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【知识梳理】
一、生态系统中能量流动分析
1男生网名2013最新版、对能量流动的理解
“能量流动”是生态系统的基本功能之一，能量是维持生态系统存在和发展的动力。
起点 | 生产者 | |
源头 | 阳光 | |
能量输入 | 相关生理过程 | 光合作用、化能合成作用 |
总能量 | 生产者固定的太阳能总量 | |
能量的传递 | 传递形式：有机物 | 传递渠道：沿食物链和食物网 |
能量的散失 | 相关生理过程 | 细胞呼吸 |
形式 | 热能 | |
能量流动特点 | ①逐级递减；②单向流动 | |
能量传递效率 | 10%～20% 办护照需要什么证件 | |
(1)动物同化的能量＝摄入量－粪
便有机物中的能量，即摄入的食物只
有部分被同化。例如蜣螂利用大象的
粪便获得能量，就不能说蜣螂获得了
大象的能量。
(2)流入一个营养级
的能量是指被这个营养
级的生物所同化的全部
能量。能量的来源与去
路：
即一个营养级所同化的能量＝呼吸消耗的能量＋被下一营养级同化的能量＋分解者利用的能量＋未被利用的能量。
【提醒】(1)最高营养级能量去路只有3个方面，少了传递给下一营养级这一去路。(2)分解者分解作用的实质仍然是呼吸作用。(3)流经各营养级的总能量：对生产者而言强调关键词是“固定”，而不能说“照射”，对各级消费者而言强调关键词是“同化”，而不能说“摄入”。
3.重金属和DDT等农药的生物富集问题
生物富集问题与能量流动正好相反，能量在沿食物链向下流动时逐级递减，而农药或重金属盐则沿食物链存在“生物富集作用”，故营养级越高者，该物质浓度越高。
二、能量传递效率及有关计算
1、能量传递效率＝下一营养级的同化量÷上一营养级的同化量×100%
一般说来，能量传递的平均效率大约为10%～20%。
2、能量传递效率的相关计算(难度较大，多数学生的易错点)
(1)基本思路
①确定相关的食物链，理清生物与生物在营养级上的差异。
②注意题目中是否有“最多”、“最少”“至少”等特殊的字眼。从而确定能量传递效率是10%还是20%，选择的食物链是最长的还是最短的。
(2)具体类型(最值计算)
①在食物链A→B→C→D中：已知D营养级的能量M，则至少需要A营养级的能量＝M÷(20%)3；最多需要A营养级的能量＝M÷(10%)3。已知A营养级的能量N，则D营养级获
得的最多能量＝N×(20%)3；最少能量＝N×(10%)3。
②在某食物网中，同一营养级同时从上一营养级的多种生物中获得能量，应根据各途径所获得的生物量的比例，按照各单独的食物链进行计算后合并。
③在某食物网中，确定生物量变化的“最多”或“最少”时，应遵循以下原则：
a.食物链越短，最高营养级获得的能量越多；
b.生物间的取食关系越简单，生态系统消耗的能量越少，如在 中，已知D营养级的能量为M，计算至少需要A营养级的能量，应取最短食物链A→D，并以20%的效率进行传递，即等于M÷20%；计算最多需要A营养级的能量时，应取最长的食物链A→B→C→D，并以10%的效率进行传递，即等于M÷(10%)3。
【提醒】同一食物链不同环节能量传递效率往往不完全相同，不涉及“最多”、“最少”，计算时不能按10%或20%，而需按具体数值计算。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的能量为M×a%×b%×c%。
【例1】下图表示某草原生态系统中能量流动图解，①～④表示相关过程能量流动量。下列有关叙述正确的是( )
A、①是流入该生态系统的总能量
B、分解者获得的能量最少
C、图中②/①的值代表草→兔的能量传递效率
D、③和④分别属于草和兔同化量的一部分
【例2】某相对稳定的水域生态系统中主要有甲、乙、丙、丁、戊5个种，各种生物体内某重金属的含量如下表。已知水中的该重金属被生物体吸收后难以通过代谢排出体外。假设在这5个种构成的食物网中，消费者只能以其前一个营养级的所有物种为食。
种 | 甲 | 乙 | 丙 | 丁 | 戊 |
重金属含量(μg/kg鲜重) | 0.0037 | 0.0037 | 0.035 | 0.035 | 0.34 |
据表中数据绘出该生态系统的食物网。
【例3】有生物甲、乙、丙，构成的食物关系如图。其中，甲能
量中比例为X的部分直接提供给丙，则要使丙能量增加A kJ，
至少需要消耗甲的能量为________kJ(用所给字母表示)
【例4】下图为草原生态系统的能量流动图解模型。a、b、c表示流入各营养级生物的能量，d、e、f表示用于各营养级生物生长、发育、繁殖的能
量，g、h、i分别表示各营养级生物呼吸消耗的能
量，j、k、l表示流入分解者的能量。若一段时间
内草所固定的太阳能总量为1×106kJ，那么图中最
高营养级生物所获得的能量为_______kJ(能量传递效率用图中字母表示)。
【习题训练】
( )1、在如图所示的食物网中，假如猫头鹰的食物有2/5来自兔子，2/5来自鼠，1/5来自蛇，那么猫头鹰的体重若增加10 g，最少需要消耗植物
A、300 g B、450 g
C、900 g D、1800 g
