第二节 生态系统的能量流动
知识点一 生态系统能量流动的概念、过程及特点
1.生态系统的能量流动是指（ ）
A.太阳能被绿色植物固定的过程
B.生态系统内生物体能量代谢的过程
C.生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程
D.能量从生物体进入环境的过程
2.在生态系统的能量流动中，能量形式的转变顺序是（ ）
A.光能→化学能→热能
B.热能→光能→化学能
C.化学能→光能→热能
D.光能→热能→化学能
3.由草、鼠和蛇组成的一条食物链中，鼠经同化作用所获得的能量，其去向不应该包括（ ）
A.流入蛇体内
B.通过鼠细胞呼吸释放的能量
C.通过鼠的粪便流入分解者体内
D.通过蛇的粪便流入分解者体内
4.以下关于生态系统的能量流动的叙述中，错误的是（ ）
A.能量流动是单向的、不循环的
B.营养级越多，散失的能量越多
C.初级消费者越多，次级消费者获得的能量越多
D.食物链越短，可供最高级消费者获得的能量越少
5.（2024·江苏宿迁期中）某生态系统中有a、b、c、d四种生物，构成食物链a→b→c，d为分解者。如图是该生态系统中能量流入b处发生的一系列变化的示意图，下列说法错误的是（ ）
A.图中d的能量不全部来自b生物
B.参与丁过程的主要是真菌和腐生细菌
C.图中b的粪便中流向分解者的能量不属于b
D.第一营养级到第二营养级的能量传递效率可用（b/a）×100％表示
6.下表是某昆虫摄食植物后的能量流动情况，下列说法正确的是（ ）
项目 摄食量 粪便量 呼吸消耗量
能量（kJ） 410 210 130
A.昆虫的同化量是410 kJ
B.昆虫的粪便量属于植物同化的能量
C.呼吸消耗量用于昆虫的生长、发育和繁殖
D.储存在昆虫体内有机物中的能量为280 kJ
知识点二 生态金字塔及能量流动规律在生产中的应用
7.下列关于生态系统能量流动的原理在实践中的应用的叙述，错误的是（ ）
A.除虫、除草可以让农田生态系统中的能量流向对生产最有益的部分
B.农田生态系统中的间作套种可充分利用空间和资源，增大流入该生态系统的总能量
C.根据草场能量流动的特点，可以合理确定草场的载畜量
D.沼渣、沼液作为肥料还田，能使能量循环利用
8.（2024·盐城高二检测）如图为某农田生态系统的局部能量流动示意图，字母表示能量值。据图回答下列问题：
（1）流经该生态系统的总能量为 （填字母）。
（2）c表示初级消费者 的能量值，f表示生态系统中能量的输出部分，其形式为 。图中的d表示初级消费者用于 的能量。
（3）根据图可以总结出生态系统能量流动的主要特点是 和 。
（4）从生产者到初级消费者的能量传递效率为 。图中g表示分解的是第 营养级同化的能量。
（5）该生态系统经常要除杂草灭害虫，农作物间作套种，请从能量流动角度分析其意义是 。
9.（2024·徐州高二联考）下表是对某荒地中一个由植物、田鼠和鼬3个环节组成的食物链进行能量流动的分析，其中GP表示生物体同化量，NP表示生物体储存能量，R表示呼吸消耗的能量（单位：kJ·m－2·a－1），下列说法不正确的是（ ）
环节 未被利用 GP NP R
植物 210.69×109 248.28×109 211.43×109 36.85×109
田鼠 1.85×106 736.88×106 25.12×106 711.76×106
鼬 — 232.79×105 5.44×105 227.35×105
A.从图中数据可以得出植物的NP中只有很少一部分被利用
B.田鼠和鼬的呼吸消耗很高，被同化的能量绝大部分是以热能散失
C.第二、三营养级之间的能量传递效率为3.16％，不符合生态系统中能量流动的特点
D.据图推测以鼬为主要食物的捕食者需较大捕食范围才能维持种群的延续
10.如表为稻田适度养鱼对水稻产量和稻田土壤有机质含量影响的实验结果。下列说法正确的是（ ）
处理 水稻产量/（kg·hm－2） 土壤有机质/％
稻田养鱼 4 023 2.72
对照 3 474 2.56
A.利用该稻田中水稻→鱼→人构成的食物链，使能量更多地流向人类
B.在该稻田中，通过鱼吃掉稻田中的害虫和杂草，使水稻产量提高
C.稻田养鱼使水稻能从土壤中吸收更多鱼粪中的有机质，提高水稻产量
D.与普通稻田相比，稻田养鱼可以降低稻田生态系统营养结构的复杂程度
11.（多选）如图甲为某生态系统的能量金字塔简图，P为生产者，Q1为初级消费者，Q2为次级消费者。现对图甲中各营养级所含有的能量进行分类剖析，结果如图乙所示。下列分析不正确的是（ ）
注：图乙中a、a1、a2表示上一年留下来的能量，e、e1、e2表示呼吸作用消耗的能量。
A.a＋b＋c＋d＋e为本年度流入该生态系统的总能量
B.c1表示初级消费者中被次级消费者所同化的能量
C.b或d可代表生产者传递给分解者的能量
D.初级消费者粪便中所含的能量包含在c中
12.（多选）（2024·连云港高二联考）某草原生态系统的能量流动经简化处理后如图所示，下列分析不正确的是（ ）
A.各营养级间能量传递效率不到10％
B.全部食草动物构成一个种群
C.食草动物的体型一定大于食肉动物
D.在该草原上大量牧羊，能提高能量传递效率
13.如图为某生态系统能量流动的过程图解，请据图回答下列问题：
（1）图中的箭头 （填序号）是不应存在的。
（2）流经该生态系统的总能量是 （填序号），初级消费者自身生命活动所消耗的能量是 （填序号）。
（3）草食动物排出的粪便中仍含有部分能量，这部分能量被分解者所利用的过程应属于箭头 。
（4）图中生物构成的食物链有 个营养级，属于第三营养级的是 。
（5）图中 所指的是 ，E代表的成分是 。
（6）④中的能量大约只有③中能量的 。
（7）生态系统能量流动的特点是 。
第二节 生态系统的能量流动
1.C 太阳能被绿色植物固定的过程仅是能量的输入；生态系统内生物体能量代谢的过程主要包括的是能量的传递和转化过程；由于能量蕴含在有机物中，所以在物质循环过程中伴随着的能量转移过程（包括输入、传递、转化和散失），就是指生态系统的能量流动；能量从生物体进入环境的过程主要是指能量的散失。
2.A 绿色植物通过光合作用把光能转化为有机物中的化学能，生物群落中的化学能最终以热能的形式散失。
3.C 鼠同化的能量除了被分解者利用、呼吸作用消耗以外，还有一部分能量流向了下一个营养级即蛇，A、B不符合题意；鼠同化的能量有一部分通过蛇的粪便流入分解者体内，通过鼠的粪便流入分解者体内的能量不是鼠同化的能量，C符合题意，D不符合题意。
4.D 生态系统的能量是单向流动、逐级递减的，不可循环利用，A正确；每个营养级都有呼吸作用散失的能量，故营养级越多，散失的能量越多，B正确；由于能量传递效率为10％～20％，所以初级消费者越多，次级消费者获得的能量也越多，C正确；能量流动具有逐级递减的特点，故食物链越短，可供最高级消费者获得的能量越多，D错误。
5.D 分析题图可知，图中d的能量不全部来自b生物，还来自a生物（b粪便中的能量，是b未同化的能量，仍属于其上一个营养级a），A正确；参与丁过程的是分解者，分解者主要是营腐生生活的真菌和细菌，B正确；图中b的粪便中流向分解者的能量不属于b，而是属于a流向分解者的一部分，C正确；传递效率＝第二营养级同化量/第一营养级同化量×100％，b为第二营养级的摄入量，D错误。
6.B 昆虫的同化量是摄入量－粪便量＝410－210＝200 kJ，A错误；昆虫的粪便量属于上一个营养级植物同化的能量，B正确；同化量－呼吸消耗量＝用于昆虫的生长、发育和繁殖的能量，C错误；储存在昆虫体内有机物中的能量为同化量－呼吸消耗量＝200－130＝70 kJ，D错误。
7.D 除虫、除草合理地调整了生态系统中的能量流动关系，使能量尽可能多地流向对生产有益的部分，A正确；农田生态系统中的间作套种可充分利用空间和资源，增大流入该生态系统的总能量，从而获得更大的收益，B正确；根据草场能量单向流动、逐级递减的特点，可以合理确定草场的载畜量，从而保持畜产品的持续高产，C正确；沼渣、沼液作为肥料还田，能使能量多级利用，提高能量的利用率，D错误。
8.（1）a （2）同化 热能 自身的生命活动 （3）单向流动 逐级递减 （4）c/a×100％ 一和第二 （5）合理地优化生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对生产有益的部分；将农作物在时间和空间上进行合理配置，增大流入农田生态系统的总能量
解析：（2）由图分析可知，c表示初级消费者同化的能量值，f表示生态系统第二营养级（初级消费者）以热能形式输出的能量值。初级消费者同化的能量一方面以热能形式输出生态系统，另一方面用于自身的生命活动，由图分析可知，图中d表示初级消费者用于自身的生命活动的能量。（3）根据图可以总结出生态系统能量流动的主要特点是单向流动、逐级递减。（4）能量传递效率的计算公式是某一营养级同化量/上一营养级同化量×100％，故从生产者到初级消费者的能量传递效率为c/a×100％。h是被初级消费者摄入而未被同化的能量，属于生产者（第一营养级）同化的能量；d表示初级消费者（第二营养级）用于自身的生命活动的能量，属于其（第二营养级）同化的能量；g的来源有h和d，故g表示分解的是第一和第二营养级同化的能量。
