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第五章 生态系统及其稳定性
第1节 生态系统的结构
知识点一 生态系统的范围
1．概念
由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体，叫做生态系统。
2．理解
(1)从结构上看：包括所有生物和它们所处的无机环境；
(2)从功能上看：生物与生物、生物与非生物之间通过能量流动、物质循环和信息传递而组成的一个具有自我调节能力的统一整体。
3．范围
可大可小，小到取自池塘的一滴水，大到生物圈。生物圈是最大的生态系统，它是地球上的全部生物及其无机环境的总和。
4．类型
生态系统的类型
知识点二 生态系统的组成成分
1．生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者
(1)非生物的物质和能量
①组成成分：阳光、热能、空气、水、无机盐等。
②功能：为生态系统中的生物提供物质和能量。
(2)生产者
①组成成分
②功能：能把无机物合成有机物，固定能量，是生态系统的基石。
(3)消费者
①组成成分
②功能：能将有机物转化为无机物(CO2、水、氨)，能加快生态系统的物质循环，且对于植物的传粉和种子的传播具有重要作用。
(4)分解者
①组成成分：各种营腐生生活的生物，主要是细菌和真菌。
②功能：分解动植物遗体和动物的排遗物中所含有的有机物，并返还给无机环境。
2．四种成分之间的关系
(1)无机环境为生物提供了物质和能量。
(2)生产者是生态系统的主要成分。
(3)从物质循环的角度看，分解者在生态系统中占有不可替代的重要地位。
(4)从理论上讲，无机环境、生产者、分解者是任何一个生态系统的必备成分。
知识点三 食物链和食物网
1．食物链
(1)概念：在生态系统中，各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系。
(2)食物链中各种生物和营养级的对应关系
生物种类 绿色植物 植食性动物 小型肉
食动物 大型肉
食动物
在生态
系统中
的成分 生产者 初级消费者 次级消费者 三级消费者
营养级 第一营养级 第二营养级 第三营养级 第四营养级
(3)理解
①高中阶段涉及的食物链是指捕食链，起点都是生产者，终点都是不被其他动物所食的动物，即最高营养级。
②分解者不参与食物链，也不占营养级。
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，就是食物网。
(2)食物网形成的原因：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)食物网中各种生物之间的关系
①食物链是生物之间通过食物关系形成的联系，其中最主要是捕食和被捕食的关系。
②同一种生物在不同的食物链中可以占有不同的营养级。
③食物网中两种生物之间可能出现不同的关系，如竞争和捕食。
(4)食物网与生态系统的稳定性关系：食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越强。
(5)食物链和食物网的功能：食物链和食物网是生态系统的营养结构，是生态系统物质循环和能量流动的渠道。
【例1】 下列组合中，依次属于种群、群落和生态系统的一组是( )
①公园中的全部菊花 ②一块棉田中的所有幼年、有翅和无翅的成熟棉蚜 ③一果园中所有的苹果及其无机环境 ④一片原始森林中的全部动物和绿色植物 ⑤长江中的全部生物 ⑥密云水库中的全部生物及其无机环境
③③⑥ ⑤④③ ③⑤⑥ ③⑤③
答案 C
解析 生活在同一区域内的同种生物的全部个体形成种群；同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，构成群落；生物群落和无机环境共同构成生态系统。
【例2】 在生态系统中，对下列生物的分析，正确的是( )
A．硝化细菌：自养生物、生产者
B．圆褐固氮菌：厌氧生物、分解者
C．乳酸菌：需氧生物、分解者
D．酵母菌：异养生物、消费者
答案 A
解析 硝化细菌可把无机物转化为有机物，所以为自养生物、生产者；圆褐固氮菌为需氧生物、分解者；乳酸菌为厌氧生物、分解者；酵母菌为异养生物、分解者。
拓展提高
1．非生物的物质和能量是各种生物赖以生存和发展的基础。
2．生产者是一切消费者和分解者物质和能量的源泉，是生态系统的主要成分。生产者并不仅仅指绿色植物，还应包括进行化能合成作用的细菌，如硝化细菌等。
3．消费者主要指动物，还包括某些寄生植物，如菟丝子。此外，某些寄生细菌也属于消费者。
4．分解者主要指营腐生生活的细菌、真菌等。此外，一些腐生动物(如蚯蚓、蜣螂等)也属于分解者。
【例3】 有关下图的叙述，不正确的是( )
①图中只有两条捕食链 ②细菌与狐之间既捕食又竞争 ③细菌在捕食链中占有第二、三、四、五共四个营养级
④该食物网所处的生态系统为森林生态系统
③②③ ⑤③④ ③④ D．③④
答案 B
兔→兔→狐，草→昆虫→鸟→狐，故①正确；生态系统中的分解者不参与捕食链，在捕食链中，不占营养级，故③不正确；细菌与狐没有共同的捕食对象，不存在捕食和竞争关系，故②不正确；该食物网中主要植物是草，应为草原生态系统，故④不正确。
规律总结
分析食物网时易忽略的几个问题
(1)分解者不参与营养结构：高中生物中的食物链实际上是捕食链，它是由生产者和消费者之间通过食物关系形成的，分解者只能分解动植物的遗体、残骸，不能与动植物之间形成捕食关系。
