第52课时
生态系统的能量流动
1.分析生态系统中的能量在生物群落中单向流动并逐级递减的规律。
2.举例说明如何利用能量流动规律，使人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。
3.解释生态金字塔表征了食物网各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系。
4.活动：调查或探讨一个校园、公园、农田、森林、湿地或池塘生态系统中的能量流动。
课标要求
考情分析
1.能量流动的过程及特点
2023·新课标·T33 2023·全国甲·T5 2022·北京·T19 2022·河北·T18
2022·湖北·T20 2022·辽宁·T19 2021·辽宁·T19 2021·全国甲·T31
2.能量流动的相关计算 2023·山东·T13 2022·湖北·T20 2021·山东·T24
3.能量流动的应用 2022·山东·T11 2022·湖南·T8 2022·湖北·T20 2021·福建·T6
4.生态金字塔分析 2022·天津·T13
内容索引
考点一 生态系统的能量流动
考点二 生态金字塔及研究能量流动的意义
课时精练
考点一
生态系统的能量流动
必备知识整合
1.能量流动的概念
生态系统中能量的_____
的
过程，称为生态系统的
能量流动。
传递、转化和散失
输入、
太阳能
生产者
食物链和食物网
化学能
热能
必备知识整合
2.能量流动过程
(1)能量流经第一营养级的过程
光合
呼吸
热能
生长、
发育和繁殖
分解者
必备知识整合
(2)能量流经第二营养级的过程
由图分析得到：
①初级消费者摄入量(a)＝初级
消费者的同化量(b)＋ 。
②同化量(b)＝呼吸作用散失的
能量(d)＋用于生长、发育和繁
殖的能量(e)。
③用于生长、发育和繁殖的能量(e)＝遗体残骸被分解者利用的能量(f)＋
次级消费者摄入量(i)＋暂时未被利用的能量(j)。
粪便量(c)
必备知识整合
提醒 ①流入每一营养级的能量最终去向＝在呼吸作用中以热能形式散
失＋被下一营养级同化(最高营养级除外)＋被分解者利用。
②某营养级的粪便量不属于该营养级的同化量，而属于上一营养级流向
分解者的能量，比如兔子吃草，兔子粪便中的能量属于草流向分解者的
能量。
③植物光合作用与同化量的关系：光合作用储存的能量＝同化量，净光
合作用储存的能量＝用于生长、发育和繁殖的能量(净光合作用＝光合作
用－呼吸作用)。
必备知识整合
3.能量流动的特点
(1)单向流动
①方向：沿 由低营养级流向高营养级。
②特点：不可 ，也不能 。
(2)逐级递减
①能量传递效率：相邻两个营养级间的能量传递效率为 。
②营养级数量：生态系统中的能量流动一般不超过 个营养级。
食物链
逆转 循环流动
10%～20%
5
必备知识整合
判断正误
(1)每一营养级生物的同化量就是从上一营养级摄入的能量( )
提示 第一营养级生物的同化量一般是通过光合作用固定的太阳能，而
第二营养级及以上营养级生物的同化量等于从上一营养级摄入的能量减
去粪便中的能量。
×
必备知识整合
判断正误
(2)森林中生产者积累的有机物的能量总和即为输入该生态系统的总能量
( )
提示 输入该生态系统的总能量包括生产者积累的有机物的能量和生产
者在呼吸作用中以热能形式散失的能量。
×
必备知识整合
判断正误
(3)越冬灰鹤粪便中的能量不属于其同化量的一部分(2021·辽宁，19)
( )
(4)果蔬等植物获取的物质和能量主要来自有机肥( )
提示 果蔬等植物获取的物质来自无机物，获取的能量来自太阳能。
×
√
必备知识整合
判断正误
(5)在食物链中，营养级越高，其同化的能量越少，原因是其通过呼吸作
用消耗的能量太多( )
提示 同化量少与呼吸消耗量无关，能量在沿食物链流动的过程中是逐
级减少的，营养级越多，在能量流动过程中消耗的就越多。
×
必备知识整合
判断正误
(6)鱼吃杂草，杂草同化能量中的10%～20%流入鱼体内( )
提示 10%～20%是相邻两个营养级之间的能量传递效率，不是两种生
物之间的能量传递效率。
×
关键能力提升
依据泥鳅可以利用残饵、鱼粪为食以及循环经济原理，技术人员将稻田
养河蟹和稻田养泥鳅两个生态系统有机地结合起来，形成稻护蟹，蟹吃
饵料、杂草，泥鳅吃残饵、蟹粪，泥鳅粪肥田的“稻—蟹—泥鳅”农田
生态系统，科研人员比较了三种农田模式的产量，结果如表，请回答以
下问题：
45 m2的稻田中水稻、河蟹及泥鳅产量分析
生态系统类型 水稻产量/kg 河蟹产量/g 泥鳅产量/g
水稻单种
稻—蟹 2
稻—蟹—泥鳅 2 656
关键能力提升
(1)输入“稻—蟹—泥鳅”农田生态系统的总能量包括哪些？
生态系统类型 水稻产量/kg 河蟹产量/g 泥鳅产量/g
水稻单种
稻—蟹 2
稻—蟹—泥鳅 2 656
45 m2的稻田中水稻、河蟹及泥鳅产量分析
提示 生产者(水稻等)固定的太阳能和饵料中的化学能。
关键能力提升
(2)河蟹会被鸟捕食，与鸟相比，河蟹的同化量/摄入量的比值明显较低，
从食物类型分析，可能的原因是什么？
生态系统类型 水稻产量/kg 河蟹产量/g 泥鳅产量/g
水稻单种
稻—蟹 2
稻—蟹—泥鳅 2 656
45 m2的稻田中水稻、河蟹及泥鳅产量分析
提示 河蟹摄入的有机物中含有大量纤维素，不吸收，大量能量随粪便
排出。
关键能力提升
(3)如图为“稻—蟹”农田生态系统中各营养级所含能量的示意图，其中
a、a1、a2表示上一年留存下来仍未被利用的能量，e、e1、e2表示呼吸作
