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能量流動的模型分析與計算
題型一　能量流動的模型分析
1.拼圖法分析能量流向
提醒：①W1、D1、D2指相應營養級的同化量，B1、B2指相應營養級中未利用的能量。
②各營養級用于生長和繁殖的能量為B1＋C1＋D1或B2＋C2＋D2。
③利用“拼圖法”可得關系式：
2.兩種研究方法下的能量流動模型分析
(1)定量不定時的研究方法
①模型
②特點：因為時間足夠長，因此不存在“未被利用的能量”。
③流入某一個營養級的能量(同化量)的去路
(2)定量定時的研究方法
①模型
②特點：因為研究時間較短，因此存在“未被利用的能量”。
③流入某一個營養級的能量(同化量)的去路
提醒：“未被利用的能量”是指暫時既未被自身呼吸消耗，又未被下一個營養級和分解者利用的能量，從長時間來看，這部分能量最終要么被自身呼吸消耗，要么被下一個營養級或分解者利用。
例1 如圖為生態系統中能量流動圖解部分示意圖(字母表示能量的多少)，下列敘述錯誤的是(　　)
A.圖中f代表初級消費者通過呼吸作用消耗的能量
B.在“草→兔→狼”這一條食物鏈中，狼糞便中的能量屬于d
C.若有未被利用的能量，則在g和i中有一處表示未被利用的能量
D.初級消費者與次級消費者之間的能量傳遞效率為e/b×100%
例2 生態學家研究了某草原生態系統的能量流動情況，其局部能量流動情況如圖所示，字母代表能量。下列分析正確的是(　　)
A.能量D1的最終去向是流向下一個營養級和分解者
B.生產者用于生長和繁殖等生命活動的能量是C1＋D1＋E1
C.第一、二個營養級間的能量傳遞效率為×100%
D.應盡可能多地增加草原牲畜的放牧量以提高能量傳遞效率
題型二　具有人工輸入有機物的生態系統中能量傳遞效率的計算
1.計算公式
＝　　　　　　　×100%
2.注意事項
在具有人工輸入有機物(化學能)的生態系統的能量傳遞效率計算時，根據能量傳遞效率的含義，上一個營養級的同化量包含從其他營養級獲得的同化量和人工輸入有機物量，下一個營養級的同化量只包含由上一個營養級傳遞來的同化量，不包含人工輸入有機物量，這是因為該部分能量不是上一個營養級傳遞來的。
例3 (2024·慈溪期末)在人為干預下，對遭到地震破壞的某生態系統進行恢復。恢復過程中的能量流動關系如圖所示[單位為103 kJ/(m2·a)]。請據圖分析，下列說法錯誤的是(　　)
A.在這場地震中營養級較高的生物受到的影響較大
B.能量在第二個營養級到第三個營養級之間傳遞效率約為15.6%
C.流經該生態系統的總能量是生產者固定的太陽能
D.肉食動物需補償輸入的能量值為5×103 kJ/(m2·a)
例4 (2024·杭州二中期末)下圖為某人工魚塘中第二個營養級食物及其能量的來源和去路示意圖，字母代表能量值。
下列敘述正確的是(　　)
A.流經該人工生態系統的總能量為生產者固定的總能量a
B.第一個營養級與第二個營養級之間的能量傳遞效率為(c/a)×100%
C.分解者利用的能量部分來自初級消費者同化的能量
D.初級消費者、次級消費者的生物量之和一定小于生產者
題型三　能量傳遞效率的“定值”計算
1.已確定營養級間能量傳遞效率的，需按具體數值計算。例如，在食物鏈A→B→C→D中，能量傳遞效率分別為a%、b%、c%，若A的能量為M，則D獲得的能量為M×a%×b%×c%。
2.如果在食物網中，某一個營養級同時從上一個營養級的多種生物獲得能量，且各途徑所獲得的生物量比例確定，則按照各單獨的食物鏈分別進行計算后再合并。
例5 如果一個人的食物中有1/2來自綠色植物、1/4來自小型肉食動物、1/4來自羊肉，假如能量傳遞效率為10%，那么此人每增加1千克體重，需消耗植物(　　)
A.10千克　B.5千克　C.100千克　D.280千克
例6 某生態系統中存在如圖所示的食物網，如將C的食物比例由A∶B＝1∶1調整為A∶B＝2∶1，其他條件不變，相鄰兩個營養級之間的能量傳遞效率按10%計算，該生態系統能承載C的數量是原來的(　　)
A.1.875倍　 B.1.375倍　
C.1.273倍　 D.0.575倍
微專題2　能量流動的模型分析與計算
例1　D　[圖中f代表初級消費者(第二個營養級生物)通過呼吸作用消耗的能量，A正確；在“草→兔→狼”這一食物鏈中，狼糞便中的能量未被狼(次級消費者)同化，仍屬于其上一個營養級兔(初級消費者)的能量，即屬于d，B正確；g或i表示的是未被利用的能量或被分解者利用的能量，C正確；初級消費者與次級消費者之間的能量傳遞效率＝(次級消費者同化量/初級消費者同化量)×100%，而圖中b表示初級消費者的攝入量，c表示初級消費者的同化量，e表示次級消費者的攝入量，但不清楚次級消費者的同化量，所以無法計算能量傳遞效率，D錯誤。]
例2　B　[能量D1的最終去向要么被自身呼吸消耗，要么被下一個營養級或分解者利用，A錯誤；生產者用于生長和繁殖等生命活動的能量是同化量減去呼吸消耗，即A1－B1或C1＋D1＋E1，B正確；第一、二個營養級間的能量傳遞效率為第二個營養級的同化量/第一個營養級的同化量＝×100%，C錯誤；能量傳遞效率不能提高，只能提高能量的利用率，D錯誤。]
