专题50生态系统的能量流动

专题50 生态系统的能量流动【基础回顾】考点容:生态系统中能量流动的基本规律及其应用要求:Ⅱ考纲解读:1.知道能量流动的概念2.理解能量流动的过程、特点3.知道能量流动的意义4.掌握能量流动的效率计算考点一、能量流动的概念生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。

考点二、能量流动的过程1．起点：生产者固定太阳能开始。

2．总量：生产者固定的太阳能总量。

3．流动渠道：食物链和食物网。

4．特点：(1)单向流动：能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级。

(2)逐级递减①每个营养级生物都因呼吸作用而散失部分热能。

②每个营养级生物总有一部分不能被下一营养级利用。

③传递效率为10%～20% (形象地用能量金字塔表示)。

考点三、能量流动研究意义1．帮助人们科学规划，设计人工生态系统，使能量得到最有效利用，实现能量的多级利用。

2．帮助人们合理地调整生态系统中能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。

【技能方法】1.能量流动的过程2.能量在营养级之间流动过程(1)摄入量、同化量、粪便量三者之间的关系是摄入量＝同化量＋粪便量。

(2)在各营养级中，能量的三个去路：①通过呼吸作用以热能的形式散失；②被下一营养级生物利用；③被分解者利用。

3.写出能量传递效率的计算公式相邻两个营养级的传递效率=×100%。

4.能量传递的相关“最值”计算(1)如食物链A→B→C→D①已知D营养级的能量为M，则至少需要A营养级的能量＝M÷(20%)3，最多需要A营养级的能量＝M÷(10%)3；②已知A营养级的能量为N, 则D营养级获得的最多能量＝N×(20%)3，最少能量＝N×(10%)3。

(2)在某食物网中，确定生物量变化的“最多”或“最少”时，应遵循以下原则：5.能量传递效率与能量利用率①能量传递效率：能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，若以“营养级”为单位，能量在相邻两个营养级之间的传递效率约为10%～20%。

②能量利用率：通常考虑的是流入人体中的能量占生产者能量的比值，或流入最高营养级的能量占生产者能量的比值，或考虑分解者的参与，以实现能量的多级利用。

【基础达标】1.有人发起“多吃素食、少吃肉食”的运动，以支援粮食短缺地区的灾民。

运用生态学知识对此的合理解释是（）A．多吃肉食会增加心血管病的发病率B．直接以低营养级的生物为食将消耗生态系统更多的能量C．多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多D．节省的肉食可以帮助灾民提高营养水平【答案】C【解析】“多吃素食，少吃肉食”能节约粮食，其生态学原理在于降低人在食物链中的营养级，从而节约更多的粮食。

故正确答案为C。

2.下列关于生态系统的说法，不正确的是（）A．生态系统的生产者固定的太阳能是流经该系统的总能量B．在生态系统中，物质循环是生态系统能量流动的载体C．植物光合作用固定的碳与植物呼吸作用释放的碳基本相等D．能量在相邻两个营养级之间的传递效率的大小是由这两个营养级的同化量决定的【答案】C【解析】生态系统的生产者固定的太阳能是流经该生态系统的总能量；在生态系统中，物质循环是能量流动的载体，能量流动是物质循环的动力；在一个稳定的生态系统中，植物光合作用固定的碳与该系统中所有生物呼吸作用释放的碳基本相等；相邻两个营养级之间的能量传递效率＝下一营养级的同化量/上一营养级的同化量×100%。

3.下图为某生态系统的能量流动简图，下列叙述错误的是（）A．甲是生产者，乙是消费者B．该生态系统是一个开放的系统C．能量通过光合作用固定并进入系统，可以热能形式输出D．甲、乙和分解者所贮存的能量之和是输入该生态系统的总能量【答案】D【解析】根据题中简图可知，甲能够固定太阳能，为生产者，乙从甲获取能量，为消费者，A正确；该生态系统需要从外界获得能量，同时能量也可以扩散到外界，是一个开放的生态系统，B正确；能量通过光合作用进入该生态系统，经过生产者、消费者的呼吸作用和分解者的分解作用后有一部分以热能的形式散失，C正确；输入该生态系统的总能量是生产者甲固定的太阳能总量，D不正确。

4.下列有关生态系统中能量流动的叙述，正确的是（）A．兔子吃了1千克的草，则这1千克草中的能量就流入了兔子体B．一只狼捕食了一只兔子，则这只兔子中约有10%～20%的能量流入狼的体C．生产者通过光合作用合成有机物，能量就从无机环境流入了生物群落D．生态系统的能量是伴随着物质循环而被循环利用的【答案】C【解析】兔子吃的草中的能量一部分被兔子同化，一部分残留在粪便中，故A错误；能量传递效率中的10%～20%指的是营养级与营养级之间的传递效率，并非个体与个体之间的，故B错误；生产者通过光合作用合成有机物来固定太阳能，而太阳能来自无机环境，故C正确；生态系统中的能量是单向流动、逐级递减的，最终都会以热能的形式散失，故D错误。

5.某生态系统中的四种生物构成一条食物链a→b→c→d，通过测定得到这四种生物a、b、c、d所含的有机物总量分别为M1、M2、M3和M4。

下列叙述中错误的是（）A．M1一定不是a种群固定的太阳能总量B．若M1＜5M2，则生态系统稳态可能遭到破坏C．d个体所含的有机物的质量应比c个体的小D．若M2大量增加，一般会导致M1减少、M3增加【答案】C【解析】生产者固定的太阳能总量中会通过细胞呼吸损失一部分，故A正确；根据能量流动的特点，前一营养级同化的能量要大于或等于后一营养级同化的能量的5倍，才能满足后一营养级的能量需要，故B正确；相对较高营养级的个体不一定比相对较低营养级的个体小，如虎与兔，故C错误；一定时间，M2大量增加会导致被捕食者减少，捕食者增多，故D正确。

