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第 6 课时 生态系统的能量流动
目标要求 生态系统中能量流动的基本规律及应用。
1．能量流动的概念理解
源于必修3 P “思考与讨论”：生态系统中的能量流动和转化遵循能量守恒定律。流入生
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态系统的能量一部分储存在生物体有机物中，而另一部分通过生物的呼吸作用以热能的形式
散失至无机环境中，两部分之和与流入生态系统的能量相等(填“相等”或“不相等”)。
2．第一营养级能量流动
提醒 生产者固定的太阳能即第一营养级的同化量，一部分能量用于呼吸消耗，余下的
用于自身的生长、发育和繁殖，即积累有机物中的能量。
3．第二营养级及其后营养级能量流动(1)由上图分析可知
①输入该营养级的总能量是指图中的b(填字母)。
②粪便中的能量(c)不属于(填“属于”或“不属于”)该营养级同化的能量，应为上一个营养
级同化的能量中流向分解者的部分。
③初级消费者同化的能量(b)＝ 呼吸作用以热能的形式散失的能量 ( d )＋用于生长、发育和繁
殖的能量 ( e )。
④生长、发育和繁殖的能量(e)＝ 分解者利用的能量 ( f － c )＋ 下一营养级同化的能量 ( i )＋未被
利用的能量(j)。
(2)总结：①摄入量＝同化量＋粪便量。
其中最高营养级无Ⅱ(填序号)。
思考 一种蜣螂专以大象粪为食，则该种蜣螂最多能获取多少大象的同化量？为什么？
提示 0；因为大象摄入量＝大象同化量＋大象粪便量上一营养级同化量。
源于必修3 P “图5－6”：在一定时间内，某生态系统中全部生产者固定的能量值为
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a，全部消费者所获得的能量值为b，全部分解者所获得的能量值为c，则a>b＋c(填“>”
“＝”或“<”)。
易错提醒 (1)能量流动过程的“一来二去”模型
说明：①A是初级消费者摄入量；B是初级消费者同化量；C是用于自身生长发育和繁殖量；
D是次级消费者摄入量。
②初级消费者摄入量＝同化量＋粪便量。
③同化量＝呼吸作用散失的能量＋用于生长发育和繁殖量。
④生长发育和繁殖量＝遗体残骸＋次级消费者摄入量。
(2)能量流动过程的“一来三去”模型说明：①D、E、F分别代表第一、第二、第三营养级同化量。
②三条去路(最高营养级除外)：呼吸作用散失、流入下一个营养级、分解者利用。
(3)能量流动过程的“一来四去”模型
说明：①D、E、F分别代表第一、第二、第三营养级同化量。
②四条去路(最高营养级除外)：呼吸作用散失、流入下一个营养级、分解者利用、未利用。
4．能量流动的特点
(1)
5．能量流动的相关计算
(1)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 ，由第一营养级到第二营养级的能量传递效率是指(B＋C)同化的总能量占A
同化的总能量的10%～20%。
(2)求最高营养级获得能量的“最大值”或“最小值”
①在一条食物链中，若生产者(第一营养级)能量为100%，那么第n营养级获得的能量最多
为(20%)n－1，最少为(10%)n－1。
②在多条食物链中，最高营养级从不同渠道得到的能量比不定，已知较低营养级生物的能量，
求较高营养级生物获得的能量：
知低营养级求高营养级(3)求最低营养级消耗量的“至少”或“最多”
①如一条食物链共有n个营养级，则第n营养级生物每增加1 kg体重：
a．“至少”需要消耗的生产者的量：
＝＝5n－1。
b．“最多”需要消耗的生产者的量：
＝＝10n－1。
②在多条食物链中，若已知较高营养级生物的能量，求所需较低营养级生物的能量：
知高营养级求低营养级
(4)关于“定值”的计算
在食物网中，某一营养级同时从上一个营养级的多种生物中按一定比例获取能量，则按照单
独的食物链进行计算后再合并。
思考 有一食物网如下图所示。假如鹰的食物 2/5来自兔子，2/5来自老鼠，其余来自蛇，
那么鹰要增加20 g体重，最多消耗植物多少克？
提示 分别计算三条食物链消耗植物的质量：如下图：
相加为5 600 g，故最多消耗植物5 600 g。
6．生态金字塔的类型及特点
项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔
