资源描述
第30讲生态系统的结构与能量流动考试说明 1.生态系统的结构()。2.生态系统中能量流动的基本规律及应用()。考点一生态系统的结构 1.生态系统的概念:由与相互作用而形成的统一整体。地球上最大的生态系统是。 2.生态系统的组成成分成分类型生活方式作用非生物的物质和能量等生物群落中物质和能量的生物群落生产者主要是制造,储存能量,为消费者提供食物和栖息场所消费者主要指异养加快生态系统的;对植物的传粉、种子传播等具有重要作用分解者营生活的生物将动植物遗体和动物的排遗物分解成,返回到无机环境中,供生产者重新利用 3.生态系统的营养结构(1)食物链概念:生态系统中各生物之间由于关系形成的一种联系。特点:为第一营养级,消费者所处营养级不固定,一般不会超过5个营养级。(2)食物网概念:在一个生态系统中,许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养结构。特点:同一种消费者在不同的食物链中,可以占据不同的。理性思维模型与建模 如图10-30-1为生态系统中各成分的关系模式图,请分析回答:图10-30-1(1)根据双向箭头AD,可确定两者肯定是。(2)根据箭头指向判断各成分:A有三个箭头指出,应为;D有三个箭头指入,应为;B和C中是分解者,判断依据是。 1.生态系统中四种成分的关系图10-30-2(1)非生物的物质和能量是生态系统的生物群落中物质和能量的最终来源。(2)生产者主要通过光合作用把太阳能转变为化学能,固定在有机物中,从而被生物所利用。(3)从理论上讲,消费者的活动不会影响生态系统的根本性质。(4)如果一个生态系统中没有分解者,动植物的遗体和动物的排遗物就会堆积如山,生态系统就会崩溃。(5)由图示可知四种成分的关系:基础:非生物的物质和能量。桥梁:生产者、分解者。主导(基石):生产者。 2.对生态系统成分的理解误区及特例误区特例细菌都是分解者硝化细菌是自养生物,属于生产者;寄生细菌属于消费者动物都是消费者蚯蚓、蜣螂等及某些种类的软体动物是以动植物残体为食的腐生动物,属于分解者生产者都是绿色植物蓝藻、硝化细菌等自养原核生物也是生产者,应该说生产者主要是绿色植物植物都是生产者菟丝子等一些寄生植物营寄生生活,属于消费者 3.生态系统营养结构的分析(1)图例图10-30-3(2)分析每条食物链的起点都是生产者,终点是不被其他动物所食的动物,即最高营养级,分解者不出现在食物链(网)中。一种生物在某一食物链中的营养级别=消费者级别+1。同一种消费者在不同食物链中,可以占有不同的营养级,如狼分别是第三、第四营养级。在食物网中,两种生物之间的种间关系可出现多种,如狼和狐既是捕食关系,又是竞争关系。角度1考查生态系统组成成分的分析1.下列有关生态系统成分的叙述,正确的是()A.自养生物都属于生产者,都可以进行光合作用,把无机物转变成有机物B.动物都是消费者,其中食草动物为初级消费者C.分解者都是腐生生物,是生态系统不可缺少的成分D.非生物的物质和能量是指阳光、水、空气、细菌等2.2017辽宁沈阳三模 在我国传统文化中有许多关于生物学知识的论述,下列叙述错误的是()A. “螟蛉有子,蜾蠃负之”体现了生物之间存在互利共生关系B. “远芳侵古道,晴翠接荒城”体现了群落次生演替的过程C. “螳螂捕蝉,黄雀在后”体现了食物链的原理D. “大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米,虾米吃淤泥”描述的生态系统中淤泥中的藻类属于第一营养级角度2考查食物链和食物网的分析3.2017郑州模拟 如图10-30-4为某生态系统的食物网,甲、乙、丙、丁、戊代表不同的生物,下列相关说法正确的是 ()图10-30-4A.该食物网由3条食物链组成B.戊与丙的种间关系是捕食和竞争C.从图中可以看出,戊占有三个营养级D.甲、乙、丙、丁、戊所代表的生物共同构成一个群落4.某陆地生态系统中,除分解者外,仅有甲、乙、丙、丁、戊5个种群。调查得知,该生态系统有4个营养级,营养级之间的能量传递效率为10%20%,且每个种群只处于一个营养级。一年内输入各种群的能量数值如下表所示,表中能量数值的单位相同。种群甲乙丙丁戊能量3.5612.8010.300.48226.50回答下列问题:(1)请在下框中画出该生态系统中的食物网。(2)甲和乙的种间关系是;种群丁是该生态系统生物组分中的。方法技巧食物链(网)的构建(1)依据捕食关系曲线构建食物链(网)。先上升先下降者为被捕食者,后上升后下降者为捕食者,可以确定图中食物链为乙丙甲。图10-30-5(2) 数据(能量值)以表格形式直接呈现,构建食物链(网)。下表是对某生态系统营养级和能量流动情况的调查结果,表中A、B、C、D分别表示不同的营养级,Pg表示生物同化作用固定能量的总量。营养级ABCDPg15.9870.71.9141.0所以,根据能量多少和能量传递效率(10%20%)可以确定食物链为BDAC。(3)数据以表格形式间接呈现(重金属、DDT等浓度),构建食物链(网)。如某生态系统中生物体内残留有机汞的情况如下表:生物体ABCDE有机汞浓度(mgL-1)0.0570.51680.39图10-30-6注意:本表直接呈现的是某生物体内的有机汞浓度,并非能量值。有机汞存在生物富集现象,即随着营养级的增加,汞浓度增加,两者在数值上呈正相关,所以从表中有机汞浓度的大小可推知该生物营养级的高低,从而判断各生物能量值的大小。