【摘 要】本文根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)圖的特點(diǎn)，將之歸納為三種圖，“一來(lái)二去”圖、“一來(lái)三去”圖和“一來(lái)四去”圖，并就以此三種圖為載體的試題類型進(jìn)行分析，講解有關(guān)能量流動(dòng)圖的常見題型的解題技巧。

【關(guān)鍵詞】高中生物 能量流動(dòng)圖 變式訓(xùn)練 解題技巧

【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2017）09B-0158-03

生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)作為生態(tài)系統(tǒng)重要功能之一，是高考的頻考點(diǎn)。能量流動(dòng)的過(guò)程和特點(diǎn)作為本節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，教材主要通過(guò)三個(gè)能量流動(dòng)圖來(lái)進(jìn)行闡述。因此，對(duì)本節(jié)內(nèi)容的考查也常以這三個(gè)能量流動(dòng)圖作為載體進(jìn)行考查?，F(xiàn)就此問(wèn)題進(jìn)行探討。

一、三個(gè)能量流動(dòng)圖的知識(shí)梳理

為了便于理解，筆者把教材中“能量流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)示意圖”做如圖 1 的處理。該種圖的特點(diǎn)是主干中的能量都有一個(gè)來(lái)源和兩條去路，筆者把這種圖簡(jiǎn)稱為“一來(lái)二去”圖。

圖 1 中，由于次級(jí)消費(fèi)者的糞便是未能消化吸收的食物（初級(jí)消費(fèi)者）殘?jiān)?，沒有被其利用，所以其糞便中的能量屬于初級(jí)消費(fèi)者的能量，這部分能量和初級(jí)消費(fèi)者遺體殘骸中的能量都是被分解者利用的。這樣，初級(jí)消費(fèi)者的同化量就可以歸納為三條去路：

初級(jí)消費(fèi)者同化量=呼吸作用散失量①+次級(jí)消費(fèi)者同化量②+遺體殘骸等被分解者利用的能量③

除了最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)外，這個(gè)公式對(duì)其他營(yíng)養(yǎng)級(jí)均適用，從而得到生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)圖（圖2 ），這就是筆者所稱的“一來(lái)三去”圖。

對(duì)于賽達(dá)伯格湖能量流動(dòng)圖（圖 3），與圖 2 相比，差別在于每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量都多出一條去路——未利用部分，筆者把這種圖簡(jiǎn)稱為“一來(lái)四去”圖。原因是圖 3 是林德曼在某段時(shí)間內(nèi)在對(duì)該湖的能量流動(dòng)進(jìn)行定量分析的前提下構(gòu)建起來(lái)的，在這段時(shí)間內(nèi)，每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)總有一部分個(gè)體的能量既未被自身呼吸作用消耗，也未被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)和分解者利用，而是積累在生物體內(nèi)或以化學(xué)燃料的形式儲(chǔ)存起來(lái)，從而出現(xiàn)暫時(shí)未利用這部分能量的情況。當(dāng)然，如果時(shí)間足夠長(zhǎng)，這部分能量最終還是會(huì)被另外三條去路利用掉。

二、易錯(cuò)點(diǎn)梳理

1.能量傳遞效率是指相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量數(shù)值之比，即下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量與本營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量的百分比，針對(duì)的對(duì)象是相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的所有個(gè)體，不是兩個(gè)種群，也不是兩個(gè)個(gè)體。

2.某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)產(chǎn)生的糞便中的能量，屬于上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量，而不屬于本營(yíng)養(yǎng)級(jí)。

3.每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的來(lái)源和去路上，都遵循物理學(xué)上的能量守恒定律。

三、活學(xué)活用，學(xué)以致用

（一）夯實(shí)基礎(chǔ)穩(wěn)起步

〖例1〗（2014 年合肥高三質(zhì)檢二第 6 題）如圖為能量流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的示意圖[單位為 J/（cm2·a）]，據(jù)圖分析，有關(guān)說(shuō)法正確的是（ ）

A.該生態(tài)系統(tǒng)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量至少為 400

B.第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量是 100

C.能量由第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的傳遞效率是 20%

D.該生態(tài)系統(tǒng)第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量是 15

〖簡(jiǎn)析〗本題考查的是“一來(lái)二去”圖，容易得出 a 表示第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的攝入量，能量值為 100；b 表示第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量，能量值為 80；c 表示用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量，能量值為 30；d 表示呼吸作用散失的能量，能量值為 50；e 表示遺體殘骸及糞便中被分解者利用的能量，能量值為 35（其中糞便的能量值為 20）。由于第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量的能量值為 80，按照公式：能量傳遞效率=（第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量/第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量）×100%=10%～20% 計(jì)算，至少需要第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量為 80÷20%=400。圖中只給出第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)（次級(jí)消費(fèi)者）攝入的能量為 15，未給出其糞便中的能量，無(wú)法推算出其同化量。答案為 A。

〖例2〗（2018 屆三維設(shè)計(jì)課時(shí)跟蹤檢測(cè)（三十五）第 10題）如圖為草原生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)圖解模型，a、b、c 分別表示流入各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的能量，d、e、f 分別表示各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量，g、h、i 分別表示草、兔子、狼呼吸作用消耗的能量，j、k、l 分別表示流入分解者的能量，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.圖中 a=d，b=e，c=f

B.k 中能量包括兔子尸體及狼糞便中的能量

C.食物鏈中能量最少的是分解者所處的營(yíng)養(yǎng)級(jí)

