同化量

第2节生态系统的能量流动

一、能量流动的概念和过程

1．概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。

2．能量流动的环节和过程

(1)四个环节

(2)能量流动的过程

①写出图中甲、乙、丙、丁、戊代表的内容：

甲：生产者，乙：初级消费者，丙：次级消费者，丁：呼吸作用，戊：分解者。

②据图分析食物链中甲营养级能量的去向：

a．通过自身呼吸作用以热能的形式散失。

b．被下一营养级同化。

c．残枝败叶等被分解者分解。

d．未被利用。

二、能量流动的特点

阅读教材P95～96

1．特点

(1)单向流动

①方向：从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级。

②特点：不可逆转，也不能循环流动。

(2)逐级递减

①含义：输入一个营养级的能量不可能百分之百地流入下一个营养级，能量在沿食物

链流动的过程中是逐级减少的。

②能量传递效率：相邻两个营养级间的能量传递效率为10%～20%。

③营养级数量：生态系统中的能量流动一般不超过4～5个营养级。

2．能量金字塔：将单位时间内各个营养级所得到的能量数值，由低到高绘制成图，可

形成一个金字塔图形。

[注意]根据能量流动的递减性原理，在建立与人类相关的食物链时，应尽量缩短食物

链。

三、研究能量流动的实践意义

阅读教材P96

1．帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。

2．帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最

有益的部分。

1．能量流动的含义是什么？

2．能量流经某一营养级的过程是什么？某一营养级能量的来源与去路有哪些？

3．生态系统中能量流动的特点是什么？

4．研究能量流动的实践意义有哪些？

探究点一能量流动的过程

[共研探究]

如果你被困荒岛，要维持更长时间等待救援，要获得更多能量，究竟要采用哪种生存

策略呢？请先分析一下玉米和鸡的能量流动过程。

1．观察玉米的能量流动图示填空

(1)A是通过光合作用完成的，该过程使光能转化成化学能，以有机物的形式储存在玉

米体内。

(2)B通过呼吸作用为生长发育提供能量，这个过程产生的能量大部分以热能的形式散

失掉了。

(3)C过程中，枯枝落叶中的有机物被分解者分解为无机物，能量被释放。

(4)D是指部分能量被鸡通过捕食摄入体内，最终同化为自身的能量。

2．结合上述内容完成能量流经第一营养级的示意图

流经生态系统的总能量是辐射到该地区太阳能的总量吗？

提示：不是，辐射到该地区的太阳能大部分被大气层或地面吸收、散热和反射掉了，

大约只有1%以可见光的形式被生产者通过光合作用转化为化学能，固定在它们所制造的有

机物中，这样才能被生物利用，因此，流经生态系统的总能量是生产者通过光合作用固定

在有机物中的总能量。

3．据能量流经第二营养级的示意图回答有关问题

(1)初级消费者摄入的能量是其同化量吗？它们之间存在什么关系？

提示：初级消费者摄入的能量不等于其同化量，它们之间存在的关系是：同化量＝摄

入量－粪便量。

(2)初级消费者粪便中的能量是其同化量的一部分吗？为什么？

提示：不是，初级消费者粪便中的能量不属于其同化的能量，而是属于生产者所同化

的能量。

(3)以此类推完成以下关系图

次级

消费者

摄入





同化





呼吸作用散失

储存在有机物中









三级消费者摄入

残骸等被分解者分解

未同化粪便

4．据能量流动的过程示意图填空

生态系统能量流动示意图

(1)能量的输入

①源头：生态系统中的能量流动从生产者固定太阳能开始。

②相关生理过程：光合作用。

③能量转换形式：光能或氧化无机物产生的化学能→有机物中的化学能。

④流经一个生态系统的总能量是生产者固定的全部太阳能。

(2)能量的传递

①传递途径：食物链和食物网。

②传递形式：有机物。a、b、c、d是指各个营养级的同化量，而不是摄入量。

(3)能量的散失

①形式：热能。

②过程：有机物经氧化分解，释放的能量以热能形式散失。

③特殊途径：动植物遗体形成煤炭、石油等，经过燃烧放出热能。

观察上图则有a＝①＝e＋b＋i，初级消费者呼吸作用散失的能量＝b－c－j。

[总结升华]

