学年高中生物第六章生态系统微专题重点突破四浙科版必修3.docx
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学年高中生物第六章生态系统微专题重点突破四浙科版必修3
微专题重点突破(四)
一、能量传递效率的“定值”计算
例1
某生态系统中存在如下图所示的食物网,如将C的食物比例由A∶B=1∶1调整为2∶1,能量传递效率按10%计算,该生态系统能承载C的数量是原来的( )
A.1.375倍B.1.875倍
C.1.273倍D.0.575倍
答案 A
解析 由于生产者没有改变,所以流向该生态系统的总能量也没有改变。
设C原来的能量为a,则需要A提供的能量为1/2a÷10%÷10%+1/2a÷10%=55a;改变食物比例后的C的能量设为b,则需要A提供的能量为2/3b÷10%+1/3b÷10%÷10%=40b。
根据题意可知:
55a=40b,即:
b/a=1.375。
方法技巧
(1)已确定营养级间能量传递效率的,需按具体数值计算。
例如,在食物链A→B→C→D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M×a%×b%×c%。
(2)如果在食物网中,某一个营养级同时从上一个营养级的多种生物获得能量,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分别进行计算后再合并。
变式1
如图是某草原生态系统中部分营养结构(各营养级之间的能量传递效率按10%计算)。
请据图回答:
(1)若草固定的总能量为6.8×109kJ,食草昆虫和鼠同化的总能量是1.3×108kJ,则人能获得的能量是________________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1kg,人能比原来多增重________kg。
答案
(1)5.5×107
(2)4.5
解析
(1)人获得的能量为:
(6.8×109-1.3×108÷10%)×(10%)2=5.5×107(kJ)。
(2)改变前:
蛇体重增加1kg,消耗草
÷(10%)3+
÷(10%)2=775(kg);改变后,蛇体重增加1kg,消耗草
÷(10%)3+
÷(10%)2=325(kg),所以改变后与改变前相比节余的450kg草可流向人。
故人比原来增重了450×10%×10%=4.5(kg)。
二、食物网中生物数量变化分析
例2
如图所示为食物网的结构模式图,下列叙述中不正确的是( )
A.在该食物网中共有5条食物链
B.在该食物网中,H处于三个不同的营养级
C.若B种群中各年龄期的个体数目比例适中,则该种群的密度在一段时间内会明显变大
D.在该食物网中,如果C种群的数量下降10%,则H的数量短期内不会发生明显变化
答案 C
解析 在这个食物网中,从生产者到最高营养级的消费者,不重复的食物链有:
①A→B→H;②A→C→D→H;③A→C→F→G→H;④A→E→D→H;⑤A→E→F→G→H,共5条;在该食物网的5条食物链中,H分别处于第三(链①中)、第四(链②、④中)和第五(链③、⑤中)个营养级;若B种群中各年龄期的个体数目比例适中,则该种群的年龄结构为稳定型,种群密度在一段时间内会保持稳定,而不会有明显变化;在该食物网中,若C种群的数量下降,则可由同一营养级的其他生物(B或E)来弥补,H的数量短期内不会发生明显变化。
方法技巧
食物链(网)中各营养级生物数量变动情况分析
(1)若处于食物链中第一营养级的生物(生产者)数量减少,整个食物链中的其他生物都会减少,简单记为:
“一级生物若减少,其他生物跟着跑。
”
(2)“天敌”一方减少,短时间内被捕食者数量会增加,但从长时间来看,会先增加后减少,最后趋于稳定,简单记为:
“如果天敌患了病,先增后减再稳定”。
(3)若处于中间营养级的生物数量减少,则这种生物数量的变化视具体食物链而定:
“中间生物被捕杀,不同情况要分家”。
大体遵循如下思路:
①生产者数量相对稳定原则,即消费者某一种群数量发生变化时,一般不考虑生产者数量的增加或减少。
②最高营养级的生物种群数量相对稳定原则,即当处于最高营养级的生物种群的食物有多种来源时,若其中一条食物链中某种生物减少,该种群的数量不会发生较大变化。
③在食物网中,当某种生物因某种原因而数量减少时,对另一种生物数量的影响,沿不同的食物链分析结果不同时,应以中间环节少的为分析依据。
变式2
如图是某池塘生态系统中的两条食物链,下列相关描述正确的是( )
A.处于第三个营养级的生物只有花鲢
B.白鲢与水蚤的关系是竞争
C.大量捕捞花鲢后,短期内白鲢的种群数量将增多
D.大量捕捞白鲢后,短期内水蚤的种群数量将下降
答案 B