(2)每条食物链的起点总是生产者，终点是不被其他动物所食的动物，即最高营养级。
(3)同一种生物在不同的食物链中可以占有不同的营养级。
(4)在食物网中，两种生物的种间关系有可能出现不同概念上的重合，如蜘蛛和蟾蜍二者之间既是捕食关系又是竞争关系。
(5)在食物网中，当某种生物因某种原因而大量减少时，对另一种生物的影响，沿不同路线分析结果不同时，应以中间环节少的作为分析依据，考虑的方向和顺序应从高营养级依次到低营养级。
(6)食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类而非取决于生物的数量。
提示：如下图，其他合理的答案也可以。
1、2根据具体情况作答。
3．提示：还有非生物的物质和能量。它是生态系统不可缺少的，因为物质和能量是生物生命活动存在的最基本条件，生命活动本质上也是物质与能量的变化；非生物物质还是生物赖以生存的环境。
4．提示：绿色植物通过光合作用把无机物转变为有机物，将太阳能转化为化学能；动物通过摄取其他生物获得物质和能量；各种生物获取物质和能量的途径是不一样的。
5．提示：可分为生产者、消费者、分解者。
6．可以。
7．提示：生态系统的结构模型可以有多种形式。在不考虑物质的输入和输出的情况下，可以表示为下图的简化模型。
动物园中的全部动物不能说是一个系统，因为不同种动物是分开饲养的，彼此之间没有内在联系和相互影响，不是一个有机的整体。同理，动物园中的全部动物和植物也不是一个系统。
一、基础题
1．(1)阳光 (2)10～15 m (3)消费者、分解者
2．B 3.C
二、拓展题
提示：可以。农田和果园等人工生态系统食物链单一，自身稳定性差，易受病虫害破坏。通过研究生物之间的相互关系，增加或延长食物链，使之成为立体农田和立体果园，可以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．森林中一棵树死了，倒在地上，苔藓、藻类、蘑菇、白蚁、蠕虫、蜘蛛和老鼠均以这棵朽木为生。它们共同构成了一个( )
A.个体 B．群落
C．生态系统 D．生物圈
答案 C
解析 此题中既包括了苔藓、藻类等自养生物，又包括白蚁、蠕虫、蜘蛛、鼠等动物，又包括细菌、真菌等微生物，还包括了阳光、温度、水分、土壤、空气、朽木等无机环境，是由生产者、消费者和分解者构成的生物群落及其无机环境相互作用的自然系统，属于生态系统。
2．下列关于生态系统中分解者的叙述，正确的是( )
A．代谢类型属于异养需氧型
B．包括细菌、真菌和病毒
C．营腐生生活
D．是食物链中最高的一个营养级
答案 C
解析 分解者有需氧型也有厌氧型，但都是异养型的；教材中学习的食物链是捕食链，不计分解者；病毒都是寄生的，为消费者；分解者是指营腐生生活的细菌、真菌等生物；有一部分细菌，如硝化细菌通过化能合成作用制造有机物，是生产者。
3．下列属于生态系统食物网特征的是( )
A．一种生物只能被另一种生物捕食
B．食物链的环节数是无限的
C．一种生物可能属于不同的营养级
D．食物网上的生物之间都是捕食关系
答案 C
解析 考查对食物链特征的理解。由于动物的食性不同，一种动物可以有多种不同种类的食物，而一种生物可以被多种动物所食，所以生态系统的各种生物间形成复杂的食物网。由于能量在各营养级流动过程中逐级递减，所以能量随着营养级增高而减少。当这些能量不足以维持最高营养级——大型肉食性动物代谢需要时，这个营养级也就不存在了。
4．下列可能用于同一生物的一组名词是( )
A．初级消费者，第一营养级
B．次级消费者，自养型生物
C．分解者，腐生生物
D．生产者，异养型生物
答案 C
解析 消费者的消费级别在食物链中总比第一营养级级别高且均为异养型生物；绿色植物为生产者，均为自养型生物；分解者指营腐生生活的真菌、细菌、腐生动物。
5．“螳螂捕蝉，黄雀在后”。此成语所隐含的食物链中至少具有几个营养级( )
A．2个 B．3个
C．4个 D．5个
答案 C
蝉→蝉→螳螂→黄雀，然后确定营养级数为4个。
6．如图为温带草原生态系统食物网的一部分图解，请据图分析回答：
(1)该食物网含 条食物链。
(2)兔与鼠的关系是 ，蟾蜍与蜘蛛的关系是 。
(3)由于某种原因鼠突然死亡，蛇和蟾蜍的数量变化情况依次是 和 ，对猫头鹰的影响 (填“大”或“不大”)。
答案 (1)7 (2)竞争 竞争和捕食
(3)下降 下降 不大
解析 (1)该食物网共有7条食物链。
(2)兔与鼠均为第二营养级，以植物为食，属于竞争关系。蟾蜍与蜘蛛有两层关系，一是蟾蜍以蜘蛛为食，属于捕食关系；二是两者同时以食草昆虫为食，属于竞争关系。
(3)鼠突然死亡，猫头鹰因捕食种类较多，其数量影响不大；但蛇的数量因其食物来源减少而出现下降。由于鼠突然死亡，蟾蜍成为蛇的惟一食物，其数量因蛇的过度捕食而逐渐下降，蟾蜍下降也导致了蛇数量的下降。
讲练学案部分
1．下列生态学概念包括的范畴，从小到大排列正确的是( )
个体→个体→群落→生态系统→生物圈
群落→群落→生物圈→生态系统→种群
种群→种群→群落→生态系统→生物圈
种群→种群→个体→生物圈→生态系统
答案 C
解析 生物圈是最大的生态系统。
2．下列组合中，依次属于种群、群落、生态系统的一组是( )
①一块稻田中所有三化螟幼虫、蛹和成虫 ②崇明岛东滩的全部生物 ③东方绿舟的全部生物及无机环境 ④九段沙湿地的全部动物及绿色植物
③②③ ⑤③④ ②④① ③②④
答案 A
解析 ①为种群，符合种群“同一地点”、“同种生物”、“总和”的特点；②为群落；③为生态系统；④三者都不是。
3．一个完整的生态系统的结构应包括( )