某营养级消费者的能量变化理解简图

【易错易混】

(1)摄入量≠同化量

①摄入量：指动物取食的总量，可以理解为动物的食物总量。

②同化量：指动物经过消化和吸收后转化为自身的能量。

③关系：同化量＝摄入量－粪便量

同化量才是真正流经该营养级的总能量。粪便中的能量不是该营养级的能量，而是上

一个营养级的同化量的一部分。如羊吃草，羊粪便中的能量是草同化的能量，并不属于羊

同化的能量。

(2)能量的输入并非只有光合作用

能量的输入过程，绝大部分是通过绿色植物的光合作用进行的，但在极少数特殊空间，

如深海热泉口生态系统，是通过特殊细菌的化能合成作用完成的。

[对点演练]

1．如图A表示某生态系统的能量金字塔图，P为生产者，Q

1

为初级消费者，Q

2

为次

级消费者。对图A中的各营养级所含有的能量进行分类剖析如图B(注：图B中a、a

1

、a

2

表示上一年留下来的能量，e、e

1

、e

2

表示呼吸消耗量)。则下列分析错误的是()

A．b＋c＋d＋e为本年度流入该生态系统的总能量

B．初级消费者产生的粪便中所含的能量包含在c中

C．b和d之一，可代表生产者传递给分解者的能量

D．c

1

表示初级消费者所含能量中被次级消费者所同化的量

解析：选B图A表示能量金字塔，P、Q

1

、Q

2

分别为第一、第二、第三营养级。由

图B及题干信息可知，植物光合作用固定的光能，即生产者的同化量，c、c

1

、c

2

表示流入

下一营养级的能量。每个营养级的能量去路包括四项：(1)自身呼吸作用消耗(题中已知为e、

e

1

、e

2

)；(2)被下一营养级利用(c

1

、c

2

等)；(3)被分解者利用(b和d之一)；(4)未利用(b和d

之一)。A项：生产者当年的同化量即为流入该生态系统的总能量，即b＋c＋d＋e。“初级

消费者产生的粪便”应为生产者同化的能量中被分解者利用的部分，即b或d部分。

探究点二能量流动的特点及相关计算

[共研探究]

美国生态学家林德曼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，得出了如图所示的数据[单位：J/(cm2·a)]，请完成以下分析：

1．由图得知，能量流动的方向是单向的，只能从上一个营养级流向下一个营养级，不

可逆转，也不能循环流动。

2．将各营养级的能量“输入”和“输出”清单整理出来填在表格中(“输出”的能量不

包括呼吸作用散失的能量)。[单位：J/(cm2·a)]

输入输出传递效率

第一营养级(生产者)

464.662.813.5%_

第二营养级(植食性动物)

62.812.620.1%

第三营养级(肉食性动物)