解析 分析题图可知,处于第三个营养级的生物有花鲢和乌鱼,A错误;白鲢与水蚤都以绿藻为食,二者之间属于竞争关系,B正确;大量捕捞花鲢后,乌鱼要多捕食白鲢,同时水蚤会因失去天敌而数量上升,其取食的绿藻增多,这样白鲢的食物就会减少,短期内白鲢的种群数量将下降,C错误;大量捕捞白鲢后,一方面水蚤的食物绿藻会增多,另一方面乌鱼会多捕食花鲢,水蚤的天敌会减少,这样水蚤的种群数量将增多,D错误。
三、拼图法分析某营养级能量的流向
例3
(2018·金华二诊)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(A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2)
B.由第一个营养级到第二个营养级的能量传递效率为D1/(A1+B1+C1+D1)×100%
C.流入一级消费者的能量为(A2+B2+C2)
D.图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减
答案 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;由第一个营养级到第二个营养级的能量传递效率为D1/(A1+B1+C1+D1)×100%=D1/W1×100%,B正确;流入一级消费者的能量为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。
方法技巧
拼图法分析能量流向
输入第一个营养级的能量(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。
变式3
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(能量传递效率按10%计算)( )
项目
昆虫摄食量
昆虫粪便量
昆虫呼吸
消耗量
昆虫贮存在有
机物中的能量
能量/kJ
410
210
130
70
A.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.昆虫贮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约为2000kJ
答案 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70÷200×100%=35%,A项正确;昆虫粪便中的能量属于植物中的能量,最终流向分解者,B项正确;昆虫贮存在有机物中的能量是昆虫用于生长、发育和繁殖的能量,C项错误;根据能量传递效率,昆虫的前一个营养级的能量约为200÷10%=2000(kJ),D项正确。
四、关系图法分析某营养级的能量流向
例4
如图所示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( )
A.从麻风树输入下一个营养级的能量传递效率为a′/a
B.c是第二个营养级用于生长、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成分
答案 A
解析 由题干中的信息可知,该图只包括两个营养级,麻风树是第一个营养级,则a′只能代表第二个营养级的摄入量,b代表第二个营养级的同化量,其中d代表呼吸作用散失的能量,c是指第二个营养级用于生长、发育和繁殖的能量,e则是第二个营养级流入分解者的能量,则从麻风树输入下一个营养级的能量传递效率为b/a×100%;该图解中包括了生产者、消费者和分解者,不包括非生物成分。
方法技巧
能量流动模型分析
(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(如图所示)。
(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(如图所示)。
变式4
(选考)下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,m1、m2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变化示意图,其中a~g表示能量值的多少。
请据图回答:
(1)图甲中,m1、m2表示的能量形式分别为____________________、____________________,在生态系统的生物群落内部能量流动的载体是____________________。
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,主要原因是能量在各营养级之间的传递具有____________________的特点。
