2019年高考生物 考点一遍过 考点63 生态系统的能量流动（含解析）.doc

考点63 生态系统的能量流动 1能量流动的过程（1）概念理解 （2）流动过程 能量流动的渠道是食物链和食物网。能量散失的途径是呼吸作用(代谢过程)。流动过程中能量的转化是太阳能有机物中的化学能热能。2能量流动的特点及意义（1）能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值。相邻营养级之间的传递效率一般为10%20%，若将单位时间内各个营养级所得到的能量数值由低到高可绘成能量金字塔。（2）能量流动的特点：单向流动、逐级递减。（3）研究意义帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。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。 考向一 能量流动的过程 1某生态系统中有A、B、C、D四种生物，构成食物链ABC，D为分解者，如图是该生态系统中能量流入B处发生的一系列变化示意图，下列说法错误的是 A图中的甲表示B的同化量，乙表示B用于生长、发育和繁殖的能量B参与丁过程的都是异养型生物，包括细菌、真菌等C当生态系统处于相对稳定状态时，B的种群数量一般处于K/2D图中D的能量不全部来自B生物【参考答案】C 归纳整合每一营养级的能量来源与去路分析 消费者摄入能量(a)消费者同化能量(b)粪便中能量(c)，即动物粪便中能量不属于该营养级同化能量，应为上一个营养级固定或同化能量。消费者同化能量(b)呼吸消耗(d)用于生长、发育和繁殖(e)。生长、发育和繁殖(e)分解者利用(f)下一营养级同化(i)未被利用(j)。所以有：（1）未被利用的能量：包括生物每年的积累量和动植物残体以化石燃料形式被储存起来的能量。（2）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。（3）动物同化的能量与摄入量之间的关系：动物同化的能量摄入量粪便有机物中的能量，即摄入的食物只有一部分被同化。（4）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。 2如图为生态系统中能量流动图解的部分示意图，代表一定的能量值，下列说法中不正确的是 A生物与生物之间的捕食关系不可逆转，所以能量流动具有单向性B中包含了三级消费者粪便中的能量C第二营养级流向第三营养级的能量传递效率为 100%D在人工饲养的高密度鱼塘生态系统中，表示流经该生态系统的总能量【答案】D 考向二 能量流动的特点 3下列关于生态系统的能量流动的叙述中，错误的是A由于生态系统的能量流动是逐级递减的，所以营养级越高则所同化的能量就越少B由于散失的热能不能被生产者重新固定，所以生态系统的能量流动是单向不可循环的C充分利用作物秸秆等可以提高能量传递的效率D能量流动和物质循环的渠道都是食物链和食物网【参考答案】C 易错警示生态系统的能量流动中的几点误区（1）误区一：生产者固定的能量只能是光能。由于生产者固定能量的方式有光合作用和化能合成作用，光合作用利用的能量是光能，但化能合成作用利用的是化学能，所以生产者固定的能量是光能或化学能。（2）误区二：生物数量金字塔与能量金字塔完全一致。能量金字塔体现的是营养级与营养级所含总能量的关系，而生物数量金字塔体现的是营养级与个体数量的关系，所以生物数量金字塔有时会出现倒置的现象。（3）误区三：能量传递效率能量利用率。能量传递效率体现的是能量流动过程中所遵循的客观规律，不能随意改变；但能量利用率可以人为改变，例如充分利用作物秸秆就可以提高能量利用率。 4在一定时间内，某生态系统中生产者固定的能量为a，消费者所获得的能量为b，分解者获得的能量为c，错误的说法是Aa为生产者通过光合作用固定在有机物中的能量B消费者食物中所含有的总能量为bC分解者的能量可来自于生产者和消费者Dab+c【答案】B 考向三 能量流动计算中的“正推”和“逆推” 5如图是某草原生态系统中部分营养结构，若蛇取食鼠的比例由1/4调整到3/4，假设能量传递效率按20%计算，从理论上分析，改变取食比例后蛇体重增加1 kg，人能比原来多增重 A2 kg B2.5 kgC4 kg D4.5 kg【答案】A【解析】根据题意可知取食比例改变前：蛇体重增加1 kg消耗草：3/4(20%)31/4(20%)2100(kg)，改变后：蛇体重增加1 kg消耗草：1/4(20%)33/4(20%)250(kg)。