第48講生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)【課標(biāo)要求】1.分析生態(tài)系統(tǒng)中能量在生物群落中單向流動(dòng)并逐級(jí)遞減的規(guī)律；2.舉例說明利用能量流動(dòng)規(guī)律，人們能夠更加科學(xué)有效地利用生態(tài)系統(tǒng)中的資源；3.解釋生態(tài)金字塔表征了食物網(wǎng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間在個(gè)體數(shù)量、生物量和能量方面的關(guān)系?？键c(diǎn)1能量流動(dòng)的過程、模型分析考點(diǎn)透析1.概念：生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是指生態(tài)系統(tǒng)中能量的的過程。2.能量流動(dòng)的過程起點(diǎn)生產(chǎn)者源頭光能能量輸入相關(guān)生理過程、化能合成作用總能量等能量的傳遞傳遞形式有機(jī)物傳遞渠道能量的散失相關(guān)生理過程呼吸作用形式3.能量流動(dòng)模型分析(1)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量來源和去路(2)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量來源和去路(以年為單位)①初級(jí)消費(fèi)者攝入能量(a)＝初級(jí)消費(fèi)者(b)＋糞便中的能量(c)，即動(dòng)物糞便中的能量不屬于該營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化能量，應(yīng)為固定或同化能量。②初級(jí)消費(fèi)者同化能量(b)＝的能量(d)＋用于的能量(e)。③用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量(e)＝利用的能量(f)＋攝入的能量(i)＋未被利用的能量(j)。(注：未被利用的能量包括生物每年的積累量和動(dòng)植物殘?bào)w以化石燃料的形式被儲(chǔ)存起來的能量。)歸納總結(jié)(1)流入一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量是指被這個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物所同化的全部能量。(2)植物光合作用與同化量之間的關(guān)系：光合作用儲(chǔ)存能量＝同化的能量，凈光合作用儲(chǔ)存能量＝用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量(光合作用量＝凈光合作用量＋呼吸作用量；同化能量＝呼吸消耗的能量＋用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量)。(3)動(dòng)物攝入量與同化的能量之間的關(guān)系：攝入量＝動(dòng)物同化的能量＋糞便有機(jī)物中的能量，即攝入的食物只有一部分被同化。(4)一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)所同化的能量的“2個(gè)”“3個(gè)”“4個(gè)”去路：“2個(gè)”去路：同化能量＝呼吸消耗的能量＋用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量?！?個(gè)”去路(無時(shí)間單位)：同化能量＝呼吸消耗的能量＋分解者利用的能量＋流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量?！?個(gè)”去路(以年為單位)：同化能量＝呼吸消耗的能量＋分解者利用的能量＋流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量＋未被利用的能量。注意：最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物沒有流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量。4.能量流動(dòng)的特點(diǎn)(1)。原因：①能量流動(dòng)是沿食物鏈進(jìn)行的，食物鏈中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的捕食關(guān)系是長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果，是不可逆轉(zhuǎn)的；②各營(yíng)養(yǎng)級(jí)通過呼吸作用所產(chǎn)生的熱能(填“能”或“不能”)被生物群落重復(fù)利用，因此能量無法循環(huán)。(2)(每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量?jī)H有)。原因：①各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物都會(huì)因呼吸作用消耗大部分能量；②各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量都會(huì)有一部分流入分解者，以及未被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物利用的部分。思辨小練1.判斷下列說法的正誤：(1)流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是照射在生產(chǎn)者上的太陽(yáng)能。()(2)生態(tài)系統(tǒng)中能量的初始來源只有太陽(yáng)能。()(3)森林中生產(chǎn)者積累有機(jī)物的能量總和，即為輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量。()(4)(2021·北京卷T11B)菌渣作為農(nóng)作物的肥料可實(shí)現(xiàn)能量的循環(huán)利用。()(5)(2020·浙江卷T22A)營(yíng)養(yǎng)級(jí)數(shù)量越多，相鄰營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的能量傳遞效率就越低。