新人教生物一轮复习学案：第32讲 生态系统的结构与能量流动（教师版）

新人教生物一轮复习学案
第32讲 生态系统的结构与能量流动
【素养目标】　1.运用结构与功能相相适应的观点，理解生态系统的成分与结构，理清各自的功能。(生命观念)　2.通过分析食物链(网)中各营养级生物的数量变动情况，培养运用逻辑思维分析问题的能力。(科学思维)　3.通过分析能量流动过程图解，培养运用逻辑思维分析问题的能力。(科学思维)4.通过总结研究能量流动的实践意义，形成学以致用、关注生产生活的态度。 (社会责任)
考点一　生态系统的结构
1．生态系统的概述
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
营养方式 － 自养 异养 异养
实例 光、热、水、空气、无机盐等 光合自养生物：绿色植物和蓝细菌等； 化能合成生物：硝化细菌等 大多数动物、寄生植物、寄生细菌、病毒等 营腐生生活的细菌和真菌、腐食动物等
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；帮助植物传粉和传播种子 将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物
地位 生态系统的基础，必要成分 生态系统的基石、主要成分 生态系统最活跃的成分、非必要成分 生态系统的关键成分、必要成分　
(2)相互关系
生产者和分解者是联系生物群落和非生物环境的两大“桥梁”。
【拾遗补缺】　源于选择性必修2 P50“概念图内容”：判断以下生物属于生态系统的什么成分？
①菟丝子　②硝化细菌　③玉米　④噬菌体　⑤秃鹫　⑥蜣螂　⑦蓝细菌　⑧结核杆菌　⑨蘑菇
生产者：②③⑦；消费者：①④⑧；分解者：⑤⑥⑨。
3．生态系统的营养结构
(1)食物链
(2)食物网
【拾遗补缺】　(1)源于选择性必修2 P51“旁栏思考”：食物链一般不超过五个营养级的原因是能量在沿食物链流动的过程中是逐级递减的。
(2)源于选择性必修2 P52“概念检测”：一般来说，一个生态系统的食物链越多，食物网越复杂，这个生态系统抵抗外界干扰的能力与保持自身稳定的能力越强。农田和果园等人工生态系统可以通过增加或延长食物链，提高生态系统的稳定性，同时获得更多的产品。例如，水田养鱼、果园养鸡等。
(1)生态系统的结构应包括非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者(　　)
(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)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(　　)
(4)生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大(　　)
(5)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(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×
1．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
三类 “不一定” ①生产者不一定是植物(如蓝细菌、硝化细菌)，植物不一定是生产者(如菟丝子营寄生生活，属于消费者)
②消费者不一定是动物(如营寄生生活的微生物等)，动物不一定是消费者(如秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动植物遗体或动物排遗物为食的腐生动物属于分解者)
③分解者不一定是微生物(如蚯蚓等动物)，微生物不一定是分解者(如硝化细菌、蓝细菌属于生产者，寄生细菌属于消费者)
两类 “一定” ①生产者一定是自养生物，自养生物一定是生产者
②营腐生生活的生物一定是分解者，分解者一定是营腐生生活的生物
(2)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或生产者，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。
