第二節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的維持（一）隨堂檢測 知識點(diǎn)一能量流動的過程1.（2018邯鄲一中檢測）如圖是麻風(fēng)樹林中兩個(gè)營養(yǎng)級的能量流動圖解，已知麻風(fēng)樹同化的總能量為N，方框中字母代表能量。下列敘述不正確的是（）A.從麻風(fēng)樹輸入下一營養(yǎng)級的能量傳遞效率為B/NB.D是指呼吸作用消耗的能量C.B是第二營養(yǎng)級用于生長、發(fā)育和繁殖的能量D.A是指第二營養(yǎng)級的攝入量解析：選C。從圖示看出，A代表第二營養(yǎng)級的攝入量，B代表第二營養(yǎng)級的同化量，其中D代表呼吸作用消耗的能量，C是指第二營養(yǎng)級用于生長、發(fā)育和繁殖的能量，E則是流入分解者的能量。所以，從麻風(fēng)樹輸入下一營養(yǎng)級的能量傳遞效率為B/N。2.某河流生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)共有4個(gè)營養(yǎng)級，分別以a、b、c、d表示。一年內(nèi)輸入這4個(gè)營養(yǎng)級的能量數(shù)值如下表所示。下列敘述錯誤的是（）營養(yǎng)級abcd能量（J/m2）141.1010515.911050.88105871.27105A.該生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動渠道是dabcB.流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量就是照射在d上的太陽能C.從第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的能量傳遞效率是11.3%D.a營養(yǎng)級所攝取食物中的能量不等于流入a營養(yǎng)級的能量解析：選B。生態(tài)系統(tǒng)中的能量在食物鏈中流動時(shí)，隨營養(yǎng)級的升高，能量逐級遞減。分析表中數(shù)據(jù)可知，d的能量最多，應(yīng)處于第一營養(yǎng)級，a的能量次之處于第二營養(yǎng)級，b處于第三營養(yǎng)級，c處于第四營養(yǎng)級，故A項(xiàng)正確；流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量就是生產(chǎn)者d固定的太陽能總量，B項(xiàng)錯誤；從第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的能量傳遞效率是（15.91105）（141.10105）100%11.3%，C項(xiàng)正確；流入a營養(yǎng)級的能量a營養(yǎng)級同化的能量a營養(yǎng)級所攝取食物中的能量a營養(yǎng)級生物糞便中的能量，所以D項(xiàng)正確。 知識點(diǎn)二能量流動的特點(diǎn)及計(jì)算3.如圖為某一生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔，其中、分別代表不同的營養(yǎng)級，E1、E2代表能量的形式。下列敘述正確的是（）A.是初級消費(fèi)者B.為分解者C.E1為太陽能，E2為熱能D.能量可在食物鏈中循環(huán)利用解析：選C。 是生產(chǎn)者，A錯誤；位于第四營養(yǎng)級，屬于消費(fèi)者，B錯誤；E1為生產(chǎn)者通過光合作用固定的太陽能，E2為生物群落通過呼吸散失的熱能，C正確；能量是單向流動、逐級遞減的，不能循環(huán)利用，D錯誤。4.在某生態(tài)系統(tǒng)中，已知1只2 kg的鷹要吃10 kg的小鳥，0.25 kg的小鳥要吃2 kg的昆蟲，而100 kg的昆蟲要吃1 000 kg的綠色植物。若各營養(yǎng)級生物所攝入的食物全轉(zhuǎn)化成能量的話，那么，這只鷹轉(zhuǎn)化綠色植物的百分比應(yīng)為（）A.0.05% B.0.5%C.0.25% D.0.025%解析：選C。