光荣在于平淡，艰苦在于漫长！

今天生物懂点啥？

让我们一起来看看关于生态系统的能量流动的那些事儿( _)

内含知识点和练习题

这样成专题的形式，希望可以帮助你在考试时一举拿下这部分的分数！

高考频度：★★★☆☆ 难易程度：★★★☆☆

1．能量流动的过程

（1）概念理解

（2）流动过程

①能量流动的渠道是食物链和食物网。

②能量散失的途径是呼吸作用(代谢过程)。

③流动过程中能量的转化是太阳能→有机物中的化学能→热能。

2．能量流动的特点及意义

（1）能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值。相邻营养级之间的传递效率一般为10%～20%，若将单位时间内各个营养级所得到的能量数值由低到高可绘成能量金字塔。

（2）能量流动的特点：单向流动、逐级递减。

（3）研究意义

①帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。

②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。

考向一 能量流动的过程

典例引领

1．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示意图，下列说法错误的是

A．图中的甲表示B的同化量，乙表示B用于生长、发育和繁殖的能量

B．参与丁过程的都是异养型生物，包括细菌、真菌等

C．当生态系统处于相对稳定状态时，B的种群数量一般处于K/2

D．图中D的能量不全部来自B生物

【参考答案】C
【试题解析】当生态系统处于相对稳定状态时，B种群数量达到环境容纳的最大值，一般处于K值，C错误；B摄入量为其同化量和粪便量之和，其同化量一部分用于呼吸消耗，一部分用于自身的生长、发育和繁殖；丁过程为分解者的分解作用，分解者主要是营腐生生活的细菌、真菌等，都是异养型生物；D的能量可来自于B的粪便，而此部分属于上一营养级A的能量。

归纳整合

每一营养级的能量来源与去路分析

消费者摄入能量(a)＝消费者同化能量(b)＋粪便中能量(c)，即动物粪便中能量不属于该营养级同化能量，应为上一个营养级固定或同化能量。

消费者同化能量(b)＝呼吸消耗(d)＋用于生长、发育和繁殖(e)。

生长、发育和繁殖(e)＝分解者利用(f)＋下一营养级同化(i)＋未被利用(j)。

所以有：（1）未被利用的能量：包括生物每年的积累量和动植物残体以化石燃料形式被储存起来的能量。

（2）一个营养级所同化的能量＝呼吸消耗的能量＋被下一营养级同化的能量＋分解者利用的能量＋未被利用的能量。

（3）动物同化的能量与摄入量之间的关系：动物同化的能量＝摄入量－粪便有机物中的能量，即摄入的食物只有一部分被同化。

（4）流入一个营养级的能量：是指被这个营养级的生物所同化的全部能量。

变式拓展

2．如图为生态系统中能量流动图解的部分示意图，①②③④⑤代表一定的能量值，下列说法中不正确的是

A．生物与生物之间的捕食关系不可逆转，所以能量流动具有单向性

B．⑤中包含了三级消费者粪便中的能量

C．第二营养级流向第三营养级的能量传递效率为 ×100%

D．在人工饲养的高密度鱼塘生态系统中，①表示流经该生态系统的总能量

【答案】D
【解析】生物与生物之间的捕食关系不可逆转，所以能量流动具有单向性，A正确；三级消费者粪便中的能量是它的上一个营养级次级消费者流向分解者的能量，故⑤中包含了三级消费者粪便中的能量，B正确；②是初级消费者同化的能量，③是次级消费者同化的能量，所以第二营养级流向第三营养级的能量传递效率为×100%，C正确；在人工饲养的高密度鱼塘生态系统中，能量的主要来源是人工喂食的饲料(有机物)，故①＋人工喂食的饲料(有机物)表示流经该生态系统的总能量，D错误。

考向二 能量流动的特点

典例引领

3．下列有关生态系统能量流动的叙述，错误的是

A．通过物质多级利用可大大提高能量的利用率

B．处于稳定的生态系统能量输入与输出相对稳定

C．兔子给分解者的能量包括自身粪便中的能量

D．太阳能只有通过生产者才能输入流动渠道

【答案】C
【解析】A、通过对能量的多级利用，大大提高了能量利用率，A正确；B、生态系统处于稳定时，能量的输入与输出相对稳定，处于动态平衡，B正确；C、兔子自身粪便中的能量不是兔子的同化量，是上一营养级的同化量，C错误；D、生态系统的能量主要来源于太阳能，光能自养型生物通过光合作用将光能转化为化学能才能在生态系统中传递，D正确。故选C。

