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高中生物高考专题10 能量流动的过程分析及计算（解析版）
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这是一份高中生物高考专题10 能量流动的过程分析及计算（解析版），共34页。
2020届高考生物难点及易错题精讲精练
专题10 能量流动的过程分析及计算
【难点精讲】
一、能量流动的过程分析
例题：(2019·内蒙古赤峰二中第三次月考)生态系统中存在食物链“马尾松→松毛虫→杜鹃”，如图表示松毛虫摄入能量的流动方向，下列叙述正确的是( )
A．该食物链中的生物在数量上呈正金字塔模型
B．松毛虫和杜鹃之间的能量传递效率可用E/A×100%表示
C．由松毛虫流入分解者的能量可用C＋D＋F表示
D．若迁走全部杜鹃，松毛虫的种群数量将呈“J”型增长
【答案】 B
【解析】 该食物链中的生物在能量上呈正金字塔形，而数量上松毛虫的数量多于马尾松，不呈现正金字塔形；松毛虫的同化量是A，杜鹃的同化量是E，能量传递效率可用 E/A×100%表示；由松毛虫流入分解者的能量可用D＋F表示，C表示松毛虫粪便量，属于马尾松的能量；若迁走全部杜鹃，但由于资源和空间是有限的，松毛虫的种群数量增长将呈现“S”型曲线。
【难点突破】
不同营养级能量流动示意图
构建能量流动过程模型
方法一：
说明:两个等量关系：同化量（b）＝呼吸作用消耗量（d）＋用于生长发育和繁殖的能量（e）；摄入量（a）＝同化量（b）＋粪便量（c）
方法二：
说明:三个去向（不定时分析）：同化量＝呼吸作用消耗量＋分解者分解量＋下一营养级的同化量（最高营养级除外）
方法三：
说明:四个去向（定时分析）：同化量＝自身呼吸作用消耗量（A）＋未利用（B）＋分解者的分解量（C）＋下一营养级的同化量（D）（最高营养级除外）
变式训练1：（2019·山西实验中学质量监测）某同学绘制了如下图所示的能量流动图解（其中W1为生产者固定的太阳能），下列叙述中错误的是（ ）
A.生产者固定的总能量可表示为（A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2）
B.由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为（D1/W1）×100%
C.流入初级消费者的能量为（A2＋B2＋C2＋D2）
D.图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减
【答案】 A
【解析】 生产者固定的总能量为W1＝（A1＋B1＋C1＋D1），而D1＝A2＋B2＋C2＋D2，是从第一营养级流入下一营养级的能量，因此生产者固定的总能量可表示为（A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2），A错误；由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为（D1/W1）×100%或[D1/（A1＋B1＋C1＋D1]×100%，B正确；流入初级消费者的能量为D1＝（A2＋B2＋C2＋D2），C正确；图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减，D正确。
变式训练2：下图1为某湖泊生态系统的能量金字塔简图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，M1、M2代表不同的能量形式；图2表示能量流经该生态系统某一营养级的流动途径示意图，其中a～g表示能量值。请据图作答：
(1)图1中，M2表示的能量形式为__________________。通常情况下，位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于营养级Ⅲ，主要原因是_______________________________________。
(2)图2中，若A表示图1中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示________________________，C表示_________________________________________________________________________。
(3)图2中有两处不同的能量散失途径，其中E处散失的能量是通过________________实现的。
【答案】 (1)热能(或通过呼吸作用散失的热量) 在食物链中能量传递逐级递减，Ⅳ的营养级最高，可利用的能量最少 (2)Ⅱ所同化的能量 Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量 (3)分解者的分解作用
【解析】 (1)M1是输入到生态系统中的总能量，是太阳能。M2是生态系统散失的能量，是热能。在能量传递中由于大量能量以热能的形式散失，故最高营养级获得的能量最少，位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于营养级Ⅲ。(2)图2中，若A表示图1中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，摄入的能量中有一部分(c)未被同化，B表示被同化的能量，同化的能量去掉呼吸散失的，即是用于生长、发育和繁殖的能量(C)。(3)图2中E处散失的能量是通过分解者的分解作用实现的。
二、 能量流动传递效率的计算
例题：下表是对某水生生态系统营养级和能量流动情况的调查结果，表中A、B、C、D分别表示不同的营养级，E为分解者。Pg表示生物同化作用固定能量的总量，Pn表示生物体储存的能量(Pn＝Pg－R)，R表示生物呼吸消耗的能量。
单位：102 kJ/(m2·a)
Pg
Pn
R
A
15.9
2.8
13.1
B
870.7
369.4
501.3
C
0.9
0.3
0.6
D
141
61.9
79.1
E
211.5
20.1
191.4
回答下列问题：
(1)能量流动是从A、B、C、D中的哪个营养级开始的？__________。判断依据是____________________________________________。
(2)该生态系统中能量从第三营养级传递到第四营养级的效率约为__________。
(3)从能量输入和输出角度看，该生态系统的总能量是否增加？__________(填“是”或“否”)，原因是________________________________________________________________。
【答案】 (1)B B营养级含能量最多，B为生产者 (2)5.7% (3)是 该生态系统输入的总能量大于所有生物消耗的能量之和
【解析】 首先根据表格、题干分析可知，B营养级固定的能量最多，故B为生产者，又因为E为分解者，所以食物链为B→D→A→C，再根据公式②计算从第三营养级到第四营养级的传递效率是0.9/15.9×100%≈5.7%。输入的总能量即为生产者固定的总能量＝870.7，输出的总能量＝所有生物呼吸消耗的能量之和＝13.1＋501.3＋0.6＋79.1＋191.4＝785.5，因为870.7＞785.5，所以生态系统输入的总能量大于所有生物消耗的能量之和，即该生态系统的总能量增加了。
【难点突破】
计算能量传递效率
(1)生态系统的总能量＝生产者固定的全部太阳能＝第一营养级的同化量。
(2)能量传递效率＝×100%。
特别注意：必须是两个营养级的同化量之比。
人工能量输入的能量传递效率计算
人为输入到某一营养级的能量是该营养级同化量的一部分，但却不是从上一营养级流入的能量。如求第二营养级至第三营养级传递效率时，应为第三营养级从第二营养级同化的能量（不包括人工输入到第三营养级的能量）/第二营养级的同化量（包括人工输入到第二营养级的能量）×100%
变式训练1：如图是以种植玉米为主的某农田生态系统整个生长季节能量流动示意图，数值单位为kJ/cm2，输入该农田生态系统的总能量________(填“小于”“等于”或“大于”)玉米固定的太阳能总量。已知图中生产者同化的能量有160 kJ/cm2未被利用，由此可知，生产者用于生长、发育和繁殖的能量有__________ kJ/cm2，由初级消费者到次级消费者的能量传递效率为________。
【答案】 大于 460 10%
【解析】 生态系统的总能量为生产者固定的太阳能总量，该生态系统中生产者不止有玉米，还有其他的绿色植物，因此输入该农田生态系统的总能量大于玉米所固定的太阳能总量。已知图中生产者同化的能量尚有160 kJ/cm2未被利用，由此可知，生产者用于生长、发育和繁殖的能量有160＋200＋100＝460 kJ/cm2，由初级消费者到次级消费者的能量传递效率为20/200×100%＝10%。
变式训练2：如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值(单位为103 kJ·m－2·a－1)。顶位肉食动物从上一营养级获得的能量为0.25，则肉食动物从上一营养级获得的能量为________；能量从该生态系统的第二营养级到第三营养级的传递效率约为________。第一营养级到第二营养级的传递效率约为________。
【答案】 2.5 15.6% 12.7%
【解析】(1)因顶位肉食动物从上一营养级获得的能量为0.25(103 kJ·m－2·a－1)，流入肉食动物的总能量＝0.25＋0.05＋5.1＋2.1＝7.5(103 kJ·m－2·a－1)，又因为有机物输入为5(103 kJ·m－2·a－1)，则肉食动物从上一营养级获得的能量为7.5－5＝2.5(103 kJ·m－2·a－1)。
(2)该生态系统的第二营养级(植食动物)的能量＝2.5＋0.5＋9＋4＝16(103 kJ·m－2·a－1)，能量从该生态系统的第二营养级到第三营养级的传递效率＝2.5÷16×100%≈15.6%。
(3)第一营养级流入到第二营养级的能量＝16－2＝14(103 kJ·m－2·a－1)，第一营养级的能量＝14＋3＋70＋23＝110(103 kJ·m－2·a－1)，则第一营养级到第二营养级的传递效率＝14÷110×100%≈12.7%。
三、 能量流动中的最值计算
例题：下图所示的食物网中，若人的体重增加1 kg，最少需消耗水藻________kg，最多消耗水藻________kg。
【答案】 25 100 000
【解析】 能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%～20%。求最少消耗水藻量时，应选最短的食物链，即水藻→小鱼→人，传递效率按20%计算，设最少消耗水藻量为x，则x×20%×20%＝1 kg，x＝25 kg；求最多消耗水藻量时，应选最长的食物链，即水藻→水蚤→虾→小鱼→大鱼→人，传递效率按10%计算，设最多消耗水藻量为y，则y×10%×10%×10%×10%×10%＝1 kg，y＝100 000 kg。
【难点突破】
食物链中能量最值的计算规律
变式训练：某生态系统中存在如下图所示，食物网，若A固定的太阳能总量为M，则C获得的能量范围大约是( )
A．1/100·M～1/10·M
B．1/250·M～1/25·M
C．1/10 000·M～1/25·M
D．M～1 000 M
【答案】 C
【解析】 A的能量是M，求C获得的最多能量，按最高传递效率、最短食物链计算，为1/25·M；求C获得的最少能量，按最低传递效率、最长食物链计算，为1/10 000·M；所以C获得的能量范围大约是1/10 000· M～1/25·M。
四、 能量流动中的定值计算
例题：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．1.375倍 B．1.875倍 C．1.273倍 D．0.575倍
【答案】 A
【解析】 由于生产者没有改变，所以流向该生态系统的总能量没有变化，设丙原来的能量为a，则需要甲提供的能量为(1/2)a÷10%÷10%＋(1/2)a÷10%＝55a；改变食物比例后的丙的能量设为b，则需要甲提供的能量为(2/3)b÷10%＋(1/3)b÷10%÷10%＝40b，根据题意可得：55a＝40b，b/a＝1.375。
【难点突破】
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，而需按具体数值计数。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。
变式训练：如图食物网中，假如猫头鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇。那么，猫头鹰若要增加20 g体重，最少需要消耗的植物为( )
A．80 g B．900 g
C．800 g D．600 g
【答案】 B
【解析】依图中食物关系分析可知，猫头鹰处于第三、四营养级。在食物链“植物→鼠(兔)→猫头鹰”中，猫头鹰属第三营养级时，最少消耗植物20 g×4/5÷20%÷20%＝400 g。在食物链“植物→鼠→蛇→猫头鹰”中，猫头鹰属第四营养级时，最少消耗植物20 g×1/5÷20%÷20%÷20%＝500 g，所以最少需要消耗的植物为400 g＋500 g＝900 g。
【真题回顾】
1．(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量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。