用消耗的能量，c、c1、c2表示什么？河蟹用于自身生长、发育和繁殖的
能量包括哪些？(用图中字母表示)
提示 c、c1、c2表示流向下一
营养级的能量；河蟹用于自身
生长、发育和繁殖的能量包括
b2、c2、d2。
关键能力提升
(4)如图是能量流经该稻田第二营养级的示意图，图中的数值表示能量(单
位：×10 kJ·m－2·a－1)。图中的C代表什么含义？第二营养级到第三营养
级的能量传递效率是多少？
关键能力提升
提示 C代表初级消费者用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量
(储存在有机物中的能量)；第二营养级到第三营养级的能量传递效率为
(500×10－60×10)÷(1 220×10＋1 280×10)×100%＝4 400÷25 000×100%＝
%。
关键能力提升
(5)与“稻—蟹”农田模式相比，“稻—蟹—泥鳅”农田模式具有更高的
经济效益，从能量流动的角度分析其原因。为了从蟹—稻复合养殖体系
获得更大的稻、蟹产量，需定期投喂饵料，从能量流动和物质循环的角
度分析原因是什么？
提示 泥鳅吃残饵、蟹粪，实现了能量的多级利用，提高了能量的利用
率。投喂饵料能减少河蟹从水稻中获得能量，保证水稻产量不受影响。
河蟹为该生态系统的输出产品，输出的元素不再回归该生态系统。
迁移应用评价
考向一 能量流动的过程、特点
1.(2024·辽宁建平实验中学高三月考)如图表示生态系统中生产者和初级消费
者的能量类型和去向(d表示营养级未被
利用的能量)。下列相关叙述错误的是
A.生产者和初级消费者获得能量的方式
不相同
B.生产者用于生长、发育和繁殖的能量一定包含b1
C.生产者到初级消费者的能量传递效率为b1/(a1＋b1＋c1＋d1)×100%
D.初级消费者粪便中的能量属于生产者所同化的能量
√
1 2 3 4
迁移应用评价
生产者通过自养方式获得物质和能量，初级消费者通过异养方式获得
物质和能量，A正确；
根据题图可知，b1是初级消
费者摄入的能量，生产者用
于生长、发育和繁殖的能量
包含b1，B正确；
1 2 3 4
迁移应用评价
b1是初级消费者摄入的能量，不是同化量，生产者到初级消费者的能
量传递效率为(a2＋b2＋c2＋d2)/(a1＋b1＋c1＋d1)×100%，C错误；
初级消费者粪便中的能量
存在于有机物中，没有被
初级消费者同化，属于生
产者所同化的能量，D正确。
1 2 3 4
迁移应用评价
2.(不定项)如图为处于平衡状态的某自然生态系统，P、R、S、T、F、E
表示其生物成分，箭头表示物质的传递方向。下列有关叙述正确的是
A.生物成分P、R、S、T、F、E获取
物质和能量的途径都相同
用于生长、发育和繁殖的能量最
终会被E利用和被S摄入
C.该生态系统中的二氧化碳排放量与二氧化碳吸收量基本持平
D.负反馈调节是生态系统具备自我调节能力和维持平衡的基础
1
√
√
3 42
迁移应用评价
结合题图分析可知，P是生产者，R、S、T、F是消费者，E是分解者，
各种生物成分获取物质和能量的途径不同，如生产者主要通过光合
作用获取能量，而消费者主要通过捕食获取物质和能量，A错误；
R属于初级消费者，其用于生长、
发育和繁殖的能量最终会被E(分
解者)利用和被S(次级消费者)摄入，
B正确；
1 2 3 4
迁移应用评价
据图可知，该生态系统中有物质和能量的输出，说明生产者的光合
作用大于生态系统的总呼吸作用，则该生态系统中的二氧化碳排放
量应小于二氧化碳吸收量，C错误；
生态系统具有一定的自我调节能力，
而其基础就是负反馈调节，故负反
馈调节是生态系统具备自我调节能力和维持平衡的基础，D正确。
1 2 3 4
迁移应用评价
考向二 能量流动的相关计算
3.(2023·山东，13)某浅水泉微型生态系统中能量情况如表所示，该生态
系统中的初级消费者以生产者和来自陆地的植物残体为食。下列说法正
确的是
1 2 3 4
项目
生产者
固定
来自陆地的
植物残体
初级消费
者摄入
初级消费
者同化
初级消费者
呼吸消耗
能量
[105J/(m2·a)]
90 42 84 3
迁移应用评价
A.流经该生态系统的总能量为90×105 J/(m2·a)
B.该生态系统的生产者有15%的能量流入下一营养级
C.初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为×105 J/(m2·a)
D.初级消费者粪便中的能量为×105 J/(m2·a)，该能量由初级消费者流
向分解者
1 2
√
项目
生产者
固定
来自陆地的
植物残体
初级消费
者摄入
初级消费
者同化
初级消费者
呼吸消耗
能量
[105J/(m2·a)]
90 42 84 3
3 4
迁移应用评价
该生态系统中的初级消费者以生产者和来自陆地的植物残体为食，
因此可知，流经该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能和来自
陆地的植物残体中的能量，即90×105 J/(m2·a)＋42×105 J/(m2·a)＝
132×105 J/(m2·a)，A错误；
表格中没有显示生产者流入初级消费者的能量，因此无法计算有多
少能量流入下一营养级，B错误；
1 2 3 4
迁移应用评价
初级消费者同化量为×105 J/(m2·a)，初级消费者用于呼吸消耗的
能量为3×105 J/(m2·a)，因此初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量