根據(jù)題干信息，能量傳遞效率是以生物量表示，由于數(shù)值在各營養(yǎng)級之間都不一樣，所以最好是先寫出食物鏈，再在食物鏈的基礎(chǔ)上推出它們間的數(shù)量轉(zhuǎn)化關(guān)系：植物（1 000 kg）昆蟲（100 kg）小鳥（12.5 kg）鷹（2.5 kg），這樣，鷹轉(zhuǎn)化綠色植物的百分比即為2.5/1 000，也就是0.25%。5.根據(jù)生態(tài)學(xué)原理，要使能量流經(jīng)食物鏈的總消耗量降到最低，人們應(yīng)采取下列哪一種食物結(jié)構(gòu)（）A.以淡水養(yǎng)殖的魚類為主B.以家畜的肉類為主C.以谷類和植物蛋白為主D.以禽類的肉和動物蛋白為主解析：選C。食物鏈越短，消耗的能量越少，被下一營養(yǎng)級同化的能量就越多。6.如圖是某湖泊生態(tài)系統(tǒng)能量流動的定量分析圖解。圖中A、B、C代表三個(gè)營養(yǎng)級，數(shù)字均為實(shí)際測得的能量數(shù)，單位是百萬千焦。已知該生態(tài)系統(tǒng)接受到的太陽輻射為118 872百萬千焦，但其中118 761百萬千焦的能量未被利用。請回答有關(guān)問題：（1）請將流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量數(shù)填寫在圖中的方框內(nèi)，這部分能量是所固定的太陽能。（2）能量從第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的傳遞效率為%，從第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的傳遞效率為%。（3）次級消費(fèi)者通過異化作用消耗的能量占其同化作用所得到能量的百分比是。（4）由圖可知，下一個(gè)營養(yǎng)級不能得到上一個(gè)營養(yǎng)級的全部能量，能量逐級遞減，原因有：各營養(yǎng)級生物體內(nèi)的大量能量被消耗；上一個(gè)營養(yǎng)級的部分能量；少數(shù)能量被利用。（5）生態(tài)系統(tǒng)的能量流動還具有_的特點(diǎn)，原因是_。答案：（1）111生產(chǎn)者（2）13.520（3）60%（4）呼吸作用未被下一個(gè)營養(yǎng)級利用分解者（5）單向流動食物鏈中各種生物之間的捕食關(guān)系是確定的，是在長期自然選擇過程中形成的捕食關(guān)系，不能逆轉(zhuǎn)課時(shí)作業(yè)一、單項(xiàng)選擇題1.在一個(gè)草原生態(tài)系統(tǒng)中，如果要研究被第二營養(yǎng)級同化的能量去向，不應(yīng)包括下列選項(xiàng)中的（）A.羊的呼吸消耗量 B.羊的糞便量C.羊的生產(chǎn)量 D.部分死亡羊的重量解析：選B。羊的糞便量是羊（第二營養(yǎng)級）未能同化的能量。2.如圖是能量流動的圖解，對此圖解的理解，錯誤的是（）A.圖中方框的大小可表示該營養(yǎng)級生物所具有的能量的多少B.該圖中C所獲得的能量為B的10%20%C.該圖中的A表示流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量D.圖中A具有的能量等于B、C、D的能量之和解析：選D。據(jù)圖判斷圖中A為生產(chǎn)者，B、C、D為消費(fèi)者，能量流動是逐級遞減的，所以圖中方框的大小可表示該營養(yǎng)級生物所具有的能量多少，A正確；相鄰兩個(gè)營養(yǎng)級之間能量傳遞的效率是10%20%，所以圖中C所具有的能量為B的10%20%，B正確；已知A為生產(chǎn)者，生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者通過光合作用所固定的太陽能的總量是流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量，C正確；每個(gè)營養(yǎng)級同化的能量有3個(gè)去向：流入下一營養(yǎng)級（最后一個(gè)營養(yǎng)級除外）、被分解者分解和自身呼吸作用消耗，所以圖中A具有的能量應(yīng)該大于B、C、D的能量之和，D錯誤。