其食物链(网)如图10-30-6。(4)根据题干提供的各种图形信息构建食物链(网)。图10-30-7图和图都是以每个营养级中有机物多少为依据,图中的食物链是丙甲乙丁;图中的食物链是丙丁甲乙;图表示的是生态系统的物质循环图解,D是生产者,A是消费者,B是分解者,C是无机环境,其中的食物链是DA。角度3考查食物链或食物网中不同生物间数量变动制约关系图10-30-85.如图10-30-8是某池塘生态系统中的两条食物链,大量捕捞花鲢后,各种群数量将有所变化,下列能正确反映短期内种群数量变化趋势的是()A.绿藻上升 B.白鲢下降C.水蚤下降 D.乌鱼上升6.2017河南新乡三模 某地草场中有如下食物链:牧草野兔鹰。如图10-30-9表示该食物链中各生物的个体数量的相对值。下列有关分析错误的是()图10-30-9A.甲的个体数量、总能量都是最多的B.乙的数量突增,短时间内物种丙的数量也会增加C.丙表示鹰,该种群营养级高,所含能量较少D.甲在不同地段、不同层次上的个体数量不同,主要是食物的原因技法提炼食物网中生物数量变化的分析与判断(1)食物链的第一营养级生物减少,相关生物都减少。(2)“天敌”减少,被捕食者数量增加,但随着数量增加,种内斗争加剧,种群密度还要下降,直到趋于稳定。(3)“中间”营养级生物减少的情况,举例如下:图10-30-10若青蛙突然减少,则以它为食的蛇将减少,鹰过多捕食兔和食草鸟,从而导致兔、食草鸟减少,鹰不只捕食蛇一种生物,它可以依靠其他食物来源维持数量基本不变。考点二生态系统的能量流动 1.概念理解输入传递转化太阳能有机物中的热能散失 2.流入某一营养级能量来源和去路的分析(1)第一营养级能量分析图10-30-11(2)消费者(除最高营养级)能量分析图10-30-12某营养级摄入的能量=该营养级粪便中的能量+。某营养级的同化量=该营养级呼吸作用消耗的能量+。某营养级用于生长、发育和繁殖的能量=未被利用的能量+。 3.特点(1)能量传递效率:相邻两个营养级之间的比值。(2)特点:、逐级递减。4.意义(1)科学规划、设计人工生态系统,使能量得到。(2)合理地调整生态系统中的,使能量持续高效地流向的部分。理性思维1.归纳与概括 某种金龟子专门以大象的粪便为食,那么大象这一营养级的能量是否传递给了金龟子?为什么?2.归纳与概括 能量可以由生产者或消费者流向分解者,那么,分解者同化的能量能否被生产者或消费者利用?试举例说明。 1.生态系统能量流动的过程图10-30-13(1)能量来源(2)每一营养级能量的去向自身呼吸消耗,转化为其他形式的能量和热能。流向下一个营养级(最高营养级除外)。遗体、残骸等中的能量被分解者利用。2.能量流动的特点(1)单向流动能量流动是沿食物链进行的,食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果,是不可逆转的。各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用,因此能量流动无法循环。(2)逐级递减各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。各营养级的能量都会有一部分流入分解者,包括未被下一营养级生物利用的部分。(3)相邻营养级间能量传递效率为10%20%能量传递效率=100%图10-30-14能量传递效率是营养级之间的能量传递效率。如图10-30-14中,不能说流入2的能量占生产者1固定的能量的10%20%;而是流入2、5、7的能量之和约为生产者1所固定能量的10%20%。如果取极限,那么流入2的能量可达到生产者1固定能量的20%。一般说来,能量在相邻两个营养级间的传递效率大约是10%20%;需要注意的是10%20%的能量传递效率只是一个经验数据,有些生态系统的能量传递效率不在这个范围。 3.生态金字塔的类型及特点项目能量金字塔数量金字塔生物量金字塔模型特点正金字塔一般为正金字塔,但有时也会倒置,如成千上万只昆虫生活在一棵大树上一般为正金字塔角度1考查能量流动过程的分析1.2017宁夏平罗中学月考 草兔子狐狸狼为某草原上的一条食物链,下列关于该食物链的说法中正确的是()A.在此食物链中能量形式的转变顺序是化学能光能热能B.兔子粪便中的能量不属于兔子的同化量,而属于草的同化量C.当狐狸捕食兔子并同化为自身的有机物时,能量就从第一营养级流入了第二营养级D.根据能量流动的特点,狼个体体内的能量少于狐狸个体体内的能量2.如图10-30-15为能量流经某生态系统第二营养级的示意图单位:J/(cm2a),据图分析,有关说法正确的是()图10-30-15A.第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量是100 J/(cm2a)B.该生态系统第一营养级同化的能量至少为400 J/(cm2a)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 J/(cm2a)角度2考查能量流动特点及应用的分析3.图10-30-16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),下列选项正确的是()图10-30-16A.图中b=h+c+d+e+f+iB.生产者与初级消费者之间的能量传递效率为b/a100%C.