()(6)生產(chǎn)者固定的能量不一定等于流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量。()2.在某生態(tài)系統(tǒng)中，一條食物鏈上一般不超過5個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，是因?yàn)椤５漕}說法考向1能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)例1(2024·南通質(zhì)檢)如圖表示生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者和初級(jí)消費(fèi)者的能量類型和去向(d表示營(yíng)養(yǎng)級(jí)未被利用的能量)。相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．生產(chǎn)者和初級(jí)消費(fèi)者獲得能量的方式不相同B．生產(chǎn)者用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量值是b1＋c1＋d1C．生產(chǎn)者到初級(jí)消費(fèi)者的能量傳遞效率為eq\f(b1,a1＋b1＋c1＋d1)×100%D．初級(jí)消費(fèi)者糞便中的能量屬于生產(chǎn)者所同化的能量考向2能量流動(dòng)過程中的相關(guān)計(jì)算例2(2023·山東卷)某淺水泉微型生態(tài)系統(tǒng)中能量情況如表所示，該生態(tài)系統(tǒng)中的初級(jí)消費(fèi)者以生產(chǎn)者和來自陸地的植物殘?bào)w為食。下列說法正確的是()項(xiàng)目生產(chǎn)者固定來自陸地的植物殘?bào)w初級(jí)消費(fèi)者攝入初級(jí)消費(fèi)者同化初級(jí)消費(fèi)者呼吸消耗能量/(105J·m－2·a－1)90428413.53A．流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為90×105J·m－2·a－1B．該生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者有15%的能量流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)C．初級(jí)消費(fèi)者用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量為10.5×105J·m－2·a－1D．初級(jí)消費(fèi)者糞便中的能量為70.5×105J·m－2·a－1，該能量由初級(jí)消費(fèi)者流向分解者考點(diǎn)2生態(tài)金字塔考點(diǎn)透析知識(shí)1生態(tài)金字塔的類型和特點(diǎn)類型金字塔金字塔金字塔形狀每一階含義每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物所含能量多少每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)所含生物個(gè)體的數(shù)目每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的有機(jī)物總量象征含義能量沿食物鏈流動(dòng)過程中具有的特性生物個(gè)體數(shù)目一般在食物鏈中隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)升高而逐級(jí)遞減生物有機(jī)物的總量一般沿升高而逐級(jí)遞減分析能量流動(dòng)的過程中總是有能量的消耗、散失，故能量流動(dòng)是逐級(jí)遞減的成千上萬只昆蟲生活在一株大樹上時(shí)，該數(shù)量金字塔的塔形也會(huì)發(fā)生變化：浮游植物的個(gè)體小，壽命短，又不斷被浮游動(dòng)物吃掉，所以某一時(shí)間內(nèi)浮游植物的生物量(用質(zhì)量來表示)可能低于浮游動(dòng)物的生物量：知識(shí)2研究能量流動(dòng)的意義1.幫助人們將生物在時(shí)間、空間上進(jìn)行合理配置，流入某個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量。2.幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì)，使能量得到的利用。3.幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量。思辨小練判斷下列說法的正誤：(1)生態(tài)金字塔中，每一種生物只能屬于一層，每一層都不含分解者。()(2)三種生態(tài)金字塔都可能出現(xiàn)倒置情況。()(3)人工生態(tài)系統(tǒng)的目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)能量的多級(jí)利用，提高了能量傳遞效率。()(4)能量金字塔的層次越多，能量的利用率越低。()(5)群落的演替往往會(huì)促使生態(tài)金字塔的層次和寬度增加。()典題說法考向?qū)ι鷳B(tài)金字塔的分析例(多選)(2024·海門中學(xué))生態(tài)金字塔用來表示生態(tài)系統(tǒng)中不同營(yíng)養(yǎng)級(jí)的個(gè)體數(shù)、生物量、能量流動(dòng)等情況。一般情況下，營(yíng)養(yǎng)級(jí)低的數(shù)值比營(yíng)養(yǎng)級(jí)高的要大，稱為正置金字塔。反之，稱為倒置金字塔。下列情況中會(huì)出現(xiàn)倒置的金字塔的有()A．生物量金字塔，生產(chǎn)者的生活史比消費(fèi)者的要短得多B．生物量金字塔，消費(fèi)者的生活史比生產(chǎn)者的要短得多C．個(gè)體數(shù)量金字塔，其生產(chǎn)者的個(gè)體生物量要比消費(fèi)者的大很多D．能量金字塔，其初級(jí)消費(fèi)者是一種占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的生物配套精練第48講生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)一、單項(xiàng)選擇題1.