形状
每一阶 每一营养级生物所 每一营养级生物所容纳
每一营养级生物个体的数量
含义 含能量的多少 的有机物总干重
能量沿食物链流动 一般情况下，生物个体数量
一般情况下，生物量随
象征含义 过程中具有逐级递 在食物链中随营养级升高而
营养级升高而逐级递减
减的特点 逐级递减
一般为正金字塔形，但可能
上窄下宽的正金字
特征 出现“倒置”，如“树→昆 一般为正金字塔形
塔形
虫→鸟”
7.研究能量流动的实践意义
(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。源于必修3 P “调查”：(1)稻田中次级消费者对水稻生长利大于(填“大于”或“小于”)害。
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农民通过禁捕或适量放养等措施，实现生态农业的目标。
(2)人们主要通过合理密植的方法提高作物的光能利用效率。
考向一 能量流动的过程
1．(2022·聊城模拟)如图表示在某生态系统中，能量流经第二营养级的示意图。下列对该图
分析不合理的是( )
A．能量流动是伴随着物质利用进行的
B．图中甲为初级消费者同化的能量
C．该图不够完善，缺少甲中因呼吸作用以热能形式散失的能量
D．乙比甲的能量少的原因主要是甲的遗体残骸中的能量被分解者利用而未传递下去
答案 D
解析 在生态系统的能量流动过程中，物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力，能
量流动是伴随着物质利用而进行的，A正确；该图不够完善，没有标出甲中因呼吸作用散失
的能量，C正确；乙比甲的能量少的主要原因是呼吸作用消耗了很多的能量，D错误。
2．某同学绘制了如图所示的能量流动图解(其中W 为生产者固定的太阳能)，下列叙述中不
1
正确的是( )
A．生产者固定的总能量可表示为(A ＋B ＋C ＋A＋B ＋C ＋D)
1 1 1 2 2 2 2
B．由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D/W
1 1
C．流入初级消费者体内的能量可表示为(A ＋B ＋C )
2 2 2
D．图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减
答案 C
解析 生产者固定的总能量可表示为(A ＋B ＋C ＋D)，A 表示呼吸作用消耗，B 表示未被
1 1 1 1 1 1
利用，C 表示流向分解者，而D ＝A ＋B ＋C ＋D ，是流入下一营养级的能量，A正确；
1 1 2 2 2 2
由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D/(A ＋B ＋C ＋D)＝D/W ，B正确；流入
1 1 1 1 1 1 1初级消费者的能量为D＝(A ＋B ＋C ＋D)，C错误。
1 2 2 2 2
考向二 能量流动的特点及应用
3．我国珠江三角洲某地桑基鱼塘的能量流动简图如下。据图判断以下说法错误的是( )
A．输入该生态系统的总能量大于植物实际光合量之和
B．植物到蚕和鱼的能量传递效率小于蚕和鱼同化量与植物实际光合量之比
C．鱼同化的能量可通过自身的遗体残骸和粪便流向分解者
D．生产中用蚕粪喂鱼和塘泥肥田能够实现物质的循环利用
答案 C
解析 因为该生态系统有鱼饲料等人工输入能量，所以输入该生态系统的总能量大于植物实
际光合量之和，A正确；鱼同化量中有鱼饲料中含有的能量，故植物到蚕和鱼的能量传递效
率小于蚕和鱼同化量与植物实际光合量之比，B正确；鱼粪便中的能量属于上一营养级的同
化量，C错误。
4．某生态系统部分营养成分之间的关系，以及部分营养级的部分能量值(单位：J·m－2·a－1)
如图。下列判断正确的是( )
A．草→草食性动物→肉食性动物①→肉食性动物②是一条食物链
B．在能量流动和物质循环中X分别代表热能和CO
2C．肉食性动物①属于初级消费者，由草食性动物到肉食性动物①的能量传递效率是3%
D．肉食性动物①同化的能量中只有约3.11%用于其生长、发育和繁殖
答案 D
解析 草食性动物与肉食性动物都不止一种，因此不能表示一条食物链，A错误；在能量流
动中，能量主要以热能形式散失；物质循环包括碳循环、氮循环等，在碳循环中，X表示
