第2課時

生態金字塔和研究能

量流動的實踐意義1.用生態金字塔表征生態系統中各營養級間的能量、

生物量或數量等關系。2.概述研究生態系統能量流動的意義。1.生命觀念：物質與能量觀——一切生命活動都離不開

能量，能量攝入并在生態系統中流動，這個過程伴隨

著物質的變化，保證了生命活動的進行。2.科學思維：模型建構——在明確研究能量流動基本思路

的基礎上建立能量流動的概念模型。素養要求學習目標一、生態金字塔二、研究能量流動的實踐意義網絡構建課時對點練內容索引一、生態金字塔1.類型：

、

、

。2.能量金字塔(1)概念：如果將單位時間內各營養級所得到的

數值轉換為相應面積(或體積)的圖形，并將圖形按照營養級的次序排列，可形成一個金字塔圖形，叫作能量金字塔。(2)特點：通常呈

的金字塔形。教材梳理預習新知夯實基礎能量金字塔生物量金字塔數量金字塔能量上窄下寬3.生物量金字塔(1)概念：如果用同樣的方法表示各個營養級

(每個營養級所容納的有機物的總干重)之間的關系，就形成生物量金字塔。(2)特點：大多也是上窄下寬的金字塔形。4.數量金字塔(1)概念：如果表示各個營養級的生物

比值關系，就形成數量金字塔。(2)特點：一般呈上窄下寬的金字塔形，但也可呈上寬下窄

的金字塔形，如

。生物量個體的數目倒置昆蟲和樹(1)由于能量在流動的過程中逐級遞減，所以營養級越高，該營養級的總能量及生物的數量就會越少()(2)生物量金字塔、數量金字塔同能量金字塔一樣都是正置的()判斷正誤××探討點生態金字塔的模型構建生態學家調查了不同生態系統中的生物個體數量和生物量(調查數據中排除了微生物和土壤動物)，所得數據如下面表格所示。P代表生產者，C1、C2、C3依次代表初級、次級和三級消費者。核心探討突破重難強化素養名稱某草地溫帶森林P150000002000C120000001500000C29000001200000C31020(1)請根據資料1，分別建構兩個生態系統的數量金字塔；根據資料2，分別建構兩個生態系統的生物量金字塔。資料1

夏季兩個生態系統的生物個體數量統計表，單位為個·hm－2。提示某草地：溫帶森林：資料2

夏季兩個生態系統的生物量統計表，單位為g·m－2。名稱某湖泊某海峽P964C11121C24—提示某湖泊：某海峽：(2)分析數量金字塔出現上寬下窄倒置的金字塔形的原因。提示當生產者個體比消費者個體大得多時，數量金字塔經常是倒置的。(3)分析生物量金字塔出現上寬下窄倒置的金字塔形的原因。提示海洋生態系統中，浮游植物個體小，世代周期短，又會不斷被捕食，因而某一時間調查到的生物量可能低于浮游動物的生物量。當然，總的來看，一年中浮游植物的總的生物量還是比浮游動物的要多。生態金字塔的類型和特點核心歸納項目能量金字塔生物量金字塔數量金字塔形狀

每一層含義單位時間內，食物鏈中每一營養級生物所同化的能量的多少單位時間內，每一營養級生物所容納的有機物的總干重每一營養級生物個體的數目特點天然生態系統一定為上窄下寬的金字塔形一般為上窄下寬的金字塔形一般為上窄下寬的金字塔形象征意義能量在流動過程中總是逐級遞減生物量(有機物的總干重)隨食物鏈中營養級的升高而逐級遞減在食物鏈中隨營養級升高而逐級遞減特殊形狀某些人工生態系統(如人工魚塘)可呈現倒置狀況海洋生態系統中，浮游植物個體小，壽命短，又會不斷被捕食，因而某一時間調查到的生物量可能低于浮游動物，呈現倒置的金字塔形如果消費者個體小而生產者個體大，就會呈現倒金字塔形，如昆蟲和樹1.下圖為某一生態系統的能量金字塔，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別代表不同的營養級，E1、E2代表能量的形式。下列敘述正確的是A.Ⅰ是初級消費者B.Ⅳ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利用典題應用及時反饋知識落實√解析據圖分析，Ⅰ是生產者，處于第一營養級，A錯誤；Ⅳ為三級消費者，處于第四營養級，B錯誤；E1為太陽能，用于植物的光合作用，E2為熱能，是生物呼吸作用產生的，C正確；能量是單向流動的，不能循環利用，D錯誤。2.(2020·臨沂外國語學校高二月考)甲、乙、丙、丁是某同學繪制的生態金字塔，下列與之相關的說法，錯誤的是A.生態金字塔包括能量金字塔、生物量金字塔和數量金字塔，基本呈現