(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________________________________。
若图甲中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为y,则该生态系统营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是____________________(用图中所给字母的表达式表示)。
(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。
(4)若图甲中营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各只有一种生物甲、乙、丙,构成食物关系如图。
若甲能量的1/4直接提供给丙,则要使丙能量增加8kJ,需要消耗甲的能量是____________kJ(能量传递效率按10%计算,保留小数点后一位)。
答案
(1)太阳能(或生产者同化固定的能量) 热能(或呼吸作用散失的热能) 有机物 单向流动、逐级递减
(2)Ⅱ所同化固定的能量 Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量 b/y×100%
(3)分解者的分解(或呼吸)作用
(4)246.2
解析
(1)根据生态系统的能量流动可判断图甲中m1、m2表示的能量形式分别为太阳能和热能,能量流动的载体是有机物,由于能量流动有单向流动、逐级递减的特点,所以高营养级生物获得的能量少,一般在一个生态系统中的个体数量也少。
(2)图乙中B表示Ⅱ所同化固定的能量,C表示Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量,图中营养级Ⅱ同化的能量值为b,因而Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是b/y×100%。
(3)图乙中E处的能量散失是通过分解者的分解作用实现的。
(4)若甲能量的1/4直接提供给丙,则甲3/4的能量通过乙提供给丙,根据能量10%的传递效率进行计算可得结果。
1.(2018·浙江丽水中学月考)高残留有机氯农药甲、乙可在人及动物的脂肪组织内蓄积。
某湖泊生态系统农药残留量监测结果显示,水体中农药甲、乙含量分别为0.3μg/kg、0.1μg/kg,水生生物体中农药含量如图所示,下列分析正确的是( )
A.该湖泊生态系统共有4条食物链
B.乌鱼体内的农药均来自铜绿方田螺
C.农药残留量随营养级升高而增加
D.与水体相比,农药甲在乌鱼体内蓄积的倍数大于农药乙
答案 C
解析 该湖泊生态系统共有5条食物链,即茨藻→大型蚤→鲫鱼→乌鱼,茨藻→鲫鱼→乌鱼,茨藻→大型蚤→铜绿方田螺→乌鱼,苴草→铜绿方田螺→乌鱼,苴草→鲫鱼→乌鱼,A错误;乌鱼的食物来源有铜绿方田螺和鲫鱼,故乌鱼体内的农药来自铜绿方田螺和鲫鱼,B错误;农药在食物链中具有生物放大现象,即营养级越高,农药残留量就越大,C正确;与水体相比,农药甲在乌鱼体内蓄积的倍数为110÷0.3≈366.7,而农药乙在乌鱼体内蓄积的倍数为124.4÷0.1=1244,D错误。
2.如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A所固定的能量是B、C的能量之和
B.若C增加1kg,则需要消耗A约42kg
C.B营养级的个体数量一定多于C的个体数量
D.B的数量越多,C获得的能量越少
答案 B
解析 A所固定的能量大于B、C的能量之和,A错误;由图可知,从A到B的能量传递效率为
×100%=16%,从B到C的能量传递效率为
×100%=15%,由此计算出C增加1kg,需要消耗A大约42kg,B正确;B营养级的生物个体数量不一定多于C的个体数量,C错误;一般情况下,B的数量越多,则B所含的能量越多,那么C获得的能量也越多,D错误。
3.调查某生态系统两个营养级之间的能量流动关系,结果如下图所示,字母代表能量数值。
若传递效率为10%,则以下关系式正确的是( )
A.c=0.1(a+b+d+e)B.b=a+d+e
C.c=0.1dD.c=0.1b
答案 D
解析 由于能量传递效率是10%,因此c=b-a-d-e=0.1b,故选D。
4.(2018·杭州期末)下图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图(图中数字为能量数值,单位是J·m-2·a-1)。
下列叙述正确的是( )
A.该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统
