2024-2025學(xué)年高中生物第5章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性2生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)學(xué)案新人教版必修3

PAGE22-第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌課時(shí)素養(yǎng)目標(biāo)1.運(yùn)用模型與建模思維，構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)中能量流淌過程模型圖。(科學(xué)思維)2.運(yùn)用演繹與推理思維，分析生態(tài)系統(tǒng)中能量流淌的特點(diǎn)。(科學(xué)思維)3.基于對(duì)能量流淌原理的學(xué)習(xí)，能利用能量流淌規(guī)律，解決實(shí)踐問題。(社會(huì)責(zé)任)必備學(xué)問·自主學(xué)習(xí)一、能量流淌的概念和過程1.概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程。2.能量流淌的過程：(1)輸入：生產(chǎn)者通過光合作用把太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，固定在生產(chǎn)者中。(2)過程圖解：①補(bǔ)充圖中標(biāo)號(hào)代表的內(nèi)容：甲：生產(chǎn)者乙：初級(jí)消費(fèi)者丙：次級(jí)消費(fèi)者?。汉粑饔梦欤悍纸庹撷趽?jù)圖總結(jié)流入每一養(yǎng)分級(jí)的能量最終去向：a.通過自身呼吸作用以熱能形式散失。b.被下一養(yǎng)分級(jí)同化。c.被分解者分解利用。二、能量流淌的特點(diǎn)和能量金字塔1.特點(diǎn)：(1)方向：生態(tài)系統(tǒng)中能量流淌是單向的。(2)能量在流淌過程中逐級(jí)遞減。①緣由：輸入某一個(gè)養(yǎng)分級(jí)的能量中，只有10%～20%的能量能夠流到下一個(gè)養(yǎng)分級(jí)，也就是說，能量在相鄰兩個(gè)養(yǎng)分級(jí)間的傳遞效率大約是10%～20%。②計(jì)算公式：相鄰兩個(gè)養(yǎng)分級(jí)間的能量傳遞效率=100%2.能量金字塔：(1)圖中ABCD每層代表各個(gè)養(yǎng)分級(jí)獲得的能量。(2)最底層A代表第一養(yǎng)分級(jí)，以此類推，由低到高。三、能量流淌的意義結(jié)合你對(duì)能量流淌的意義的理解，推斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)：1.可以幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。(√)2.能實(shí)現(xiàn)對(duì)能量的多級(jí)利用，從而大大提高能量的傳遞效率。 (×)提示：能實(shí)現(xiàn)對(duì)能量的多級(jí)利用，從而大大提高能量的利用效率，傳遞效率一般只有10%～20%。3.還可以幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流淌關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧?(√)4.設(shè)計(jì)科學(xué)的生態(tài)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)能量的循環(huán)高效利用。 (×)提示：能量只能提高利用率，不能循環(huán)利用。關(guān)鍵實(shí)力·合作學(xué)習(xí)學(xué)問點(diǎn)一能量流淌的過程分析