在“草兔狼”这一食物链中,狼粪便中的能量属于dD.缩短食物链可以提高能量传递效率4.2017湖北襄阳一调 某生态学家分别对一片玉米田、一片荒地和一个湖泊在单位时间内的光合作用效率进行测定,测出的数据如下表(单位:kJ),请回答下列问题:玉米田荒地湖泊入射太阳能2001.0497.0111 572.0输入第一营养级的能量25.34.95111.3生产者的呼吸量8.40.9937.0(1)太阳能的利用率最高的生态系统是,作出这一判断的依据是。(2)假如两个陆地生态系统的绿色植物固定了等量的太阳能,则(填“玉米田”或“荒地”)生态系统具有较多的能量传递到下一个营养级。(3)玉米田生态系统中,输入第一营养级的能量,除一部分用于生产者的呼吸作用以热能形式散失外,其余能量用于。(4)玉米与玉米田中的杂草之间的关系是,从生态系统的能量流动角度阐述除草的原理:。易错点拨能量流动中的两个“不同”(1)生态系统中同化量和摄入量不同。同化量为每一营养级通过摄食并转化成自身有机物的能量。摄入量是消费者摄入的能量,同化量=摄入量-粪便量。(2)能量传递效率与能量利用率不同。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%。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。历年真题明考向1.2016全国卷 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.鹰的迁入改变了该生态系统能量流动的方向2.2015全国卷 下列有关生态系统的叙述,错误的是()A.生态系统的组成成分中含有非生物成分B.生态系统相对稳定时无能量输入和散失C.生态系统维持相对稳定离不开信息传递D.负反馈调节有利于生态系统保持相对稳定3.2015海南卷 关于草原生态系统能量流动的叙述,错误的是()A.能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程B.分解者所需的能量可来自各营养级生物所储存的能量C.生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量D.生产者固定的能量除用于自身呼吸外,其余均流入下一营养级4.2016全国卷 冻原生态系统因其生物的生存条件十分严酷而独具特色,有人曾将该生态系统所处的地区称为“不毛之地”。回答下列问题:(1)由于温度的限制作用,冻原上物种的丰富度较低。丰富度是指。(2)与热带森林生态系统相比,通常冻原生态系统有利于土壤有机物质的积累,其原因是。(3)通常,生态系统的食物链不会很长,原因是。5.2015全国卷 某生态系统总面积为250 km2,假设该生态系统的食物链为甲种植物乙种动物丙种动物,乙种动物种群的K值为1000头。回答下列问题:(1)某次调查发现该生态系统中乙种动物种群数量为550头,则该生态系统中乙种动物的种群密度为;当乙种动物的种群密度为时,其种群增长速度最快。(2)若丙种动物的数量增加,则一段时间后,甲种植物数量也增加,其原因是。(3)在甲种植物乙种动物丙种动物这一食物链中,乙种动物同化的能量(填“大于”“等于”或“小于”)丙种动物同化的能量。完成课时作业(三十)拓展微课能量流动模型分析与计算难点一能量流动模型分析 1.模型一拼图法分析某营养级能量的流向图10-30-17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(B1+C1+D1)。而后一部分能量中,包括现存植物体的B1、流向分解者的C1、流向下一营养级的D1。【典题示导】1.2017四川德阳二诊 某同学绘制了如图10-30-18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 ()图10-30-18A.生产者固定的总能量可表示为(A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2)B.由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/(A1+B1+C1+D1) C.流入初级消费者的能量为(A2+B2+C2)D.图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减2.下表是某营养级昆虫摄食植物后能量流动的情况,下列说法不正确的是 ()项目昆虫摄食量昆虫粪便量昆虫呼吸消耗量昆虫储存在有机物中能量能量/kJ41021013070A.昆虫同化的能量中约有35%用于其生长、发育和繁殖B.昆虫粪便量属于植物流向分解者能量的一部分C.昆虫储存在有机物中的能量属于未利用的能量D.昆虫的前一营养级的能量至少有1000 kJ 2.模型二关系图法分析某营养级的能量流向(1)长期来看,流入某一营养级的一定量的能量在足够长的时间内的去路有三条:a.自身呼吸散失;b.流入下一营养级(最高营养级除外);c.被分解者分解利用。(如图10-30-19)图10-30-19(2)在短期内,流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路有四条:a.自身呼吸散失;b.流入下一营养级(最高营养级除外);c.被分解者分解利用;d.