CO ，B错误；肉食性动物①属于次级消费者，C错误；①用于生长、发育和繁殖的能量＝
2
同化量－呼吸量＝7×105(J·m－2·a－1)，占同化量的约3.11%，D正确。
考向三 能量流动的有关计算
5．胶州湾是我国传统渔业捕捞区，现今该海域的经济鱼种已形不成渔汛，有些甚至枯竭。
为了恢复胶州湾生态系统的功能，促进海洋渔业资源可持续发展，研究人员对胶州湾生态系
统的营养关系进行了初步分析，结果如下表所示。下列说法错误的是( )
同化量 未利用 分解者分解 呼吸量
营养级
(t·km－2·y－1) (t·km－2·y－1) (t·km－2·y－1) (t·km－2·y－1)
Ⅳ 1.42 0.42 0.19 0.81
Ⅲ ？ 15.00 11.94 39.31
Ⅱ 3 825.37 1 986.70 547.00 1 224.00
Ⅰ 23 804.42 3 252.00 2 877.00 13 850.05
A.该生态系统生产者固定太阳能的总量为23 804.42 t·km－2·y－1
B．从第一营养级到第二营养级的能量传递效率大约为16%
C．第三营养级的同化量为66.25 t·km－2·y－1
D．该生态系统需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持该生态系统的正常功能
答案 C
解析 生产者固定的太阳能的总量是输入该生态系统的总能量，即该生态系统第一营养级生
物的同化量，即为23 804.42 t·km－2·y－1，A正确；从第一营养级到第二营养级的能量传递效
率＝3 825.37÷23 804.42×100%≈16%，B正确；第三营养级同化的能量＝被下一营养级同
化的能量(第四营养级同化的能量)＋呼吸散失的能量＋分解者分解释放的能量＋未被利用部
分，故第三营养级的同化量＝1.42＋39.31＋11.94＋15＝67.67( t·km－2·y－1)，C错误；根据生
态系统的能量流动的特点是单向流动、逐级递减，可推测生态系统的正常功能的维持需要源
源不断的来自系统外的能量补充，D正确。
6．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)。
重温高考 真题演练
1．(2021·浙江6月选考，7)下列关于生态金字塔的叙述，正确的是( )
A．生态金字塔显示了各营养级之间的数量关系
B．生态金字塔中每个营养级的生物均属于同一食物链
C．生态金字塔中的营养级均按其所占的数值大小依次排列
D．生态金字塔可分别以个体数量、生产量和能量为指标绘制
答案 A
解析 生态金字塔中每个营养级的生物均属于食物网的同一营养级，但不属于同一条食物链，
B错误；生态金字塔通常都是下宽上窄的正金字塔图形，但也有倒金字塔的，如英吉利海峡
的浮游植物与浮游动物和底栖动物的生物量金字塔，故生态金字塔中的营养级并非均按其所
占的数值大小依次排列，C错误；生态金字塔可采用生物量单位、个体数量单位和能量单位，
故可分别以生物量、个体数量和能量为指标绘制，并非生产量，D错误。
2．(2019·全国Ⅱ，6)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，作为第一营养级的牧草的个体数远多于作为第二营养级的羊的
个体数量，该生态系统数量金字塔的形状最可能是金字塔形；而在森林生态系统中，作为第一营养级的乔木的一个个体上生活着大量的作为第二营养级的昆虫个体，该生态系统数量金
字塔的形状最可能为倒金字塔形，故选A。
3．(2018·海南，20)某地在建设池塘时，设计了如图所示的食物网，鲫鱼和鲢鱼生活在不同
水层。关于该池塘生态系统的叙述，下列错误的是( )
A．鲫鱼既是初级消费者又是次级消费者
B．消耗等量藻类时，鳜鱼的生长量少于鲢鱼
C．通气可促进水体中生物残骸分解为无机物
D．藻类固定的能量小于流入次级消费者的能量
答案 D
解析 鳜鱼的营养级比鲢鱼高，故消耗等量藻类时，鳜鱼的生长量少于鲢鱼，B正确；通气
有利于水体中分解者的呼吸作用，促进残骸分解为无机物，C正确；藻类固定的能量大于流
入次级消费者的能量，D错误。
4．(2020·全国Ⅲ，31)假设某种蓝藻(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。回答下列问题：
(1)该湖泊水体中A种群密度极大的可能原因是______________________________________