1.能量流淌過程：2.能量流經(jīng)其次養(yǎng)分級(jí)的過程分析：(1)過程圖解：(2)相關(guān)分析：①攝入量(a)=同化量(b)+糞便量(c)。②同化量(b)=攝入量(a)-糞便量(c)=呼吸消耗量(d)+用于生長、發(fā)育和繁殖的能量(e)=呼吸消耗量(d)+流入下一養(yǎng)分級(jí)(g)+被分解者利用(f)+未被利用的量。③用于生長、發(fā)育和繁殖的能量(e)=同化量(b)-呼吸消耗量(d)=流入下一養(yǎng)分級(jí)(g)+被分解者利用(f)。1.拓展探究：植食性動(dòng)物以生產(chǎn)者為食，流經(jīng)植食性動(dòng)物的總能量是不是植食性動(dòng)物攝入體內(nèi)的能量？請說明緣由。(科學(xué)思維)提示：不是。流入植食性動(dòng)物的總能量應(yīng)當(dāng)是指植食性動(dòng)物攝入體內(nèi)并同化了的能量。2.拓展探究：一種蜣螂專以植食性動(dòng)物糞便為食，那么該種蜣螂是不是獲得了植食性動(dòng)物所同化的能量？請說明緣由。(科學(xué)思維)提示：不是。動(dòng)物糞便中的能量是沒有被同化的能量，屬于上一養(yǎng)分級(jí)固定的能量；而蜣螂是以植食性動(dòng)物的糞便為食，所以蜣螂獲得的能量不是來自植食性動(dòng)物，而是植食性動(dòng)物的上一養(yǎng)分級(jí)，即生產(chǎn)者的能量。生態(tài)學(xué)家林德曼對(duì)賽達(dá)伯格湖的能量流淌進(jìn)行了定量分析。如圖為能量流淌圖解，圖中數(shù)據(jù)的單位為J/(cm2·a)。下列說法錯(cuò)誤的是()A.生產(chǎn)者固定的能量一部分流向植食性動(dòng)物B.生產(chǎn)者流入分解者的能量為12.5J/(cm2·a)C.肉食性動(dòng)物糞便中的能量屬于其同化的能量D.“未利用”的能量包含在同化量中用于生長、發(fā)育和繁殖的能量中【解題思維】【解析】選C。生產(chǎn)者和植食性動(dòng)物間存在捕食關(guān)系，生產(chǎn)者固定的能量一部分會(huì)流向植食性動(dòng)物，A正確；第一養(yǎng)分級(jí)生產(chǎn)者同化量為464.6J/(cm2·a)，其次養(yǎng)分級(jí)同化量為四個(gè)能量去向值相加，即12.6+18.8+29.3+2.1=62.8J/(cm2·a)，生產(chǎn)者流入分解者的能量為464.6-62.8-96.3-293=12.5J/(cm2·a)，B正確；動(dòng)物糞便中所含能量不屬于該動(dòng)物的同化量，C錯(cuò)誤；“未利用”是指同化量中除去自身呼吸消耗、分解者和下一個(gè)養(yǎng)分級(jí)生物利用之外剩余的能量，D正確?！緦彺鹫`區(qū)】(1)A、D選項(xiàng)易錯(cuò)點(diǎn)：對(duì)各養(yǎng)分級(jí)能量的來源與去向模糊。能量來源于上一養(yǎng)分級(jí)，能量的去向包括流向下一養(yǎng)分級(jí)、分解者分解利用、呼吸作用、未被利用。(2)C選項(xiàng)易錯(cuò)點(diǎn)：對(duì)同化量的概念不清，每一養(yǎng)分級(jí)的同化量不包含本養(yǎng)分級(jí)的糞便?！绢愵}精練】(2024·德州高二檢測)如圖表示?；~塘生態(tài)系統(tǒng)部分能量流淌，圖中字母代表相應(yīng)的能量。下列敘述錯(cuò)誤的是 ()A.圖中B表示桑樹呼吸作用散失的能量B.圖中的C可表示桑樹用于生長、發(fā)育、繁殖的能量C.假如C1表示蠶傳遞給分解者的能量，則B1表示未被利用的能量D.圖中D1/D可以表示第一養(yǎng)分級(jí)到其次養(yǎng)分級(jí)的能量傳遞效率【解析】選D?？偣夂献饔?凈光合作用+呼吸作用，因此圖中B表示桑樹呼吸作用散失的能量，A正確。各養(yǎng)分級(jí)同化的能量，一部分用于呼吸作用消耗，還有一部分用于該養(yǎng)分級(jí)生長、發(fā)育和繁殖等，即圖中的C可表示桑樹用于生長、發(fā)育、繁殖的能量，B正確。假如C1表示蠶傳遞給分解者的能量，則B1表示未被利用的能量，C正確。圖中D1/A可以表示第一養(yǎng)分級(jí)到其次養(yǎng)分級(jí)的能量傳遞效率，D錯(cuò)誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)能量流淌過程分析，推斷下列說法正確的是 ()A.初級(jí)消費(fèi)者糞便中的能量屬于其次養(yǎng)分級(jí)的能量B.同化量≠用于生長、發(fā)育和繁殖的能量C.呼吸作用產(chǎn)生的能量都以熱能的形式散失D.每個(gè)養(yǎng)分級(jí)同化的能量都有一部分要流向下一養(yǎng)分級(jí)【解析】選B。糞便中的能量屬于上一養(yǎng)分級(jí)，初級(jí)消費(fèi)者是其次養(yǎng)分級(jí)，因此初級(jí)消費(fèi)者糞便中的能量屬于第一養(yǎng)分級(jí)，A錯(cuò)誤。某一養(yǎng)分級(jí)的同化量=呼吸消耗的能量+用于生長、發(fā)育和繁殖的能量，B正確。呼吸作用產(chǎn)生的能量大部分以熱能的形式散失，少部分儲(chǔ)存在ATP中，C錯(cuò)誤。一般每個(gè)養(yǎng)分級(jí)生物同化的能量有四條去向：自身呼吸作用以熱能的形式散失、傳遞給下一養(yǎng)分級(jí)(最高養(yǎng)分級(jí)沒有此去向)、流向分解者、未被利用，D錯(cuò)誤。學(xué)問點(diǎn)二能量流淌的特點(diǎn)