9.C 图中植物的NP（211.43×109）有一部分流向下一个营养级，有一部分被分解者利用，还有一部分未被利用（210.69×109），所以从图中数据可以得出植物的NP中只有很少一部分被利用，A正确；表中数据显示田鼠的GP为736.88×106，其中呼吸消耗R为711.76×106，鼬的GP为232.79×105，其中呼吸消耗R为227.35×105，可见，田鼠和鼬的呼吸消耗很高，被同化的能量绝大部分通过呼吸作用以热能散失，B正确；能量传递效率平均在10％～20％，是指相邻两个营养级（该营养级所有生物）的同化量之比，图中田鼠到鼬的传递效率为（232.79×105）/（736.88×106）×100％≈3.16％，不是田鼠和鼬所在营养级的所有生物，C错误；能量流动具有单向流动和逐级递减的特点，营养级越多损耗的能量越多，所以据图推测以鼬为主要食物的捕食者需较大捕食范围才能得到足够的能量维持种群的延续，D正确。
10.B 利用该稻田中水稻（杂草）→害虫→鱼构成的食物链，使能量更多地流向人类，A错误；稻田养鱼使水稻能从土壤中吸收更多鱼粪中的无机盐，提高水稻产量，C错误；与普通稻田相比，稻田养鱼可以提高稻田生态系统营养结构的复杂程度，D错误。
11.AD 由图可知，b＋c＋d＋e代表的是生产者固定的太阳能，是本年度流入该生态系统的总能量，A错误；c代表初级消费者的同化量，c1代表次级消费者的同化量，B正确；已知e是呼吸作用消耗的能量，那么b和d中的一个表示被分解者利用的能量，另一个表示未被利用的能量，C正确；初级消费者粪便中的能量不属于该营养级的同化量，不在c中，应该属于生产者流向分解者的部分，在b或d中，D错误。
12.BCD 第一营养级到第二营养级的能量传递效率为2 491/36 629×100％≈6.8％，第二营养级到第三营养级的能量传递效率为200/2 491×100％≈8％，均小于10％，A正确；全部食草动物中包括不同种生物，不能构成一个种群，B错误；食草动物的体型不一定大于食肉动物，C错误；在该草原上大量牧羊，不能提高能量的传递效率，D错误。
13.（1） （2）① ⑤ （3） （4）四 C （5）生产者呼吸作用消耗的能量 分解者
（6）10％～20％ （7）单向流动、逐级递减
解析：（1）由图解可知，E为分解者，生产者不能从分解者中获得能量，故箭头 不应存在。（3）草食动物的粪便中残留的能量并未流入初级消费者，仍属于生产者的残遗物，它被分解者利用的箭头为 。（4）图中食物链为A→B→C→D，共四个营养级，属于第三营养级的生物为C。
5 4 / 4第二节 生态系统的能量流动
导学 聚焦 1.通过学习生态系统的能量流动过程，建立物质和能量观。 2.通过利用图示、模型构建生态系统的能量流动过程，强化科学思维。 3.通过分析利用能量流动规律，更加科学、有效地利用生态系统中的资源，增强社会责任
知识点（一） 生态系统能量流动的过程和特点
1.能量流动的概念：生态系统中能量的输入、 、 和散失的过程。
2.能量输入
3.生态系统能量流动示意图
据图分析，流入各营养级（最高营养级除外）的能量的去路：
（1）通过自身呼吸作用以 形式散失；
（2）流入下一个营养级；
（3）被 分解利用。
4.能量流动的特点
【微思考】 有人认为在“草→兔→鹰”食物链中，一只鹰捕食一只兔子，鹰便获得了兔子能量的10％～20％，这种观点对吗？
5.生态系统维持正常功能的条件
任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。
6.判断有关表述的正误
（1）每一营养级生物的同化量就是从上一营养级摄入的能量。（ ）
（2）在“植物→鼠→鹰”这条食物链中，第三营养级含能量最少。（ ）
（3）生态系统的能量流动是单向的，原因是一个营养级呼吸散失的能量不能被生产者再同化，以及捕食关系是不可逆的。（ ）
（4）一个生态系统在较长时期内没有能量输入就会崩溃。（ ）
探讨一 分析能量流动的过程，强化科学思维
1.呼伦贝尔草原上的鹰捕食兔子，存在一条食物链：草→兔→鹰。草原上生产者主要是草，草原上几乎全部动物都是直接或间接由草养活。
（1）草的能量来自哪里？输入生态系统的能量是指哪一部分？
（2）生产者的能量又是通过什么途径，以什么形式传递给其他动物的？
（3）生产者的能量有哪些去路？生态系统的能量传递过程中发生了怎样的转化？
2.在生态系统中，能量流动大致可以概括为下图：
（1）初级消费者粪便中的能量是哪个箭头？
（2）哪个或哪些箭头代表初级消费者的同化量？
（3）哪些箭头代表初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量？
（4）生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？
探讨二 分析能量流动的特点，提高理解与问题解决能力
3.生态学家对一个结构相对简单的天然湖泊——赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析，得出了如图所示的数据（单位：J·cm－2·a－1）。
（1）据图分析
①图中生产者 （填“能”或“不能”）捕食肉食性动物来完成能量的循环。
②呼吸作用散失的能量 （填“能”或“不能”）再被生产者利用来合成有机物。
③能量流动的第一个特点是 。
（2）依图完成表中内容并分析
项目 输入 输出到下一个营养级 传递效率
第一营养级 （生产者） 464.6 62.8
第二营养级 （植食性动物） 62.8 12.6
①可以看出，能量在相邻两个营养级间的传递效率为 。
②能量流动的第二个特点是 。
4.某小型天然湖泊原有少量鱼类，后改造为人工鱼塘，投饵养殖。虾、贝等小型植食性动物能摄食饵料，肉食性鱼类只摄食虾、贝等小型动物。工作人员对养殖前后生态进行调查，发现池塘中物种数量减少，生物体内所含的总能量显著增加。
（1）养殖前后流入该生态系统的总能量有什么差别才会导致养殖后生物体内所含的总能量显著增加？
（2）从能量流动的角度分析，肉食性鱼类与植食性鱼类的总生物量相比，谁更多？为什么？
1.流入某一营养级（最高营养级除外）的能量去向可从以下两个角度分析
2.某一营养级能量流动相关数量关系
（1）摄入量＝同化量＋粪便量（属于上一个营养级的同化量）。
（2）同化量＝摄入量－粪便量＝呼吸消耗量＋用于生长、发育和繁殖的能量＝呼吸消耗量＋流入下一个营养级的能量＋被分解者利用的能量（＋未被利用能量）。
（3）用于生长、发育和繁殖的能量＝同化量－呼吸消耗量＝流入下一个营养级的能量＋被分解者利用的能量（＋未被利用能量）。
3.能量单向流动和逐级递减的原因
（1）单向流动的原因
①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，不可逆转。
②各营养级通过呼吸作用散失的热能不能被生物群落重复利用。
（2）逐级递减的原因
①各营养级的生物都会因呼吸作用散失大部分能量。
②各营养级的能量都会有一部分流入分解者。
③各营养级的能量还有一部分未被利用。
1.下列有关能量流动过程的叙述，错误的是（ ）
A.进入生物群落的总能量与进入生态系统的总光能相等
B.能量流动的渠道是食物链（网）
C.某营养级的主要能量去向是呼吸消耗
D.每个营养级总有一部分能量流向分解者
2.（2024·徐州高二联考）如图表示初级消费者能量流动的部分过程，括号中的字母表示能量值，初级消费者呼吸散失的能量为m，下列说法正确的是（ ）
A.应在B处加上标有细胞呼吸的箭头
B.初级消费者同化的能量为n－a
C.次级消费者摄入的能量为n－a－b
D.B为初级消费者所同化的总能量
3.（多选）（2024·盐城高二联考）大闸蟹是主要以植物为食的杂食性甲壳类生物，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）。对该图的分析不正确的是（ ）
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.该图不能体现能量流动的特点是单向流动和逐级递减
知识点（二） 生态金字塔及能量流动规律在生产中的应用
1.生态金字塔
（1）概念：反映食物链和食物网各营养级之间 、 和 关系的图解模型。
（2）含义：生态金字塔的塔基宽，代表 ；塔基过宽，能量转化效率就 ，能量浪费 ；塔的层次多少，与 的消耗程度有密切关系，层次越多，塔顶贮存的能量就 。
（3）类型： 金字塔、 金字塔和 金字塔。
①数量金字塔
a.概念：描述了某一时刻生态系统中各营养级的 关系。
b.特点：一般来说，能量沿营养级顺序向上逐级 ，生物体数量沿营养级顺序向上也越来 。
②生物量金字塔
a.概念：描述了某一时刻生态系统中各营养级生物的 ，通常以生物的 表示营养级中生物的生物量，一般以g·m－2或kg·m－2为单位。
b.特点：一般来说，植物的生物量要 植食性动物的生物量，而植食性动物的生物量又会 肉食性动物的生物量。因此，从低营养级到高营养级，生物的生物量是逐渐 的。
③能量金字塔