A．全部的食物链和食物网
B．生产者、消费者、分解者和食物网
C．非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者
D．生态系统的成分，食物链和食物网
答案 D
解析 考查生态系统的结构，其包括生态系统的组成成分及营养结构—食物链和食物网。
4．下列有关生态系统结构的叙述，正确的是( )
A．每种生物在生态系统中只能处在一个营养级上
B．动物都属于消费者，其中食草动物处于第二营养级
C．自养生物都是生产者，是生态系统的主要成分
D．细菌都属于分解者，其异化作用类型有需氧型和厌氧型两类
答案 C
解析 除生产者、初级消费者营养级固定以外，其他消费者的营养级不是固定不变的，因此A、B错；并不是所有细菌都为分解者，寄生细菌为消费者，腐生细菌为分解者，故D错。
5．根据下图所示的食物网回答问题。
(1)该生态系统中有________________条食物链。
(2)图中的二级消费者是________________。
(3)图中占有两个不同营养级的生物是________________。
(4)如果由于灾害使得植物减少，则鹰的数量将会________________。
答案 (1)4 (2)狐、蛇、鹰 (3)鹰 (4)减少
解析 从图中可以看出，该生态系统中共有4条食物链；处于消费者地位的是鼠、兔、狐、蛇和鹰，属于二级消费者的是狐、蛇和鹰，其中鹰分别处于第三营养级和第四营养级，属处于两个不同营养级的生物；如果灾害使得植物减少，生产者的数量减少，将导致各级消费者的数量减少，因此鹰的数量也将会减少。
一、选择题
1．在阳光明媚、水草丰茂的鄂尔多斯草原上，生活着牛、羊、鹿、狼、兔、鼠，还有秃鹫、苍鹰、蜣螂、细菌、真菌等，关于它们的叙述中，正确的是( )
①它们共同构成一个生态系统
②它们中的牛、羊、鹿分别组成了3个种群
③它们中的动物是一个生物群落
④它们中的蜣螂、腐生菌是分解者
③② B．③④ ③③ ③④
答案 D
解析 牛、羊、鹿是消费者，蜣螂、营腐生生活的细菌与真菌等是分解者，此外还包括了阳光、空气、温度、水、土壤等无机环境，即它们是由生产者、消费者、分解者及其无机环境构成的相互作用的自然系统，是一个生态系统；它们中的牛、羊、鹿分别是三种动物的总称，每一种动物会涉及到很多具体种类，因而不能把它们中的牛、羊、鹿仅看作是3个种群；它们中的动物只是其中一类生物，并不包括该环境中的所有生物，与群落概念不符。
2．关于生态系统组成成分的叙述，正确的是( )
①凡是细菌、真菌都是分解者 ②凡是自养型生物都是生产者 ③植物都是生产者 ④动物都是消费者 ⑤异养型生物都是消费者
A．② B. ⑤③ C. ②④ D. ⑤⑤
答案 A
解析 营腐生生活的细菌、真菌为分解者，而进行化能合成作用的细菌(如硝化细菌、铁细菌等)是自养型生物为生产者，有些营寄生生活的细菌，为消费者，所以①错误；自养型生物都是生产者，故②正确；植物中的菟丝子为寄生生活，属消费者，故③错误；蜣螂、蚯蚓等动物营腐生生活是分解者，故④错误；消费者、分解者都是异养生物，所以异养生物并不都是消费者。
3．如图为生态系统结构的关系图，a代表的成分是( )
A．生产者 B．消费者
C．分解者 D．不能确定
答案 B
a→a→c可判断a、b、c分别是消费者、生产者、分解者。
4．下列是池塘中一些常见的生物，其食物链顺序正确的是哪一项( )
①鱼类 ②藻类 ③水生甲虫 ④池边杂食动物 ⑤水蚤
①→①→②→③→⑤
⑤→⑤→③→①→④
②→②→①→⑤→④
⑤→⑤→④→③→①
答案 B
水蚤→水蚤→水生甲虫→鱼类→池边杂食动物，这样便构成了一条食物链。
5．下列各项中，能正确表示一条食物链的是( )
兔→兔→狼→细菌
草→草→兔→狼
食草昆虫→食草昆虫→青蛙→蛇→鹰
蛇→蛇→鹰
答案 C
解析 在生态系统中，各种生物间因食物关系而形成一种联系，我们称为食物链。食物链可分为寄生链、腐生链、捕食链等。通常情况下，我们所说的食物链是捕食链。这种捕食链的生产者为第一环节(即第一营养级)，腐生、寄生关系的生物因不属于捕食链，故不应作营养级，所以A项不正确；而D项第一营养级不是生产者，而是昆虫，没有生产者昆虫将无法生存，所以D项也不正确。
6．能够把生物体内的有机物分解成CO2，并释放到无机环境中的生物是( )
A．生产者 B．消费者
C．分解者 D．以上都是
答案 D
解析 生产者、分解者、消费者作为生物都能把有机物通过呼吸作用分解形成CO2，并释放到无机环境中。本题的解题关键是了解“把有机物分解成CO2”是哪种生物，不能一看“能分解有机物”就想到分解者，造成思维定势，这是本题的创新之处。
7．如图所示的成分可构成一个( )
兔狐
光―→植物??细菌
A．食物网 B．食物链
C．生物群落 D．生态系统
答案 D
解析 图中含有生态系统的四种成分，所以是一个生态系统。
8．下图表示在某生态系统中a、b、c三个种群数量变化的相互关系，下列描述正确的是( )
A．a肯定是生产者，b肯定是初级消费者
B.b→b→c构成一条食物链
C．a与b、b与c为捕食关系
D．a与c为竞争关系
答案 C
解析 从这个图中无法判断a、b、c谁为生产者或消费者，只能判断出a与b、b与c为捕食关系。
9．有关下图的各项叙述中，正确的是( )
A．图中有两条捕食链
B．狐与鸟之间既捕食又竞争
C．细菌占有第二、三、四、五营养级
D．该群落中狐为第三、四营养级
答案 A
解析 在捕食链中分解者细菌不占有营养级，故C错；狐与鸟之间只存在捕食关系，故B错；该图示应理解为生态系统，故D错。
10.