2．构建食物链(网)的方法
(1)根据种群数量变化曲线图构建
图1
①分析依据：先上升、先下降者为被捕食者。
②食物链：乙→丙→甲(图1)。
(2)根据所含能量(生物量)构建
图2　　　　　　　　图3
①分析依据：根据相邻两营养级间能量传递效率约为10%～20%，可推测能量相差在5倍以内，很可能为同一营养级。
②结果：图2可形成一条食物链：丙→甲→乙→丁；
图3生物可形成食物网：。
(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：。
3．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，则某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。
[典例剖析]
(多选)下图为某湖泊生态系统的食物网简图。下列叙述正确的是(　　)
A．该食物网中的全部生物构成了该湖泊生态系统的群落
B．该食物网有5条食物链，其中绿头鸭占第三、四共两个营养级
C．浮游藻类属于生产者
D．若水生昆虫数量减少，则裸鲤的数量也会下降
BCD　[群落是指一定区域中的全部生物，该食物网中缺少分解者，A错误；该食物网有5条食物链，即浮游藻类→裸鲤→鸬鹚、浮游藻类→裸鲤→绿头鸭、浮游藻类→裸鲤→大天鹅、浮游藻类→浮游动物→水生昆虫→绿头鸭、浮游藻类→浮游动物→水生昆虫→大天鹅，其中绿头鸭占第三、四共两个营养级，B正确；浮游藻类可通过光合作用制造有机物，属于生产者，C正确；若水生昆虫数量减少，则绿头鸭和大天鹅捕食裸鲤增多，同时浮游动物增多，导致祼鲤的食物浮游藻类减少，则裸鲤数量会下降，D正确。]
【名师点拨】　掌握信息转化能力
信息提取 信息1：某湖泊生态系统的食物网＋题图
信息2：该食物网中的全部生物
信息3：水生昆虫数量减少
信息转化 1.食物网中共有5条食物链
2.缺少非生物的物质和能量、分解者
3.水生昆虫和裸鲤为绿头鸭和大天鹅的食物来源
素养考查 生命观念：稳态与平衡观 科学思维：建构模型能力
【角度转换】　提升语言表达能力
据题图分析，鸬鹚、绿头鸭、大天鹅之间的关系是种间竞争，请写出食物网中最长的食物链：浮游藻类→浮游动物→水生昆虫→绿头鸭(大天鹅)。
考向一　生态系统组成成分的判定及相互关系的分析
1．(2023·武汉高三检测)金矿杆菌发现于一座金矿地下2.8 km充满水的裂沟中，裂沟处没有光线和氧气，水温高达60 ℃。这种细菌能利用水中的二氧化碳和周围环境中的无机氮合成有机物。下列有关叙述错误的是(　　)
A．金矿杆菌属于原核生物，只有核糖体一种细胞器
B．金矿杆菌属于厌氧微生物，在细胞质基质中进行细胞呼吸
C．金杆菌吸收的无机氮可用来合成核糖、蛋白质、ATP等化合物
D．金矿杆菌能利用水中的二氧化碳合成有机物，在生态系统中属于生产者
C　[金矿杆菌是细菌，为原核生物，只有核糖体一种细胞器，没有其他复杂的细胞器，A正确；金矿杆菌是原核生物，无线粒体，其呼吸作用的场所在细胞质基质，生活在没有光线和氧气的环境中，因此应为厌氧微生物，B正确；核糖属于单糖，元素组成只有C、H、O，不含N元素，因此金矿杆菌吸收的无机氮不能用来合成核糖，C错误；金矿杆菌能利用空气中的二氧化碳合成有机物，属于自养生物，在生态系统中属于生产者，D正确。]
2．(2023·南昌高三检测)果树—草菇立体农业是利用果树下微弱的光照、较高的空气湿度和较低的风速等特殊环境条件，在果树下人工栽培草菇。下列相关叙述正确的是(　　)
A．该生态系统中，树下的蚯蚓是消费者，草菇等真菌是分解者
B．该生态系统的营养结构中，可能存在鼠→蛇→鹰这样一条食物链
C．生产者都是自养型生物，自养型生物都能进行光合作用合成有机物
D．各种消费者的存在促进了生态系统的物质循环并使其更加稳定
D　[蚯蚓和草菇在生态系统中都是分解者，A错误；食物链起始端必须是生产者，B错误；生产者都是自养型生物，但有光能自养和化能自养之分，故并不是都能进行光合作用，C错误；消费者具有促进生态系统物质循环并维持生态平衡的作用，D正确。]