調(diào)查夏季某草地和溫帶森林兩個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的生物個(gè)體數(shù)量如下表所示，單位為個(gè)·hm－2。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()營(yíng)養(yǎng)級(jí)某草地溫帶森林第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)1500萬2000萬第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)200萬150萬第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)90萬120萬A．該草地的數(shù)量金字塔是正金字塔形B．表中營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物可構(gòu)成多條食物鏈C．溫帶森林的能量金字塔是正金字塔形D．?dāng)?shù)量金字塔直觀地反映出營(yíng)養(yǎng)級(jí)間能量的關(guān)系2.(2024·張家港開學(xué)考)某海水立體養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)示意圖如圖，M、N表示營(yíng)養(yǎng)級(jí)。以下分析正確的是()A．流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為9834kJ·m－2·a－1B．遺體殘骸中的能量全部流向分解者C．“生產(chǎn)者→M→N”表示一條食物鏈D．由M到N的能量傳遞效率大約是6.3%3.(2024·江蘇卷)為了防治蓮藕食根金花蟲，研究者在藕田套養(yǎng)以蓮藕食根金花蟲為食的泥鰍、黃鱔，并開展相關(guān)研究，結(jié)果見下表。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()套養(yǎng)方式蓮藕食根金花蟲防治率/%藕增產(chǎn)率/%單獨(dú)套養(yǎng)泥鰍81.38.2單獨(dú)套養(yǎng)黃鱔75.73.6混合套養(yǎng)泥鰍和黃鱔94.213.9A.混合套養(yǎng)更有利于防治蓮藕食根金花蟲、提高藕增產(chǎn)率B．3種套養(yǎng)方式都顯著提高了食物鏈相鄰營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率C．混合套養(yǎng)中泥鰍和黃鱔因生態(tài)位重疊而存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系D．生物防治優(yōu)化了生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)方向，提高了經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益4.(2024·南京開學(xué)考)某校生物興趣小組設(shè)計(jì)制作了1個(gè)大型生態(tài)缸，并已達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。如表為該生態(tài)系統(tǒng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物中的能量情況，a～e分別代表不同的生物(能量單位：×102J·m－2·a－1)。下列敘述正確的是()abcde同化的能量112.423.81306.12.62111.9呼吸消耗的能量59.919.6751.91.7559.5A.該生態(tài)系統(tǒng)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)和第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的能量傳遞效率為8.6%B．據(jù)表可知，流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量應(yīng)該為2.058×105J·m－2·a－1C．表中所有的成分共同構(gòu)成一個(gè)生物群落，其中c為生產(chǎn)者D．a(chǎn)和e之間為是種間競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，該生態(tài)系統(tǒng)中至少有2條食物鏈5.(2023·江蘇卷)在江蘇沿海濕地生態(tài)系統(tǒng)中，生態(tài)位重疊的兩種動(dòng)物甲、乙發(fā)生生態(tài)位分化，如圖所示。甲主要以植物a為食，乙主要以植物b為食，兩者又共同以植食性動(dòng)物c為食。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．a(chǎn)、c分別處于第一、二營(yíng)養(yǎng)級(jí)，其生態(tài)位重疊B．a(chǎn)、b中的能量沿著食物鏈單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減，最終以熱能形式散失C．生物群落中物種的生態(tài)位受生物因素影響，也與非生物因素有關(guān)D．生態(tài)位分化是經(jīng)自然選擇形成的生物適應(yīng)性，提高了生物對(duì)環(huán)境資源的利用率6.(2024·宿遷沭陽(yáng)中學(xué))如圖為生物界可能出現(xiàn)的4種生態(tài)金字塔。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．樹→蟲→鳥的數(shù)量金字塔和能量金字塔可分別用圖甲和圖丙表示B．圖丁不能表示能量金字塔，與能量流動(dòng)具有逐級(jí)遞減的特點(diǎn)有關(guān)C．生態(tài)金字塔中，每一種生物只能屬于一層，每一層都不含分解者D．生態(tài)金字塔中每一層代表一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，圖中“1”代表第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)7.