例3　C　[根據圖中信息可知，地震毀損的某自然保護區恢復過程中，補償輸入到植食動物的能量是2×103 kJ/(m2·a)，肉食動物是[(2.1＋5.1＋0.05＋0.25)－(14＋2－9－4－0.5)]×103＝5×103[kJ/(m2·a)]，頂級肉食動物是12×103 kJ/(m2·a)，因此，在這場地震中營養級較高的生物受到的影響較大，A、D正確；第二個營養級的固定能量是(14＋2)×103 kJ/(m2·a)，傳給第三個營養級的能量是(14＋2)×103－(14＋2－9－4－0.5)×103＝2.5×103[kJ/(m2·a)]，能量在第二個營養級到第三個營養級之間傳遞效率為2.5×103÷[(14＋2)×103]×100%≈15.6%，B正確；流經該生態系統的總能量是生產者固定的太陽能及外界補償輸入有機物的化學能，C錯誤。]
例4　C　[流經該人工生態系統的總能量＝生產者固定的總能量＋餌料中的能量，A錯誤；由于第二個營養級的能量輸入＝第一個營養級的部分能量＋餌料中的能量，所以第一營養級與第二營養級之間的能量傳遞效率小于(c/a)×100%，B錯誤；因有人工投入餌料的能量f，初級消費者、次級消費者的生物量之和不一定小于生產者，D錯誤。]
例5　D　[根據題意可以寫出三條食物鏈：①植物→人，在此食物鏈中人要增重0.5千克，消耗植物：0.5÷10%＝5(千克)；②植物→羊→人，在此食物鏈中，人要增重0.25千克，消耗植物：0.25÷10%÷10%＝25(千克)；③植物→植食動物→小型肉食動物→人，在此食物鏈中，人要增重0.25千克，消耗植物：0.25÷10%÷10%÷10%＝250(千克)。所以人要增重1千克，需消耗植物280千克。]
例6　B　[當C的食物比例A∶B為1∶1時，設C獲得的能量為x，則需要A的能量為(1/2)x÷10%＋(1/2)x÷10%÷10%＝55x；當C的食物比例A∶B調整為2∶1時，設C獲得的能量為y，需要A的能量為(2/3)y÷10%＋(1/3)y÷10%÷10%＝40y。兩種情況下，生產者的數量是一定的，所以55x＝40y，則y＝1.375x，即該生態系統能承載C的數量是原來的1.375倍。](共20張PPT)
微專題2
能量流動的模型分析與計算
題型一　能量流動的模型分析
1.拼圖法分析能量流向
提醒：①W1、D1、D2指相應營養級的同化量，B1、B2指相應營養級中未利用的能量。
②各營養級用于生長和繁殖的能量為B1＋C1＋D1或B2＋C2＋D2。
③利用“拼圖法”可得關系式：
2.兩種研究方法下的能量流動模型分析
(1)定量不定時的研究方法
①模型
②特點：因為時間足夠長，因此不存在“未被利用的能量”。
③流入某一個營養級的能量(同化量)的去路
(2)定量定時的研究方法
①模型
②特點：因為研究時間較短，因此存在“未被利用的能量”。
③流入某一個營養級的能量(同化量)的去路
提醒：“未被利用的能量”是指暫時既未被自身呼吸消耗，又未被下一個營養級和分解者利用的能量，從長時間來看，這部分能量最終要么被自身呼吸消耗，要么被下一個營養級或分解者利用。
例1 如圖為生態系統中能量流動圖解部分示意圖(字母表示能量的多少)，下列敘述錯誤的是(　　)
D
A.圖中f代表初級消費者通過呼吸作用消耗的能量
B.在“草→兔→狼”這一條食物鏈中，狼糞便中的能量屬于d
C.若有未被利用的能量，則在g和i中有一處表示未被利用的能量
D.初級消費者與次級消費者之間的能量傳遞效率為e/b×100%
解析：圖中f代表初級消費者(第二個營養級生物)通過呼吸作用消耗的能量，A正確；
在“草→兔→狼”這一食物鏈中，狼糞便中的能量未被狼(次級消費者)同化，仍屬于其上一個營養級兔(初級消費者)的能量，即屬于d，B正確；
g或i表示的是未被利用的能量或被分解者利用的能量，C正確；
初級消費者與次級消費者之間的能量傳遞效率＝(次級消費者同化量/初級消費者同化量)×100%，而圖中b表示初級消費者的攝入量，c表示初級消費者的同化量，e表示次級消費者的攝入量，但不清楚次級消費者的同化量，所以無法計算能量傳遞效率，D錯誤。
A.圖中f代表初級消費者通過呼吸作用消耗的能量
B.在“草→兔→狼”這一條食物鏈中，狼糞便中的能量屬于d
C.若有未被利用的能量，則在g和i中有一處表示未被利用的能量
D.初級消費者與次級消費者之間的能量傳遞效率為e/b×100%
例2 生態學家研究了某草原生態系統的能量流動情況，其局部能量流動情況如圖所示，字母代表能量。下列分析正確的是(　　)
B
解析：能量D1的最終去向要么被自身呼吸消耗，要么被下一個營養級或分解者利用，A錯誤；
生產者用于生長和繁殖等生命活動的能量是同化量減去呼吸消耗，即A1－B1或C1＋D1＋E1，B正確；
能量傳遞效率不能提高，只能提高能量的利用率，D錯誤。
題型二　具有人工輸入有機物的生態系統中能量傳遞效率的計算
1.計算公式
2.注意事項
在具有人工輸入有機物(化學能)的生態系統的能量傳遞效率計算時，根據能量傳遞效率的含義，上一個營養級的同化量包含從其他營養級獲得的同化量和人工輸入有機物量，下一個營養級的同化量只包含由上一個營養級傳遞來的同化量，不包含人工輸入有機物量，這是因為該部分能量不是上一個營養級傳遞來的。
例3 (2024·慈溪期末)在人為干預下，對遭到地震破壞的某生態系統進行恢復。恢復過程中的能量流動關系如圖所示[單位為103 kJ/(m2·a)]。請據圖分析，下列說法錯誤的是(　　)
C
A.在這場地震中營養級較高的生物受到的影響較大
B.能量在第二個營養級到第三個營養級之間傳遞效率約為15.6%
C.流經該生態系統的總能量是生產者固定的太陽能
D.肉食動物需補償輸入的能量值為5×103 kJ/(m2·a)