1.能量流淌的特點(diǎn)及緣由分析：(1)單向流淌的緣由。①食物鏈中各養(yǎng)分級(jí)之間的捕食關(guān)系是長期自然選擇的結(jié)果，是不行逆轉(zhuǎn)的。②各個(gè)養(yǎng)分級(jí)的生物通過呼吸作用散失的熱能無法被重復(fù)利用，因此能量必需由太陽能不斷予以補(bǔ)充。(2)逐級(jí)遞減的緣由。①各養(yǎng)分級(jí)的生物都會(huì)通過呼吸作用消耗大部分能量。②各養(yǎng)分級(jí)的生物還有部分能量未被下一養(yǎng)分級(jí)利用(最終被分解者分解)。③還有部分能量隨遺體、殘枝落葉流入分解者。2.能量流淌的計(jì)算：在解決有關(guān)能量流淌的計(jì)算問題時(shí)，首先要確定相關(guān)的食物鏈，然后留意題目中的“最多”“最少”“至多”“至少”等詞語，從而確定運(yùn)用10%或20%的能量傳遞效率來解決相關(guān)問題。(1)設(shè)食物鏈為A→B→C→D→E，分狀況探討：情景設(shè)置提出的問題計(jì)算思路計(jì)算公式E養(yǎng)分級(jí)凈增重Y至少須要A養(yǎng)分級(jí)多少傳遞效率取20%X×(20%)4=Y至多須要A養(yǎng)分級(jí)多少傳遞效率取10%X×(10%)4=YA養(yǎng)分級(jí)凈增重XE養(yǎng)分級(jí)最多增重多少傳遞效率取20%X×(20%)4=YE養(yǎng)分級(jí)最少增重多少傳遞效率取10%X×(10%)4=Y(2)同一條食物鏈不同環(huán)節(jié)間能量傳遞效率不同時(shí)，相關(guān)問題解決思路：設(shè)在食物鏈A→B→C→D中，各養(yǎng)分級(jí)間的傳遞效率分別為a%、b%、c%，若現(xiàn)有A養(yǎng)分級(jí)生物的總質(zhì)量為M，能使D養(yǎng)分級(jí)生物增重多少？列式計(jì)算：M·a%·b%·c%=X，此時(shí)不再涉及“最多”“至少”等的問題。(3)在食物網(wǎng)中涉及多條食物鏈的解決思路：3.三種生態(tài)金字塔的比較：項(xiàng)目能量金字塔數(shù)量金字塔生物量金字塔形態(tài)特點(diǎn)正金字塔圖形一般為正金字塔圖形，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)倒金字塔圖形一般為正金字塔圖形每一階的含義每一養(yǎng)分級(jí)生物所含能量的多少每一養(yǎng)分級(jí)生物個(gè)體的數(shù)目每一養(yǎng)分級(jí)生物的有機(jī)物總量象征含義能量沿食物鏈流淌過程中具有逐級(jí)遞減的特點(diǎn)一般生物個(gè)體的數(shù)量在食物鏈中隨養(yǎng)分級(jí)上升而逐級(jí)遞減一般生物有機(jī)物的總質(zhì)量沿食物鏈上升而逐級(jí)遞減分析能量流淌的過程中總是有能量的耗散，故能量流淌逐級(jí)遞減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)生變更：浮游植物的個(gè)小命短，又不斷被浮游動(dòng)物吃掉，某一時(shí)間浮游植物的生物量(用質(zhì)量表示)可能低于浮游動(dòng)物的生物量：——拓展探究1.為什么食物鏈一般不超過五個(gè)養(yǎng)分級(jí)？(科學(xué)思維)提示：食物鏈越長，養(yǎng)分級(jí)越多，能量流失就越多，到第五養(yǎng)分級(jí)時(shí)，可利用的能量已削減到僅能維持其生存的程度，到了第六、七養(yǎng)分級(jí)就不足以維持其生存了。2.有人認(rèn)為，生物中的農(nóng)藥或重金屬與能量流淌特點(diǎn)一樣，在食物鏈中是逐級(jí)遞減的，你認(rèn)為這種說法對(duì)嗎？為什么？(科學(xué)思維)提示：不對(duì)。能量流淌是按養(yǎng)分級(jí)來論的，而生物富集作用是按個(gè)體來論的。農(nóng)藥或重金屬在食物鏈中存在富集現(xiàn)象，養(yǎng)分級(jí)越高，該物質(zhì)濃度越高，與能量流淌是相反的。蚜蟲是棉田中的常見害蟲，引入瓢蟲能有效治理蚜蟲。探討人員對(duì)棉田生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌進(jìn)行了探討，結(jié)果如表所示[單位為kJ/(cm2·a)]。下列說法中錯(cuò)誤的是 ()棉花同化的能量蚜蟲攝入的能量蚜蟲糞便中的能量蚜蟲呼吸作用散失的能量蚜蟲流入瓢蟲的能量150.647.825.415.23.36A.蚜蟲用于生長、發(fā)育和繁殖的能量為7.2kJ/(cm2·a)B.蚜蟲和瓢蟲之間的能量傳遞效率為15%C.蚜蟲糞便中的能量屬于蚜蟲流入分解者的能量D.流經(jīng)棉田生態(tài)系統(tǒng)的總能量大于150.6kJ/(cm2·a)【解題思維】【解析】選C。蚜蟲攝入的能量為47.8kJ/(cm2·a)，糞便中的能量為25.4kJ/(cm2·a)，則其同化量=47.8-25.4=22.4kJ/(cm2·a)，蚜蟲呼吸作用散失的能量為15.2kJ/(cm2·a)，故其用于生長、發(fā)育和繁殖的能量=同化量-呼吸消耗的能量=22.4-15.2=7.2kJ/(cm2·a)，A正確。