________________________________________________________________(答出2点即可)。
(2)画出该湖泊生态系统能量流动的示意图。
(3)假设该湖泊中引入一种仅以A为食的动物(C)后，C种群能够迅速壮大，则C和B的种间
关系是________。
答案 (1)水体富营养化；没有其他生产者的竞争 (2)如图所示
(3)竞争
解析 (1)若水体中N、P等元素含量高，则蓝藻会大量繁殖，即水体富营养化，又因为没有
其他生产者与其竞争，所以该种蓝藻种群密度极大，使湖水能见度降低。(2)生态系统的能
量流动示意图需体现能量的来源、各营养级能量的去向(见答案)。(3)因该湖泊中B以A为
食，在引入仅以A为食的动物C后，C与B之间是竞争的关系，且C的竞争力较强，使C种群能够迅速壮大。
5．(2021·山东，24)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、生物残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下，M、N表示营养级。
(1)估算海参种群密度时常用样方法，原因是______________________________________。
(2)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。
(3)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
________________。
(4)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
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
答案 (1)海参活动能力弱，活动范围小 (2)2 488 6.3 不能 (3)由于海带的竞争，浮游植
物数量下降，牡蛎的食物减少，产量降低 (4)能充分利用空间和资源 维持生态系统的稳
定性，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)
解析 (2)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÷(3281＋2826)×100%≈6.3%，
能量流动的方向是单向的，不能循环。(3)牡蛎以浮游植物为食，由于海带的竞争，浮游植
物数量下降，牡蛎的食物减少，所以产量降低。(4)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。
6．(2019·江苏，26)图1是某生态系统部分生物关系示意图。请回答下列问题：(1)生态系统最基本的生物成分是__________。图1由乔木、草本植物、蝗虫、蜘蛛和杂食
性鸟构成的食物网中，杂食性鸟分别处于第__________营养级。
(2)从图1所示的营养关系分析，属于分解者的有________________。有机碎屑被彻底分解
产生的________________________________(至少写出两类)等供生态系统循环利用。
(3)由于乔木的遮挡程度不同，导致了不同区域地表的草本植物、真菌等生物种类和数量有
一定差异，地表生物的这种区域差异分布体现了群落具有________结构。
(4)下列属于该区域东亚飞蝗种群基本特征的有________(填序号)。
①空间分布 ②迁入率 ③互利共生 ④物种丰富度 ⑤种群密度
(5)图2是图1生态系统中某两个营养级(甲、乙)的能量流动示意图，其中a～e表示能量值。
乙粪便中食物残渣的能量包含在________(填图2中字母)中，乙用于生长、发育及繁殖的能
量值可表示为__________(用图2中字母和计算符号表示)。
答案 (1)生产者 二、三、四 (2)大型真菌、跳虫 无机盐、CO 、HO (3)水平
2 2
(4)①②⑤ (5)c a－b
一、易错辨析
1．生态系统的能量流动就是指能量的输入和散失过程( × )
2．一只狼捕食了一只兔子，就完成了能量流动( × )
3．相邻两个营养级的能量传递效率不会小于10%，也不会大于20%( × )
4．一种蜣螂专以象粪为食，则该种蜣螂最多能获取大象所同化能量的20%( × )
