第5讲 能量流动和物质循环、生
态系统的稳态及其调节
【知识梳理自查】
一、生态系统中的能量流动
必备知识·自主排查
1.能量流动过程:
(1)能量流动的起点:_______。
(2)能量流动的渠道:_______________。
(3)植食动物的能量去向。
①_________消耗;
②被_______分解;
③被_________取食并同化;
④未利用。
生产者
食物链或食物网
呼吸作用
分解者
肉食动物
2.能量流动特点:
(1)_________,不可逆的。
(2)_________,传递效率一般只有约____。
3.从能量流动过程可以推知:
(1)植食动物比_________能量多。
(2)高营养级生物数量少、_______小、能量少。
(3)一个生态系统必须不断地从_____________才能维持其正常功能。
单向流动
逐级递减 10%
肉食动物
生物量
外界输入能量
二、生态系统中的碳循环
1.含义:
(1)范围:_____________________。
(2)方向:___________________。
(3)特点:物质数量_____,_____利用。
一个相对封闭的循环圈
周而复始、往复循环
恒定 重复
2.碳的全球循环:
(1)请写出图中各标号的名称:
①_________;②_________;③摄食;④_________;⑤燃烧;⑥分解作用。
(2)循环形式:生物与环境之间是___。
呼吸作用 光合作用 呼吸作用
CO2
三、生态系统的稳态
1.稳态的标志:生态系统达到最稳定的_________状态。
2.稳态的原因:生态系统具有_____________。
动态平衡
自我调节功能
四、稳态的调节
负反馈调节 正反馈调节
特点 ___________最初发生变化的
那种成分所发生的变化
加速最初所
发生的变化
结果 使生态系统_________ 使生态系统_________
抑制和减弱
保持稳定 远离稳态
【易错正误速判】
1.流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能。 ( )
分析:流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量。
2.除最高营养级外,某一营养级的总能量由四个部分组成:自身呼吸消耗的能
量、流向下一个营养级的能量、被分解者利用的能量和未被利用的能量。
( )
分析:某一营养级的总能量一般由四个部分组成:自身呼吸消耗的能量、流向
下一个营养级的能量、被分解者利用的能量和未被利用的能量,但最高营养级
没有流向下一营养级的能量。
×
√
3.生态系统中的能量可被多级循环利用,从而大大提高能量的利用率。( )
分析:生态系统中的能量可被多级利用,从而大大提高能量的利用率。
4.光合作用推动碳循环过程,促进了生物群落中的能量循环。 ( )
分析:能量是单向流动的,不能循环。
5.生态系统的物质循环和能量流动的渠道都是食物链和食物网,所以物质和能
量是循环往复的。 ( )
分析:物质是循环的,能量是单向流动的。
×
×
×
6.物质循环和能量流动是两个相对独立的过程。 ( )
分析:物质循环和能量流动是同时进行的,彼此相互依存,不可分割。
7.负反馈调节在生态系统中普遍存在,它是生态系统自我调节能力的基础。
( )
8.某相对稳定的生态系统中旅鼠的天敌、植物、旅鼠之间数量的变化是一种
正反馈调节。 ( )
分析:植物、旅鼠和旅鼠的天敌三者之间构成一条食物链,其数量的变化是一
种负反馈调节。
×
√
×
9.生态系统中的组成成分越多,食物网越复杂,生态系统的恢复力稳定性就越
强。 ( )
分析:生态系统中的组成成分越多,食物网越复杂,生态系统的抵抗力稳定性就
越强,恢复力稳定性就越弱。
×
考点一 生态系统的能量流动
【要点归纳整合】
1.生态系统中的能量流动过程:
(1)传递途径:食物链和食物网。
(2)传递形式:有机物中的化学能。
(3)传递过程:
关键能力·素养提升
(4)能量传递效率。
输入某一营养级的能量中,只有约10%的能量流入下一营养级。计算方法为:
能量传递效率= ×100%。
(5)能量的转化。
