动的，不可反复利用，B错误；“退耕还林、还草”保护了生物多样性，体现了自然与人和谐统一的思想，C正确；人类对生态系统的利用应该适度，不能超过生态系统的自我调节能力，以保持其相对稳定，D正确。
4．(2016·全国Ⅲ，5)我国谚语中的“螳螂捕蝉，黄雀在后”体现了食物链的原理。若鹰迁入了蝉、螳螂和黄雀所在的树林中，捕食黄雀并栖息于林中。下列叙述正确的是( )
A．鹰的迁入增加了该树林中蝉及其天敌的数量
B．该生态系统中细菌产生的能量可流向生产者
C．鹰的迁入增加了该生态系统能量消耗的环节
D．鹰的迁入改变了该生态系统能量流动的方向
答案 C
解析 鹰迁入后，形成了食物链：植物→蝉→螳螂→黄雀→鹰，据此可知，鹰的迁入会使该树林中黄雀的数量减少、螳螂的数量增加、蝉的数量减少等系列变化，A错误；能量流动是沿着食物链进行的，细菌是分解者，不参与食物链的构成，即细菌的能量不能流向生产者，B错误；能量流动是沿着食物链进行的，鹰的迁入没有改变该生态系统能量流动的方向，D错误。
5．(2018·全国Ⅱ，31)大型肉食性动物对低营养级肉食性动物与植食性动物有捕食和驱赶作用，这一建立在“威慑”与“恐惧”基础上的种间关系会对群落或生态系统产生影响，此方面的研究属于“恐惧生态学”范畴。回答下列问题：
(1)当某种大型肉食性动物迁入到一个新的生态系统时，原有食物链的营养级有可能增加。生态系统中食物链的营养级数量一般不会太多，原因是__________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)如果将顶级肉食性动物引入食物网只有三个营养级的某生态系统中，使得甲、乙两种植食性动物间的竞争结果发生了反转，即该生态系统中甲的数量优势地位丧失。假定该反转不是由于顶级肉食性动物的直接捕食造成的，那么根据上述“恐惧生态学”知识推测，甲的数量优势地位丧失的可能原因是________________________________________(答出一点即可)。
(3)若某种大型肉食性动物在某地区的森林中重新出现，会减轻该地区野猪对农作物的破坏程度。根据上述“恐惧生态学”知识推测，产生这一结果的可能原因有______________________
________________________________(答出两点即可)。
答案 (1)生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了，传递到下一营养级的能量较少
(2)甲对顶级肉食性动物的恐惧程度比乙高，顶级肉食性动物引入后甲逃离该生态系统的数量比乙多
(3)大型肉食性动物捕食野猪；野猪因恐惧减少了采食
解析 (1)生态系统中能量沿食物链的传递特点是单向流动、逐级递减。食物链中生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了，传递到下一个营养级的能量较少，所以一条食物链的营养级数量一般不会太多。
(2)根据题中信息可知，顶级肉食性动物对环境中的植食性动物有驱赶作用，这种作用是建立在“威慑”与“恐惧”基础上的。甲的数量优势地位丧失的原因可能是其对顶级肉食性动物的恐惧程度比乙高，导致甲逃离该生态系统的数量比乙多。
(3)大型肉食性动物捕食野猪或野猪因恐惧减少了采食，从而减轻了野猪对该地区农作物的破坏。
一、选择题
1．下列关于生态系统结构的叙述，正确的是( )
A．绿色植物是生态系统中唯一的生产者，所以它是生态系统的基石
B．消费者的存在可以加快生态系统的物质循环
C．分解者是生态系统中唯一能把有机物分解成无机物的成分
D．生态系统结构包括非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者
答案 B
解析 生产者是生态系统的基石，除了绿色植物，还有化能合成细菌、光合细菌等自养型生物；消费者通过自身新陈代谢将有机物转化为无机物，这些无机物又可以被生产者利用，所以加快了生态系统的物质循环；分解者、消费者、生产者都可以通过呼吸作用将有机物分解成无机物；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。
2．下列关于生态系统中分解者的叙述，正确的是( )
A．营腐生生活的细菌不一定是分解者，而有可能是生产者或消费者
B．分解者将动植物遗体中的有机物分解成无机物，可以供绿色植物再利用
C．分解者分解动植物遗体释放出来的能量，可供绿色植物同化作用再利用
D．分解者一定都是微生物，微生物不一定都是分解者
答案 B
解析 营腐生生活的细菌一定属于分解者；分解者将动植物遗体中的有机物分解成无机物，可以供绿色植物利用，但是释放出来的能量，只能供给分解者自身生命活动需要和散失；分解者不一定都是微生物，如营腐生生活的蜣螂、秃鹫也是分解者。
3．下表是某生态系统食物网中，甲、乙、丙、丁四种生物有机物同化量的比例关系。下列关于该食物网推断最不可能的是( )
生物种类
甲
乙
丙
丁
同化有机物所占比例/%
86
12
1.1
0.9
A.以上四个种群至少构成两条食物链
B．甲、乙两种群不可能处于同一营养级
C．第一营养级同化的能量不可能全部被第二营养级利用
D．乙、丙以甲为食物，丁以乙、丙为食物
答案 D
解析 根据生态系统的能量传递效率约为10%～20%，则甲一定处于第一营养级，若只有甲为第一营养级，则第二营养级有机物的同化比例在8.6%～17.2%之间，若只有乙为第二营养级，则第三营养级有机物的同化比例在1.2%～2.4%之间，第三营养级有丙、丁，食物链至少有两条，A项正确；若甲、乙为同一营养级，则第二营养级有机物的同化比例在9.8%～19.6%之间，而丙、丁的同化比例只有2.0%，故甲、乙不可能处于同一营养级，B项正确；第一营养级同化的能量不可能全部被第二营养级利用，C项正确；若乙、丙以甲为食物，丁以乙、丙为食物，则乙、丙同化量的10%～20%是1.31%～2.62%，与表中丁不符，D项错误。
4．(2019·江西省重点中学协作体第一次联考)某人工生态果园中害虫的能量流动情况如下图所示，据图判断，下列说法错误的是( )
A．流经害虫的总能量为568 kJ，害虫呼吸散失的能量是499.84 kJ
B．果园中以粪便为食的蜣螂获得了害虫体内的能量为1 402 kJ
C．图中X可代表害虫流向下一营养级的能量
D．引入天敌是防治虫害的一项重要措施，体现了生态系统信息传递与能量流动息息相关
答案 B
解析 流经害虫的总能量指的是同化总量即为1 970－1 402＝568(kJ)，害虫呼吸散失的能量＝同化量(568)－储存能(68.16)＝499.84 kJ，A正确；图中的1 402 kJ的粪便能不属于害虫体内的能量，并且蜣螂不一定能获取全部的粪便能，B错误；储存能－遗体残骸量＝X可代表害虫流向下一营养级的能量，C正确；害虫与天敌的信息传递，有利于调节种间关系，维持生态系统的稳定，故引入天敌是防治虫害的一项重要措施，同时体现了生态系统信息传递与能量流动息息相关，D正确。