5．营养级越高的生物获得的能量越少，体型也越小( × )
6．“桑基鱼塘”实现了能量的多级利用，大大提高了能量的传递效率( × )7．生态系统中的能量可被多级循环利用，从而大大提高了能量的利用率( × )
二、填空默写
1．(必修3 P )生态系统的能量流动：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
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2．(必修3 P )生态系统的能量单向流动的原因：食物链中的捕食关系是长期自然选择的结
95
果，不可逆转；生产者不能再利用散失的能量。
3．(必修3 P )能量流动逐级递减的原因：某个营养级同化的能量自身呼吸要消耗一部分，
95
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。
4．(必修3 P )任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的
96
正常功能。
5．(必修3 P )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
96
过程中总是逐级递减，因此能量金字塔通常都是上窄下宽的金字塔形。
6．(必修3 P )从能量流动的角度分析建设“沼气池”的意义是实现了对能量的多级利用，
96
从而大大提高了能量的利用率。
7．(必修3 P )从能量流动的角度分析，合理确定草场载畜量的目的是调整生态系统中的能
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量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
课时精练
一、选择题
1．(2022·聊城市高三一模)桑基鱼塘是种桑、养蚕及池塘养鱼相结合的一种生产经营模式。
在池梗上或池塘附近种植桑树，以桑叶养蚕，以蚕沙、蚕蛹等作鱼饵料，以塘泥作为桑树肥
料，达到鱼、蚕、桑兼收的效果。下列有关说法正确的是( )
A．该生态系统中人的作用非常关键，人是该生态系统的基石
B．流经鱼塘生态系统的总能量等于鱼塘中生产者固定的太阳能
C．蚕沙中的能量属于桑树同化量中流向分解者的一部分
D．桑基鱼塘能实现对能量的多级利用，从而大大提高能量的传递效率
答案 C
解析 人是消费者，而生产者才是生态系统的基石，A错误；鱼塘是人工生态系统，流经鱼
塘生态系统的总能量等于生产者固定的太阳能和人工输入的能量，B错误；蚕沙中的能量是
蚕未同化的能量，属于桑树同化量中流向分解者的一部分，C正确；桑基鱼塘能实现对能量
的多级利用，提高能量的利用率而不是传递效率，D错误。2．野生动物园圈养草食性动物产生的大量粪便，可以用粪食性金龟进行处理。下列叙述正
确的是( )
A．粪便的气味吸引粪食性金龟属于化学信息传递
B．金龟的活动促进了物质和能量的多级循环利用
C．金龟的食物来自于草食性动物，处于生态系统的第三营养级
D．金龟生命活动所需的能量来源于被草食性动物同化后的能量
答案 A
解析 粪便的气味由化学物质组成，吸引粪食性金龟属于化学信息传递，A正确；金龟的活
动促进了物质循环和能量流动，能量不能循环利用，B错误；金龟的食物来自于草食性动物
的粪便，粪便中的能量来自生产者，金龟属于分解者，不属于任何营养级，C错误；金龟生
命活动所需的能量来源于草食性动物粪便中的能量，不属于食草动物的同化量，D错误。
3．某生态系统中存在如图所示的食物网。如将丙的食物比例由甲∶乙＝1∶1调整为2∶1，
能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载丙的数量是原来的( )
A．1.875倍 B．0.575倍
C．1.273倍 D．1.375倍
答案 D
解析 解题时应该从丙出发，设当食物由甲∶乙＝1∶1时，丙的能量为x，需要的甲为
0.5x÷10%＋0.5x÷10%÷10%＝55x，设当食物由甲∶乙＝2∶1时，丙的能量为y，需要的甲为
2/3y÷10%＋1/3y÷10%÷10%＝40y，因为两种情况下，生产者的数量是一定的，即 55x＝
40y，故y/x＝55/40，就是1.375倍。
4．(2022·辽宁省五校联考)螳螂捕蝉，黄雀在后体现了食物链的原理，若鹰迁入了蝉、螳螂、