①生产者:光能 有机物中的化学能。
②消费者:食物中化学能 自身化学能。
(6)能量的散失。
①形式:热能,热能是能量流动的最后形式。
②过程:有机物(化学能)
③特殊途径:动植物遗体形成的煤、石油等 热能。
2.能量流动特点的原因分析:
(1)单向流动。
①能量流动是沿食物链进行的,食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然
选择的结果,是不可逆转的。
②各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用,因此能量流
动无法循环。
(2)逐级递减。
①各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。
②各营养级的能量都会有一部分流入分解者。
③各营养级的能量都有未被利用的部分。
【典例考题研析】
【典例1】(能量流动逐级分析)(2020·浙江1月选考真题)下列关于生态系统
能量流动的叙述,正确的是 ( )
A.营养级数量越多,相邻营养级之间的能量传递效率就越低
B.呼吸消耗量在同化量中所占比例越少,生物量增加就越多
C.生产者的净初级生产量越大,各级消费者的体型就越大
D.营养级所处的位置越高,该营养级所具有的总能量就越多
【思路点拨】解答本题时需要注意以下两个关系:
(1)厘清“生物量”“净初级生产量”“呼吸消耗量”之间的关系。
(2)掌握“总能量”“营养级数量”“营养级位置”“能量传递效率”之间的
关系。
【解析】选B。相邻营养级之间的能量传递效率的高低与营养级数量无关, A
错误;净生产量=同化量-呼吸消耗量,生物量实际是净生产量在某一调查时刻
前的积累量,所以,呼吸消耗量在同化量中所占比例越少,生物量增加就越多,B
正确;生产者的净初级生产量越大,各级消费者的体型不一定越大,C错误;食物
链越长,在能量流动中损失的能量就越多,所以营养级所处的位置越高,该营养
级所具有的总能量就越少,D错误。
【易错提醒】动物的同化量不等于摄入量
(1)同化量为每一营养级通过摄食并转化成自身有机物的能量。
(2)摄入量是消费者摄入的能量,同化量=摄入量-粪便量。
【典例2】(能量流动传递效率)(2017·浙江11月选考真题)下列关于能量流动
的叙述,正确的是 ( )
A.动物同化的能量中包括其粪便中的能量
B.生产者能将约10%的太阳能转化为化学能
C.相同条件下恒温动物的体重净增长低于变温动物
D.消费者营养级具有的能量与该消费者的平均体重呈正相关
【思路点拨】解答本题的关键点有两个:
(1)理解动物同化能量的来源:取食(摄入的能量)。
(2)明确能量传递效率为10%:相邻两个营养级之间的传递效率约为10%。
【解析】选C。动物粪便中的能量不属于自身同化量,属于上一营养级的同化
量,A项错误;生产者只能将1%～2%的太阳能转化为化学能,在食物链中营养级
之间的传递效率约为10%,B项错误;由于恒温动物要维持恒定体温,有更多的同
化的能量用于细胞呼吸产生热量,所以净增长会低于变温动物,C项正确;消费
者营养级具有的能量,由个体体重和个体数量共同决定,D项错误。
【易错提醒】混淆生产者能量的转化效率和食物链中营养级之间的能量传递
效率。生产者只能将1%～2%的太阳能转化为化学能,在食物链中营养级之间的
能量传递效率约为10%。
【精练新题速递】
1.(2020·舟山模拟)自然生态系统食物链的营养级中,能量从一级传向另一级
的最终去向是 ( )
A.散失在环境中
B.导致分解者数量增加
C.进入另一条食物链
D.重新循环回到生产者
【解析】选A。生态系统的能量流动的特点是单向流动,逐级递减,所以能量的
最终去向是散失在环境中,A正确;自然生态系统食物链的营养级中只包括生产
者和消费者,不包括分解者,B错误;自然生态系统食物链的营养级中,能量单向
流动并逐级递减,而不是进入另一条食物链,C错误;能量流动是单向流动,逐级
递减,不能重新循环回到生产者,D错误。
2.下列关于能量流动的叙述,正确的是 ( )
A.能量流动主要是从生产者固定太阳能开始的
B.能量在各营养级间可以循环利用
C.将消费者的粪便作为有机肥还田,可以提高能量传递效率