B.该食物网中的最高营养级为第六个营养级
C.该食物网中第一到第二个营养级的能量传递效率为25%
D.太阳鱼细胞呼吸消耗的能量为1357J·m-2·a-1
答案 C
解析 该食物网中的生物只含有生产者和消费者,没有分解者,所以不能与无机环境共同构成一个生态系统,A错误;该食物网中最高营养级为第五个营养级,B错误;该食物网中第一到第二个营养级的能量传递效率为(3780+4200)÷31920×100%=25%,C正确;太阳鱼同化的能量的去向有:
呼吸作用消耗、流入下一个营养级和被分解者分解利用,由图可知,只知道同化量和流入下一个营养级的能量,不能得出呼吸作用消耗的能量,D错误。
5.(2018·东阳中学检测)图中a、b、c、d表示某生态系统的四种成分,箭头表示各成分之间的关系,下列有关叙述正确的是( )
A.a和c所包含的所有种群构成群落
B.c1的同化量越大,流向c2的能量就越少
C.d不一定是原核生物
D.b的含量增加将减缓温室效应
答案 C
解析 已经知道a、b、c、d表示某生态系统的四种成分,根据箭头的指向可以确定:
a为生产者,b为非生物环境。
生物群落包括生产者a、消费者c、分解者d;根据能量流动特点,c1的同化量越大,流向c2的能量就越大;d一般是细菌和真菌,其中真菌是真核生物;b的含量增加只会加重温室效应而不会减缓温室效应。
6.在某生态系统中,假设有如下两条主要的食物链,如果有人大量捕捉蛙,短期内对这个生态系统造成的影响是( )
A.有利于生态系统的平衡B.水稻虫害严重
C.蛇的数量迅速增加D.鼠的数量迅速增加
答案 B
7.(2018·浙江“七彩阳光”联盟)某生态系统碳循环的部分示意图如下图所示;不同营养级的同化能量与能量分配如下表所示。
营养级
同化能量
能量分配[单位:
cal/(cm2·a)]
呼吸
X
分解者
未利用
生产者
96.3
62.8
12.5
293
植食性动物
18.8
12.6
2.1
29.3
肉食性动物
7.5
/
微量
5
请回答:
(1)从生态系统成分的角度看,上图中还缺少______________等成分。
(2)上图中A、D、C间的“→”除表示捕食关系外,还可代表能量流动和_____________的通道。
请画出上图中碳循环缺少的过程_____________(用字母、文字和箭头表示)。
(3)上图中D粪便中的能量_____________(填“能”或“不能”)传递给C。
(4)表中X表示的能量去路是_____________。
根据表中数据关系分析,从第一个营养级到第二个营养级的能量传递效率约为_____________%(保留一位小数)。
答案
(1)气候、能源
(2)物质移动 A→CO2 (3)不能 (4)流入下一营养级 13.5
1.(2018·浙江丽水中学月考)下图是一个简化的食物网,据图分析正确的是( )
A.该食物网由4条食物链组成
B.其中的一级消费者只有植食性鸟
C.处于第三个营养级的生物有3种
D.生态系统的成分中,该图上只体现了2种
答案 D
解析 该食物网由5条食物链组成,分别是草→植食性鸟→鹰,草→食草昆虫→食虫鸟,草→食草昆虫→蜘蛛→食虫鸟,草→食草昆虫→青蛙→蛇→鹰,草→食草昆虫→蜘蛛→青蛙→蛇→鹰,A项错误;一级消费者包括植食性鸟、食草昆虫,B项错误;处于第三个营养级的生物有鹰、食虫鸟、蜘蛛、青蛙4种,C项错误;食物网中只体现了生产者和消费者,D项正确。
2.(2018·杭州十四中高二检测)下列关于生态系统能量流动的描述,错误的是( )
A.食物链和食物网是能量流动的渠道
B.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
C.分解者所需的能量可来自各营养级生物所贮存的能量
D.食物链越短,可供养的消费者越多
答案 B
3.(选考)(2018·绍兴一中检测)在生态系统中,营养级越高的生物获得的总能量越少。
下列解释错误的是( )
A.各营养级中总有一部分能量被分解者利用
B.各营养级中的能量一部分以热能形式散失
C.生物维持自身的生命活动消耗一部分能量
D.能量金字塔顶层的生物数量少,所以需要能量少
答案 D
解析 各营养级生物的同化量一部分用于呼吸,以热能的形式散失;一部分用于自身的生长、发育和繁殖等(其中一部分流向下一营养级,一部分流向分解者),所以能量流动具有单向流动、逐级递减的特点,A、B、C项均正确;能量金字塔顶层的生物因为处于最高营养级,因而获得的能量最少,不能满足太多数量的个体所需,D项错误。
4.(2018·浙江安吉上墅私立高中期中)如图为碳循环的主要途径,下列有关叙述错误的是( )
A.图中b能实现光能→化学能的转化
B.由b→c→d的能量传递效率是变化的
C.b、e是实现生物群落与无机环境沟通的关键环节