3.在某草原生態(tài)系統(tǒng)能量流動過程中，假設(shè)羊攝入體內(nèi)的能量為n，羊糞便中的能量為36%n，呼吸作用散失的能量為48%n，則下列說法正確的是（）A.羊同化的能量為64%nB.儲存在羊體內(nèi)的能量為52%nC.由羊流向分解者的能量為16%nD.由羊流向下一營養(yǎng)級的能量為64%n解析：選A。羊同化量攝入量糞便中的能量64%n。儲存在羊體內(nèi)的能量同化量呼吸作用散失量16%n。根據(jù)能量流動傳遞效率10%20%，由羊流向下一營養(yǎng)級的能量為（10%20%）64%n。4.下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流動的敘述，正確的是（）A.一種蜣螂專以大象糞為食，則蜣螂最多能獲取大象所同化能量的10%B.當(dāng)狼捕食兔子并同化為自身的有機(jī)物時(shí)，能量就從第一營養(yǎng)級流入第二營養(yǎng)級C.生產(chǎn)者通過光合作用合成有機(jī)物，能量就從非生物環(huán)境流入生物群落D.生態(tài)系統(tǒng)的能量是循環(huán)流動的解析：選C。蜣螂利用的是大象糞中的能量，大象糞中的能量不屬于大象所同化的能量，所以蜣螂獲取大象所同化能量的0%，A錯；兔子是第二營養(yǎng)級，狼則是第三營養(yǎng)級，B錯；生態(tài)系統(tǒng)的能量是單向流動、逐級遞減的，而不是循環(huán)流動的，D錯。5.如圖表示某草原生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動圖解，表示相關(guān)過程的能量流動量。下列有關(guān)敘述正確的是（）A.是流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量B.和分別屬于草和兔同化量的一部分C.圖中/的值可代表兔到狐的能量傳遞效率D.分解者獲得的能量最少解析：選B。流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者（草）固定的總能量。為兔的攝入量，包括兔的同化量和糞便量，為狐的攝入量，能量傳遞效率指的是相鄰營養(yǎng)級中高營養(yǎng)級與低營養(yǎng)級同化量的比值，因此/的值不能代表兔到狐的能量傳遞效率。所有動植物的遺體最終都被分解者分解，因此，分解者獲得的能量不一定最少。為兔的糞便中的能量，屬于草的同化量；為兔的遺體、殘骸等中的能量，屬于兔的同化量。6.一片樹林中，樹、昆蟲和食蟲鳥的個(gè)體數(shù)比例關(guān)系如右圖所示。下列選項(xiàng)中能正確表示樹、昆蟲、食蟲鳥之間的能量流動關(guān)系的是（選項(xiàng)方框面積表示能量的大?。ǎ┙馕觯哼xC。生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級所擁有的能量沿食物鏈逐級遞減，按各營養(yǎng)級能量數(shù)值繪制而成的圖形總呈正金字塔形。7.（2018桂林中山中學(xué)高二期中）下圖表示某生態(tài)系統(tǒng)的能量流動（能量單位：kJ）據(jù)此判斷，下列敘述不正確的是（）A.能量從第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的傳遞效率約為18.6%B.除去雙翅目幼蟲有利于能量更多地流向人類C.該圖體現(xiàn)了能量流動具有單向流動、逐級遞減的特點(diǎn)D.雙翅目幼蟲數(shù)量減少將導(dǎo)致太陽魚缺乏食物而數(shù)量減少答案：D8.如右圖所示食物網(wǎng)中，E是生產(chǎn)者，共含有7.1109 kJ的能量，B生物種群總能量為2.3108 kJ，從理論上計(jì)算A最多獲得的能量是（）A.2.84108 kJB.2.38108 kJC.1.41109 kJD.3.05108 kJ解析：選B。