D.各营养级同化的能量少部分通过呼吸作用以热能形式散失
【解析】选A。生产者大多数情况下也就是绿色植物,绿色植物通过自身的光
合作用把太阳能转化为自身的能量,动物吃绿色植物吸收了绿色植物体内的能
量,故能量流动主要是从生产者固定太阳能开始的,A项正确;能量在各营养级
间单向流动、逐级递减,B项错误;将消费者的粪便作为有机肥还田,可以提高
能量利用率,C项错误;各营养级同化的能量大部分通过呼吸作用以热能形式散
失,D项错误。
3.(易错警示题)在生态系统的食物链中,能量的传递效率指的是 ( )
A.下一营养级呼吸消耗的能量占上一营养级呼吸消耗能量的比例
B.下一营养级同化的能量占上一营养级同化能量的比例
C.下一营养级摄入的能量占上一营养级摄入能量的比例
D.下一营养级同化的能量占上一营养级摄入能量的比例
【解析】选B。生态系统中能量传递效率的计算方法是:下一营养级同化量÷
上一营养级同化量×100%,所以能量传递效率指的是下一营养级同化的能量占
上一营养级同化能量的比例,故选B。
【加固训练】
关于如图食物网中能量传递的分析,正确的是 ( )
A.田鼠粪便中的能量属于第二营养级同化的能量
B.田鼠同化的能量中约10%流入蛇体内
C.能量流动是从输送到高粱地中的太阳能开始的
D.流经该食物链的能量不能再回到这个食物链中来
【解析】选D。田鼠粪便中的能量是其没有同化的能量,因此田鼠粪便中的能
量属于第一营养级同化的能量,A错误;图中田鼠同化的能量中约10%流入下一
营养级体内,B错误;能量流动是从生产者固定的太阳能开始的,C错误;能量流
动的特点是单向流动、逐级递减,因此流经该食物链的能量不能再回到这个食
物链中来,D正确。
4.(2018·浙江11月选考真题)在一个自然生态系统中,生存着生产者、初级消
费者和次级消费者等生物。回答下列问题:
(1)捕食食物链反映了各种生物之间________的关系。食物链数量的改变与生
态系统内生物________的变化相关,并能影响生态系统的________能力。
(2)分别测定所有生产者、初级消费者和次级消费者的能量值,可以分析能量
在________________之间的流动情况。初级消费者摄入的能量可分为初级消
费者同化的能量和__________________的能量两大部分。在相同条件下,恒温
动物的能量传递效率小于变温动物,其主要原因是恒温动物_____________
___________________。
【解析】(1)食物链和食物网中的各种生物由于取食与被取食关系而形成链条,
某种生物的数量受所处食物链中上一营养级和下一营养级的影响,若这个链条
上的生物种类数发生变化,往往会引起其他成分发生相应的变化,
并能影响生态系统的自我调节能力。
(2)植物被初级消费者摄入体内以后,一部分作为粪便等排出物被动物排出体
外而未利用,其余大部分则被动物体同化利用。在同化量相同的条件下,与变
温动物相比,恒温动物需要消耗更多的能量用于维持体温恒定,所以细胞呼吸
消耗的能量多,有机物的积累量少,传递给下一营养级的能量少,能量传递效率
小于变温动物。
答案:(1)取食与被取食 种类数 自我调节
(2)不同营养级 未利用 需消耗更多的能量用于维持体温恒定
考点二 生态系统的物质循环及与能量流动的关系
【要点归纳整合】
1.物质循环:
(1)概念解读。
①物质:指组成生物体的C、H、O、N等元素。
②循环范围:生物群落 非生物环境。
(2)特点。
①全球性:地球上最大的生态系统是生物圈,所以物质循环带有全球性。
②循环利用:物质在生物群落和非生物环境之间往复循环。
2.碳循环:
(1)过程,如图所示:
(2)碳元素的存在形式。
①非生物环境:以二氧化碳和碳酸盐的形式存在。
②生物群落:以含碳有机物的形式存在,沿食物链传递。
(3)碳循环的形式:
进入生物群落 生物群落内部 返回非生物环境
形式 CO2 含碳有机物 CO2
方式 光合作用或化能
合成作用
通过食物链或食物
网
a.生物的呼吸作用
b.分解者的分解作
用
c.化学燃料的燃烧
(4)实现碳在生物群落和非生物环境之间进行循环的关键环节是生产者和分
解者。