解析：根據圖中信息可知，地震毀損的某自然保護區恢復過程中，補償輸入到植食動物的能量是2×103 kJ/(m2·a)，肉食動物是[(2.1＋5.1＋0.05＋0.25)－(14＋2－9－4－0.5)]×103＝5×103[kJ/(m2·a)]，頂級肉食動物是12×103 kJ/(m2·a)，因此，在這場地震中營養級較高的生物受到的影響較大，A、D正確；
第二個營養級的固定能量是(14＋2)×103 kJ/(m2·a)，傳給第三個營養級的能量是(14＋2)×103－(14＋2－9－4－0.5)×103＝2.5×103[kJ/(m2·a)]，能量在第二個營養級到第三個營養級之間傳遞效率為2.5×103÷[(14＋2)×103]×100%≈15.6%，B正確；
流經該生態系統的總能量是生產者固定的太陽能及外界補償輸入有機物的化學能，C錯誤。
A.在這場地震中營養級較高的生物受到的影響較大
B.能量在第二個營養級到第三個營養級之間傳遞效率約為15.6%
C.流經該生態系統的總能量是生產者固定的太陽能
D.肉食動物需補償輸入的能量值為5×103 kJ/(m2·a)
例4 (2024·杭州二中期末)下圖為某人工魚塘中第二個營養級食物及其能量的來源和去路示意圖，字母代表能量值。
下列敘述正確的是(　　)
A.流經該人工生態系統的總能量為生產者固定的總能量a
B.第一個營養級與第二個營養級之間的能量傳遞效率為(c/a)×100%
C.分解者利用的能量部分來自初級消費者同化的能量
D.初級消費者、次級消費者的生物量之和一定小于生產者
C
解析：流經該人工生態系統的總能量＝生產者固定的總能量＋餌料中的能量，A錯誤；
由于第二個營養級的能量輸入＝第一個營養級的部分能量＋餌料中的能量，所以第一營養級與第二營養級之間的能量傳遞效率小于(c/a)×100%，B錯誤；
因有人工投入餌料的能量f，初級消費者、次級消費者的生物量之和不一定小于生產者，D錯誤。
A.流經該人工生態系統的總能量為生產者固定的總能量a
B.第一個營養級與第二個營養級之間的能量傳遞效率為(c/a)×100%
C.分解者利用的能量部分來自初級消費者同化的能量
D.初級消費者、次級消費者的生物量之和一定小于生產者
題型三　能量傳遞效率的“定值”計算
1.已確定營養級間能量傳遞效率的，需按具體數值計算。例如，在食物鏈A→B→C→D中，能量傳遞效率分別為a%、b%、c%，若A的能量為M，則D獲得的能量為M×a%×b%×c%。
2.如果在食物網中，某一個營養級同時從上一個營養級的多種生物獲得能量，且各途徑所獲得的生物量比例確定，則按照各單獨的食物鏈分別進行計算后再合并。
例5 如果一個人的食物中有1/2來自綠色植物、1/4來自小型肉食動物、1/4來自羊肉，假如能量傳遞效率為10%，那么此人每增加1千克體重，需消耗植物(　　)
A.10千克 B.5千克 C.100千克 D.280千克
D
解析：根據題意可以寫出三條食物鏈：①植物→人，在此食物鏈中人要增重0.5千克，消耗植物：0.5÷10%＝5(千克)；②植物→羊→人，在此食物鏈中，人要增重0.25千克，消耗植物：0.25÷10%÷10%＝25(千克)；③植物→植食動物→小型肉食動物→人，在此食物鏈中，人要增重0.25千克，消耗植物：0.25÷10%÷10%÷10%＝250(千克)。所以人要增重1千克，需消耗植物280千克。
例6 某生態系統中存在如圖所示的食物網，如將C的食物比例由A∶B＝1∶1調整為A∶B＝2∶1，其他條件不變，相鄰兩個營養級之間的能量傳遞效率按10%計算，該生態系統能承載C的數量是原來的(　　)
B
A.1.875倍 B.1.375倍 C.1.273倍 D.0.575倍
解析：當C的食物比例A∶B為1∶1時，設C獲得的能量為x，則需要A的能量為(1/2)x÷10%＋(1/2)x÷10%÷10%＝55x；當C的食物比例A∶B調整為2∶1時，設C獲得的能量為y，需要A的能量為(2/3)y÷10%＋(1/3)y÷10%÷10%＝40y。兩種情況下，生產者的數量是一定的，所以55x＝40y，則y＝1.375x，即該生態系統能承載C的數量是原來的1.375倍。專題特訓2　能量流動的模型分析與計算
(時間:30分鐘分值:50分)
選擇題:第1～10題,每小題3分,共30分。
題型1　能量流動的模型分析
1.如圖表示能量流經某生態系統第二個營養級的示意圖[單位:Ｊ/(ｃｍ2·ａ)],據圖分析,下列有關說法正確的是 (　　)
ｅ表示分解者利用的能量
第二個營養級用于生長和繁殖的能量是100 Ｊ/(ｃｍ2·ａ)
能量由第二個營養級到第三個營養級的傳遞效率是20%
該生態系統第三個營養級同化的能量是15 Ｊ/(ｃｍ2·ａ)
2.(2024·寧波九校高二聯考)下圖表示生態系統中各營養級能量的類型和去向(ｄ表示該營養級未被利用的能量)。下列敘述正確的是 (　　)
生態系統中各營養級的能量類型和去向示意圖
在食物鏈中,各營養級獲得能量的方式及能量的用途相同
圖中ａ1、ａ2可表示生產者與消費者的呼吸量,且所占比例基本相符
生產者到初級消費者的能量傳遞效率為ｂ1/(ａ1+ｂ1+ｃ1+ｄ1)×100%
消費者從生產者攝取的能量數值可用ｂ1表示,且此部分能量存在于有機物中
3.(2024·三賢聯盟聯考)如圖是一個處于平衡狀態生態系統的能量流動示意圖,其中Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ分別代表不同營養級的生物類群,以下敘述正確的是 (　　)
Ｂ同化的能量要大于Ｂ、Ｃ、Ｄ呼吸消耗的能量之和
Ｃ的遺體殘骸及其產生的糞便都是Ｃ流入分解者的能量
Ｄ現存能量與Ｃ現存能量之比就是能量從Ｃ傳遞到Ｄ的效率