如图是一个陆地生态系统食物网的结构模式图，下列叙述中，不正确的是( )
A．在该食物网中，共有5条食物链
B．在该食物网中，H处于三个不同的营养级
C．若B种群中各年龄期的个体数目比例适中，则该种群的密度在一段时间内会明显变大
D．在该食物网中，如果C种群的数量下降10%，则H的数量不会发生明显变化
答案 C
B→B→H；②A→C→D→H；C→C→F→G→H；④A→E→D→H；⑤A→E→F→G→H共五条，故A项表述正确。在该食物网的五条食物链中，H分别处于第三(链①中)、第四(链②、④中)和第五(链③、⑤中)营养级，故B项表述也正确。先要清楚种群的年龄组成与种群增长速率之间的关系。若B种群中各年龄期的个体数目比例适中，则该种群的年龄组成为稳定型，种群密度在一段时间内会保持稳定，而不会有明显变化，所以C项表述不正确。在该食物网中，若C种群的数量下降，则可由同一营养级的其他生物(B或E)来弥补，通过食物网中生物的这种相互补偿、相互制约的自我调节机制，生态系统可维持平衡状态，生物的种类和数量能保持相对的稳定，故D项表述正确。
二、非选择题
11．生态系统的成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者四部分，其中非生物的物质和能量、生产者和分解者在一个生态系统中占有非常重要的地位。为了验证其重要性和不可缺少性，设计如下实验进行验证，实验过程如图所示。
在同样形状、同样体积的锥形瓶中加等量的水(1、2号加清水，3、4号加少许河泥)，同样的金鱼，等量的金鱼藻(2～4号)，用橡胶塞塞紧。1～3号放在阳光下，4号放入黑暗的纸箱中。(均放于室温20 ℃条件下)
(1)1号瓶中的金鱼与4号瓶中的金鱼相比哪条生存的时间长？________。为什么？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)上述1～4哪个瓶中金鱼生存的时间最长？________________。
为什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)1、2、3号锥形瓶相比较，相同的非生物因素有________________；3、4号锥形瓶相比较，生态系统的成分中不同的是________________。
(4)4号锥形瓶中的鱼存活时间最短，说明________________是生态系统最根本的能量来源；3号锥形瓶的鱼最后也死亡，其主要原因是
________________________________________________________________________。
(5)2号与3号对照，能否说明分解者是生态系统的必备成分？若不能，如何设置实验才能证明？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(1) 本实验所得结论是什么？
(2) ________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)1号瓶生存时间长 虽然4号瓶中有金鱼藻，但置于黑暗处，金鱼藻不能进行光合作用，且金鱼藻的呼吸作用也消耗水中溶解氧，故4号瓶中金鱼生存时间更短
(2)3号瓶 因为3号瓶置于日光下，有稳定的能量来源，金鱼藻和金鱼的呼吸作用共同消耗水中的溶解氧并产生CO2，金鱼藻的光合作用又向水中提供溶解氧，清水、河泥能为植物提供水和无机盐，河泥中的分解者将金鱼粪便分解为无机物供金鱼藻利用，这种循环状况能维持较长一段时间，故3号瓶中金鱼生存时间较长
(3)水、温度和光照 4号无光照
(4)光能 瓶内生物种类少，结构简单，无法长期保持稳定
(5)不能。应再设置一组5号瓶与3号瓶对照，除加入进行烘烤过的杀死其中微生物的河泥外，其他成分和条件与3号瓶相同，观察并记录结果
(6)非生物的物质和能量(水、空气、矿物质和阳光等)、生产者(金鱼藻)、消费者(金鱼)和分解者(腐生微生物)四者共同构成一个生态系统，缺一不可
解析 非生物的物质和能量是生态系统存在的基础，生产者是生态系统中惟一能把非生物的物质和能量转变成生物群落的成分，是生态系统的主要成分；分解者是生态系统必不可少的成分，没有它，动植物的尸体就会堆积如山，生态系统就会崩溃。解题时要注意对比分析。
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第2节 生态系统的能量流动
知识点一 能量流动的概念和过程
1．能量的输入
(1)源头：太阳能或氧化无机物产生的化学能。
(2)相关生理过程：光合作用或化能合成作用。
有机物中的化学能。
→有机物中的化学能。
(4)输入总量：生产者固定的总能量。
2．能量的传递
(1)传递途径：食物链和食物网。
(2)传递形式：有机物中的化学能。
(3)各营养级的能量来源：①流入到各级消费者的总能量是指各级消费者所同化的能量，排出的粪便中的能量不计入消费者所同化的能量；②生产者的能量来自太阳能或氧化无机物产生的化学能；③分解者的能量来自生产者和消费者。
(4)能量的分流
每一营养级的生物获得的能量可分为以下三部分：
①被该营养级生物细胞呼吸分解消耗一部分，其中产生的ATP用于生命活动，热能从生物群落散失到大气中；②进入下一个营养级的生物(最高营养级生物除外)；③随着动植物遗体、残枝败叶、粪便等被分解者分解而释放出来。
3．能量的散失
(1)形式：热能是能量流动的最终归宿。
(2)过程如下：
有机物能量—热能：散失ATP：用于生物的
→ATP：用于生物的
各项生命活动
热能：散失→热能：散失
(3)特殊途径：动植物遗体形成的煤炭、石油等热能。
4．能量流动过程
(1)第二营养级(初级消费者)的能量流动过程
流入第二营养级的能量将发生如下图的变化。
①能量来源：生产者摄入的能量。
②能量总量：初级消费者同化的总能量。
③能量去向：一部分在自身呼吸作用中以热能的形式散失；一部分随动植物遗体、动物的排泄物流向分解者，被分解者分解释放出来；一部分被下一营养级同化。
④同化量=摄入量-粪便量，其中同化量也可称为该营养级的固定量，是指真正流经该营养级的总能量。粪便中的能量不是该营养级的能量，应当是上一个营养级的同化量的一部分，例如羊吃草，羊粪便中的能量应当是草同化下来的能量，它不属于羊。
(2)生态系统中能量流动过程示意图
①能量流动的起点：始于生产者固定太阳能(能量的输入)，但并不是所有的太阳能都参与生态系统中的能量流动，必须是输入到生态系统的第一营养级的能量才能在生态系统中流动。
②流经该生态系统的总能量：该生态系统中全部生产者通过光合作用所固定的太阳能的总量是流经生态系统的总能量。
③能量流动的渠道：沿着食物链的各个营养级流动(能量的传递)；能量沿着食物链流动时，每一营养级都有输入、传递、转化和散失的过程。
生物体内的化学能→生物体内的化学能→热能，热能是能量流动的最终归宿。也就是最终以呼吸热形式散失(能量的输出)。
⑤生产者固定的太阳能有三个去处：
a．一部分被自身的生命活动消耗了，即被呼吸作用分解了；
b．储存在生产者体内的能量，一部分被初级消费者摄食同化流入第二营养级；
c．没被初级消费者利用的枯枝落叶和一级消费者摄食未同化而排出的粪便中的这一部分能量被分解者释放出来。
对于初级消费者所同化的能量，也是这三个去处。并且可以认为，一个营养级所同化的能量=呼吸散失的能量+分解者分解释放的能量+被下一营养级同化的能量。但最高营养级的情况除外。