(5)目前由于大气中CO2含量持续增加,碳循环平衡被打破,形成温室效应。
3.能量流动和物质循环的关系:
(1)区别:
项 目 能量流动 物质循环
形式 以有机物形式流动 以无机物形式流动
过程 沿食物链(网)单向流动 在非生物环境和生物群落间往复循环
范围 生态系统各营养级 全球
特点 单向流动,逐级递减 反复出现,循环流动
【特别提醒】生态系统中物质循环和能量流动的起点和终点不同
能量流动的起点是生产者固定的太阳能,终点是热能散失;而物质循环中的物
质在无机环境与生物群落之间循环往返,无起点和终点。
(2)联系。
①能量的固定、转移、释放离不开物质的合成和分解。
②物质是能量沿食物链(网)流动的载体。
③能量是物质在生态系统中往复循环的动力。
【提分技法】
快速确认碳循环各环节的“三看法”
【典例】如图为生态系统中碳循环示意图,箭头表示循环方向。下列相关叙述
正确的是 ( )
A.图中甲、乙、丙构成了该生态系统的生物群落
B.图中b、c、d过程均可表示不同生物的细胞呼吸
C.缺少类群丁则生态系统的物质循环不能正常进行
D.由于细胞呼吸的消耗,乙对食物的同化量远小于摄入量
【思路点拨】 解答本题的关键点有两个:
(1)根据图形判断生态系统的成分:根据图示甲双向箭头可判断出,甲为生产者,
乙、丙为消费者,丁为分解者。
(2)明确分解者在物质循环中的作用:分解者能将有机物分解成无机物,生产者
和消费者最终要被分解者利用。
【解析】选C。图中甲、乙、丙、丁构成了该生态系统的生物群落,A错误;图
中c和d表示捕食关系,B错误;丁是分解者,能将有机物分解成无机物,若缺少该
类群则生态系统的物质循环不能正常进行,C正确;细胞呼吸消耗的能量属于同
化量,因此乙对食物的同化量并不是远小于摄入量,D错误。
【易错提醒】消费者的摄入量≠同化量:消费者摄入的食物大部分经消化吸收
后被同化,未被吸收的食物残渣以粪便形式排出体外,这些粪便中含有的能量
未流入本营养级,不属于本营养级同化的能量,但属于上一营养级的同化量。
【精练新题速递】
1.下列有关碳循环的叙述中,错误的是 ( )
A.冬季北方人呼吸产生的CO2能供给南方植物进行光合作用
B.大力开发和使用清洁能源能减少CO2的释放量
C.植物体内的碳元素和能量全部传递给了初级消费者
D.没有分解者,碳循环将无法保持平衡状态
【解析】选C。碳循环具有全球性,所以冬季北方人呼吸产生的CO2能供给南方
的植物进行光合作用,A项正确;大力开发和使用清洁能源能减少CO2的释放量,B
项正确;植物体内的碳元素和能量不能全部传递给初级消费者,C项错误;分解
者分解作用产生的CO2是大气中CO2的主要来源,没有分解者,碳循环将无法保持
平衡状态,D项正确。
2.(2020·温州模拟)如图是人工湿地处理城市污水的示意图,其中甲、乙、丙
代表湿地生态系统的三种成分。下列叙述错误的是 ( )
A.甲能将有机物分解成无机物返回无机环境中
B.大气中的CO2进入乙可通过光合作用完成
C.丙为消费者,能加快生态系统的物质循环
D.乙同化的太阳能是流经该生态系统的总能量
【解析】选D。甲为分解者,能将有机物分解成无机物返回无机环境中,A项正
确;乙是生产者,大气中的CO2通过生产者的光合作用或化能合成作用进入生物
群落,B项正确;丙为消费者,能加快生态系统的物质循环,C项正确;流经该生态
系统的总能量为生产者固定的太阳能和城市污水中有机物中的化学能,D项错
误。
3.如图是生态系统中某元素循环的模式图,以下相关叙述中正确的是 (
)
A.图中缺少的生理过程在线粒体中进行
B.温室效应主要是由过程②③④造成的
C.增加图中各营养级生物的种类可提高生态系统的抵抗力稳定性
D.④是微生物的需氧呼吸
【解析】选C。据图分析,图中缺少A生产者到二氧化碳的箭头,表示的是生产
者的呼吸作用(主要是需氧呼吸),需氧呼吸发生在细胞溶胶和线粒体中,A错误;
温室效应主要是由化学燃料的大量燃烧引起的,B错误;增加图中各营养级生物
的种类,可提高生态系统的抵抗力稳定性,C正确;④是分解者的分解作用(呼吸
作用),包括需氧呼吸和厌氧呼吸,D错误。
4.(易错警示题)有关生态系统能量流动和物质循环的叙述,不正确的是 (
)