12.6

－－

(1)由此总结能量流动的传递效率公式：

能量传递效率＝

下一营养级同化量

本营养级同化量

×100%

(2)能量传递效率是指各营养级之间的能量传递，不是指个体或种群之间。

(3)生态系统中的能量流动为什么是单向的？

提示：①食物链中各种生物之间的捕食关系是确定的，是在长期自然选择过程中形成

的，不能逆转；②各营养级的能量最终是在呼吸作用过程中以热能形式散失的，而热能是

不能被生物再度利用的。

(4)能量传递效率10%～20%是对整体而言的，某一食物链中相邻两个营养级的传递效

率可能会低于10%。

3．由2中数据可以看出，输入各营养级的能量不可能百分之百流入下一营养级，能量

在沿食物链流动过程中是逐级递减的。其原因是：大部分能量通过呼吸作用以热能的形式

散失；遗体遗物残枝败叶被分解者分解利用；还有一部分能量未被利用。

4．由2中传递效率可以看出，能量在相邻两营养级间的传递效率大约是10%～20%。

利用该效率，将单位时间内各营养级所得到的能量、数量及生物量数值绘制成金字塔，如

下表所示。

能量金字塔数量金字塔生物量金字塔

图

示

特

点

能量金字塔呈

正

金字

塔形

数量金字塔通常为正金字

塔形，有时会出现倒金字塔

形，如：

生物量金字塔一般呈

正

金字塔形

(1)据图分析，一条食物链中一般不超过4～5个营养级，原因是：生态系统中能量流动

的传递效率一般是10%～20%，营养级越多，能量的消耗就越多，所剩能量往往不能维持

一个新的营养级。

(2)用能量流动的原理，解释谚语“一山不容二虎”隐含的道理。

提示：根据生态系统中能量流动逐级递减的特点和规律可知，营养级越高，可利用的

能量就越少，老虎在生态系统中几乎是最高营养级，通过食物链(网)流经老虎的能量已减到

很小的程度。因此，老虎的数量将是很少的。故“一山不容二虎”。

5．如果是你被困荒岛，要维持更长时间等待救援，要获得更多能量，究竟要采用以下

哪种生存策略呢？

A．先吃鸡再吃玉米

B．先吃玉米，然后用一部分玉米喂鸡，吃鸡下的蛋，最后吃鸡

提示：应选A方案。应该先吃鸡，因为从营养级角度来讲，鸡是初级消费者，玉米是

生产者，根据能量流动递减法则，如果让鸡吃玉米，玉米的能量最多有20%转换到鸡的体

内，然后人再吃鸡或者鸡蛋的话，获得的能量相当于玉米的20%×20%，这种方案中，玉

米是生产者，鸡是初级消费者，人是次级消费者，人所获得的能量是最少的，维持时间最

短。所以，不如先把鸡吃掉，再吃玉米。

[总结升华]

能量流动的极值计算

(1)能量在食物链中传递的计算

①在一条食物链中若某一营养级的总能量为n，则传到下一营养级的能量最多为0.2n，

最少为0.1n。

②在一条食物链中，若某一营养级的能量为n，需要前一营养级的能量最少为n÷20%

＝5n，最多为n÷10%＝10n。

(2)能量在食物网中传递的计算

①若一食物网中，已知最高营养级增加能量为N

a．求最多消耗第一营养级多少时，按最长食物链，最低传递效率计算；

b．求至少消耗第一营养级多少时，按最短食物链，最高传递效率计算。

②若一食物网中，已知第一营养级能量为M

a．求最高营养级最多获得多少能量时，应按最短食物链，最高传递效率计算；

b．求最高营养级最少获得多少能量时，应按最长食物链，最低传递效率计算。

(3)在已知高营养级求需要低营养级最值时，若高营养级有多种食物来源，要注意高营

养级食物来源有没有具体分配，若有就不能选最短或最长的食物链，而要按分配情况逐一

计算，然后相加。

[对点演练]

2．在如图食物网中，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20g体重，最少需要消耗的植物为()

A．80gB．900gC．800gD．600g

解析：选B依图中食物关系分析，猫头鹰处于第三、四营养级。在“植物→鼠→猫

头鹰”和“植物→兔→猫头鹰”两条食物链中，猫头鹰属第三营养级，可把此食物网简化

为一条食物链，即“植物→鼠(兔)――→

4/5

猫头鹰”，最少消耗植物20g×4/5÷20%÷20%＝

400(g)。另一食物链“植物→鼠→蛇――→

1/5

猫头鹰”中，猫头鹰属第四营养级，最少消耗植

物20g×1/5÷20%÷20%÷20%＝500(g)，所以最少需要消耗植物900g。

探究点三研究能量流动的实践意义

[共研探究]