由于流經該生態系統的總能量是一定的,所以Ｂ獲得的能量越多,留給Ｃ、Ｄ的能量就越少
4.如圖為某魚塘中能量流動圖解部分示意圖,①②③④⑤各代表一定的能量值,下列各項中正確的是 (　　)
在人工飼養的高密度魚塘中⑤一定大于①
圖中④包含了次級消費者糞便中的能量
在食物鏈中各個營養級能量輸入的方式和形式是完全相同的
第三個營養級到第四個營養級的能量傳遞效率為(③/②)×100%
5.下圖表示能量流經第二個營養級的情況,有關敘述正確的是 (　　)
圖中糞便量屬于生產者經光合作用所固定的太陽能
呼吸作用以熱能形式散失的能量占同化量的比例較小
流入下一個營養級的能量占攝入量的10%左右
由圖示可知,能量在營養級之間不具有單向流動的特點
題型2　具有人工輸入有機物的生態系統中能量傳遞效率的計算
6.(2024·精誠聯盟高二聯考)下圖是某人工池塘中的能量流動示意圖,其中ａ、ｂ、ｃ表示生物同化的能量,ｄ、ｅ、ｆ表示用于生物生長和繁殖的能量,ｇ、ｈ、ｉ表示呼吸消耗的能量。下列分析正確的是 (　　)
第三個營養級與第二個營養級之間的能量傳遞效率為ｃ/ｂ×100%
流經該生態系統的總能量可表示為ｇ+ｂ+ｊ,即初級生產量
初級消費者同化的能量除圖示流向外,還存在部分暫未利用的能量
生態系統營養級越多,則流向人類的能量就越少
7.(2024·七彩陽光聯盟)某人工魚塘中存在如下圖所示的能量流動關系,其中字母表示能量(單位ｋＪ),據圖分析錯誤的是 (　　)
草魚和生產者之間的能量傳遞效率為ｃ/ａ×100%
ｄ是草魚用于生長和繁殖的能量
草魚同化的能量ｃ除圖示流向外,還存在部分未利用的能量
ｇ中含有部分植物通過光合作用固定的能量
題型3　能量傳遞效率的“定值”計算
8.某生態系統中存在右圖生物關系,Ｅ生物種群含有的總能量為5．8×109 ｋＪ,Ｂ生物種群含有的總能量為1．6×108 ｋＪ,則理論上Ａ生物種群含有的總能量是(能量傳遞效率按20%計算) (　　)
4．2×107 ｋＪ 2．0×108 ｋＪ
1．0×108 ｋＪ 2．32×108 ｋＪ
9.在右圖所示的食物網中,假如貓頭鷹的食物有2/5來自兔子,2/5來自鼠,1/5來自蛇,那么貓頭鷹若增加20 ｇ體重,最少需要消耗植物(能量傳遞效率按20%計算) (　　)
600 ｇ 900 ｇ
1 600 ｇ 5 600 ｇ
10.如圖表示某生態系統食物網的圖解,貓頭鷹體重每增加1 ｋｇ,至少消耗Ａ約(能量傳遞效率按20%計算) (　　)
100 ｋｇ 44．5 ｋｇ
25 ｋｇ 15 ｋｇ
11.(10分)(2024·浙南聯盟聯考)生態學家對相同環境條件下的退耕造林生境和棄耕農田生境中的林下草本植物的種類和生物量進行了調查分析,發現棄耕生境下草本植物的種類和生物量遠大于退耕還林生境。下圖表示棄耕生境下能量流經昆蟲的部分途徑,請分析:
(1)(2分)生態恢復一段時間后,生態學家應采用　　　　法調查某雙子葉植物的種群密度,為減少誤差,調查時要注意______________________________________________________________________
___________________________________________ (寫出兩點)。
(2)(2分)若忽略演替中人為因素的影響,同一地區兩種生境最終達到的穩定平衡階段的群落類型　　　　(填“相同”或“不同”),原因是____________________________________________________________
___________________________________________________________________________________　。
(3)(2分)圖中Ｂ表示　　　　　　　　　　　　的能量。除了圖中所示,第二個營養級同化的能量還有一部分的流向是___________________________________________。
(4)(4分)兩種生境下形成的森林群落中,　　　　(填“退耕造林生境”或“棄耕農田生境”)下形成的森林群落初級生產量更高,原因是_________________________________________________________
___________________________________________________________________________________。
12.(10分)(2024·諸暨期末)某城市河流由于生活污水和工業廢水的排入,水質逐漸惡化。經過治理后,河水又恢復了清澈。圖1表示該河流的能量金字塔(甲、乙、丙為3種魚,丁為1種水鳥,甲不攝食藻類,箭頭指示能量流動方向),圖2表示部分能量流動關系(圖中數字表示同化的能量)。請回答下列問題:
(1)(4分)圖1所示食物網中,次級消費者是　　　,丁與丙之間的種間關系為　　　　　　　　,圖中可能遺漏的一條能量流動渠道是____________________________________________________。
(2)(4分)據圖1分析,圖2中除已經標出的能量去向和暫時未利用的能量之外,乙的能量去向還有 　
_________________________________________________________________________________。
結合圖2分析,圖1所示食物網中第一個營養級到第二個營養級的能量傳遞效率　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)7．6%。