＝同化量－呼吸消耗的能量＝×105 J/(m2·a)，C正确；
初级消费者粪便中的能量＝初级消费者摄入量－初级消费者同化量
＝×105 J/(m2·a)，该能量由第一营养级流向分解者，D错误。
1 2 3 4
迁移应用评价
4.如图所示的食物网中，最初戊的食物有1/5来自乙，1/5来自丙，3/5来自
丁。为了促进戊的发展，将戊的食物比例调整为1/2来自乙，1/4来自丙，
1/4来自丁。若能量从生产者到消费者的传递效率为10%，从消费者到消
费者的传递效率为20%。理论上现在养活的戊的
数量是最初的多少倍？
1 2
√
3 4
迁移应用评价
以戊体重增加20 g，计算甲的消耗量。调整前：在甲→乙→戊食物链
中，需要甲的量为1/5×20÷20%÷10%＝200(g)；在甲→丙→戊食物链
中，需要甲的量为1/5×20÷20%÷10%＝200(g)；在甲→丙→丁→戊食
物链中，需要甲的量为3/5×20÷20%÷20%
÷10%＝3 000(g)，所以共需要甲的量为200＋200
＋3 000＝3 400(g)。
1 2 3 4
迁移应用评价
调整后：在甲→乙→戊食物链中，需要甲的量为
1/2×20÷20%÷10%＝500(g)；在甲→丙→戊食物
链中，需要甲的量为1/4×20÷20%÷10%＝250(g)；
在甲→丙→丁→戊食物链中，需要甲的量为1/4×20÷20%÷20%÷
10%＝1 250(g)，所以共需要甲的量为500＋250＋1 250＝2 000(g)。则
理论上现在养活的戊的数量是最初的3 400/2 000＝(倍)，故D正确。
1 2 3 4
迁移应用评价
归纳提升
(1)能量的传递以营养级为单位
在食物网中，能量传递效率不是以个体或种群为单位的，而是以营养级
为单位的。如对于食物网C←A→B，由第一营养级到第二营养级的能量
传递效率是指B和C同化的总能量占A同化的总能量的比例。
(2)能量传递效率的计算方法
迁移应用评价
归纳提升
(3)能量流动中的最值计算
迁移应用评价
归纳提升
(4)能量流动中的定值计算
①已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算，而需按具
体数值计算。例如，在食物链A→B→C→D中，能量传递效率分别为a%、
b%、c%，若A的能量为M，则D获得的能量为M×a%×b%×c%。
②如果是在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物获得能
量，且各途径所获得的生物量比例确定，则需按照各单独的食物链进行
计算后合并。
返回
考点二
生态金字塔及研究能量流动的意义
必备知识整合
项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔
概念
将单位时间内各营养级
所得到的 转换
为相应面积(或体积)的
图形，并将图形按照营
养级的次序排列形成的
一个金字塔图形
如果金字塔中
表示的是各个
营养级的____
____________
关系，就形
成数量金字塔
如果金字塔中表示的
是各个营养级______
(每个营养级所容纳的
有机物的总干重)之间
的关系，就形成生物
量金字塔
1.生态金字塔的类型及特点
能量数值
生物
个体的数目比
值
生物量
必备知识整合
项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔
形状
象征
含义
能量沿食物链流动
过程中具有逐级递
减的特性
一般生物个体数目在
食物链中随营养级升
高而逐级递减
一般生物有机物的总
干重沿食物链升高而
逐级递减
特点 正金字塔形 一般为正金字塔形 一般为正金字塔形
必备知识整合
项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔
分析
能量流动的过
程中总是有能
量的耗散，故
能量流动逐级
递减
成千上万只昆虫生
活在一株大树上时，
该数量金字塔的塔
形也会发生变化
浮游植物的个体小，寿命短，
又不断被浮游动物吃掉，所
以某一时间浮游植物的生物
量(用总干重来
表示)可能低于
浮游动物的生物量
必备知识整合
2.研究能量流动的实践意义
(1)帮助人们将生物 ，增大流入某个生态系
统的总能量。
(2)帮助人们科学地 ，使能量得到最有效的利用。
(3)帮助人们合理地 ，使能量持续高效地
流向 。
在时间、空间上进行合理配置
规划、统
调整生态系统中的能量流动关系
对人类最有益的部分
必备知识整合
判断正误
(1)生态金字塔都是上窄下宽的金字塔形( )
提示 数量金字塔和生物量金字塔可存在上宽下窄的倒金字塔形。
×
(2)在自然生态系统中，能量金字塔每一层代表了各营养级的能量值，根
据能量单向流动、逐级递减的特点，能量金字塔一定是上窄下宽的正金
字塔形( )√
必备知识整合
判断正误
(3)人为操纵生态系统营养结构有利于调整能量流动方向和提高能量传递
效率( )
提示 调整生态系统营养结构有利于调整能量流动方向，使能量持续高
效地流向对人类最有益的部分，提高能量的利用率，但是不能改变能量
传递效率。
×
(4)稻－蟹共作模式可实现物质和能量的循环利用(2022·湖南，8)( )
提示 生态系统中的能量传递是单向的，不能循环利用。
×
迁移应用评价
考向三 生态金字塔分析
5.(不定项)生态金字塔可表示自然生态系统中食物链和食物网各营养级间
的某种比例关系。下列有关叙述正确的是
A.生态金字塔的最顶层代表的是分解者