某市在落实“禁烧秸秆”工作的过程中，化“堵”为“疏”，引导农民设计建立了如

下生态系统模式图，阅读教材思考如下问题：

(1)相比农作物秸秆直接燃烧，上述生态系统实现了农作物中能量的多级利用，提高了

能量利用率。这说明：研究能量流动可帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得

到最有效的利用。例如，在森林中，最好使能量多储存在木材中；在草原牧场上，则最好

使能量多流向牛、羊等牲畜体内，获得更多的毛、肉、皮、奶等畜产品。

(2)有人说：“由于上述生态系统是人工设计的，所以其中营养级之间能量的传递效率

可由人类任意控制。”你认为对吗？

提示：不对。人们虽然可设法调整能量流动方向，使能量流向对人类最有益的部分，

但不能改变能量的传递效率。

(3)在上述生态系统中，人们为提高农作物的产量，要经常到田间除草、灭虫、灭鼠。

这样能合理调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。

[总结升华]

在实际生产生活中对生态系统的能量流动规律的应用

(1)尽量缩短食物链。

(2)充分利用生产者。

(3)充分利用分解者，如利用秸秆培育食用菌、利用植物残体生产沼气等。

【易错易混】能量传递效率≠能量利用率

(1)能量传递效率：能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，若以“营养级”为单位，

能量在相邻两个营养级之间的传递效率约为10%～20%。

(2)能量利用率：通常考虑的是流入人体中的能量占生产者能量的比值，或流入最高营

养级的能量占生产者能量的比值，或考虑分解者的参与，以实现能量的多级利用。

[对点演练]

3．在社会主义新农村建设中，某地通过新建沼气池和植树造林，构建了新型农业生态

系统(如图所示)。请判断下列说法的正误。

(1)该生态系统中，处于第二营养级的生物有人和家禽、家畜()

(2)该生态系统中，人的作用非常关键，植物是主要成分()

(3)该生态系统的建立，提高了各营养级间的能量传递效率()

(4)微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量()

(5)多途径利用农作物可提高该系统的能量利用率()

(6)沼渣、沼液作肥料还田，可使能量能够循环利用()

(7)沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者()

(8)沼气可以用来作燃料或者取暖，是“低碳经济，低碳生活”很好的体现()

(9)在农田果园等人工生态系统中可以通过增加或延长食物链来获得更多的产品()

解析：能量只能单向流动，逐级递减。在食物网中相邻营养级之间的能量传递效率并

没有改变，改变的只是能量利用率。

答案：(1)√(2)√(3)×(4)√(5)√(6)×(7)√(8)√(9)√

1．研究生态系统的能量流动，可以参考如图所示的模型。下列有关叙述错误的是()

A．研究流经某一种群的能量时，要考虑到能量被利用和未被利用等方面

B．研究生态系统中的能量流动，一般在群体水平上

C．模型中的“能量输入”就是指捕食者的捕食

D．模型中的“能量散失”主要指呼吸作用散失的能量

解析：选C研究能量流动时，一般在群体水平上研究，要考虑能量的输入、传递、

散失和输出，也要考虑能量被利用和未被利用等方面。“能量输入”是指捕食者同化的能

量，“能量散失”主要指呼吸作用散失的能量。

2．如图表示能量流经某生态系统第二营养级的示意图[单位：J/(cm2·a)]，据图分析，

有关说法正确的是()