蚜蟲和瓢蟲之間的能量傳遞效率=3.36÷22.4×100%=15%，B正確。蚜蟲糞便中的能量屬于上一養(yǎng)分級(jí)即棉花中的能量，不是蚜蟲流入分解者的能量，C錯(cuò)誤。流經(jīng)棉田生態(tài)系統(tǒng)的總能量為生產(chǎn)者固定的太陽能，棉田生態(tài)系統(tǒng)中還有其他生產(chǎn)者，因此流經(jīng)棉田生態(tài)系統(tǒng)的總能量大于150.6kJ/(cm2·a)，D正確?！緦彺鹫`區(qū)】本題易錯(cuò)點(diǎn)在于未明確每一養(yǎng)分級(jí)各種能量的關(guān)系。能量流淌過程中關(guān)系如下：①攝入的能量=同化的能量+糞便中的能量。②一個(gè)養(yǎng)分級(jí)所同化的能量=呼吸消耗的能量+被下一養(yǎng)分級(jí)同化的能量+分解者利用的能量+未被利用的能量。③消費(fèi)者同化的能量=呼吸消耗的能量+用于生長、發(fā)育和繁殖的能量。④用于生長、發(fā)育和繁殖的能量=分解者分解利用的能量+下一養(yǎng)分級(jí)同化的能量+未被利用的能量?！灸割}追問】(1)上題中，能否依據(jù)表中能量的多少推想對(duì)應(yīng)的食物鏈？并設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)食物鏈。提示：可以。本題中食物鏈為：棉花→蚜蟲→瓢蟲。(2)上題食物鏈中蚜蟲和瓢蟲的能量傳遞效率不能超過20%嗎？為什么？提示：不能超過。一般狀況下，某一養(yǎng)分級(jí)10%～20%的能量流到下一養(yǎng)分級(jí)。(2024·南通高二檢測)如圖所示的食物網(wǎng)中，戊的食物有1/2來自乙，1/4來自丙，1/4來自丁，且能量從生產(chǎn)者到消費(fèi)者的傳遞效率為10%，從消費(fèi)者到消費(fèi)者的能量傳遞效率為20%。若戊體重增加20g，須要消耗甲 ()A.1125g B.1600g C.2000g D.6500g【解析】選C。甲為生產(chǎn)者，若戊體重增加20g，在食物鏈甲→乙→戊中，須要消耗甲為(20×1/2)÷(10%×20%)=500g；在食物鏈甲→丙→戊中，須要消耗甲(20×1/4)÷(10%×20%)=250g；在食物鏈甲→丙→丁→戊中，須要消耗甲(20×1/4)÷(10%×20%×20%)=1250g。綜上所述，共須要消耗甲：500+250+1250=2000g，C正確。【補(bǔ)償訓(xùn)練】如圖為某生態(tài)系統(tǒng)能量流淌示意圖，下列說法正確的是 ()A.圖中A所固定的能量是B、C的能量之和B.若C增加1kg，則須要消耗A約42kgC.B養(yǎng)分級(jí)的個(gè)體數(shù)量肯定多于C養(yǎng)分級(jí)的個(gè)體數(shù)量D.若B的數(shù)量越多，則C獲得的能量越少【解析】選B。能量流淌是逐級(jí)遞減的，A所固定的能量大于B、C的能量之和，A錯(cuò)誤；由圖可知，A、B之間的傳遞效率為200/(200+175+875)=4/25，B、C之間的傳遞效率為30/200=3/20，則C增加1kg，需消耗A為：1÷3/20÷4/25≈42kg，B正確；B養(yǎng)分級(jí)的個(gè)體數(shù)量不肯定多于C養(yǎng)分級(jí)的個(gè)體數(shù)量，數(shù)量金字塔有倒置現(xiàn)象，C錯(cuò)誤；肯定范圍內(nèi)，若B的數(shù)量越多，則C獲得的能量越多，D錯(cuò)誤。核心素養(yǎng)·情境探究【生活情境】調(diào)查發(fā)覺小型湖泊中的綠藻、藍(lán)藻是露斯塔野鯪魚和羅氏沼蝦的食物，羅氏沼蝦又是露斯塔野鯪魚的食物。圖1表示不同體長的露斯塔野鯪魚的食性相對(duì)值，圖2表示綠藻和藍(lán)藻對(duì)水體中N元素、P元素汲取量及其體內(nèi)藻毒素含量。分析回答：(1)若將體長為2.8cm的露斯塔野鯪魚增重2kg，至少須要多少公斤藻類？(科學(xué)思維)提示：由圖1可知，體長為2.8cm的露斯塔野鯪魚的食物來源：植食性∶肉食性=1∶1，則增重2kg，至少須要藻類(傳遞效率為20%)+=30kg。(2)該湖泊受到富含P元素的生活用水的污染，某科研小組提誕生態(tài)治污的方案：首先培育藻類去除水體中的P元素。應(yīng)當(dāng)選擇哪一種藻類？請給出理由。(生命觀念)提示：由圖2可知，兩種藻類去除水體中的P元素實(shí)力相同，但藍(lán)藻中藻毒素量遠(yuǎn)高于綠藻，會(huì)對(duì)羅氏沼蝦和露斯塔野鯪魚造成危害，因此應(yīng)選擇的藻類是綠藻。(3)藻類大量繁殖也會(huì)破壞環(huán)境，為此科學(xué)家投放體長大于4.2cm的露斯塔野鯪魚來限制藻類的數(shù)量。請說明其緣由。(生命觀念)提示：體長大于4.2cm的露斯塔野鯪魚植食性比例高，能夠限制藻類的數(shù)量，且食物鏈短，能量利用率高。課堂檢測·素養(yǎng)達(dá)標(biāo)1.生態(tài)系統(tǒng)中的能量流淌是指能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程。下列關(guān)于能量流淌的說法，不正確的是_______。