D.第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)與第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的能量傳遞效率是 e/d

〖簡(jiǎn)析〗本題主要考查的是“一來(lái)三去”圖，但又綜合了“一來(lái)二去”圖的部分內(nèi)容：同化量=用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量+呼吸作用散失的能量。容易得出 a=g+b+j=g+d；b=h+c+k=h+e；c=i+l=i+f。解題時(shí)還需注意兩點(diǎn)，一是“一來(lái)三去”圖中分解者利用的能量除了包括本營(yíng)養(yǎng)級(jí)遺體殘骸的能量，還包括下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)糞便中的能量（最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)除外）；二是能量傳遞效率是兩個(gè)相鄰營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量數(shù)值之比。答案為B。

（二）強(qiáng)化鞏固走得歡

〖例3〗某同學(xué)繪制了如圖所示的能量流動(dòng)圖解（其中 W1 為生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能），下列敘述中不正確的是（ ）

A.生產(chǎn)者固定的總能量可表示為（A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2）

B.由第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率為 D1/W1

C.流入初級(jí)消費(fèi)者的能量為（A2+B2+C2）

D.圖解表明能量流動(dòng)的特點(diǎn)是單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減

〖簡(jiǎn)析〗本題考查的是“一來(lái)四去”圖。生產(chǎn)者固定的總能量為 W1=A1+B1+C1+D1，其中 D1 表示流入初級(jí)消費(fèi)者的能量；初級(jí)消費(fèi)者同化量為 D1=A2+B2+C2+D2，其中 D2 表示流入次級(jí)消費(fèi)者的能量。答案為 C。

〖例4〗（2013 年西工大附中適應(yīng)性訓(xùn)練三第 6 題）如圖甲表示某生態(tài)系統(tǒng)的能量錐體圖，P 為生產(chǎn)者，Q1 為初級(jí)消費(fèi)者，Q2 為次級(jí)消費(fèi)者。現(xiàn)對(duì)圖中的各營(yíng)養(yǎng)級(jí)所含有的能量進(jìn)行分類剖析，其中分析不正確的是（ ）

A.b+c+d+e 為本年度流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量

B.c1 表示初級(jí)消費(fèi)者流入次級(jí)消費(fèi)者的能量

C.b 和 d 之一可代表生產(chǎn)者傳遞給分解者的能量

D.初級(jí)消費(fèi)者產(chǎn)生的糞便中所含的能量是包含在其所同化的能量中

〖簡(jiǎn)析〗本題主要考查“一來(lái)四去”圖的變式，只是“上一年留下來(lái)的能量”作為干擾因素出現(xiàn)，使每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量分為五部分，咋一看圖容易感覺不知所措。其實(shí)只要理解流入生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能，本題就迎刃而解了。本年流入這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是 b+c+d+e，有四條去路，c、c1 作為相應(yīng)下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的四部分能量之和，表示相應(yīng)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量；已知 e、e1、e2 表示呼吸消耗量，則 b、d 系列表示相應(yīng)營(yíng)養(yǎng)級(jí)被分解者利用的能量和未被利用的能量。某營(yíng)養(yǎng)級(jí)產(chǎn)生糞便中的能量屬于上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量。答案為 D。

（三）能力提升跑得快

〖例5〗地震損毀的某自然保護(hù)區(qū)在人為干預(yù)下恢復(fù)過(guò)程中的能量流動(dòng)關(guān)系如下圖（單位：103 kJ·m-2·a-1）。據(jù)圖分析，下列說(shuō)法不正確的是（ ）

A.在這場(chǎng)地震中營(yíng)養(yǎng)級(jí)較高的生物受到的影響較大

B.肉食動(dòng)物需補(bǔ)償輸入的能量值為 5×103 kJ·m-2·a-1

C.能量在第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的傳遞效率為 15.6%

D.流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能

〖簡(jiǎn)析〗本題在“一來(lái)四去”的基礎(chǔ)上能量多了一個(gè)來(lái)源——補(bǔ)償輸入，這在計(jì)算流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量和各營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量時(shí)都應(yīng)加上該能量值。在確定該能量值時(shí)緊扣能量守恒定律，即各營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量來(lái)源和去路是相等的。不難算出肉食動(dòng)物從植食動(dòng)物處同化的能量為（14+2）-（4+9+0.5）=2.5個(gè)單位，肉食動(dòng)物需補(bǔ)償輸入的能量為（2.1+5.1+0.05+0.25）-2.5=5 個(gè)單位。判斷受地震影響大小的依據(jù)由需補(bǔ)償輸入的能量值大小定。答案為 D。

四、解題感悟

在解答這類題型時(shí)，首先確定是哪種形式的能量流動(dòng)圖，再依據(jù)題、圖信息判斷能量的具體來(lái)源和去路，然后緊扣能量守恒定律，配合能量傳遞效率概念，把握易錯(cuò)點(diǎn)，相信這樣會(huì)對(duì)高效破題提供很大幫助。

【基金項(xiàng)目】本文屬?gòu)V西教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題“新課改背景下高中生物微課設(shè)計(jì)與制作及應(yīng)用研究”（2015A014）。

【作者簡(jiǎn)介】韋紅群（1985— ），女，廣西宜州人，碩士，中學(xué)一級(jí)教師，賀州高級(jí)中學(xué)教師。