2．(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，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】 由图可知，鲫鱼既是初级消费者又是次级消费者，A正确；鳜鱼的营养级比鲢鱼高，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。
3．(2016·全国Ⅰ，5)在漫长的历史时期内，我们的祖先通过自身的生产和生活实践，积累了对生态方面的感性认识和经验，并形成了一些生态学思想，如：自然与人和谐统一的思想。根据这一思想和生态学知识，下列说法错误的是( )
A．生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律
B．若人与自然和谐统一，生产者固定的能量便可反复利用
C．“退耕还林、还草”是体现自然与人和谐统一思想的实例
D．人类应以保持生态系统相对稳定为原则，确定自己的消耗标准
【答案】 B
【解析】 生态系统物质循环过程中，无机环境中的物质可以被生物群落反复利用，生物群落中的物质可通过呼吸作用进入无机环境；能量流动是单向的、逐级递减的。二者均具有各自的规律，A正确；生态系统的能量是单向流动的，不可反复利用，B错误；“退耕还林、还草”保护了生物多样性，体现了自然与人和谐统一的思想，C正确；人类对生态系统的利用应该适度，不能超过生态系统的自我调节能力，以保持其相对稳定，D正确。
4．(2016·全国Ⅲ，5)我国谚语中的“螳螂捕蝉，黄雀在后”体现了食物链的原理。若鹰迁入了蝉、螳螂和黄雀所在的树林中，捕食黄雀并栖息于林中。下列叙述正确的是( )
A．鹰的迁入增加了该树林中蝉及其天敌的数量
B．该生态系统中细菌产生的能量可流向生产者
C．鹰的迁入增加了该生态系统能量消耗的环节
D．鹰的迁入改变了该生态系统能量流动的方向
【答案】 C
【解析】 鹰迁入后，形成了食物链：植物→蝉→螳螂→黄雀→鹰，据此可知，鹰的迁入会使该树林中黄雀的数量减少、螳螂的数量增加、蝉的数量减少等系列变化，A错误；能量流动是沿着食物链进行的，细菌是分解者，不参与食物链的构成，即细菌的能量不能流向生产者，B错误；能量流动是沿着食物链进行的，鹰的迁入没有改变该生态系统能量流动的方向，D错误。
5．(2018·全国Ⅱ，31)大型肉食性动物对低营养级肉食性动物与植食性动物有捕食和驱赶作用，这一建立在“威慑”与“恐惧”基础上的种间关系会对群落或生态系统产生影响，此方面的研究属于“恐惧生态学”范畴。回答下列问题：
(1)当某种大型肉食性动物迁入到一个新的生态系统时，原有食物链的营养级有可能增加。生态系统中食物链的营养级数量一般不会太多，原因是__________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)如果将顶级肉食性动物引入食物网只有三个营养级的某生态系统中，使得甲、乙两种植食性动物间的竞争结果发生了反转，即该生态系统中甲的数量优势地位丧失。假定该反转不是由于顶级肉食性动物的直接捕食造成的，那么根据上述“恐惧生态学”知识推测，甲的数量优势地位丧失的可能原因是________________________________________(答出一点即可)。
(3)若某种大型肉食性动物在某地区的森林中重新出现，会减轻该地区野猪对农作物的破坏程度。根据上述“恐惧生态学”知识推测，产生这一结果的可能原因有_____________________
________________________________(答出两点即可)。
【答案】 (1)生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了，传递到下一营养级的能量较少
(2)甲对顶级肉食性动物的恐惧程度比乙高，顶级肉食性动物引入后甲逃离该生态系统的数量比乙多
(3)大型肉食性动物捕食野猪；野猪因恐惧减少了采食
【解析】 (1)生态系统中能量沿食物链的传递特点是单向流动、逐级递减。食物链中生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了，传递到下一个营养级的能量较少，所以一条食物链的营养级数量一般不会太多。
(2)根据题中信息可知，顶级肉食性动物对环境中的植食性动物有驱赶作用，这种作用是建立在“威慑”与“恐惧”基础上的。甲的数量优势地位丧失的原因可能是其对顶级肉食性动物的恐惧程度比乙高，导致甲逃离该生态系统的数量比乙多。
(3)大型肉食性动物捕食野猪或野猪因恐惧减少了采食，从而减轻了野猪对该地区农作物的破坏。
【新题精练】
一、单选题
1．（2020·浙江省高三二模）下图表示动物利用食物的过程。结合此图判断，下列叙述正确的是（ ）
A．次级生产量在某时刻前的积累量即为该动物的生物量
B．动物产生粪便中的能量属于它对食物的同化量
C．植食性动物对食物的获取量不属于生产者的净初级生产量
D．次级生产量不需要依靠植物在光合作用中产生的有机物质
【答案】A
【解析】
A、次级生产量在某时刻前的积累量即为该动物的生物量，A正确；
B、动物产生粪便中的能量属于上一个营养级的同化量，B错误；
C、生产者固定的能量中一部分被自身呼吸作用消耗掉，剩下的可用于生长、发育和繁殖，这部分能量称为净初级生产量，故植食性动物对食物的获取量属于生产者的净初级生产量，C错误；
D、次级生产过程是指消费者和分解者利用初级生产物的同化过程，即利用生态系统中现有的有机物质再生产有机物质的过程，故次级生产量需要依靠植物在光合作用中产生的有机物质，D错误。
故选A。
2．（2020·四川外国语大学附属外国语学校高二期中）如果一个人食物有1/2来自绿色植物，1/2来自羊肉，假如传递效率为10 % ，那么该人每增加1千克体重，约消耗植物( )
A．10千克 B．55千克 C．100千克 D．110千克
【答案】B
【解析】
此题中，食物链已经固定，传递效率也已经固定，只需要计算就行了，人增加1kg体重，将这1kg体重分出1/2（0.5kg）是靠食用绿色植物增加的，按10%的传递效率，人的体重增加0.5kg需要食用植物5kg；同理人的体重还有1/2（0. 5kg）是靠食用羊肉，人的体重增加0. 5kg需要使用羊肉5kg，这5kg羊肉需要食用小型植食性动物50kg，故人每增加1千克体重，约消耗植物5+50=55 kg，B正确，A、C、D均错误。
故选B。
3．（2020·全国高三一模）下图是某生态农业的模式图，下列关于该生态系统的叙述正确的是（ ）
A．“水稻→鸡→猪”是该生态系统的一条食物链
B．沼渣、塘泥可以为水稻、大豆提供物质和能量
C．鸡粪中的能量不属于鸡同化的能量
D．该生态系统提高了各营养级之间的能量传递效率
【答案】C
【解析】
A、猪并未捕食鸡，“水稻→鸡→猪”不是该生态系统的一条食物链，A错误；
B、沼渣、塘泥作为肥料还田，水稻、大豆利用的是微生物分解时产生的无机盐及CO2，并未直接从沼渣、塘泥中获取能量，B错误；
C、鸡粪中的能量不属于鸡的同化量，属于鸡的上一营养级水稻和大豆的同化量，C正确；
D、在生态农业中只能提高能量的利用率而不能提高营养级之间的能量传递效率，D错误。
故选C。
4．（2020·浙江省高三一模）图表示某果园生态系统两个营养级之间能量流动过程，①〜④代表不同能量，下列叙述正确的是（ ）
A．生产者营养级的生物量是①的积累量
B．人类从果园收获的果实属于②的一部分
C．减少③/摄入的比值，有利于提高果园的产量
D．增加植食动物呼吸，将使两营养级间能量传递效率下降
【答案】B
【解析】
A、生产者营养级的生物量是①的同化量，A错误；
B、人类从果园收获的果实属于②的一部分，B正确；
C、减少③/摄入的比值，不影响果园的产量，C错误；
D、增加植食动物呼吸，不会改变两营养级间能量传递效率，D错误。
故选B。
5．（2020·甘肃省西北师大附中高三一模）如图为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，以下说法正确的（ ）
A．乙粪便中食物残渣的能量包含在d中
B．乙用于生长、发育及繁殖的能量值可表示为a-b-d
C．甲摄入的能量为e+a+c
D．一般a约占甲同化量的10%～20%
【答案】D
【解析】
A、乙粪便中的能量属于乙的摄入量，是为乙没有消化、吸收的能量，因此不是乙的同化量而是甲同化的能量中流向分解者的一部分，故乙粪便中食物残渣的能量包含在c中，A错误；
B、乙同化的能量一部分用于呼吸消耗，一部分用于自身生长、发育、繁殖，图中a为乙的同化量，b为乙呼吸作用消耗的能量，所以乙用于自身生长、发育、繁殖的能量为a-b，B错误；
C、摄入量=同化量+粪便量，同化量有三条去路：e自身呼吸消耗；a流入下一营养级；c被分解者分解，故甲摄入的能量大于e+a+c，C错误；
D、a表示乙的同化量，一般a约占上一营养级甲同化量的10%～20%，D正确。
故选D。
6．（2020·贵州省贵阳一中高三其他）下为能量流经某生态系统中第二营养级的示意图（单位J/cm2·a），下列说法正确的是（ ）
A．图中B表示用于生长、发育和繁殖的能量是80
B．该生态系统第一营养级同化的能量至少为400
C．能量由第二营养级到第三营养级的传递效率是20%
D．畜牧业中，放养与圈养相比，可提高图中C/B的比值
【答案】B
【解析】
A、图中B表示该营养级同化的能量，即第二营养级同化的能量是80J/cm2•a，A错误；
B、图中B表示该营养级同化的能量，即第二营养级同化的能量是80J/cm2•a，按能量最高传递效率20%计算，第一营养级同化的能量至少为80÷20%=400J/cm2•a，B正确；
C、由于第三营养级能量只知道摄入量，不知道同化量，不能计算能量由第二营养级到第三营养级的传递效率，C错误；
D、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，放养自身呼吸消耗较多，畜牧业中，圈养与放养相比，可提高图中C/B的比值，D错误。
故选B。
7．（2020·浙江省高三一模）如图为生态系统能量流动示意图，下列叙述错误的是（ ）
A．流经该生态系统的总能量是图中的N2
B．N3是生产者用于生长和繁殖的能量
C．蜣螂所利用的能量N6属于初级消费者同化的能量
D．第一和第二营养级之间的能量传递效率为N5/N2×100%
【答案】C
【解析】
A、流经生态系统的总能量为生产者所固定的太阳能，即为图中的N2，A正确；
B、同化量等于呼吸量+生长、发育和繁殖量，因此N3是生产者用于生长、发育和繁殖的能量，B正确；
C、蜣螂所利用的能量N6属于生产者同化的能量，C错误；
D、据分析可知，第一和第二营养级之间的能量传递效率为N5/N2×100%，D正确。
故选C。
8．（2020·北京高二期末）图1表示某河流的能量金字塔（甲、乙、丙为3种鱼，丁为以这3种鱼为食1种水鸟，甲不摄食藻类，箭头指示能量流动方向），图2表示部分能量流动关系（图中数字表示同化的能量）。下列有关该河流生态系统的描述正确的是
A．图1所示食物网中，丁与丙之间的种间关系只有捕食关系
B．图1所示食物网中，遗漏的一条能量流动途径是水草→甲→丁
C．图2所示的能量流动关系中，乙的部分同化量以粪便的形式流向了分解者
D．据图2可知，图1食物网中第一到第二营养级能量的传递效率小于7.6%
【答案】B
【解析】
根据图1，次级消费者是丙和丁，丁和丙都以乙为食，丁又捕食丙，所以丁和丙之间的种间关系是捕食和竞争，A错误；根据题干信息，“丁为以这3种鱼为食1种水鸟，”可知，图1所示食物网中，遗漏的一条水草→甲→丁的能量流动途径，B正确；乙粪便中的能量不属于乙的同化量，C错误；根据图2，食物网从第一营养级传递到乙的能量传递效率是1900÷25000＝7.6%。而第二营养级还含有甲，因此，图1食物网中第一到第二营养级能量的传递效率应高于7.6%，D错误。
9．（2020·江西省高三二模）如图是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。下列相关叙述不正确的是
A．乙可能是次级消费者，第三营养级
B．乙粪便中食物残渣的能量包含在c中
C．乙用于生长、发育及繁殖的能量值可表示为a-b-d
D．甲、乙两营养级之间的能量传递效率可以表示为a/（a+c+e）
【答案】C
【解析】
A、乙捕食甲，乙可能是次级消费者，第三营养级，A正确；
B、乙粪便中食物残渣的能量没有被乙同化，还属于甲进入分解者的能量，即包含在c中，B正确；
C、乙用于生长、发育及繁殖的能量值=乙同化的能量-乙呼吸作用散失的能量，可表示为a-b，C错误；
D、甲、乙两营养级之间的能量传递效率=乙同化的能量/甲同化的能量，可以表示为a/（a+c+e），D正确。
故选C。
10．（2020·山东省高三一模）某生态系统中，除分解者外，仅有甲、乙、丙、丁、戊5个种群。调查得知，该生态系统有4个营养级，相邻营养级之间的能量传递效率为10%~20%，且每个种群只处于一个营养级。一年内输入各种群的能量数值如表所示，表中能量数值的单位相同。下列叙述正确的是（ ）
种群
甲
乙
丙
丁
戊
能量
3．56
12．80
10．30
0．48
226．50
A．表中所示的能量总和是流经该生态系统的总能量
B．若土壤中含有一定浓度的重金属铬，则甲生物比乙生物体内污染物浓度铬含量低
C．该生态系统中第二营养级与第三营养级之间的能量传递效率约为15．4%
D．该生态系统内实现了物质循环，碳元素在各种群间循环的主要存在形式是CO2
【答案】C
【解析】
A、表中生产者固定的太阳能总量，表示流经该生态系统的总能量，A错误；
B、根据生物富集的特点，有害物质在食物链中随着营养级别的升高含量逐渐升高，若土壤中含有一定浓度的重金属铬，则甲生物比乙生物体内污染物浓度铬含量高，B错误；