a.概念：依据各营养级所含能量值的多少来构建的生态金字塔，从能量的角度形象地描述其在生态系统中的转化，常用来描述单位时间生态系统中各营养级所 的能量，一般以J·m－2·a－1或kJ·m－2·a－1为单位。
b.特点：能量金字塔一般不受生物 、 和 的影响，因而可以比较准确地说明生态系统中能量传递的效率和特点，比较直观地表明各营养级之间的依赖关系。能量金字塔不会出现 现象。
【微思考】 对于不同的生态系统，能量金字塔的底层总是比第二层宽吗？
2.能量流动规律在生产中的应用
（1）研究生态系统的能量流动，可以帮助人们在设计人工生态系统时充分考虑 的有效利用。例如，“桑基鱼塘”和“稻田养鱼”等生产模式大大提高了能量的 。
（2）研究生态系统的能量流动，合理地优化生态系统中的能量流动关系，使能量 ，可以使农业生产获得更大的效益。例如，划区轮牧、农田捉虫、除草等。
教材边角
教材P81旁栏思考：你还能举出一些实例来说明农业生产中是如何应用能量流动规律的吗？
果树通过修剪，可调节枝叶的合理分布，调整树冠各部分的枝叶疏密、分布方向和叶面积系数，使树冠的有效光合面积达到最大；蔬菜栽培中去除老叶，可防止老叶呼吸作用消耗过多能量；作物种植不要过密，以防止相互遮光，造成减产；大棚栽培作物，夜间可适当降温，以降低呼吸作用的消耗，达到增产的目的。
3.判断有关表述的正误
（1）沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用。（ ）
（2）研究能量流动，可帮助人们合理设计人工生态系统，提高能量的传递效率。（ ）
（3）能量金字塔和生物量金字塔可以出现倒置现象。（ ）
探讨一 分析生态金字塔，提高理解能力
1.人类位于食物链的顶端，从能量金字塔来看，人口数量日益增长，这会对地球上现有的生态系统造成什么影响？
2.分析数量金字塔可能出现上宽下窄倒置的金字塔形的原因。
3.分析生物量金字塔出现上宽下窄倒置的金字塔形的原因。
探讨二 分析研究能量流动的实践意义，增强社会责任
4.从能量流动的角度分析，稻田除草、除虫的意义是什么？
5.在某些人工湖中养鱼，人工去除营养级较高的大型肉食性鱼，留下小型肉食性鱼类摄食虾、贝等小型动物，这样做的目的是什么？
6.人们在研究能量流动时，将秸秆作为牲畜饲料，粪便进入沼气池，生产燃料。此过程提高能量的传递效率了吗？
1.生态金字塔的类型和特点
类型 数量金字塔 生物量金字塔 能量金字塔
形状
特点 一般为上窄下宽的正金字塔形，有时会出现上宽下窄的倒金字塔形 一般为上窄下宽的正金字塔形 天然生态系统一定为上窄下宽的正金字塔形
象征 含义 一般生物个体数量在食物链中随营养级升高而逐级减少 一般生物量（每个营养级所容纳的有机物的总干重）沿食物链中营养级的升高而逐渐减少 能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性
特殊 形状 如一棵树与树上昆虫及鸟的数量关系 在海洋生态系统中，生产者浮游植物个体小、寿命短，又会不断被浮游动物吃掉，因而某一时间调查到的浮游植物的生物量可能要低于浮游动物的生物量 —
2.能量传递效率与能量利用率的区别
（1）能量传递效率
①含义：生态系统中能量在相邻两个营养级间的传递效率约为10％～20％，即输入某一营养级的能量中，只有10％～20％的能量流到下一个营养级（最高营养级除外）。
②计算公式
能量传递效率＝×100％。
（2）能量利用率
①一般指流入最高营养级（或人类）的能量占生产者固定总能量的比值。
②一般来说，食物链越短，能量利用率越高。
③有时考虑分解者的参与，使营养结构更复杂，以实现能量的多级利用，从而提高能量的利用率。
1.（2024·扬州高二联考）如图是某同学绘制的生态系统能量金字塔，其中a～d代表能量值。相关叙述正确的是（ ）
A.图中所示的各种生物成分组成一条食物链
B.图中全部生物构成该生态系统的生物群落
C.能量c可代表生产者呼吸散失的热能及流向分解者的能量
D.在生态系统中，b的值不可能超过d的10倍
易错提醒
解答本题常见错因如下
（1）误认为能量金字塔中的生物是该生态系统的全部生物，事实上能量金字塔不包括分解者。
（2）不能正确理解生态金字塔各层的含义，金字塔中各营养级都可能有许多种生物，不只组成一条食物链。
2.（2024·连云港高二期中）某地建设完成的千亩荷花湿地，千亩水稻高产示范田，百亩稻蟹共养区，构成了一种新型的农业发展模式。下列相关叙述错误的是（ ）
A.该新型农业发展模式利用了种植业和畜牧业合理优化技术
B.水稻种植期间除草和除虫可以调整能量流动的方向
C.稻蟹共养的生产模式能实现能量的多级利用，提高能量的传递效率
D.脱离人为干预后，该湿地的营养结构可能会变得更复杂
（1）表述生态系统的能量流动的含义。
（2）流入每个营养级中能量的去路一般有哪些途径？
（3）有人认为某种生物只能在能量金字塔某一层当中，你认为这种观点对吗？为什么？
1.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.生产者的同化量越大，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
2.在一个生态系统中，草食动物所同化的能量等于（ ）
A.生产者固定的太阳能的总量
B.生产者固定的太阳能的总量减去生产者的呼吸量
C.被草食动物吃了的植物所含的能量减去粪便等排遗物中的能量
D.用于草食动物的生长、发育、繁殖等生命活动所需的能量
3.（2024·淮安高二联考）如图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），下列叙述错误的是（ ）
A.图中f代表初级消费者通过呼吸作用消耗的能量
B.在“草→兔→狼”这一条食物链中，狼粪便中的能量属于d
C.若有未被利用的能量，则在g和i中有一处表示未被利用的能量
D.初级消费者与次级消费者之间的能量传递效率为e/b×100％
4.如图是某一个湖的能量金字塔，下列相关描述不正确的是（ ）
A.甲、乙、丙、丁分别表示不同的营养级
B.甲、乙、丙、丁之间形成一条甲到丁的食物链
C.甲、乙、丙、丁的大小分别表示不同的营养级所得到的能量
D.甲、乙、丙、丁的大小变化体现了能量流动是逐级递减的特点
5.（多选）（2024·盐城高二联考）在社会主义新农村建设中，某地通过新建沼气池和植树造林，构建了新型农业生态系统（如图所示）。下列叙述正确的是（ ）
A.该生态系统中，处于第二营养级的生物有人和家禽、家畜
B.该生态系统中，人的作用非常关键，植物是主要成分
C.该生态系统的建立，提高了相邻两个营养级之间的能量传递效率
D.沼气池的建造，提高了该生态系统能量的利用率
6.科研人员对某鱼塘中由浮游藻类、植食性鱼类和肉食性鱼类三个环节组成的食物链进行了能量流动分析，得到下表相关数据。（GP为同化量，R为呼吸量，NP＝GP－R。单位：kJ）
食物链环节 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
GP和NP GP＝55.6×102 NP＝1.3×102 GP＝176×103 NP＝6×102 GP＝59.3×106 NP＝50.5×106
NP/GP 0.02 0.03 0.85
R 54.3×102 170×103 8.8×106
未利用 — 62.8％ 99.7％
（1）Ⅲ代表的生物是 ，其呼吸产生的能量主要用于 。
（2）第一营养级与第二营养级的NP/GP值不同，主要原因是 。
（3）该食物链中，第一营养级到第二营养级的能量传递效率为 ，该数据 （填“在”或“不在”）10％～20％这一范围内，原因是 。
第二节 生态系统的能量流动
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
1.传递 转化
2.生产者 光合作用 化学能
3.分解者 呼吸作用 （1）热能 （3）分解者
4.食物链 10％～20％
微思考 不对。能量传递效率是指生态系统各营养级之间的能量传递，而不是个体或种群之间。
6.（1）× 提示：每一营养级生物的同化量就是从上一营养级摄入的能量减去粪便中的能量。
（2）√ （3）√ （4）√
互动探究
1.（1）提示：草的能量来自太阳能；输入生态系统的能量是指生产者固定的太阳能总量。
（2）提示：传递途径为食物链或食物网；以有机物的形式传递。
（3）提示：一部分通过呼吸作用以热能的形式散失；一部分流入分解者被分解释放出去；另一部分流入第二营养级（初级消费者）。太阳能→有机物中的化学能→热能。
2.（1）提示：由生产者流向分解者的箭头。
（2）提示：①或②＋③＋④。
（3）提示：①－③或②＋④。
（4）提示：遵循能量守恒定律。能量在生态系统中流动、转化后，一部分储存在生态系统（生物体的有机物）中，另一部分在呼吸作用中以热能的形式散失，两者之和与流入生态系统的能量相等。
3.（1）①不能 ②不能 ③单向流动 （2）13.5％ 20.1％ ①10％～20％ ②逐级递减
4.（1）提示：养殖前流入该生态系统的总能量是指生产者固定的能量，养殖后流入的总能量是指生产者固定的能量＋人工投放的饵料中有机物的能量。养殖后能量来源更多，导致养殖后生物体内所含的总能量显著增加。