知识点二 能量流动的特点
1．单向流动
是指生态系统的能量流动只能从第一营养级流向的第二营养级，再依次流向后面各个营养级，不可逆向流动，也不能够循环流动。
能量单向流动的原因：食物链中各营养级的顺序不是可逆转的，能量只能由被捕食者流向捕食者而不能逆流。这是长期自然选择的结果。
2．逐级递减
是指输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流入下一个营养级，能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的。
原因：第一，各个营养级生物的呼吸消耗部分能量，用于维持自身的生长、发育和繁殖；第二，植物的枯枝落叶、动物的粪便和尸体被分解者利用，经过微生物的呼吸作用释放部分能量；第三，各个营养级的能量都有相当一部分未被下一个营养级的生物所利用。
3．能量传递效率
(1)能量传递效率的含义
能量在相邻两个营养级间的传递效率大约为10%～20%，在某一食物链中，若求最高营养级获得的最多能量或所需最少生产者，一般取20%作为传递效率；反之，则取10%作为传递效率。
(2)能量传递效率的计算
能量传递效率＝下一个营养级的同化能量÷该营养级的同化能量×100%。
4．生态金字塔
不同的生态金字塔能形象地说明营养级与能量、生物量、数量之间的关系，是定量研究生态系统的直观体现。
类型
项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔
形状
特点 正金字塔形 一般为正金字塔
形，有时会出现倒
金字塔形，如树上
昆虫与鸟的数量
关系 一般为正金字塔形
象征含义 能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性 生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减 生物量(现存生物有机物的总质量)沿食物链流动逐级递减
每一阶含义 食物链中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目 每一营养级生物的总生物量
知识三 研究能量流动的意义
1．研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。例如，在农业生态系统中，如果把作物秸杆当燃料烧掉，人类就不能充分利用秸杆的能量；如果将秸杆做饲料饲养牲畜，让牲畜粪便进入沼气池，将发酵产生的沼气做燃料，将沼气池中的沼渣做肥料，就能实现对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。“桑基鱼塘”(利用桑叶喂蚕，蚕沙养鱼，鱼塘泥肥桑)也基本体现了这个原理。
2．研究生态系统的能量流动，还可以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。例如，在一个草场上，如果放养的牲畜过少，就不能充分利用牧草所能提供的能量；如果放养的牧畜过多，就会造成草场的退化，使畜产品的产量下降。只有根据草场的能量流动特点，合理确定草场的载畜量，才能保持畜产品的持续高产。
3．根据生态系统的结构与功能，结合各地的自然条件、生产技术和社会需要，可以设计出多种农业生态体系。下面简要介绍几种常见的类型：
(1)物质能量的多层分级利用系统，如作物秸杆的多级利用，如图所示。
(2)水陆交换的物质循环系统，如桑基鱼塘生产体系，如图所示。
(3)农林牧渔联合生产系统，如农林牧渔生产体系初级模式和粮桑渔畜农业生态体系，如图所示。
建立生态农业的目的是设法调整能量流动关系，使能量流向对人类最有益的部分，最大限度地提高能量利用率，实质上是充分利用了流向分解者的能量，而不是提高了能量的传递效率。
【例1】 如图是生态系统能量流动的图解，对此图理解有误的是( )
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所具有的能量为B的10%～20%
C．该图中的A固定的能量表示流经该生态系统的总能量
D．图中A固定的能量是B、C、D的能量之和
答案 D
解析 本题考查生态系统能量流动的特点。首先判断图中A为生产者，B、C、D为消费者，能量流动是逐级递减的，所以图中方框的大小可表示该营养级生物所具有的能量多少；相邻两个营养级之间能量传递的效率是10%～20%，所以图中C所具有的能量为B的10%～20%；生产者固定的太阳能总量等于流经该生态系统的总能量，所以C项正确；每个营养级同化的能量有3个去向：流入下一营养级(最后一个营养级除外)、被分解者分解和自身呼吸作用消耗，所以图中A具有的能量应该大于B、C、D的能量之和。
【例2】 下表是Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个种群在一个达到生态平衡的环境中所含有的总能量，这四个种群间的营养关系应是( )
生物种类 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
能量(kJ) 2.8×109 1.3×108 9.1×107 2.9×107
Ⅱ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ
Ⅱ→Ⅱ→Ⅲ和Ⅰ→Ⅱ→Ⅳ
Ⅱ→Ⅱ→Ⅳ和Ⅰ→Ⅲ
Ⅱ→Ⅱ→Ⅳ和Ⅰ→Ⅲ→Ⅳ
答案 D
Ⅱ的能量传递效率为×100%＝4.5%＜20%，说明营养关系成立；同理讨论Ⅰ→Ⅱ的能量传递效率为×100%＝4.5%＜20%，说明营养关系成立；同理讨论Ⅰ→Ⅲ传递效率为3.25%，营养关系成立；Ⅰ→Ⅳ为1%也成立；即有可能为ⅠⅡⅢⅣ，但无该选项；再讨论Ⅱ→Ⅳ为＝22.3%＞20%不成立；Ⅲ→Ⅳ为32%＞20%不成立；但传递效率为13.1%＜20%也成立；即有可能为，因此选D项。
规律总结
根据各营养级的能量值来确定营养关系时，主要把握住：
M →N营养关系成立，则一定会有≤20%，才会存在营养关系。
【例3】 如图所示，该食物网中，若人的体重增加
1kg，最少消耗水藻 kg，最多消耗水藻 kg。
答案 25 100 000
小鱼→小鱼→人，传递效率按最大20%计算，设最少消耗为x，则x×20%×20%=1 kg，所以x=25 kg；求最多消耗时，就要选择最长的食物链：水藻→水蚤→虾→小鱼→大鱼→人，传递效率按最小10%计算，设最多消耗为y，则y×10%×10%×10%×10%×10%=1 kg，所以y=100000 kg。
拓展提高
求最值时题型有两种：一种是已知营养来源所占的比例，如“一个人的食物中1/2来自植物，1/4来自小型肉食动物，1/4来自羊肉，问此人每增加1 kg重量，约消耗植物最多是多少时，应该考虑所有链的情况。过程如下：
人这条食物链增重1/2×1=0.5 kg，则需消耗植物0.5×10=5 kg；通过食物链植物→人这条食物链增重1/2×1=0.5 kg，则需消耗植物0.5×10=5 kg；通过食物链植物→羊→人增重1/4×1=0.25 kg，则需消耗植物0.25×10×10=25 kg；通过食物链植物→植食动物→小型肉食动物→人增重1/4×1=0.25 kg，则需消耗植物0.25×10×10×10=250 kg，共需消耗植物5+25+250=280 kg。第二种情况就是该题中没有给出营养来源比例，理论依据应该是“链最短，传递效率为20%时，消耗植物最少”，“链最长，传递效率为10%时，消耗植物最多”。