考向二　食物链(网)的有关图文分析
3．(2022·广东卷，6)如图示某生态系统的食物网，其中字母表示不同的生物，箭头表示能量流动的方向。下列归类正确的是(　　)
A．a、c是生产者 B．b、e是肉食动物
C．c、f是杂食动物 D．d、f是植食动物
C　[a在食物链的起点，是生产者，c能捕食b等，属于消费者，A错误；b在食物链的起点，是生产者，B错误；c和f都能捕食生产者a、b，也都能捕食消费者e，所以c和f属于杂食动物，C正确；d是植食动物，但由C选项解析可知，f属于杂食动物，D错误。]
4．(多选)(2022·石家庄高三检测)下图是一个陆地生态系统食物链(网)的结构模式图，下列叙述正确的是(　　)
A．在该食物网中，共有5条食物链
B．在该食物网中，H占有3个不同的营养级
C．若B种群中，各年龄段个体数目比例适中，则该种群密度在一段时间内会明显变大
D．该食物网中，如果C种群数量下降10%，则H的数量不会发生明显变化
ABD　[此食物网中，从生产者到最高级消费者，食物链有①A→B→H、②A→C→D→H、③A→C→F→G→H、④A→E→D→H、⑤A→E→F→G→H，共5条，A正确；在该食物网的5条食物链中，H分别处于第三(食物链①中)、第四(食物链②④中)和第五(食物链③⑤中)营养级，B正确；若B种群中各年龄段的个体数目比例适中，则该种群的年龄结构为稳定型，种群密度在一段时间内会保持相对稳定，而不会有明显变化，C错误；在该食物网中，若C种群的数量下降，H所获取的能量可由其他食物链的生物来弥补，通过食物网中生物这种相互补偿、相互制约的自动调节机制，生态系统可维持平衡状态，生物的种类和数量能保持相对稳定，D正确。]
考点二　生态系统的能量流动
1．能量流动的概念理解
【拾遗补缺】　源于选择性必修2 P55“思考·讨论”：生态系统中的能量流动和转化遵循能量守恒定律。流入生态系统的能量一部分储存在生物体有机物中，而另一部分通过生物的呼吸作用以热能的形式散失至无机环境中，两部分之和与流入生态系统的能量相等(填“相等”或“不相等”)。
2．第一营养级能量流动
注：生产者固定的太阳能即第一营养级的同化量，一部分能量用于呼吸消耗，余下的用于自身的生长、发育和繁殖，即积累有机物中的能量。
3．第二营养级及其后营养级能量流动
(1)由上图分析可知：
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)＝呼吸作用以热能的形式散失的能量(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－c)＋下一营养级同化的能量(i)＋未被利用的能量(j)。
(2)总结：①摄入量＝同化量＋粪便量。
其中最高营养级无b(填字母序号)。
【拾遗补缺】　源于选择性必修2 P55“图3－5”：在一定时间内，某生态系统中全部生产者固定的能量值为a，全部消费者所获得的能量值为b，全部分解者所获得的能量值为c, 则 a＞b＋c(填“＞”“＝”或“＜”)。
4．能量流动的特点
【拾遗补缺】　源于选择性必修2 P55“思考·讨论”：流经某生态系统的能量不能再回到该生态系统，原因是能量流动是单向的。
5．生态金字塔的类型及特点
项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔
形状
每一阶含义 每一营养级生物所含能量的多少 每一营养级生物个体的数量 每一营养级生物所含的有机物总量
象征含义 能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特点 一般情况下，生物个体数量在食物链中随营养级升高而逐级递减 一般情况下，生物体内有机物的总量随营养级升高而逐级递减
特征 上窄下宽的正金字塔形 一般为正金字塔形，但可能出现“倒置”，如“树→昆虫→鸟” 一般为正金字塔形
6.研究能量流动的实践意义
(1)帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。
(2)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。