A．该生态系统第一营养级同化的能量至少为400

B．第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量是100

C．能量由第二营养级到第三营养级的传递效率是20%

D．该生态系统第三营养级同化的能量是15

解析：选A题图为能量流经某生态系统第二营养级的示意图，其中a表示该营养级

摄入的能量，b表示该营养级同化的能量，c表示该营养级用于生长、发育和繁殖的能量，

d表示呼吸作用中以热能的形式散失的能量，E表示分解者利用的能量；第二营养级同化的

能量为100(摄入量)－20(粪便中的能量)＝80，根据能量传递效率倒推出第一营养级同化的

能量至少为400；题图仅表示能量流经第二营养级的过程，并不能得出第三营养级的同化量，

因此无法计算由第二营养级到第三营养级的能量传递效率；次级消费者摄入的能量是15，

并不等同于第三营养级同化的能量。

3．(2016·全国卷Ⅲ)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

解析：选C根据题干信息可写出食物链：植物→蝉→螳螂→黄雀→鹰，鹰的迁入会

导致黄雀减少、螳螂增加、蝉减少等系列变化。细菌一般是生态系统的分解者，分解者从

动植物遗体、遗物中获得的能量通过分解作用以热能的形式散失，不会再被生产者利用。

鹰的迁入使该生态系统的食物链由4个营养级变为5个营养级，增加了该生态系统能量消

耗的环节。鹰的迁入使该生态系统的食物链营养级增加，但食物链还是只有一条，所以能

量流动的方向未改变。

4．如图是处于平衡状态的简单淡水生态系统，请回答：

(1)含能量最多的生物类群是________，流经这个生态系统的总能量是

____________________。

(2)在消耗等量生产者的条件下，水鸟获得能量最多的食物链是________________。水

鸟每增加1kg，需消耗生产者生产的有机物至少________kg。

(3)若a表示水鸟食物中甲壳类食物所占的比例，若要使水鸟的体重增加x，至少需要

生产者的量为y，那么x与y的关系式可表示为：________________。

答案：(1)水绵、水藻生产者固定的太阳能总量

(2)水藻→甲壳类→水鸟25(3)y＝625x－600ax

【基础题组】

1．某海岛国家粮食严重不足，需增加新的食物，从能量流动的角度看，下列哪种方式

最合理()

A．开发某种可食用藻类

B．远洋船队大量捕鲸

C．用粮食酿酒，喝酒提神

D．捕杀以前不吃的野兽或保护动物

解析：选A以生产者为食，可减少能量流动的环节，使人类直接获得更多的能量，

有利于解决粮食不足的问题。

2．已知某生态系统内有甲、乙、丙、丁四种生物，其中乙、丙和丁之间的营养级关系

是乙→丙→丁，甲和乙之间的关系如图所示。请据图分析下列叙述错误的是()

A．O～a时间段内，丙和丁的数量变化都增多

B．如果该生态系统内还有硝化细菌等原核生物存在，则流经该生态系统的总能量大于

绿色植物固定的太阳能

C．该生态系统至少有4个种群，由这些种群组成了生物群落

D．a～b时间段内，从食物链的角度分析导致甲、乙数量减少的原因可能是丙数量增

多

解析：选C甲与乙是互利共生关系，在O～a时间段内，随甲、乙增多，丙、丁食物

来源增多，所以数量也增多；硝化细菌能进行化能合成作用，流经该生态系统的总能量是

硝化细菌进行化能合成作用固定的能量和绿色植物固定的太阳能之和，即流经该生态系统

的总能量大于绿色植物固定的太阳能；该生态系统内有甲、乙、丙、丁四种生物，还有硝

化细菌等原核生物存在，因此，该生态系统至少有5个种群，由这些种群组成了生物群落；

a～b时间段内，由于丙的增多，乙的天敌增多，导致甲、乙数量减少。

3．下列有关生态系统能量流动的叙述，错误的是()

A．生态系统所接收的全部太阳能是流经这个生态系统的总能量

B．生态系统中的能量是沿着食物链和食物网流动的

C．能量流动的特点是单向的、不循环的

D．能量流动是逐级递减的，其传递效率是10%～20%

解析：选A生态系统中生产者所固定的太阳能是流经这个生态系统的总能量，而不

是所接收的全部太阳能。

4.如图所示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，

E

1

、E

2

代表两种不同形式的能量。下列叙述正确的是()

A．Ⅰ可代表初级消费者

B．Ⅳ可代表分解者

C．E

1

可代表太阳能，E

2

可代表热能

D．能量可在食物链中循环利用

解析：选C依题意可知，Ⅰ代表生产者，Ⅱ代表初级消费者，Ⅲ代表次级消费者，

Ⅳ代表三级消费者，E

1

可表示生产者利用的能量，应是太阳能，E

2

可表示各营养级的生物

释放出的能量，应为热能。

5．如图为某生态系统食物网简图，若E生物种群的总能量为7.1×109kJ，B生物种群

的总能量为2.3×108kJ，从理论上计算，A储存的总能量最少为()