5．(2019·山东烟台高三期末)下列有关生态系统能量流动的叙述，错误的是( )
A．通过物质多级利用可以提高能量的利用效率
B．处于稳定状态的生态系统能量输入与输出相对稳定
C．太阳能只有通过生产者才能输入流动渠道
D．通过兔子的粪便流入分解者体内的能量属于兔子通过同化作用获得的能量的一部分
答案 D
解析 通过物质多级利用可以提高能量的利用效率，A正确；处于稳定状态时生态系统能量输入与输出相对稳定，保持动态平衡，B正确；能量流动的起点是从生产者固定太阳能开始，太阳能只有通过生产者才能输入到生态系统之中，C正确；兔子的粪便中的能量不属于兔子同化的能量，属于上一营养级同化的能量，D错误。
6．分解者在生态系统的能量流动中的作用是( )
A．将光能转变为化学能
B．将有机物中的化学能释放到环境中去
C．分解有机物释放能量供生产者利用
D．减少能量在逐级流动中的损耗
答案 B
7．下表是某农田生态系统中田鼠种群摄食植物后能量流动情况，下列有关叙述错误的是( )
项目
摄取量
粪便量
呼吸作用散失量
能量[J/(hm2·a)]
1.05×1010
3.50×109
4.55×109
A.田鼠同化的能量中约有35%用于其生长、发育和繁殖
B．田鼠粪便量不属于其同化能量中流向分解者能量的一部分
C．以田鼠为食的天敌最多可获得的能量为1.4×109 J/(hm2·a)
D．田鼠的上一营养级同化的能量至少为7.0×1010 J/(hm2·a)
答案 D
解析 田鼠用于其生长发育和繁殖的能量比例为(1.05×1010－3.5×109－4.55×109)÷(1.05×1010－3.5×109)×100%＝35%，A项正确；田鼠粪便量属于生产者同化能量中流向分解者能量的一部分，不属于田鼠同化能量中流向分解者能量的一部分，B项正确；以田鼠为食的天敌最多可获得的能量为(1.05×1010－3.5×109)×20%＝1.4×109 J/(hm2·a)，C项正确；田鼠的同化量为1.05×1010－3.5×109＝7.0×109 J/(hm2·a)，故田鼠的上一营养级同化的能量至少为7.0×109÷20%＝3.5×1010 J/(hm2·a)，D项错误。
8．下列叙述正确的是( )
A．当狼吃掉一只兔子时，就获得了兔的10%～20%的能量
B．当狼捕食兔子并经同化作用合成了自身的有机物时，能量就从第一营养级流入了第二营养级
C．生产者通过光合作用制造了有机物时，能量就由非生物环境流入了生物群落
D．生态系统的能量流动是往复循环的
答案 C
解析 能量传递效率是指一个营养级中的能量只有10%～20%被下一个营养级所利用，每个营养级是以种群作为一个整体来研究的，不能以个体为单位来衡量，A错误；当狼捕食兔子并经同化作用合成了自身的有机物时，能量就从第二营养级流入了第三营养级，B错误；生产者通过光合作用制造了有机物时，能量就由非生物环境流入了生物群落，C正确；生态系统的能量流动是单向传递、逐级递减的，D错误。
9．如图为某生态系统食物网示意图，该生态系统中( )
A．该食物网共包含4条食物链
B．轮虫和螺蛳为初级消费者，属于第一营养级
C．鲫鱼和螺蛳的种间关系包括竞争和捕食
D．鲫鱼位于最高营养级，其群体所含的能量最多
答案 C
解析 该食物网共包含5条食物链；轮虫和螺蛳为初级消费者，属于第二营养级；鲫鱼和螺蛳的种间关系包括竞争和捕食，因为鲫鱼可以捕食螺蛳，鲫鱼和螺蛳都会以绿藻、水草为食；鲫鱼位于最高营养级，其群体所含的能量最少，因为能量流动具有单向流动、逐级递减的特点。
10．如图所示是能量在生态系统中的变化形式，据所学知识判断下列说法错误的是( )
A．真核生物中过程①首先发生的场所是叶绿体类囊体薄膜，将光能转化成ATP中活跃的化学能，细胞内ATP的水解过程往往与细胞的吸能反应相联系
B．图中过程①是生产者的光合作用，它是流入生态系统总能量的主要来源
C．过程②主要通过各种生物的呼吸作用实现，此生理过程释放的能量除储存在ATP中外，其余少部分以热能的形式散失
D．图示表示生态系统中能量的最终来源是光能，主要以热能的形式散失，可见能量流动具有开放性和单向流动的特点
答案 C
解析 真核生物中，过程①是光合作用，包括光反应和暗反应两个阶段，在真核生物中，光反应是在叶绿体类囊体薄膜上进行的，所发生的能量变化是将光能转化成ATP中活跃的化学能，细胞内ATP的水解过程往往与细胞的吸能反应相联系，A正确；过程①是生产者的光合作用，流入生态系统的总能量主要是生产者固定的太阳能总量，B正确；过程②主要是通过各种生物的呼吸作用实现的，此生理过程释放的能量除储存在ATP中外，其余大部分以热能的形式散失，C错误；图示表示生态系统中能量的最终来源是光能，主要是通过各种生物的呼吸作用以热能的形式散失，可见能量流动具有开放性和单向流动的特点，D正确。
二、非选择题
11．如图是某草原生态系统中各成分之间的关系模式图，图中甲、乙、丙表示生态系统的成分。请回答下列问题：
(1)图中丙属于该生态系统组成成分中的____________。图中鹰处于第________营养级。
(2)若鹰的捕食对象为其提供的能量均等，则鹰同化1 kJ的能量至少需要生产者同化________kJ的能量。
(3)发生火灾后的草原通过群落演替能够再次形成草原，这体现了生态系统具有____________稳定性。
(4)下表所示为该草原生态系统某年中流经鹰种群的能量分配情况：
项目
摄入的能量
呼吸消耗的能量
用于生长发育和繁殖的能量
能量(×103 kJ)
32
12
8
这一年中鹰种群的同化量为______________，其中用于生长发育和繁殖的能量可以流向______________，也可以____________。
答案 (1)分解者 三、四 (2)75 (3)恢复力 (4)2×104 kJ 分解者 暂时不被利用
解析 (1)根据图中箭头的指向可以判断，甲是生产者，乙是无机环境，丙是分解者。从食物网来判断，鹰处于第三、四营养级。(2)鹰的捕食对象有鼠和蛇，若鹰的捕食对象为其提供的能量均等，则鹰同化1 kJ的能量至少需要生产者同化的能量为1×÷20%÷20%＋1×÷20%÷20%÷20%＝75(kJ)。(3)生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力叫做恢复力稳定性。(4)同化量＝呼吸消耗的能量＋用于生长发育和繁殖的能量＝12×103＋8×103＝2×104(kJ)。一年中鹰种群用于生长发育和繁殖的能量可以流向分解者，也可以暂时不被利用。
12．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表示生物体储存的能量(Pn＝Pg－R)，R表示生物呼吸消耗的能量。
单位：×102 kJ/(m2·a)
项目
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_____(保留小数点后一位)。