(3)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。
【拾遗补缺】　(1)源于选择性必修2 P59“探究·实践”：人们主要通过合理密植的方法提高作物的光能利用效率。
(2)源于选择性必修2 P60“拓展应用2”：溶解在水中的方糖不能变回原来的形状，原因是在一个封闭的系统中，物质总是由有序朝着无序的方向发展。
(1)一只狼捕食了一只兔子，就完成了能量流动(　　)
(2)一种蜣螂专以象粪为食，则该种蜣螂最多能获取大象所同化能量的20%(　　)
(3)营养级越高的生物获得的能量越少，体型也越小(　　)
(4)“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(　　)
(5)生态系统中的能量可被多级循环利用，从而大大提高了能量的利用率(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
各营养级能量流动分析
(1)植物光合作用与同化量之间的关系：真光合作用量＝同化量，净光合作用量＝用于生长、发育和繁殖的能量(因为：真光合作用量＝净光合作用量＋呼吸消耗量；同化量＝呼吸消耗量＋用于生长、发育和繁殖的能量)。
(2)动物摄入量与同化量之间的关系：摄入量＝动物的同化量＋粪便量，即摄入的食物只有一部分被同化。
(3)流入一个营养级的能量是指这个营养级的同化量。
(4)某营养级同化量的“2个”“3个”“4个”去路
①“2个”去路：同化量＝呼吸消耗量＋用于生长、发育和繁殖的能量。
②“3个”去路(定量不定时，在足够长的时间内能量的最终去路)：同化量＝呼吸消耗量＋流向分解者的能量＋下一营养级的同化量。
③“4个”去路(定量定时，即流入某营养级的一定量的能量在一定时间内的去路)：同化量＝呼吸消耗量＋流向分解者的能量＋下一营养级的同化量＋未利用的能量。
注：最高营养级的生物去掉下一营养级的同化量。
(5)未利用的能量：包括生物每年的积累量和动植物残体以化石燃料的形式被储存起来的能量。
[典例剖析]
下图1表示某人工高密度鱼塘生态系统的能量金字塔，图中Ⅰ～Ⅳ表示不同营养级，甲～戊表示不同种群；图2是能量流经其中一个种群的情况简图。回答下列相关问题：
(1)若图2中的种群是图1中的甲，则能量输入的是________；该能量值________(填“等于”“大于”或“小于”)流经该人工鱼塘生态系统的总能量，理由是_________________________。
在生态系统的组成成分中，甲属于__________________。
(2)若图2中的种群是图1中的戊，则其能量散失是通过____________(填生理过程)完成的，其储存的能量除了存在于自身体内的有机物中外，其余的会流向____________。
(3)据图判断，丙粪便中有机物所含能量属于____________的同化量。
答案　(1)甲通过光合作用同化的能量　小于　流经人工鱼塘生态系统的总能量包括该生态系统生产者光合作用固定的太阳能和人工投喂的饲料中的能量　生产者
(2)呼吸作用　分解者
(3)甲和乙
解析　(1)甲是该生态系统的生产者，输入生态系统的能量是甲通过光合作用同化的能量，由于流经人工鱼塘生态系统的总能量包括该生态系统生产者光合作用固定的太阳能和人工投喂的饲料中的能量，所以该能量值小于流经该人工鱼塘生态系统的总能量。
(2)种群戊是最高营养级消费者，则其能量散失是通过呼吸作用完成的，其储存的能量的去向，一部分是存在于自身体内的有机物中(未被利用)，另一部分是被分解者分解释放出来，没有流向下一营养级这一去向。
(3)丙可能以甲或乙为食，故其粪便中有机物所含能量可属于甲和乙的同化量。
【名师点拨】　掌握信息转化能力
信息提取 信息1：题图
信息2：流经该人工鱼塘生态系统的总能量
信息3：丙粪便中有机物所含能量
信息转化 1.图1能量金字塔；图2能量流经其中一个种群时，能量的去向
2.人工鱼塘需要投喂饲料
3.粪便中有机物所含能量为上一营养级的同化量
素养考查 生命观念：稳态与平衡观 科学思维：建构模型能力