(2024·山東卷)某穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)某時(shí)刻第一、第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物量分別為6g·m－2和30g·m－2，據(jù)此形成上寬下窄的生物量金字塔。該生態(tài)系統(tǒng)無有機(jī)物的輸入與輸出，下列說法錯(cuò)誤的是()A．能量不能由第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)B．根據(jù)生物體內(nèi)具有富集效應(yīng)的金屬濃度可輔助判斷不同物種所處營(yíng)養(yǎng)級(jí)的高低C．流入分解者的有機(jī)物中的能量都直接或間接來自第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)固定的能量D．第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)固定的能量可能小于第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量8.(2024·海安期末)科學(xué)家在研究銀泉自然生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)時(shí)，統(tǒng)計(jì)了各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量以及呼吸作用以熱能散失的能量(kJ·m－2·a－1)，結(jié)果如圖所示。相關(guān)敘述正確的是()A．輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為各營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量的總和B．第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)與第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的能量傳遞效率約為16.2%C．第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量的去向還包括其糞便和遺體殘骸流向分解者的能量D．第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)用于自身生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量約為180kJ·m－2·a－19.(2024·鹽城中學(xué))某科研小組對(duì)某湖泊生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)進(jìn)行定量分析，得出甲、乙、丙三個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的相關(guān)數(shù)據(jù)(單位為J·cm－2·a－1)如下表所示，其中乙是生態(tài)系統(tǒng)中最主要的成分，R表示能量流動(dòng)的去向之一，M、N為能量值。下列敘述正確的是()營(yíng)養(yǎng)級(jí)R的能量流向分解者的能量未利用流向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量外來有機(jī)物輸入的能量甲6.80.57.2011.0乙44.05.095.0M0丙9.51.511.0N5.0A.流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量值為164.5J·cm－2·a－1B．第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率約為13.7%C．甲呼吸作用釋放的能量都不會(huì)用于自身的生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖D．丙流入分解者的能量包括其遺體殘骸和乙糞便中的化學(xué)能二、多項(xiàng)選擇題10.(2024·吉黑遼卷)下圖為某紅松人工林能量流動(dòng)的調(diào)查結(jié)果。此森林的初級(jí)生產(chǎn)量有很大部分是沿著碎屑食物鏈流動(dòng)的，表現(xiàn)為枯枝落葉和倒木被分解者分解，剩余積累于土壤。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是()注：植物所固定的太陽(yáng)能或所制造的有機(jī)物質(zhì)稱為初級(jí)生產(chǎn)量，其包括凈初級(jí)生產(chǎn)量和自身呼吸消耗的能量。A．E是太陽(yáng)照射到生態(tài)系統(tǒng)的能量B．E2屬于未被利用的能量C．E3占凈初級(jí)生產(chǎn)量的36%D．E3的產(chǎn)生過程是物質(zhì)循環(huán)的必要環(huán)節(jié)11.研究人員對(duì)某水域生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)及能量流動(dòng)進(jìn)行了定量分析，結(jié)果如圖。圖中數(shù)字為能量數(shù)值，單位：J·km－2·a－1。下列分析正確的是()A．流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為浮游植物等生產(chǎn)者固定的能量B．第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物可能既是消費(fèi)者又是分解者C．第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率約為18.1%D．第五營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物同化的能量最少，生物數(shù)量也最少三、非選擇題12.(2025·如東期初)“人工魚礁”是人為在海中設(shè)置的一種構(gòu)造物，能為魚蝦等提供生長(zhǎng)、產(chǎn)卵和棲息的場(chǎng)所。研究者提出了“多營(yíng)養(yǎng)層次”海水生態(tài)養(yǎng)殖模式，即在上層掛繩養(yǎng)殖海帶等藻類；在中層掛籠養(yǎng)殖牡蠣等濾食性貝類；在底層設(shè)置人工魚礁