A.能量流动和物质循环是生态系统的两个基本功能
B.能量流动和物质循环是沿食物链、食物网进行的
C.能量流动和物质循环密切联系、相互依存
D.能量流动是伴随着物质循环而循环的
【解析】选D。能量流动和物质循环是生态系统的两个基本功能,A正确;它们
都是沿着食物链、食物网进行的,B正确;能量流动是物质循环的动力,物质循
环是能量流动的载体,二者密切联系、相互依存,C正确;能量是单向流动、逐
级递减的,物质是可以循环利用的,D错误。
考点三 生态系统的稳态及其调节
【要点归纳整合】
1.稳定性的前提条件:
(1)生态系统发展到一定阶段,它的生产者、消费者和分解者三大功能类群齐
全。
(2)能量的输入保持稳定,物质的输入和输出相对平衡时才表现出来。
(3)这一阶段是生态系统的成熟阶段。
2.稳定性表现:
(1)结构相对稳定:生态系统中动植物种类及数量一般不会有太大的变化,一般
相关种群数量呈周期性变化,可用如图曲线表示:
(2)功能相对稳定:生物群落的能量输入与输出相对平衡,物质的输入与输出保
持相对平衡。
【精练新题速递】
1.(2017·浙江11月选考真题)下列生态系统中最稳定的是 ( )
A.沙漠 B.苔原
C.草原 D.热带雨林
【解析】选D。在热带雨林生态系统、草原生态系统、沙漠生态系统和苔原生
态系统中,热带雨林生态系统的动植物种类最多,营养结构最复杂,自我调节功
能最强,所以最稳定。
2.(2020·台州模拟)生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能
力,叫做生态系统的稳定性。下列有关叙述错误的是 ( )
A.营养结构越复杂,恢复力稳定性越强
B.稳定性的存在是由于生态系统有一定的自我调节能力
C.生态系统的自我调节能力的基础是负反馈
D.控制对生态系统的干扰可提高生态系统的稳定性
【解析】选A。营养结构越复杂,抵抗力稳定性越强,而恢复力稳定性越弱,A项
错误;生态系统具有稳定性的原因是生态系统有一定的自我调节能力,B项正确;
负反馈调节是生态系统的自我调节能力的基础,C项正确;提高生态系统稳定性
的方法之一是减少对生态系统的干扰频率和强度,D项正确。
3.(2020·宁波模拟)下列关于生态系统稳定性的叙述,错误的是 ( )
A.当一块耕地上长满杂草后,其抵抗力稳定性提高
B.一块废弃的农田上形成灌木林后,其自我调节能力有所提高
C.生态系统遭到破坏后恢复原状的能力为恢复力稳定性
D.在一块牧草地上,通过管理提高某种牧草的产量后,其抵抗力稳定性会提高
【解析】选D。当一块耕地上长满杂草后,营养结构变得复杂,自我调节能力增
强,其抵抗力稳定性提高,A项正确;一块废弃的农田上形成灌木林后,物种丰富
度增加,其自我调节能力增强,B项正确;生态系统遭到破坏后恢复原状的能力
为恢复力稳定性,C项正确;生态系统中物种的丰富度提高,其抵抗力稳定性才
可能提高,D项错误。
4.(易错警示题)在下列四种措施中能提高区域生态系统自我调节能力的是
( )
A.减少该生态系统中捕食者和寄生生物的数量
B.适当增加该生态系统中各营养级生物的种类
C.使该生态系统中生产者和消费者在数量上保持平衡
D.减少该生态系统中生物的种类
【解析】选B。减少生态系统中捕食者和寄生生物的数量,使得生态系统营养
结构简单,降低了生态系统的自我调节能力,A错误;生态系统中生物的种类越
多,营养结构越复杂,自我调节能力就越强,B正确;生产者和消费者之间的数量
保持平衡,不能提高生态系统自我调节能力,C错误;减少该生态系统中生物的
种类,则营养结构变简单,自我调节能力减弱,D错误。
三十六 能量流动和物质循环、生态系统的稳态及其调节
(建议用时30分钟)
【巩固练】
1.某河流被严重污染后,导致水生生物大量死亡,停止污物排放后,通过自身的
净化作用,逐渐恢复到接近原来的状态,这是由于生态系统具有 ( )
A.负反馈调节 B.人工调节
C.正反馈调节 D.自然调节
课时提升作业
【解析】选A。由题干的信息可知通过调节,生态系统恢复到接近原来的状态,
这种结果符合负反馈调节的特点,即抑制、减弱了最初发生变化的那种成分所
发生的变化。