(3)(2分)經檢測,水體中還存在某種可被生物富集的農藥,推測此農藥含量最高的物種是　　　　。
專題特訓2　能量流動的模型分析與計算
1.A　[題圖為能量流經某生態系統第二個營養級的示意圖，其中a表示該營養級攝入的能量，b表示該營養級同化的能量，c表示該營養級用于生長和繁殖的能量，d表示該營養級通過呼吸消耗以熱能的形式散失的能量，e表示分解者利用的能量，A正確，B錯誤；題圖僅表示能量流經第二個營養級的過程，并不能得出第三個營養級的同化量，因此無法計算由第二個營養級到第三個營養級的能量傳遞效率，C、D錯誤。]
2.D　[在食物鏈中，各營養級獲得能量的方式及能量的用途不完全相同，如生產者是通過光合作用和化能合成作用利用光能或化學能將無機物轉變為儲存能量的有機物，而消費者是通過捕食獲得儲存能量的有機物進而經過同化作用得到能量，A錯誤；生產者固定的太陽能大部分被呼吸作用消耗，圖中a1、a2可表示生產者與消費者的呼吸量，但所占比例不符，B錯誤；b1為攝入量，生態系統中生產者到初級消費者的能量傳遞效率為(a2＋b2＋c2＋d2)÷(a1＋b1＋c1＋d1)×100%，C錯誤；消費者從生產者攝取的能量數值(a2＋b2＋c2＋d2＋糞便量)即可用b1表示，且此部分能量存在于有機物中，D正確。]
3.A　[B同化的能量有三個去向：呼吸消耗、傳給C和傳給分解者，由于生態系統處于平衡狀態，所以整體上看B同化的能量等于B、C、D的呼吸量加三者傳給分解者的能量，所以B的同化量大于三者呼吸消耗的能量，A正確；C產生的糞便中的能量是B流入分解者的能量，B錯誤；能量的傳遞效率是指相鄰兩個營養級群體中同化量之比，即下一個營養級中所有生物的同化量與上一個營養級所有生物的同化量之比，故D同化量與C同化量之比就是能量從C傳遞到D的效率，C錯誤；若B獲得的能量越多，按照傳遞效率10%～20%計算，C、D獲得的能量相對較多，D錯誤。]
4.D　[在人工魚塘中，人們可通過投放飼料等措施來飼養更多的魚類，所以⑤可能比①小，A錯誤；糞便中的能量屬于上個營養級，所以④應包含三級消費者糞便中的能量，B錯誤；在食物鏈中各個營養級能量輸入的方式和形式不完全相同，C錯誤；能量傳遞效率＝一個營養級的同化量/上一個營養級的同化量，所以第三個營養級到第四個營養級的能量傳遞效率為(③/②)×100%，D正確。]
5.A　[由于攝入量＝流入第二個營養級的能量(同化量)＋糞便量，所以圖中糞便量屬于生產者經光合作用所固定的太陽能，A正確；呼吸作用以熱能形式散失的能量占同化量的比例較大，B錯誤；流入下一個營養級的能量占同化量的10%左右，C錯誤；由圖示可知，能量在營養級之間具有單向流動的特點，D錯誤。]
6.C　[第三個營養級與第二個營養級之間的能量傳遞效率為第二個營養級傳遞給第三個營養級的能量/第二個營養級的同化量＝c/(b＋m)×100%，這里要注意第二個營養級同化的能量包括從上一個營養級同化的能量(b)和有機物輸入的能量(m)，A錯誤；流經該生態系統的總能量可表示為a＋m，a為生產者固定的能量，為初級生產量，B錯誤；初級消費者同化的能量為b＋m，流向途徑有呼吸消耗(h)、流向分解者(k)、流向下一營養級(c)，還存在部分暫未利用的能量，C正確；生態系統營養級越多，則流向人類的能量不一定就越少，如人吃水稻，人為第二個營養級，與生態系統中營養級的多少無關，D錯誤。]
7.A　[草魚的同化量(c)中一部分是來自有機物輸入(飼料)，一部分是植物固定的太陽能a，所以草魚和生產者之間的能量傳遞效率小于c/a×100%，A錯誤。]
8.B　[E為第一個營養級，B、C、D均為第二個營養級，三者獲得的來自E的總能量為5.8×109×20%＝11.6×108(kJ)，再減去B的能量1.6×108 kJ，C、D含有的能量為1×109 kJ，A既可捕食C，又可捕食D，其獲得的總能量為1×109×20%＝2.0×108(kJ)。]
9.B　[依圖中食物關系分析，貓頭鷹處于第三、四個營養級。在食物鏈中，貓頭鷹屬第三個營養級時，可把此食物鏈簡化為一條，即植物→鼠(兔)→貓頭鷹，最少消耗植物20 g×4/5÷20%÷20%＝400(g)。另一食物鏈“植物→鼠→蛇→貓頭鷹”中，貓頭鷹屬第四個營養級，最少消耗植物20 g×1/5÷20%÷20%÷20%＝500(g)，所以最少需要消耗植物500 g＋400 g＝900(g)。]
10.C　[圖中共含有三條食物鏈，而題中所求為至少消耗的A，根據能量流動規律分析可知，食物鏈越短損耗越少，能量傳遞效率以20%計算。故食物鏈A→B→貓頭鷹為最短，消耗的A為1÷20%÷20%＝25(kg)。]
11.(1)樣方　樣方的大小、樣方數量、隨機取樣、取各樣方平均數(任意兩點，答案合理即可)
(2)相同　頂極群落類型取決于該地平均溫度和年降雨量
(3)昆蟲用于生長和繁殖(凈次級生產量)　通過呼吸作用以熱能形式散失
(4)棄耕農田生境　垂直分層(垂直結構)明顯，對光能利用率高
解析　(1)一般植物和個體小、活動能力小的動物以及蟲卵等種群密度的調查方式常用的是樣方法。因此調查某雙子葉植物的種群密度常采用樣方法。為減少誤差，調查時要注意樣方的大小、樣方數量、隨機取樣、取各樣方平均數。(2)頂極群落類型取決于該地平均溫度和年降雨量，所以同一地區兩種生境下最終達到的穩定平衡階段的群落類型應該是相同的。(3)攝入量包括糞便量和同化量，同化量又包括呼吸作用以熱能形式散失的能量和用于生長和繁殖的能量，生長和繁殖的能量又分為流向下一個營養級的能量和被分解者利用的能量，因此圖中A表示昆蟲的同化量，B表示昆蟲用于生長和繁殖的能量。同化的能量除用于生長和繁殖外，還有一部分通過呼吸作用以熱能形式散失。(4)棄耕農田生境下森林垂直分層明顯，對光能利用率高，能合成更多有機物，初級生產量更高。