（2）提示：植食性鱼类的总生物量更多。原因是虾、贝等小型植食性动物能摄食饵料，肉食性鱼类只摄食虾、贝类，所处的营养级较高，而能量的传递是逐级递减的，因此，肉食性动物的能量来源较少，总的生物量也较少。
学以致用
1.A 进入生物群落的总能量是生产者固定的总能量，小于进入生态系统的总光能，A错误。
2.B 初级消费者摄入的能量（n）＝同化量（A）＋粪便中的能量（a），同化量（A）＝呼吸消耗的能量（m）＋用于生长、发育、繁殖等生命活动的能量（B），所以应在A处加上标有细胞呼吸的箭头，A、D错误，B正确；初级消费者同化的能量除用于自身呼吸外，还有部分流向分解者，部分流向下一个营养级，次级消费者摄入的能量小于n－a－b，C错误。
3.ABD 流经该生态系统的总能量包括生产者固定的太阳能和有机物输入的能量，A错误；相邻营养级之间的能量传递效率＝（下一个营养级的同化量/上一个营养级的同化量）×100％。由图可知，c为大闸蟹的同化量，而b为大闸蟹的摄入量，则c/（b＋2）×100％不能表示植物到大闸蟹的能量传递效率，B错误；由分析可知，图中d代表大闸蟹用于生长、发育和繁殖的能量，C正确；图示过程中能量由生产者流向初级消费者大闸蟹，再流向次级消费者，同时在能量流经每一个营养级时都有一部分以呼吸作用散失或被分解者分解，因此该图能够体现单向流动、逐级递减的特点，D错误。
知识点（二）
自主学习
1.（1）生物数量 质量 能量比例 （2）生态系统稳定 低 大 能量 越少 （3）数量 生物量 能量 ①a.个体数量 b.递减 越少 ②a.质量关系 干重 b.大于 大于 减少 ③a.同化 b.个体大小 组成成分 代谢速率 倒置
微思考 不是。在城市生态系统中，生产者数量少，初级消费者的能量有很大一部分是人工投放。
2.（1）能量 利用率 （2）持续高效地流向对生产有益的部分
3.（1）× 提示：能量不能循环利用。
（2）× 提示：提高能量的利用率。
（3）× 提示：能量金字塔不能出现倒置现象。
互动探究
1.提示：从能量金字塔来看，人类位于食物链的顶端，生存需要消耗大量能量，随着人口数量增长，对资源的消耗越来越多，地球的生态环境可能会越来越恶化，甚至会崩溃。
2.提示：当生产者个体比消费者个体大得多时，数量金字塔经常是倒置的。
3.提示：海洋生态系统中，浮游植物个体小，世代周期短，又不断被捕食，因而某一时间调查到的生物量可能低于浮游动物的生物量。当然，总的来看，一年中浮游植物的总的生物量还是比浮游动物的多。
4.提示：调整生态系统的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
5.提示：减少营养级，减少能量消耗，增加鱼产量；调整能量流动关系，使能量更多地流向鱼类，提高经济效益。
6.提示：没有。以上过程提高了能量的利用率，即人类充分利用了流向分解者的能量，实现了对能量的多级利用，减少了环境污染，但没有提高能量在不同营养级之间的传递效率。
学以致用
1.C 图中各营养级都可能有许多种生物，可以组成多条食物链，A错误；能量金字塔包含生产者和消费者，不包含分解者，生物群落应包含生态系统中的所有生物，B错误；a代表生产者的同化量，b代表第二营养级的同化量，c代表生产者呼吸散失的热能及流向分解者的能量，C正确；在生态系统中，能量传递效率一般为10％～20％，但是也可能低于10％，因此b的值有可能超过d的10倍，D错误。
2.C 水稻田中的杂草和水稻之间存在竞争关系，害虫和水稻之间存在捕食关系，通过除草、除虫可以合理调整能量流动的方向，使能量持续高效地流向对生产有益的部分，使农业生产获得更大效益，B正确；稻蟹共养的生产模式能实现能量的多级利用，提高能量的利用率，但能量沿食物链的传递效率不会发生改变，C错误；随着时间的推移，该地的物种丰富度可能会逐渐升高，群落可能会发生演替，优势物种可能会发生变化，故该湿地的营养结构可能会变得更复杂，D正确。
【过程评价·勤检测】
网络构建
（1）提示：生态系统的能量流动是指能量的输入、传递、转化和散失的过程。
（2）提示：流入每个营养级中能量的去路一般有通过呼吸作用以热能的形式散失、流入下一个营养级及遗体、残骸被分解者分解。
（3）提示：不对。能量金字塔中每一层代表的是不同营养级生物所含有的总能量，在食物网中一种生物可能占据多个营养级。
课堂演练
1.B 相邻营养级之间的能量传递效率的高低与营养级数量无关，A错误；呼吸消耗量在同化量中占比越少，意味着积累越多，生物量增加就越多，B正确；生产者的同化量越大，能养活的消费者越多，但与消费者的体型大小无关，C错误；由于能量在传递过程中逐级递减，因此营养级所处的位置越高，该营养级所具有的总能量就越少，D错误。
2.C 生产者固定的太阳能的总量是流经生态系统的总能量，A错误；生产者固定的太阳能的总量减去生产者的呼吸散失的热量是植物用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量，B错误；草食动物所同化的能量等于被草食动物摄食的植物所含的能量减去粪便等排遗物中的能量，C正确；用于草食动物的生长、发育、繁殖等生命活动所需的能量和呼吸消耗的能量之和才是草食动物所同化的能量，D错误。
3.D 图中f代表初级消费者通过呼吸作用消耗的能量，A正确；在“草→兔→狼”这一食物链中，狼粪便中的能量未被狼（次级消费者）同化，仍属于其上一个营养级（初级消费者）的能量，即属于d，B正确；g或i表示的是未被利用的能量或被分解者利用的能量，C正确；初级消费者与次级消费者之间的能量传递效率＝（次级消费者同化量/初级消费者同化量）×100％，而图中b表示初级消费者的摄入量，c表示初级消费者的同化量，e表示次级消费者的摄入量，但不清楚次级消费者的同化量，所以无法计算能量传递效率，D错误。
4.B 生态系统的能量金字塔是依据各营养级所含能量值的多少来构建的生态金字塔，由于能量逐级递减，所以甲、乙、丙、丁的大小分别表示不同的营养级所得到的能量，A、C、D正确；甲、乙、丙、丁每一层都有多种生物，因此，此金字塔所示生物间含有复杂的食物网，而不是简单的一条食物链，B错误。
5.ABD 该生态系统中，人和家禽、家畜从农作物中获得食物，为初级消费者，处于第二营养级，A正确；该生态系统中，植物是主要成分，其固定的能量是流经该生态系统的总能量，人可以优化能量流动的方向，使能量流向对生产有益的部分，所以人的作用非常关键，B正确；该生态系统的建立，可以提高能量利用率，但不能提高相邻两个营养级之间的能量传递效率，C错误；沼气池的建造，使原来废弃物中的能量得到利用，提高了该生态系统能量的利用率，D正确。
6.（1）浮游藻类 自身的生命活动 （2）呼吸所消耗的能量不同 （3）0.3％ 不在 Ⅲ未被Ⅱ利用的能量多
解析：（1）根据表格数据可知，Ⅲ代表浮游藻类，其呼吸作用产生的能量主要用于自身的生命活动。（2）第一营养级与第二营养级的NP/GP值不同，是因为呼吸所消耗的能量不同。（3）表格中Ⅱ代表植食性鱼类，处于第二营养级，Ⅲ代表浮游藻类，处于第一营养级，因此根据表格数据计算两者之间的传递效率＝（176×103）÷（59.3×106）×100％≈0.3％，这个值并不在10％～20％这一范围内，是因为Ⅲ未被Ⅱ利用的能量多。
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第二节 生态系统的能量流动
导
学 聚
焦 1.通过学习生态系统的能量流动过程，建立物质和能量观。
2.通过利用图示、模型构建生态系统的能量流动过程，强化科
学思维。
3.通过分析利用能量流动规律，更加科学、有效地利用生态系
统中的资源，增强社会责任
核心要点·巧突破
01
过程评价·勤检测
02
目录
CONTENTS
课时训练·提素能
03
核心要点·巧突破
01
精准出击 高效学习
知识点（一） 生态系统能量流动的过程和特点
1. 能量流动的概念：生态系统中能量的输入、 、 和
散失的过程。
2. 能量输入
传递
转化
3. 生态系统能量流动示意图
据图分析，流入各营养级（最高营养级除外）的能量的去路：
（1）通过自身呼吸作用以 形式散失；
（2）流入下一个营养级；
（3）被 分解利用。
热能
分解者
4. 能量流动的特点
【微思考】 有人认为在“草→兔→鹰”食物链中，一只鹰捕食一只
兔子，鹰便获得了兔子能量的10％～20％，这种观点对吗？
提示：不对。能量传递效率是指生态系统各营养级之间的能量传递，
而不是个体或种群之间。
5. 生态系统维持正常功能的条件
任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生
态系统的正常功能。
6. 判断有关表述的正误
（1）每一营养级生物的同化量就是从上一营养级摄入的能量。
（ × ）
提示：每一营养级生物的同化量就是从上一营养级摄入的能
量减去粪便中的能量。
（2）在“植物→鼠→鹰”这条食物链中，第三营养级含能量最
少。 （ √ ）
×
√
（3）生态系统的能量流动是单向的，原因是一个营养级呼吸散失
的能量不能被生产者再同化，以及捕食关系是不可逆的。
（ √ ）
（4）一个生态系统在较长时期内没有能量输入就会崩溃。
（ √ ）
√
√
探讨一 分析能量流动的过程，强化科学思维