A．7.1×108kJB．4.8×107kJ

C．5.95×107kJD．2.3×107kJ

解析：选B根据题意，A储存的总能量最少需要按最长食物链，最低能量传递效率计

算，所以食物链是D→E→C→A，所以，E的能量在传递给A的途径中，只有确保：①E

在传递给B时用去的能量最多；②E的总能量减去传递给B的后再传给C时效率最低；③C

在传递给A时效率最低，结果才能使A获得的能量最少，所以据此计算可得A储存的总能

量最少为：(7.1×109－2.3×108÷10%)×10%×10%＝4.8×107(kJ)。

6．下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

数据不能得出的结论是()

项目能量(J)

被鳞翅目幼虫吃掉的植物

419

鳞翅目幼虫粪便含有的能量

209.5

鳞翅目幼虫呼吸消耗的能量

146.65

用于鳞翅目幼虫生长的能量

62.85

A．食物中的能量15%用于了幼虫自身的生长

B．鳞翅目幼虫摄入419J的食物至少需要第一营养级同化1047.5J的能量

C．某一只最高营养级消费者与一只低营养级消费者相比，获得的能量较少

D．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

解析：选C由表中数据可知，食物中的能量是419J，用于生长的能量是62.85J，只

有15%用于了幼虫自身的生长；每摄入419J能量，便有419－209.5＝209.5(J)的能量被同

化，按照最大能量传递效率20%计算，鳞翅目幼虫每同化209.5J(即摄入419J)的能量，至

少需要第一营养级同化1047.5J的能量；能量随营养级的升高而逐级递减是指高营养级的

能量要少于低营养级，并非高营养级的每个个体的能量都要少于低营养级的能量，如一只

兔子获得的能量要远远大于一株草获得的能量；生物体不能利用热能进行同化作用，因此，

能量在生态系统中的流动是不可循环的。

7．如图表示某生态系统食物网的图解，若一种生物摄食两种前一营养级的生物，且它

们被摄食的生物量相等，则猫头鹰体重增加1kg，至少需要消耗甲()

A．100kgB．312.5kg

C．25kgD．15kg

解析：选A猫头鹰体重增加1kg，至少需要消耗乙、丁各1÷20%÷2＝2.5(kg)，2.5kg

乙至少需要消耗甲、丙各2.5÷20%÷2＝6.25(kg)，2.5kg丁至少需要消耗丙2.5÷20%＝

12.5(kg)，而(12.5＋6.25)kgC至少需要消耗甲18.75÷20%＝93.75(kg)，则猫头鹰体重增加1

kg，至少需要消耗甲6.25＋93.75＝100(kg)。

8．在植物→昆虫→鸟的营养结构中，若能量传递效率为10%，以鸟同化的总能量中从

昆虫获得的总能量为x轴，植物供能总量为y轴，下图中绘制的相关曲线是()

解析：选D设鸟获得的总能量为常数a，则鸟从昆虫获得的能量为x，从植物直接获

得的能量为a－x，可列式为x×10×10＋(a－x)×10＝y，即y＝10a＋90x。根据此方程式可

知，D项图示正确。

【能力题组】

9．下列有关农田生态系统结构与功能的叙述，正确的是()

A．非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者组成了农田生态系统的结构

B．除去田间杂草，有利于实现该生态系统中能量的多级利用

C．增施农家肥能提高作物产量，是因为其促进了该生态系统中物质和能量的循环利用

D．防治农业害虫，使能量尽量流向对人类最有益的部分

解析：选D生态系统的结构包括生态系统的组成成分、食物链和食物网，其中生态

系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者；农田中除去杂草，

使能量尽可能多地流向对人类最有益的部分，没有实现能量的多级利用；能量不能循环利

用，只能单向流动；除去农田中的害虫，是为了调整该生态系统中的能量流动关系，使能

量尽可能多地流向对人类最有益的部分。

10．如图为生态系统中能量流动图解部分示意图(字母表示能量的多少)，下列叙述正确

的是()