B.生物量金字塔的常用单位是kg/m2或g/m2
C.能量金字塔和数量金字塔均不会出现倒置
D.生态金字塔说明人类的活动必须遵循自然规律才能实现可持续发展
5 6
√
√
迁移应用评价
生态金字塔的最顶层代表的是最高营养级，分解者不参与生态金字
塔的构建，A错误；
数量金字塔可能会出现倒金字塔形，例如在森林生态系统中，乔木
等植物的数量比昆虫等小动物的数量少，C错误；
生态金字塔告诉人们，大自然的负载能力是有限的，绝不可能超过
负载能力去供养金字塔顶端的消费者，人类的活动必须遵循这个自
然的法则，才能实现可持续发展，D正确。
5 6
迁移应用评价
6.(2022·天津，13节选)为研究河流中石块上微生物群落的演替，将灭菌
后的裸石置于河流中，统计裸石上不同时间新增物种数目(图1)、自养类
群和异养类群的个体数量(A和H分别代表自养和异养类群的优势种)(图2)。
5 6
迁移应用评价
已知自养类群为异养类群提供有机碳，演替达到稳定后，两者的数量金
字塔是______(填“正”或“倒”)金字塔形，能量金字塔是______(填“
正”或“倒”)金字塔形。
5 6
倒 正
迁移应用评价
由图2可知，120天后，异养类群圆圈面积较自养类群圆圈面积大，即
异养类群数量可能较多，自养类群为异养类群提供有机碳，据此推测
演替达到稳定后，两者的数量
金字塔是倒金字塔形。由于能
量在流动过程中总是逐级递减，
因此能量金字塔通常都是正金
字塔形。
5 6
五分钟 查落实
1.(选择性必修2 P54)能量流动：生态系统中__________________________
的过程。自然生态系统输入的总能量指 ，而人
工生态系统还包括 。
2.(2020·山东，24改编)若捕食性线虫为该土壤中的最高营养级，与食细
菌线虫相比，捕食性线虫同化能量的去向主要通过___________________
散失，不包括 。
3.(2021·河北，22节选)从能量流动角度分析，升该生态系统总生物量降
低的原因可能是 。
能量的输入、传递、转化和
散失 生产者固定的太阳能
人工输入的能量
呼吸作用以热能的
形式 流入下一个营养级
生物自身呼吸消耗增加，分解者分解作用加快
五分钟 查落实
4.(2021·全国甲，31改编)青草→羊→狼是一条食物链。根据林德曼对能
量流动研究的成果分析，这条食物链上能量流动的特点是_____________
。单向流动的原因：_____________________________________
。能量流动逐级递减的
原因：_________________________________________________________
_______________________________________________________________
________。
单向流动，逐
级递减 食物链中的捕食关系是长期自然选择的结
果，不可逆转；生产者不能再利用散失的能量
某个营养级同化的能量自身呼吸要消耗一部分，还有一部分被分
解者分解利用，还有一部分未被利用，所以不能将全部的能量流入下一
个营养级
五分钟 查落实
5.(选择性必修2 P57)能量金字塔直观地反映出生态系统各营养级间能量的
关系，由于能量在流动过程中总是 ，因此能量金字塔通常都是
。
6.(选择性必修2 P58)从能量流动的角度分析建设“沼气池”的意义是____
。养鱼时，合理确
定鱼的放养量，才能保证鱼的持续高产，这说明研究能量流动的意义是
_______________________________________________________________
___________________。
逐级递减
上窄下宽的金字塔形
实现
了对能量的多级利用，从而大大提高了能量的利用率
帮助人们合理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
五分钟 查落实
7.(2020·全国Ⅲ，31节选)假设某种蓝细菌(A)是某湖泊中唯一的生产者，
其密度极大，使湖水能见度降低。某种动物(B)是该湖泊中唯一的消费者。
画出该湖泊生态系统能量流动的示意图。
答案 如图所示
五分钟 查落实
8.(2023·新课标，33节选)湖区的植物、水鸟、细菌等生物成分和无机环
境构成了一个生态系统。能量流经食物链上该种水鸟的示意图如下，
①②③表示生物的生命活动过程，其中①是 ；②是
；③是 。
水鸟的同化 呼吸作用
分解者利用
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课时精练
生产者固定的太阳能是流入生态系统的总能量，真菌不属于生产者，
B错误。
一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。
1.下列关于生态系统的能量流动的叙述，错误的是
A.地球上几乎所有的生态系统所需的能量都来自太阳
B.绿色植物和真菌等固定的太阳能是流入生态系统的总能量
C.从研究能量流动的实践意义考虑，农田除草和合理放牧的目的相同
D.充分利用作物秸秆等可以大大提高能量的利用率，实现能量的多级利用
√
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
2.如图表示一般生态系统的结构模式图，在不考虑物质的输入和输出情
况下，下列说法错误的是
A.能量主要是以太阳能的形式输入生态系统
B.组分1、2、3分别代表生产者、
分解者和消费者
C.在一个幼苗茁壮成长的农田生