C、该生态系统中第二营养级同化总量是12.8+10.3=23.1，第三营养级同化总量是3.56，故第二营养级与第三营养级之间的能量传递效率为3.56÷23.1×100%=15．4%，C正确；
D、该生态系统内实现了物质循环，碳元素在各种群间循环的主要存在形式是含碳有机物，D错误。
故选C。
二、多选题
11．（2020·山东省高三其他）下图为某生态系统的能量流动模型，其中P代表生产者固定的太阳能，A代表呼吸作用释放的能量，B代表未被利用的能量，C代表流向分解者的能量。下列相关叙述错误的是（ ）
A．P大于A1、A2、A3之和
B．若该生态系统一年内干物质总量基本不变，则其抵抗力稳定性也不变
C．上图中B1+C1+D1的总能量为生产者储存在植物体中用于生长、发育、繁殖的能量
D．生产者到植食性动物的能量传递效率为（B2+C2+D2）/D1×100%
【答案】BD
【解析】
A、P体表生产者固定的太阳能，是流经该生态系统的总能量，A代表呼吸作用释放的能量来自于营养级同化量的一部分，所以P大于A1、A2、A3之和，A正确；
B、一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高，生态系统中干物质总量不变，无法体现出上述情况的变化，B错误；
C、输入生产者的能量，一部分在生产者的呼吸作用中以热能形式散失；一部分用于生产者的生长、发育、繁殖等生命活动，储存在植物体的有机物中。根据题目信息及图中所示能量分配关系，B1+C1+D1的总能量为生产者储存在植物体中用于生长、发育、繁殖的能量，C正确；
D、生态系统中相邻营养级能量的传递效率等于它们同化量的比值，因此生产者到植食性动物的能量传递效率可表示为：（或），D错误。
故选BD。
三、综合题
12．（2020·江苏省江浦高级中学高三二模）下图甲是青海湖生态系统部分食物网示意图，图乙是裸鲤和鸬鹚两个营养级的能量流动示意图，其中a～e表示能量值。
请回答下列问题：
（1）图甲中，底栖动物处于第__________营养级，若过度捕捞裸鲤，短期内会导致____________数量减少。
（2）用标志重捕法调查裸鲤种群密度时，若标记个体易被再次捕获，则种群密度的估计值_______(填偏高、偏低或不变)。通过调查发现，该食物网中体形较大的鸬鹚数量比裸鲤的少，从生态系统能量流动的特点分析其原因是___________________________________________________________________。
（3） 图乙中，鸬鹚粪便中食物残渣的能量包含在_______________（填图中字母）中，鸬鹚用于生长、发育和繁殖的能量值可表示为___________________（用图中相应的字母和数学运算符号表示）。
（4） 青海湖是我国最大的高原咸水湿地，具有丰富的生物多样性。繁殖季节，青海湖中雌雄鸟上下翻飞，互相追逐，彼此通过飞翔来了解对方，这就是鸟类中的“戏飞”求偶现象，“戏飞”属于生态系统的______信息。该事实说明信息传递具有_________________________________________的功能。
【答案】第二、第三 鸬鹚 偏低 能量流动是逐级递减的，鸬鹚比裸鲤所处营养级高，流向鸬鹚的能量少 b c－d 行为 影响种群繁衍
【解析】
（1）图甲中，底栖动物以藻类和浮游动物为食，分别处于第二、第三营养级，鸬鹚的食物来源只有裸鲤，若过度捕捞裸鲤，短期内会导致鸬鹚数量减少。
（2）由分析可知，若标记个体易被再次捕获，则种群密度的估计值偏低。由能量单向流动、逐级递减的特点可知，鸬鹚比裸鲤所处营养级高，流向鸬鹚的能量少，故鸬鹚数量比裸鲤的少。
（3）鸬鹚粪便中食物残渣的能量包含在上一个营养级裸鲤流向分解者的能量b中。鸬鹚用于生长、发育和繁殖的能量=鸬鹚的同化量-呼吸作用散失的能量=c-d。
（4）鸟类中的“戏飞”求偶现象，属于生态系统的行为信息。由信息传递在生态系统中的作用可知，该行为信息影响种群的繁衍。
13．（2020·浙江省高三二模）我国某湖泊中有鳜鱼、鲫鱼和鲢鱼，该湖泊从上至下可分为甲、乙、丙、丁四层，某兴趣小组在某个季节对其温度和氧气进行空间结构分析，同时也调查出部分生物所构成的食物网，结果见下图：
（1）该湖泊中__________________层水的密度最大。
（2）该湖泊不同水层中分布了不同种类的生物，形成了群落的__________________结构，其中鲫鱼和鲢鱼生活在不同水层，可能的原因是__________________；随着水深增加，与甲层相比，丁层含氧量非常低，其生物方面的原因是__________________。
（3）在该湖泊中，若后一个营养级均匀捕食前一个营养级的多种生物，能量传递效率为10%，则鳜鱼增重1kg，需要消耗藻类__________________kg；仅从能量流动角度考虑，除适当增加投放饵料外，还可采取减少__________________的方法增加鱼类的数量。
（4）近年来随着人类活动，使该湖泊水体污染日趋严重，需大力建设__________________的生态工程，以实施对工业废水和生活污水的减量、回收、再生和再循环等措施。
【答案】丙（静水） 垂直 食物不同/栖息场所不同长期进化的结果 底泥层缺少浮游植物且分解过程主要发生在底泥层，会消耗大量氧气 550 水蚤数量（食物链环节） 节水和废水处理与应用或废水处理与利用
【解析】
（1）该湖泊中（丙）静水层水的密度最大。
（2）该湖泊不同水层中分布了不同种类的生物，形成了群落的垂直结构；由于长期食物或者栖息场所不同可能导致鲫鱼和鲢鱼生活在不同水层；随着水深增加，与甲层相比，丁层含氧量非常低，其生物方面的原因是底泥层缺少浮游植物且分解过程主要发生在底泥层，会消耗大量氧气。
（3）在该湖泊中，若后一个营养级均匀捕食前一个营养级的多种生物，能量传递效率为10%，则鳜鱼增重1kg，则鲫鱼增重1/10%=10 kg，由于后一个营养级均匀捕食前一个营养级的多种生物，则需要消耗藻类为（10×1/2）/10%+（10×1/2）/（10%×10%）=550kg；能量流动具有单向流动、逐级递减的特点，仅从能量流动角度考虑，除适当增加投放饵料外，还可采取减少水蚤数量（食物链环节）的方法增加鱼类的数量。
（4）近年来随着人类活动，使该湖泊水体污染日趋严重，需大力建设节水和废水处理与应用或废水处理与利用的生态工程，以实施对工业废水和生活污水的减量、回收、再生和再循环等措施。
14．（2020·宁夏回族自治区银川一中高三三模）在某森林生态系统中存在食物链马尾松→松毛虫→杜鹃，下图表示松毛虫摄入能量的流动方向（图中字母表示相应能量），回答下列问题：
（1）生态系统能量流动的特点是__________、__________。
（2）松毛虫的摄入量为______，图中B表示____________________，能量在松毛虫→杜鹃的两个营养级之间的传递效率可表示为________。
（3）若要调查杜鹃的种群密度，一般用__________法进行调查。
（4）杜鹃经常活跃在林冠层，而中层生活着啄木鸟等，鸟类的分层现象与植物所提供的______和_________有关。
【答案】单向流动 逐级递减 A+C 松毛虫用于生长、发育和繁殖的能量 E/A×100% 标志重捕 食物 栖息空间
【解析】
（1）生态系统能量流动的特点是单向流动、逐级递减。
（2）由分析可知，摄入量=同化量+粪便量，因此松毛虫的摄入量为A+C，图中B表示松毛虫用于生长、发育和繁殖的能量，能量在松毛虫→杜鹃的两个营养级之间的传递效率可表示为E/A×100%。
（3）一般情况下，活动能力小的动物以及植物采用样方法，活动能力强的动物采用标志重捕法，因此若要调查杜鹃的种群密度，一般用标志重捕法进行调查。
（4）杜鹃经常活跃在林冠层，而中层生活着啄木鸟等，鸟类的分层现象与植物所提供的食物和和栖息空间有关。
15．（2020·云南省高三二模）如图表示某生态系统中的能量流动过程，其中甲、乙、丙代表该生态系统的各营养级， A、B、C、D、E、F代表能量（A、B、C、D表示同化量）。请据图回答下列问题：
（1）生态系统中的能量流动是指__________。图中第二营养级到第三营养级的能量传递效率为_____________（用图中字母表示）。
（2）菟丝子是一种叶退化的植物，常生长于甲中某些生物的体表，菟丝子与甲中这些生物的种间关系最可能是_____________；调查某一植物的种群密度一般采用___________法。
（3）图中所示生物可构成一个生物群落，区别不同群落的重要特征是____________。
（4）与草原生态系统相比，冻原生态系统的抵抗力稳定性_____，土壤________（填“更容易”或“更不容易”）积累有机物质。
【答案】生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程 [C/（B+F）]×100% 寄生 样方 群落的物种组成 低或更低 更容易
【解析】
（1）由生态系统能量流动的概念可知，生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。第二营养级乙的总同化量=B+F，第三营养级丙的同化量为C，故第二营养级到第三营养级的能量传递效率=[C/（B+F）]×100%。
（2）菟丝子是一种叶退化的植物，常生长于甲中某些生物的体表，靠直接从甲体内获取现成的有机物来维持生存，因此菟丝子与甲中生物的种间关系为寄生。由分析可知调查植物种群密度的方法常采用样方法。
（3）要认识一个群落，首先要分析该群落的物种组成，群落的物种组成是区别不同群落的重要特征。
（4）与草原生态系统相比，冻原生态系统的生物多样性低，抵抗力稳定性更弱（低），土壤中微生物种类较少，且代谢速率低，故土壤中的有机物不易被分解，容易积累。
16．（2020·吉林省高三三模）某地大力发展池塘养殖业，其中浮游植物、白鲢鱼、黑鱼构成了一定的营养结构。下图表示该池塘能量流动的部分示意图，a、b、c、d表示鱼类同化的能量值。请分析回答：
（1）若人工定量定时投放饲料，该池塘中黑鱼种群的数量变化应呈现__________型增长，为验证这一推测，研究者可采用__________法调查不同时间的黑鱼种群数量，并构建种群增长的__________模型。
（2）池塘中生长的浮游植物有明显的分层现象，体现了群落的__________结构，这种结构为鱼类的生长提供了__________。
（3）流经该生态系统的总能量包括________，根据图示，第二、三营养级之间的能量传递效率是___×100%（用字母表示）。
【答案】S 标志重捕（法） 数学 垂直 食物条件和栖息空间 浮游植物（生产者）固定的太阳能和人工投料中的化学能 b/(a+c)
【解析】
（1）若人工定量定时投放饲料，但受到空间等因素的限制，该池塘中黑鱼种群的数量变化应呈现S型增长。黑鱼活动范围广，活动能力强，研究者可采用标志重捕法调查不同时间的黑鱼种群数量，并构建种群增长的数学模型。
（2）池塘中生长的浮游植物有明显的分层现象，体现了群落的垂直结构，这种结构为鱼类的生长提供了食物条件和栖息空间。
（3）流经该生态系统的总能量包括浮游植物（生产者）固定的太阳能和人工投料中的化学能，根据图示，第二同化的能量是a+c，第三营养级从第二营养级同化的能量是b，故第二营养级与第三营养级之间的能量传递效率是b/(a+c)×100%。
17．（2020·陕西省高三二模）某池塘生态系统中部分生物间的食物关系如图甲所示，其碳循环模式图如图乙所示，其中字母表示生态系统的成分，数字为特定的生理过程据图分析回答下列问题。
（1）图甲包含了生态系统成分中的____________和____________，它们构成生态系统的__________结构。
（2）图甲中，第二营养级的生物有____________，若它们粪便中的能量为M，呼吸作用消耗的能量为R，用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量为N，则第二营养级的同化量可表示为____________。
（3）图乙中，碳以CO2的形式在____________（填字母）之间循环，以含碳有机物的形式在__________之间流动。
（4）该池塘由于田间肥水流入造成水体富营养化导致水体发绿发臭，生物大量死亡，经过治理后又慢慢恢复，该过程属于____________（填“初生演替”或“次生演替”）。
（5）该池塘中的鲢鱼、鳙鱼等为经济性鱼类，鱼塘中不慎混入的少量肉食性鱼在人工养殖中，要及时清除这些鱼，其目的是________________________。
【答案】生产者 消费者 营养结构 浮游动物和鲢鱼 N+R A和D B、C、D． 次生演替 调整生态系统能量流动关系，使能量流向对人类最有益的部分
【解析】
（1）图甲中包括生产者和消费者，还缺少的生态系统成分有非生物物质、能量以及分解者；其中生产者和消费者构成生态系统的营养结构。
（2）图甲中，第二营养级的生物有浮游动物和鲢鱼，同化量=用于生长、发育繁殖的能量+呼吸散失的能量，故第二营养级的同化量=N+R。
（3）图乙中，碳以CO2的形式在A大气中的二氧化碳库和D生产者之间循环，以含碳有机物的形式在B消费者、C分解者、D生产者（生物群落内部）之间流动。
（4）该池塘由于田间肥水流入造成水体富营养化导致水体发绿发臭，生物大量死亡，但是原有的土壤保留，经过治理后又慢慢恢复，该过程属于次生演替。
（5）该池塘中的鲢鱼、鳙鱼等为经济性鱼类，鱼塘中不慎混入的少量肉食性鱼在人工养殖中，要及时清除这些鱼，其目的是调整生态系统能量流动的方向，使能量流向对人类最有益的部分。
18．（2020·福建省高三二模）下图为某湿地生态系统的碳循环模式图，其中甲、乙、丙、丁代表生物，①～⑦代表生理过程，W代表物质；该生态系统中的能量流动调查结果如下表所示（单位：×103 kJ）。请回答下列相关问题：