未利用,即未被自身呼吸消耗,也未被下一营养级和分解者利用。(如图10-30-20)图10-30-20【典题示导】3.如图10-30-21是麻风树林中两个营养级的能量流动图解,已知麻风树的总能量为a,其中字母代表了能量,则下列叙述不正确的是()图10-30-21A.从麻风树输入下一营养级的能量传递效率为a/aB.c是第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量C.d是指呼吸作用散失的能量D.该图解中不包括非生物的物质和能量4.如图10-30-22中A为某湖泊生态系统的能量金字塔简图,其中、分别代表不同的营养级,m1、m2仅代表不同的能量形式。图B表示能量流经营养级的变化示意图,其中af表示能量值的大小。请据图作答:图10-30-22(1)图A中,m2表示的能量形式为,能进行次级生产的是。(2)图B中,若甲表示图A中营养级所摄入的全部能量,则e表示的能量,用于营养级生长、发育和繁殖的能量是(用所给字母表示)。若图A中营养级所同化的总能量为y,则营养级、间的能量传递效率是100%(用所给字母表示)。(3)由图B可以得出生态系统的能量流动具有单方向的、和逐渐递减的特点。难点二能量传递效率的相关“最值”和“定值”计算 1.能量传递效率的相关“最值”计算(1)食物链越短,最高营养级获得的能量越多。(2)生物间的取食关系越简单,生态系统的能量流动过程中消耗得越少。具体计算方法如下:知低营养级求高营养级知高营养级求低营养级获得能量最多选最短食物链、按20%计算需要能量最多选最长食物链、按10%计算获得能量最少选最长食物链、按10%计算需要能量最少选最短食物链、按20%计算2.能量传递效率的有关“定值”计算(1)已确定营养级间能量传递效率的,不能按“最值”法计算,而需按具体数值计算。例如,在食物链ABCD中,能量传递效率分别为a%、b%、c%,若A的能量为M,则D获得的能量为Ma%b%c%。(2)如果是在食物网中,某一营养级同时从上一营养级多种生物获得能量,且各途径所获得的生物量比例确定,则按照各单独的食物链进行计算后合并。【典题示导】5.如图10-30-23为一食物网。若要使丙体重增加x,已知其食用的动物性食物(乙)所占比例为a,则至少需要的生产者(甲)的量为y,那么x与y的关系可表示为()图10-30-23A.y=90ax+10xB.y=25ax+5xC.y=20ax+5xD.y=10ax+10x6.图10-30-24中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:图10-30-24 (1)若草固定的总能量为6.8109 kJ,食草昆虫和鼠同化的总能量是1.3108 kJ,则人最多能获得能量kJ。(2)若蛇取食鼠的比例由调整到,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kg。(能量传递效率按20%计算)易错提醒(1)能量多级利用和逐级递减不是一回事,前者是通过能量的多级传递,每一级传递过程中都有能量流向对人有益的部分;而逐级递减是指在不断逐级传递过程中,每一营养级获得能量都比前一营养级少。(2)进行具体能量流动计算时切记“顺推”(即由“植物”下推)与“逆推”(即由高营养级前推)的计算,前者用“乘法”,后者用“除法”。1.在分析生态系统的能量流动时经常涉及“输入量(输入到某一营养级的能量)”“摄入量”“同化量”“粪便量”等说法,则下列说法中正确的是()A.某一营养级生物的摄入量即同化量B.某一营养级生物的粪便量是该营养级生物同化量的一部分C.输入到某一营养级的能量即该营养级生物的同化量D.相邻两营养级生物中较高营养级与较低营养级生物的摄入量之比表示能量传递效率2.图10-30-25是生态系统的能量流动图解,N1N6为能量数值,下列有关叙述中正确的是()图10-30-25A.蜣螂同化的能量属于第二营养级的能量B.能量由第一营养级传递给第二营养级的传递效率为N4/N2100%C.流经该生态系统的总能量为N2,由初级消费者流向蜣螂的能量为N6D.N5的去向之一是用于初级消费者的生长、发育和繁殖3.科学家R.L.Smith研究了不同种类动物的能量变化情况,部分结果如下表所示。下列叙述不正确的是()能量数值Kcal/(m2a)动物种类摄取量(I)同化量(A)呼吸量(R)生产量(P)收割蚁(植食)34.5031.030.90.10小蜘蛛(肉食)12.6011.9010.01.90盐沼蝗(植食)3.711.370.860.51黄鼠(植食)5.603.803.690.11A.收割蚁只有不到1%的同化量用于自身生长、发育和繁殖等生命活动B.占盐沼蝗摄入食物63%的未同化量可被分解者所利用C.黄鼠的生长效率(P/A)较低的原因是呼吸消耗的能量较多D.表中几种动物同化效率(A/I)不同是因为能量传递效率不同4.2017云南师大附中月考 如图10-30-26为某生态系统中能量传递示意图,以下叙述不正确的是()图10-30-26A.将乙和丙的粪便作为有机肥还田,可以提高能量传递效率B.从乙到丙的能量传递效率为15%C.能量流动是从甲固定的太阳能开始的,流入该生态系统的总能量为1250 kJD.食物链的营养关系一般不可逆,这决定了能量流动的单向性5.一只羊在一年内吃了100 kg的草,排出20 kg的粪,长了10 kg的肉(不考虑其他散失),下列有关说法不正确的是 ()A.