态系统中，能量的输出量小于输入量
D.如果组分1是生产者，那么组分1代表的是绿色植物√
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
生态系统中能量的最终来源是太阳能，生产者主要通过光合作用将光
能转变为化学能输入生态系统，A正确；
生态系统的组成成分有生产者、
消费者、分解者、非生物的物质
和能量，据图可知，组分1、2、
3分别代表生产者、分解者和消费者，B正确；
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
在一个幼苗茁壮成长的农田生态系统中，能量的输出量小于输入量，
C正确；
如果组分1是生产者，那么组分
1代表的主要是绿色植物，此外
还有化能合成型微生物，D错误。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
3.如图为某人工林的能量流动图解，其中N1～N7表示能量值。下列叙述
正确的是
与N4的能量之和可以代表
流入该生态系统的总能量
B.图示中N4和N5分别表示第一、
二营养级流向蚯蚓的能量
C.第一、二营养级间的能量传递效率为(N2－N5)/N1×100%
代表的能量值与初级消费者从上一营养级同化的能量值相等
√
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
N1为生产者同化的能量，可
以代表流入该生态系统的总
能量，A错误；
由于初级消费者粪便中的能
量是其未同化的能量，仍属
于上一个营养级，因此N4和N5都表示第一营养级流向蚯蚓的能量，
B错误；
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
第一营养级(生产者)的同化量
为N1，第二营养级(初级消费
者)的同化量为N2－N5，故第
一、二营养级间的能量传递效
率为(N2－N5)/N1×100%，C正确；
摄入量＝同化量＋粪便量，且同化量＝呼吸散失量＋用于生长、发
育和繁殖的能量，故N2－N5或N3＋N7表示初级消费者从上一营养级
同化的能量，D错误。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
类别 玉米地 荒地 湖泊Ⅰ 湖泊Ⅱ
太阳能利用率(初级
生产量/入射太阳能)
% % % %
呼吸消耗率(呼吸消
耗/初级生产量)
% % % %
净初级生产效率(净初级
生产量/初级生产量)
% % % %
4.(2020·海南，5)在生态系统中，植物所固定的太阳能或所制造的有机物
质称为初级生产量，其中一部分用于自身的呼吸消耗，余下部分称为净
初级生产量。如表为4个生态系统的研究实例。
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下列有关叙述错误的是
A.与玉米地相比，荒地的太阳能利用率低，净初级生产效率也低
B.若入射太阳能相同，上述4个生态系统中，制造有机物质最多的是玉米地
C.两个湖泊中植物的呼吸消耗率与玉米地的大致相等，但明显高于荒地
D.两个湖泊的太阳能利用率低，与太阳光穿过水层时损失了部分能量有关
类别 玉米地 荒地 湖泊Ⅰ 湖泊Ⅱ
太阳能利用率(初级
生产量/入射太阳能)
% % % %
呼吸消耗率(呼吸消
耗/初级生产量)
% % % %
净初级生产效率(净初级
生产量/初级生产量)
% % % %
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
√
11 12 13 14 15
玉米地的太阳能利用率高于荒地，而玉米地的净初级生产效率却低于
荒地，A错误；
若入射太阳能相同，上述4个生态系统中，制造有机物质最多的是玉
米地，因为玉米地的太阳能利用率最高，B正确；
由实验数据可知，两个湖泊中有很多的水生植物，而这些植物接受的
太阳能需要穿过水层，据此可推知两个湖泊的太阳能利用率低，与太
阳光穿过水层时损失了部分能量有关，D正确。
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5.(2024·苏州高三期中)如图表示草原生态系统中，植物被植食性动物利
用过程中能量流动的部分示意图。下列说法不正确的是
A.第一营养级到第二营养级的能量传递效率是③/(①＋⑤)×100%
B.④中的能量用于植食性动物自身的生长、发育和繁殖，其中一部分被
分解者利用
C.⑤⑥⑦的能量未流入第二
营养级，导致第一营养级
到第二营养级的能量流动是递减的
D.若该植食性动物为经济动物，采取适当的措施提高③/②、④/③的值
可
提高经济效益
√
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能量传递效率是某一个营养级同化量/上一个营养级同化量×100%，图
中①＋⑤不是第一营养级同化量，是第一营养级用于自身呼吸作用消
耗后剩余的能量，A错误。
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6.在加拿大的芬迪湾，人们用网笼养殖鲑鱼(三文鱼)，鲑鱼的排泄物顺水
而下，为海带等藻类和贝类提供养料。这种养殖方式被称为多营养层次
综合水产养殖法(IMTA)。下列相关叙述错误的是
A.海带利用的是鲑鱼的排泄物，因而海带属于该生态系统中的分解者
有利于生物对环境资源的充分利用
提高了能量的利用率，使人类获得更多的产品
D.该生态系统能量流动的终点是热能散失到非生物环境中