①生態(tài)系統(tǒng)中能量的初始來源只有太陽能②動(dòng)物和植物遺體中存有的能量可能被分解者利用③能量是從低級(jí)消費(fèi)者向高級(jí)消費(fèi)者流淌的④農(nóng)夫在農(nóng)田中鋤草、滅蟲的主要目的之一是合理調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中能量流淌的關(guān)系，使能量更多地流向?qū)θ祟愑幸娴牟糠症菽芰苛魈实姆较蚴强赡孓D(zhuǎn)的⑥能量流淌的渠道是生物群落⑦輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于投射到該區(qū)域的太陽能⑧能量金字塔反映了生態(tài)系統(tǒng)各養(yǎng)分級(jí)的能量關(guān)系【解析】選①⑤⑥。生態(tài)系統(tǒng)中能量的初始來源有太陽能(光合作用)和化學(xué)能(化能合成作用)，①錯(cuò)誤；動(dòng)物和植物遺體中存有的能量可以流向分解者，②正確；在生態(tài)系統(tǒng)中，能量是沿著食物鏈、食物網(wǎng)流淌的，從低養(yǎng)分級(jí)向高養(yǎng)分級(jí)流淌，③正確；農(nóng)夫在農(nóng)田中鋤草、滅蟲的主要目的之一是合理調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中能量流淌的關(guān)系，使能量更多地流向?qū)θ祟愑幸娴牟糠?，這是探討能量流淌的意義，④正確；能量是單向流淌的，不行逆轉(zhuǎn)，⑤錯(cuò)誤；生態(tài)系統(tǒng)中能量流淌的渠道是食物鏈和食物網(wǎng)，⑥錯(cuò)誤；太陽輸送到地球的能量，絕大部分都被地球表面的大氣層汲取、散射和反射掉，大約只有1%以可見光的形式，被生產(chǎn)者固定輸入生態(tài)系統(tǒng)中，⑦正確；能量金字塔是以各養(yǎng)分級(jí)所固定的總能量來表示，反映的是生態(tài)系統(tǒng)各養(yǎng)分級(jí)的能量，⑧正確。2.有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈與能量流淌的敘述，不正確的是 ()A.能量沿食物鏈的流淌是單向的B.食物鏈越長，越高養(yǎng)分級(jí)獲得的能量越少C.初級(jí)消費(fèi)者越多，次級(jí)消費(fèi)者獲得的能量越少D.生物種類越多，生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈越多【解析】選C。不管初級(jí)消費(fèi)者的數(shù)量有多少，流入次級(jí)消費(fèi)者的能量總在10%～20%，不存在上一養(yǎng)分級(jí)數(shù)量增多，流入下一養(yǎng)分級(jí)能量變少的特點(diǎn)。3.(2024·咸陽高二檢測)生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔表示的是 ()A.養(yǎng)分級(jí)與能量的關(guān)系B.各養(yǎng)分級(jí)能量利用率的關(guān)系C.食物鏈中各養(yǎng)分級(jí)捕食量的關(guān)系D.生物種類與能量的關(guān)系【解析】選A。將單位時(shí)間內(nèi)各養(yǎng)分級(jí)所得到的能量數(shù)值，由低到高繪制成圖，可形成一個(gè)金字塔圖形，叫做能量金字塔。依據(jù)定義可知，能量金字塔表示的是能量與養(yǎng)分級(jí)之間的關(guān)系。4.(2024·鞍山高二檢測)隨著人口的急劇增長，生物圈受到的壓力越來越大，為了減輕對(duì)生物圈的壓力，人們應(yīng)實(shí)行下列哪一項(xiàng)食物結(jié)構(gòu) ()A.以植物性食物為主B.以淡水養(yǎng)殖的魚、蝦為主C.以禽類、蛋類為主D.以豬等家畜的肉類為主【解析】選A。為減小對(duì)生物圈的壓力，人類應(yīng)當(dāng)削減食物的數(shù)量，但為了維持正常的生存，獲得的能量不能削減，所以應(yīng)當(dāng)食用養(yǎng)分級(jí)較低的生物，即讓食物鏈變得盡量短，以削減能量的流失，以最小的代價(jià)獲得相同的能量。5.(2024·石家莊高二檢測)某人想同時(shí)養(yǎng)鼠和水貂，用鼠喂水貂，再用剝?nèi)テさ乃跷故螅@樣可以實(shí)現(xiàn)能量的循環(huán)利用嗎 ()A.可以，因?yàn)檫@個(gè)系統(tǒng)會(huì)平衡B.可以，因?yàn)橛檬笪顾跛鶕p失的能量可以通過水貂喂鼠回收回來C.不行以，因?yàn)椴荒苡檬橙鈩?dòng)物喂養(yǎng)食肉動(dòng)物D.不行以，因?yàn)槭澄镏写蟛糠帜芰慷忌⑹Я恕窘馕觥窟xD。因?yàn)槟芰苛魈实奶攸c(diǎn)是：單向流淌、逐級(jí)遞減。在用鼠喂水貂，再用剝?nèi)テさ乃跷故蟮倪^程中，攝入的能量只有一部分被同化，并且同化的能量還要通過呼吸作用的方式將能量以熱能的形式散失掉，因此不行以實(shí)現(xiàn)能量的循環(huán)利用。6.(2024·北京高二檢測)常規(guī)稻作指田間僅種植水稻，稻蟹共作指利用稻田養(yǎng)蟹。水稻田為河蟹供應(yīng)了棲息場所，河蟹通過取食稻田蟲子，減輕稻田蟲害，河蟹的糞便可以作為肥料利于水稻生長。與常規(guī)稻作相比，從生態(tài)學(xué)角度對(duì)稻蟹共作模式的分析，錯(cuò)誤的是 ()A.使水稻和河蟹之間建立合作關(guān)系B.使水稻和河蟹之間的能量循環(huán)流淌C.變更了稻田群落的物種組成D.變更了稻田中食物網(wǎng)的結(jié)構(gòu)【解析】選B。水稻為河蟹供應(yīng)了棲息場所，河蟹可以減輕稻田蟲害并利于水稻生長，二者之間有合作關(guān)系，A正確。能量不能循環(huán)流淌，只有物質(zhì)能循環(huán)利用，B錯(cuò)誤。稻蟹共作模式的群落物種豐富度明顯增加，食物鏈和食物網(wǎng)也因此變得更為困難，C、D正確。7.某草原上存在食物鏈“草→野兔→蛇→鷹”。下列敘述正確的是 ()A.蛇處于第三養(yǎng)分級(jí)，屬于三級(jí)消費(fèi)者B.能量沿著這條食物鏈單向傳遞C.兔子糞便中的能量屬于兔子同化的一部分D.鷹獲得野兔同化能量的10%～20%【解析】選B。蛇處于第三養(yǎng)分級(jí)，屬于次級(jí)消費(fèi)者，A項(xiàng)錯(cuò)誤；能量沿著食物鏈單向傳遞，B項(xiàng)正確；兔子糞便中的能量不屬于兔同化的部分，屬于草同化的部分，C項(xiàng)錯(cuò)誤；相鄰養(yǎng)分級(jí)之間的能量傳遞效率為10%～20%，因此鷹獲得野兔同化能量的1%～4%，D項(xiàng)錯(cuò)誤。8.如圖是某生態(tài)系統(tǒng)中食物網(wǎng)簡圖，圖中甲～庚代表各種不同的生物。請據(jù)圖分析回答問題：(1)此生態(tài)系統(tǒng)作為生產(chǎn)者的生物是_______，作為次級(jí)消費(fèi)者的生物是_______。有_______條食物鏈。