提示：应该先吃鸡，再吃玉米(即选择1)。若选择2，则增加了食物链的长度，能量逐级递减，最后人获得的能量较少。
1．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(生物体有机物)中，而另一部分被利用、散发至无机环境中，两者之和与流入生态系统的能量相等。
2．提示：不能，能量流动是单向的。
1、2
营养级 流入能量 流出能量
(输入后一个营养级) 出入比
生产者 464.6 62.8 13.52%
植食性动物 62.8 12.6 20.06%
肉食性动物 12.6
分解者 14.6
3.提示：流入某一营养级的能量主要有以下去向：一部分通过该营养级的呼吸作用散失了；一部分作为排出物、遗体或残枝败叶不能进入下一营养级，而被分解者所利用；还有一部分流入下一营养级。所以，流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到下一营养级。
4．提示：生态系统中能量流动是单向的，能量在流动过程中逐级递减。
提示：“桑基鱼塘”的设计理念是从人类所需出发，通过能量的多级利用，充分利用流经各营养级的能量，提高生产效益。
参考调查点：稻田生态系统
组成成分：(1)非生物的物质和能量；(2)生产者：水稻、杂草、浮游植物等；(3)消费者：田螺、泥鳅、黄鳝、鱼、青蛙、浮游动物、昆虫、鸟类等；(4)分解者：多种微生物。
问题提示：
1．生产者主体是水稻，其他生产者有杂草、浮游植物等。农民主要通过喷洒除草剂，或人工除草的方式抑制杂草的生长。
2．初级消费者有田螺、浮游动物、植食性昆虫、植食性鱼、鸟类等。一般而言，植食性昆虫和鸟类等往往对水稻生长构成危害，田螺、植食性鱼数量较多时也会对水稻生长构成危害。农民采取喷洒农药、竖稻草人等措施防止或减少这些动物的危害。
3．次级消费者有泥鳅、黄鳝、肉食性鱼、青蛙等。一般而言，这些消费者对水稻生长利大于害。
4．(调查后作答)
5．农民对秸秆的传统处理方式有焚烧或填埋等；现代农业提出了综合利用思想，例如，秸秆可作为多种工业原材料，还可以用来生产沼气，以充分利用其中的能量。
6．主要通过合理密植的方法提高作物的光能利用效率。
7．通过稻田养鱼等措施，实现立体化生态农业；通过建造沼气池，实现能量的多级利用。
一般情况下，也是金字塔形。但是有时候会出现倒置的塔形。例如，在海洋生态系统中，由于生产者(浮游植物)的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，所以某一时刻调查到的浮游植物的量可能低于浮游动物的量。当然，总的来看，一年中流过浮游植物的总能量还是比流过浮游动物的要多。同理，成千上万只昆虫生活在一株大树上，该数量金字塔的塔形也会发生倒置。
分析和处理数据
提示：这些玉米的含碳量折合成葡萄糖是6 687.5 kg，计算公式是(12＋18)/12×2 675，这些葡萄糖储存的能量是1.07×1011 kJ(计算公式是EG＝MG×1.6×107)；
这些玉米呼吸作用消耗的能量是3.272×1010 kJ(计算公式为ΔE呼＝ΔMG×1.6×107)；
这些玉米在整个生长季节所固定的太阳能总量是1.3972×1011 kJ(计算公式为E固＝EG＋ΔE呼)，呼吸作用消耗的能量占所固定太阳能的比例是23.4%；
这些玉米田的太阳能利用效率是1.64%(计算公式为η＝×100%)。
利用情况如图所示：
一、基础题
1．A 2.D 3.B
二、拓展题
1．(1)图a、图b为两个农业生态系统的能量流动图解
(2)图b所示生态系统中流向分解者的能量，还有一部分可以以生活能源或食物中化学能的形式被人类再度利用，因此，该生态系统实现了能量的多级、充分利用，提高了能量的利用率。
2．提示：不能。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。硅藻能利用获取的营养通过自身的新陈代谢作用释放能量，依靠能量完成物质由无序向有序的转化，维持其生命活动。
1．初级消费者体内的能量，其去路不包括下列哪项( )
A．用于自身生命活动
B．被第二营养级的其他生物获得
C．通过呼吸作用消耗
D．被分解者分解
答案 B
解析 初级消费者在食物链中属第二营养级，同一营养级内部不存在捕食关系，也就是说不存在同一营养级内部的能量传递。
2．关于生态系统能量流动的叙述，不正确的是( )
A．流经生态系统的总能量是绿色植物所固定的太阳能的总量
B．生态系统中流动的能量不包括各营养级的呼吸量
C．生态系统的能量流动是单向、不循环的
D．在生态系统中能量流动是逐级递减的
答案 B
解析 考查能量流动的过程及途径。生态系统的能量流动是从生产者固定太阳能开始的，生产者所固定的太阳能的总量便是流经生态系统的总能量；生态系统的能量流动是沿着食物链或食物网进行的，能量流动的特点是单向的，并且是逐级递减的。
3．一个池塘有生产者(浮游植物)、初级消费者(植食性鱼类)、次级消费者(肉食性鱼类)和分解者(微生物)。其中生产者固定的全部能量为a，流入初级消费者、次级消费者和分解者的能量依次为b、c、d，下列表述正确的是( )
A．a＝b＋d b＞b＋d
C．a＜b＋d D．a＜c＋d
答案 B
解析 一个生态系统中，流经该系统的总能量是生产者固定的太阳能总量。该生态系统中生产者固定的全部能量是a，数值是最大的，这些能量一部分在生产者的呼吸作用中以热能形式散失到环境中，一部分用于自身的生长、发育、繁殖。在后一部分能量中，一部分随植物遗体和残枝败叶等被分解者分解释放出来，还有一部分沿着食物链流入初级消费者，除小部分能量随动物粪便排出体外，其余被初级消费者同化。能量依次沿食物链单向流动、逐级递减传递下去。
4．一片树林中，
树、昆虫和食虫鸟类的个体数比例关系如右图所示。下列选项中能正确表示树、昆虫、食虫鸟之间的能量流动关系的是(选项方框面积表示能量的大小)( )
答案 C
解析 本题主要考查生态系统中各营养级之间能量流动关系(能量金字塔)和各营养级之间数量关系(数量金字塔)。数量金字塔是以生态系统中每一营养级的生物个体数目为指标绘制的，有时会倒置，本题就是一个实例。能量金字塔是以生态系统中每一营养级的能量数值为指标绘制的，由于能量流动是单向且逐级递减的，在相邻两个营养级之间传递效率大约只有10%～20%，这样能量金字塔是不会倒置的。
5．运用生态系统能量流动规律分析下列四项中，能量不利于流向对人类最有益的部分的是( )
A．在森林中，使能量多储存在木材里
B．在草原牧场，使能量多流向牛和羊
次级消费者→次级消费者→三级消费者(人的食物)
D．在养鱼池，让有机肥料以腐屑形式被鱼类或饵料动物直接摄食
答案 C
6．如图是某湖泊生态系统能量流动的定量分析图解。图中A、B、C代表三个营养级，数字均为实际测得的能量值，单位为百万千焦。已知该生态系统受到的太阳辐射为118 872百万千焦，但其中118 761百万千焦的能量未被利用。请回答：
(1)请将流经该生态系统的总能量填写在图中的方框内，这部分能量是______所固定的太阳能。
(2)能量从第一营养级到第二营养级的传递效率为________%，从第二营养级到第三营养级的传递效率为________%。
(3)次级消费者通过异化作用消耗的能量占其同化作用所得到能量的百分比是________。
(4)由图可知，下一个营养级不能得到上一个营养级的全部能量，原因是：
①各营养级生物内的大量能量被