该羊一年的同化量是80 kgB.第一营养级到第二营养级的能量传递效率为10%C.20 kg的粪属于羊未同化的能量D.该羊一年的呼吸量是70 kg6.图10-30-27为生态系统食物网简图,若E生物种群总能量为7.1109 kJ,B生物种群总能量为2.3108 kJ。从理论上计算,A储存的总能量最少为()图10-30-27A.7.1108 kJ B.4.8107 kJC.5.95107 kJ D.2.3107 kJ7.图10-30-28表示某生态系统食物网的一部分,若将丙的食物比例由甲乙=21调整为31,能量传递效率按20%计算,则该生态系统能承载丙的数量是原来的()图10-30-28A.1.575倍 B.1.275倍C.1.167倍 D.0.875倍8.2017广西南宁一模 海洋在地球上分布非常广泛,某海洋生态系统中分布有水藻、以水藻为食的食草动物、以食草动物为食的小型肉食动物,以及以食草动物和小型肉食动物为食的大型肉食动物。请回答下列问题:(1)海洋生态系统中不同的水层分布不同植物,影响这种分布的环境因素主要是。研究海洋中不同水层分布的生物类型,属于(填“种群”或“群落”)水平的研究。(2)若大型肉食动物的能量有来自小型肉食动物,有来自食草动物,则大型肉食动物每获得10 kJ能量,需要水藻提供的能量至少为。生态系统的能量传递具有特点。第30讲生态系统的结构与能量流动考点一【知识梳理】1.生物群落它的无机环境生物圈2.阳光、热能、水、空气、无机盐根本来源绿色植物自养有机物动物物质循环腐生异养无机物3.(1)食物生产者(2)营养级理性思维(1)非生物的物质和能量、生产者(2)生产者非生物的物质和能量CA(生产者)和B均指向C【命题角度】1.C解析 自养生物都属于生产者,但不一定都可以进行光合作用,如硝化细菌进行化能合成作用,A错误;动物不一定都是消费者,如蚯蚓属于分解者,B错误;分解者都是腐生生物,是生态系统不可缺少的成分,它们能将有机物分解成无机物,使无机物返回无机环境,C正确;非生物的物质和能量主要包括阳光、热能、水、空气、无机盐等,细菌是生物,不属于非生物的物质和能量,D错误。2.A解析 “螟蛉有子,蜾蠃负之”体现了生物之间存在捕食关系,A错误;“远芳侵古道,晴翠接荒城”体现了一个群落被另一个群落所替代的过程,属于群落的次生演替,B正确;“螳螂捕蝉,黄雀在后”体现了螳螂、蝉和黄雀三者间的捕食关系,它们可以参与构成食物链,C正确;“大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米,虾米吃淤泥”中的虾米是初级消费者,它捕食淤泥中的藻类,藻类属于第一营养级,D正确。3.A解析 该生态系统有3条食物链,即甲丁戊、甲乙丙戊、甲乙丁戊,A项正确;戊与丙的种间关系是捕食,二者无竞争关系,B项错误;从图中可以看出,戊占有两个营养级,C项错误;同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合叫作生物群落,图中缺少分解者,D项错误。4.(1)(2)捕食消费者解析 (1)根据“营养级之间的能量传递效率为10%20%”可知,戊中能量最多,处于第一营养级,乙和丙中能量相差不多,都处于第二营养级,甲处于第三营养级,丁处于第四营养级。因此可画出该生态系统中的食物网。(2)根据(1)中的食物网简图可以看出,甲和乙之间的关系为捕食,戊是生产者,而甲、乙、丙和丁都为消费者。5.B解析 大量捕捞花鲢后,乌鱼的食物减少,乌鱼为了生存,就必须多食其他食物(白鲢),则白鲢数量会下降。6.D解析 物种甲是牧草,其个体数量、总能量都是最多的,A正确;食物链为甲乙丙,因此物种乙的数量突增,短时间内物种丙由于食物增多,其数量会增加,B正确;食物链为牧草野兔鹰,由于能量在食物链中的流动特点是单向流动、逐级递减,因此丙表示鹰,该种群营养级高,所含能量较少,C正确;物种甲是牧草,在不同地段、不同层次上的个体数量不同,主要受光照的影响,D错误。考点二【知识梳理】1.固定的太阳能总量食物链和食物网化学能化学能热能2.(1)光合作用热能下一营养级分解者分解(2)同化量热能用于生长、发育和繁殖同化量用于生长、发育和繁殖的能量被分解者利用的能量流入下一营养级的能量3.(1)同化量(2)单向流动4.(1)最有效的利用(2)能量流动关系对人类最有益理性思维1.没有。因为大象处于第二营养级,大象粪便中的能量仍然属于其上一营养级(生产者)的能量。2.分解者同化的能量不能被生产者利用,但可以被消费者利用,如人可以食用蘑菇。【命题角度】1.B解析 在此食物链中能量形式的转变顺序是光能化学能热能,A错误;兔子的同化量=摄入量-粪便量,兔子粪便中的能量属于上一营养级即草的同化量,B正确;兔子和狐狸分别处于第二、第三营养级,C错误;根据能量流动的特点,所有狼个体体内的能量之和少于所有狐狸个体体内的能量之和,D错误。2.B解析 第二营养级的同化量中有50 J/(cm2a)用于呼吸散失,剩下的30 J/(cm2a)用于自身生长、发育和繁殖,A错误;据图分析可知,第二营养级的摄入量A是100 J/(cm2a),其中20 J/(cm2a)以粪便的形式流向分解者,所以第二营养级的同化量是B,即80 J/(cm2a),能量在两个营养级之间的传递效率是10%20%,故第一营养级同化的能量至少为400 J/(cm2a),B正确;图中的15 J/(cm2a)是第三营养级的摄入量,因为不知道第三营养级的同化量,所以不能计算出第二和第三营养级之间的能量传递效率,C、D错误。