2.(易错易混题)下列关于生态系统自我调节能力的叙述中,正确的是( )
A.生态系统内各营养级生物的种类越多,自我调节能力越弱
B.向生态系统大量引入外来物种,可增加该系统的稳定性
C.负反馈调节在生态系统中最常见,使生态系统保持稳定
D.正反馈的结果是加速最初所发生的变化,使生态系统保持稳定
【解析】选C。生态系统内各营养级生物的种类越多,自我调节能力越强,A项
错误;外来物种的引入不一定能提高生态系统的稳态,如部分外来物种会破坏
当地的生态系统,B项错误。生态系统稳定性的维持是依赖负反馈作用,C项正
确;正反馈的结果是加速最初所发生的变化,常使生态系统远离稳态,D项错误。
3.生态学家林德曼在研究赛达伯格湖时发现,某种鱼因年龄不同而食性不同:
幼年鱼主要以浮游生物为食,成年鱼主要以小鱼(包括其幼年鱼)、小虾为食。
下列说法正确的是 ( )
A.该鱼的成年鱼、幼年鱼和小虾之间不存在竞争关系
B.该生态系统中生产者固定的能量大于所有消费者的同化量之和
C.该鱼的成年鱼和幼年鱼因食物来源不同而分布在不同水层,属于垂直结构
D.若大量增加湖中养殖物种的种类和数量,一定可以提高该生态系统的抵抗力
稳定性
【解析】选B。该鱼的成年鱼、幼年鱼和小虾之间也存在竞争关系,如竞争生
存空间,A错误;生态系统中能量沿食物链流动是逐级递减的,故生产者同化量
大于所有消费者同化量之和,B正确;垂直结构描述的是群落的特征,而该鱼的
成年鱼和幼年鱼属于同种生物,C错误;在保证各营养级平衡的前提下增加物种
的种类和数量才能提高生态系统的抵抗力稳定性,D错误。
4.如图为生态系统中碳循环的部分示意图,下列说法不正确的是 ( )
A.物质循环伴随着能量的流动
B.能完成该循环的生物一定含有叶绿体和线粒体
C.A、B所示的物质循环具有全球性
D.进行A过程的生物是自养型生物
【解析】选B。生态系统中物质循环伴随着能量的流动,A正确;图中A过程为光
合作用或化能合成作用,B过程为呼吸作用或分解者的分解作用,能完成该循环
的生物不一定含有叶绿体和线粒体,B错误;碳循环具有全球性,C正确;进行A过
程的生物是自养型生物,属于生产者,D正确。
5.下列关于生态系统中物质循环的叙述,错误的是 ( )
A.低碳生活方式有助于维持生物圈中碳循环的平衡
B.物质循环是在生产者、消费者、分解者之间进行的
C.煤和石油通过燃烧和微生物的分解作用产生CO2,促进碳循环
D.生物圈不需要从外界获得任何物质补给,就能长期维持其正常功能
【解析】选B。低碳生活方式可以减少CO2的排放,有助于维持生物圈中碳循环
的平衡,A项正确;物质循环是在生物圈的范围内,由生产者、消费者和分解者
构成的生物群落与无机环境之间进行的,B项错误;煤和石油通过燃烧和微生物
的分解作用产生CO2,可为生产者的光合作用提供原料,进而促进碳循环,C项正
确;生物圈在物质上是一个自给自足的生态系统,不需要从外界获得任何物质
补给,就能长期维持其正常功能,D项正确。
6.(易错易混题)如图表示桑基鱼塘生态系统部分能量流动,图中字母代表相应
的能量。下列叙述错误的是 ( )
A.图中b表示桑树呼吸作用散失的能量
B.图中的c可表示桑树用于生长、发育、繁殖的能量
C.如果g表示蚕传递给分解者的能量,则f表示未被利用的能量
D.图中h/d可以表示第一营养级到第二营养级的能量传递效率
【解析】选D。据图分析可知,流经该生态系统的总能量是桑树总光合作用a,
其中一部分能量b在桑树的呼吸作用中以热能的形式散失了,一部分能量c用于
桑树的生长、发育和繁殖等生命活动,A项、B项正确;由图可知d=e+f+g+h,d表
示被蚕同化的能量,e表示蚕通过呼吸作用散失的能量,h为蚕传递给下一营养
级的能量,如果g表示蚕传递给分解者的能量,则f表示未被利用的能量,C项正
确;图中h/d可以表示第二营养级到第三营养级的能量传递效率,D项错误。
7.下列关于生态系统能量流动的叙述,错误的是 ( )
A.某一营养级的粪便中的能量属于上一营养级流入分解者的能量
B.恒温动物因消耗更多能量用于维持体温故能量传递效率小于变温动物
C.生态系统必须不断地从外界输入能量才能维持其正常功能
D.某一营养级呼吸消耗量在同化量中所占比例越少,生物量增加就越少
