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专练 93 生态系统的能量流动分析和计算
授课提示：对应学生用书117页
1．如果食物链上各营养级均以生物个体的数量来表示，并以食物链起点的生物个体数
作底层来绘制数量金字塔，则只有两个营养级的夏季草原生态系统(假设第一营养级是牧草，
第二营养级是羊)和森林生态系统(假设第一营养级是乔木，第二营养级是昆虫)数量金字塔
的形状最可能是( )
A．前者为金字塔形，后者为倒金字塔形
B．前者为倒金字塔形，后者为金字塔形
C．前者为金字塔形，后者为金字塔形
D．前者为倒金字塔形，后者为倒金字塔形
答案：A
解析：夏季草原生态系统中，第二营养级羊的数量远少于第一营养级牧草的数量，其
数量金字塔为金字塔形，而森林生态系统中，第二营养级昆虫的数量远多于第一营养级乔
木的数量，其数量金字塔为倒金字塔形，故A正确，B、C、D错误。
2．某池塘生态系统中的能量流动关系如下，单位：J/(m2·a)，A、B、C、D共同构成
生物群落。下列叙述正确的是( )
A．输入此生态系统的能量只有生产者的总初级生产量
B．调查期间，C未利用部分(8.5)就是C的生物量
C．从第二营养级到第三营养级的能量传递效率是16.67%
D．B流入D的能量包括B的粪便及其遗体残骸中的化学能
答案：C
解析：输入此生态系统的能量除了生产者的总初级生产量，还有外界输入的有机物，
A错误；生物量是净生产量在某一调查时刻前的积累量，不仅仅是未利用部分，B错误；
据图分析，图为该农场的某年能量流动示意图，A是生产者，其光合作用固定的能量是流
经生态系统的总能量，等于25＋39＋16＋5＝85 J/(m2·a)。B是第二营养极，总能量为16＋
2＝18 J/(m2·a)。C是第三营养级，总能量为3＋8＝11 J/(m2·a)，根据以上分析已知，B是第
二营养级，总能量为16＋2＝18 J/(m2·a)。C是第三营养级，其从第二营养级同化的能量为
3 J/(m2·a)，则第二营养级到第三营养级的能量传递效率＝3÷18×100%＝16.67%，C正确；
B流入D的能量包括C的粪便中的能量及其遗体残骸中的化学能，粪便中的能量属于上一
营养级，D错误。
3．[2024·吉林卷](不定项)如图为某红松人工林能量流动的调查结果。此森林的初级生
产量有很大部分是沿着碎屑食物链流动的，表现为枯枝落叶和倒木被分解者分解，剩余积
累于土壤。据图分析，下列叙述正确的是( )注：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，其包括净初级生产量
和自身呼吸消耗的能量。
A．E是太阳照射到生态系统的能量
B．E 属于未被利用的能量
2
C．E 占净初级生产量的36%
3
D．E 的产生过程是物质循环的必要环节
3
答案：CD
解析：由题中信息知，此森林的初级生产量有很大部分是沿着碎屑食物链流动的，表
现为枯枝落叶和倒木被分解者分解，再结合题图可知，E为初级生产量(植物所固定的太阳
能或所制造的有机物质)，E 为净初级生产量(初级生产量－自身呼吸消耗的能量)，故A错
1
误；E 表示通过呼吸作用散失的能量，B错误；E(18×1010 J·hm－2·a－1)占净初级生产量
2 3
(50×1010 J·hm－2·a－1)的×100%＝36%，C正确；枯枝落叶和倒木被分解者分解，E 的产生
3
过程是微生物的分解过程，该过程是物质循环的必要环节，D正确。
4．如图表示某人工鱼塘的部分能量流动关系，下列分析正确的是( )
A．图1中初级消费者的粪便可通过C 传递给分解者进行利用
2
B．图1中生产者到初级消费者的能量传递效率是(A ＋B ＋C ＋D)/W ×100%
2 2 2 2 1
C．图1中B ＋C ＋D 的总能量和图2中B都可表示用于生长、发育和繁殖的能量
1 1 1
D．该鱼塘中消费者所含能量的总量不可能多于生产者
答案：B
解析：初级消费者的粪便中所含有的能量是生产者同化的，应该由生产者传递给分解
者，用C 表示，A错误；生产者的同化量是W 或(A ＋B ＋C ＋D)，初级消费者的同化量
1 1 1 1 1 1是D 或(A ＋B ＋C ＋D)，所以生产者到初级消费者的能量传递效率是 D/W ×100%或(A
1 2 2 2 2 1 1 2
＋B ＋C ＋D)/W ×100%，B正确；由“同化量＝呼吸作用散失的能量＋用于生长、发育
2 2 2 1
和繁殖等的能量”可知，图1中B ＋C ＋D 的总能量和图2中C都可表示用于生长、发育
1 1 1
和繁殖的能量，C错误；该鱼塘中消费者所含的能量来自生产者固定的太阳能和鱼饲料中
有机物的化学能，因此消费者所含的总能量有可能多于生产者，D错误。
5．[2024·鄂东南省级示范高中联考]如图表示某鱼塘生态系统中的能量流动过程，其中
甲、乙、丙代表生物成分，A、B、C、D、E、F代表能量。下列叙述错误的是( )
A．E～E 表示的是各营养级生物通过呼吸作用以热能形式散失的能量
1 3
B．食物链的营养关系一般不可逆转，这决定了能量流动的单向性
C．(B＋F)/A的数值可代表能量由第一营养级流向第二营养级的传递效率