圖丙所示形態B.由于能量流動具有逐級遞減的特征，能量金字塔通常呈現丙圖所示形態C.不能用圖甲表示生物數量金字塔D.生態金字塔中每一層代表一個營養級，分解者不包含在其中√解析生態金字塔包括能量金字塔、生物量金字塔和數量金字塔，大多數情況下呈現圖丙所示的正金字塔形，A正確；能量沿食物鏈(網)流動時逐級遞減，因此能量金字塔通常呈現正金字塔形，B正確；某些食物鏈，如樹→蟲→鳥，其數量金字塔可能如圖甲，C錯誤；生態金字塔表示不同營養級上能量、生物量或數量的關系，不包含分解者，D正確。二、研究能量流動的實踐意義1.可以幫助人們將生物在時間、空間上進行合理配置，增大流入某個生態系統的

。例如，間作套種、多層育苗、稻—萍—蛙等立體農業。2.可以幫助人們科學地規劃和設計

，使能量得到_______

。例如，秸稈喂牲畜；糞便制作沼氣，沼渣肥田，這樣就實現了對能量的多級利用，從而大大提高了能量的利用率。3.還可以幫助人們合理地調整生態系統中的能量流動關系，使能量持續高效地流向對人類最有益的部分。例如，合理確定草場載畜量、麥田除草、除蟲等。教材梳理預習新知夯實基礎總能量人工生態系統最有效的利用(1)由于能量在流動的過程中逐級遞減，所以營養級越高，該營養級的總能量及生物的數量就會越少()(2)拔去田地中的雜草是人為地調整能量流動的方向，提高生態系統的能量傳遞效率()(3)利用農作物秸稈培育蘑菇，實現了生態系統中能量的循環利用()(4)研究能量流動，可調整能量流動關系，使生產者固定的能量全部流向人類()判斷正誤××××易錯警示(1)可以實現能量的多級利用，但不能實現能量的循環利用。(2)能量利用率是指流入最高營養級的能量(人類)占生產者固定總能量的比值，食物鏈越短，能量利用率越高；能量利用率不等于能量傳遞效率，可以人為提高能量的利用率，但不能提高能量的傳遞效率。探討點研究能量流動的實踐意義1.右圖是兩個農業生態系統的模式圖。圖a中農作物為人類提供的食物、為家禽和家畜提供的飼料，都與圖b相同。(1)分析這兩幅圖，完成這兩個生態系統的能量流動圖解。核心探討突破重難強化素養提示如圖所示(2)分析能量流動圖解，總結圖b所示生態系統的優勢：_____________