黄雀所在的树林中，捕食黄雀并栖息在林中。下列叙述正确的是( )
A．蝉、螳螂、黄雀、鹰构成了一条食物链
B．鹰的迁入使得黄雀的数量大幅持续锐减
C．螳螂通过捕食蝉获得了蝉能量的10%～20%
D．鹰的迁入增加了该生态系统能量流动的环节
答案 D
解析 食物链是生产者和消费者存在的一种捕食与被捕食的关系，起点是生产者，终点是消
费者，蝉、螳螂、黄雀、鹰缺少生产者不能构成一条食物链，A错误；鹰的迁入会使黄雀的
数量在一定时间内有所减少，但因为生态系统间存在负反馈调节机制，当黄雀数量减少到一
定程度后，鹰可能会调整食物来源，黄雀的数量会维持在一个相对稳定的水平，B错误；能
量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值，螳螂和蝉都是某个营养级的个体，无法
用10%～20%的能量传递效率来衡量，C错误；“螳螂捕蝉，黄雀在后”中隐藏的食物链为：绿色植物→蝉→螳螂→黄雀，当鹰迁入并栖息于林中后，食物链应为：绿色植物→蝉→螳螂
→黄雀→鹰。因此鹰的迁入增加了该生态系统能量流动的环节，D正确。
5．某生态系统内有甲、乙、丙、丁四种生物，其中乙、丙和丁构成一条食物链：乙→丙→
丁，甲和乙之间的关系如图1，图2为能量流经丙的示意图，下列有关说法错误的是( )
A．由图1可知甲、乙属于互利共生关系
B．食物链相邻两个营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果
C．流向M的能量是乙同化的能量
D．为了使丙同化的能量更多地流向对人有益的方向，可以对丙进行圈养
答案 C
解析 分析甲图可知甲和乙“同增同减”，说明甲与乙的种间关系是互利共生，A正确；食
物链相邻两个营养级之间的捕食关系是经过长期的自然选择的结果，B正确；流向M的能
量一部分是丙同化的能量，一部分是乙同化的能量，C错误；为了使丙同化的能量更多地流
向对人有益的方向，可以人为调整能量流动的关系，例如对丙进行圈养，避免其流向丁，D
正确。
6．如图是某草原生态系统能量流动的情况，各个字母表示相关能量的多少，其中 d、e、f
表示用于生长、发育和繁殖的能量。下列说法不正确的是( )
A．g、h、i分别表示相应营养级生物通过呼吸作用以热能形式散失的能量
B．兔子同化的能量可以表示为b＝h＋e＋c＋k
C．如果相邻营养级之间的能量传递效率相同，则有关系b2＝ac
D．如果能量从第一营养级流向第二营养级的传递效率为10%，则a＝10b答案 B
解析 输入每一营养级的能量，一部分会通过呼吸作用以热能的形式散失，另一部分用于生
长、发育和繁殖等生命活动，因此兔子同化的能量可以表示为 b＝h＋e，B错误；a、b、c
分别表示相应营养级生物同化的能量，如果相邻营养级之间的能量传递效率相同，则有关系
＝，得b2＝ac，C正确；如果能量从第一营养级流向第二营养级的传递效率为10%，则＝
10%，a＝10b，D正确。
7．下图为某总面积为300 hm2的湿地受有害物质a污染后，有害物质a的浓度在各营养级部
分生物种类体内的变化情况。该湿地生态系统中燕鸥系统中燕鸥种群的 K值为1 200只。下
列说法错误的是( )
A．生态系统的食物链一般不超五个营养级
B．图示说明了营养级越高，生物体内有害物质a的浓度越高
C．当燕鸥的种群密度约为4只/hm2时，其种群增长速率最大
D．鱼的同化量除用于呼吸消耗之外，还用于自身的生长、发育和繁殖
答案 C
解析 由于生态系统中能量流动逐级递减，当食物链超过五个营养级后，常常传到第六营养
级的能量往往不足以供应其生命活动所需，故食物链常常不超过5个营养级，A正确；根据
题意可知，燕鸥的K值为1 200只，所以当燕鸥的种群密度约为4只/hm2时，其种群增长速
率为0，C错误。
8．(2022·辽宁朝阳模拟)下图是某人工湖生态系统中能量流动的部分图解，其中字母表示同
化量。下列叙述正确的是( )
A．浮游动物和鱼类作为消费者，在生态系统中可加快物质和能量的循环
B．甲种鱼和乙种鱼之间的能量传递效率为d/(b＋c＋e)×100%
C．向该人工湖中投放的饲料越多，甲种鱼和乙种鱼的数量就越多
D．该生态系统中每种生物的能量去向都有呼吸作用散失和流入下一营养级
答案 B
解析 浮游动物和鱼类作为消费者，在生态系统中可加快物质循环，但能量不能循环，A错