D．乙同化的能量中流入分解者的部分包括其遗体残骸中的能量和丙粪便中的能量
答案：C
解析：由图可知，E ～E 表示的是各营养级生物通过呼吸作用以热能形式散失的能量，
1 3
A正确；能量沿食物链和食物网流动，生物间的捕食关系一般不可逆转，所以能量是单向
流动的，B正确；第一营养级甲同化的能量为A，第二营养级乙同化的能量为B＋F，因为
由第一营养级流入第二营养级的能量只有 B，所以B/A的数值才能代表能量由第一营养级
流向第二营养级的传递效率，C错误；乙粪便中的能量属于甲同化能量的一部分，乙同化
的能量中流入分解者的部分包括乙遗体残骸中的能量和丙粪便中的能量，D正确。
6．下图是某湖泊生态系统能量流动的定量分析图解。图中A、B、C代表三个营养级，
数字均为实际测得的能量数，单位为百万千焦。已知该生态系统受到的太阳辐射为 118 872
百万千焦，但其中118 761百万千焦的能量未被利用，请回答：
(1)请将流经该生态系统的总能量填写在图中的方框内，这部分能量是________所固定
的太阳能。
(2)能量从第一营养级到第二营养级的传递效率为________%，从第二营养级到第三营
养级的传递效率为________%。
(3)次级消费者通过异化作用消耗的能量占其同化作用所得到能量的百分比是________。
(4)由图可知，下一个营养级不能得到上一个营养级的全部能量，原因有：
①各营养级生物体内的大量能量被______________。
②其次，上个营养级的部分能量________________。
③还有少数能量被________________利用。
答案：(1)111 生产者 (2)13.5 20 (3)60%
(4)①呼吸作用消耗 ②未被下一营养级利用 ③分解者解析：(1)流经生态系统的总能量是指生态系统中生产者所固定的全部太阳能的总量为：
118 872百万千焦－118 761百万千焦＝111百万千焦。(2)从A到B能量的传递效率为：
(15÷111)×100%＝13.5%；从B到C能量的传递效率为：(3÷15)×100%＝20%。(3)异化作
用是生物呼吸作用消耗的有机物占其同化作用所得到能量的百分比是：(1.8÷3)×100%＝
60%。(4)下一个营养级不能得到上一个营养级全部能量的原因有：①各营养级生物体内的
大量能量被呼吸作用消耗；②上一个营养级的部分能量未被下一个营养级利用；③少量能
量被分解者利用。
7．某城市河流由于生活污水和工业废水的排入，水质逐渐恶化。经过治理后，河水又
恢复了清澈。如图1表示该河流的能量金字塔(甲、乙、丙为3种鱼，丁为1种水鸟，甲不
摄食藻类，箭头指示能量流动方向)，如图2表示部分能量流动关系(图中数字表示同化的
能量)。请回答下列问题：
(1) 图 1 所 示 食 物 网 中 ， 遗 漏 了 一 条 能 量 流 动 途 径 ， 该 条 途 径 是
__________________________________________________________。
(2)图1所示食物网中，次级消费者是____________________________，丁与丙之间的
种间关系是__________________________。
(3)根据图 1 分析，除了图 2 中已经标出的能量去向之外，乙的能量去向还有
________________________________________________________________________。
(4)结合图 2 分析，图 1 所示食物网中第一营养级到第二营养级能量的传递效率
________(填“大于”“小于”或“等于”)7.6%。
(5)经检测，水体中含有某种可被生物富集的农药，推测此农药含量最高的物种是
________。
(6)从生态学角度解释，污染物排放导致水质恶化的主要原因是
__________________________________________________________。
答案：(1)水草→甲→丁 (2)丙和丁 捕食和种间竞争
(3)传递给丙、自身呼吸作用以热能形式散失 (4)大于 (5)丁 (6)河流生态系统自我
调节(自我修复)能力有限
解析：(1)甲、乙、丙为3种鱼，丁为1种水鸟，甲不摄食藻类，水鸟可以捕食 3种鱼，
图中第二营养级中甲的能量可以流向第三营养级丙、丁，则图 1中缺少的食物链为：水草→甲→丁。(2)图1中属于次级消费者的是丙、丁；丁与丙都捕食乙，同时丁还捕食丙，因
此丁与丙之间存在捕食和种间竞争关系。(3)图2中乙固定的能量除了流向丁和分解者外，
还应该包括流向丙和自身呼吸作用以热能形式散失的能量。(4)结合图1和图2分析，第一
营养级的生物固定的能量是25 000 kJ/(m2·a)；第二营养级的生物是甲、乙，固定的能量应
该多于1 900 kJ/(m2·a)，因此第一营养级到第二营养级能量的传递效率应该大于 1 900÷25
000，即大于7.6%。(5)因为水体中含有某种可被生物富集的农药，所以营养级越高的生物
该农药的含量越高，即丁的农药含量最高。(6)由于河流生态系统自我调节(自我修复)能力
是有限的，因此污染物排放容易导致水质恶化。