【得分要点】　抓住长句表述得分点
(1)不可缺少的信息：太阳能、人工投喂的饲料。
考向一　能量流动的过程
5．(2022·重庆高三检测)下图为重庆某一湖泊能量流动示意图，其中A～L表示能量值(单位相同)、甲～丙表示不同营养级。下列相关表述错误的是(　　)
A．能量A仅指可见光中的一小部分
B．能量E、F、G、H指各营养级呼吸作用散失的热能
C．能量J是分解者分解乙的遗体残骸和粪便释放的能量
D．若某种生物是杂食性生物，它可能同时占据乙、丙两个营养级
C　[生产者只能吸收可见光，所以能量A仅指可见光中的一小部分，A正确；据图分析可知，能量E、F、G、H指各营养级呼吸作用散失的热能，B正确；能量J是分解者分解乙的遗体残骸和丙粪便释放的能量，C错误；若某种生物是杂食性生物，它可能捕食甲和乙两个营养级的生物，则该生物可能同时占据乙、丙两个营养级，D正确。]
6．(2022·张掖高三检测)下图为生态系统中某两个营养级(甲、乙)的能量流动示意图，其中a～e表示能量，以下叙述正确的是(　　)
A．甲摄入的能量为e＋a＋c
B．甲中生物数量多于乙中
C．乙用于生长、发育和繁殖的能量为a－b
D．乙粪便中食物残渣的能量包含在d中
C　[甲同化的能量为e＋a＋c，A错误；甲中生物数量可能多于乙中，也可能少于乙中，B错误；乙同化的能量一部分用于呼吸消耗，一部分用于自身生长、发育、繁殖，图中a为乙的同化量，b为乙呼吸作用消耗的能量，所以乙用于自身生长、发育、繁殖的能量为a－b，C正确；乙粪便中食物残渣的能量包含在c中，D错误。]
考向二　能量流动的特点及应用
7．(2022·济南高三检测)为研究稻虾(水稻—小龙虾)共作模式对水稻产量及农田生态的影响，科研人员进行了水稻单作模式和稻虾共作模式的比较试验，统计结果如下表，下列叙述错误的是(　　)
杂草存量(kg/亩) 化肥使用量(kg/亩) 水稻产量(kg/亩) 利润(元/亩)
水稻单作模式 250 62.9 477.8 1386.2
稻虾共作模式 5 32.4 540.8 6058.3
A．农田中的水稻、杂草、小龙虾等生物及水分、土壤等无机成分共同构成了生物群落
B．稻虾共作模式下，小龙虾的引入增加生态系统营养结构的复杂性，生态系统抵抗力稳定性提高
C．小龙虾的引入可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
D．与水稻单作模式相比，稻虾共作模式可减少化肥使用量，降低成本并使水稻产量增加
A　[农田中的水稻、杂草、小龙虾等生物部分和水分、土壤等无机环境共同构成了稻田生态系统，A错误；小龙虾的引入增加了生态系统的组成成分，使生态系统的营养结构更加复杂，提高了生态系统的抵抗力稳定性，B正确；由表中数据可知，小龙虾的引入，减少了杂草的存量，这样调整了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，C正确；虾在稻田中的觅食活动，起到了吃草、捕虫、踩草等作用，减少了虫吃水稻以及水稻和杂草的种间竞争，使水稻产量增加，同时虾的排泄物又可以肥田，减少化肥的投入量，降低成本，D正确。]
8．(2022·淮安高三检测)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．流入初级消费者体内的能量可表示为(D1－A2－C2)
C．由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1 /W1
D．图解表明能量流动具有单向流动、逐级递减的特点
B　[生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋D1)，A1表示呼吸作用散失的能量，B1表示未被利用的能量，C1表示流向分解者的能量，而D1＝A2＋B2＋C2＋D2是流入下一营养级(初级消费者)的能量，故生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2)，A正确、B错误；由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/(A1＋B1＋C1＋D1)×100%＝D1/W1×100%，C正确；图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减，D正确。]