误；相邻营养级间的能量传递效率＝某一营养级同化量/上一营养级同化量×100%，乙种鱼从甲种鱼处同化的能量为d，而甲种鱼同化的能量为b＋c＋e，则甲种鱼和乙种鱼间的能量
传递效率为d/(b＋c＋e)×100%，B正确；向该人工湖中投放的饲料过多，可能导致水质变
差，鱼类减少，C错误；最高营养级无流入下一营养级的能量，D错误。
9．1942年，美国生态学家林德曼对赛达伯格湖的能量流动分析，是生态系统能量流动定量
研究的开创性工作。如图是赛达伯格湖的能量流动图解(图中数字为能量数值，单位是
J·cm－2·a－1)。下列关于该生态系统能量利用和传递特征的叙述，错误的是( )
A．太阳能被生态系统固定的效率小于0.1%
B．流经生态系统的总能量为464.6 J·cm－2·a－1
C．呼吸作用消耗能量的比例随营养级的提高而降低
D．第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为20%
答案 C
解析 生产者固定的太阳能为464.6 J·cm－2·a－1，太阳辐射总量为497 693.2 J·cm－2·a－1，太
阳能被生态系统固定的效率为464.6/497 693.2×100%≈0.09%，小于0.1%，A正确；第一营
养级呼吸作用消耗能量的比例为96.3/464.6×100%≈20.7%，第二营养级呼吸作用消耗能量
的比例为 18.8/62.8×100%≈29.9%，第三营养级呼吸作用消耗的能量的比例为
7.5/12.6×100%≈59.5%，营养级越高，呼吸作用消耗的能量所占比例越高，C错误；能量
传递效率是相邻两个营养级同化量之比，第二营养级到第三营养级能量传递效率为
12.6/62.8×100%≈20%，D正确。
10．根据食物链的起点不同，可分为捕食食物链和碎屑食物链。森林的树叶、草和池塘中的
藻类，其活体被取食时，它们是捕食食物链的起点；当树叶、草枯死落在地上，藻类死亡后
沉入水底，很快被微生物分解，形成碎屑，这时又成为碎屑食物链的起点，这两大类型食物
链在生态系统中往往是同时存在的。下图为某森林生态系统中落叶层中的部分食物网，下列
有关该食物网的叙述，正确的是( )
A．多条捕食食物链彼此交错形成了食物网
B．分解者和各级消费者通过食物网把能量逐级传递下去
C．图中动物之间的各种信息都是沿着食物链单向传递的D．土壤动物能独立完成CO 在无机环境与生物群落之间的循环
2
答案 B
解析 根据题干可知，食物链包括捕食食物链和碎屑食物链，故捕食食物链和碎屑食物链彼
此相互交错形成食物网，A错误；信息传递发生在生态系统的各种成分之间，并且传递可以
是双向的，而生物之间的能量是沿着食物链单向传递的，C错误；CO 通过生产者的光合作
2
用和化能合成作用由无机环境进入生物群落，通过生产者、分解者、消费者的呼吸作用由生
物群落进入无机环境，故土壤动物不能独立完成CO 在无机环境与生物群落之间的循环，D
2
错误。
11．食物链亦称”营养链”。生态系统中各种生物为维持其本身的生命活动，必须以其他生
物为食。这种摄食关系实际上是能量从一种生物转到另一种生物的关系。食物链一般包括 3
～5个环节，由植物、植食动物、肉食动物组成。下列有关叙述错误的是( )
A．食物链一般不超过5个环节与能量流动的逐级递减有关
B．能量在食物链中的流动是单向的，并且逐渐都以热能形式耗散
C．由食物链交错连接成的食物网中，植食动物所处营养级并不是一成不变的
D．生态系统中的食物网越复杂，其自我调节能力就越强
答案 C
解析 在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多，所以食物链
一般不超过5个环节，A正确；所有的植食动物都只位于第二营养级，C错误。
12．如图是某同学绘制的生态系统能量金字塔，其中 a～d代表能量值。下列相关叙述正确
的是( )
A．图中所示的各种生物成分组成一条食物链
B．次级消费者、三级消费者分别属于第二、第三营养级
C．能量c可代表生产者呼吸释放的热能及流向分解者的能量
D．在生态系统中，b的值不可能超过d的10倍
答案 C
解析 图中的各种生物可能构成多条食物链，A错误；次级消费者，三级消费者分别属于第
三、第四营养级，B错误；在生态系统中，能量传递效率一般为10%～20%，但也可能低于
10%，因此b的值有可能超过d的10倍，D错误。
二、非选择题13．研究小组对某人工鱼塘中部分生物的种群数量进行了调查，并对其消化道内的食物组成