12.(1)丙和丁　捕食和競爭　水草→甲→丁
(2)傳遞給丙、通過自身呼吸作用以熱能形式散失　大于　(3)丁
解析　(1)圖1中丙、丁都可以作為第三個營養級即次級消費者。丁捕食丙，且丙、丁都捕食乙，所以丁與丙之間的種間關系是捕食和競爭。根據題中信息可知，甲不攝食藻類，水草是第一個營養級，甲是第二個營養級，丁是第三、第四個營養級，甲和丁未體現出食物聯系，所以還可能有的一條食物鏈是水草→甲→丁。(2)圖1中乙可以被丙和丁捕食，所以乙的能量去向除了流向分解者和丁之外，還可以傳遞給丙以及通過自身呼吸作用以熱能形式散失。根據圖2可知，第一個營養級到乙的能量傳遞效率是1 900/25 000×100%＝7.6%，但是因為第二個營養級包括甲和乙，再加上甲的能量，第一個營養級到第二個營養級的能量傳遞效率大于7.6%。(3)農藥不易被分解，營養級級別越高的生物體內積累的農藥越多，因此體內農藥含量最高的物種是丁。(共27張PPT)
專題特訓2　
能量流動的模型分析與計算
(時間：15分鐘　滿分：50分)
A
題型1　能量流動的模型分析
1.如圖表示能量流經某生態系統第二個營養級的示意圖[單位：J/(cm2·a)]，據圖分析，下列有關說法正確的是(　　)
A.e表示分解者利用的能量
B.第二個營養級用于生長和繁殖的能量是100 J/(cm2·a)
C.能量由第二個營養級到第三個營養級的傳遞效率是20%
D.該生態系統第三個營養級同化的能量是15 J/(cm2·a)
解析：題圖為能量流經某生態系統第二個營養級的示意圖，其中a表示該營養級攝入的能量，b表示該營養級同化的能量，c表示該營養級用于生長和繁殖的能量，d表示該營養級通過呼吸消耗以熱能的形式散失的能量，e表示分解者利用的能量，A正確，B錯誤；
題圖僅表示能量流經第二個營養級的過程，并不能得出第三個營養級的同化量，因此無法計算由第二個營養級到第三個營養級的能量傳遞效率，C、D錯誤。
A.e表示分解者利用的能量
B.第二個營養級用于生長和繁殖的能量是100 J/(cm2·a)
C.能量由第二個營養級到第三個營養級的傳遞效率是20%
D.該生態系統第三個營養級同化的能量是15 J/(cm2·a)
2.(2024·寧波九校高二聯考)下圖表示生態系統中各營養級能量的類型和去向(d表示該營養級未被利用的能量)。下列敘述正確的是(　　)
D
生態系統中各營養級的能量類型和去向示意圖
A.在食物鏈中，各營養級獲得能量的方式及能量的用途相同
B.圖中a1、a2可表示生產者與消費者的呼吸量，且所占比例基本相符
C.生產者到初級消費者的能量傳遞效率為b1/(a1＋b1＋c1＋d1)×100%
D.消費者從生產者攝取的能量數值可用b1表示，且此部分能量存在于有機物中
解析：在食物鏈中，各營養級獲得能量的方式及能量的用途不完全相同，如生產者是通過光合作用和化能合成作用利用光能或化學能將無機物轉變為儲存能量的有機物，而消費者是通過捕食獲得儲存能量的有機物進而經過同化作用得到能量，A錯誤；
生產者固定的太陽能大部分被呼吸作用消耗，圖中a1、a2可表示生產者與消費者的呼吸量，但所占比例不符，B錯誤；
b1為攝入量，生態系統中生產者到初級消費者的能量傳遞效率為(a2＋b2＋c2＋d2)÷(a1＋b1＋c1＋d1)×100%，C錯誤；
消費者從生產者攝取的能量數值(a2＋b2＋c2＋d2＋糞便量)即可用b1表示，且此部分能量存在于有機物中，D正確。
A.在食物鏈中，各營養級獲得能量的方式及能量的用途相同
B.圖中a1、a2可表示生產者與消費者的呼吸量，且所占比例基本相符
C.生產者到初級消費者的能量傳遞效率為b1/(a1＋b1＋c1＋d1)×100%
D.消費者從生產者攝取的能量數值可用b1表示，且此部分能量存在于有機物中
3.(2024·三賢聯盟聯考)如圖是一個處于平衡狀態生態系統的能量流動示意圖，其中A、B、C、D分別代表不同營養級的生物類群，以下敘述正確的是(　　)
A
A.B同化的能量要大于B、C、D呼吸消耗的能量之和
B.C的遺體殘骸及其產生的糞便都是C流入分解者的能量
C.D現存能量與C現存能量之比就是能量從C傳遞到D的效率
D.由于流經該生態系統的總能量是一定的，所以B獲得的能量越多，留給C、D的能量就越少
解析：B同化的能量有三個去向：呼吸消耗、傳給C和傳給分解者，由于生態系統處于平衡狀態，所以整體上看B同化的能量等于B、C、D的呼吸量加三者傳給分解者的能量，所以B的同化量大于三者呼吸消耗的能量，A正確；
C產生的糞便中的能量是B流入分解者的能量，B錯誤；
能量的傳遞效率是指相鄰兩個營養級群體中同化量之比，即下一個營養級中所有生物的同化量與上一個營養級所有生物的同化量之比，故D同化量與C同化量之比就是能量從C傳遞到D的效率，C錯誤；
若B獲得的能量越多，按照傳遞效率10%～20%計算，C、D獲得的能量相對較多，D錯誤。
A.B同化的能量要大于B、C、D呼吸消耗的能量之和
B.C的遺體殘骸及其產生的糞便都是C流入分解者的能量
C.D現存能量與C現存能量之比就是能量從C傳遞到D的效率
D.由于流經該生態系統的總能量是一定的，所以B獲得的能量越多，留給C、D的能量就越少