1. 呼伦贝尔草原上的鹰捕食兔子，存在一条食物链：草→兔→
鹰。草原上生产者主要是草，草原上几乎全部动物都是直接或
间接由草养活。
（1）草的能量来自哪里？输入生态系统的能量是指哪一部分？
提示：草的能量来自太阳能；输入生态系统的能量是指生产
者固定的太阳能总量。
（2）生产者的能量又是通过什么途径，以什么形式传递给其他动
物的？
提示：传递途径为食物链或食物网；以有机物的形式传递。
（3）生产者的能量有哪些去路？生态系统的能量传递过程中发生
了怎样的转化？
提示：一部分通过呼吸作用以热能的形式散失；一部分流入
分解者被分解释放出去；另一部分流入第二营养级（初级消
费者）。太阳能→有机物中的化学能→热能。
2. 在生态系统中，能量流动大致可以概括为下图：
（1）初级消费者粪便中的能量是哪个箭头？
提示：由生产者流向分解者的箭头。
（2）哪个或哪些箭头代表初级消费者的同化量？
提示：①或②＋③＋④。
（3）哪些箭头代表初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量？
提示：①－③或②＋④。
（4）生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？
提示：遵循能量守恒定律。能量在生态系统中流动、转化
后，一部分储存在生态系统（生物体的有机物）中，另一部
分在呼吸作用中以热能的形式散失，两者之和与流入生态系
统的能量相等。
探讨二 分析能量流动的特点，提高理解与问题解决能力
3. 生态学家对一个结构相对简单的天然湖泊——赛达伯格湖的能量流
动进行了定量分析，得出了如图所示的数据（单位：J·cm－2·a－1）。
（1）据图分析
①图中生产者 （填“能”或“不能”）捕食肉食性
动物来完成能量的循环。
不能
②呼吸作用散失的能量 （填“能”或“不能”）再
被生产者利用来合成有机物。
③能量流动的第一个特点是 。
不能
单向流动
（2）依图完成表中内容并分析
项目 输入 输出到下一个营
养级 传递效率
第一营养级 （生产者） 464.6 62.8
第二营养级 （植食性动物） 62.8 12.6
①可以看出，能量在相邻两个营养级间的传递效率为
。
②能量流动的第二个特点是 。
13.5％
20.1％
10
％～20％
逐级递减
4. 某小型天然湖泊原有少量鱼类，后改造为人工鱼塘，投饵养殖。
虾、贝等小型植食性动物能摄食饵料，肉食性鱼类只摄食虾、贝等
小型动物。工作人员对养殖前后生态进行调查，发现池塘中物种数
量减少，生物体内所含的总能量显著增加。
（1）养殖前后流入该生态系统的总能量有什么差别才会导致养殖
后生物体内所含的总能量显著增加？
（2）从能量流动的角度分析，肉食性鱼类与植食性鱼类的总生物
量相比，谁更多？为什么？
提示：植食性鱼类的总生物量更多。原因是虾、贝等小型植
食性动物能摄食饵料，肉食性鱼类只摄食虾、贝类，所处的
营养级较高，而能量的传递是逐级递减的，因此，肉食性动
物的能量来源较少，总的生物量也较少。
1. 流入某一营养级（最高营养级除外）的能量去向可从以下两个角度
分析
2. 某一营养级能量流动相关数量关系
（1）摄入量＝同化量＋粪便量（属于上一个营养级的同化量）。
（2）同化量＝摄入量－粪便量＝呼吸消耗量＋用于生长、发育和
繁殖的能量＝呼吸消耗量＋流入下一个营养级的能量＋被分
解者利用的能量（＋未被利用能量）。
（3）用于生长、发育和繁殖的能量＝同化量－呼吸消耗量＝流入
下一个营养级的能量＋被分解者利用的能量（＋未被利用能
量）。
3. 能量单向流动和逐级递减的原因
（1）单向流动的原因
①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，不可逆转。
②各营养级通过呼吸作用散失的热能不能被生物群落重复
利用。
（2）逐级递减的原因
①各营养级的生物都会因呼吸作用散失大部分能量。
②各营养级的能量都会有一部分流入分解者。
③各营养级的能量还有一部分未被利用。
1. 下列有关能量流动过程的叙述，错误的是（ ）
A. 进入生物群落的总能量与进入生态系统的总光能相等
B. 能量流动的渠道是食物链（网）
C. 某营养级的主要能量去向是呼吸消耗
D. 每个营养级总有一部分能量流向分解者
解析： 进入生物群落的总能量是生产者固定的总能量，小于进
入生态系统的总光能，A错误。
2. （2024·徐州高二联考）如图表示初级消费者能量流动的部分过
程，括号中的字母表示能量值，初级消费者呼吸散失的能量为m，
下列说法正确的是（ ）
A. 应在B处加上标有细胞呼吸的箭头
B. 初级消费者同化的能量为n－a
C. 次级消费者摄入的能量为n－a－b
D. B为初级消费者所同化的总能量
解析： 初级消费者摄入的能量（n）＝同化量（A）＋粪便中
的能量（a），同化量（A）＝呼吸消耗的能量（m）＋用于生
长、发育、繁殖等生命活动的能量（B），所以应在A处加上标有
细胞呼吸的箭头，A、D错误，B正确；初级消费者同化的能量除
用于自身呼吸外，还有部分流向分解者，部分流向下一个营养级，
次级消费者摄入的能量小于n－a－b，C错误。
3. （多选）（2024·盐城高二联考）大闸蟹是主要以植物为食的杂食
性甲壳类生物，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）。对该图的分析不正确的是（ ）
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. 该图不能体现能量流动的特点是单向流动和逐级递减
解析： 流经该生态系统的总能量包括生产者固定的太阳能和有机物输入的能量，A错误；相邻营养级之间的能量传递效率＝（下一个营养级的同化量/上一个营养级的同化量）×100％。由图可知，c为大闸蟹的同化量，而b为大闸蟹的摄入量，则c/（b＋2）×100％不能表示植物到大闸蟹的能量传递效率，B错误；由分析可知，图中d代表大闸蟹用于生长、发育和繁殖的能量，C正确；图示过程中能量由生产者流向初级消费者大闸蟹，再流向次级消费者，同时在能量流经每一个营养级时都有一部分以呼吸作用散失或被分解者分解，因此该图能够体现单向流动、逐级递减的特点，D错误。
知识点（二） 生态金字塔及能量流动规律在生产中的应用
1. 生态金字塔
（1）概念：反映食物链和食物网各营养级之间
、 和 关系的图解模型。
（2）含义：生态金字塔的塔基宽，代表 ；塔基
过宽，能量转化效率就 ，能量浪费 ；塔的层次
多少，与 的消耗程度有密切关系，层次越多，塔顶
贮存的能量就 。
生物数
量
质量
能量比例
生态系统稳定
低
大
能量
越少
（3）类型： 金字塔、 金字塔和
金字塔。
①数量金字塔
a.概念：描述了某一时刻生态系统中各营养级的
关系。
b.特点：一般来说，能量沿营养级顺序向上逐级 ，
生物体数量沿营养级顺序向上也越来 。
数量
生物量
能量
个体数
量
递减
越少
②生物量金字塔
a.概念：描述了某一时刻生态系统中各营养级生物的
，通常以生物的 表示营养级中生物的生物
量，一般以g·m－2或kg·m－2为单位。
b.特点：一般来说，植物的生物量要 植食性动物的
生物量，而植食性动物的生物量又会 肉食性动物的
生物量。因此，从低营养级到高营养级，生物的生物量是逐
渐 的。
质量
关系
干重
大于
大于
减少
③能量金字塔
a.概念：依据各营养级所含能量值的多少来构建的生态金字
塔，从能量的角度形象地描述其在生态系统中的转化，常用
来描述单位时间生态系统中各营养级所 的能量，一
般以J·m－2·a－1或kJ·m－2·a－1为单位。
b.特点：能量金字塔一般不受生物 、
和 的影响，因而可以比较准确地说明生态
系统中能量传递的效率和特点，比较直观地表明各营养级之
间的依赖关系。能量金字塔不会出现 现象。
同化
个体大小
组成成
分
代谢速率
倒置
【微思考】 对于不同的生态系统，能量金字塔的底层总是比第二层
宽吗？
提示：不是。在城市生态系统中，生产者数量少，初级消费者的能量
有很大一部分是人工投放。
2. 能量流动规律在生产中的应用
（1）研究生态系统的能量流动，可以帮助人们在设计人工生态系
统时充分考虑 的有效利用。例如，“桑基鱼塘”和
“稻田养鱼”等生产模式大大提高了能量的 。
（2）研究生态系统的能量流动，合理地优化生态系统中的能量流
动关系，使能量 ，可
以使农业生产获得更大的效益。例如，划区轮牧、农田捉
虫、除草等。
能量
利用率
持续高效地流向对生产有益的部分
教材边角
教材P81旁栏思考：你还能举出一些实例来说明农业生产中是如何应
用能量流动规律的吗？
果树通过修剪，可调节枝叶的合理分布，调整树冠各部分的枝叶疏
密、分布方向和叶面积系数，使树冠的有效光合面积达到最大；蔬菜
栽培中去除老叶，可防止老叶呼吸作用消耗过多能量；作物种植不要
过密，以防止相互遮光，造成减产；大棚栽培作物，夜间可适当降
温，以降低呼吸作用的消耗，达到增产的目的。
3. 判断有关表述的正误
（1）沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用。
（ × ）
提示：能量不能循环利用。
（2）研究能量流动，可帮助人们合理设计人工生态系统，提高能