(2)生物甲與己的關(guān)系是_______。

(3)該生態(tài)系統(tǒng)只表示了部分生物，圖中未表示的成分有______________。

(4)已知各養(yǎng)分級(jí)之間的能量轉(zhuǎn)化效率為10%，若一種生物攝食兩種前一養(yǎng)分級(jí)的生物，且它們被攝食的量相等，則丁每增加10kg，需消耗生產(chǎn)者_(dá)______kg。

(5)在生態(tài)系統(tǒng)中下一養(yǎng)分級(jí)不能得到上一養(yǎng)分級(jí)的全部能量，其緣由包括(從下列備選答案中選擇，填序號(hào))_______。

①部分能量被分解者利用②各養(yǎng)分級(jí)生物體內(nèi)的部分能量被自身呼吸作用消耗③上一養(yǎng)分級(jí)的部分能量未被下一養(yǎng)分級(jí)利用【解析】(1)食物網(wǎng)的開頭是生產(chǎn)者，故戊是生產(chǎn)者，次級(jí)消費(fèi)者在食物鏈的第三個(gè)環(huán)節(jié)，符合題意的是甲、乙、丁，圖中有5條食物鏈，分別是戊→庚→丁→丙、戊→甲→丁→丙、戊→甲→乙→丙、戊→己→甲→丁→丙、戊→己→甲→乙→丙。(2)甲與己具有捕食關(guān)系，除此以外它們都捕食戊，所以還有競爭關(guān)系。(3)食物網(wǎng)只表示了生產(chǎn)者和消費(fèi)者，沒有分解者和非生物的物質(zhì)和能量。(4)流經(jīng)丁的食物鏈有三條，即①戊→庚→丁；②戊→甲→??；③戊→己→甲→丁，依據(jù)題意，丁增加10kg體重應(yīng)消耗50kg庚和50kg甲，則庚應(yīng)消耗500kg戊，甲除干脆消耗250kg戊外還需通過己消耗2500kg戊，三項(xiàng)合計(jì)為3250kg。(5)在生態(tài)系統(tǒng)中下一養(yǎng)分級(jí)不能得到上一養(yǎng)分級(jí)的全部能量，其緣由包括：部分能量被分解者利用；各養(yǎng)分級(jí)生物體內(nèi)的部分能量被自身呼吸作用消耗；上一養(yǎng)分級(jí)的部分能量未被下一養(yǎng)分級(jí)利用。答案：(1)戊甲、乙、丁5(2)競爭和捕食(3)分解者和非生物的物質(zhì)和能量(4)3250(5)①②③課時(shí)素養(yǎng)評(píng)價(jià)十七生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌(20分鐘·70分)一、選擇題(共9小題，每小題4分，共36分)1.在一條食物鏈中，初級(jí)消費(fèi)者同化的能量，其去向?yàn)?()①通過呼吸作用釋放的能量②通過糞便流向蜣螂的能量③流入次級(jí)消費(fèi)者體內(nèi)④流入分解者體內(nèi)A.②③ B.②④C.①③④ D.②③④【解析】選C。初級(jí)消費(fèi)者同化的能量一部分通過呼吸作用釋放，其余的用于生長、發(fā)育和繁殖，即儲(chǔ)存在生物體的有機(jī)物中；而后一部分能量可通過捕食流入次級(jí)消費(fèi)者體內(nèi)，另一部分以初級(jí)消費(fèi)者的遺體、殘骸或次級(jí)消費(fèi)者糞便的形式流入分解者體內(nèi)。初級(jí)消費(fèi)者的糞便屬于其上一養(yǎng)分級(jí)的同化量。2.如圖為某生態(tài)系統(tǒng)中流經(jīng)其次養(yǎng)分級(jí)的能量示意圖，其中a表示該養(yǎng)分級(jí)食物的攝入量，f表示流向第三養(yǎng)分級(jí)的能量。下列敘述不正確的是 ()A.圖中b表示該養(yǎng)分級(jí)的同化量B.圖中d含的能量均未被其次養(yǎng)分級(jí)同化C.圖中e表示呼吸作用消耗的能量D.畜牧業(yè)中，圈養(yǎng)與放養(yǎng)相比，可提高圖中c/b的比值【解析】選B。b表示該養(yǎng)分級(jí)同化的能量，A正確。d表示分解者利用的能量，有一部分能量(糞便中能量)未被該養(yǎng)分級(jí)生物同化，其次養(yǎng)分級(jí)流入分解者的是被其次養(yǎng)分級(jí)同化的能量，B錯(cuò)誤。e表示呼吸作用中以熱能的形式散失的能量，C正確。圖中a表示該養(yǎng)分級(jí)攝入的能量，b表示該養(yǎng)分級(jí)同化的能量，c表示用于生長、發(fā)育和繁殖的能量，所以圈養(yǎng)與放養(yǎng)相比，c值增大，可提高c/b的比值，D正確。3.下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流淌的敘述，正確的是 ()A.在食物鏈中，能量的傳遞形式是光能B.生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌是指生物體內(nèi)的能量代謝過程C.生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌是指能量在整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程D.生態(tài)系統(tǒng)流淌的能量不包括各養(yǎng)分級(jí)的呼吸量【解析】選C。在食物鏈中，能量的傳遞形式是有機(jī)物中的化學(xué)能，A錯(cuò)誤。生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌是指能量在整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程，B錯(cuò)誤，C正確。生態(tài)系統(tǒng)流淌的能量包括各養(yǎng)分級(jí)的呼吸量，D錯(cuò)誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】(2024·武漢高二檢測)下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流淌的敘述，錯(cuò)誤的是()A.通過對(duì)物質(zhì)的多級(jí)利用可大大提高能量的傳遞效率B.處于穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)能量輸入與輸出相對(duì)穩(wěn)定C.生態(tài)系統(tǒng)中的能量大多以熱能的形式散失D.太陽能只有通過生產(chǎn)者才能輸入流淌渠道【解析】選A。通過對(duì)能量的多級(jí)利用，大大提高了能量利用率，但能量傳遞效率不變，A錯(cuò)誤。生態(tài)系統(tǒng)處于穩(wěn)定時(shí)，能量的輸入與輸出相對(duì)穩(wěn)定，處于動(dòng)態(tài)平衡，B正確。生態(tài)系統(tǒng)中的能量大多通過呼吸作用以熱能的形式散失，C正確。生態(tài)系統(tǒng)的能量主要來源于太陽能，生產(chǎn)者通過光合作用或化能合成作用將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能才能在生態(tài)系統(tǒng)中傳遞，D正確。4.(2024·合肥高二檢測)通過調(diào)查得知某河流生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分結(jié)構(gòu)共有4個(gè)養(yǎng)分級(jí)(以a、b、c、d表示)。經(jīng)測定，一年中流經(jīng)這4個(gè)養(yǎng)分級(jí)的能量分別為養(yǎng)分級(jí)能量/(J·m-2)a141.10×105b15.91×105c0.88×105d871.27×105該生態(tài)系統(tǒng)中初級(jí)消費(fèi)者是 ()A.a B.b C.c D.d【解析】選A。依據(jù)能量流淌的特點(diǎn)，可以知道養(yǎng)分級(jí)越低，能量越多；養(yǎng)分級(jí)越高，能量越少。表格中d的能量最高，為生產(chǎn)者；a的能量次之，為初級(jí)消費(fèi)者；同理b為次級(jí)消費(fèi)者；c為三級(jí)消費(fèi)者。5.