【题后归纳】　“拼图法”分析能量流动过程
(1)W1、D1指相应营养级的同化量，B1、B2指相应营养级中未被利用的能量。
(2)各营养级用于生长、发育和繁殖的能量为B1＋C1＋D1或B2＋C2＋D2。
(3)能量传递效率不会是100%。从上图可以看出，相邻两个营养级的传递效率等于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%。
考向三　能量流动的有关计算
9．(2023·聊城高三检测)生态学家对弗罗里达州的银泉进行了生态系统营养级和能量流动情况的调查，结果如表，其中①～④分别表示不同的营养级，⑤为分解者。下列相关说法正确的是(　　)
序号 生物同化作用所固定的能量 生物呼吸消耗的能量 生物体贮存的能量
① 15.04 12.23 2.81
② 871.27 501.58 369.69
③ 0.88 0.54 0.34
④ 140.10 79.13 60.97
⑤ 211.85 192.59 19.26
注：表中能量单位(102 kg·m－2·a－1)
A．能量在第三营养级和第四营养级间的传递效率约为10.7%
B．该生态系统生物构成的捕食食物链可能为②→⑤→④→①→③
C．若维持现在的能量输入输出水平，则该生态系统的有机物总量将会增加
D．①营养级同化作用所固定的能量中，未被利用的能量有一部分残留在其粪便中
C　[能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值，能量在第三营养级和第四营养级间的传递效率0.88/15.04×100%≈5.85%，A错误；由题意可知，⑤是分解者，而生态系统的食物链只包括生产者和消费者，不包括分解者，B错误；该生态系统维持现在的能量输入、输出水平，由于生物体贮存的能量大于0，则有机物的总量会增多，C正确；①营养级同化作用所固定的能量中，未被利用的能量属于同化量的一部分，而粪便中的能量是未同化的能量，因此未被利用的能量不会残留在自身的粪便中，D错误。]
10．(多选)(2022·辽宁重点中学协作体高三联考)水域中的杀虫剂(难分解)含量过高会对人体造成危害。科研人员对某湖泊中5种不同的生物A、B、C、D、E进行了消化道内食物组成的分析，并对这5种生物体内每千克体重杀虫剂的含量(mg)进行了测定，如下表所示。下列叙述错误的是(　　)
生物种类 A B C D E
鱼(甲) 河蚌 小球藻 鱼(乙) 水蚤
消化道内食物组成 鱼(乙) 水蚤、小球藻 － 水蚤 小球藻
每千克体重杀虫剂的含量(mg) 96 57 5 31 X
A．该湖泊中河蚌(B)和水蚤(E)的关系为捕食与种间竞争
B．表中生物形成的食物网含2条食物链，最高营养级为第四级
C．若B的食物1/5来自E，其余来自C，则B体重每增加1 kg，至少需消耗C为21 kg
D．据表中数据推测，E的杀虫剂含量X的范围是5BC　[由表中消化道内食物组成一行可以看出，该湖泊中河蚌(B)和水蚤(E)的关系为捕食与竞争，A正确；根据表中数据可画出下列食物网，，含3条食物链，最高营养级(鱼甲)为第四级，B错误；若B(河蚌)的食物1/5来自E，其余来自C(4/5)，则B体重每增加1 kg，至少需消耗(能量传递效率按照20%计算)C为：4/5÷20%＋1/5÷20%÷20%＝9 kg，C错误；原则上营养级越高，体内汞和杀虫剂含量就越高，据表中数据推测，E的杀虫剂含量X的范围是每千克体重污染物含量5＜X＜31，D正确。]
(三十二)生态系统中各种“效率”
1．同化效率：指植物吸收的日光能中被光合作用所固定的能量比例，或被动物摄食的能量中被同化了的能量比例。
同化效率＝被植物固定的能量/植物吸收的日光能
或同化效率＝被动物消化吸收的能量/动物摄食的能量
2．生产效率：指形成新生物量的生产能量占同化能量的百分比
生产效率＝n营养级的净生产量/n营养级的同化能量