。實現了能量的多級、充分利用，提高了能量的利用率2.以農田生態系統為例，思考以下問題：(1)哪些措施能增加流入農田生態系統的總能量？提示間作套種等立體農業生產方式充分利用了空間和資源，能增加流入農田生態系統的總能量。(2)及時清除農田中雜草的意義是什么？提示除草可以調整農田生態系統中的能量流動關系，使能量更多地流向對人類最有益的部分。3.(2021·遼寧大連市高二開學考試)關于農田生態系統的敘述正確的是A.適當地施肥，可為農作物提供能量，有利于農產品的輸出B.秋收后田間焚燒，留灰做底肥提高了農作物秸稈的能量利用率C.農田除草、除蟲等能使能量更多地流向對人類最有益的部分D.生態農業系統中食物鏈相鄰營養級之間的能量傳遞效率會提高典題應用及時反饋知識落實√解析適當地施肥是給農作物提供無機鹽，A錯誤；秋收后田間焚燒，留灰做底肥能夠為農作物提供無機鹽，B錯誤；農田除草、除蟲等能夠調整能量流動的方向，使能量更多地流向對人類最有益的部分，C正確；生態農業系統不能提高能量傳遞效率，只能提高能量利用率，D錯誤。4.(2021·山東菏澤市高二期末)茶樹菇味道鮮美，常生長在油茶樹枯朽的樹樁上。某林場嘗試在樹下套種茶樹菇，并用桐樹、柳樹、楊樹脫落的枝葉制作培養基。下列相關敘述正確的是A.油茶樹枯朽樹樁中的能量不屬于油茶樹的同化量B.生長在油茶樹樹樁上的茶樹菇屬于生態系統中的分解者C.套種措施可以提高樹木和茶樹菇對陽光等資源的利用率D.該林場提高了能量的傳遞效率，實現了能量的多級利用√解析油茶樹枯朽樹樁中的能量屬于油茶樹的同化量中流向分解者的部分，A錯誤；生長在油茶樹樹樁上的茶樹菇屬于生態系統中的分解者，B正確；茶樹菇屬于分解者，不能直接利用陽光，C錯誤；該林場的做法實現了能量的多級利用，提高了能量的利用率而不是傳遞效率，D錯誤。網絡構建課時對點練題組一生態金字塔1.如果食物鏈上各營養級均以生物個體的數量來表示，并以食物鏈起點的生物個體數作底層來繪制數量金字塔，則只有兩個營養級的夏季草原生態系統(假設第—營養級是牧草，第二營養級是羊)和森林生態系統(假設第—營養級是喬木，第二營養級是昆蟲)數量金字塔的形狀最可能是A.前者與能量金字塔塔形相似，后者與能量金字塔塔形不同B.前者與能量金字塔塔形不同，后者與能量金字塔塔形相似C.前者與后者都與能量金字塔塔形相似D.前者與后者都與能量金字塔塔形不同對點訓練123456789101112131415√2.(2021·山東威海市高二期末)某同學根據賽達伯格湖的能量流動圖解，繪制了如圖所示的能量金字塔。下列說法正確的是A.圖中Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ構成一條食物鏈B.圖中未體現出的生態系統的組成成分是非生物

的物質和能量C.由圖可知能量流動是逐級遞減的D.維持該生態系統的穩定不需外部能量的輸入123456789101112131415√123456789101112131415解析由于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ每個營養級包含多種生物，因此圖中Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ不是一條食物鏈，A錯誤；圖中Ⅰ為生產者，Ⅱ和Ⅲ為消費者，還缺少分解者、非生物的物質和能量，B錯誤；由圖可知能量流動是逐級遞減的，C正確；任何生態系統都需要不斷得到來自系統外的能量補充，以維持其正常功能，D錯誤。3.某湖泊的能量金字塔如圖所示，下列相關敘述正確的是A.該能量金字塔中的a、c分別代表生產者、三級

消費者B.圖中所有生物構成一條食物鏈C.一個生態系統中營養級越多，在能量流動過程

中消耗的能量就越多D.對于森林生態系統來說，往往一棵樹上棲息著很多昆蟲，該生態系

統中的能量金字塔呈倒置狀態123456789101112131415√123456789101112131415解析由圖可知，c為次級消費者，處于第三營養級，A錯誤；圖中所有生物構成食物鏈和食物網，B錯誤；能量在相鄰兩個營養級間的傳遞效率是10%～20%，故一個生態系統中營養級越多，能量流動過程中消耗的能量就越多，C正確；對于一個自然生態系統來說，它的能量是由生產者固定的，且沿營養級傳遞時是逐級遞減的，因此按營養級由低到高繪制成的圖仍然是下寬上窄的正金字塔形，D錯誤。4.如圖a、b、c分別是某森林生態系統的生物數量金字塔、某草地生態系統的能量金字塔和某浮游生物群落的能量金字塔。下列分析不正確的是123456789101112131415A.描述生態系統中各營養級之間的關系最好用b的形式B.一個相對穩定的森林生態系統會出現生產者數量少于消費者數量的現象C.相對穩定的生態系統需要持續接受外部的能量輸入D.圖c中的生產者與初級消費者之間的能量傳遞效率為10%～20%√1234567891011121314155.生態學中常以金字塔形象地說明營養級與能量、生物個體數量、生物量之間的關系，是定量研究生態系統的直觀體現。生態金字塔有能量金字塔、數量金字塔、生物量金字塔三種類型。結合下圖，下列有關敘述正確的是A.該金字塔可表示樹林中樹(①)、害蟲(②)和食蟲鳥