量的传递效率。 （ × ）
提示：提高能量的利用率。
（3）能量金字塔和生物量金字塔可以出现倒置现象。 （ × ）
提示：能量金字塔不能出现倒置现象。
×
×
×
探讨一 分析生态金字塔，提高理解能力
1. 人类位于食物链的顶端，从能量金字塔来看，人口数量日益增长，
这会对地球上现有的生态系统造成什么影响？
提示：从能量金字塔来看，人类位于食物链的顶端，生存需要消耗
大量能量，随着人口数量增长，对资源的消耗越来越多，地球的生
态环境可能会越来越恶化，甚至会崩溃。
2. 分析数量金字塔可能出现上宽下窄倒置的金字塔形的原因。
提示：当生产者个体比消费者个体大得多时，数量金字塔经常是倒
置的。
3. 分析生物量金字塔出现上宽下窄倒置的金字塔形的原因。
提示：海洋生态系统中，浮游植物个体小，世代周期短，又不
断被捕食，因而某一时间调查到的生物量可能低于浮游动物的
生物量。当然，总的来看，一年中浮游植物的总的生物量还是
比浮游动物的多。
探讨二 分析研究能量流动的实践意义，增强社会责任
4. 从能量流动的角度分析，稻田除草、除虫的意义是什么？
提示：调整生态系统的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人
类最有益的部分。
5. 在某些人工湖中养鱼，人工去除营养级较高的大型肉食性鱼，留下
小型肉食性鱼类摄食虾、贝等小型动物，这样做的目的是什么？
提示：减少营养级，减少能量消耗，增加鱼产量；调整能量流动关
系，使能量更多地流向鱼类，提高经济效益。
6. 人们在研究能量流动时，将秸秆作为牲畜饲料，粪便进入沼气池，
生产燃料。此过程提高能量的传递效率了吗？
提示：没有。以上过程提高了能量的利用率，即人类充分利用了流
向分解者的能量，实现了对能量的多级利用，减少了环境污染，但
没有提高能量在不同营养级之间的传递效率。
1. 生态金字塔的类型和特点
类型 数量金字塔 生物量金字塔 能量金字塔
形状
特点 一般为上窄下宽的正金字塔形，有时会出现上宽下窄的倒金字塔形 一般为上窄下宽的正金字塔形 天然生态系统一
定为上窄下宽的
正金字塔形
类型 数量金字塔 生物量金字塔 能量金字塔
象征 含义 一般生物个体数量在食物链中随营养级升高而逐级减少 一般生物量（每个营养
级所容纳的有机物的总
干重）沿食物链中营养
级的升高而逐渐减少 能量沿食物链流
动过程中具有逐
级递减的特性
类型 数量金字塔 生物量金字塔 能量金字塔
特
殊 形
状 如一棵树与树上昆
虫及鸟的数量关系 在海洋生态系统中，生产者浮
游植物个体小、寿命短，又会
不断被浮游动物吃掉，因而某
一时间调查到的浮游植物的生
物量可能要低于浮游动物的生
物量 —
2. 能量传递效率与能量利用率的区别
（1）能量传递效率
①含义：生态系统中能量在相邻两个营养级间的传递效率约
为10％～20％，即输入某一营养级的能量中，只有10％～20
％的能量流到下一个营养级（最高营养级除外）。
②计算公式
能量传递效率＝ ×100％。
（2）能量利用率
①一般指流入最高营养级（或人类）的能量占生产者固定总
能量的比值。
②一般来说，食物链越短，能量利用率越高。
③有时考虑分解者的参与，使营养结构更复杂，以实现能量
的多级利用，从而提高能量的利用率。
1. （2024·扬州高二联考）如图是某同学绘制的生态系统能量金字
塔，其中a～d代表能量值。相关叙述正确的是（ ）
A. 图中所示的各种生物成分组成一条食物链
B. 图中全部生物构成该生态系统的生物群落
C. 能量c可代表生产者呼吸散失的热能及流向
分解者的能量
D. 在生态系统中，b的值不可能超过d的10倍
解析： 图中各营养级都可能有许多种生物，可以组成多条食物
链，A错误；能量金字塔包含生产者和消费者，不包含分解者，生
物群落应包含生态系统中的所有生物，B错误；a代表生产者的同
化量，b代表第二营养级的同化量，c代表生产者呼吸散失的热能
及流向分解者的能量，C正确；在生态系统中，能量传递效率一般
为10％～20％，但是也可能低于10％，因此b的值有可能超过d的
10倍，D错误。
易错提醒
解答本题常见错因如下
（1）误认为能量金字塔中的生物是该生态系统的全部生物，事实上
能量金字塔不包括分解者。
（2）不能正确理解生态金字塔各层的含义，金字塔中各营养级都可
能有许多种生物，不只组成一条食物链。
2. （2024·连云港高二期中）某地建设完成的千亩荷花湿地，千亩水
稻高产示范田，百亩稻蟹共养区，构成了一种新型的农业发展模
式。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 该新型农业发展模式利用了种植业和畜牧业合理优化技术
B. 水稻种植期间除草和除虫可以调整能量流动的方向
C. 稻蟹共养的生产模式能实现能量的多级利用，提高能量的传递效
率
D. 脱离人为干预后，该湿地的营养结构可能会变得更复杂
解析： 水稻田中的杂草和水稻之间存在竞争关系，害虫和水稻
之间存在捕食关系，通过除草、除虫可以合理调整能量流动的方
向，使能量持续高效地流向对生产有益的部分，使农业生产获得更
大效益，B正确；稻蟹共养的生产模式能实现能量的多级利用，提
高能量的利用率，但能量沿食物链的传递效率不会发生改变，C错
误；随着时间的推移，该地的物种丰富度可能会逐渐升高，群落可
能会发生演替，优势物种可能会发生变化，故该湿地的营养结构可
能会变得更复杂，D正确。
过程评价·勤检测
02
反馈效果 筑牢基础
（1）表述生态系统的能量流动的含义。
提示：生态系统的能量流动是指能量的输入、传递、转化和散失的过程。
（2）流入每个营养级中能量的去路一般有哪些途径？
提示：流入每个营养级中能量的去路一般有通过呼吸作用以
热能的形式散失、流入下一个营养级及遗体、残骸被分解者
分解。
（3）有人认为某种生物只能在能量金字塔某一层当中，你认为这种
观点对吗？为什么？
提示：不对。能量金字塔中每一层代表的是不同营养级生物所
含有的总能量，在食物网中一种生物可能占据多个营养级。
1. 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. 生产者的同化量越大，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
解析： 相邻营养级之间的能量传递效率的高低与营养级数量无
关，A错误；呼吸消耗量在同化量中占比越少，意味着积累越多，
生物量增加就越多，B正确；生产者的同化量越大，能养活的消费
者越多，但与消费者的体型大小无关，C错误；由于能量在传递过
程中逐级递减，因此营养级所处的位置越高，该营养级所具有的总
能量就越少，D错误。
2. 在一个生态系统中，草食动物所同化的能量等于（ ）
A. 生产者固定的太阳能的总量
B. 生产者固定的太阳能的总量减去生产者的呼吸量
C. 被草食动物吃了的植物所含的能量减去粪便等排遗物中的能量
D. 用于草食动物的生长、发育、繁殖等生命活动所需的能量
解析： 生产者固定的太阳能的总量是流经生态系统的总能量，
A错误；生产者固定的太阳能的总量减去生产者的呼吸散失的热量
是植物用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量，B错误；草食动
物所同化的能量等于被草食动物摄食的植物所含的能量减去粪便等
排遗物中的能量，C正确；用于草食动物的生长、发育、繁殖等生
命活动所需的能量和呼吸消耗的能量之和才是草食动物所同化的能
量，D错误。
3. （2024·淮安高二联考）如图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），下列叙述错误的是（ ）
A. 图中f代表初级消费者通过呼吸作用消耗的能量
B. 在“草→兔→狼”这一条食物链中，狼粪便中的能量属于d
C. 若有未被利用的能量，则在g和i中有一处表示未被利用的能量
D. 初级消费者与次级消费者之间的能量传递效率为e/b×100％
解析： 图中f代表初级消费者通过呼吸作用消耗的能量，A正
确；在“草→兔→狼”这一食物链中，狼粪便中的能量未被狼（次
级消费者）同化，仍属于其上一个营养级（初级消费者）的能量，
即属于d，B正确；g或i表示的是未被利用的能量或被分解者利用的
能量，C正确；初级消费者与次级消费者之间的能量传递效率＝
（次级消费者同化量/初级消费者同化量）×100％，而图中b表示
初级消费者的摄入量，c表示初级消费者的同化量，e表示次级消费
者的摄入量，但不清楚次级消费者的同化量，所以无法计算能量传
递效率，D错误。
4. 如图是某一个湖的能量金字塔，下列相关描述不正确的是（ ）
A. 甲、乙、丙、丁分别表示不同的营养级
B. 甲、乙、丙、丁之间形成一条甲到丁的食物链
C. 甲、乙、丙、丁的大小分别表示不同的营养级所
得到的能量
D. 甲、乙、丙、丁的大小变化体现了能量流动是逐
级递减的特点
解析： 生态系统的能量金字塔是依据各营养级所含能量值的多
少来构建的生态金字塔，由于能量逐级递减，所以甲、乙、丙、丁
的大小分别表示不同的营养级所得到的能量，A、C、D正确；
甲、乙、丙、丁每一层都有多种生物，因此，此金字塔所示生物间