4.如圖為某魚塘中能量流動圖解部分示意圖，①②③④⑤各代表一定的能量值，下列各項中正確的是(　　)
D
A.在人工飼養的高密度魚塘中⑤一定大于①
B.圖中④包含了次級消費者糞便中的能量
C.在食物鏈中各個營養級能量輸入的方式和形式是完全相同的
D.第三個營養級到第四個營養級的能量傳遞效率為(③/②)×100%
解析：在人工魚塘中，人們可通過投放飼料等措施來飼養更多的魚類，所以⑤可能比①小，A錯誤；
糞便中的能量屬于上個營養級，所以④應包含三級消費者糞便中的能量，B錯誤；
在食物鏈中各個營養級能量輸入的方式和形式不完全相同，C錯誤；
能量傳遞效率＝一個營養級的同化量/上一個營養級的同化量，所以第三個營養級到第四個營養級的能量傳遞效率為(③/②)×100%，D正確。
A.在人工飼養的高密度魚塘中⑤一定大于①
B.圖中④包含了次級消費者糞便中的能量
C.在食物鏈中各個營養級能量輸入的方式和形式是完全相同的
D.第三個營養級到第四個營養級的能量傳遞效率為(③/②)×100%
5.下圖表示能量流經第二個營養級的情況，有關敘述正確的是(　　)
A
A.圖中糞便量屬于生產者經光合作用所固定的太陽能
B.呼吸作用以熱能形式散失的能量占同化量的比例較小
C.流入下一個營養級的能量占攝入量的10%左右
D.由圖示可知，能量在營養級之間不具有單向流動的特點
解析：由于攝入量＝流入第二個營養級的能量(同化量)＋糞便量，所以圖中糞便量屬于生產者經光合作用所固定的太陽能，A正確；
呼吸作用以熱能形式散失的能量占同化量的比例較大，B錯誤；
流入下一個營養級的能量占同化量的10%左右，C錯誤；
由圖示可知，能量在營養級之間具有單向流動的特點，D錯誤。
A.圖中糞便量屬于生產者經光合作用所固定的太陽能
B.呼吸作用以熱能形式散失的能量占同化量的比例較小
C.流入下一個營養級的能量占攝入量的10%左右
D.由圖示可知，能量在營養級之間不具有單向流動的特點
題型2　具有人工輸入有機物的生態系統中能量傳遞效率的計算
6.(2024·精誠聯盟高二聯考)下圖是某人工池塘中的能量流動示意圖，其中a、b、c表示生物同化的能量，d、e、f表示用于生物生長和繁殖的能量，g、h、i表示呼吸消耗的能量。下列分析正確的是(　　)
C
A.第三個營養級與第二個營養級之間的能量
傳遞效率為c/b×100%
B.流經該生態系統的總能量可表示為g＋b＋j，即初級生產量
C.初級消費者同化的能量除圖示流向外，還存在部分暫未利用的能量
D.生態系統營養級越多，則流向人類的能量就越少
解析：第三個營養級與第二個營養級之間的能量傳遞效率為第二個營養級傳遞給第三個營養級的能量/第二個營養級的同化量＝c/(b＋m)×100%，這里要注意第二個營養級同化的能量包括從上一個營養級同化的能量(b)和有機物輸入的能量(m)，A錯誤；
流經該生態系統的總能量可表示為a＋m，a為生產者固定的能量，為初級生產量，B錯誤；
初級消費者同化的能量為b＋m，流向途徑有呼吸消耗(h)、流向分解者(k)、流向下一營養級(c)，還存在部分暫未利用的能量，C正確；
生態系統營養級越多，則流向人類的能量不一定就越少，如人吃水稻，人為第二個營養級，與生態系統中營養級的多少無關，D錯誤。
A.第三個營養級與第二個營養級之間的能量
傳遞效率為c/b×100%
B.流經該生態系統的總能量可表示為g＋b＋j，即初級生產量
C.初級消費者同化的能量除圖示流向外，還存在部分暫未利用的能量
D.生態系統營養級越多，則流向人類的能量就越少
7.(2024·七彩陽光聯盟)某人工魚塘中存在如下圖所示的能量流動關系，其中字母表示能量(單位kJ)，據圖分析錯誤的是(　　)
A
A.草魚和生產者之間的能量傳遞效率為
c/a×100%
B.d是草魚用于生長和繁殖的能量
C.草魚同化的能量c除圖示流向外，還存在部分未利用的能量
D.g中含有部分植物通過光合作用固定的能量
解析：草魚的同化量(c)中一部分是來自有機物輸入(飼料)，一部分是植物固定的太陽能a，所以草魚和生產者之間的能量傳遞效率小于c/a×100%，A錯誤。
題型3　能量傳遞效率的“定值”計算
8.某生態系統中存在右圖生物關系，E生物種群含有的總能量為5.8×109 kJ，B生物種群含有的總能量為1.6×108 kJ，則理論上A生物種群含有的總能量是(能量傳遞效率按20%計算)(　　)
B
A.4.2×107 kJ B.2.0×108 kJ C.1.0×108 kJ D.2.32×108 kJ
解析：E為第一個營養級，B、C、D均為第二個營養級，三者獲得的來自E的總能量為5.8×109×20%＝11.6×108(kJ)，再減去B的能量1.6×108 kJ，C、D含有的能量為1×109 kJ，A既可捕食C，又可捕食D，其獲得的總能量為1×109×20%＝2.0×108(kJ)。
9.在右圖所示的食物網中，假如貓頭鷹的食物有2/5來自兔子，2/5來自鼠，1/5來自蛇，那么貓頭鷹若增加20 g體重，最少需要消耗植物(能量傳遞效率按20%計算)(　　)
B
A.600 g B.900 g C.1 600 g D.5 600 g
解析：依圖中食物關系分析，貓頭鷹處于第三、四個營養級。在食物鏈中，貓頭鷹屬第三個營養級時，可把此食物鏈簡化為一條，即植物→鼠(兔)→貓頭鷹，最少消耗植物20 g×4/5÷20%÷20%＝400(g)。另一食物鏈“植物→鼠→蛇→貓頭鷹”中，貓頭鷹屬第四個營養級，最少消耗植物20 g×1/5÷20%÷20%÷20%＝500(g)，所以最少需要消耗植物500 g＋400 g＝900(g)。