有时人们还分别使用组织生长效率和生态生长效率，则生态生长效率＝n营养级的净生产量/n营养级的摄入能量
3．消费效率：指n＋1营养级消费(即摄食)的能量占n营养级净生产能量的比例。
消费效率＝n＋1营养级的消费能量/n营养级的净生产量
4．林德曼效率：指n＋1营养级所获得的能量占n营养级获得能量之比，相当于同化效率、生长效率与消费效率的乘积。但也有学者把营养级间的同化能量之比值视为林德曼效率，即高中生物教材中提到的能量传递效率。
[对点训练]
1．(2023·浙江山水联盟高三联考)如图所示为一个小型人工生态农场的模式图以及该小型人工生态农场中农作物和鸡的部分能量值(单位：104 kJ)。请根据图和表格分析，下列说法正确的是(　　)
项目 净同化量(同化量－呼吸消耗量) 呼吸消耗量 流向分解者 未利用
农作物 110 75 21 58
鸡 7 10 1 3
A．该生态系统中第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为9.2%
B．该小型生态系统的结构包括生物成分及它们之间形成的营养结构
C．该小型生态系统通过食物网流向人的能量值为1.7×105 kJ
D．表中共6.1×105 kJ的未利用能量下一年将被分解者利用
C　[由表中信息可知：第一营养级(农作物)的同化量为(110＋75)×104 kJ＝1.85×106 kJ，第二营养级的同化量为(110－21－58)×104 kJ＝3.1×105 kJ，因此该生态系统中第一营养级到第二营养级的能量传递效率为[(3.1×105 kJ)÷(1.85×106 kJ)]×100%≈16.7%，A错误；该小型生态系统的结构包括生态系统的组成成分(包括生物成分和非生物成分)、食物链和食物网(营养结构)，B错误；由表中信息可知：人从农作物中获取的能量为[(110－21－58)－(10＋7)]×104 kJ ＝14×104 kJ，人从鸡中获取的能量是(7－1－3)×104 kJ ＝3×104KJ，所以该小型生态系统通过食物网流向人的能量值为14×104 kJ＋3×104KJ ＝1.7×105 kJ，C正确；表中未利用能量共有(58＋3)×104 kJ＝ 6.1×105 kJ，这些未利用的能量下一年可以流向分解者，也可以流向下一个营养级或用于自身呼吸作用的消耗，D错误。]
2．(2022·Z20名校联盟高三联考)对某一人工养殖鱼塘的能量流动情况进行分析，结果如图所示[数字单位是kJ/(m2·a)]，序号Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为不同营养级。下列叙述错误的是(　　)
A．该图中属于次级生产者的为Ⅱ、Ⅲ和分解者
B．流经该生态系统生产者的总能量为1 027.6 kJ/(m2·a)
C．从Ⅰ到Ⅱ、从Ⅱ到Ⅲ的能量传递效率分别为14%、15%
D．各营养级的同化量部分用于呼吸消耗，剩下的全用于自身生长繁殖
B　[次级生产者是指能利用生产者产生的有机物进行次级生产即生产新的有机物的生物，从这个角度来看，消费者和分解者都是次级生产者。故图中次级生产者有Ⅱ、Ⅲ和分解者，A正确；Ⅱ流向下一营养级的能量＝21.4＋3.6＋11.2＋2.2－15.6＝22.8 kJ/(m2·a)；Ⅰ流向下一营养级的能量＝82.2＋16.6＋30.4＋22.8－12＝140 kJ/m2·a；则流经该生态系统生产者的总能量＝呼吸散失的能量＋分解者分解利用的能量＋流向下一营养级的能量＋未利用的能量＝240＋60＋560＋140＝1 000 kJ/(m2·a)，B错误；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%，从Ⅰ到Ⅱ的能量传递效率＝140/1 000＝14%；从Ⅱ到Ⅲ的能量传递效率为22.8/(140＋12)＝15%，C正确；各营养级的同化量部分用于呼吸消耗，剩下的全用于自身生长繁殖，D正确。]
1．(多选)(2022·辽宁卷，19)底栖硅藻是河口泥滩潮间带生态系统中的生产者，为底栖动物提供食物。调查分析某河口底栖硅藻群落随季节变化优势种(相对数量占比>5%)的分布特征，结果如下图。下列叙述错误的是(　　)