食物链
植物
植食性动物
肉食性动物
同化量
465
X
Y
呼吸消耗量
96
22．8．
3．8
未被利用
290
33．5
2．6
分解者分解
14
2．2
微量
（1）图中W表示__________________。碳从甲到乙以__________________形式流动。
（2）图中属于肉食性动物的生物是__________________。甲 、乙、丙同化的能量大部分通过_______（填序号）过程散失，其余能量用于甲、乙、丙的__________________。
（3）该生态系统中植食性动物与肉食性动物之间的能量传递效率为__________________。植食性动物粪便中的能量_______ （填“属于”或“不属于”）植食性动物同化量（X）的一部分。
（4）若该湿地生态系统所在的地区长期遭遇干旱，则在湿地完全干涸后发生的群落演替类型属于__________________。专家指出该湿地生态系统的自我调节能力弱，生态平衡很容易受到破坏，原因是__________________。
【答案】无机物 含碳有机物 丙 ②③④ 自身的生长、发育和繁殖等生命活动 10% 不属于 次生演替 生物种类少，营养结构简单
【解析】
（1）丁为分解者，将有机物分解为无机物，W表示无机物；生物群落内部碳以含碳有机物形式流动。
（2）图中甲是植物，乙是植食性动物，丙是肉食性动物；各营养级的生物通过呼吸作用散失大部分能量，其余能量用于自身的生长、发有和繁殖等生命活动。
（3）流向下一个营养级的能量=同化量-(呼吸作用消耗量+未被利用的能量+流向分解者的能量)。因此植食性动物的同化量X=(465-96-290-14)×103kJ=6.5×104kJ，肉食性动物同化量Y=(65-22.8-33.5-2.2)×103kJ =6.5×103kJ，因此植食性动物与肉食性动物之间的能量传递效率=(6.5×103）÷（6.5×104）×100%=10%；植食性动物粪便中的能量不属于植食性动物的同化量。
（4）在湿地干涸后土壤中存在植物的种子或根系，在此基础上发生的群落演替类型属于次生演替；该湿地生态系统的自我调节能力弱，生态平衡很容易受到破坏，其原因是生物种类少，营养结构简单。
19．（2020·全国高三一模）库布其沙漠盘踞于黄河内蒙古段“几”字弯南岸，经人们几十年治理，书写了从“死亡之海”变为“经济绿洲”的绿色传奇，为中国生态文明建设树起一面旗，也为世界荒漠化治理蹚出一条新路。草方格沙障是沙漠治理中一种常见的治沙方法，先将干的麦草、稻草、芦苇等扎成方格形状固定于沙漠中，然后在方格中播撒固沙植物的种子，以此来防风固沙、涵养水分。请分析回答：
（1）从“死亡之海”变为“经济绿洲”，此过程中发生的演替类型为________，经人们几十年治理，采用“草方格沙障”、“飞机播种造林”等方式控制沙漠蔓延，从群落角度分析说明了人类活动对群落产生的影响是________。
（2）草方格沙障能蓄积降水促进固沙植物生长，提高治理地区的丰富度，丰富度指________，白沙蒿是沙地的“先锋”植物，也能固沙改变环境，油蒿因此也能生长，并在竞争中处于优势。这说明生态系统中的________之间在相互影响中不断进化和发展。
（3）沙漠中有一种神奇的植物—复活草，该植物有着较强的储水能力，科学研究发现复活草的储水与其体内的糖基海藻糖有关，据此研究出的化妆品体现了复活草的________价值。
（4）沙漠中的常见动物沙蜥主要以蚂蚁等各类小昆虫为食。下图表示能量流向沙蜥所处的营养级示意图[单位：J/（cm2a）]，其中B表示________，若蚂蚁所处的营养级的同化量为XJ/（cm2a），两营养级的传递效率为________ %，若研究一个月内沙蜥所处营养级的能量去向，图中缺少的能量去向为________。
【答案】初生演替 使演替向着不同于自然演替的速度和方向进行 群落中物种数目的多少 生物与生物、生物与环境 直接 （沙蜥所处营养级）同化的上一营养级的能量 80/x×100 ´ 暂时未被利用的能量
【解析】
（1）沙丘上开始的演替为初生演替。人类活动对群落演替的影响，往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。
（2）由教材中丰富度的概念可知，群落中物种数目的多少称为丰富度。白沙蒿是流动沙地上的“先锋”植物，能固定流沙改变环境，油蒿因此能够生长，并在竟争中处于优势。这说明生物与生物、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。
（3）根据生物多样性的价值分类，根据复活草的储水与其体内的糖基海藻糖有关，研究出的化妆品体现了复活草的直接价值。
（4）由图分析可知，B=摄入量A-粪便量，故B表示沙蜥所处营养级同化的上一营养级的能量。两营养级的传递效率=沙蜥所处营养级同化量/蚂蚁所处的营养级的同化量×100%=80/x×100%。若研究一个月内沙蜥所处营养级的能量去向，图中还应标明C中未被利用的能量。
20．（2020·湖北省高三其他）生态学家林德曼（R．L．Lindeman，1915~1942）对一个结构相对简单的天然湖泊－赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析，得出了生态系统能量流动的特点。请回答下列相关问题：
（1）生态系统能量单向流动的原因是_______
（2）食物链上一般不超过五个营养级的原因是_______
（3）太阳每天输送到地球的能量约为1019KJ，这些能量大约只有1%被生产者通过光合作用转化成__________，固定在它们所制造的有机物中。在农业生产中，可通过______方法提高太阳能利用效率。（至少答出两条）
（4）我国古代的“桑基鱼塘”生产方式是用桑叶喂蚕，再用蚕粪和蚕蛹喂鱼，以鱼塘底泥 施肥桑树。请画出三者构成的食物链_______。
【答案】生态系统能量流动通过食物链来完成，食物链中的捕食关系是单向的；生态系统的能量以热能的形式散失到环境中，不能循环流动 生态系统能量流动是逐级递减的，营养级越多，能量在流动过程中的消耗就越多，不足以维持更高营养级的物种生存 化学能 人工改良或选育光能利用率高的作物；合理密植，间作套种；施用农家肥改良土壤，增加田间二氧化碳浓度
【解析】
（1）生态系统中能量单向流动的原因：生态系统能量流动通过食物链来完成，食物链中的捕食关系是单向的；生态系统的能量以热能的形式散失到环境中，不能循环流动。
（2）食物链上一般不超过五个营养级的原因是生态系统能量流动是逐级递减的，营养级越多，能量在流动过程中的消耗就越多，不足以维持更高营养级的物种生存。
（3）生产者通过光合作用将光能转化成化学能，固定有机物中；在农业生产中，可通过人工改良或选育光能利用率高的作物；合理密植，间作套种；施用农家肥改良土壤，增加田间二氧化碳浓度等方法提高太阳能利用效率。
（4）根据题干信息，桑叶喂蚕，再用蚕粪和蚕蛹喂鱼，以鱼塘底泥施肥桑树，可绘制食物链，如图所示：
21．（2020·全国高三二模）某人工池塘内养殖白鲢、黑鱼等。塘主为探究投料量对池塘能量流动的影响，进行了如下调查。请回答问题。
（1）如无人为干扰，黑鱼的生长曲线呈现_______型；若适当投放饲料，池塘中黑鱼的环境容纳量________（增加/不变/减少）。
（2）塘主宜采用_________________方法调查黑鱼种群数量，若第一次捕鱼的网眼偏大，第二次网眼正常，则调查结果可能________________（偏大、偏小、不变）。
（3）下图表示该鱼塘生物之间能量流动示意图，a、b、c、d表示能量值。
流经该生态系统的总能量包括_____________________，根据图示，第二、三营养级之间的能量传递效率可用________________表示（用图中字母表示）。
【答案】S 增加 标志重捕法 不变 浮游植物固定的太阳能和人工投料中的化学能 b/（a+c）×100%
【解析】
（1）如无人为干扰，自然状态下的种群生长曲线应为S型，因此黑鱼的生长曲线呈现S型；若适当投放饲料，由于黑鱼的环境条件优越即食物充足，则会引起池塘中黑鱼的环境容纳量增加。
（2）黑鱼活动能力较强，因此在调查其种群密度时，应采用标志重捕法调查，因每条鱼描获的概率相等，第二次用小网眼渔网捕获的鱼中，大鱼和小鱼的比例与其生存环境中的大鱼和小鱼的比例相同，因此第一次用大网眼渔网捕鱼并作标记，第二次用小网眼渔网重捕，估算结果与实际种群密度没有明显差异。
（3）由于该鱼塘是人工生态系统，所以流经该生态系统的总能量包括生产者固定的太阳能以及人工投放的饵料中的能量，即为浮游植物固定的太阳能和人工投料中的化学能，能量传递效率等于相邻两个营养级同化量的比值，图中第二营养级的同化量为（a+c），第三营养级的同化量为b，因此第二、三营养级之间的能量传递效率可用b/（a+c）×100%。
22．（2020·安徽省屯溪一中高二开学考试）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____________________（在“大于”、“小于”或“等于”中选择）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】水草→甲→丁 丙和丁 捕食和竞争 传递给丙、自身呼吸作用以热能形式散失 大于 丁 河流生态系统自我调节（自我修复）能力有限
【解析】
（1）根据题干信息分析，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，则图1中缺少的食物链为：水草→甲→丁。
（2）根据以上分析可知，图1中属于次级消费者的是丙、丁；丁与丙都以乙为食，且丁以丙为食，因此丁与丙之间存在捕食和竞争关系。
（3）图2中乙固定的能量除了流向丁和分解者外，还应该包括流向给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，属于第一营养级的生物是水草、藻类，固定的能量是25000KJ/（m2.a）；属于第二营养级的生物是甲、乙，固定的能量应该多于1900 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1900÷25000，即大于7.6%。
（5）根据题意分析，水体中含有某种可被生物富集的农药，因此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。
23．（2020·北京八中高三二模）在某草原，由于开采煤矿，植被被破坏消失，土壤变得更干旱贫瘠。科研人员对该煤矿废弃后植被恢复情况进行了多年追踪调查，结果如下表。
第1年
第5年
第10年
第15年
第25年
物种数
8
19
20
40
48
优势种
蒺藜
猪毛菜
反枝苋
灰绿藜
白莲蒿
蒲公英
鹤虱
狗尾草
白莲蒿
差不嘎蒿
羊草
寸草苔
差不嘎蒿
羊草
大针茅
寸草苔
大针茅
羊草
克氏针茅
均为一年生植物
鹤虱和狗尾草为一年生植物，其余为多年生
均为多年生植物
均为多年生植物
均为多年生植物
（1）在植物种群密度的调查中，需依据植物的________设置样方大小，并对样方中的植物进行计数。
（2）植被恢复是恢复被破坏生态系统的关键环节，从植物在生态系统中功能角度阐述理由：____________。
根据表中调查结果可知，该植物群落演替的趋势是______。
（3）该草原生态系统的一条食物链的能量流动调查结果如下图：
注：图中方框内的数字为同化的能量，单位为kcal·ha-1·a-1
①图中“A”包括___________________________的能量。
②该食物链中，第二营养级到第三营养级的能量传递效率为________。
③根据调查和统计，评估该系统中的某种鸟的营养级为3．2，请解释原因：________。
（4）与本地未开发的草原相比，恢复中的露天废弃煤矿生态系统更容易发生虫灾。从生态系统稳定性的角度分析，发生该现象的可能原因是________。
【答案】大小（类型） 作为生产者利用无机物合成有机物，同时把太阳能从无机环境输入生态系统，并直接或间接为其他生物提供营养物质 物种丰度增加，优势种由一年生植物向多年生植物演替 未利用的能量和流向分解者 3．16% 在食物网中该种鸟占据了多个营养级，平均为3．2 与本地未开发的草原相比，露天废弃煤矿生态系统物种丰（富）度较低，营养结构简单，自我调节能力较弱，抵抗害虫干扰的稳定性较弱
【解析】
（1）植物类型不同，其大小、体积差异显著（例如草本植物、灌木和木本植物），因此在采取样方法调查植物种群密度时，要根据植物的类型来设计样方的大小。
（2）植物作为生产者，是生态系统中的主要成分。从能量流动角度分析，生产者可以将太阳能转化为化学能输入群落，从物质循环角度分析，生产者可以将无机物转化为有机物，从而直接、间接为其它生物提供营养物质和能量，因此，植被恢复是恢复被破坏生态系统的关键环节；图表中调查结果有两方面，一是物种数，二是优势种。所以从物种数变化结果来看，群落演替的趋势是物种丰度增加；从优势种类型来看，随着演替进行，优势种从一年生植物变为多年生植物。
（3）①除最高营养级生物外，每个营养级同化量都有四种去路，分别是呼吸散失、被下一营养级同化、流向分解者的能量和未利用的能量，结合图示可知，A应包括生产者流向分解者的能量和未利用的能量。②能量传递效率应为两个营养级同化量之比，因此，第二营养级到第三营养级的能量传递效率为55．6×102/176×103×100% =3．16%。③该鸟可有多种食物来源，在不同的食物链中占据不同的环节（即可占据多个营养级），而且它在不同营养级获得的能量值不同，综合该鸟从各营养级获得能量占其所需总能量的比例，求得其营养级平均为3.2。
（4）与本地未开发的草原相比，露天废弃煤矿生态系统物种丰（富）度较低，营养结构简单，自我调节能力较弱，因此其抵抗力稳定性差，故而更容易发生虫灾。生态系统抵抗力稳定性主要涉及到生态系统的自我调节能力，该能力与生态系统的营养结构复杂程度程正相关。