(③)之間的個體數量關系B.如果表示能量金字塔，則能量的流動方向只能依次是③→②→①C.該金字塔可表示浮游植物(①)和浮游動物(②)的能量之間的關系D.在城市生態系統中該金字塔中的①表示生產者123456789101112131415√123456789101112131415解析營養級越高，含有的能量越少，但數量可以出現倒置的金字塔形，樹上可以有很多蟲子，顯然不可用圖示的金字塔表示，A錯誤；如果表示能量金字塔，位于塔基的是生產者，依次為第二營養級、第三營養級，則能量的流動方向只能是①→②→③，B錯誤；能量金字塔中，營養級越低，含有的能量越多，浮游植物處于第一營養級，含有的能量最多，浮游動物處于第二營養級，能量比第一營養級少，C正確；城市生態系統是特殊的人工生態系統，生產者數量少，流經城市生態系統的總能量大于該生態系統中所有生產者固定的太陽能總量，D錯誤。6.(2021·南京檢測)下列哪種情況最可能會出現倒金字塔形A.生物量金字塔，其生產者的生活史比消費者的要短得多B.能量金字塔，組成該生態系統的各營養級生物的種類極多C.數量金字塔，由生活在溫帶草原上的各種生物組成的一個復雜的

食物網D.海洋中的能量金字塔，其中生產者個體小，繁殖快，可整個被浮

游動物吞食和消化123456789101112131415√123456789101112131415解析生物量金字塔是以每個營養級的生物量繪制的金字塔，由于某些單細胞生物的生命周期短，不積累生物量，而且在測定生物量時是以現存量為依據的，所以在海洋生態系統中會出現倒置現象，即出現浮游動物生物量多于浮游植物，A正確；自然生態系統中能量金字塔不會倒置，B、D錯誤；由生活在溫帶草原上的各種生物組成的一個復雜的食物網，以這個食物鏈中各個營養級的個體數量為依據繪制的數量金字塔不是倒置的，C錯誤。題組二研究能量流動的實踐意義7.(2021·廣州月考)稻田里，農民要拔掉稗草；魚塘中，人們要不斷清除肉食性的“黑魚”，用生態學的觀點看，這是為了A.保持生態平衡B.保持生物群落的單一性C.調整生態系統中的能量流動方向D.使物質能夠盡快地循環流動√解析稻田中水稻與稗草構成種間競爭關系，除去雜草(稗草)，可使能量盡可能多地流向水稻；魚塘中清除更高營養級的肉食性“黑魚”，可使能量盡可能多地流向養殖魚類。1234567891011121314158.(2021·長沙月考)如圖是近年在某地試驗成功并大范圍推廣的生態農業模式，下列有關此生態系統的敘述中，錯誤的是A.圖中位于第二營養級的生物有螺、

昆蟲、鴨B.鴨和螺之間是捕食與種間競爭關系C.該生態系統中鴨所同化的能量來自

生產者固定的太陽能和飼料中的化學能D.拔去田地中的雜草可以提高生態系統的能量傳遞效率123456789101112131415√123456789101112131415解析螺、昆蟲、鴨都可以直接捕食生產者，此種情況時它們都位于第二營養級，A正確；鴨可以捕食螺，二者之間具有捕食關系，同時它們都以生產者為食，故鴨和螺之間還有種間競爭關系，B正確；拔去田地中的雜草是人為地調整能量流動的方向，使能量持續高效地流向對人類最有益的部分，但不能提高生態系統的能量傳遞效率，D錯誤。9.下列關于生態系統能量流動的原理在實踐中的應用的敘述，錯誤的是A.除蟲、除草可以讓農田生態系統中的能量流向對人類最有益的部分B.農田生態系統中的間種套作可充分利用空間和資源，增大流入該生態

系統的總能量C.根據草場能量流動的特點，可以合理確定草場的載畜量D.沼渣、沼液作為肥料還田，能使能量循環利用123456789101112131415√123456789101112131415解析除蟲、除草合理地調整了生態系統中的能量流動關系，使能量盡可能多地流向對人類最有益的部分，A正確；農田生態系統中的間種套作，可充分利用空間和資源，增大流入該生態系統的總能量，從而獲得更大的收益，B正確；根據草場能量單向流動、逐級遞減的特點，可以合理確定草場的載畜量，從而保持畜產品的持續高產，C正確；沼渣、沼液作為肥料還田，能使物質循環利用，能量多級利用，提高能量的利用率，D錯誤。10.如圖為某自然生態系統的能量金字塔，其中Р表示生產者，D表示分解者，C表示消費者。下列相關敘述正確的是A.圖中P的能量只來自綠色植物固定的