________________________________________________________________________；
②其次是上一个营养级的部分能量__________________________________________；
③还有少数能量被_______________利用。
答案 (1)111 生产者 (2)13.5 20 (3)60%
(4)①呼吸作用消耗 ②未被下一个营养级利用 ③分解者
解析 (1)流经该生态系统的总能量是生产者所固定的太阳能的总量，即118 872-118 761=111(百万千焦)。
B)；从第二营养级到第三营养级的传递效率为3.0/15×100%=20%(B→B)；从第二营养级到第三营养级的传递效率为3.0/15×100%=20%(B→C)。
(3)次级消费者通过异化作用消耗的能量占其同化作用所得到的百分比为1.8/3.0×100%=60%。
(4)能量在传递过程中逐级递减，主要是由于每一营养级的生物都会因呼吸作用而消耗相当大的一部分能量，并且各个营养级的能量总有一部分未被下一营养级的生物所利用，还有少部分能量随着植物的残枝败叶或动植遗体等直接传给了分解者。
讲练学案部分
一、能量流动的概念及过程
1．概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
2．能量流经第一营养级的过程
(1)输入：生产者通过光合作用把太阳能转化为化学能，固定在有机物中。
(2)能量去向：生产者自身呼吸作用、残枝败叶等被分解者分解、被初级消费者摄食。
3．能量流经第二营养级的过程
(1)输入：通过摄食生产者获得。
(2)能量去向：一部分通过呼吸作用散失，一部分随尸体、排泄物流向分解者，一部分被次级消费者摄食。
4．能量流动过程示意图(略)
二、能量流动的特点
1．单向流动
(1)含义：是指生态系统的能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面各个营养级，不可逆向流动，也不能够循环流动。
(2)原因：食物链中各营养级的顺序不是可逆转的，能量只能由被捕食者流向捕食者而不能逆流。这是长期自然选择的结果。
2．逐级递减
(1)含义：是指输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流入下一个营养级，能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的。
(2)原因：第一，各个营养级生物的呼吸消耗部分能量，用于维持自身的生长、发育和繁殖；第二，植物的枯枝落叶、动物的粪便和尸体被分解者利用，经过微生物的呼吸作用释放部分能量；第三，各个营养级的能量都有相当一部分未被下一个营养级的生物所利用。
三、能量传递效率及生态金字塔
1．能量传递效率的含义
能量在相邻两个营养级间的传递效率大约为10%～20%，在某一食物链中，若求最高营养级获得的最多能量或所需最少生产者，一般取20%作为传递效率；反之，则取10%作为传递效率。
2．能量传递效率的计算
能量传递效率＝下一个营养级的同化能量÷该营养级的同化能量×100%。
3．生态金字塔(见124页知识点一中4)
(1)能量金字塔
(2)数量金字塔
(3)生物量金字塔
四、研究能量流动的实践意义(见129页知识点三)
1．流经生态系统的总能量是指( )
A．照射到该系统的全部太阳能
B．照射到该系统所有植物体上的全部太阳能
C．该系统生产者所固定的全部太阳能
D．生产者传递给消费者的全部太阳能
答案 C
解析 流经生态系统的总能量应是该生态系统中生产者所固定的太阳能总量，经生产者的同化作用转变成稳定的化学能在生态系统中流动。未被生产者固定的能量没有流入生态系统，而是被系统中的其他物质以热能的形式吸收然后以红外线的形式散射到大气中或辐射到宇宙空间。
2．如图所示的食物网中，假如猫头鹰的食物有2/5来自兔子，2/5来自鼠，1/5来自蛇。那么猫头鹰若要增加 20 g体重，最少需要消耗植物( )
A．600 g B．900 g C．80 g D．800 g
答案 B
鼠→鼠→猫头鹰，植物→兔→猫头鹰食物链中，猫头鹰属于第三营养级，可把此食物链简化为一条，即植物→鼠(兔)
猫头鹰，最少消耗植物20×÷20%÷20%＝400(g)；另一食物链植物→鼠→蛇猫头鹰，猫头鹰属于第四营养级，最少消耗植物20×÷20%÷20%÷20%＝500(g)，所以猫头鹰增加20g体重最少需要消耗植物400＋500＝900g。
3．据图判断，下列叙述不符合生态学原理的是( )
A．物质经过多级利用，实现了良性循环
B．每一级生产环节都获得产品，提高了生态经济效益
C．由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用效率降低
D．由于各级产物都可以利用，减少了废物和污染
答案 C
解析 本题给出了最常见的生态农业模式，需要进一步应用生态工程的基本原理。选项A符合物质循环与再生利用原理；选项B对物质循环再生进一步阐述；选项C与能量多级利用提高了利用率的事实不符；选项D在物质循环再生基础上阐述污染物是放错地点的原料的含义。
一、选择题
1．在一个生态系统中，已知初级消费者与次级消费者的个体数分别为N1、N2，个体平均重量分别为M1、M2，则下列选项中正确的是( )
A．N1·M1＞N2·M2 B．N1·M1＝N2·M2
C．N1·M1＜N2·M2 D．N1·M1≥N2·M2
答案 A
解析 N1·M1与N2·M2代表生物量，也就是有机物的量，而能量流动是逐级递减的，物质是能量的载体，即能量是伴随着物质的传递而传递的，能量就储存在物质之中，所以次级消费者所含有机物的量远小于初级消费者所含的有机物的量。
2．大象是植食性动物，有一种蜣螂则专以象粪为食。设一头大象在某段时间内所同化的能量为107 kJ，则这部分能量中可流入蜣螂体内的约为( )
A．0 kJ B．106 kJ
C．2×106 kJ D．3×106 kJ
答案 A
解析 大象粪便量＝摄入量－同化量，而蜣螂分解利用的是粪便量，而非大象的同化量。
3．如图，若食物网中猫头鹰每增加 20 g体重，至少需要消耗植物( )
A．200 g B．250 g C．500 g D．100 g
答案 C
解析 兔与鼠同属第二营养级，根据题意，可列出计算式20÷20%÷20%＝500 g。
4．图示为生态系统食物网简图，若E生物种群总能量为7.1×109kJ，B生物种群总能量为2.3×108kJ。从理论上计算，A储存的总能量最少为( )
A．7.1×108kJ B．4.8×107kJ
C．5.95×107kJ D．2.3×107kJ
答案 B
A，也不可能是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(7.1×109kJ－2.3×108kJ÷10%)×10%×10%＝4.8×107kJ。
5．下图表示某生态系统中，四种生物所同化的有机物的量占该生态系统有机物总量的比例，则这四种生物之间的食物关系最可能的是( )
答案 A
解析 由捕食关系构成的食物链中，能量传递效率为10%～20%，绝对不能超过20%，这一规律可以近似地转化为同化有机物的传递量来进行比较；乙与丙之间接近，因此可断定为属于同一营养级，与甲或丁之间都在10%～20%范围内，可构成捕食关系，因此应选A。
6.