所以改变后和改变前相比剩余的50 kg草可流向人。所以人可以增重5020%20%=2 kg。故选A。解题技巧能量流动的最值计算规律（1）在食物链中：若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%，则： （2）在食物网中在能量分配比例未知时计算某一生物获得的最多(或最少)的能量计算在能量分配比例和能量传递效率已知时的能量计算对于食物网中能量流动的计算，先根据题意写出相应的食物链并根据各营养级之间的传递效率，按照从不同食物链获得的比例分别进行计算，再将各条食物链中的值相加即可。 6下图为某生态系统能量流动示意图。下列说法正确的是 A图中甲所固定的能量是乙、丙的能量之和B能量在流动过程中是逐级递减的C乙营养级的个体数量一定多于丙的个体数量D若乙的数量越多，则丙获得的能量越少【答案】B 考向四 能量流动计算中的综合考查 7某同学绘制了如图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能)，下列叙述中不正确的是 A生产者固定的总能量可表示为(A1B1C1A2B2C2D2)B由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/W1C流入初级消费者体内的能量可表示为(A2B2C2)D图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减【参考答案】C 技法提炼利用“拼图法”解决能量的流动输入第一营养级的能量(W1)，被分为两部分：一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了(A1)，一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖(B1C1D1)。而后一部分能量中，包括现存的植物体中的能量(B1)、流向分解者的能量(C1)、流向下一营养级的能量(D1)。如下图所示： 说明：（1）流经整个生态系统的总能量是生产者固定的总能量，即W1。将图中第三营养级同化的总能量D2“拼回”第二营养级，则A2B2C2D2刚好等于D1，即第二营养级同化的总能量；再将D1“拼回”第一营养级，则A1B1C1D1刚好等于生产者固定的总能量W1。可见，在一个生态系统中，所有生物的总能量都来自W1，所有生物总能量之和都小于W1 (呼吸作用消耗的缘故)。（2）能量传递效率不会是100%。从上图可以看出，由第一营养级向第二营养级能量的传递效率为D1/W1100%，一般情况下，能量在相邻两个营养级间的传递效率为10%20%。 8如图甲表示某生态系统的能量锥体图，P为生产者，Q1为初级消费者，Q2为次级消费者。现对图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析，其中分析不正确的是(注：图乙中a、a1、a2表示上一年留下来的能量，e、e1、e2表示呼吸消耗量) Abcde为本年度流入该生态系统的总能量Bc1表示初级消费者中被次级消费者所同化的能量Cb和d之一可代表生产者传递给分解者的能量D初级消费者产生的粪便中所含的能量包含在c中【答案】D 1下列关于生态系统能量流动的叙述中，正确的是A能量流动和物质循环相互依存，能量伴随着物质而循环流动B消费者的粪便所含能量属于消费者同化作用所获得的能量的一部分C生产者可通过光合作用合成有机物，使能量从无机环境流入生物群落D当捕食者吃掉被捕食者时，捕食者便获得了被捕食者的全部能量2研究者对某水域浮游生物群落进行调查，绘制出如下能量金字塔，下列有关说法正确的是 A该群落共有4个营养级，各营养级之间的生物是捕食关系B该群落中各营养级之间的能量传递效率在10%20%C调查该群落中浮游生物的数量一般采用的方法是抽样检测法D该水域受到酱油厂的污染后，生产者的数量最先增加3下表是某昆虫摄食植物后的能量流动情况，下列说法正确的是项目摄食量粪便量呼吸消耗量能量（kJ）410210130A昆虫的同化量是410 kJB昆虫的粪便量属于植物同化的能量C呼吸消耗量用于昆虫的生长、发育和繁殖D昆虫的同化量全部流向下一营养级4如图是某湖泊生态系统能量流动的定量分析图中所示数值的单位是J/（cm2a），G为植物，H为植食性动物，C为肉食性动物。