√
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鲑鱼的排泄物经分解者分解后产生的无机物和二氧化碳可以供海带等
藻类利用，海带可以进行光合作用将无机物合成有机物，属于生态系
统中的生产者，A错误；
结合题干信息可知，IMTA有利于生物对环境资源的充分利用，B正确；
鲑鱼的排泄物能为对人类利用的海带等藻类和贝类提供养料，提高了
能量的利用率，实现了物质的多级利用，使人类获得更多的产品，C
正确；
能量流动的起点是生产者固定的太阳能，终点是以热能的形式散失到
非生物环境中，不能循环利用，D正确。
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7.在畜禽养殖业中，料肉比是指动物增重1 kg所消耗的饲料质量，比如猪、
牛和羊以玉米种子和秸秆做成的饲料为食物，其料肉比为2∶1～3∶1。下
列关于饲料中玉米的质量不能全部转化为畜禽增长质量的原因分析，错
误的是
A.玉米生长过程中，通过细胞呼吸消耗一部分能量
B.投喂饲料时，部分饲料并未被畜禽全部摄入体内
C.畜禽摄入的食物中，有一部分以粪便形式排出体外
D.畜禽生命活动过程中，通过细胞呼吸消耗一部分能量
√
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玉米生长过程中，通过细胞呼吸消耗的一部分能量，并未储存在饲料
中，因此不是导致饲料中玉米的质量不能全部转化为畜禽增长质量的
原因，A错误。
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8.(2024·潍坊昌乐一中高三期中)如表是对某荒地中一个由植物、田鼠和
鼬3个环节组成的食物链进行能量流动的分析，其中GP表示生物体同化
量，NP表示生物体贮存的能量，R表示呼吸作用消耗的能量(单位：kJ·
m－2·a－1)。下列说法错误的是
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食物链环节 未利用 GP NP R
植物 ×109 ×109 ×109 ×109
田鼠 ×106 ×106 ×106 ×106
鼬 ×105 ×105 ×105
食物链环节 未利用 GP NP R
植物 ×109 ×109 ×109 ×109
田鼠 ×106 ×106 ×106 ×106
鼬 ×105 ×105 ×105
A.从图中数据可以得出植物的NP中只有很少一部分被利用
B.田鼠和鼬呼吸作用消耗的能量很高，被同化的能量绝大部分是以热能的形式
散失
C.第二、三营养级之间的能量传递效率约为%，不符合生态系统中能量流
动的特点
D.据图推测以鼬为主要食物的捕食者需扩大捕食范围才能维持种群的延续
√
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图中植物的NP(表示生物体贮存的能量×109 kJ·m－2·a－1)有一部
分流向下一营养级，有一部分被分解者利用，还有一部分未被利用
(×109 kJ·m－2·a－1)，所以从表中数据可以得出植物的NP中只有
很少一部分被下一个营养级利用，A正确；
表中数据显示田鼠的GP为×106 kJ·m－2·a－1，其中R为×
106 kJ·m－ 2·a－ 1，鼬的 GP为 ×105 kJ·m－ 2·a－ 1，其中 R为
×105 kJ·m－2·a－1，可得出田鼠和鼬呼吸作用消耗的能量很高，被
同化的能量绝大部分通过呼吸作用以热能的形式散失，B正确；
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能量流动具有单向流动和逐级递减的特点，能量在相邻两个营养级间
传递效率一般在10%～20%，是指相邻两个营养级(该营养级所有生
物)的同化量之比，而田鼠到鼬的能量传递效率(%)不能代表第二、
三营养级之间的能量传递效率，C错误；
能量流动具有单向流动和逐级递减的特点，营养级越高损耗的能量越
多，所以据图推测，以鼬为主要食物的捕食者需扩大捕食范围才能得
到足够的能量以维持种群的延续，D正确。
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9.(2023·泰安高三二模)如图为某自然灾害后的人工鱼塘生态系统的能量
流动过程中部分环节涉及的能量(单位：103 kg·m－2·a－1)，其中补偿输入
是指人工饲喂各个营养级同化的能量。下列叙述错误的是
A.由图可知，肉食性动物需补偿输入的能量为5 000 kg·m－2·a－1
B.植食性动物用于自身生长、发育和繁殖的能量是12 000 kg·m－2·a－1
C.能量在第三营养级与第四营养
级之间的传递效率约为%
D.据图中数据可知，较低营养级
的生物在这场灾害中受到的影
响较大
√
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各营养级之内，所有输入的能量等于输出的能量，在植食性动物中，
输入(14＋2)＝输出(4＋9＋＋流入肉食性动物)，可以计算出流入肉
食性动物的能量为×103 kg·m－2·a－1，肉食性动物输入(＋补偿输
入)＝输出(＋＋＋)，可以计算出肉食性动物需补偿输入
的能量为5×103 kg·m－2·a－1，A正确；
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植食性动物用于自身生长、发育和繁殖的能量＝同化量－热能散失＝