(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营养级所含能量最多，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，再根据公式计算从第三营养级到第四营养级的能量传递效率是0.9/15.9×100%≈5.7%。输入的总能量即为生产者固定的总能量＝870.7×102 kJ/(m2·a)，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＝785.5×102 kJ/(m2·a)，因为870.7×102 kJ/(m2·a)＞785.5×102 kJ/(m2·a)，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，即该生态系统的总能量增加了。
13．下图1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2表示能量流经该生态系统某一营养级的流动途径示意图，其中a～g表示能量值。请据图作答：
(1)图1中，M2表示的能量形式为__________________。通常情况下，位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于营养级Ⅲ，主要原因是_______________________________________。
(2)图2中，若A表示图1中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示________________________，C表示_________________________________________________________________________。
(3)图2中有两处不同的能量散失途径，其中E处散失的能量是通过________________实现的。
答案 (1)热能(或通过呼吸作用散失的热量) 在食物链中能量传递逐级递减，Ⅳ的营养级最高，可利用的能量最少 (2)Ⅱ所同化的能量 Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量 (3)分解者的分解作用
解析 (1)M1是输入到生态系统中的总能量，是太阳能。M2是生态系统散失的能量，是热能。在能量传递中由于大量能量以热能的形式散失，故最高营养级获得的能量最少，位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于营养级Ⅲ。(2)图2中，若A表示图1中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，摄入的能量中有一部分(c)未被同化，B表示被同化的能量，同化的能量去掉呼吸散失的，即是用于生长、发育和繁殖的能量(C)。(3)图2中E处散失的能量是通过分解者的分解作用实现的。
第30讲 生态系统的结构与能量流动
[考纲要求] 1.生态系统的结构(Ⅰ)。2.生态系统中能量流动的基本规律及应用(Ⅱ)。
1．生态系统的概述
(1)概念：生态系统是由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。
(2)范围：有大有小，地球上最大的生态系统是生物圈。
(3)结构：由组成成分和营养结构(食物链和食物网)构成。
(4)三大功能：物质循环、能量流动、信息传递。
2．生态系统的组成成分
(1)各成分的作用及地位
项目
非生物的物质和能量
生产者
消费者
分解者
实例
阳光、热能、水、空气、无机盐等
自养生物，主要是绿色植物
异养生物，主要是动物
异养生物，主要是营腐生生活的细菌和真菌
作用
生物群落中物质和能量的根本来源
将无机物转化为有机物，并将能量储存在有机物中
加速生态系统的物质循环
分解动植物的遗体和动物的排遗物
地位
—
生态系统的基石
生态系统最活跃的成分
生态系统的关键成分
(2)相互关系
生产者和分解者是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”。
3．生态系统的营养结构
(1)食物链
①概念：生态系统中各生物之间由于食物关系形成的一种联系。
②特点：起点是生产者，为第一营养级；终点是最高营养级，一般不会超过5个营养级。只包含生产者和消费者。
③营养级与消费者级别的关系：消费者级别＝营养级级别－1。
(2)食物网
①概念：在一个生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养结构。
②形成原因：生态系统中，一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物，而一种植食性动物既可能吃多种植物，也可能被多种肉食性动物所食。
③特点：同一种消费者在不同的食物链中，可以占据不同的营养级。
(3)食物链和食物网的作用：生态系统物质循环和能量流动的渠道。
1．判断关于生态系统成分说法的正误
(1)一个完整生态系统的结构应包括生物群落及其无机环境( × )
(2)生产者都是自养生物，但未必都是植物；消费者营异养生活，但未必都是动物( √ )
(3)细菌都是分解者，但分解者并不都是细菌( × )
(4)生产者、分解者是联系非生物的物质和能量与生物群落的桥梁，其中生产者是生态系统的基石( √ )
(5)理论上分析，只有消费者不是生态系统必需的基础成分( √ )
2．判断关于食物链与食物网说法的正误
(1)在捕食食物链中，食物链的起点总是生产者，占据最高营养级的是不被其他动物捕食的动物( √ )
(2)在生态系统的营养结构中，食物网中的每种生物都限定在同一营养级上( × )
(3)生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大( × )
(4)食物链纵横交错形成的复杂营养结构就是食物网，食物网的复杂程度取决于该生态系统中生物的数量( × )
考向一 生态系统组成成分的判定及相互关系的分析
生态系统组成成分的判断方法
(1)根据生物的新陈代谢类型判断
①“自养型生物”一定是“生产者”，包括光能自养生物(如绿色植物和蓝藻等)和化能自养生物。
②“捕食异养或寄生异养型生物”一定是“消费者”，其不能直接把无机物合成有机物，而是以捕食或寄生方式获取现成的有机物来维持生活。
③“腐生异养型生物”一定是“分解者”，其是能把动物和植物的遗体、残枝败叶转变成无机物的腐生生物。
(2)牢记特例判断几个典型的错误说法
错误说法
特例
细菌都是分解者
硝化细菌是自养生物，属于生产者；寄生细菌如结核杆菌属于消费者
动物都是消费者
蚯蚓、蜣螂以枯枝落叶和动物遗体、粪便为食，属于分解者
生产者都是绿色植物