如圖為生態(tài)系統(tǒng)中能量流淌圖解的部分示意圖，①②③④⑤各代表肯定的能量值，下列敘述錯(cuò)誤的是 ()A.生物與生物之間的捕食關(guān)系不行逆轉(zhuǎn)，所以能量流淌具有單向性B.⑤中包含了三級(jí)消費(fèi)者糞便中的能量C.在人工飼養(yǎng)的高密度魚塘生態(tài)系統(tǒng)中，①表示流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量D.其次養(yǎng)分級(jí)流向第三養(yǎng)分級(jí)的能量傳遞效率為③/②×100%【解析】選C。由于生物與生物之間的捕食關(guān)系不行逆轉(zhuǎn)，所以生態(tài)系統(tǒng)中能量流淌的特點(diǎn)之一是單向流淌，A正確；三級(jí)消費(fèi)者排出的糞便中的能量是次級(jí)消費(fèi)者的同化量，最終被分解者利用，B正確；在人工飼養(yǎng)的高密度魚塘生態(tài)系統(tǒng)中，流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的太陽能總量和人為投放的能量，C錯(cuò)誤；其次養(yǎng)分級(jí)流向第三養(yǎng)分級(jí)的能量傳遞效率，即同化量之比為③/②×100%，D正確。6.(2024·六安高二檢測)如圖為某生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌簡圖，下列敘述錯(cuò)誤的是 ()A.甲是生產(chǎn)者，乙是消費(fèi)者B.該生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)開放的系統(tǒng)C.能量通過光合作用固定并進(jìn)入系統(tǒng)，以熱能的形式輸出D.甲、乙和分解者所儲(chǔ)存的能量之和是輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量【解析】選D。太陽能流向甲，即甲可固定太陽能，為生產(chǎn)者；甲的能量流向乙，即可被乙捕食，乙為消費(fèi)者，A正確。該生態(tài)系統(tǒng)可從外界獲得能量(太陽能)，也可向外界流出能量，是一個(gè)開放的系統(tǒng)，B正確。生產(chǎn)者通過光合作用將太陽能固定，向該生態(tài)系統(tǒng)輸入能量；能量也可以通過生產(chǎn)者、消費(fèi)者以及分解者的呼吸作用以熱能的形式輸出，C正確。輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者甲所固定的太陽能，D錯(cuò)誤。7.如圖為現(xiàn)代版“?；~塘”農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的模式圖，據(jù)圖分析正確的是()A.“→桑”不能代表能量流淌B.模式圖中不應(yīng)有“→池塘”的箭頭C.魚是次級(jí)消費(fèi)者D.該生態(tài)農(nóng)業(yè)提高了能量的利用率【解析】選D。圖中“→?！贝碓撋鷳B(tài)系統(tǒng)能量的輸入，A錯(cuò)誤；該池塘水體中還有其他的生產(chǎn)者，模式圖中應(yīng)有“→池塘”的箭頭，B錯(cuò)誤；圖中顯示魚以蠶糞為食，是分解者，C錯(cuò)誤；該生態(tài)農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)了能量的多級(jí)利用，提高了能量的利用率，D正確?！净?dòng)探究】(1)題中“B項(xiàng)→池塘”的箭頭，針對(duì)的是哪些生物的什么生理活動(dòng)？提示：池塘中的水草、藻類等生產(chǎn)者的光合作用。(2)題圖中蠶在該生態(tài)系統(tǒng)中充當(dāng)什么成分？屬于第幾養(yǎng)分級(jí)？提示：消費(fèi)者；其次養(yǎng)分級(jí)。8.如圖表示在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，植物光合作用積累的有機(jī)物被植食動(dòng)物利用的過程。下列有關(guān)敘述正確的是 ()A.①⑤之和為輸入生態(tài)系統(tǒng)的全部能量B.植食動(dòng)物糞便中的能量包含在⑦中C.⑤⑥⑦⑧之和為流向分解者的能量D.④占②的百分比為能量傳遞效率【解析】選B。輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量為生產(chǎn)者固定的太陽能，一部分用于植物呼吸消耗，一部分儲(chǔ)存在植物體內(nèi)的有機(jī)物中，A錯(cuò)誤。植食動(dòng)物糞便中的能量屬于植物同化量的一部分，并未被植食動(dòng)物同化，B正確。⑧表示植食動(dòng)物呼吸消耗的能量，并沒有流向分解者，C錯(cuò)誤。能量傳遞效率為相鄰兩養(yǎng)分級(jí)間同化量的比值，植物同化量未知，D錯(cuò)誤。9.如圖表示甲、乙兩個(gè)特定生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔，有關(guān)說明正確的是()A.一個(gè)吃玉米的人所獲得的能量肯定比一個(gè)吃牛肉的人獲得的能量多B.能量沿食物鏈單向流淌，傳遞效率隨養(yǎng)分級(jí)的上升而逐級(jí)遞減C.若甲和乙中玉米的數(shù)量相同，能量傳遞效率為10%，若甲能養(yǎng)活10000人，則乙能養(yǎng)活500人D.牛排出的糞便中的能量屬于生產(chǎn)者同化量的一部分【解析】選D。能量流淌的特點(diǎn)是單向流淌、逐級(jí)遞減。但是一個(gè)吃玉米的人所獲得的能量不肯定比一個(gè)吃牛肉的人獲得的能量多，A錯(cuò)誤。能量傳遞效率為10%～20%，不會(huì)隨養(yǎng)分級(jí)的上升而變更，B錯(cuò)誤。甲和乙中玉米的數(shù)量相同，能量傳遞效率為10%，若甲能養(yǎng)活10000人，則乙能養(yǎng)活1000人，C錯(cuò)誤。牛排出的糞便中的能量不屬于牛的同化量，仍屬于其上一養(yǎng)分級(jí)，即生產(chǎn)者同化量的一部分，D正確?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】如圖是能量流淌的圖解，對(duì)此圖解的理解不正確的是 ()A.圖中方框的大小可表示該養(yǎng)分級(jí)生物所具有的能量多少B.該圖中C所具有的能量為B的10%～20%C.該圖中的A表示流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量D.圖中A具有的能量是B、C、D的能量之和【解析】選D。據(jù)圖推斷圖中A為生產(chǎn)者，B、C、D為消費(fèi)者，能量流淌是逐級(jí)遞減的，所以圖中方框的大小可表示該養(yǎng)分級(jí)生物所具有的能量多少，A正確；相鄰兩個(gè)養(yǎng)分級(jí)之間能量傳遞的效率是10%～20%，所以圖中C所具有的能量為B的10%～20%，B正確；據(jù)分析可知A為生產(chǎn)者，生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者通過光合作用所固定的太陽能的總量是流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量，C正確；圖中A具有的能量應(yīng)當(dāng)大于B、C、D的能量之和，即A>B+C+D，D錯(cuò)誤。二、非選擇題(共2小題，共34分)10.(14分)(2024·昆明高二檢測)如圖表示某自然生態(tài)系統(tǒng)一年中能量的輸入和散失狀況。請回答下列問題：(1)生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌是指__________________，流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是______________(用數(shù)字表示)。