要計(jì)算A最多獲得的能量，需考慮以下兩方面：各營養(yǎng)級間能量傳遞效率按20%計(jì)算，食物鏈選擇最短的，即應(yīng)選取ED（C）A，先通過B總能量為2.3108 kJ，計(jì)算需消耗E的能量為2.3108 kJ20%1.15109 kJ，則A最多獲取的能量為（7.11091.15109）kJ20%20%2.38108 kJ。二、多項(xiàng)選擇題9.某同學(xué)繪制如圖所示的能量流動圖解（其中W1為生產(chǎn)者固定的太陽能），下列敘述錯誤的是（）A.生產(chǎn)者固定的總能量可表示為（A1B1C1D1）B.由第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率為D2/W1C.流入初級消費(fèi)者的能量為（A2B2C2）D.圖解表明能量流動的特點(diǎn)是單向流動、逐級遞減解析：選BC。生產(chǎn)者固定的總能量為（A1呼吸作用散失B1未被利用C1遺體、殘骸D1初級消費(fèi)者攝入），A正確；傳遞效率第二營養(yǎng)級同化的能量D1/第一營養(yǎng)級同化的能量W1100%，B錯誤；流入初級消費(fèi)者的能量為D1A2B2C2D2，C錯誤；能量只能從生產(chǎn)者流向初級消費(fèi)者，且總量減少，體現(xiàn)了能量流動的特點(diǎn)，D正確。10.如圖表示某湖泊生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，ae代表各營養(yǎng)級的生物，下列敘述不正確的是（）A.共有四條食物鏈B.各營養(yǎng)級中，能量最多的是c，生物個(gè)體數(shù)量最多的是aC.若水體DDT輕微污染，則受害最嚴(yán)重的是aD.若c所含能量為5.8109 kJ，d含1.3108 kJ，則 a至少約含4.5 107 kJ解析：選AB。圖中共有cba、cea、cd三條食物鏈，A項(xiàng)錯誤；食物鏈中，由于能量流動逐級遞減，所以c生產(chǎn)者能量最多，一般情況下，最高營養(yǎng)級a的生物個(gè)體數(shù)量最少，B項(xiàng)錯誤；食物鏈具有生物富集作用，若水體DDT輕微污染，則受害最嚴(yán)重的是a，C項(xiàng)正確；能量傳遞效率為10%時(shí)，a獲得能量最少，可把cba、cea兩條食物鏈合在一起考慮，若c所含能量為5.8109 kJ，d含1.3108 kJ，則由c傳遞到第二營養(yǎng)級b、e的能量為5.810910%1.31084.5108 kJ，再由b、e傳遞給a的能量為4.510810%4.5 107 kJ，即a至少約含4.5 107 kJ，D項(xiàng)正確。11.假如某生態(tài)系統(tǒng)由四種生物，并構(gòu)成一條食物鏈abcd，在某一時(shí)間分別測得這四種生物a、b、c、d所含的有機(jī)物總量分別為m1、m2、m3和m4。下列敘述中正確的是（）A.四種生物中所含的能量歸根到底來自于a通過光合作用固定的太陽能B.在一段時(shí)間內(nèi)，若b種群數(shù)量增加，則a種群數(shù)量下降，d種群數(shù)量增加C.若m15m2，則生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性就會遭到破壞D.d個(gè)體所含的有機(jī)物的質(zhì)量一定比c個(gè)體所含的有機(jī)物質(zhì)量小解析：選ABC。流經(jīng)此食物鏈的能量歸根到底是來自生產(chǎn)者所固定的太陽能，A正確；b種群數(shù)量增加，則a種群數(shù)量下降，d種群數(shù)量增加，B正確；由于兩個(gè)營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率為10%20%左右，若m15m2，則能量傳遞效率大于20%，則生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)可能遭到破壞，C正確；高營養(yǎng)級的個(gè)體大小不一定大于低營養(yǎng)級，如獵狗和角馬的關(guān)系，D錯誤。