硝化细菌等化能自养生物也是生产者
植物都是生产者
菟丝子是一种寄生植物，属于消费者
(3)根据模型图判断
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”或“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”。
1．(2020·湖南永州模拟)某种甲虫以土壤中的落叶为主要食物，假如没有这些甲虫，落叶层将严重堆积，最终导致落叶林生长不良。以下分析正确的是( )
A．这种甲虫属于次级消费者
B．这种甲虫与落叶树之间为捕食关系
C．这种甲虫对落叶林的物质循环有促进作用
D．这种甲虫在能量金字塔中位于底部
答案 C
解析 根据题意，甲虫以土壤中的落叶为主要食物，没有这些甲虫，落叶层将严重堆积，可以推知甲虫属于该生态系统中的分解者，A错误；食物链中的生物之间是捕食关系，而甲虫是分解者，不属于食物链的成分，B错误；甲虫属于分解者，能够促进生态系统的物质循环，C正确；甲虫是分解者，而能量金字塔的底部是生产者，D错误。
2．(2019·山东潍坊月考)如图表示生态系统四种成分之间的关系，以下相关叙述中正确的是( )
A．1和2所包含的所有种群构成群落
B．3代表的一定是原核生物
C．4可以表示大气中的CO2库
D．①代表光合作用，②代表细胞呼吸
答案 C
解析 图中1与4之间可以进行双向的物质交换，而1与2均指向3,1有3个箭头指出，4有3个箭头指入，可以判断出1、2、3、4分别是生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量。1与2所包含的种群不能构成群落，还缺乏分解者；3(分解者)中既有原核生物，也有真核生物；4可以代表大气中的CO2库，那么③过程可为光合作用，②过程代表细胞呼吸，而①表示捕食关系。
考向二 食物链(网)的有关图文分析
某岛屿居民与该岛上的植物、兔、鼠、鼬和鹰构成的食物网如下图，据图分析：
(1)该食物网中，共有6条食物链，鹰与鼬的种间关系为捕食和竞争。
(2)此食物网没有表示出的生态系统成分是什么？
提示 非生物的物质和能量、分解者。
(3)通常情况下，寄生在鼠身上的跳蚤对鼠种群数量的影响与鼬对鼠种群数量的影响，哪种影响大一些？
提示 后者影响大些。
3．如图为某食物网简图，其中苔类和物种C均生活于白杨树中层的树枝表面。据图分析下列说法中正确的是( )
A．图中共有6条食物链
B．物种C和苔类之间一定无竞争关系
C．若物种E突然大量减少，则A的数量可能无明显变化
D．图示的各种成分在生态学上可以构成一个生态系统
答案 C
解析 图中共有7条食物链，分别是白杨树→B→I，白杨树→C→A，白杨树→C→D→A，白杨树→G→D→A，白杨树→G→A，苔类→E→A，苔类→F→A；物种C和苔类均生活于白杨树中层的树枝表面，故它们之间有竞争关系；若物种E突然大量减少，物种A还可以以物种C、D、F、G为食，则一段时间内A的数量基本无明显变化；图示表示食物网，只包括生产者和消费者，不包括非生物的物质和能量和分解者，故不能构成一个生态系统。
4．下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
答案 A
解析 鲈鱼与土著鱼之间是捕食关系；引入以中小型鱼类为食的鲈鱼后，土著鱼a、b的数量都下降，短期内浮游动物总量先急升后下降最后趋于稳定，相应地浮游植物总量先锐减后升高最后趋于稳定；能量流动是沿食物链逐级递减的，A项正确。
归纳总结
1．构建食物链(网)的方法
(1)根据图1构建食物链
①信息：营养级越低，生物数量往往越多；营养级较低者，先出现波峰。
②食物链：丁→乙→丙→甲。
(2)根据图2构建食物网
①信息：能量逐级递减；若两种生物能量差距过小(不在10%～20%内)，则很可能位于同一营养级。
②食物网如图所示：
(3)根据重金属、农药的含量构建食物网
某相对稳定的水域生态系统中食物网主要有甲、乙、丙、丁、戊5个种群，各种群生物体内某重金属的含量如表所示。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)
0.003 7
0.003 6
0.035
0.036
0.34
①信息：重金属(农药、一些难于降解的物质)随着食物链富集，营养级越高，含量越高，甲、乙中重金属含量差别不大，所以处于同一营养级，同理，丙、丁处于同一营养级。
②食物网如图所示：。
2．食物链(网)中生物数量变动的分析方法
(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数量都会减少，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，其数量会先增加后减少，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。
1．能量流动的概念理解
—
⇓
—
⇓
—太阳能→有机物中的化学能→热能
⇓
—
2．能量流经第二营养级的过程分析
(1)输入该营养级的总能量是指图中的b(填字母)。
(2)粪便中的能量(c)不属于(填“属于”或“不属于”)该营养级同化的能量，应为上一个营养级同化的能量中流向分解者的部分。
(3)初级消费者同化的能量(b)＝呼吸消耗的能量(d)＋用于生长、发育和繁殖的能量(e)。
(4)生长、发育和繁殖的能量(e)＝分解者利用的能量(f)＋下一营养级同化的能量(i)＋未被利用的能量(j)。
3．生态系统的能量流动过程及特点
(1)图中的生物类群分别是：①生产者，②初级消费者，③次级消费者，⑤分解者。④表示的生理过程是呼吸作用。
(2)图示中的E2/E1表示第二、三营养级间的能量传递效率。
(3)能量流动的特点及原因
①单向流动的原因
a．能量流动是沿食物链进行的，食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果，是不可逆转的。
b．各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用，因此能量无法循环流动。
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，还有一部分未被下一营养级生物利用，一般来说，在输入到某一个营养级的能量中，只有10%～20%的能量能够流到下一个营养级。
4．研究能量流动的实践意义
(1)帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
(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。
(1)生态系统的能量流动就是指能量的输入和散失过程( × )
(2)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能( × )