( )2、某一生态系统中，已知一只鹰增重2 kg 要吃10 kg小鸟，小鸟增重0.25 kg要吃2 kg昆虫，而昆虫增重100 kg要吃1 000 kg绿植物。在此食物链中这只鹰对绿植物的能量利用百分率为
A、0.05% B、0.5% C、0.25% D、0.025%
( )3、如表是有机物从植物传递到植食动物鳞翅目幼虫过程中的能量流动情况，根据表中的数据不能得出的结论是
项目 | 被鳞翅目幼虫吃掉的植物 | 鳞翅目幼虫粪便中含有的能量 | 鳞翅目幼虫呼吸消耗的能量 | 用于鳞翅目幼虫生长的能量 |
能量(J) | 419 | 209.5 | 146.6 | 62.85 |
A、鳞翅目幼虫摄入419 J的能量至少需要消耗第一营养级1047.5 J的能量
B、食物中的能量只有15%用于幼虫自身的生长
C、鳞翅目幼虫从第一营养级获取的能量有一部分以呼吸热的形式散失，因此能量在生态系统中的流动是不可循环的
D、某一只最高营养级消费者与一只低营养级消费者相比，能够获得的能量较少
( )4、如图为某生态系统能量流动示意图〔单位：J/(cm2·a)〕，以下分析不正确的是
A、甲通过光合作用固定在有机物中的总能量为1 250 J/(cm2·a)
B、甲到乙的能量传递效率为16%
C、每一营养级的能量大部分用于呼吸作用和被丁利用
D、在此生态系统中，一只狼捕食一只野兔，获得的能
量只能在10%～20%之间
( )5、下图中甲、乙、丙分别代表人体体液中物质交换、食物网中能量流动、生态系统碳循环的示意图，以下说法正确的是
A、甲图中D与B间不能直接进行物质
交换，D与A之间才能直接进行物质交换
B、乙图中B从上一营养级获得的能量
中，C占的比例为a，B体重增加x，至少需要A的量为y，则：y＝20ax＋5x
C、因捕食关系而建立的食物链中，能量最少的是丙图中的B所处的营养级
D、从研究内容来看，甲和乙、丙分别属于生命系统的个体水平和落水平
( )6、左下图是某生态系统物质和能量流向示意图。下列有关叙述正确的是
A、X1过程的完成必须依赖于一种具有双层膜结构的细胞器
B、X1过程吸收的CO2总量与Y1、Y2、Y3、……及Z过程释放的CO2总量相等
C、当该生态系统处于相对稳定的状态时，X3过程的能量值约为X1过程的能量值的1%～4%
D、Z1、Z2、Z3、……过程提供的有机物中的碳将全部转变为Z过程释放的CO2中的碳
严宽微博( )7、右上图1为生态系统中食物链所反映的能量流动情况，图中的箭头符号为能量的流动方向，单位为kcal/(m2·年)；图2为某一生态系统的能量金字塔，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形式；图3为某生态系统食物网的图解，据图分析不能得出的结论是
A、据图1可知，在入射的太阳能中，生产者只利用了其中的1%
B、据图2可知Ⅳ为分解者，相当于图1中的A，能够利用各营养级转移来的能量
C、图3中猫头鹰体重每增加1 kg，至少消耗A约25 kg
D、据图可知，图1中的生产者相当于图2中的Ⅰ，相当于图3中的A
( )8、科学家对某草原生态系统的能量流动进行研究，获得下表数据。下列有关叙述不正确的
从上个营养级流入的能量数kJ/(m2·y－1) | 呼吸消耗的能量数kJ/(m2·y－1) | |
第Ⅰ营养级 | 501.2 | |
| 填报志愿步骤 第Ⅱ营养级 | 141.0 | 79.1 |
第Ⅲ营养级 | 15.9 | 13.2 |
第Ⅳ营养级 | 0.9 | 0.5 |
分解者 | 221.7 | 公务员考试 申论192.6 |
A、该生态系统从第Ⅱ营养级到第Ⅲ营养级的能量传递效率为11.28%
B、第Ⅰ营养级固定的太阳能总量是863.9 kJ/(m2·y－1)
C、营养级之间的信息交流是双向的
D、该生态系统遭受火灾后，发生的落演替属于次生演替
9、某弃耕地的主要食物链由植物→田鼠→鼬构成。生态学家对此食物链能量流动进行了研究，结果如下表，单位是J/(hm2·a)。
植物 | 田鼠 | 鼬 | ||||
固定的太阳能 | 摄入量 | 同化量 | 呼吸量 | 摄入量 | 同化量 | 呼吸量 |
2.45×1011 | 1.05×109 | 7.50×108 | 7.15×108 | 2.44×107 | 2.25×107 | 2.18×107 |
(1)能量从田鼠传递到鼬的效率是________。
(2)在研究能量流动时，可通过标志重捕法调查田鼠种密度。在0.5 hm2范围内，第一次
捕获并标记40只田鼠，第二次捕获有标记的10只，没有标记的20只。该种密度是______只/hm2。若标记的田鼠有部分被鼬捕食，则会导致种密度估算结果________。
(3)田鼠和鼬都是恒温动物，同化的能量中只有3%～5%用于_____________________，其余在呼吸作用中以热能的形式散失。
(4)田鼠是植食性动物，有一种蜣螂专以鼠粪为食。设一田鼠在某段时间所同化的能量为107kJ，则这部分能量中可流入蜣螂体内的为________kJ。
10、如图甲是某草原生态系统中碳循环模式图，图中A、B、C、D表示生态系统的成分，图乙为其中部分营养结构。请据图回答下列问题。
(1)图甲中过程①表示________，
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