易错警示

生态系统的能量流动中的几点误区

（1）误区一：生产者固定的能量只能是光能。由于生产者固定能量的方式有光合作用和化能合成作用，光合作用利用的能量是光能，但化能合成作用利用的是化学能，所以生产者固定的能量是光能或化学能。

（2）误区二：生物数量金字塔与能量金字塔完全一致。能量金字塔体现的是营养级与营养级所含总能量的关系，而生物数量金字塔体现的是营养级与个体数量的关系，所以生物数量金字塔有时会出现倒置的现象。

（3）误区三：能量传递效率＝能量利用率。能量传递效率体现的是能量流动过程中所遵循的客观规律，不能随意改变；但能量利用率可以人为改变，例如充分利用作物秸秆就可以提高能量利用率。

变式拓展

4．在一定时间内，某生态系统中生产者固定的能量为a，消费者所获得的能量为b，分解者获得的能量为c，错误的说法是

A．a为生产者通过光合作用固定在有机物中的能量

B．消费者食物中所含有的总能量为b

C．分解者的能量可来自于生产者和消费者

D．a＞b+c

【答案】B
【解析】在一定时间内，某生态系统中生产者固定的能量为a，a是指生产者通过光合作用固定在有机物中的能量，A正确；消费者所获得的能量为b，b是指消费者通过同化作用所固定的能量，B错误；分解者可将生产者和消费者的遗体、残骸中的有机物分解为无机物，并利用其中的能量，C正确；因生态系统的能量流动是逐级递减的，所以a＞b+c，D正确。

考向三 能量流动计算中的“正推”和“逆推”

典例引领

5．如图是某草原生态系统中部分营养结构，若蛇取食鼠的比例由1/4调整到3/4，假设能量传递效率按20%计算，从理论上分析，改变取食比例后蛇体重增加1 kg，人能比原来多增重

A．2 kg B．2.5 kg

C．4 kg D．4.5 kg

【答案】A

【解析】根据题意可知取食比例改变前：蛇体重增加1 kg消耗草：3/4÷(20%)3＋1/4÷(20%)2＝100(kg)，改变后：蛇体重增加1 kg消耗草：1/4÷(20%)3＋3/4÷(20%)2＝50(kg)。所以改变后和改变前相比剩余的50 kg草可流向人。所以人可以增重50×20%×20%=2 kg。故选A。

解题技巧

能量流动的最值计算规律

（1）在食物链中：若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%，则：

（2）在食物网中

①在能量分配比例未知时计算某一生物获得的最多(或最少)的能量计算

②在能量分配比例和能量传递效率已知时的能量计算

对于食物网中能量流动的计算，先根据题意写出相应的食物链并根据各营养级之间的传递效率，按照从不同食物链获得的比例分别进行计算，再将各条食物链中的值相加即可。

变式拓展

6．下图为某生态系统能量流动示意图。下列说法正确的是

A．图中甲所固定的能量是乙、丙的能量之和

B．能量在流动过程中是逐级递减的

C．乙营养级的个体数量一定多于丙的个体数量

D．若乙的数量越多，则丙获得的能量越少

【答案】B
【解析】图中甲所固定的能量大于乙、丙能量之和，因为自身呼吸作用还要消耗一部分能量；据图可知，能量在流动中是逐级递减的；乙营养级的个体数量不一定多于丙的个体数量，数量金字塔有倒置现象；一定范围内，若乙的数量越多，则丙获得的能量越多。

考向四 能量流动计算中的综合考查

典例引领

7．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．由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/W1

C．流入初级消费者体内的能量可表示为(A2＋B2＋C2)

D．图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减

【参考答案】C
【试题解析】生产者固定的总能量可表示为(A1＋B1＋C1＋D1)，A1表示呼吸作用消耗，B1表示未被利用，C1表示流向分解者，而D1＝A2＋B2＋C2＋D2，是流入下一营养级的能量，A正确。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)＝D1/W1，B正确。流入初级消费者的能量为D1＝(A2＋B2＋C2＋D2)，C错误。图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减，单向流动表示沿着食物链向高营养级传递，而不能倒过来流动；逐级递减表示前一营养级生物所包含的能量只有10%～20%能够传给下一营养级生物，D正确。