(3)流经第三营养级的总能量是指三级消费者摄入到体内的能量( × )
(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( √ )
(5)相邻两个营养级的能量传递效率不会小于10%，也不会大于20%( × )
(6)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
( × )
(7)一只狼捕食了一只兔子，就完成了能量流动( × )
(8)营养级越高的生物获得的能量越少，体型也越小( × )
(9)“桑基鱼塘”实现了能量的多级利用，大大提高了能量的传递效率( × )
易错警示 生态系统的能量流动中的3个误区
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。
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，而生物数量金字塔体现的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。
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。
考向一 能量流动的过程分析
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)]，据图分析：
(1)该生态系统中流入生物群落的总能量有哪些来源？
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。
(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 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)
提示 生产者→植食性动物的能量传递效率为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为肉食性动物固定的能量中来自植食性动物的能量/植食性动物固定的总能量×100%＝×100%≈15.6%。
(4)假设能量全部来自生产者，按照图中的能量流动规律，肉食性动物要增加100 kg，则需要消耗多少千克生产者？
提示 肉食性动物要增加100 kg，则需要生产者的量为100÷15.6%÷12.7%≈5 047.4(kg)。
5．(2019·内蒙古赤峰二中第三次月考)生态系统中存在食物链“马尾松→松毛虫→杜鹃”，如图表示松毛虫摄入能量的流动方向，下列叙述正确的是( )
A．该食物链中的生物在数量上呈正金字塔模型
B．松毛虫和杜鹃之间的能量传递效率可用E/A×100%表示
C．由松毛虫流入分解者的能量可用C＋D＋F表示
D．若迁走全部杜鹃，松毛虫的种群数量将呈“J”型增长
答案 B
解析 该食物链中的生物在能量上呈正金字塔形，而数量上松毛虫的数量多于马尾松，不呈现正金字塔形；松毛虫的同化量是A，杜鹃的同化量是E，能量传递效率可用 E/A×100%表示；由松毛虫流入分解者的能量可用D＋F表示，C表示松毛虫粪便量，属于马尾松的能量；若迁走全部杜鹃，但由于资源和空间是有限的，松毛虫的种群数量增长将呈现“S”型曲线。
6．(2019·常州一模)大闸蟹是以植物为主的杂食性甲壳类，因其味道鲜美而被大量养殖。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)。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
B．植物到大闸蟹的能量传递效率为c/(b＋2)×100%
C．图中d代表大闸蟹用于生长、发育和繁殖的能量
D．该区域由于有人工的管理，生态系统稳定性一定比自然区域高
答案 C
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，由图可知，c为初级消费者的同化量，而b为初级消费者的摄入量，B错误；图中d代表大闸蟹用于生长、发育和繁殖的能量，C正确；该区域由于有人工的管理，能提高生态系统的稳定性，但不一定比自然区域高，D错误。
考向二 能量流动的特点及应用分析
7．如图为某生态系统中能量传递示意图，以下叙述不正确的是( )
A．能量流动是从甲固定的太阳能开始的，流入该生态系统的总能量为1 250 kJ
B．从乙到丙的能量传递效率为15%
C．将乙和丙的粪便作为有机肥还田，可以提高能量传递效率
D．食物链的营养关系一般不可逆转，这决定了能量流动的单向性
答案 C
解析 能量流动是从甲(生产者)固定的太阳能开始的，流入该生态系统的总能量为175＋200＋875＝1 250(kJ)，A项正确；从乙到丙的能量传递效率＝×100%＝15%，B项正确；将乙和丙的粪便作为有机肥还田，可以提高能量的利用率，但不能提高能量的传递效率，C项错误；食物链的营养关系一般不可逆转，这决定了能量流动的单向性，D项正确。
8．(2019·北京石景山区高三期末)下表为养鱼对水稻产量和稻田土壤有机质含量影响的实验结果。下列相关说法错误的是( )
处理
水稻产量(kg/hm2)
土壤有机质(%)
稻田养鱼
4 023
2.72
对照
3 474
2.56
A.引入稻田中的鱼同样受到食物和生存空间等因素的限制
B．鱼可以吃掉稻田中的害虫和杂草，从而提高了水稻产量
C．稻田养鱼使水稻更多的从土壤中吸收鱼粪中的有机质
D．稻田养鱼使稻田生态系统中的营养结构复杂程度提高
答案 C
解析 稻田中可提供的食物和生存空间有限，引入稻田中的鱼同样受到食物和生存空间等因素的限制，A正确；鱼可以吃掉稻田中的害虫和杂草，使能量较多的流向水稻，从而提高了水稻产量，B正确；鱼粪中的有机质需经分解者分解为无机物才会被水稻吸收利用，C错误；稻田养鱼增加了稻田中的生物种类，使稻田生态系统中的营养结构复杂程度提高，D正确。
考向三 能量流动的有关计算
1．能量流动中的最值计算
2．能量流动中的定值计算
(1)已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算，而需按具体数值计算。例如，在食物链A→B→C→D中，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)如果是在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物获得能量，且各途径所获得的生物量比例确定，则需按照各单独的食物链进行计算后合并。
9．(2019·天津模拟)如图是一个食物网，假如鹰的食物有来自兔，来自鼠，来自蛇，那么鹰若要增加20 g体重，至少需要消耗植物( )
A．900 g B．500 g C．200 g D．600 g
答案 A