【解析】选D。某一营养级的粪便中的能量属于上一营养级的同化量中流入分
解者的能量,A项正确;恒温动物因消耗更多能量用于维持体温,故能量传递效
率小于变温动物,B项正确;生态系统的能量流动是单向的,逐级递减的,需要不
断地给生态系统补充能量才能维持生态系统的正常功能,C项正确;某一营养级
呼吸消耗量在同化量中所占比例越少,意味着用于生长、发育、繁殖的能量
(即次级生产量或净初级生产量)越多。而生物量是净生产量在某一调查时刻
前的积累量。故用于生长、发育、繁殖的能量(即次级生产量或净初级生产量)
越多,生物量增加越多,D项错误。
8.如图是自然界碳循环的简图,据图分析下列叙述错误的是 ( )
A.甲为分解者,乙为消费者,丙为生产者
B.①②③表示CO2通过甲、丙、乙的呼吸作用进入大气中
C.④表示大气中CO2进入生物群落的主要途径
D.碳元素以无机物形式在丙→乙→甲所示的渠道流动
【解析】选D。据图可知:大气中的CO2只能通过丙进入生物群落,故丙为生产
者,④为生产者将CO2固定为有机物;丙被乙捕食(图中过程⑤),丙和乙最终被甲
分解,故甲、乙分别为分解者、消费者;①②③表示通过分解者、生产者、消
费者的呼吸作用将生物群落内的有机物分解为CO2返回大气。碳元素在生物群
落内以有机物形式传递,其途径为食物链(网),故D错误。
9.某池塘底栖动物主要有软体动物类(铜锈环棱螺等)、寡毛类(苏氏尾鳃蚓
等)、摇蚊类(羽摇蚊等)。科研人员研究了该池塘底栖动物能量流动过程,构
建了如图所示模型。相关判断错误的是 ( )
A.流经底栖动物的总能量是2 119.5 kJ·m-2·a-1
B.底栖动物同化能量大部分用于呼吸作用
C.图中“X”包含被下一营养级同化的能量
D.在能量流动的过程中伴随着物质循环和信息传递
【解析】选A。底栖动物摄食能中大部分为排粪能,没有被利用,故流经底栖动
物的总能量是2 119.5-1 642.1,故A错误。底栖动物同化能量大部分用于呼吸
作用,维持生长、发育、繁殖等生命活动需要,故B正确。图中“X”包含被下
一营养级捕食所同化能量,故C正确。能量以物质为载体,能量流动和物质循环
沿着食物链和食物网进行,有生物之间和生物与环境之间的信息传递,故D正确。
10.图甲表示某生态系统的碳循环示意图,字母表示生态系统中各种成分;图乙
表示该生态系统中生产者能量的来源和去路,其中d表示流向下一营养级的能
量。请回答:
(1)图甲中a表示________,消费者为________(填字母)。图中碳元素通过呼吸
作用和分解作用进入无机环境,此外通过________等途径进入无机环境。
(2)图乙中a表示________,b表示________。
(3)与图甲相比,图乙体现的特点是__________________________________。
【解析】据图甲分析,图中a与c之间存在双向箭头,且其他生态系统成分均可
指向c,说明a是生产者,c是无机环境。其他生物成分均可指向b,说明b是分解
者,d、e、f则是消费者;据图乙分析,a表示生产者固定的太阳能(同化的能
量),b表示生产者呼吸消耗的能量,c表示生产者用于生长、发育和繁殖的能
量,e表示分解者利用的能量,d表示流向第二营养级的能量。图甲表示碳循环,
图乙表示能量流动,其中能量流动具有单向流动、逐级递减的特点。
答案:(1)生产者 d、e、f 化石燃料燃烧
(2)生产者固定的太阳能(总初级生产量) 呼吸消耗的能量
(3)单向流动、逐级递减
【培优练】
1.(2020·宁波模拟)在一条捕食食物链中,甲、乙分别属于第二、第三个营养
级。甲到乙的能量传递效率是指乙的同化量占甲同化量的比例。下列叙述正
确的是 ( )
A.甲是否是变温动物,会影响甲到乙的能量传递效率
B.乙是否是恒温动物,会影响甲到乙的能量传递效率
C.甲的生物量越大,甲到乙的能量传递效率越高
D.乙的次级生产量越大,甲到乙的能量传递效率越高
【解析】选A。甲属于第二营养级即植食性动物,甲若为变温动物则不需要维
持体温恒定,呼吸量相对较小,同化量相对较大,会影响能量传递效率,A项正确;
乙是否为恒温动物影响乙向下一营养级的能量传递,B项错误;生物量实际上就