假设如图所示的食物网中，水稻固定的太阳能为N，能量传递效率为10%，则人获得的能量为( )
A．等于10－1N B．等于10－2N
C．少于10－1N D．少于10－2N
答案 C
人)，则人获得的能量为10－1N，而该食物网中，鸭子和奶牛要呼吸散失一部分能量，故应少于10－1N，但不会少于10－2N。
→人)，则人获得的能量为10－1N，而该食物网中，鸭子和奶牛要呼吸散失一部分能量，故应少于10－1N，但不会少于10－2N。
7．下图为生态系统中食物链所反映出的能量流动情况，图中箭头符号为能量的流动方向，单位为 kca1/(m3·年)。
下列说法正确的是( )
①在入射的太阳能中，生产者只利用了其中的1%左右
②分解者可利用来自各营养级转移到A中的所有能量
③消费者营养级别越高，可利用的总能量越多
④当人们把生产者当作食物时，比起其他营养级，可获得更多的能量
③② ④④ ③④ D．③④
答案 B
解析 在入射的太阳能中，生产者利用的能量为×100%≈1%，故①正确；转移到A中的所有能量中，各营养级生物呼吸消耗的部分不能再被分解者利用，另外也可能有部分形成化学燃料等而未被分解者利用，故②错误；能量流动是逐级递减的，消费者营养级别越高，可利用的总能量越少，故③也错误；当人们把生产者当作食物时，食物链缩短，能量散失减少，比其他途径获得更多的能量，故④正确。
昆虫→昆虫→鸟的营养结构中，若能量传递效率为10%，以鸟类同化的总能量中昆虫获得的总能量为x轴，植物供能总量为y轴，下图中绘制的相关曲线是( )
答案 D
解析 设鸟获得的总能量为常数a，则鸟从昆虫获得能量为x，从植物直接获得能量为a-x，可列式为x×10×10＋(a－x)×10＝y，即y＝10a＋90x。根据此方程式可知，D正确。
9．下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．一般情况下，三级消费者增加1kg，至少需要生产者100kg
C．生物与生物之间的捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性
D．从能量关系看②≥③＋④
答案 C
解析 本题主要考查能量流动的特点：①表示第二营养级的同化量，流经生态系统的总能量是生产者光合作用固定的总能量，要大于①；三级消费者增加1 kg，至少消耗生产者的量，需以最大传递效率计算，即＝125 kg；能量流动的特点之一是单向流动，主要原因是生物间的捕食关系不可逆转；从能量关系看：②＝③＋④＋呼吸消耗，所以②＞③＋④。
10．在社会主义新农村建设中，四川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)。下列有关叙述，不正确的是( )
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，提高了各营养级间的能量传递效率
D．沼气池的建造和植树造林，提高了该生态系统的稳定性
答案 C
解析 在一个生态系统中，生产者是主要成分，生产者越多，生态系统越稳定；生态系统的能量传递效率是10%～20%，不会因生态系统的改变而改变。
二、非选择题
11．下图表示在生态系统中，能量流经第二营养级的示意图，请分析回答。
(1)图中A表示_____________；B表示_____________。除了图中所示，第二营养级同化的能量还有一部分_____________。
(2)从图中可以总结出能量流动的特点是_____________、_____________。
(3)人类对生态系统的能量流动进行调查研究，其意义是____________。
答案 (1)初级消费者同化(的能量) 用于生长、发育和繁殖(的能量) 在细胞呼吸中以热能的形式散失的能量 (2)单向流动 逐级递减 (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
解析 读懂图中A、B的含义，是解答本题的关键。由于该图表示的是能量流经第二营养级的示意图，因此A、B不代表营养级，应围绕初级消费者(第二营养级)考虑能量的输入和输出情况。
12．下图是一水域生态系统在一年之内的能量流动情况资料(能量单位：kJ/m2·a)。请分析回答：
(1)该系统的能量传递效率在_____________之间，能量传递效率如此之低，是因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)上述能量流动情况以如下图的能量金字塔来表示：则A、B、C、D所代表的数值分别是上图中______、________、____________、________。
答案 (1)5.5%～16.2% 大部分能量都被该营养级生物自身的细胞呼吸消耗掉，另有一部分能量流向分解者
(2)21 383 3 368 20 810
解析 (1)从图解可知能量传递效率在5.5%～16.2%之间，这种低效率是由于各营养级自身的细胞呼吸以及分解者利用造成的。
(2)D为生产者，其能量值为20 810；C为草食性动物，能量值为3 368；B为肉食性动物，能量值为383；A为终级消费者，能量值为21。
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