解析 当能量传递效率为最大值即20%时，消耗的植物量最少。鹰经兔途径消耗的植物量为20×÷20%÷20%＝200(g)；鹰经鼠途径消耗的植物量为20×÷20%÷20%＝200(g)；鹰经蛇、鼠途径消耗的植物量为20×÷20%÷20%÷20%＝500(g)，共计消耗植物量为200＋200＋500＝900(g)。
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()a÷10%÷10%＋()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()b÷10%＋()b÷10%÷10%＝40b，根据题意可得：55a＝40b，b/a＝1.375。
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%。
1．(2019·全国Ⅱ，6)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．前者为金字塔形，后者为倒金字塔形
B．前者为倒金字塔形，后者为金字塔形
C．前者为金字塔形，后者为金字塔形
D．前者为倒金字塔形，后者为倒金字塔形
答案 A
解析 夏季草原生态系统中，作为第一营养级的牧草的个体数量远多于作为第二营养级的羊的个体数量，该生态系统数量金字塔的形状最可能是金字塔形；而在森林生态系统中，作为第一营养级的乔木的一个个体上生活着大量的作为第二营养级的昆虫个体，该生态系统数量金字塔的形状最可能为倒金字塔形，故选A。
2．(2018·海南，20)某地在建设池塘时，设计了如图所示的食物网，鲫鱼和鲢鱼生活在不同水层。关于该池塘生态系统的叙述，错误的是( )
A．鲫鱼既是初级消费者又是次级消费者
B．消耗等量藻类时，鳜鱼的生长量少于鲢鱼
C．通气可促进水体中生物残骸分解为无机物
D．藻类固定的能量小于流入次级消费者的能量
答案 D
解析 由图可知，鲫鱼既是初级消费者又是次级消费者，A正确；鳜鱼的营养级比鲢鱼高，消耗等量藻类时，鳜鱼的生长量少于鲢鱼，B正确；通气有利于水体中分解者的呼吸作用，促进残骸分解为无机物，C正确；藻类固定的能量大于流入次级消费者的能量，D错误。
3．(2016·全国Ⅰ，5)在漫长的历史时期内，我们的祖先通过自身的生产和生活实践，积累了对生态方面的感性认识和经验，并形成了一些生态学思想，如：自然与人和谐统一的思想。根据这一思想和生态学知识，下列说法错误的是( )
A．生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律
B．若人与自然和谐统一，生产者固定的能量便可反复利用
C．“退耕还林、还草”是体现自然与人和谐统一思想的实例
D．人类应以保持生态系统相对稳定为原则，确定自己的消耗标准
答案 B
解析 生态系统物质循环过程中，无机环境中的物质可以被生物群落反复利用，生物群落中的物质可通过呼吸作用进入无机环境；能量流动是单向的、逐级递减的。二者均具有各自的规律，A正确；生态系统的能量是单向流动的，不可反复利用，B错误；“退耕还林、还草”保护了生物多样性，体现了自然与人和谐统一的思想，C正确；人类对生态系统的利用应该适度，不能超过生态系统的自我调节能力，以保持其相对稳定，D正确。
4．(2016·全国Ⅲ，5)我国谚语中的“螳螂捕蝉，黄雀在后”体现了食物链的原理。若鹰迁入了蝉、螳螂和黄雀所在的树林中，捕食黄雀并栖息于林中。下列叙述正确的是( )
A．鹰的迁入增加了该树林中蝉及其天敌的数量
B．该生态系统中细菌产生的能量可流向生产者
C．鹰的迁入增加了该生态系统能量消耗的环节
D．鹰的迁入改变了该生态系统能量流动的方向
答案 C
解析 鹰迁入后，形成了食物链：植物→蝉→螳螂→黄雀→鹰，据此可知，鹰的迁入会使该树林中黄雀的数量减少、螳螂的数量增加、蝉的数量减少等系列变化，A错误；能量流动是沿着食物链进行的，细菌是分解者，不参与食物链的构成，即细菌的能量不能流向生产者，B错误；能量流动是沿着食物链进行的，鹰的迁入没有改变该生态系统能量流动的方向，D错误。
5．(2018·全国Ⅱ，31)大型肉食性动物对低营养级肉食性动物与植食性动物有捕食和驱赶作用，这一建立在“威慑”与“恐惧”基础上的种间关系会对群落或生态系统产生影响，此方面的研究属于“恐惧生态学”范畴。回答下列问题：
(1)当某种大型肉食性动物迁入到一个新的生态系统时，原有食物链的营养级有可能增加。生态系统中食物链的营养级数量一般不会太多，原因是__________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)如果将顶级肉食性动物引入食物网只有三个营养级的某生态系统中，使得甲、乙两种植食性动物间的竞争结果发生了反转，即该生态系统中甲的数量优势地位丧失。假定该反转不是由于顶级肉食性动物的直接捕食造成的，那么根据上述“恐惧生态学”知识推测，甲的数量优势地位丧失的可能原因是________________________________________(答出一点即可)。
(3)若某种大型肉食性动物在某地区的森林中重新出现，会减轻该地区野猪对农作物的破坏程度。根据上述“恐惧生态学”知识推测，产生这一结果的可能原因有______________________
________________________________(答出两点即可)。
答案 (1)生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了，传递到下一营养级的能量较少
(2)甲对顶级肉食性动物的恐惧程度比乙高，顶级肉食性动物引入后甲逃离该生态系统的数量比乙多
(3)大型肉食性动物捕食野猪；野猪因恐惧减少了采食
解析 (1)生态系统中能量沿食物链的传递特点是单向流动、逐级递减。食物链中生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了，传递到下一个营养级的能量较少，所以一条食物链的营养级数量一般不会太多。
(2)根据题中信息可知，顶级肉食性动物对环境中的植食性动物有驱赶作用，这种作用是建立在“威慑”与“恐惧”基础上的。甲的数量优势地位丧失的原因可能是其对顶级肉食性动物的恐惧程度比乙高，导致甲逃离该生态系统的数量比乙多。
(3)大型肉食性动物捕食野猪或野猪因恐惧减少了采食，从而减轻了野猪对该地区农作物的破坏。
一、选择题
1．下列关于生态系统结构的叙述，正确的是( )
A．绿色植物是生态系统中唯一的生产者，所以它是生态系统的基石
B．消费者的存在可以加快生态系统的物质循环
C．分解者是生态系统中唯一能把有机物分解成无机物的成分
D．生态系统结构包括非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者
答案 B
