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