【能力提升】1.如图甲表示某生态系统的能量锥体图，P为生产者，Q1为初级消费者，Q2为次级消费者。

现对图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析，其中分析不正确的是(注：图乙中a、a1、a2表示上一年留下来的能量，e、e1、e2表示呼吸消耗量)（）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和d之一可代表生产者传递给分解者的能量D．初级消费者产生的粪便中所含的能量是包含在c中的【答案】D【解析】由图可知，c、c1分别是生产者流入初级消费者、初级消费者流入次级消费者的能量，即初级消费者、次级消费者同化的能量。

b＋c＋d＋e为生产者固定的能量，即本年度流入该生态系统的总能量；b和d(b1和d1、b2和d2)之一可代表粪便、遗体残骸等传递给分解者的能量；初级消费者产生的粪便中所含的能量属于生产者同化的能量，应包含在b或d中。

2.下图表示A、B两个特定生态系统的能量金字塔。

有关解释正确的是（）①一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多②能量沿食物链单向流动，传递效率随营养级的升高而逐级递减③若A和B中玉米的数量相同，A能养活10 000人，则B至少能养活500人④若土壤中含相同浓度的难降解污染物，则A中的人比B中的人体污染物浓度低⑤生态系统中玉米、牛和人三种群不一定符合能量金字塔A．①③④⑤B．①②③⑤C．①②③④D．③④⑤【答案】D【解析】①中，不知二人的食物量，一个吃玉米的人所获得的能量和一个吃牛肉的人获得的能量无法比较；②中，能量沿食物链单向流动，随营养级的升高而逐级递减，传递效率仍在10%～20%之间；③中，若A和B中玉米的数量相同，养活一人，消耗能量为m，如A能养活10 000人，对应的玉米能量至少是50 000m，同样数量的玉米B中至少养活的人数是50 000×10%×10%＝500。

④中，若土壤中含相同浓度的难降解污染物，则生态系统A中的人比B中的人体污染物浓度低的原因是有害物质的富集。

⑤中，生态系统中的能量金字塔每一阶层代表的是一个营养级，而不是某一生物种群，对于某一生物种群来说不一定符合能量金字塔。

3.在如图所示的食物网中，假如猫头鹰的食物有2/5来自于兔子，2/5来自于鼠，1/5来自于蛇，那么猫头鹰若增加 20 g体重，最少需要消费植物（）A．600g B．900g C．1 600g D．5 600g【答案】B【解析】通过食物链(植物―→兔―→猫头鹰)，猫头鹰增加20 g×2/5＝8 g，最少需要消费植物的量为8 g×5×5＝200 g；通过食物链(植物―→鼠―→猫头鹰)，猫头鹰增加20 g×2/5＝8 g，最少需要消费植物的量为8 g×5×5＝200 g；通过食物链(植物―→鼠―→蛇―→猫头鹰)，猫头鹰增加20 g×1/5＝4 g，最少需要消费植物的量为4 g×5×5×5＝500 g。

所以合计至少需要消费植物200 g＋200 g＋500 g＝900 g。

4.美国的生态学家奥德姆对佛罗里达州的银泉进行了生态系统营养级和能量流动的调查，下表是调查结果。

表中的①～④分别表示不同的营养级，⑤为分解者。

表中NP＝GP－R。

下列叙述中正确的是（）A.②→⑤→④→①→③构成了唯一一条食物链B．由NP可知被调查时刻该生态系统的能量输入等于输出C．能量在第三、四营养级间的传递效率约为5.5%，低于10%，也是有可能的D．④的粪便中所含能量是其GP的一部分【答案】C【解析】⑤是分解者，不参与构成食物链，A错误；题干中NP＝GP－R，NP都大于零，故能量的输入大于输出，B错误；能量的传递效率一般是10%～20%，但是有些营养级之间能量传递的效率可低于10%，或高于20%，C正确；生物体粪便中的能量是未被自身同化的能量，属于上一营养级的能量，D错误。

5.如图表示一个池塘生态系统中各种生物之间的关系。

下列叙述不正确的是（）A．图中所有的生物构成了此池塘生态系统的生物群落B．从外部引入消费者4可能会使生产者2的数量暂时增加C．流经该生态系统的总能量是图中所有生产者固定的能量之和D．组成消费者的各种元素返回无机环境都需经分解者的分解作用【答案】D【解析】图中所有的生物包括生产者、消费者和分解者，共同构成了此池塘生态系统的生物群落；引入消费者4后，在短时间可能会造成消费者2数量的减少以及生产者2数量的增加；流经该生态系统的总能量是图中所有生产者固定的能量之和；消费者体的部分代产物(如CO2)可通过呼吸作用返回无机环境。

【终极闯关】1.（2015卷）关于草原生态系统能量流动的叙述,错误的是（）A.能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程B.分解者所需的能量可来自各营养级生物所储存的能量C.生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量D.生产者固定的能量除用于自身呼吸外,其余均流入下一营养级【答案】D【解析】生态系统的能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程,A正确;植物的残枝落叶、动物的遗体及排遗物中储存的能量都可被分解者所利用,B正确;能量在生态系统中流动时逐级递减,生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量如太阳能,C正确;生产者固定的能量除用于自身呼吸外,其余可流入下一营养级和分解者,D错误。