A．图中b＝h＋c＋d＋e＋f＋i

B．生产者与初级消费者之间的能量传递效率为b/a×100%

C．“草→兔→狼”这一关系链中，狼粪便中的能量属于d

D．缩短食物链可以提高能量传递效率

解析：选C首先，生产者固定的能量应该是流经生态系统的总能量，摄入量＝同化

量＋粪便中的能量，因此c为同化量，h为粪便中的能量，同化量＝呼吸作用中以热能形式

散失的能量＋用于生长、发育和繁殖的能量，因此d是初级消费者用于自身生长、发育和

繁殖的能量，f是呼吸作用中以热能形式散失的能量，i是流入分解者的能量，e是下一营养

级摄入的能量，所以b＝h＋c＝f＋d＋h＝f＋e＋g。能量传递效率是相邻营养级同化量之间

的比值，生产者与初级消费者之间的能量传递效率为c/a×100%。缩短食物链可以提高能

量利用率，但不能提高能量传递效率。狼粪便中的能量应该属于初级消费者兔子的同化量

中用于生长、发育和繁殖的能量。

11．如图表示甲、乙两个特定生态系统的能量金字塔，有关解释正确的是()

A．一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多

B．能量沿食物链单向流动，传递效率随营养级的升高而逐级递减

C．若甲和乙中玉米的数量相同，能量传递效率均为10%，且甲能养活10000人，则

乙能养活500人

D．若土壤中含相同浓度的DDT，则甲中的人比乙中的人体内DDT浓度低

解析：选D生态系统中能量流动的特点是单向流动、逐级递减。但是一个吃玉米的

人所获得的能量不一定比一个吃牛肉的人获得的能量多。能量在相邻两个营养级间的传递

效率为10%～20%。若甲和乙中玉米的数量相同，能量传递效率为10%，且甲能养活10000

人，则乙能养活1000人。DDT在沿食物链流动时，出现富集现象，即营养级越高，生物

体内积累的DDT越多。

12．某草原生态系统一条食物链甲→乙→丙中，各种群对能量的同化、利用、传递等

数量关系如表所示。已知该生态系统受到的太阳辐射为150000百万千焦，但其中149875百

万千焦的能量未被生产者固定。下列有关叙述正确的是(单位：百万千焦)()

种群同化量净同化量呼吸消耗传递给分解者

传递给下

一营养级

未被利用

的能量

甲

65.53.015.041.5

乙

14.050.522.5

丙

20.61.4

微量

(不计)