2020届高考生物难点及易错题精讲精练
专题10 能量流动的过程分析及计算
【难点精讲】
一、能量流动的过程分析
例题：(2019·内蒙古赤峰二中第三次月考)生态系统中存在食物链“马尾松→松毛虫→杜鹃”，如图表示松毛虫摄入能量的流动方向，下列叙述正确的是( )
A．该食物链中的生物在数量上呈正金字塔模型
B．松毛虫和杜鹃之间的能量传递效率可用E/A×100%表示
C．由松毛虫流入分解者的能量可用C＋D＋F表示
D．若迁走全部杜鹃，松毛虫的种群数量将呈“J”型增长
【答案】 B
【解析】 该食物链中的生物在能量上呈正金字塔形，而数量上松毛虫的数量多于马尾松，不呈现正金字塔形；松毛虫的同化量是A，杜鹃的同化量是E，能量传递效率可用 E/A×100%表示；由松毛虫流入分解者的能量可用D＋F表示，C表示松毛虫粪便量，属于马尾松的能量；若迁走全部杜鹃，但由于资源和空间是有限的，松毛虫的种群数量增长将呈现“S”型曲线。
【难点突破】
不同营养级能量流动示意图
构建能量流动过程模型
方法一：
说明:两个等量关系：同化量（b）＝呼吸作用消耗量（d）＋用于生长发育和繁殖的能量（e）；摄入量（a）＝同化量（b）＋粪便量（c）
方法二：
说明:三个去向（不定时分析）：同化量＝呼吸作用消耗量＋分解者分解量＋下一营养级的同化量（最高营养级除外）
方法三：
说明:四个去向（定时分析）：同化量＝自身呼吸作用消耗量（A）＋未利用（B）＋分解者的分解量（C）＋下一营养级的同化量（D）（最高营养级除外）
变式训练1：（2019·山西实验中学质量监测）某同学绘制了如下图所示的能量流动图解（其中W1为生产者固定的太阳能），下列叙述中错误的是（ ）
A.生产者固定的总能量可表示为（A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2）
B.由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为（D1/W1）×100%
C.流入初级消费者的能量为（A2＋B2＋C2＋D2）
D.图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减
【答案】 A
【解析】 生产者固定的总能量为W1＝（A1＋B1＋C1＋D1），而D1＝A2＋B2＋C2＋D2，是从第一营养级流入下一营养级的能量，因此生产者固定的总能量可表示为（A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2），A错误；由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为（D1/W1）×100%或[D1/（A1＋B1＋C1＋D1]×100%，B正确；流入初级消费者的能量为D1＝（A2＋B2＋C2＋D2），C正确；图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减，D正确。
变式训练2：下图1为某湖泊生态系统的能量金字塔简图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，M1、M2代表不同的能量形式；图2表示能量流经该生态系统某一营养级的流动途径示意图，其中a～g表示能量值。请据图作答：
(1)图1中，M2表示的能量形式为__________________。通常情况下，位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于营养级Ⅲ，主要原因是_______________________________________。
(2)图2中，若A表示图1中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示________________________，C表示_________________________________________________________________________。
(3)图2中有两处不同的能量散失途径，其中E处散失的能量是通过________________实现的。
【答案】 (1)热能(或通过呼吸作用散失的热量) 在食物链中能量传递逐级递减，Ⅳ的营养级最高，可利用的能量最少 (2)Ⅱ所同化的能量 Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量 (3)分解者的分解作用
【解析】 (1)M1是输入到生态系统中的总能量，是太阳能。M2是生态系统散失的能量，是热能。在能量传递中由于大量能量以热能的形式散失，故最高营养级获得的能量最少，位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于营养级Ⅲ。(2)图2中，若A表示图1中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，摄入的能量中有一部分(c)未被同化，B表示被同化的能量，同化的能量去掉呼吸散失的，即是用于生长、发育和繁殖的能量(C)。(3)图2中E处散失的能量是通过分解者的分解作用实现的。
二、 能量流动传递效率的计算
例题：下表是对某水生生态系统营养级和能量流动情况的调查结果，表中A、B、C、D分别表示不同的营养级，E为分解者。Pg表示生物同化作用固定能量的总量，Pn表示生物体储存的能量(Pn＝Pg－R)，R表示生物呼吸消耗的能量。
单位：102 kJ/(m2·a)
Pg
Pn
R
A
15.9
2.8
13.1
B
870.7
369.4
501.3
C
0.9
0.3
0.6
D
141
61.9
79.1
E
211.5
20.1
191.4
回答下列问题：
(1)能量流动是从A、B、C、D中的哪个营养级开始的？__________。判断依据是____________________________________________。
(2)该生态系统中能量从第三营养级传递到第四营养级的效率约为__________。
(3)从能量输入和输出角度看，该生态系统的总能量是否增加？__________(填“是”或“否”)，原因是________________________________________________________________。
【答案】 (1)B B营养级含能量最多，B为生产者 (2)5.7% (3)是 该生态系统输入的总能量大于所有生物消耗的能量之和
【解析】 首先根据表格、题干分析可知，B营养级固定的能量最多，故B为生产者，又因为E为分解者，所以食物链为B→D→A→C，再根据公式②计算从第三营养级到第四营养级的传递效率是0.9/15.9×100%≈5.7%。输入的总能量即为生产者固定的总能量＝870.7，输出的总能量＝所有生物呼吸消耗的能量之和＝13.1＋501.3＋0.6＋79.1＋191.4＝785.5，因为870.7＞785.5，所以生态系统输入的总能量大于所有生物消耗的能量之和，即该生态系统的总能量增加了。
【难点突破】
计算能量传递效率
(1)生态系统的总能量＝生产者固定的全部太阳能＝第一营养级的同化量。
(2)能量传递效率＝×100%。
特别注意：必须是两个营养级的同化量之比。
人工能量输入的能量传递效率计算
人为输入到某一营养级的能量是该营养级同化量的一部分，但却不是从上一营养级流入的能量。如求第二营养级至第三营养级传递效率时，应为第三营养级从第二营养级同化的能量（不包括人工输入到第三营养级的能量）/第二营养级的同化量（包括人工输入到第二营养级的能量）×100%
变式训练1：如图是以种植玉米为主的某农田生态系统整个生长季节能量流动示意图，数值单位为kJ/cm2，输入该农田生态系统的总能量________(填“小于”“等于”或“大于”)玉米固定的太阳能总量。已知图中生产者同化的能量有160 kJ/cm2未被利用，由此可知，生产者用于生长、发育和繁殖的能量有__________ kJ/cm2，由初级消费者到次级消费者的能量传递效率为________。
【答案】 大于 460 10%
【解析】 生态系统的总能量为生产者固定的太阳能总量，该生态系统中生产者不止有玉米，还有其他的绿色植物，因此输入该农田生态系统的总能量大于玉米所固定的太阳能总量。已知图中生产者同化的能量尚有160 kJ/cm2未被利用，由此可知，生产者用于生长、发育和繁殖的能量有160＋200＋100＝460 kJ/cm2，由初级消费者到次级消费者的能量传递效率为20/200×100%＝10%。
变式训练2：如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值(单位为103 kJ·m－2·a－1)。顶位肉食动物从上一营养级获得的能量为0.25，则肉食动物从上一营养级获得的能量为________；能量从该生态系统的第二营养级到第三营养级的传递效率约为________。第一营养级到第二营养级的传递效率约为________。
【答案】 2.5 15.6% 12.7%
【解析】(1)因顶位肉食动物从上一营养级获得的能量为0.25(103 kJ·m－2·a－1)，流入肉食动物的总能量＝0.25＋0.05＋5.1＋2.1＝7.5(103 kJ·m－2·a－1)，又因为有机物输入为5(103 kJ·m－2·a－1)，则肉食动物从上一营养级获得的能量为7.5－5＝2.5(103 kJ·m－2·a－1)。
(2)该生态系统的第二营养级(植食动物)的能量＝2.5＋0.5＋9＋4＝16(103 kJ·m－2·a－1)，能量从该生态系统的第二营养级到第三营养级的传递效率＝2.5÷16×100%≈15.6%。
(3)第一营养级流入到第二营养级的能量＝16－2＝14(103 kJ·m－2·a－1)，第一营养级的能量＝14＋3＋70＋23＝110(103 kJ·m－2·a－1)，则第一营养级到第二营养级的传递效率＝14÷110×100%≈12.7%。
三、 能量流动中的最值计算
例题：下图所示的食物网中，若人的体重增加1 kg，最少需消耗水藻________kg，最多消耗水藻________kg。
【答案】 25 100 000
【解析】 能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%～20%。求最少消耗水藻量时，应选最短的食物链，即水藻→小鱼→人，传递效率按20%计算，设最少消耗水藻量为x，则x×20%×20%＝1 kg，x＝25 kg；求最多消耗水藻量时，应选最长的食物链，即水藻→水蚤→虾→小鱼→大鱼→人，传递效率按10%计算，设最多消耗水藻量为y，则y×10%×10%×10%×10%×10%＝1 kg，y＝100 000 kg。
【难点突破】
食物链中能量最值的计算规律
变式训练：某生态系统中存在如下图所示，食物网，若A固定的太阳能总量为M，则C获得的能量范围大约是( )
A．1/100·M～1/10·M
B．1/250·M～1/25·M
C．1/10 000·M～1/25·M
D．M～1 000 M
【答案】 C
【解析】 A的能量是M，求C获得的最多能量，按最高传递效率、最短食物链计算，为1/25·M；求C获得的最少能量，按最低传递效率、最长食物链计算，为1/10 000·M；所以C获得的能量范围大约是1/10 000· M～1/25·M。
四、 能量流动中的定值计算
例题：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．1.375倍 B．1.875倍 C．1.273倍 D．0.575倍
【答案】 A
【解析】 由于生产者没有改变，所以流向该生态系统的总能量没有变化，设丙原来的能量为a，则需要甲提供的能量为(1/2)a÷10%÷10%＋(1/2)a÷10%＝55a；改变食物比例后的丙的能量设为b，则需要甲提供的能量为(2/3)b÷10%＋(1/3)b÷10%÷10%＝40b，根据题意可得：55a＝40b，b/a＝1.375。
【难点突破】
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，而需按具体数值计数。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。
变式训练：如图食物网中，假如猫头鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇。那么，猫头鹰若要增加20 g体重，最少需要消耗的植物为( )
A．80 g B．900 g
C．800 g D．600 g
【答案】 B
【解析】依图中食物关系分析可知，猫头鹰处于第三、四营养级。在食物链“植物→鼠(兔)→猫头鹰”中，猫头鹰属第三营养级时，最少消耗植物20 g×4/5÷20%÷20%＝400 g。在食物链“植物→鼠→蛇→猫头鹰”中，猫头鹰属第四营养级时，最少消耗植物20 g×1/5÷20%÷20%÷20%＝500 g，所以最少需要消耗的植物为400 g＋500 g＝900 g。
【真题回顾】
1．(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量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。
2．(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，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】 由图可知，鲫鱼既是初级消费者又是次级消费者，A正确；鳜鱼的营养级比鲢鱼高，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。