3.C解析 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的比值,生产者与初级消费者之间的能量传递效率为c/a100%。缩短食物链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。4.(1)玉米田玉米田中输入第一营养级的能量与入射太阳能的比值最高(2)荒地(3)自身生长、发育和繁殖等生命活动(4)竞争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解析 (1)由表中数据分析可知,玉米田中输入第一营养级的能量与入射太阳能的比值最高,所以太阳能利用率最高的生态系统是玉米田。(2)由于荒地生态系统中生产者呼吸作用消耗有机物的量占制造有机物总量的比例少,所以若两个陆地生态系统的绿色植物固定了等量的太阳能,则荒地生态系统具有较多的能量传递到下一个营养级。(3)输入第一营养级的能量,除了一部分用于细胞呼吸散失掉,其他的用于自身生长、发育和繁殖等生命活动。(4)玉米和玉米田中的杂草都是生产者,具有竞争关系。从生态系统的能量流动角度阐述,除草的原理是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。历年真题明考向1.C解析 本题考查生态系统的能量流动方面的知识。鹰迁入后的食物链可以表示为植物蝉螳螂黄雀鹰,因此,鹰的迁入会使黄雀的数量减少,而黄雀数量减少会导致螳螂数量增加,进而使蝉的数量减少,A项错误。能量沿着食物链流动,细菌不参与食物链的构成,即细菌产生的能量不能流向生产者,B项错误。鹰的迁入没有改变该生态系统能量流动的方向,D项错误。2.B解析 本题考查生态系统的结构与功能。生态系统的组成成分包括生物成分(生产者、消费者、分解者)和非生物成分(非生物的物质和能量),A项正确。生态系统相对稳定时,输入的能量与散失的能量基本相等,B项错误。生态系统中的信息传递可以调节种间关系,而且生命活动的正常进行、生物种群的繁衍等都离不开信息传递的作用,所以说生态系统维持相对稳定离不开信息传递,C项正确。负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础,有利于生态系统保持相对稳定,D项正确。3.D解析 本题考查草原生态系统的能量流动的相关知识。能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程,A项正确。分解者将动植物遗体和动物的排泄物分解成无机物,动植物遗体和动物的排泄物中有各营养级生物所储存的能量,B项正确。生态系统需要源源不断的太阳能的输入,C项正确。生产者固定的能量主要有四个去路,一部分用于自身呼吸,一部分流入下一营养级,一部分未被利用,还有一部分被分解者利用,D项错误。4.(1)群落中物种数目的多少(2)低温下,分解者的分解作用弱(3)能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的解析 本题考查物种丰富度的概念、生态系统各组成成分的作用及能量流动的特点等。(1)丰富度是指群落中物种数目的多少。 (2)由于冻原生态系统的温度较低,不利于土壤中微生物(分解者)的繁殖,微生物(分解者)对土壤有机物的分解作用弱,与热带森林生态系统相比,通常冻原生态系统有利于土壤有机物质的积累。(3)能量在沿着食物链流动的过程中逐级递减,营养级越多,在能量流动过程中消耗的能量就越多,所以食物链一般不会很长。5.(1)2.2头km-22头km-2(2)由于乙种动物以甲种植物为食,丙种动物的数量增加导致乙种动物的数量减少,从而导致甲种植物数量增加(3)大于解析 本题考查种群密度、种群的数量变化和生态系统的能量流动等相关知识。(1)种群密度是指单位面积或单位体积中的个体数,所以乙种动物的种群密度为550头/250 km2=2.2头km-2。种群数量达到K/2时种群增长速率最快, 此时种群密度为500头/250 km2=2头km-2。(2)丙种动物数量增加会更多地捕食乙种动物,导致乙种动物数量下降,甲种植物作为乙种动物的食物,其种群数量会增加。(3)食物链是能量流动的渠道,沿着食物链能量是单向传递、逐级递减的,所以乙种动物同化的能量大于丙种动物同化的能量。1.生产者是生态系统的重要组成部分,下列关于生产者的叙述中,错误的是()A.都位于能量金字塔的同一营养级B.一定是自养生物C.都是生态系统能量转换的载体D.一定是植物解析 D生产者在生态系统中一定处于第一营养级,都位于能量金字塔的同一营养级;生产者一定是自养生物;生产者可将光能转化为化学能储存在有机物中,是能量转换的载体;生产者都是自养生物,但生产者不都是植物,如蓝藻、硝化细菌等。2.如图表示某生态系统的食物网,下列有关叙述错误的是()A.该食物网共有6条食物链B.野兔的总能量约是绿色植物总能量的10%20%C.狼的数量略有减少,对该生态系统稳定性影响不大D.