下列相关叙述不正确的是 A与该生态系统稳定性密切相关的是图中G、H和C所形成的营养结构B由G到H的能量传递效率为13.51%，由H到C的能量传递效率为20.0%C从生态学的观点来看，G、H和C所包含的所有生物构成生物群落DH包括多种动物，这些动物之间构成竞争关系，竞争时可能通过行为信息表达5某相对封闭的陆地生态系统中除分解者外共有五个种群(每个种群只占一个营养级)，一年内输入各种群的能量数值如表所示：种群甲乙丙丁戊能量(102kJ/m2)75020098500下列对表中数据做出的分析，正确的是A调查该生态系统中戊的种群密度时可采用目测估计法B当甲与丙无捕食关系时，相邻两营养级之间的能量传递率为14%C甲的数量增加以后，会导致丙的数量减少，乙的数量增加D碳元素在该群落中主要以二氧化碳和含碳有机物的形式循环6蚜虫是棉田中的常见害虫，引入瓢虫能有效的治理蚜虫。研究人员对棉田生态系统的能量流动进行了研究，结果如下表所示单位为kJ/（cm2a）。下列说法中错误的是棉花同化的能量蚜虫摄入的能量蚜虫粪便中的能量蚜虫呼吸作用散失的能量蚜虫流入飘虫的能量150.647.825.415.23.36A蚜虫用于生长、发育和繁殖的能量为7.2 kJ/（cm2a）B蚜虫和瓢虫之间的能量传递效率为15%C蚜虫粪便中的能量属于蚜虫流入分解者的能量D流经棉田生态系统的总能量大于150.6 kJ/（cm2a）7某弃耕地中的主要食物链为植物田鼠鼬。生态学家对此食物链中的能量流动情况进行了研究，结果如下表单位：J/(hm2a)。下列说法不正确的是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2.4510111.091097.51087.151082.441072.251072.18107A能量从田鼠传递到鼬的传递效率是3%B在研究能量流动时，可通过标志重捕法调查田鼠种群密度，若标记的田鼠有部分被鼬捕食，则会导致种群密度估算结果偏大C田鼠和鼬都是恒温动物，同化的能量中用于自身生长、繁殖的相对蛇等变温动物少很多D鼬的粪便中含有的能量来源于鼬的摄入量，实质来源于鼬的同化量8某人对某一湖泊进行了生态系统营养级和能量流动情况的调查，下表是调查结果。表中的、分別表示不同的营养级，为分解者。GP表示生物同化作用所固定的能量，NP表示生物体储存的能量（NP =GPR），R表示生物呼吸消耗的能量。下列叙述中不正确的是 GPNPR15.912.8113.10871.27369.69501.580.880.340.54141.2062.0779.13211.8519.26192.59A生态系统能量流动的渠道可能是B能量在第三营养级和第四营养级间的传递效率约为5.5%C若本生态系统维持现在的能量输入、输出水平，则有机物的总量会增多D营养级GP的去向中，未被利用的能量有一部分残留在该营养级的粪便中9如图为生态系统中能量流动图解部分示意图，各代表一定的能量值，下列叙述中错误的是 A生态系统中的能量流动具有单向性主要是因为食物链中生物之间吃与被吃的关系不可逆转B一般情况下，能量在相邻的两个营养级之间的传递效率大约是10%20%C表示流经此生态系统的总能量D从能量关系看10人为将城市内湖湿地与半自然果林镶嵌交混处建成复合湿地生态系统。科学家对该生态系统的能量流动进行了定量分析，结果如图所示。请回答问题： 注：图中数字为能量值，单位为J/（cm2a）。（1）半自然果林中树种之间的关系是_。该生态系统中群落的演替方式是_。（2）流经该生态系统的总能量是_，植食性动物的粪便量属于_（填“生产者”或“植食性动物”）的同化量。该生态系统中生产者与初级消费者之间的能量传递效率约为_%（保留小数点后2位）。若调查一个人工鱼塘生态系统，流经该生态系统的总能量除了生产者固定的能量外，还有_。（3）太阳能的不断输入是该生态系统能量流动、_、_功能实现的基础。当复合湿地生态系统在受到轻度污染后，能够迅速恢复，这是通过_调节机制来实现的。 11（2016新课标卷）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鹰的迁入增加了该生态系统能量流动的方向12（2018全国卷）大型肉食性动物对低营养级肉食性动物与植食性动物有捕食和驱赶作用。这一建立在“威慑”与“恐惧”基础上的种间关系会对群落或生态系统产生影响，此方面的研究属于“恐惧生态学”范畴。回答下列问题：（1）当某种大型肉食性动物迁入到一个新的生态系统时，原有食物链的营养级有可能增加，生态系统中食物链的营养级数量一般不会太多，原因是_。