3．(2016·全国Ⅰ，5)在漫长的历史时期内，我们的祖先通过自身的生产和生活实践，积累了对生态方面的感性认识和经验，并形成了一些生态学思想，如：自然与人和谐统一的思想。根据这一思想和生态学知识，下列说法错误的是( )
A．生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律
B．若人与自然和谐统一，生产者固定的能量便可反复利用
C．“退耕还林、还草”是体现自然与人和谐统一思想的实例
D．人类应以保持生态系统相对稳定为原则，确定自己的消耗标准
【答案】 B
【解析】 生态系统物质循环过程中，无机环境中的物质可以被生物群落反复利用，生物群落中的物质可通过呼吸作用进入无机环境；能量流动是单向的、逐级递减的。二者均具有各自的规律，A正确；生态系统的能量是单向流动的，不可反复利用，B错误；“退耕还林、还草”保护了生物多样性，体现了自然与人和谐统一的思想，C正确；人类对生态系统的利用应该适度，不能超过生态系统的自我调节能力，以保持其相对稳定，D正确。
4．(2016·全国Ⅲ，5)我国谚语中的“螳螂捕蝉，黄雀在后”体现了食物链的原理。若鹰迁入了蝉、螳螂和黄雀所在的树林中，捕食黄雀并栖息于林中。下列叙述正确的是( )
A．鹰的迁入增加了该树林中蝉及其天敌的数量
B．该生态系统中细菌产生的能量可流向生产者
C．鹰的迁入增加了该生态系统能量消耗的环节
D．鹰的迁入改变了该生态系统能量流动的方向
【答案】 C
【解析】 鹰迁入后，形成了食物链：植物→蝉→螳螂→黄雀→鹰，据此可知，鹰的迁入会使该树林中黄雀的数量减少、螳螂的数量增加、蝉的数量减少等系列变化，A错误；能量流动是沿着食物链进行的，细菌是分解者，不参与食物链的构成，即细菌的能量不能流向生产者，B错误；能量流动是沿着食物链进行的，鹰的迁入没有改变该生态系统能量流动的方向，D错误。
5．(2018·全国Ⅱ，31)大型肉食性动物对低营养级肉食性动物与植食性动物有捕食和驱赶作用，这一建立在“威慑”与“恐惧”基础上的种间关系会对群落或生态系统产生影响，此方面的研究属于“恐惧生态学”范畴。回答下列问题：
(1)当某种大型肉食性动物迁入到一个新的生态系统时，原有食物链的营养级有可能增加。生态系统中食物链的营养级数量一般不会太多，原因是__________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)如果将顶级肉食性动物引入食物网只有三个营养级的某生态系统中，使得甲、乙两种植食性动物间的竞争结果发生了反转，即该生态系统中甲的数量优势地位丧失。假定该反转不是由于顶级肉食性动物的直接捕食造成的，那么根据上述“恐惧生态学”知识推测，甲的数量优势地位丧失的可能原因是________________________________________(答出一点即可)。
(3)若某种大型肉食性动物在某地区的森林中重新出现，会减轻该地区野猪对农作物的破坏程度。根据上述“恐惧生态学”知识推测，产生这一结果的可能原因有_____________________
________________________________(答出两点即可)。
【答案】 (1)生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了，传递到下一营养级的能量较少
(2)甲对顶级肉食性动物的恐惧程度比乙高，顶级肉食性动物引入后甲逃离该生态系统的数量比乙多
(3)大型肉食性动物捕食野猪；野猪因恐惧减少了采食
【解析】 (1)生态系统中能量沿食物链的传递特点是单向流动、逐级递减。食物链中生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了，传递到下一个营养级的能量较少，所以一条食物链的营养级数量一般不会太多。
(2)根据题中信息可知，顶级肉食性动物对环境中的植食性动物有驱赶作用，这种作用是建立在“威慑”与“恐惧”基础上的。甲的数量优势地位丧失的原因可能是其对顶级肉食性动物的恐惧程度比乙高，导致甲逃离该生态系统的数量比乙多。
(3)大型肉食性动物捕食野猪或野猪因恐惧减少了采食，从而减轻了野猪对该地区农作物的破坏。
【新题精练】
一、单选题
1．（2020·浙江省高三二模）下图表示动物利用食物的过程。结合此图判断，下列叙述正确的是（ ）
A．次级生产量在某时刻前的积累量即为该动物的生物量
B．动物产生粪便中的能量属于它对食物的同化量
C．植食性动物对食物的获取量不属于生产者的净初级生产量
D．次级生产量不需要依靠植物在光合作用中产生的有机物质
【答案】A
【解析】
A、次级生产量在某时刻前的积累量即为该动物的生物量，A正确；
B、动物产生粪便中的能量属于上一个营养级的同化量，B错误；
C、生产者固定的能量中一部分被自身呼吸作用消耗掉，剩下的可用于生长、发育和繁殖，这部分能量称为净初级生产量，故植食性动物对食物的获取量属于生产者的净初级生产量，C错误；
D、次级生产过程是指消费者和分解者利用初级生产物的同化过程，即利用生态系统中现有的有机物质再生产有机物质的过程，故次级生产量需要依靠植物在光合作用中产生的有机物质，D错误。
故选A。
2．（2020·四川外国语大学附属外国语学校高二期中）如果一个人食物有1/2来自绿色植物，1/2来自羊肉，假如传递效率为10 % ，那么该人每增加1千克体重，约消耗植物( )
A．10千克 B．55千克 C．100千克 D．110千克
【答案】B
【解析】
此题中，食物链已经固定，传递效率也已经固定，只需要计算就行了，人增加1kg体重，将这1kg体重分出1/2（0.5kg）是靠食用绿色植物增加的，按10%的传递效率，人的体重增加0.5kg需要食用植物5kg；同理人的体重还有1/2（0. 5kg）是靠食用羊肉，人的体重增加0. 5kg需要使用羊肉5kg，这5kg羊肉需要食用小型植食性动物50kg，故人每增加1千克体重，约消耗植物5+50=55 kg，B正确，A、C、D均错误。
故选B。
3．（2020·全国高三一模）下图是某生态农业的模式图，下列关于该生态系统的叙述正确的是（ ）
A．“水稻→鸡→猪”是该生态系统的一条食物链
B．沼渣、塘泥可以为水稻、大豆提供物质和能量
C．鸡粪中的能量不属于鸡同化的能量
D．该生态系统提高了各营养级之间的能量传递效率
【答案】C
【解析】
A、猪并未捕食鸡，“水稻→鸡→猪”不是该生态系统的一条食物链，A错误；
B、沼渣、塘泥作为肥料还田，水稻、大豆利用的是微生物分解时产生的无机盐及CO2，并未直接从沼渣、塘泥中获取能量，B错误；
C、鸡粪中的能量不属于鸡的同化量，属于鸡的上一营养级水稻和大豆的同化量，C正确；
D、在生态农业中只能提高能量的利用率而不能提高营养级之间的能量传递效率，D错误。
故选C。
4．（2020·浙江省高三一模）图表示某果园生态系统两个营养级之间能量流动过程，①〜④代表不同能量，下列叙述正确的是（ ）
A．生产者营养级的生物量是①的积累量
B．人类从果园收获的果实属于②的一部分
C．减少③/摄入的比值，有利于提高果园的产量
D．增加植食动物呼吸，将使两营养级间能量传递效率下降
【答案】B
【解析】
A、生产者营养级的生物量是①的同化量，A错误；
B、人类从果园收获的果实属于②的一部分，B正确；
C、减少③/摄入的比值，不影响果园的产量，C错误；
D、增加植食动物呼吸，不会改变两营养级间能量传递效率，D错误。
故选B。
5．（2020·甘肃省西北师大附中高三一模）如图为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，以下说法正确的（ ）
A．乙粪便中食物残渣的能量包含在d中
B．乙用于生长、发育及繁殖的能量值可表示为a-b-d
C．甲摄入的能量为e+a+c
D．一般a约占甲同化量的10%～20%
【答案】D
【解析】
A、乙粪便中的能量属于乙的摄入量，是为乙没有消化、吸收的能量，因此不是乙的同化量而是甲同化的能量中流向分解者的一部分，故乙粪便中食物残渣的能量包含在c中，A错误；
B、乙同化的能量一部分用于呼吸消耗，一部分用于自身生长、发育、繁殖，图中a为乙的同化量，b为乙呼吸作用消耗的能量，所以乙用于自身生长、发育、繁殖的能量为a-b，B错误；
C、摄入量=同化量+粪便量，同化量有三条去路：e自身呼吸消耗；a流入下一营养级；c被分解者分解，故甲摄入的能量大于e+a+c，C错误；
D、a表示乙的同化量，一般a约占上一营养级甲同化量的10%～20%，D正确。
故选D。
6．（2020·贵州省贵阳一中高三其他）下为能量流经某生态系统中第二营养级的示意图（单位J/cm2·a），下列说法正确的是（ ）
A．图中B表示用于生长、发育和繁殖的能量是80
B．该生态系统第一营养级同化的能量至少为400
C．能量由第二营养级到第三营养级的传递效率是20%
D．畜牧业中，放养与圈养相比，可提高图中C/B的比值
【答案】B
【解析】
A、图中B表示该营养级同化的能量，即第二营养级同化的能量是80J/cm2•a，A错误；
B、图中B表示该营养级同化的能量，即第二营养级同化的能量是80J/cm2•a，按能量最高传递效率20%计算，第一营养级同化的能量至少为80÷20%=400J/cm2•a，B正确；
C、由于第三营养级能量只知道摄入量，不知道同化量，不能计算能量由第二营养级到第三营养级的传递效率，C错误；
D、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，放养自身呼吸消耗较多，畜牧业中，圈养与放养相比，可提高图中C/B的比值，D错误。
故选B。
7．（2020·浙江省高三一模）如图为生态系统能量流动示意图，下列叙述错误的是（ ）
A．流经该生态系统的总能量是图中的N2
B．N3是生产者用于生长和繁殖的能量
C．蜣螂所利用的能量N6属于初级消费者同化的能量
D．第一和第二营养级之间的能量传递效率为N5/N2×100%
【答案】C
【解析】
A、流经生态系统的总能量为生产者所固定的太阳能，即为图中的N2，A正确；
B、同化量等于呼吸量+生长、发育和繁殖量，因此N3是生产者用于生长、发育和繁殖的能量，B正确；
C、蜣螂所利用的能量N6属于生产者同化的能量，C错误；
D、据分析可知，第一和第二营养级之间的能量传递效率为N5/N2×100%，D正确。
故选C。
8．（2020·北京高二期末）图1表示某河流的能量金字塔（甲、乙、丙为3种鱼，丁为以这3种鱼为食1种水鸟，甲不摄食藻类，箭头指示能量流动方向），图2表示部分能量流动关系（图中数字表示同化的能量）。下列有关该河流生态系统的描述正确的是
A．图1所示食物网中，丁与丙之间的种间关系只有捕食关系
B．图1所示食物网中，遗漏的一条能量流动途径是水草→甲→丁
C．图2所示的能量流动关系中，乙的部分同化量以粪便的形式流向了分解者
D．据图2可知，图1食物网中第一到第二营养级能量的传递效率小于7.6%
【答案】B
【解析】
根据图1，次级消费者是丙和丁，丁和丙都以乙为食，丁又捕食丙，所以丁和丙之间的种间关系是捕食和竞争，A错误；根据题干信息，“丁为以这3种鱼为食1种水鸟，”可知，图1所示食物网中，遗漏的一条水草→甲→丁的能量流动途径，B正确；乙粪便中的能量不属于乙的同化量，C错误；根据图2，食物网从第一营养级传递到乙的能量传递效率是1900÷25000＝7.6%。而第二营养级还含有甲，因此，图1食物网中第一到第二营养级能量的传递效率应高于7.6%，D错误。
9．（2020·江西省高三二模）如图是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。下列相关叙述不正确的是
A．乙可能是次级消费者，第三营养级
B．乙粪便中食物残渣的能量包含在c中
C．乙用于生长、发育及繁殖的能量值可表示为a-b-d
D．甲、乙两营养级之间的能量传递效率可以表示为a/（a+c+e）
【答案】C
【解析】
A、乙捕食甲，乙可能是次级消费者，第三营养级，A正确；
B、乙粪便中食物残渣的能量没有被乙同化，还属于甲进入分解者的能量，即包含在c中，B正确；
C、乙用于生长、发育及繁殖的能量值=乙同化的能量-乙呼吸作用散失的能量，可表示为a-b，C错误；
D、甲、乙两营养级之间的能量传递效率=乙同化的能量/甲同化的能量，可以表示为a/（a+c+e），D正确。
故选C。
10．（2020·山东省高三一模）某生态系统中，除分解者外，仅有甲、乙、丙、丁、戊5个种群。调查得知，该生态系统有4个营养级，相邻营养级之间的能量传递效率为10%~20%，且每个种群只处于一个营养级。一年内输入各种群的能量数值如表所示，表中能量数值的单位相同。下列叙述正确的是（ ）
种群
甲
乙
丙
丁
戊
能量
3．56
12．80
10．30
0．48
226．50
A．表中所示的能量总和是流经该生态系统的总能量
B．若土壤中含有一定浓度的重金属铬，则甲生物比乙生物体内污染物浓度铬含量低
C．该生态系统中第二营养级与第三营养级之间的能量传递效率约为15．4%
D．该生态系统内实现了物质循环，碳元素在各种群间循环的主要存在形式是CO2
【答案】C
【解析】
A、表中生产者固定的太阳能总量，表示流经该生态系统的总能量，A错误；
B、根据生物富集的特点，有害物质在食物链中随着营养级别的升高含量逐渐升高，若土壤中含有一定浓度的重金属铬，则甲生物比乙生物体内污染物浓度铬含量高，B错误；
C、该生态系统中第二营养级同化总量是12.8+10.3=23.1，第三营养级同化总量是3.56，故第二营养级与第三营养级之间的能量传递效率为3.56÷23.1×100%=15．4%，C正确；
D、该生态系统内实现了物质循环，碳元素在各种群间循环的主要存在形式是含碳有机物，D错误。