鹰、狼、云豹的种间关系为竞争解析 B该食物网的生产者是绿色植物,处于食物网顶端的生物是鹰、狼和云豹,共有6条食物链;第二营养级的总能量约为生产者能量的10%20%,而野兔只是第二营养级的一部分;由于食物网中有多条食物链,营养结构复杂,所以狼的数量略有减少,对该生态系统稳定性影响不大;鹰、狼、云豹都捕食野兔,所以它们的种间关系为竞争。3.下列有关生态系统的叙述正确的是()A.“螳螂捕蝉,黄雀在后”描述了一条完整的食物链B.生态系统的营养结构包括生态系统的成分、食物链和食物网C.分解者将动植物遗体中的有机物分解成无机物,可以供植物体再利用D.生产者一定是植物,都位于能量金字塔同一营养级解析 C“螳螂捕蝉,黄雀在后”中缺少生产者,故不是一条完整的食物链;生态系统的营养结构包括食物链和食物网;分解者将动植物遗体中的有机物分解成无机物,可以供植物体再利用;生产者不一定是植物,如硝化细菌是生产者,但不是植物。4.如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.图中的生产者包括硝化细菌等这类自养型生物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状态时,X3过程的能量值至少约为X1过程能量值的1%D.X1、X2、X3过程提供的有机物中的碳将全部转变为Z过程释放的CO2中的碳解析 C硝化细菌是利用氨氧化释放的能量把无机物合成有机物的,不能利用光能;在未成熟的生态系统中,X1过程吸收的CO2总量应大于Y1、Y2、Y3及Z过程释放的CO2总量;能量在食物链中的传递效率为10%20%,故X3过程的能量值约为X1过程能量值的1%4%,即至少约为X1过程能量值的1%;X1、X2、X3过程提供的有机物中的碳一部分转变为Y1、Y2、Y3过程释放的CO2中的碳。5.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。以下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%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D.H包括多种动物,它们之间的需求相似,构成竞争关系解析 C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;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),所以由G到H的能量传递效率为62.8464.7100%13.51%;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,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);H为植食性动物,是初级消费者,其包括多种动物,它们之间的需求相似,构成竞争关系。6.如图表示生产者、消费者和分解者之间的关系,下列相关叙述错误的是()A.甲是生态系统的基石,主要是绿色植物B.乙是初级消费者,丙属于次级消费者C.丙是联系生物群落和无机环境的必要成分D.丙不属于食物链中的成分,但在物质循环中起重要作用解析 B从图中三种成分的关系可以判断,甲是生产者,乙是消费者,丙是分解者。生产者是生态系统的基石,主要是绿色植物。分解者可以将有机物分解成无机物供生产者利用,丙是联系生物群落和无机环境的必要成分。食物链由生产者和消费者组成,分解者不参与食物链的构成。拓展微课能量流动模型分析与计算【专题讲解破难点】1.C解析 生产者固定的总能量可表示为(A1+B1+C1+D1),A1被呼吸作用消耗,B1未被利用,C1流向分解者,而D1=A2+B2+C2+D2是流入下一营养级的能量,A正确;由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/(A1+B1+C1+D1)=D1/W1,B正确;流入初级消费者的能量为D1=A2+B2+C2+D2,C错误;图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减,D正确。2.C解析 昆虫的同化量=摄入量-粪便中所含能量,即410-210=200 kJ,同化量-呼吸作用散失的能量即为用于生长、发育和繁殖的能量,所以用于生长、发育和繁殖的能量为200-130=70 kJ,所占比例为70200100%=35%,A项正确。昆虫粪便量中的能量属于植物中的能量,最终流向分解者,B项正确。储存在死亡动物的骨、毛发以及死亡植物的根、茎、叶中尚未被分解者利用的能量属于未利用的能量,C项错误。根据能量传递效率,昆虫的前一个营养级的能量最小值是20020%=1000 kJ,D项正确。3.A解析 由题干中的信息可知,该图只包括两个营养级,麻风树是第一营养级,则a只能代表第二营养级摄入量,b代表第二营养级的同化量,其中d代表呼吸作用散失的能量,c是指第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量,e则是第二营养级流入分解者的能量,则从麻风树输入下一营养级的能量传递效率为b/a100%;该图解中包括了生产者、消费者和分解者,不包括非生物的物质和能量。4.(1)热能、(2)随食物残渣(粪便)排出体外c(3)不可逆的解析 (1)在能量金字塔中,处于第一营养级的生物是生产者,m1表示进入该生态系统的能量光能,m2是指在生态系统食物链各营养级散失的能量热能,次级生产是指异养生物即有机营养生物的生物体的生产,而是生产者,所以能进行次级生产的是消费者、。