（2）如果将顶级肉食性动物引入食物网只有三个营养级的某生态系统中，使得甲、乙两种植食性动物间的竞争结果发生了反转，即该生态系统中甲的数量优势地位丧失。假定该反转不是由于顶级肉食性动物的直接捕食造成的，那么根据上述“恐惧生态学”知识推测，甲的数量优势地位丧失的可能原因是_（答出一点即可）。（3）若某种大型肉食性动物在某地区的森林中重新出现，会减轻该地区野猪对农作物的破坏程度。根据上述“恐俱生态学”知识推测，产生这一结果的可能原因有_（答出两点即可）。13（2018江苏卷）某城市河流由于生活污水和工业废水的排入，水质逐渐恶化。经过治理后，河水又恢复了清澈。如图表示该河流的能量金字塔（甲、乙、丙为3种鱼，丁为1种水鸟，甲不摄食藻类，箭头指示能量流动方向），如图表示部分能量流动关系（图中数字表示同化的能量）。请回答下列问题： （1）图1所示食物网中，遗漏了一条能量流动途径，该条途径是。（2）图1所示食物网中，次级消费者是，丁与丙之间的种间关系是。（3）根据图1分析，除了图2中已经标出的能量去向之外，乙的能量去向还有。（4）结合图2分析，图1所示食物网中第一营养级到第二营养级能量的传递效率（在“大于”、“小于”或“等于”中选择）7.6%。（5）经检测，水体中含有某种可被生物富集的农药，推测此农药含量最高的物种是。（6）从生态学角度解释，污染物排放导致水质恶化的主要原因是。 1【答案】C【解析】能量流动和物质循环相互依存，但是能量不能循环流动，A错误；由于消费者粪便是消化后没有吸收的能量，所以不属于同化的能量，B错误；生产者通过光合作用，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并释放出氧气，从而使能量和碳元素进入了生物群落，C正确；当捕食者吃掉被捕食者时，捕食者除去粪便后，获得了该被捕食者的10%20%的能量，D错误。2【答案】C 3【答案】B【解析】根据题意分析，昆虫的同化量=摄入量-粪便量=410210=200（kJ），A错误；昆虫的粪便量属于上一营养级植物同化的能量，B正确；同化量呼吸消耗量=用于昆虫的生长、发育和繁殖的能量，C错误；昆虫的同化量只有一小部分流向下一营养级，D错误。4【答案】C【解析】分析题图，G为植物，是生态系统中的生产者；H为植食性动物，是初级消费者；C为肉食性动物，是次级消费者。根据图中数据计算，H固定的能量=12.6+29.3+18.8+2.1=62.8 J/（cm2a），G固定的能量=62.8+12.5+293.1+96.3=464.7 J/（cm2a）。图中G、H和C构成了食物网，为生态系统的营养结构，营养结构越复杂，生态系统的抵抗力稳定性越高，A正确；根据以上分析已知，C固定的能量为12.6 J/（cm2a），H固定的能量为62.8 J/（cm2a），G固定的能量为464.7 J/（cm2a），因此由G到H的能量传递效率=62.8464.7100%=13.51%，由H到C的能量传递效率=12.662.8100%=20.0%，B正确；群落是生活在一定的自然区域内，相互之间具有直接或间接的各种生物种群的总和，该生物群落在图示食物网的基础上，还应该包括这个环境中的所有其他生物（如分解者），C错误；H为多种植食性动物，它们之间表现为竞争关系，竞争时可能通过行为信息表达，D正确。5【答案】B 6【答案】C【解析】能量流动过程中关系如下：摄入能量=同化能量+粪便中能量；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；消费者同化能量=呼吸消耗能力+用于生长、发育和繁殖能量；用于生长、发育和繁殖能量=分解者分解利用能量+下一营养级同化能量+未被利用能量，本题中食物链为：棉花蚜虫瓢虫；据图分析，蚜虫摄入能量为47.8 kJ/（cm2a），粪便中能量为25.4 kJ/（cm2a），则其同化量=47.825.4=22.4 kJ/（cm2a），蚜虫呼吸散失能量为15.2 kJ/（cm2a），故其生长、发育和繁殖能量=同化量-呼吸消耗能量=22.415.2=7.2 kJ/（cm2a）。蚜虫用于生长、发育和繁殖的能量为7.2 kJ/（cm2a），A正确；蚜虫和瓢虫之间的能量传递效率=3.3622.4100%=15%，B正确；蚜虫粪便中的能量属于上一营养级即棉花中的能量，不是蚜虫流入分解者的能量，C错误；流经棉田生态系统的总能量为生产者固定的太阳能，棉田生态系统中还有其他生产者，因此流经棉田生态系统的总能量大于150.6 kJ/（cm2a），D正确。