含有复杂的食物网，而不是简单的一条食物链，B错误。
5. （多选）（2024·盐城高二联考）在社会主义新农村建设中，某地通过新建沼气池和植树造林，构建了新型农业生态系统（如图所示）。下列叙述正确的是（ ）
A. 该生态系统中，处于第二营养级的生物有人和家禽、家畜
B. 该生态系统中，人的作用非常关键，植物是主要成分
C. 该生态系统的建立，提高了相邻两个营养级之间的能量传递效率
D. 沼气池的建造，提高了该生态系统能量的利用率
解析： 该生态系统中，人和家禽、家畜从农作物中获得食
物，为初级消费者，处于第二营养级，A正确；该生态系统中，植
物是主要成分，其固定的能量是流经该生态系统的总能量，人可以
优化能量流动的方向，使能量流向对生产有益的部分，所以人的作
用非常关键，B正确；该生态系统的建立，可以提高能量利用率，
但不能提高相邻两个营养级之间的能量传递效率，C错误；沼气池
的建造，使原来废弃物中的能量得到利用，提高了该生态系统能量
的利用率，D正确。
6. 科研人员对某鱼塘中由浮游藻类、植食性鱼类和肉食性鱼类三个环
节组成的食物链进行了能量流动分析，得到下表相关数据。（GP
为同化量，R为呼吸量，NP＝GP－R。单位：kJ）
食物链环节 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
GP和NP GP＝55.6×102 NP＝1.3×102 GP＝176×103 NP＝6×102 GP＝59.3×106
NP＝50.5×106
NP/GP 0.02 0.03 0.85
R 54.3×102 170×103 8.8×106
未利用 — 62.8％ 99.7％
（1）Ⅲ代表的生物是 ，其呼吸产生的能量主要用
于 。
解析： 根据表格数据可知，Ⅲ代表浮游藻类，其呼吸作
用产生的能量主要用于自身的生命活动。
（2）第一营养级与第二营养级的NP/GP值不同，主要原因是
。
解析： 第一营养级与第二营养级的NP/GP值不同，是因
为呼吸所消耗的能量不同。
浮游藻类
自身的生命活动
呼
吸所消耗的能量不同
（3）该食物链中，第一营养级到第二营养级的能量传递效率
为 ，该数据 （填“在”或“不在”）10
％～20％这一范围内，原因是 。
解析： 表格中Ⅱ代表植食性鱼类，处于第二营养级，Ⅲ
代表浮游藻类，处于第一营养级，因此根据表格数据计算两
者之间的传递效率＝（176×103）÷（59.3×106）×100％
≈0.3％，这个值并不在10％～20％这一范围内，是因为Ⅲ未
被Ⅱ利用的能量多。
0.3％
不在
Ⅲ未被Ⅱ利用的能量多
课时训练·提素能
03
分级练习 巩固提升
知识点一 生态系统能量流动的概念、过程及特点
1. 生态系统的能量流动是指（ ）
A. 太阳能被绿色植物固定的过程
B. 生态系统内生物体能量代谢的过程
C. 生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程
D. 能量从生物体进入环境的过程
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解析： 太阳能被绿色植物固定的过程仅是能量的输入；生态系
统内生物体能量代谢的过程主要包括的是能量的传递和转化过程；
由于能量蕴含在有机物中，所以在物质循环过程中伴随着的能量转
移过程（包括输入、传递、转化和散失），就是指生态系统的能量
流动；能量从生物体进入环境的过程主要是指能量的散失。
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2. 在生态系统的能量流动中，能量形式的转变顺序是（ ）
A. 光能→化学能→热能
B. 热能→光能→化学能
C. 化学能→光能→热能
D. 光能→热能→化学能
解析： 绿色植物通过光合作用把光能转化为有机物中的化学
能，生物群落中的化学能最终以热能的形式散失。
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3. 由草、鼠和蛇组成的一条食物链中，鼠经同化作用所获得的能量，
其去向不应该包括（ ）
A. 流入蛇体内
B. 通过鼠细胞呼吸释放的能量
C. 通过鼠的粪便流入分解者体内
D. 通过蛇的粪便流入分解者体内
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解析： 鼠同化的能量除了被分解者利用、呼吸作用消耗以外，
还有一部分能量流向了下一个营养级即蛇，A、B不符合题意；鼠
同化的能量有一部分通过蛇的粪便流入分解者体内，通过鼠的粪便
流入分解者体内的能量不是鼠同化的能量，C符合题意，D不符合
题意。
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4. 以下关于生态系统的能量流动的叙述中，错误的是（ ）
A. 能量流动是单向的、不循环的
B. 营养级越多，散失的能量越多
C. 初级消费者越多，次级消费者获得的能量越多
D. 食物链越短，可供最高级消费者获得的能量越少
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解析： 生态系统的能量是单向流动、逐级递减的，不可循环利
用，A正确；每个营养级都有呼吸作用散失的能量，故营养级越
多，散失的能量越多，B正确；由于能量传递效率为10％～20％，
所以初级消费者越多，次级消费者获得的能量也越多，C正确；能
量流动具有逐级递减的特点，故食物链越短，可供最高级消费者获
得的能量越多，D错误。
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5. （2024·江苏宿迁期中）某生态系统中有a、b、c、d四种生物，构
成食物链a→b→c，d为分解者。如图是该生态系统中能量流入b处
发生的一系列变化的示意图，下列说法错误的是（ ）
A. 图中d的能量不全部来自b生物
B. 参与丁过程的主要是真菌和腐生细菌
C. 图中b的粪便中流向分解者的能量不属于b
D. 第一营养级到第二营养级的能量传递效率可用（b/a）×100％表示
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解析： 分析题图可知，图中d的能量不全部来自b生物，还来自
a生物（b粪便中的能量，是b未同化的能量，仍属于其上一个营养
级a），A正确；参与丁过程的是分解者，分解者主要是营腐生生
活的真菌和细菌，B正确；图中b的粪便中流向分解者的能量不属
于b，而是属于a流向分解者的一部分，C正确；传递效率＝第二营
养级同化量/第一营养级同化量×100％，b为第二营养级的摄入
量，D错误。
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6. 下表是某昆虫摄食植物后的能量流动情况，下列说法正确的是
（ ）
项目 摄食量 粪便量 呼吸消耗量
能量（kJ） 410 210 130
A. 昆虫的同化量是410 kJ
B. 昆虫的粪便量属于植物同化的能量
C. 呼吸消耗量用于昆虫的生长、发育和繁殖
D. 储存在昆虫体内有机物中的能量为280 kJ
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解析： 昆虫的同化量是摄入量－粪便量＝410－210＝200 kJ，A
错误；昆虫的粪便量属于上一个营养级植物同化的能量，B正确；
同化量－呼吸消耗量＝用于昆虫的生长、发育和繁殖的能量，C错
误；储存在昆虫体内有机物中的能量为同化量－呼吸消耗量＝200
－130＝70 kJ，D错误。
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知识点二 生态金字塔及能量流动规律在生产中的应用
7. 下列关于生态系统能量流动的原理在实践中的应用的叙述，错误的
是（ ）
A. 除虫、除草可以让农田生态系统中的能量流向对生产最有益的部
分
B. 农田生态系统中的间作套种可充分利用空间和资源，增大流入该
生态系统的总能量
C. 根据草场能量流动的特点，可以合理确定草场的载畜量
D. 沼渣、沼液作为肥料还田，能使能量循环利用
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解析： 除虫、除草合理地调整了生态系统中的能量流动关系，
使能量尽可能多地流向对生产有益的部分，A正确；农田生态系统
中的间作套种可充分利用空间和资源，增大流入该生态系统的总能
量，从而获得更大的收益，B正确；根据草场能量单向流动、逐级
递减的特点，可以合理确定草场的载畜量，从而保持畜产品的持续
高产，C正确；沼渣、沼液作为肥料还田，能使能量多级利用，提
高能量的利用率，D错误。
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8. （2024·盐城高二检测）如图为某农田生态系统的局部能量流动示
意图，字母表示能量值。据图回答下列问题：
（1）流经该生态系统的总能量为 （填字母）。
（2）c表示初级消费者 的能量值，f表示生态系统中能量