三、非選擇題12.如圖表示在生態(tài)系統(tǒng)中，能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級的示意圖，請分析回答下列問題：（1）圖中A表示；B表示；C表示。（2）從圖中可以總結(jié)出能量流動的特點(diǎn)是_。（3）在“兔子狼”這一關(guān)系中，狼糞的能量去向與圖中到表示的途徑最相似。（4）若初級消費(fèi)者攝入的能量為a，排出的糞便量為b，呼吸量為c，則由初級消費(fèi)者流入次級消費(fèi)者體內(nèi)的能量約為_（傳遞效率按10%計(jì)算）。解析：消費(fèi)者攝入的食物中的能量并沒有被消費(fèi)者全部吸收、同化，沒有吸收的部分以糞便形式排出體外，因此圖中“A”為初級消費(fèi)者同化的能量。初級消費(fèi)者同化的能量有兩個(gè)去向：被自身呼吸消耗（即圖中“C”），用于本營養(yǎng)級生物的生長、發(fā)育和繁殖（即圖中“B”），后一部分能量最終流入下一營養(yǎng)級或被分解者分解利用。狼糞中的能量屬于兔子（初級消費(fèi)者），即屬于圖中“B”。初級消費(fèi)者同化的能量攝入量（a）糞便量（b），而呼吸量是同化后能量的去向之一。答案：（1）初級消費(fèi)者同化的能量初級消費(fèi)者用于生長、發(fā)育和繁殖的能量在細(xì)胞呼吸中以熱能形式散失的能量（2）單向流動、逐級遞減（3）B分解者利用（4）（ab）10%13.圖甲為某湖泊生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔簡圖，其中、分別代表不同的營養(yǎng)級，m1、m2代表不同的能量形式。圖乙表示能量流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)某一營養(yǎng)級的變化示意圖，其中ag表示能量值的多少。請據(jù)圖回答下列問題：（1）圖甲中，m1、m2表示的能量形式分別為、。通常情況下，位于營養(yǎng)級的生物個(gè)體數(shù)量一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于，主要原因是_。（2）圖乙中，若A表示圖甲中營養(yǎng)級所攝入的全部能量，則B表示，C表示。若圖甲中營養(yǎng)級所固定的太陽能總量為y，則營養(yǎng)級、間的能量傳遞效率是（用圖中所給字母的表達(dá)式表示）。（3）若圖甲營養(yǎng)級、中由生物丁、戊、己構(gòu)成的食物網(wǎng)如圖所示。其中，丁的能量中比例為x的部分直接提供給己，則要使己能量增加A kJ，至少需要消耗丁的能量kJ（用所給字母的表達(dá)式表示）。解析：（1）圖甲中m1指生產(chǎn)者固定的太陽能，而m2是各級消費(fèi)者散失的能量，其形式為熱能；處于營養(yǎng)級的生物個(gè)體數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于，主要原因是營養(yǎng)級級別越高，可利用的能量越少。（2）A表示圖甲中營養(yǎng)級所攝入的全部能量，則B表示同化固定的能量，C表示用于生長、發(fā)育和繁殖的能量。圖甲中營養(yǎng)級所固定的太陽能總量為y。則可計(jì)算出由到的能量傳遞效率同化的能量/同化的能量100%b/y100%。（3）設(shè)丁的能量為y，依據(jù)能量傳遞效率，可列出yx20%y（1x）20%20%A，可進(jìn)一步推出：y25A/（14x）。答案：（1）太陽能（或同化固定的能量）熱能（或呼吸作用散失的熱量）營養(yǎng)級越高，可利用的能量越少（2）同化固定的能量用于生長、發(fā)育和繁殖的能量b/y100%（3）25A/（14x）14.