(14＋2)－4＝12×103 kg·m－2·a－1，B正确；第三营养级与第四营养级之
间的能量传递效率＝第四营养级的同化量/第三营养级的同化量×100%
＝
根据图中数据，营养级越高，需要补偿输入的能量越多，在灾害中受
到的影响越大，D错误。
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10.如图表示某河流生态系统的能量金字塔及相关食物网(甲、乙、丙为3种
鱼，甲不摄食藻类，箭头指示能量流动方向，图中遗漏了一个箭头)。下列
有关叙述正确的是
A.按照能量流动的传递效率，藻类的
能量一定有10%～20%被乙同化
B.在不变动各生物营养级的前提下，
补充的箭头可以添加在甲、丁之间
C.如果没有丁，生态系统中动植物的
遗体和动物的排遗物会堆积如山
D.图中甲和乙属于同一个种群，而处于第三、四营养级的丁属于不同的种群
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
√
13 14 15
能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值，数值一般在
10%～20%，第一营养级除藻类外
还有水草，第二营养级含有甲、
乙，故按照能量流动的传递效率，
藻类的能量不一定有10%～20%被
乙同化，A错误；
据题意可知，甲、乙、丙为3种鱼，
在不变动各生物营养级的前提下，补充的箭头可以添加在甲、丁之间，
B正确；
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如果没有分解者，生态系统中动植物的遗体和动物的排遗物会堆积如
山，而分解者不属于食物链中
的成分，不对应丁，C错误；
种群是指一定区域内同种生物的
全部个体，图示甲和乙属于第二
营养级，但据题干信息可知两者
为不同生物，故不是同一种群；
丁虽在不同食物链中处于不同营养级，但属于同一物种，可能是同一
种群，D错误。
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11.稻鸭共作农业模式是一种常见的生态农业模式，下列说法正确的是
A.水稻错落有致，体现了群落的垂直结构
B.鸭子吃杂草和虫子，可能占据第二、第三营养级
C.鸭子的粪便代替了肥料，将能量返还给水稻
D.鸭子捕食害虫，最多获得害虫20%的能量
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
√
13 14 15
水稻是一个种群，不是群落，不能体现群落的垂直结构，A错误；
鸭子可以吃植物(杂草)、也可以吃小动物(虫子)，因此，可以位于第
二、第三营养级，B正确；
鸭子的粪便被微生物分解，转变为热能和化学能，不能被水稻利用，
不能返还给水稻，C错误；
20%是指相邻两个营养级之间的同化量之比，因此，鸭子捕食害虫获
得的能量无法计算，D错误。
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二、选择题：每小题给出的四个选项中有一个或多个符合题目要求。
12.如图为某生态系统中流经第二营养级的能量示意图，其中a表示该营
养级食物的摄入量，f表示流向第三营养级的能量。下列叙述正确的是
A.图中b表示第二营养级同化的能量
B.图中e表示生物体内储存的有机物中的能量
C.图中d蕴含的能量均未被第二营养级同化
D.畜牧业中，与放养相比，圈养可提高图中c/b的值
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
√
√
根据图示分析，b表示第二营养级同化的能量，A正确；
e表示呼吸作用中以热能的形式散失的能量，B错误；
d表示被分解者利用的能量，有一部分能量(粪便中的能量)未被该营
养级生物同化，第二营养级流入分解者中
的遗体残骸中的能量是被第二营养级同化
的能量，C错误；
图中a表示该营养级摄入的能量，b表示该营养级同化的能量，c表示
用于生长、发育和繁殖的能量，所以圈养与放养相比，c值增大，可
提高c/b的值，D正确。
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13.(2023·长沙长郡中学考前保)“小养殖、小种植、小加工、小工匠”四
小农场是推进乡村振兴过程中的重要力量，如图为一个小型人工生态农
场的模式图以及该小型人工生
态农场中农作物和鸡的部分能量
值(单位：104 kJ)。下列说法正确
的是
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项目
净同化量(同化量
－呼吸消耗量)
呼吸消耗量 流向分解者 未利用
农作物 110 70 21 58
鸡 8 10 2 3
A.该小型生态系统的结构包括生物成分及它们之间形成的营养结构
B.该小型生态系统通过食物网流向人的能量值为×105kJ
C.该生态系统中第一营养级到
第二营养级的能量传递效率
约为%
D.与常规农业种植模式相比，人工生态农场提高了能量利用率
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
√
√
√
项目
净同化量(同化量
－呼吸消耗量)
呼吸消耗量 流向分解者 未利用
农作物 110 70 21 58
鸡 8 10 2 3
生态系统的结构包括生物成分(如生产者、消费者、分解者)、非生物的物