10.如圖表示某生態系統食物網的圖解，貓頭鷹體重每增加1 kg，至少消耗A約(能量傳遞效率按20%計算)(　　)
C
A.100 kg B.44.5 kg C.25 kg D.15 kg
解析：圖中共含有三條食物鏈，而題中所求為至少消耗的A，根據能量流動規律分析可知，食物鏈越短損耗越少，能量傳遞效率以20%計算。故食物鏈A→B→貓頭鷹為最短，消耗的A為1÷20%÷20%＝25(kg)。
11.(2024·浙南聯盟聯考)生態學家對相同環境條件下的退耕造林生境和棄耕農田生境中的林下草本植物的種類和生物量進行了調查分析，發現棄耕生境下草本植物的種類和生物量遠大于退耕還林生境。下圖表示棄耕生境下能量流經昆蟲的部分途徑，請分析：
(1)生態恢復一段時間后，生態學家應采用________法調查某雙子葉植物的種群密度，為減少誤差，調查時要注意______________________________________
____________________________________________________________________
(寫出兩點)。
樣方
樣方的大小、樣方數量、隨機取樣、取各樣方平均數(任意兩點，答案合理即可)
(2)若忽略演替中人為因素的影響，同一地區兩種生境最終達到的穩定平衡階段的群落類型________(填“相同”或“不同”)，原因是_____________________
____________________________________________________________________。
(3)圖中B表示____________________________________的能量。除了圖中所示，第二個營養級同化的能量還有一部分的流向是____________________________________________________________________。
相同
頂極群落類型取決于
該地平均溫度和年降雨量
昆蟲用于生長和繁殖(凈次級生產量)
通過呼吸作用以熱能形式散失
(4)兩種生境下形成的森林群落中，_________________(填“退耕造林生境”或“棄耕農田生境”)下形成的森林群落初級生產量更高，原因是
____________________________________________________________________。
棄耕農田生境
垂直分層(垂直結構)明顯，對光能利用率高
解析：(1)一般植物和個體小、活動能力小的動物以及蟲卵等種群密度的調查方式常用的是樣方法。因此調查某雙子葉植物的種群密度常采用樣方法。為減少誤差，調查時要注意樣方的大小、樣方數量、隨機取樣、取各樣方平均數。
(2)頂極群落類型取決于該地平均溫度和年降雨量，所以同一地區兩種生境下最終達到的穩定平衡階段的群落類型應該是相同的。
(3)攝入量包括糞便量和同化量，同化量又包括呼吸作用以熱能形式散失的能量和用于生長和繁殖的能量，生長和繁殖的能量又分為流向下一個營養級的能量和被分解者利用的能量，因此圖中A表示昆蟲的同化量，B表示昆蟲用于生長和繁殖的能量。同化的能量除用于生長和繁殖外，還有一部分通過呼吸作用以熱能形式散失。
(4)棄耕農田生境下森林垂直分層明顯，對光能利用率高，能合成更多有機物，初級生產量更高。
12.(2024·諸暨期末)某城市河流由于生活污水和工業廢水的排入，水質逐漸惡化。經過治理后，河水又恢復了清澈。圖1表示該河流的能量金字塔(甲、乙、丙為3種魚，丁為1種水鳥，甲不攝食藻類，箭頭指示能量流動方向)，圖2表示部分能量流動關系(圖中數字表示同化的能量)。請回答下列問題：
(1)圖1所示食物網中，次級消費者是________，丁與丙之間的種間關系為________________，圖中可能遺漏的一條能量流動渠道是____________________________________________________________________。
丙和丁
捕食和競爭
水草→甲→丁
(2)據圖1分析，圖2中除已經標出的能量去向和暫時未利用的能量之外，乙的能量去向還有________________________________________________________。
結合圖2分析，圖1所示食物網中第一個營養級到第二個營養級的能量傳遞效率________(填“大于”“小于”或“等于”)7.6%。
傳遞給丙、通過自身呼吸作用以熱能形式散失
大于
(3)經檢測，水體中還存在某種可被生物富集的農藥，推測此農藥含量最高的物種是________。
丁
解析：(1)圖1中丙、丁都可以作為第三個營養級即次級消費者。丁捕食丙，且丙、丁都捕食乙，所以丁與丙之間的種間關系是捕食和競爭。根據題中信息可知，甲不攝食藻類，水草是第一個營養級，甲是第二個營養級，丁是第三、第四個營養級，甲和丁未體現出食物聯系，所以還可能有的一條食物鏈是水草→甲→丁。
(2)圖1中乙可以被丙和丁捕食，所以乙的能量去向除了流向分解者和丁之外，還可以傳遞給丙以及通過自身呼吸作用以熱能形式散失。根據圖2可知，第一個營養級到乙的能量傳遞效率是1 900/25 000×100%＝7.6%，但是因為第二個營養級包括甲和乙，再加上甲的能量，第一個營養級到第二個營養級的能量傳遞效率大于7.6%。
(3)農藥不易被分解，營養級級別越高的生物體內積累的農藥越多，因此體內農藥含量最高的物種是丁。

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