技法提炼

利用“拼图法”解决能量的流动

输入第一营养级的能量(W1)，被分为两部分：一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了(A1)，一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖(B1＋C1＋D1)。而后一部分能量中，包括现存的植物体中的能量(B1)、流向分解者的能量(C1)、流向下一营养级的能量(D1)。如下图所示：

说明：

（1）流经整个生态系统的总能量是生产者固定的总能量，即W1。将图中第三营养级同化的总能量D2“拼回”第二营养级，则A2＋B2＋C2＋D2刚好等于D1，即第二营养级同化的总能量；再将D1“拼回”第一营养级，则A1＋B1＋C1＋D1刚好等于生产者固定的总能量W1。可见，在一个生态系统中，所有生物的总能量都来自W1，所有生物总能量之和都小于W1 (呼吸作用消耗的缘故)。

（2）能量传递效率不会是100%。从上图可以看出，由第一营养级向第二营养级能量的传递效率为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%。

变式拓展

8．如图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图(图中数字为能量数值，单位是 J·m－2·a－1)。下列叙述错误的是

A．该食物网中太阳鱼与幽蚊幼虫既有捕食关系又有竞争关系

B．该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为12%

C．浮游动物呼吸作用消耗的能量为2 730 J·m－2·a－1

D．如果因某种原因导致幽蚊幼虫消失，则鲈鱼获得的能量增多

【答案】C
【解析】图示表示某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图，其中含有3条食物链，分别是：浮游植物→浮游动物→幽蚊幼虫→太阳鱼→鲈鱼、浮游植物→浮游动物→太阳鱼→鲈鱼、浮游植物→摇蚊幼虫→太阳鱼→鲈鱼；流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量，消费者同化的能量的去路一般有：呼吸作用消耗、流向下一营养级、流向分解者和未被利用。太阳鱼和幽蚊幼虫之间是捕食和竞争关系，A正确；该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为（3 780+4 200）÷66 500×100%=12%，B正确；浮游动物同化的能量的去路有：呼吸作用消耗、流向下一营养级、流向分解者和未被利用，据图不能得出浮游动物呼吸作用消耗的能量，C错误；如果因某种原因导致幽蚊幼虫消失，则流向太阳鱼的食物链变短，鲈鱼获得的能量增多，D正确。

考点过关

1．如图表示桑基鱼塘生态系统部分能量流动，图中字母代表能量。下列叙述错误是

A．图中b表示桑树呼吸作用散失的能量

B．图中的c可表示桑树用于生长、发育、繁殖的能量

C．如果g表示传递给分解者的能量，则f 表示未被利用的能量

D．图中h/d可以表示第一营养级到第二营养级的能量传递效率

2．下图为某陆地生态系统中能量流动的示意图，数字 1，2 分别代表植食动物和一级肉食动物，字母代表能量。A 指呼吸释放的热能，C 指流向分解者的能量，下列叙述正确的是

A．植食动物粪便中的能量属于 C1

B．B2是一级肉食动物用于自身生长、发育和繁殖的能量

C．第一第二营养级间的能量传递效率为 D1/W×100%

D．第二营养级用于生长发育繁殖的能量是 W-A1

3．有人研究某弃耕多年荒地中的一条食物链：植物→田鼠→鼬。据测定，植物大约能把1%的日光能转化为净同化量，田鼠大约能吃掉2%的植物，而鼬能捕杀大约31%的田鼠。植物、田鼠、鼬呼吸消耗量占各自总同化量的比例分别是15%、68%、93%．下列相关叙述正确的是

A．该生态系统的植物光能利用率为1%

B．由植物到田鼠的能量传递效率为2%

C．该群落植物的优势种是一年生草本植物

D．田鼠总同化量的32%用于自身生长、发育和繁殖

4．图甲为某生态系统的能量（单位为103 kJ/m2y）流动过程示意图，A、B、C、D代表不同类型的生物；图乙 表示该区域发生大规模火灾后某种动物的种群数量变化曲线。下列叙述中正确的是

A．图甲中A、B、C、D组成食物网，是生态系统能量流动、物质循环和信息传递的渠道

B．图甲中所含食物链第二营养级流向第三营养级的能量占自身同化能量的比值为16．7%

C．图乙AB段决定数量变化的因素是出生率和死亡率，其中食物短缺造成出生率降低

D．据图乙分析，工作人员及时采取了就地保护措施，为图乙所示生物提供了生存机会

5．某相对封闭的陆地生态系统中除分解者外共有五个种群(每个种群只占一个营养级)，一年内输入各种群的能量数值如表所示：