质和能量及营养结构(食物链和食物网)，A错误；
该小型生态系统的食物链有两条：①农作物→人，②农作物→鸡→人，农
作物流向下一营养级的能量为(110－21－58)×104＝31×104(kJ)，其中农作
物流向鸡的能量为鸡的同化量＝(8＋10)×104＝18×104(kJ)，则可计算农作
物流向人的能量为(31－18)×104＝13×104(kJ)；鸡流向人的能量＝(8－2－
3)×104＝3×104(kJ)，因此，该小型
生态系统通过食物网流向人的能量为
(13＋3)×104＝16×104(kJ)，即×
105 kJ，B正确；
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该生态系统中第一营养级 (农作物 )的同化量＝ (110＋70)×104＝
180×104(kJ)，农作物流向下一营养级的能量为31×104(kJ)，由此可计
算出第一营养级到第二营养级的能量传递效率＝31÷180×100%≈
%，C正确。
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14.长江口生态系统结构复杂，是生生物种群繁殖、育幼和栖息的场所，渔业
资源丰富。如图表示长江口生态系统各营养级间的能量流动关系(单位：kJ·km
－2·a－1)。下列叙述正确的是
A.该生态系统的结构由植物、虾类、
鱼类以及有机碎屑等非生物的物
质和能量组成
B.该生态系统需要得到系统外的能量补充，能量在食物链中单向流动、逐级递减
C.捕捞导致小型鱼、虾类流向食鱼性鱼类的能量传递效率不符合10%～20%
D.图中浮游动物流向分解者的能量包括遗体残骸和其产生的粪便中的能量
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
√
√
生态系统的结构包括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)和营养结构(食物链和食物网)，A错误；
浮游动物产生的粪便中的能量属于其上一营养级流向分解者的能量，
D错误。
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三、非选择题
15.(2021·山东，24节选)海水立体养殖中，表层养殖海带等大型藻类，海
带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎，底层养殖以底栖微藻、生物
遗体残骸等为食的海参。某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图如
图，M、N表示营养级。
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回答下列问题：
(1)图中M用于生长、发育和繁殖的能量为_______kJ/(m2·a)。由M到N的能
量传递效率为_____%(保留一位小数)，该生态系统中的能量______(填“
能”或“不能”)在M和遗体残骸间循环流动。
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2 488
不能
用于生长、发育和繁殖的能量＝同化的能量－呼吸作用消耗的能量
＝3 281＋2 826－3 619＝2 488 [kJ/(m2·a)]；由M到N的能量传递效率
为386÷(3 281＋2 826)×100%≈%，能量流动的方向是单向的，不能
循环。
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牡蛎以浮游植物为食，由于海带的竞争，浮游植物数量减少，牡蛎
的食物减少，所以产量降低。
(2)养殖的海带数量过多，造成牡蛎减产，从生物群落的角度分析，原因
是___________________________________________________________。
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由于海带的竞争，浮游植物数量减少，牡蛎的食物减少，产量降低
(3)海水立体养殖模式运用了群落的空间结构原理，依据这一原理进行海
水立体养殖的优点是_______________________。在构建海水立体养殖生
态系统时，需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素，从而确
定每种生物之间的合适比例，这样做的目的是_______________________
_____________________________________________________________。
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能充分利用空间和资源
保持养殖产品的持续高产(或实现生态效益和经济效益的可持续发展)
维持生态系统的稳定性，
海水立体养殖利用了群落结构的特点，优点是能充分利用空间和资
源；由于空间和资源是有限的，所以在构建海水立体养殖生态系统
时，需要考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素，从而确
定每种生物之间的合适比例，维持生态系统的稳定性，保持养殖产
品的持续高产。
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