注：不同条纹代表不同优势种；空白代表除优势种外的其他底栖硅藻；不同条纹柱高代表每个优势种的相对数量占比
A．底栖硅藻群落的季节性变化主要体现在优势种的种类和数量变化
B．影响优势种①从3月到9月数量变化的生物因素包含捕食和竞争
C．春季和秋季物种丰富度高于夏季，是温度变化影响的结果
D．底栖硅藻固定的能量是流经河口泥滩潮间带生态系统的总能量
CD　[据图可知，底栖硅藻群落在不同季节优势种的数量和种类都发生了变化，所以底栖硅藻群落的季节性变化主要体现在优势种的种类和数量变化，A正确；底栖硅藻可以为底栖动物提供食物，不同硅藻物种之间也有竞争，所以影响优势种①从3月到9月数量变化的生物因素包含捕食和竞争，B正确；题图只表示了底栖硅藻群落随季节变化优势种的分布特征，没有表示物种丰富度的大小，所以不能判断春季和秋季物种丰富度高于夏季，C错误；底栖硅藻固定的能量及其他生产者固定的能量是流经河口泥滩潮间带生态系统的总能量，D错误。]
2．(2022·浙江6月选考，20)生态系统的营养结构是物质循环和能量流动的主要途径。下列叙述错误的是(　　)
A．调查生物群落内各物种之间的取食与被取食关系，可构建食物链
B．整合调查所得的全部食物链，可构建营养关系更为复杂的食物网
C．归类各食物链中处于相同环节的所有物种，可构建相应的营养级
D．测算主要食物链各环节的能量值，可构建生态系统的能量金字塔
D　[生物群落中各物种间通过捕食关系建立食物链，A正确；错综复杂的食物链构成食物网，B正确；营养级是指物种在食物链中的位置，C正确；测算全部食物链各环节的能量值，可构建生态系统的能量金字塔，D错误。]
3．(2021·广东卷，2)“葛(葛藤)之覃兮，施与中谷(山谷)，维叶萋萋。黄鸟于飞，集于灌木，其鸣喈喈”(节选自《诗经·葛覃》)。诗句中描写的美丽景象构成了一个(　　)
A．黄鸟种群 B．生物群落
C．自然生态系统 D．农业生态系统
C　[依据题意可知，诗中描写的有葛藤、黄鸟、灌木等生物，同时山谷包括了生活在其中的所有生物及无机环境，故它们共同构成一个自然生态系统，C正确。]
4．(2021·海南卷，24)海南坡鹿是海南特有的国家级保护动物，曾濒临灭绝。经过多年的严格保护，海南坡鹿的种群及其栖息地得到有效恢复。回答下列问题。
(1)海南坡鹿是植食性动物，在食物链中处于第________营养级，坡鹿同化的能量主要通过________以热能的形式散失。
(2)雄鹿常通过吼叫、嗅闻等方式获得繁殖机会，其中嗅闻利用的信息种类属于____________。
(3)为严格保护海南坡鹿，有效增加种群数量，保护区将300公顷土地加上围栏作为坡鹿驯化区。若该围栏内最多可容纳426只坡鹿，则最好将围栏内坡鹿数量维持在____________只左右，超出该数量的坡鹿可进行易地保护。将围栏内的坡鹿维持在该数量的依据是___________________。
(4)海南坡鹿的主要食物包括林下的草本植物和低矮灌木，保护区人员通过选择性砍伐林中的一些高大植株可增加坡鹿的食物资源，主要依据是_____________________________________。
答案　(1)二　呼吸作用　(2)化学信息
(3)213　该数量下有利于海南坡鹿数量的快速增加
(4)提高草本植物和低矮灌木对光照的利用率，为海南坡鹿提供食物资源
解析　(1)海南坡鹿是植食性动物，以植物为食，故海南坡鹿在食物链中处于第二营养级；坡鹿同化的能量主要通过呼吸作用以热能的形式散失。
(2)嗅闻的对象是能产生气味的物质，故该信息种类属于化学信息。
(3)结合题意可知，海南坡鹿是海南特有的、曾濒临灭绝的国家级保护动物，故建立自然保护区的目的应是能让其增长速率最大，因此若该围栏内最多可容纳426只坡鹿(K值)，则最好将围栏内坡鹿数量维持在213只左右；因213只的数量时是该环境的K/2值，在该数量下种群增长速率最大，有利于海南坡鹿数量的快速增加。
(4)影响植物分布和生长的主要因素是光照，由于高大植株在光照资源的竞争中占优势，导致林下的草本植物和低矮灌木获得阳光较少，长势差，海南坡鹿的主要食物来源减少，故保护区人员通过选择性砍伐林中的一些高大植株可增加坡鹿的食物资源。