非洲某草原生態(tài)系統(tǒng)有如圖食物網(wǎng)，據(jù)此回答下列問題：（1）當(dāng)這個(gè)草原生態(tài)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)時(shí)，輸入系統(tǒng)的能量 輸出系統(tǒng)的能量；生態(tài)系統(tǒng)輸出的能量形式是。（2）已知在人類干預(yù)作用前，這個(gè)草原生態(tài)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，此時(shí)這塊草原的生產(chǎn)者固定的太陽能為300萬千焦。按10%的傳遞效率進(jìn)行能量流動，設(shè)一種生物被下一個(gè)營養(yǎng)級各種生物平均攝食，此時(shí)獅群獲得的能量正好維持一個(gè)種群的生存。這時(shí)獅群獲得的能量是萬千焦。（3）后來由于人類活動的干擾，鼠類大量繁殖，種群密度大增。此時(shí)鼠類攝取的能量占本營養(yǎng)級的2/3。其仍按10%的傳遞效率進(jìn)行能量流動，其他生物量被下一個(gè)營養(yǎng)級各種生物平均攝食，計(jì)算人類干預(yù)后，獅群能夠獲得的能量為萬千焦。如果獅群維持原有的種群數(shù)量繼續(xù)生存，獅子的捕食區(qū)域的面積應(yīng)約為原來的倍。如果草原的面積有限，則預(yù)測獅子種群的密度將會 。答案：（1）等于或大于熱能（2）1.11（3）0.572下降15.調(diào)查發(fā)現(xiàn)小型湖泊中的綠藻、藍(lán)藻是露斯塔野鯪魚和羅氏沼蝦的食物，羅氏沼蝦又是露斯塔野鯪魚的食物。分析回答：（1）該湖泊中露斯塔野鯪魚與羅氏沼蝦的關(guān)系是。（2）露斯塔野鯪魚的食性相對值如圖1所示，若使體長為2.8 cm的露斯塔野鯪魚增重2 kg，至少需要藻類kg。（3）調(diào)查露斯塔野鯪魚的種群密度時(shí)，若標(biāo)志個(gè)體更易發(fā)現(xiàn)而被捕食，則會導(dǎo)致種群密度估算結(jié)果（填“偏高”“偏低”或“不變”）。（4）該湖泊受到富含P元素的生活用水的污染，某科研小組提出生態(tài)治污的方案：首先培養(yǎng)藻類去除水體中的P元素。結(jié)合圖2分析，選擇的藻類是，理由是。然后投放體長大于4.2 cm的露斯塔野鯪魚控制藻類的數(shù)量。過一段時(shí)間后，可以捕撈露斯塔野鯪魚供人們食用。選擇體長大于4.2 cm的露斯塔野鯪魚，其原因是。（5）科研小組又對羅氏沼蝦的能量流動情況進(jìn)行分析，結(jié)果如下表數(shù)字為能量值，單位是kJ/（cm2a）：攝入食物中的能量糞便中的能量用于生長發(fā)育和繁殖的能量呼吸作用散失的能量51.627.01.523.1據(jù)表結(jié)果分析，羅氏沼蝦的同化量為。解析：（1）由題意可知綠藻、藍(lán)藻是露斯塔野鯪魚和羅氏沼蝦的食物，羅氏沼蝦又是露斯塔野鯪魚的食物，這說明露斯塔野鯪魚與羅氏沼蝦既有共同的食物綠藻和藍(lán)藻，這屬于競爭關(guān)系，而又有直接的捕食關(guān)系。（2）由圖1可知體長為2.8 cm的露斯塔野鯪魚的食物來源植食性肉食性11，則增重2 kg，至少需要的藻類重量按傳遞效率為20%計(jì)算：120%1（20%20%）30 kg。（3）標(biāo)志重捕法的計(jì)算公式是：種群數(shù)量初次捕獲數(shù)再次捕獲數(shù)/再次捕獲標(biāo)志數(shù)，由題意可知被標(biāo)志的個(gè)體容易被捕食，導(dǎo)致分母減少，所以總體數(shù)值偏高。（4）由圖2可知藍(lán)藻和綠藻對P元素的吸收相當(dāng)，但綠藻體內(nèi)的藻毒素含量低，所以用綠藻除去磷元素。由圖1可知選擇體長大于4.2 cm的露斯塔野鯪魚其植食性比例較高，即食物鏈短，而能量流動具有單向流動、逐級遞減的特點(diǎn)，食物鏈越短能量利用的越多。（5）羅氏沼蝦同化量攝入食物中的能量糞便中的能量51.627.024.6 kJ/（cm2a）。答案：（1）競爭和捕食（2）30（3）偏高（4）綠藻綠藻體內(nèi)的藻毒素含量低植食性比例高，食物鏈短，能量利用率高（5）24.6 kJ/（cm2a）