无

A.种群甲、乙、丙构成了该生态系统的生物群落

B．种群乙个体数量的变化是由于种群丙对其有选择捕食的结果

C．能量从乙到丙的传递效率为12%

D．种群甲的净同化量为59.5百万千焦

解析：选D群落是同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，种群甲、乙、

丙不能包含该生态系统的所有生物；通过食物链甲→乙→丙可以看出，种群乙个体数量的

变化有两方面原因：一是种群丙对其有选择捕食的结果，二是受它的食物种群甲的变化影

响；相邻两营养级的能量传递效率等于相邻两营养级的同化量之比，所以能量从乙到丙的

传递效率为2/14.0×100%＝14.3%；种群甲的净同化量＝传递给分解者的能量＋传递给下

一营养级的能量＋未被利用的能量＝3.0＋15.0＋41.5＝59.5(百万千焦)。

13．如图所示为某湖泊生态系统能量流动的定量分析图解。图中A、B、C代表三个营

养级，数字均为实际测得的能量数，单位为：106kJ。已知该生态系统受到的太阳辐射为118

872×106kJ，但其中118761×106kJ的能量未被利用。

请回答下列问题：

(1)流经该生态系统的总能量数为________，这部分能量是________所固定的太阳能。

(2)能量从第一营养级到第二营养级的转化效率为________%，从第二营养级到第三营

养级的转化效率为________%。

(3)次级消费者通过异化作用消耗的能量占其同化作用所获得的能量的百分比是

________。

(4)由图可知，下一个营养级不能得到上一个营养级的全部能量，原因有：①各营养级

生物体内的大量能量被________；②上一个营养级的部分能量____________；③还有少数

能量被________利用。

解析：(1)因为流经生态系统的总能量是生产者——绿色植物所固定的太阳能的总量，

即总量为118872×106－118761×106＝111×106(kJ)。(2)能量从第一营养级到第二营养级

的转化效率为15/111×100%≈13.5%。从第二营养级到第三营养级的转化效率为

3/15×100%＝20%。(3)次级消费者通过异化作用所消耗的能量占其同化作用所得到的能量

的百分比为1.8/3×100%＝60%。(4)在生态系统中，下一个营养级不能得到上一个营养级

的全部能量，其原因有：①各个营养级的生物体内的能量很大一部分被呼吸作用所消耗；

②上一个营养级的部分能量未被下一个营养级利用；③还有少数能量被分解者利用。所以

生态系统中的能量流动是单向的、逐级递减的。

答案：(1)111×106kJ生产者(2)13.520

(3)60%

(4)呼吸作用消耗未被下一个营养级利用分解者

14．图甲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，M

1

、M

2

代表不同的能量形式。图乙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)图甲中，M

2

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Ⅲ，主要原因是____________________________________________。

(2)图乙中，若A表示图甲中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示

________________________________________________________________________，

C表示________________________________________________________。

(3)图乙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。

甲乙丙(4)若图甲中营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一种生物甲、乙、丙，它们构成的食物关系

如图。其中，甲能量中比例为x的部分直接提供给丙，要使丙能量增加AkJ，至少需要消

耗甲的能量为____________kJ(用含所给字母的表达式表示)。

解析：(1)M

1

是输入到生态系统中的能量，是太阳光能。M

2

是系统散失的能量，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)图乙中，若A表示图甲中营养级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)由图乙可看出，生态系统能量散

失的途径有两条：①通过自身的呼吸作用散失；②通过微生物(或分解者)的呼吸作用散失。

(4)设至少需要消耗甲的能量为mkJ，则(m—mx)×1/5×1/5＋mx×1/5＝A，m＝25A/(1＋

4x)。

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

级高，可利用的能量少(2)Ⅱ所同化固定的能量Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量(3)分

解者的分解作用(4)25A/(1＋4x)

15．如图所示为桑基鱼塘农业生态系统局部的能量流动，图中字母代表相应能量。请

据图回答以下问题：

(1)流经图中生态系统的总能量为________(填字母)，桑树呼吸作用所散失的热能可用图

中的______(填字母)来表示，图中的c和b

1

＋c

1

＋d

1

可分别表示桑树和蚕用于

__________________________________的能量。

(2)蚕同化的能量d＝________(填字母)。正常情况下d/c的比值________(填“大

于”“小于”或“等于”)10%。将蚕沙(粪便)投入鱼塘供给鱼食用，蚕沙中所含的能量属

于第________营养级所含的能量，桑树到蚕的能量传递效率是________。

(3)人工建立该生态系统的目的是实现对能量的________，从而提高能量的

________________________________________________________________________。

解析：(1)流经该生态系统的总能量为桑树通过光合作用所固定的太阳能总量，即a；

生产者桑树所固定的太阳能总量有一部分通过生产者的呼吸作用以热能的形式散失，即图

中的b，另一部分则储存在生产者体内的有机物中用于生产者的生长、发育和繁殖等生命活

动，即图中的c；图中d表示蚕同化的能量，d＝a

1

＋(b

1

＋c

1

＋d

1

)，a

1

表示蚕以呼吸作用散

失的热能，b

1

＋c

1

＋d

1

表示蚕用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量。(2)能量从第一

营养级桑树流向第二营养级蚕的传递效率为d/a，一般来说，d/a在10%～20%之间，而

d/c的比值要大于d/a，因此，d/c大于10%；蚕粪便中的能量属于生产者(第一营养级)所

含的能量。桑到蚕的能量传递效率是d/a×100%。(3)桑叶可以喂蚕，蚕沙可以喂鱼，蚕和

鱼可以供人类利用，该人工生态系统实现了能量的多级利用，提高了能量的利用率。

答案：(1)ab自身生长、发育和繁殖等生命活动(2)a

1

＋b

1

＋c

1

＋d

1

大于一

d/a×100%

(3)多级利用利用率