太陽能123456789101112131415綜合強化B.次級消費者與三級消費者之間的能量傳遞效率約為5.5%C.C與P在數量上形成的關系圖與該能量金字塔完全相符D.生態系統由P、D、C組成，P與C可以形成多條食物鏈√解析在該生態系統中，生產者主要是綠色植物，但也包括其他自養生物，如藍細菌等，故P表示的是自養生物固定的能量，不僅是綠色植物固定的太陽能，A錯誤；次級消費者與三級消費者之間的能量傳遞效率為

×100%，約為5.5%，B正確；C與Р在數量上也有可能呈倒置的金字塔形，如松樹與其上的蟲，C錯誤；生態系統由生物群落、非生物環境組成，P、D、C組成生物群落，D錯誤。12345678910111213141512345678910111213141511.(2021·洛陽期中)據下圖判斷，下列敘述不符合生態學原理的是A.物質經過多級利用實現良性循環B.每一級生產環節都獲得產品，提高了生態經濟效益C.由于食物鏈延長，能量逐級損耗，系統總能量利用率降低D.由于各級產物都可以部分被利用，減少了廢物和污染√123456789101112131415解析農業生態系統中物質經過多級利用，實現了良性循環，提高了物質和能量的利用率，A符合生態學原理；每一級都能獲得產品，提高了生態經濟效益，B符合生態學原理；由于食物鏈延長，能量逐級損耗，但系統總能量利用率提高，C不符合生態學原理；由于各級產物都可利用，減少了廢物和污染，保護了環境，D符合生態學原理。12.下圖甲為某自然生態系統的能量金字塔簡圖，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別代表不同的營養級，m1、m2代表不同的能量形式。圖乙表示能量流經該生態系統某一營養級的變化示意圖，其中a～g表示能量值的多少。據圖分析錯誤的是123456789101112131415A.圖甲中m1、m2表示的能量形式分別為太陽能、熱能B.圖乙中，若A表示圖甲中營養級Ⅱ所攝入的全部能量，則C表示用于

生長、發育和繁殖的能量C.該生態系統必須當能量狀況表現為下寬上窄的正金字塔形時，方可維

持生態系統的正常運轉D.若該自然生態系統為一湖泊，

經過若干年后演變為一森林，

此屬于種群的次生演替123456789101112131415√123456789101112131415解析若該自然生態系統為一湖泊，由于環境因素的變遷，經過若干年后演變為一森林，此屬于群落的次生演替，D錯誤。13.如圖甲為某生態系統的能量金字塔簡圖，P為生產者，Q1為初級消費者，Q2為次級消費者。現對圖甲中各營養級所含有的能量進行分類剖析，結果如圖乙所示，下列分析不正確的是注：圖乙中a、a1、a2表示上一年留下來的能量，e、e1、e2表示呼吸消耗的能量。123456789101112131415A.b＋c＋d＋e為本年度流入該生態系統的總能量B.c1表示初級消費者中被次級消費者所同化的能量C.b和d之一可代表生產者傳遞給分解者的能量D.初級消費者糞便中所含的能量包含在c中123456789101112131415√123456789101112131415解析由圖可知，b＋c＋d＋e代表的是生產者固定的太陽能，是本年度流入該生態系統的總能量，A項正確；c代表初級消費者的同化量，c1代表次級消費者的同化量，B項正確；123456789101112131415已知e是呼吸消耗的能量，那么b和d中的一個表示被分解者利用的能量，一個表示未被利用的能量，C項正確；初級消費者糞便中的能量不屬于該營養級的同化量，不在c中，應該屬于生產者流向分解者的部分，在b或d中，D項錯誤。14.能量流動是生態系統的三大功能之一，其原理在生產實踐中獲得廣泛的應用。請回答下列問題：(1)在生態系統中，各營養級生物能量的共同去向有_______________________________________(答出2點)。(2)肉類食品的價格通常較蔬菜類價格高，從能量流動角度分析，其原因是_________________________________________________________________________________________________________________________。(3)稻田治蟲、除草，從能量流動角度分析，其意義是_____________________________________________________________。123456789101112131415呼吸作用以熱能形式散失、被分解者利用

能量在沿食物鏈傳遞的過程中是逐級