解析 生产者是生态系统的基石，除了绿色植物，还有化能合成细菌、光合细菌等自养型生物；消费者通过自身新陈代谢将有机物转化为无机物，这些无机物又可以被生产者利用，所以加快了生态系统的物质循环；分解者、消费者、生产者都可以通过呼吸作用将有机物分解成无机物；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。
2．下列关于生态系统中分解者的叙述，正确的是( )
A．营腐生生活的细菌不一定是分解者，而有可能是生产者或消费者
B．分解者将动植物遗体中的有机物分解成无机物，可以供绿色植物再利用
C．分解者分解动植物遗体释放出来的能量，可供绿色植物同化作用再利用
D．分解者一定都是微生物，微生物不一定都是分解者
答案 B
解析 营腐生生活的细菌一定属于分解者；分解者将动植物遗体中的有机物分解成无机物，可以供绿色植物利用，但是释放出来的能量，只能供给分解者自身生命活动需要和散失；分解者不一定都是微生物，如营腐生生活的蜣螂、秃鹫也是分解者。
3．下表是某生态系统食物网中，甲、乙、丙、丁四种生物有机物同化量的比例关系。下列关于该食物网推断最不可能的是( )
生物种类
甲
乙
丙
丁
同化有机物所占比例/%
86
12
1.1
0.9
A.以上四个种群至少构成两条食物链
B．甲、乙两种群不可能处于同一营养级
C．第一营养级同化的能量不可能全部被第二营养级利用
D．乙、丙以甲为食物，丁以乙、丙为食物
答案 D
解析 根据生态系统的能量传递效率约为10%～20%，则甲一定处于第一营养级，若只有甲为第一营养级，则第二营养级有机物的同化比例在8.6%～17.2%之间，若只有乙为第二营养级，则第三营养级有机物的同化比例在1.2%～2.4%之间，第三营养级有丙、丁，食物链至少有两条，A项正确；若甲、乙为同一营养级，则第二营养级有机物的同化比例在9.8%～19.6%之间，而丙、丁的同化比例只有2.0%，故甲、乙不可能处于同一营养级，B项正确；第一营养级同化的能量不可能全部被第二营养级利用，C项正确；若乙、丙以甲为食物，丁以乙、丙为食物，则乙、丙同化量的10%～20%是1.31%～2.62%，与表中丁不符，D项错误。
4．(2019·江西省重点中学协作体第一次联考)某人工生态果园中害虫的能量流动情况如下图所示，据图判断，下列说法错误的是( )
A．流经害虫的总能量为568 kJ，害虫呼吸散失的能量是499.84 kJ
B．果园中以粪便为食的蜣螂获得了害虫体内的能量为1 402 kJ
C．图中X可代表害虫流向下一营养级的能量
D．引入天敌是防治虫害的一项重要措施，体现了生态系统信息传递与能量流动息息相关
答案 B
解析 流经害虫的总能量指的是同化总量即为1 970－1 402＝568(kJ)，害虫呼吸散失的能量＝同化量(568)－储存能(68.16)＝499.84 kJ，A正确；图中的1 402 kJ的粪便能不属于害虫体内的能量，并且蜣螂不一定能获取全部的粪便能，B错误；储存能－遗体残骸量＝X可代表害虫流向下一营养级的能量，C正确；害虫与天敌的信息传递，有利于调节种间关系，维持生态系统的稳定，故引入天敌是防治虫害的一项重要措施，同时体现了生态系统信息传递与能量流动息息相关，D正确。
5．(2019·山东烟台高三期末)下列有关生态系统能量流动的叙述，错误的是( )
A．通过物质多级利用可以提高能量的利用效率
B．处于稳定状态的生态系统能量输入与输出相对稳定
C．太阳能只有通过生产者才能输入流动渠道
D．通过兔子的粪便流入分解者体内的能量属于兔子通过同化作用获得的能量的一部分
答案 D
解析 通过物质多级利用可以提高能量的利用效率，A正确；处于稳定状态时生态系统能量输入与输出相对稳定，保持动态平衡，B正确；能量流动的起点是从生产者固定太阳能开始，太阳能只有通过生产者才能输入到生态系统之中，C正确；兔子的粪便中的能量不属于兔子同化的能量，属于上一营养级同化的能量，D错误。
6．分解者在生态系统的能量流动中的作用是( )
A．将光能转变为化学能
B．将有机物中的化学能释放到环境中去
C．分解有机物释放能量供生产者利用
D．减少能量在逐级流动中的损耗
答案 B
7．下表是某农田生态系统中田鼠种群摄食植物后能量流动情况，下列有关叙述错误的是( )
项目
摄取量
粪便量
呼吸作用散失量
能量[J/(hm2·a)]
1.05×1010
3.50×109
4.55×109
A.田鼠同化的能量中约有35%用于其生长、发育和繁殖
B．田鼠粪便量不属于其同化能量中流向分解者能量的一部分
C．以田鼠为食的天敌最多可获得的能量为1.4×109 J/(hm2·a)
D．田鼠的上一营养级同化的能量至少为7.0×1010 J/(hm2·a)
答案 D
解析 田鼠用于其生长发育和繁殖的能量比例为(1.05×1010－3.5×109－4.55×109)÷(1.05×1010－3.5×109)×100%＝35%，A项正确；田鼠粪便量属于生产者同化能量中流向分解者能量的一部分，不属于田鼠同化能量中流向分解者能量的一部分，B项正确；以田鼠为食的天敌最多可获得的能量为(1.05×1010－3.5×109)×20%＝1.4×109 J/(hm2·a)，C项正确；田鼠的同化量为1.05×1010－3.5×109＝7.0×109 J/(hm2·a)，故田鼠的上一营养级同化的能量至少为7.0×109÷20%＝3.5×1010 J/(hm2·a)，D项错误。
8．下列叙述正确的是( )
A．当狼吃掉一只兔子时，就获得了兔的10%～20%的能量
B．当狼捕食兔子并经同化作用合成了自身的有机物时，能量就从第一营养级流入了第二营养级
C．生产者通过光合作用制造了有机物时，能量就由非生物环境流入了生物群落
D．生态系统的能量流动是往复循环的
答案 C
解析 能量传递效率是指一个营养级中的能量只有10%～20%被下一个营养级所利用，每个营养级是以种群作为一个整体来研究的，不能以个体为单位来衡量，A错误；当狼捕食兔子并经同化作用合成了自身的有机物时，能量就从第二营养级流入了第三营养级，B错误；生产者通过光合作用制造了有机物时，能量就由非生物环境流入了生物群落，C正确；生态系统的能量流动是单向传递、逐级递减的，D错误。
9．如图为某生态系统食物网示意图，该生态系统中( )
A．该食物网共包含4条食物链
B．轮虫和螺蛳为初级消费者，属于第一营养级
C．鲫鱼和螺蛳的种间关系包括竞争和捕食
D．鲫鱼位于最高营养级，其群体所含的能量最多
答案 C
解析 该食物网共包含5条食物链；轮虫和螺蛳为初级消费者，属于第二营养级；鲫鱼和螺蛳的种间关系包括竞争和捕食，因为鲫鱼可以捕食螺蛳，鲫鱼和螺蛳都会以绿藻、水草为食；鲫鱼位于最高营养级，其群体所含的能量最少，因为能量流动具有单向流动、逐级递减的特点。
10．如图所示是能量在生态系统中的变化形式，据所学知识判断下列说法错误的是( )
A．真核生物中过程①首先发生的场所是叶绿体类囊体薄膜，将光能转化成ATP中活跃的化学能，细胞内ATP的水解过程往往与细胞的吸能反应相联系
B．图中过程①是生产者的光合作用，它是流入生态系统总能量的主要来源