(2)每一营养级的同化量=摄入量-粪便量,若甲表示图A中营养级所摄入的全部能量,则乙表示营养级同化的能量,戊表示的生理过程为细胞呼吸,e表示随食物残渣(粪便)排出体外的能量。而营养级同化的能量,一部分在营养级的呼吸作用中以热能的形式散失了,另一部分用于营养级的生长、发育和繁殖等生命活动,因此c表示用于生长、发育和繁殖的能量;营养级、间的能量传递效率为(营养级同化量营养级同化量)100%=100%。(3)由图B可以得出,生态系统能量流动的主要特点是单方向的、不可逆的、逐级递减的。5.C解析 由题干中的“至少”可知,应该按最大传递效率20%计算,a表示丙从动物性食物(乙)获得的能量所占比例,则1-a表示直接从生产者(甲)获得的能量所占比例,故有(1-a)x20%+ax20%20%=y,即y=20ax+5x。6.(1)2.46108(2)2解析 (1)(6.8109-1.310820%)(20%)2=2.46108 kJ。(2)改变前:蛇体重增加1 kg消耗草(20%)3+(20%)2=100 kg;改变后:蛇体重增加1 kg消耗草(20%)3+(20%)2=50 kg,所以改变后与改变前相比节余的50 kg草可流向人。故人比原来增重了5020%20%=2 kg。【跟踪训练当堂清】1.C解析 输入量即同化量,摄入量=同化量+粪便量,A项错误,C项正确。某一营养级生物的粪便量实际上是上一营养级生物同化量的一部分,B项错误。相邻两营养级生物中较高营养级与较低营养级生物的同化量之比表示能量传递效率,D项错误。2.D解析 蜣螂同化的能量,即初级消费者粪便中的能量属于第一营养级的同化量,A项错误。生产者的同化量是N2,初级消费者同化的能量是N5,因此能量由第一营养级传递给第二营养级的传递效率为N5/N2100%,B项错误。据图分析:流经该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能N2,初级消费者流向蜣螂的能量为0,C项错误。初级消费者同化的能量N5有一部分用于初级消费者的生长、发育和繁殖,一部分通过细胞呼吸以热能形式散失,D项正确。3.D解析 收割蚁能量的同化量为31.0 kcal,而呼吸量为30.9,则用于自身生长、发育和繁殖的能量为0.1 kcal,则0.131.0100%0.32%,A正确;盐沼蝗的摄入量为3.71 kcal,同化量为1.37 kcal,则未同化量=3.71-1.37=2.34 kcal,占盐沼蝗摄入量为2.343.71100%63%,B正确;黄鼠能量的同化量为3.80 kcal,呼吸量为3.69 kcal,因此用于生长的能量就很少,C正确;表中几种动物同化效率分别为:收割蚁31.034.50100%89.9%,小蜘蛛11.9012.6100%94.4%,盐沼蝗1.373.71100%36.9%,黄鼠3.85.6100%67.9%,由此可见,同化效率(A/I)最高的为小蜘蛛,D错误。4.A解析 由题图分析可知,甲为生产者,乙为消费者,丙为消费者,丁为分解者。将乙和丙的粪便作为有机肥还田,为植物提供了无机盐,但不能提高能量传递效率,A错误;从乙到丙的能量传递效率为30200100%=15%,B正确;能量流动从生产者固定的太阳能开始,流入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能,为175+200+875=1250 kJ,C正确;食物链的营养关系一般不可逆,这决定了能量流动的单向性,D正确。5.B解析 动物同化的能量=摄入量-粪便中有机物的能量=一年内吃的草的量(100 kg)-排出的粪的量(20 kg)=80 kg,A正确;第一营养级到第二营养级能量传递效率应该用第二营养级的同化量除以第一营养级的生物总量,而题意中未说明草等生产者中生物总量,B错误;20 kg的粪属于羊的摄入量,但是未消化吸收,即未同化,C正确;动物同化的能量=呼吸消耗的能量+用于生长、发育和繁殖的能量,根据题意中羊长了10 kg的肉,则呼吸量为70 kg,D正确。6.B解析 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,所以所选食物链是DECA,为此,E的能量在传递给A的途径中,只有确保E在传递给B时用去的能量最多;E的总能量减去传递给B的能量后,再传给C时效率最低;C在传递给A时效率最低,结果才能使A获得的能量最少,据此计算得A贮存的总能量最少为(7.1109-2.310810%)10%10%=4.8107 kJ。7.C解析 解题时应该从丙出发,设当丙的食物比例甲乙为21时,丙的能量为x,需要的甲的量为x20%+x20%20%=x;设当丙的食物比例甲乙为31时,丙的能量为y,需要的甲的量为y20%+y20%20%=10y。由于两种情况下,生产者的数量是一定的,所以x=10y,则y1.167x。 8.(1)光照群落(2)850 kJ单向流动、逐级递减解析 (1)海洋生态系统中不同的水层分布不同植物,影响的环境因素主要是光照。研究海洋中不同水层分布的生物类型,属于群落的垂直结构,属于群落水平的研究。(2)若大型肉食动物每获得10 kJ能量,大型肉食动物的能量有来自小型肉食动物,有来自食草动物,构成的食物链有2条
展开阅读全文