的输出部分，其形式为 。图中的d表示初级消费者
用于 的能量。
a
同化
热能
自身的生命活动
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解析：（2）由图分析可知，c表示初级消费者同化的能量
值，f表示生态系统第二营养级（初级消费者）以热能形式输
出的能量值。初级消费者同化的能量一方面以热能形式输出
生态系统，另一方面用于自身的生命活动，由图分析可知，
图中d表示初级消费者用于自身的生命活动的能量。
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（3）根据图可以总结出生态系统能量流动的主要特点是
和 。
单向流
动
逐级递减
解析：（3）根据图可以总结出生态系统能量流动的主要特点是单向流动、逐级递减。
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（4）从生产者到初级消费者的能量传递效率为 。
图中g表示分解的是第 营养级同化的能量。
（5）该生态系统经常要除杂草灭害虫，农作物间作套种，请从能
量流动角度分析其意义是
。
c/a×100％
一和第二
合理地优化生态系统中的能量流
动关系，使能量持续高效地流向对生产有益的部分；将农作
物在时间和空间上进行合理配置，增大流入农田生态系统的
总能量
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解析：能量传递效率的计算公式是某一营养级同化量/上一营养级同化量×100％，故从生产者到初级消费者的能量传递效率为c/a×100％。h是被初级消费者摄入而未被同化的能量，属于生产者（第一营养级）同化的能量；d表示初级消费者（第二营养级）用于自身的生命活动的能量，属于其（第二营养级）同化的能量；g的来源有h和d，故g表示分解的是第一和第二营养级同化的能量。
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9. （2024·徐州高二联考）下表是对某荒地中一个由植物、田鼠和鼬3
个环节组成的食物链进行能量流动的分析，其中GP表示生物体同
化量，NP表示生物体储存能量，R表示呼吸消耗的能量（单位：
kJ·m－2·a－1），下列说法不正确的是（ ）
环节 未被利用 GP NP R
植物 210.69×109 248.28×109 211.43×109 36.85×109
田鼠 1.85×106 736.88×106 25.12×106 711.76×106
鼬 — 232.79×105 5.44×105 227.35×105
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A. 从图中数据可以得出植物的NP中只有很少一部分被利用
B. 田鼠和鼬的呼吸消耗很高，被同化的能量绝大部分是以热能散失
C. 第二、三营养级之间的能量传递效率为3.16％，不符合生态系统
中能量流动的特点
D. 据图推测以鼬为主要食物的捕食者需较大捕食范围才能维持种群
的延续
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解析： 图中植物的NP（211.43×109）有一部分流向下一个营
养级，有一部分被分解者利用，还有一部分未被利用（210.69×109），所以从图中数据可以得出植物的NP中只有很少一部分被利用，A正确；表中数据显示田鼠的GP为736.88×106，其中呼吸消耗R为711.76×106，鼬的GP为232.79×105，其中呼吸消耗R为227.35×105，可见，田鼠和鼬的呼吸消耗很高，被同化的能量绝大部分通过呼吸作用以热能散失，B正确；能量传递效率平均在10％～20％，是指相邻两个营养级（该营养级所有生物）的同化量之比，图中田鼠到鼬的传递效率为（232.79×105）
/（736.88×106）×100％≈3.16％，不是田鼠和鼬所在营养级的所有生物，C错误；能量流动具有单向流动和逐级递减的特点，营养级越多损耗的能量越多，所以据图推测以鼬为主要食物的捕食者需较大捕食范围才能得到足够的能量维持种群的延续，D正确。
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10. 如表为稻田适度养鱼对水稻产量和稻田土壤有机质含量影响的实
验结果。下列说法正确的是（ ）
处理 水稻产量/（kg·hm－2） 土壤有机质/％
稻田养鱼 4 023 2.72
对照 3 474 2.56
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A. 利用该稻田中水稻→鱼→人构成的食物链，使能量更多地流向人
类
B. 在该稻田中，通过鱼吃掉稻田中的害虫和杂草，使水稻产量提高
C. 稻田养鱼使水稻能从土壤中吸收更多鱼粪中的有机质，提高水稻
产量
D. 与普通稻田相比，稻田养鱼可以降低稻田生态系统营养结构的复
杂程度
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解析： 利用该稻田中水稻（杂草）→害虫→鱼构成的食物
链，使能量更多地流向人类，A错误；稻田养鱼使水稻能从土壤
中吸收更多鱼粪中的无机盐，提高水稻产量，C错误；与普通稻
田相比，稻田养鱼可以提高稻田生态系统营养结构的复杂程度，
D错误。
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11. （多选）如图甲为某生态系统的能量金字塔简图，P为生产者，
Q1为初级消费者，Q2为次级消费者。现对图甲中各营养级所含有
的能量进行分类剖析，结果如图乙所示。下列分析不正确的是
（ ）
注：图乙中a、a1、a2表示上一年留下来的能量，e、e1、e2表示
呼吸作用消耗的能量。
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A. a＋b＋c＋d＋e为本年度流入该生态系统的总能量
B. c1表示初级消费者中被次级消费者所同化的能量
C. b或d可代表生产者传递给分解者的能量
D. 初级消费者粪便中所含的能量包含在c中
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解析： 由图可知，b＋c＋d＋e代表的是生产者固定的太阳
能，是本年度流入该生态系统的总能量，A错误；c代表初级消费
者的同化量，c1代表次级消费者的同化量，B正确；已知e是呼吸
作用消耗的能量，那么b和d中的一个表示被分解者利用的能量，
另一个表示未被利用的能量，C正确；初级消费者粪便中的能量
不属于该营养级的同化量，不在c中，应该属于生产者流向分解
者的部分，在b或d中，D错误。
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12. （多选）（2024·连云港高二联考）某草原生态系统的能量流动经简化处理后如图所示，下列分析不正确的是（ ）
A. 各营养级间能量传递效率不到10％
B. 全部食草动物构成一个种群
C. 食草动物的体型一定大于食肉动物
D. 在该草原上大量牧羊，能提高能量传递效率
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解析： 第一营养级到第二营养级的能量传递效率为2
491/36 629×100％≈6.8％，第二营养级到第三营养级的能量传递
效率为200/2 491×100％≈8％，均小于10％，A正确；全部食草
动物中包括不同种生物，不能构成一个种群，B错误；食草动物
的体型不一定大于食肉动物，C错误；在该草原上大量牧羊，不
能提高能量的传递效率，D错误。
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13. 如图为某生态系统能量流动的过程图解，请据图回答下列问题：
（1）图中的箭头 （填序号）是不应存在的。
解析： 由图解可知，E为分解者，生产者不能从分解者中获得能量，故箭头 不应存在。（3）草食动物的粪便中残留的能量并未流入初级消费者，仍属于生产者的残遗物，它被分解者利用的箭头为 。（4）图中食物链为A→B→C→D，共四个营养级，属于第三营养级的生物为C。
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（2）流经该生态系统的总能量是 （填序号），初级消费者
自身生命活动所消耗的能量是 （填序号）。
（3）草食动物排出的粪便中仍含有部分能量，这部分能量被分解
者所利用的过程应属于箭头 。
（4）图中生物构成的食物链有 个营养级，属于第三营养级
的是 。
（5）图中 所指的是 ，E代表
的成分是 。
（6）④中的能量大约只有③中能量的 。
①
⑤
四
C
生产者呼吸作用消耗的能量
分解者
10％～20％
（7）生态系统能量流动的特点是 。
单向流动、逐级递减
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