7【答案】D 8【答案】D【解析】根据食物链中各营养级同化量逐级递减，可判断生态系统能量流动的渠道可能是，A项正确；能量在第三营养级和第四营养级间的传递效率为0.88/15.91100%5.5%，B项正确；的NP均为正值，说明若本生态系统维持现在的能量输入、输出水平，则有机物的总量会增多，C项正确；粪便中的能量，属于上一营养级同化的能量，不属于该营养级同化能量，D项错误。9【答案】C【解析】生态系统中的能量流动具有单向性，主要是因为食物链中生物之间吃与被吃的关系是不可逆转的，A正确；一般情况下能量在相邻两个营养级之间的传递效率大约是10%20%，B正确；流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，即流入生产者的总能量，C错误；由于次级消费者固定的能量()中，有一部分通过呼吸作用散失，所以，D正确。10【答案】（1）竞争 次生演替（2）2.30107J/(cm2a) 生产者 0.85 人工投放饲料中的能量（3）物质循环 信息传递 负反馈【解析】（1）半自然果林中的树种都是该生态系统的生产者，存在竞争关系；该生态系统是人为将城市内湖湿地与半自然果林镶嵌交混处建成复合湿地生态系统，所以其群落的演替方式是次生演替（2）流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，即2.30107J/（cm2a）；植食性动物的粪便并没有被动物所同化，仍属于生产者的同化量。已知生产者固定的太阳能为2.30107J/（cm2a），流到初级消费者的能量为3.271051.31105=1.96105J/（cm2a），所以传递效率约为（1.96105）（2.30107）=0.85%。若调查一个人工鱼塘生态系统，流经该生态系统的总能量除了生产者固定的能量外，还有人工投放饲料中的能量。（3）太阳能的不断输入是推动该生态系统能量流动、物质循环和信息传递功能实现的基础；当复合湿地生态系统在受到轻度污染后，能够迅速恢复，这是通过负反馈调节机制来实现的。11【答案】C 12【答案】（1）生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了，传递到下一营养级的能量较少（2）甲对顶级肉食性动物的恐惧程度比乙高，顶级肉食性动物引入后甲逃离该生态系统的数量比乙多（3）大型肉食性动物捕食野猪；野猪因恐惧减少了采食【解析】（1）生产者固定的太阳能总量是流入一个生态系统的总能量能量在沿着食物链和食物网流动的过程中，各个营养级的生物都会通过自身的呼吸作用而消耗一部分能量（以热能的形式散失），余下的用于生长发育和繁殖等生命活动的能量中，也有一部分随着残枝败叶或遗体残骸等被分解者分解释放出来而不能输入到下一营养级，即生产者固定的能量在沿食物链流动的过程中大部分损失了，传递到下一营养级的能量较少，因此食物链中的营养级数量一般不会太多。（2）依题意可知：顶级肉食性动物的引入，使得甲、乙两种植食性动物间的竞争结果发生了反转（甲的数量优势地位丧失），而该反转不是由于顶级肉食性动物的直接捕食造成的，进而推知，甲的数量优势地位丧失的可能原因是：顶级肉食性动物对甲、乙的驱赶作用而引起的甲、乙的“恐惧”程度不同，甲对顶级肉食性动物的“恐惧”程度比乙高，顶级肉食性动物引入后甲逃离该生态系统的数量比乙多。（3）某种大型肉食性动物在某地区的森林中重新出现，会减轻该地区野猪对农作物的破坏程度，由题意中“恐惧生态学”的知识可推知，其可能的原因有：一是该种大型肉食性动物对野猪的直接捕食而导致野猪的个体数减少，二是野猪因“恐惧”减少了采食。13【答案】（1）水草甲丁（2）丙和丁 捕食和竞争（3）传递给丙、自身呼吸作用以热能形式散失（4）大于（5）丁（6）河流生态系统自我调节（自我修复）能力有限（4）结合图1和图2分析，属于第一营养级的生物是水草、藻类，固定的能量是25000KJ/（m2.a）；属于第二营养级的生物是甲、乙，固定的能量应该多于1900 KJ/（m2.a），因此第一营养级到第二营养级能量的传递效率应该大于190025000，即大于7.6%。（5）根据题意分析，水体中含有某种可被生物富集的农药，因此营养级越高的生物该农药的含量越高，即丁的农药含量最高。（6）由于河流生态系统自我调节（自我修复）能力是有限的，因此污染物排放容易导致水质恶化。