故选C。
二、多选题
11．（2020·山东省高三其他）下图为某生态系统的能量流动模型，其中P代表生产者固定的太阳能，A代表呼吸作用释放的能量，B代表未被利用的能量，C代表流向分解者的能量。下列相关叙述错误的是（ ）
A．P大于A1、A2、A3之和
B．若该生态系统一年内干物质总量基本不变，则其抵抗力稳定性也不变
C．上图中B1+C1+D1的总能量为生产者储存在植物体中用于生长、发育、繁殖的能量
D．生产者到植食性动物的能量传递效率为（B2+C2+D2）/D1×100%
【答案】BD
【解析】
A、P体表生产者固定的太阳能，是流经该生态系统的总能量，A代表呼吸作用释放的能量来自于营养级同化量的一部分，所以P大于A1、A2、A3之和，A正确；
B、一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高，生态系统中干物质总量不变，无法体现出上述情况的变化，B错误；
C、输入生产者的能量，一部分在生产者的呼吸作用中以热能形式散失；一部分用于生产者的生长、发育、繁殖等生命活动，储存在植物体的有机物中。根据题目信息及图中所示能量分配关系，B1+C1+D1的总能量为生产者储存在植物体中用于生长、发育、繁殖的能量，C正确；
D、生态系统中相邻营养级能量的传递效率等于它们同化量的比值，因此生产者到植食性动物的能量传递效率可表示为：（或），D错误。
故选BD。
三、综合题
12．（2020·江苏省江浦高级中学高三二模）下图甲是青海湖生态系统部分食物网示意图，图乙是裸鲤和鸬鹚两个营养级的能量流动示意图，其中a～e表示能量值。
请回答下列问题：
（1）图甲中，底栖动物处于第__________营养级，若过度捕捞裸鲤，短期内会导致____________数量减少。
（2）用标志重捕法调查裸鲤种群密度时，若标记个体易被再次捕获，则种群密度的估计值_______(填偏高、偏低或不变)。通过调查发现，该食物网中体形较大的鸬鹚数量比裸鲤的少，从生态系统能量流动的特点分析其原因是___________________________________________________________________。
（3） 图乙中，鸬鹚粪便中食物残渣的能量包含在_______________（填图中字母）中，鸬鹚用于生长、发育和繁殖的能量值可表示为___________________（用图中相应的字母和数学运算符号表示）。
（4） 青海湖是我国最大的高原咸水湿地，具有丰富的生物多样性。繁殖季节，青海湖中雌雄鸟上下翻飞，互相追逐，彼此通过飞翔来了解对方，这就是鸟类中的“戏飞”求偶现象，“戏飞”属于生态系统的______信息。该事实说明信息传递具有_________________________________________的功能。
【答案】第二、第三 鸬鹚 偏低 能量流动是逐级递减的，鸬鹚比裸鲤所处营养级高，流向鸬鹚的能量少 b c－d 行为 影响种群繁衍
【解析】
（1）图甲中，底栖动物以藻类和浮游动物为食，分别处于第二、第三营养级，鸬鹚的食物来源只有裸鲤，若过度捕捞裸鲤，短期内会导致鸬鹚数量减少。
（2）由分析可知，若标记个体易被再次捕获，则种群密度的估计值偏低。由能量单向流动、逐级递减的特点可知，鸬鹚比裸鲤所处营养级高，流向鸬鹚的能量少，故鸬鹚数量比裸鲤的少。
（3）鸬鹚粪便中食物残渣的能量包含在上一个营养级裸鲤流向分解者的能量b中。鸬鹚用于生长、发育和繁殖的能量=鸬鹚的同化量-呼吸作用散失的能量=c-d。
（4）鸟类中的“戏飞”求偶现象，属于生态系统的行为信息。由信息传递在生态系统中的作用可知，该行为信息影响种群的繁衍。
13．（2020·浙江省高三二模）我国某湖泊中有鳜鱼、鲫鱼和鲢鱼，该湖泊从上至下可分为甲、乙、丙、丁四层，某兴趣小组在某个季节对其温度和氧气进行空间结构分析，同时也调查出部分生物所构成的食物网，结果见下图：
（1）该湖泊中__________________层水的密度最大。
（2）该湖泊不同水层中分布了不同种类的生物，形成了群落的__________________结构，其中鲫鱼和鲢鱼生活在不同水层，可能的原因是__________________；随着水深增加，与甲层相比，丁层含氧量非常低，其生物方面的原因是__________________。
（3）在该湖泊中，若后一个营养级均匀捕食前一个营养级的多种生物，能量传递效率为10%，则鳜鱼增重1kg，需要消耗藻类__________________kg；仅从能量流动角度考虑，除适当增加投放饵料外，还可采取减少__________________的方法增加鱼类的数量。
（4）近年来随着人类活动，使该湖泊水体污染日趋严重，需大力建设__________________的生态工程，以实施对工业废水和生活污水的减量、回收、再生和再循环等措施。
【答案】丙（静水） 垂直 食物不同/栖息场所不同长期进化的结果 底泥层缺少浮游植物且分解过程主要发生在底泥层，会消耗大量氧气 550 水蚤数量（食物链环节） 节水和废水处理与应用或废水处理与利用
【解析】
（1）该湖泊中（丙）静水层水的密度最大。
（2）该湖泊不同水层中分布了不同种类的生物，形成了群落的垂直结构；由于长期食物或者栖息场所不同可能导致鲫鱼和鲢鱼生活在不同水层；随着水深增加，与甲层相比，丁层含氧量非常低，其生物方面的原因是底泥层缺少浮游植物且分解过程主要发生在底泥层，会消耗大量氧气。
（3）在该湖泊中，若后一个营养级均匀捕食前一个营养级的多种生物，能量传递效率为10%，则鳜鱼增重1kg，则鲫鱼增重1/10%=10 kg，由于后一个营养级均匀捕食前一个营养级的多种生物，则需要消耗藻类为（10×1/2）/10%+（10×1/2）/（10%×10%）=550kg；能量流动具有单向流动、逐级递减的特点，仅从能量流动角度考虑，除适当增加投放饵料外，还可采取减少水蚤数量（食物链环节）的方法增加鱼类的数量。
（4）近年来随着人类活动，使该湖泊水体污染日趋严重，需大力建设节水和废水处理与应用或废水处理与利用的生态工程，以实施对工业废水和生活污水的减量、回收、再生和再循环等措施。
14．（2020·宁夏回族自治区银川一中高三三模）在某森林生态系统中存在食物链马尾松→松毛虫→杜鹃，下图表示松毛虫摄入能量的流动方向（图中字母表示相应能量），回答下列问题：
（1）生态系统能量流动的特点是__________、__________。
（2）松毛虫的摄入量为______，图中B表示____________________，能量在松毛虫→杜鹃的两个营养级之间的传递效率可表示为________。
（3）若要调查杜鹃的种群密度，一般用__________法进行调查。
（4）杜鹃经常活跃在林冠层，而中层生活着啄木鸟等，鸟类的分层现象与植物所提供的______和_________有关。
【答案】单向流动 逐级递减 A+C 松毛虫用于生长、发育和繁殖的能量 E/A×100% 标志重捕 食物 栖息空间
【解析】
（1）生态系统能量流动的特点是单向流动、逐级递减。
（2）由分析可知，摄入量=同化量+粪便量，因此松毛虫的摄入量为A+C，图中B表示松毛虫用于生长、发育和繁殖的能量，能量在松毛虫→杜鹃的两个营养级之间的传递效率可表示为E/A×100%。
（3）一般情况下，活动能力小的动物以及植物采用样方法，活动能力强的动物采用标志重捕法，因此若要调查杜鹃的种群密度，一般用标志重捕法进行调查。
（4）杜鹃经常活跃在林冠层，而中层生活着啄木鸟等，鸟类的分层现象与植物所提供的食物和和栖息空间有关。
15．（2020·云南省高三二模）如图表示某生态系统中的能量流动过程，其中甲、乙、丙代表该生态系统的各营养级， A、B、C、D、E、F代表能量（A、B、C、D表示同化量）。请据图回答下列问题：
（1）生态系统中的能量流动是指__________。图中第二营养级到第三营养级的能量传递效率为_____________（用图中字母表示）。
（2）菟丝子是一种叶退化的植物，常生长于甲中某些生物的体表，菟丝子与甲中这些生物的种间关系最可能是_____________；调查某一植物的种群密度一般采用___________法。
（3）图中所示生物可构成一个生物群落，区别不同群落的重要特征是____________。
（4）与草原生态系统相比，冻原生态系统的抵抗力稳定性_____，土壤________（填“更容易”或“更不容易”）积累有机物质。
【答案】生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程 [C/（B+F）]×100% 寄生 样方 群落的物种组成 低或更低 更容易
【解析】
（1）由生态系统能量流动的概念可知，生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。第二营养级乙的总同化量=B+F，第三营养级丙的同化量为C，故第二营养级到第三营养级的能量传递效率=[C/（B+F）]×100%。
（2）菟丝子是一种叶退化的植物，常生长于甲中某些生物的体表，靠直接从甲体内获取现成的有机物来维持生存，因此菟丝子与甲中生物的种间关系为寄生。由分析可知调查植物种群密度的方法常采用样方法。
（3）要认识一个群落，首先要分析该群落的物种组成，群落的物种组成是区别不同群落的重要特征。
（4）与草原生态系统相比，冻原生态系统的生物多样性低，抵抗力稳定性更弱（低），土壤中微生物种类较少，且代谢速率低，故土壤中的有机物不易被分解，容易积累。
16．（2020·吉林省高三三模）某地大力发展池塘养殖业，其中浮游植物、白鲢鱼、黑鱼构成了一定的营养结构。下图表示该池塘能量流动的部分示意图，a、b、c、d表示鱼类同化的能量值。请分析回答：
（1）若人工定量定时投放饲料，该池塘中黑鱼种群的数量变化应呈现__________型增长，为验证这一推测，研究者可采用__________法调查不同时间的黑鱼种群数量，并构建种群增长的__________模型。
（2）池塘中生长的浮游植物有明显的分层现象，体现了群落的__________结构，这种结构为鱼类的生长提供了__________。
（3）流经该生态系统的总能量包括________，根据图示，第二、三营养级之间的能量传递效率是___×100%（用字母表示）。
【答案】S 标志重捕（法） 数学 垂直 食物条件和栖息空间 浮游植物（生产者）固定的太阳能和人工投料中的化学能 b/(a+c)
【解析】
（1）若人工定量定时投放饲料，但受到空间等因素的限制，该池塘中黑鱼种群的数量变化应呈现S型增长。黑鱼活动范围广，活动能力强，研究者可采用标志重捕法调查不同时间的黑鱼种群数量，并构建种群增长的数学模型。
（2）池塘中生长的浮游植物有明显的分层现象，体现了群落的垂直结构，这种结构为鱼类的生长提供了食物条件和栖息空间。
（3）流经该生态系统的总能量包括浮游植物（生产者）固定的太阳能和人工投料中的化学能，根据图示，第二同化的能量是a+c，第三营养级从第二营养级同化的能量是b，故第二营养级与第三营养级之间的能量传递效率是b/(a+c)×100%。
17．（2020·陕西省高三二模）某池塘生态系统中部分生物间的食物关系如图甲所示，其碳循环模式图如图乙所示，其中字母表示生态系统的成分，数字为特定的生理过程据图分析回答下列问题。
（1）图甲包含了生态系统成分中的____________和____________，它们构成生态系统的__________结构。
（2）图甲中，第二营养级的生物有____________，若它们粪便中的能量为M，呼吸作用消耗的能量为R，用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量为N，则第二营养级的同化量可表示为____________。
（3）图乙中，碳以CO2的形式在____________（填字母）之间循环，以含碳有机物的形式在__________之间流动。
（4）该池塘由于田间肥水流入造成水体富营养化导致水体发绿发臭，生物大量死亡，经过治理后又慢慢恢复，该过程属于____________（填“初生演替”或“次生演替”）。
（5）该池塘中的鲢鱼、鳙鱼等为经济性鱼类，鱼塘中不慎混入的少量肉食性鱼在人工养殖中，要及时清除这些鱼，其目的是________________________。
【答案】生产者 消费者 营养结构 浮游动物和鲢鱼 N+R A和D B、C、D． 次生演替 调整生态系统能量流动关系，使能量流向对人类最有益的部分
【解析】
（1）图甲中包括生产者和消费者，还缺少的生态系统成分有非生物物质、能量以及分解者；其中生产者和消费者构成生态系统的营养结构。
（2）图甲中，第二营养级的生物有浮游动物和鲢鱼，同化量=用于生长、发育繁殖的能量+呼吸散失的能量，故第二营养级的同化量=N+R。
（3）图乙中，碳以CO2的形式在A大气中的二氧化碳库和D生产者之间循环，以含碳有机物的形式在B消费者、C分解者、D生产者（生物群落内部）之间流动。
（4）该池塘由于田间肥水流入造成水体富营养化导致水体发绿发臭，生物大量死亡，但是原有的土壤保留，经过治理后又慢慢恢复，该过程属于次生演替。
（5）该池塘中的鲢鱼、鳙鱼等为经济性鱼类，鱼塘中不慎混入的少量肉食性鱼在人工养殖中，要及时清除这些鱼，其目的是调整生态系统能量流动的方向，使能量流向对人类最有益的部分。
18．（2020·福建省高三二模）下图为某湿地生态系统的碳循环模式图，其中甲、乙、丙、丁代表生物，①～⑦代表生理过程，W代表物质；该生态系统中的能量流动调查结果如下表所示（单位：×103 kJ）。请回答下列相关问题：
食物链
植物
植食性动物
肉食性动物
同化量
465
X
Y
呼吸消耗量
96
22．8．
3．8
未被利用
290
33．5
2．6
分解者分解
14
2．2
微量
（1）图中W表示__________________。碳从甲到乙以__________________形式流动。