分析后获得如图所示的食物网。研究发现，适当提高光能利用率、增加饲料投放量，均可使
鱼产量大幅度提高。回答下列问题：
(1)流经该鱼塘生态系统的能量来自________________________________________________，
“青草鲢鳙”四大家鱼混合放养，影响其分布的主要因素是______________________。
(2)小龙虾属于杂食性动物，可取食浮游植物和其他水生植物，也捕食鱼塘中的B，小龙虾
与B的种间关系是______________，在小龙虾入侵该鱼塘后，如果放弃对该鱼塘的管理，
预期小龙虾的种群数量将出现的变化是
________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(3)假设A的同化量以相同的比例来自各条食物链(相邻营养级之间的能量传递效率均以20%
计算)，当A同化129 kJ的能量时，则共需浮游植物和其他水生植物同化的能量为______
kJ。
(4)在混合放养的鱼塘加入肉食性的乌鱼，从能量流动的角度分析是否有利，并简要说明原
因：
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
。
答案 (1)生产者固定的太阳能和人工输入的有机物中的能量 食物条件和栖息空间 (2)捕
食和竞争 先快速增加，后减少，最后趋于稳定 (3)2 365 (4)不利，乌鱼捕食其他鱼类，
增加了营养级，使流向人类的能量减少
解析 (1)该鱼塘生态系统属于人工生态系统，故流经该鱼塘生态系统的能量来自生产者(浮
游植物和其他水生植物)固定的太阳能和人工输入的有机物(饲料)。影响动物垂直分层的主要
因素是食物条件和栖息空间。(2)小龙虾属于杂食性动物，既可取食水生植物，也对鱼塘中
的B进行捕食，因而小龙虾与B的种间关系是捕食和种间竞争。在小龙虾入侵该鱼塘后，
如果放弃对该鱼塘的管理，小龙虾的种群数量将出现的变化是先快速增加，然后减少，最后
趋于稳定。(3)A同化129 kJ的能量，1/3来自浮游植物→B→A；1/3来自其他水生植物
→C→A；1/3来自其他水生植物→A，能量传递效率为20%，则共需浮游植物和其他水生植
物同化的能量为129×1/3÷20%＋129×1/3÷20%÷20%＋129×1/3÷20%÷20%＝2 365(kJ)。
14．如图为某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[单位为×103
kJ/(m2·a)]，
其中有机物输入是指人工饲喂过程中各营养级同化的能量，请回答有关问题：(1)图中①代表的生理过程是______________，图中②代表的物质中的能量主要以
____________________的形式储存。
(2)该生态系统生产者固定的总能量为____________kJ/(m2·a)，能量从第二营养级到第三营养
级的传递效率约为________。
(3)若该鱼塘对某类鱼的容纳量为8 000尾，则捕捞后这种鱼的数量为________尾时可获得最
大持续捕捞量。
答案 (1)呼吸作用 有机物中化学能 (2)1.1×105 15.6% (3)4 000
解析 (1)由图可以看出，各营养级生物和分解者都有①过程，并且此过程的能量流出该生
态系统，所以①过程应是呼吸作用，图中的②是人从鱼塘得到的各种产品，其能量主要以有
机物中化学能的形式储存。(2)因为图中生产者流向初级消费者、初级消费者流向次级消费
者的能量均没有给出，所以应先分析并计算次级消费者的总能量：2.1＋5.1＋0.05＋0.25＝
7.5[×
103 kJ/(m2·a)]，但是这些能量中有5×103 kJ/(m2·a)是人工输入的，所以肉食性动物从植食性
动物中获得的能量是7.5－5＝2.5[×103 kJ/(m2·a)]，则植食性动物的总能量为4＋9＋0.5＋
2.5＝16[×103 kJ/(m2·a)]，同理这些能量中有2×103 kJ/(m2·a)是人工输入的，所以植食性动
物从生产者中获得的能量是16－2＝14[×103 kJ/(m2·a)]，最后可以算出生产者固定的能量为
14＋23＋70＋3＝110[×103 kJ/(m2·a)]，即1.1×105 kJ/(m2·a)。第二营养级是植食性动物，第
三营养级是肉食性动物，所以从第二营养级到第三营养级的能量传递效率是
2.5÷16×100%≈15.6%。