(2)該生態(tài)系統(tǒng)中用于生產(chǎn)者生長、發(fā)育和繁殖的能量為__________________，該生態(tài)系統(tǒng)積累在有機(jī)物中的能量為________________。(均用數(shù)字表示)

(3)分解者呼吸釋放的能量主要來自__________________中的有機(jī)物。

【解析】(1)依據(jù)能量流淌的概念可知，能量流淌是指生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程。流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是指生產(chǎn)者通過光合作用固定的太陽能，即④。(2)生產(chǎn)者的同化量=自身呼吸散失的能量+用于自身生長、發(fā)育和繁殖的能量。所以該生態(tài)系統(tǒng)中用于生產(chǎn)者生長、發(fā)育和繁殖的能量為④-①，該生態(tài)系統(tǒng)積累在有機(jī)物中的能量為生產(chǎn)者的同化量-各種生物呼吸散失的能量=④-①-②-③。(3)分解者分解利用的是動(dòng)植物遺體殘骸以及動(dòng)物排遺物中的能量，所以分解者呼吸釋放的能量主要來自動(dòng)植物的遺體和動(dòng)物的排遺物中的有機(jī)物。答案：(1)生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程④(2)④-①④-①-②-③(3)動(dòng)植物的遺體和動(dòng)物的排遺物11.(20分)科研人員對(duì)某魚塘中由浮游藻類、植食性魚類和肉食性魚類三個(gè)環(huán)節(jié)組成的食物鏈進(jìn)行了能量流淌分析，得到下表相關(guān)數(shù)據(jù)。(GP為同化量，R為呼吸量，NP=GP-R。單位：kJ)食物鏈環(huán)節(jié)ⅠⅡⅢGP和NPGP=55.6×102NP=1.3×102GP=176×103NP=6×102GP=59.3×106NP=50.5×106NP/GP0.020.030.85R54.3×102170×1038.8×106未利用—62.8%99.7%(1)Ⅲ代表的生物是_______，其呼吸產(chǎn)生的能量主要用于_______。

(2)第一養(yǎng)分級(jí)與其次養(yǎng)分級(jí)的NP/GP值不同，主要緣由是。

(3)該食物鏈中，第一養(yǎng)分級(jí)到其次養(yǎng)分級(jí)的能量傳遞效率為_______，該數(shù)據(jù)_______(填“在”或“不在”)10%～20%這一范圍，緣由是_____________。

【解析】(1)依據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，Ⅲ代表浮游藻類，其呼吸作用產(chǎn)生的能量主要用于自身的生長、發(fā)育和繁殖。(2)第一養(yǎng)分級(jí)與其次養(yǎng)分級(jí)的NP/GP值不同，是因?yàn)楹粑牡哪芰坎煌?3)表格中Ⅱ代表植食性魚類，處于其次養(yǎng)分級(jí)，Ⅲ代表浮游藻類，處于第一養(yǎng)分級(jí)，因此依據(jù)表格數(shù)據(jù)計(jì)算兩者之間的傳遞效率=(176×103)÷(59.3×106)×100%≈0.3%，這個(gè)值并不在10%～20%這一范圍內(nèi)，是因?yàn)棰笪幢虎蚶玫哪芰慷?。答案?1)浮游藻類自身生長、發(fā)育和繁殖(2)呼吸所消耗的能量不同(初級(jí)消費(fèi)者消