（2）图中属于肉食性动物的生物是__________________。甲 、乙、丙同化的能量大部分通过_______（填序号）过程散失，其余能量用于甲、乙、丙的__________________。
（3）该生态系统中植食性动物与肉食性动物之间的能量传递效率为__________________。植食性动物粪便中的能量_______ （填“属于”或“不属于”）植食性动物同化量（X）的一部分。
（4）若该湿地生态系统所在的地区长期遭遇干旱，则在湿地完全干涸后发生的群落演替类型属于__________________。专家指出该湿地生态系统的自我调节能力弱，生态平衡很容易受到破坏，原因是__________________。
【答案】无机物 含碳有机物 丙 ②③④ 自身的生长、发育和繁殖等生命活动 10% 不属于 次生演替 生物种类少，营养结构简单
【解析】
（1）丁为分解者，将有机物分解为无机物，W表示无机物；生物群落内部碳以含碳有机物形式流动。
（2）图中甲是植物，乙是植食性动物，丙是肉食性动物；各营养级的生物通过呼吸作用散失大部分能量，其余能量用于自身的生长、发有和繁殖等生命活动。
（3）流向下一个营养级的能量=同化量-(呼吸作用消耗量+未被利用的能量+流向分解者的能量)。因此植食性动物的同化量X=(465-96-290-14)×103kJ=6.5×104kJ，肉食性动物同化量Y=(65-22.8-33.5-2.2)×103kJ =6.5×103kJ，因此植食性动物与肉食性动物之间的能量传递效率=(6.5×103）÷（6.5×104）×100%=10%；植食性动物粪便中的能量不属于植食性动物的同化量。
（4）在湿地干涸后土壤中存在植物的种子或根系，在此基础上发生的群落演替类型属于次生演替；该湿地生态系统的自我调节能力弱，生态平衡很容易受到破坏，其原因是生物种类少，营养结构简单。
19．（2020·全国高三一模）库布其沙漠盘踞于黄河内蒙古段“几”字弯南岸，经人们几十年治理，书写了从“死亡之海”变为“经济绿洲”的绿色传奇，为中国生态文明建设树起一面旗，也为世界荒漠化治理蹚出一条新路。草方格沙障是沙漠治理中一种常见的治沙方法，先将干的麦草、稻草、芦苇等扎成方格形状固定于沙漠中，然后在方格中播撒固沙植物的种子，以此来防风固沙、涵养水分。请分析回答：
（1）从“死亡之海”变为“经济绿洲”，此过程中发生的演替类型为________，经人们几十年治理，采用“草方格沙障”、“飞机播种造林”等方式控制沙漠蔓延，从群落角度分析说明了人类活动对群落产生的影响是________。
（2）草方格沙障能蓄积降水促进固沙植物生长，提高治理地区的丰富度，丰富度指________，白沙蒿是沙地的“先锋”植物，也能固沙改变环境，油蒿因此也能生长，并在竞争中处于优势。这说明生态系统中的________之间在相互影响中不断进化和发展。
（3）沙漠中有一种神奇的植物—复活草，该植物有着较强的储水能力，科学研究发现复活草的储水与其体内的糖基海藻糖有关，据此研究出的化妆品体现了复活草的________价值。
（4）沙漠中的常见动物沙蜥主要以蚂蚁等各类小昆虫为食。下图表示能量流向沙蜥所处的营养级示意图[单位：J/（cm2a）]，其中B表示________，若蚂蚁所处的营养级的同化量为XJ/（cm2a），两营养级的传递效率为________ %，若研究一个月内沙蜥所处营养级的能量去向，图中缺少的能量去向为________。
【答案】初生演替 使演替向着不同于自然演替的速度和方向进行 群落中物种数目的多少 生物与生物、生物与环境 直接 （沙蜥所处营养级）同化的上一营养级的能量 80/x×100 ´ 暂时未被利用的能量
【解析】
（1）沙丘上开始的演替为初生演替。人类活动对群落演替的影响，往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。
（2）由教材中丰富度的概念可知，群落中物种数目的多少称为丰富度。白沙蒿是流动沙地上的“先锋”植物，能固定流沙改变环境，油蒿因此能够生长，并在竟争中处于优势。这说明生物与生物、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。
（3）根据生物多样性的价值分类，根据复活草的储水与其体内的糖基海藻糖有关，研究出的化妆品体现了复活草的直接价值。
（4）由图分析可知，B=摄入量A-粪便量，故B表示沙蜥所处营养级同化的上一营养级的能量。两营养级的传递效率=沙蜥所处营养级同化量/蚂蚁所处的营养级的同化量×100%=80/x×100%。若研究一个月内沙蜥所处营养级的能量去向，图中还应标明C中未被利用的能量。
20．（2020·湖北省高三其他）生态学家林德曼（R．L．Lindeman，1915~1942）对一个结构相对简单的天然湖泊－赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析，得出了生态系统能量流动的特点。请回答下列相关问题：
（1）生态系统能量单向流动的原因是_______
（2）食物链上一般不超过五个营养级的原因是_______
（3）太阳每天输送到地球的能量约为1019KJ，这些能量大约只有1%被生产者通过光合作用转化成__________，固定在它们所制造的有机物中。在农业生产中，可通过______方法提高太阳能利用效率。（至少答出两条）
（4）我国古代的“桑基鱼塘”生产方式是用桑叶喂蚕，再用蚕粪和蚕蛹喂鱼，以鱼塘底泥 施肥桑树。请画出三者构成的食物链_______。
【答案】生态系统能量流动通过食物链来完成，食物链中的捕食关系是单向的；生态系统的能量以热能的形式散失到环境中，不能循环流动 生态系统能量流动是逐级递减的，营养级越多，能量在流动过程中的消耗就越多，不足以维持更高营养级的物种生存 化学能 人工改良或选育光能利用率高的作物；合理密植，间作套种；施用农家肥改良土壤，增加田间二氧化碳浓度
【解析】
（1）生态系统中能量单向流动的原因：生态系统能量流动通过食物链来完成，食物链中的捕食关系是单向的；生态系统的能量以热能的形式散失到环境中，不能循环流动。
（2）食物链上一般不超过五个营养级的原因是生态系统能量流动是逐级递减的，营养级越多，能量在流动过程中的消耗就越多，不足以维持更高营养级的物种生存。
（3）生产者通过光合作用将光能转化成化学能，固定有机物中；在农业生产中，可通过人工改良或选育光能利用率高的作物；合理密植，间作套种；施用农家肥改良土壤，增加田间二氧化碳浓度等方法提高太阳能利用效率。
（4）根据题干信息，桑叶喂蚕，再用蚕粪和蚕蛹喂鱼，以鱼塘底泥施肥桑树，可绘制食物链，如图所示：
21．（2020·全国高三二模）某人工池塘内养殖白鲢、黑鱼等。塘主为探究投料量对池塘能量流动的影响，进行了如下调查。请回答问题。
（1）如无人为干扰，黑鱼的生长曲线呈现_______型；若适当投放饲料，池塘中黑鱼的环境容纳量________（增加/不变/减少）。
（2）塘主宜采用_________________方法调查黑鱼种群数量，若第一次捕鱼的网眼偏大，第二次网眼正常，则调查结果可能________________（偏大、偏小、不变）。
（3）下图表示该鱼塘生物之间能量流动示意图，a、b、c、d表示能量值。
流经该生态系统的总能量包括_____________________，根据图示，第二、三营养级之间的能量传递效率可用________________表示（用图中字母表示）。
【答案】S 增加 标志重捕法 不变 浮游植物固定的太阳能和人工投料中的化学能 b/（a+c）×100%
【解析】
（1）如无人为干扰，自然状态下的种群生长曲线应为S型，因此黑鱼的生长曲线呈现S型；若适当投放饲料，由于黑鱼的环境条件优越即食物充足，则会引起池塘中黑鱼的环境容纳量增加。
（2）黑鱼活动能力较强，因此在调查其种群密度时，应采用标志重捕法调查，因每条鱼描获的概率相等，第二次用小网眼渔网捕获的鱼中，大鱼和小鱼的比例与其生存环境中的大鱼和小鱼的比例相同，因此第一次用大网眼渔网捕鱼并作标记，第二次用小网眼渔网重捕，估算结果与实际种群密度没有明显差异。
（3）由于该鱼塘是人工生态系统，所以流经该生态系统的总能量包括生产者固定的太阳能以及人工投放的饵料中的能量，即为浮游植物固定的太阳能和人工投料中的化学能，能量传递效率等于相邻两个营养级同化量的比值，图中第二营养级的同化量为（a+c），第三营养级的同化量为b，因此第二、三营养级之间的能量传递效率可用b/（a+c）×100%。
22．（2020·安徽省屯溪一中高二开学考试）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____________________（在“大于”、“小于”或“等于”中选择）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】水草→甲→丁 丙和丁 捕食和竞争 传递给丙、自身呼吸作用以热能形式散失 大于 丁 河流生态系统自我调节（自我修复）能力有限
【解析】
（1）根据题干信息分析，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，则图1中缺少的食物链为：水草→甲→丁。
（2）根据以上分析可知，图1中属于次级消费者的是丙、丁；丁与丙都以乙为食，且丁以丙为食，因此丁与丙之间存在捕食和竞争关系。
（3）图2中乙固定的能量除了流向丁和分解者外，还应该包括流向给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，属于第一营养级的生物是水草、藻类，固定的能量是25000KJ/（m2.a）；属于第二营养级的生物是甲、乙，固定的能量应该多于1900 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1900÷25000，即大于7.6%。
（5）根据题意分析，水体中含有某种可被生物富集的农药，因此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。
23．（2020·北京八中高三二模）在某草原，由于开采煤矿，植被被破坏消失，土壤变得更干旱贫瘠。科研人员对该煤矿废弃后植被恢复情况进行了多年追踪调查，结果如下表。
第1年
第5年
第10年
第15年
第25年
物种数
8
19
20
40
48
优势种
蒺藜
猪毛菜
反枝苋
灰绿藜
白莲蒿
蒲公英
鹤虱
狗尾草
白莲蒿
差不嘎蒿
羊草
寸草苔
差不嘎蒿
羊草
大针茅
寸草苔
大针茅
羊草
克氏针茅
均为一年生植物
鹤虱和狗尾草为一年生植物，其余为多年生
均为多年生植物
均为多年生植物
均为多年生植物
（1）在植物种群密度的调查中，需依据植物的________设置样方大小，并对样方中的植物进行计数。
（2）植被恢复是恢复被破坏生态系统的关键环节，从植物在生态系统中功能角度阐述理由：____________。
根据表中调查结果可知，该植物群落演替的趋势是______。
（3）该草原生态系统的一条食物链的能量流动调查结果如下图：
注：图中方框内的数字为同化的能量，单位为kcal·ha-1·a-1
①图中“A”包括___________________________的能量。
②该食物链中，第二营养级到第三营养级的能量传递效率为________。
③根据调查和统计，评估该系统中的某种鸟的营养级为3．2，请解释原因：________。
（4）与本地未开发的草原相比，恢复中的露天废弃煤矿生态系统更容易发生虫灾。从生态系统稳定性的角度分析，发生该现象的可能原因是________。
【答案】大小（类型） 作为生产者利用无机物合成有机物，同时把太阳能从无机环境输入生态系统，并直接或间接为其他生物提供营养物质 物种丰度增加，优势种由一年生植物向多年生植物演替 未利用的能量和流向分解者 3．16% 在食物网中该种鸟占据了多个营养级，平均为3．2 与本地未开发的草原相比，露天废弃煤矿生态系统物种丰（富）度较低，营养结构简单，自我调节能力较弱，抵抗害虫干扰的稳定性较弱
【解析】
（1）植物类型不同，其大小、体积差异显著（例如草本植物、灌木和木本植物），因此在采取样方法调查植物种群密度时，要根据植物的类型来设计样方的大小。
（2）植物作为生产者，是生态系统中的主要成分。从能量流动角度分析，生产者可以将太阳能转化为化学能输入群落，从物质循环角度分析，生产者可以将无机物转化为有机物，从而直接、间接为其它生物提供营养物质和能量，因此，植被恢复是恢复被破坏生态系统的关键环节；图表中调查结果有两方面，一是物种数，二是优势种。所以从物种数变化结果来看，群落演替的趋势是物种丰度增加；从优势种类型来看，随着演替进行，优势种从一年生植物变为多年生植物。
（3）①除最高营养级生物外，每个营养级同化量都有四种去路，分别是呼吸散失、被下一营养级同化、流向分解者的能量和未利用的能量，结合图示可知，A应包括生产者流向分解者的能量和未利用的能量。②能量传递效率应为两个营养级同化量之比，因此，第二营养级到第三营养级的能量传递效率为55．6×102/176×103×100% =3．16%。③该鸟可有多种食物来源，在不同的食物链中占据不同的环节（即可占据多个营养级），而且它在不同营养级获得的能量值不同，综合该鸟从各营养级获得能量占其所需总能量的比例，求得其营养级平均为3.2。
（4）与本地未开发的草原相比，露天废弃煤矿生态系统物种丰（富）度较低，营养结构简单，自我调节能力较弱，因此其抵抗力稳定性差，故而更容易发生虫灾。生态系统抵抗力稳定性主要涉及到生态系统的自我调节能力，该能力与生态系统的营养结构复杂程度程正相关。
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