D.b、c、d被e食用而处于第二、三、四个营养级
答案 D
解析 分析题图可知b为生产者,能进行光合作用,而光合作用实现了光能→化学能的转化,A正确;相邻两个营养级之间的能量传递效率一般约为10%,但并不是恒定不变的,因此b→c→d的能量传递效率是变化的,B正确;b为生产者,能将无机物转化为有机物,同时储存能量,而e为分解者,能将有机物转化为无机物,并释放能量,因此b、e是实现生物群落与无机环境沟通的关键环节,C正确;e为分解者,不参与食物链的组成,D错误。
5.(2018·衢州高二检测)下列有关新型农业生态系统的叙述,正确的是( )
A.该生态系统实现了物质和能量的良性循环
B.该生态系统提高了各营养级之间的能量传递效率
C.建立该系统的目的是为了提高生态系统的能量利用率
D.该生态系统中,属于第二个营养级的生物有家畜和蚯蚓
答案 C
解析 该新型农业生态系统实现了废物资源化,使物质实现了良性循环,提高了能量利用率,但能量无法循环。
中间很多环节并非捕食关系,所以并未提高能量传递效率,故家畜可算为第二个营养级,但蚯蚓是分解者,不是第二个营养级。
6.如果一个人的食物中有1/2来自绿色植物、1/4来自小型肉食动物、1/4来自羊肉,假如能量传递效率为10%,那么此人每增加1千克体重,需消耗植物( )
A.10千克B.5千克C.100千克D.280千克
答案 D
解析 根据题意可以写出三条食物链:
①植物→人,在此食物链中人要增重0.5千克,消耗植物0.5÷10%=5(千克);②植物→羊→人,在此食物链中,人要增重0.25千克,消耗植物0.25÷10%÷10%=25(千克);③植物→植食动物→小型肉食动物→人,在此食物链中,人要增重0.25千克,消耗植物0.25÷10%÷10%÷10%=250(千克)。
所以人要增重1千克,需消耗植物280千克。
7.(2018·宁波一中期末)图1表示生态系统中各成分之间的联系,图2为一定时间内某一生态系统中的几个种群的数量变化曲线。
据图分析,下列说法错误的是( )
A.图1中能构成生物群落的是B、C、D、E、F,图2中的乙相当于图1中的E
B.种群丙在a、b、d、e四个时期中种群密度最大的是a时期
C.图1中流入D的总能量小于F获得的总能量
D.某地区因环境污染造成E中出现部分白化苗,F、D的数量也都将减少
答案 A
解析 图1中A是非生物的成分,B、D、F是消费者,C是分解者,E是生产者,所以能构成生物群落的是B、C、D、E、F,图2中的植物相当于图1中的E,故A错误;种群丙在a点时数量最多,所以种群密度最大的是a时期,故B正确;图1中F获得的总能量只有约10%流入D,故C正确;E中出现部分白化苗后数量减少,F因缺少食物而数量降低,D也随之减少,故D正确。
8.(选考)(2018·温州十校联考)如图所示,下列有关生态系统的表述正确的是( )
A.若图中a、b、c依次表示同一个种群中老、中、幼年龄段个体数量,则此种群为增长型种群
B.若a、b、c为某生态系统中的三个营养级,则a、b、c构成该生态系统的生物群落
C.若a、b、c为某生态系统中的三个种群,并且形成a→b→c的食物链,那么a、b、c不一定符合能量金字塔
D.若a、b、c为某生态系统中的三个营养级,则b、c中不会出现同一生物种群
答案 C
解析 幼年个体数量多,老年个体数量少的种群的年龄结构为增长型,A错误;若a、b、c为某生态系统中的三个营养级,则其包括生产者和消费者,而生物群落中还有分解者,B错误;若a、b、c为某生态系统中的三个种群,在生态系统中,三个相邻营养级的能量关系符合能量金字塔,但每一营养级中不只有一个种群,故三个种群间不一定符合能量金字塔,C正确;在食物网中,一种生物可以占据多个营养级,即不同的营养级中可能出现同一种生物,D错误。
9.(2018·湖州一中高二检测)如图为生态系统中能量流动图解部分示意图,①②③④各代表一定的能量值,下列各项中正确的是( )
A.①表示流经生态系统内部的总能量
B.二级消费者粪便中的能量属于①中的部分能量
C.④是指第二个营养级遗体残骸中蕴含的能量
D.一般情况下,③+④之和约为②的10%
答案 B
解析 生产者的同化量是流经生态系统的总能量,①是一级消费者的同化量;二级消费者粪便中的能量来自一级消费者,属于一级消费者同化量的一部分;二级消费者是第三个营养级,④是其遗体残骸中蕴含的能量;一般情况下,两个营养级之间的同化量之比是能量传递效率,③/②约为10%。
10.下图表示某草原生态系统中能量流动图解,①~④表示相关过程能量流动量。
下列有关叙述正确的是( )
A.①是流入该生态系统的总能量
B.分解者获得的能量最少
C.图中②/①的比值代表草→兔的能量传递效率
D.③和④分别属于草和兔同化量的一部分
答案 D