C．过程②主要通过各种生物的呼吸作用实现，此生理过程释放的能量除储存在ATP中外，其余少部分以热能的形式散失
D．图示表示生态系统中能量的最终来源是光能，主要以热能的形式散失，可见能量流动具有开放性和单向流动的特点
答案 C
解析 真核生物中，过程①是光合作用，包括光反应和暗反应两个阶段，在真核生物中，光反应是在叶绿体类囊体薄膜上进行的，所发生的能量变化是将光能转化成ATP中活跃的化学能，细胞内ATP的水解过程往往与细胞的吸能反应相联系，A正确；过程①是生产者的光合作用，流入生态系统的总能量主要是生产者固定的太阳能总量，B正确；过程②主要是通过各种生物的呼吸作用实现的，此生理过程释放的能量除储存在ATP中外，其余大部分以热能的形式散失，C错误；图示表示生态系统中能量的最终来源是光能，主要是通过各种生物的呼吸作用以热能的形式散失，可见能量流动具有开放性和单向流动的特点，D正确。
二、非选择题
11．如图是某草原生态系统中各成分之间的关系模式图，图中甲、乙、丙表示生态系统的成分。请回答下列问题：
(1)图中丙属于该生态系统组成成分中的____________。图中鹰处于第________营养级。
(2)若鹰的捕食对象为其提供的能量均等，则鹰同化1 kJ的能量至少需要生产者同化________kJ的能量。
(3)发生火灾后的草原通过群落演替能够再次形成草原，这体现了生态系统具有____________稳定性。
(4)下表所示为该草原生态系统某年中流经鹰种群的能量分配情况：
项目
摄入的能量
呼吸消耗的能量
用于生长发育和繁殖的能量
能量(×103 kJ)
32
12
8
这一年中鹰种群的同化量为______________，其中用于生长发育和繁殖的能量可以流向______________，也可以____________。
答案 (1)分解者 三、四 (2)75 (3)恢复力 (4)2×104 kJ 分解者 暂时不被利用
解析 (1)根据图中箭头的指向可以判断，甲是生产者，乙是无机环境，丙是分解者。从食物网来判断，鹰处于第三、四营养级。(2)鹰的捕食对象有鼠和蛇，若鹰的捕食对象为其提供的能量均等，则鹰同化1 kJ的能量至少需要生产者同化的能量为1×÷20%÷20%＋1×÷20%÷20%÷20%＝75(kJ)。(3)生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力叫做恢复力稳定性。(4)同化量＝呼吸消耗的能量＋用于生长发育和繁殖的能量＝12×103＋8×103＝2×104(kJ)。一年中鹰种群用于生长发育和繁殖的能量可以流向分解者，也可以暂时不被利用。
12．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表示生物体储存的能量(Pn＝Pg－R)，R表示生物呼吸消耗的能量。
单位：×102 kJ/(m2·a)
项目
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_____(保留小数点后一位)。
(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营养级所含能量最多，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，再根据公式计算从第三营养级到第四营养级的能量传递效率是0.9/15.9×100%≈5.7%。输入的总能量即为生产者固定的总能量＝870.7×102 kJ/(m2·a)，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＝785.5×102 kJ/(m2·a)，因为870.7×102 kJ/(m2·a)＞785.5×102 kJ/(m2·a)，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，即该生态系统的总能量增加了。
13．下图1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2表示能量流经该生态系统某一营养级的流动途径示意图，其中a～g表示能量值。请据图作答：
(1)图1中，M2表示的能量形式为__________________。通常情况下，位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于营养级Ⅲ，主要原因是_______________________________________。
(2)图2中，若A表示图1中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示________________________，C表示_________________________________________________________________________。
(3)图2中有两处不同的能量散失途径，其中E处散失的能量是通过________________实现的。
答案 (1)热能(或通过呼吸作用散失的热量) 在食物链中能量传递逐级递减，Ⅳ的营养级最高，可利用的能量最少 (2)Ⅱ所同化的能量 Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量 (3)分解者的分解作用
解析 (1)M1是输入到生态系统中的总能量，是太阳能。M2是生态系统散失的能量，是热能。在能量传递中由于大量能量以热能的形式散失，故最高营养级获得的能量最少，位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于营养级Ⅲ。(2)图2中，若A表示图1中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，摄入的能量中有一部分(c)未被同化，B表示被同化的能量，同化的能量去掉呼吸散失的，即是用于生长、发育和繁殖的能量(C)。(3)图2中E处散失的能量是通过分解者的分解作用实现的。
相关试卷
新高考生物一轮复习专题训练：第30讲 生态系统的结构与能量流动（含解析）： 这是一份新高考生物一轮复习专题训练：第30讲 生态系统的结构与能量流动（含解析），共8页。
高考生物一轮复习考点过关练习第9单元 第30讲 生态系统的结构 生态系统的能量流动 (含解析)： 这是一份高考生物一轮复习考点过关练习第9单元 第30讲 生态系统的结构 生态系统的能量流动 (含解析)，共25页。试卷主要包含了生态系统的概述，生态系统的组成成分，研究能量流动的意义，下图为某湖泊中的食物网等内容，欢迎下载使用。
高中生物高考2022年高考生物一轮复习 第9单元 第30讲 生态系统的结构与能量流动： 这是一份高中生物高考2022年高考生物一轮复习 第9单元 第30讲 生态系统的结构与能量流动，共24页。