是净生产量在某一调查时刻前的积累量。通过动物生物量的计算,可以推测各
类动物在生态系统中的相对重要性。不决定能量传递的效率,C项错误;在生态
系统中是第二次的有机物质生产,所以叫次级生产量,除次级生产量外,能量传
递效率还与呼吸量有关,即次级生产量与能量传递效率之间不呈正相关,D项错
误。
2.(易错易混题)如图是生物圈中碳循环示意图,下列相关分析不正确的是(
)
A.生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足
B.A是消费者,C是生产者,各成分间以CO2的形式传递碳元素
C.对E过度开发利用会打破生物圈中碳循环的平衡
D.碳循环过程需要能量驱动,同时又是能量的载体
【解析】选B。图中A为消费者,B为分解者,C为生产者,D为大气中的CO2库,E为
化学燃料,过度开发利用会使CO2释放增多,打破碳循环的平衡;在生物群落与无
机环境之间以CO2的形式传递碳元素,在生物群落内部以有机物的形式传递碳元
素。
3.(2020·舟山模拟)下列与生态系统相关的叙述中,正确的是 ( )
A.生态系统中的能量流向分解者后,仍可能从分解者再流向消费者和生产者体
内
B.当生态系统达到顶极状态时,其总初级生产量和异养生物的呼吸量相等
C.与适当放牧的草原生态系统相比,没有放牧的草原中植物间的竞争更激烈
D.海洋中的含碳量高于大气圈,所以CO2不能通过扩散作用从大气圈得到补充
【解析】选C。如蚯蚓是分解者,蚯蚓体内的能量在蚯蚓被捕食之后可以流入
消费者体内,生态系统中的能量流动具有单向传递的特点,所以不能再流入生
产者体内,A项错误;当群落演替达到顶极状态时,其总初级生产量和所有生物
的呼吸量相等,B项错误;与适当放牧的草原生态系统相比,没有放牧的草原,植
物生长稠密,植物之间为了获得空间、营养等,竞争激烈程度更大,C项正确;海
洋中的含碳量是大气圈含碳量的50倍,但CO2还能通过扩散作用从大气圈得到补
充,D项错误。
4.某淡水养殖湖泊的食物网如图所示,表中数据为黄颡鱼的部分能量去向。请
回答:
能量类型
摄入食物
中所含的
能量
用于生长、
发育、繁殖
的能量
呼吸作用散
失的能量
粪便中
的能量
数值/
(kJ·m-2·a-1) 516 __ 231 270
(1)该食物网中共有________条食物链。表格中横线处的数值为_________。
(2)该群落的层次性主要由________的垂直分布决定的。
(3)用标志重捕法调查某种虾的种群密度时,若第一次用大网眼的网进行捕捞,
第二次用小网眼的网进行捕捞,则最终调查的结果将______________(填“偏
大”“偏小”或“无影响”)。
(4)黄颡鱼同化的能量除了表中所示外,可能的去向为________;食物网中还缺
少的生态系统的成分是_________________。
【解析】(1)据图分析,图示食物网中水草是生产者,其余生物是消费者,图中
共存在8条食物链,分别是:水草→草食性鱼,水草→虾类→鳜鱼,水草→虾类→
黄颡鱼,水草→底栖动物→虾类→鳜鱼,水草→底栖动物→虾类→黄颡鱼,水草
→底栖动物→小型鱼类→鳜鱼,水草→底栖动物→黄颡鱼,水草→底栖动物→
河蟹。根据表格分析,摄入量=同化量+粪便量,同化量=用于生长、发育和繁殖
的能量+呼吸作用散失的能量,因此同化量=516-270=246 kJ·m-2·a-1,用于生
长、发育、繁殖的能量=246-231=15 kJ·m-2·a-1。
(2)该淡水养殖湖泊中群落的层次性主要是由光的穿透性、温度和氧气等的垂
直分布决定的。
(3)根据题意分析,用标志重捕法调查某种虾的种群密度时,两次捕捞用的网的
网眼大小不同,但是不影响标记个体在种群中的比例,因此不会影响调查结果。
(4)黄颡鱼是最高级消费者,其同化的能量一部分通过呼吸作用以热能的形式
散失了,还有一部分流向分解者。食物网中只有生产者和消费者,没有分解者、
非生物环境。
答案:(1)8 15
(2)光的穿透性、温度和氧气
(3)无影响
(4)流向分解者 分解者和非生物环境
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