新高考生物一輪復(fù)習(xí)講練課件：第30講　生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、能量流動(dòng)（含解析）

第30講生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、能量流動(dòng)高考生物一輪復(fù)習(xí)素養(yǎng)目標(biāo)一、生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1.生態(tài)系統(tǒng)的范圍(1)概念:在一定空間內(nèi),由

與它的

相互作用而形成的統(tǒng)一整體。

(2)范圍:生態(tài)系統(tǒng)的范圍有大有小。

是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng),它包括地球上的

及其

。

(3)類(lèi)型自然生態(tài)系統(tǒng)人工生態(tài)系統(tǒng)陸地生態(tài)系統(tǒng)水域生態(tài)系統(tǒng)森林生態(tài)系統(tǒng)、草原生態(tài)系統(tǒng)、荒漠生態(tài)系統(tǒng)、凍原生態(tài)系統(tǒng)海洋生態(tài)系統(tǒng)、淡水生態(tài)系統(tǒng)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)、人工林生態(tài)系統(tǒng)、果園生態(tài)系統(tǒng)、城市生態(tài)系統(tǒng)生物群落

非生物環(huán)境

生物圈

全部生物

非生物環(huán)境

2.生態(tài)系統(tǒng)的組成成分(1)非生物的

:光、熱、水、空氣、無(wú)機(jī)鹽等。

(2)生物群落:物質(zhì)和能量

自養(yǎng)

腐生細(xì)菌和真菌

物質(zhì)循環(huán)

(3)生態(tài)系統(tǒng)各組成成分的相互關(guān)系

3.食物鏈和食物網(wǎng)(1)食物鏈初級(jí)

四

生產(chǎn)者

自然選擇

五

(2)食物網(wǎng)

相互交錯(cuò)

物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)

旁欄邊角(選擇性必修2,第51頁(yè),“思考”改編)通常,生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈不會(huì)很長(zhǎng),一般不超過(guò)五個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí),其原因是什么?提示

各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物都會(huì)因呼吸作用消耗掉大部分能量,其余能量有一部分流入分解者,只有一小部分能夠被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物利用。流到第五營(yíng)養(yǎng)級(jí)時(shí),余下的能量很少,甚至不足以養(yǎng)活一個(gè)種群,因此食物鏈上一般不超過(guò)五個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。易錯(cuò)辨析1.基于對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的理解,判斷下列表述是否正確。(1)土壤微生物可作為生態(tài)系統(tǒng)的分解者。(

)(2)土壤中的硝化細(xì)菌是異養(yǎng)生物,因而不屬于生產(chǎn)者。(

)(3)生產(chǎn)者、分解者是聯(lián)系非生物的物質(zhì)和能量與生物群落的橋梁,其中生產(chǎn)者是生態(tài)系統(tǒng)的基石。(

)2.基于對(duì)食物鏈和食物網(wǎng)的理解,判斷下列表述是否正確。(1)食物網(wǎng)中兩種生物間只能有一種種間關(guān)系。(

)(2)生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈中營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高的生物,其體型必然越大。(

)(3)食物鏈縱橫交錯(cuò)形成的復(fù)雜營(yíng)養(yǎng)關(guān)系就是食物網(wǎng)。食物網(wǎng)的復(fù)雜程度取決于該生態(tài)系統(tǒng)中生物的數(shù)量。(

)√×√×××長(zhǎng)句應(yīng)答物質(zhì)和能量是生命活動(dòng)存在的

,生命活動(dòng)本質(zhì)上也是

。非生物物質(zhì)還是

。最基本條件

物質(zhì)與能量的變化

生物賴(lài)以生存的環(huán)境

二、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)1.概念:生態(tài)系統(tǒng)中

。能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過(guò)程生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能的總量

食物鏈和食物網(wǎng)

2.能量流動(dòng)的過(guò)程(1)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量流動(dòng)(2)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量流動(dòng)過(guò)程分析

b呼吸消耗的能量(d)用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量(c)分解者利用的

能量(f)下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量(i)未被利用的能量(j)3.能量流動(dòng)的特點(diǎn)(1)圖中的生物類(lèi)群分別是:①

,②

,③

,⑤

。④表示的生理過(guò)程是

。

(2)圖示中的E2/E1表示

間的能量傳遞效率。

生產(chǎn)者

初級(jí)消費(fèi)者

次級(jí)消費(fèi)者

分解者

呼吸作用第二、三營(yíng)養(yǎng)級(jí)

(3)能量流動(dòng)的特點(diǎn)及原因①單向流動(dòng)的原因自然選擇

②逐級(jí)遞減的原因

③計(jì)算公式

呼吸作用

分解者

4.生態(tài)金字塔(1)金字塔類(lèi)型生物個(gè)體的數(shù)目

生物個(gè)體的數(shù)量

上窄下寬

上寬下窄

小

大

上窄下寬

所得到的能量

上窄下寬

(2)生態(tài)金字塔:

統(tǒng)稱(chēng)為生態(tài)金字塔。

能量金字塔、生物量金字塔和數(shù)量金字塔

5.研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義

將生物在時(shí)間、空間上進(jìn)行合理配置

總能量

科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)

最有效

合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系

持續(xù)高效地流向?qū)θ祟?lèi)最有益的部分

旁欄邊角1.(選擇性必修2,第54頁(yè),“問(wèn)題探討”改編)如果你被困荒島,要維持更長(zhǎng)時(shí)間等待救援,要獲得更多能量,究竟要采用以下哪種生存策略呢?A.先吃雞,再吃玉米;B.先吃玉米,然后用一部分玉米喂雞,吃雞下的蛋,最后吃雞。提示

應(yīng)選A方案。應(yīng)該先吃雞,因?yàn)閺臓I(yíng)養(yǎng)級(jí)角度來(lái)講,雞是初級(jí)消費(fèi)者,玉米是生產(chǎn)者,根據(jù)能量流動(dòng)遞減法則,如果讓雞吃玉米,然后人再吃雞或者雞蛋,會(huì)有能量的消耗,人所獲得的能量減少,維持時(shí)間較短。應(yīng)選擇先吃雞,再吃玉米。2.(選擇性必修2,第58頁(yè),“沼氣池”改編)人們?cè)谘芯磕芰苛鲃?dòng)時(shí),將秸稈作為牲畜的飼料,將糞便加入沼氣池,生產(chǎn)燃料。此過(guò)程提高能量的傳遞效率了嗎?提示

沒(méi)有。以上過(guò)程提高了能量的利用率,即人類(lèi)充分利用了流向分解者的能量,實(shí)現(xiàn)了對(duì)能量的多級(jí)利用,減少了環(huán)境污染,但沒(méi)有提高能量在不同營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的傳遞效率。易錯(cuò)辨析1.基于對(duì)能量流動(dòng)過(guò)程的理解,判斷下列表述是否正確。(1)生態(tài)系統(tǒng)中細(xì)菌產(chǎn)生的能量可流向生產(chǎn)者。(

)(2)若人與自然和諧統(tǒng)一,生產(chǎn)者固定的能量便可反復(fù)利用。(

)(3)一種蜣螂專(zhuān)以象糞為食,則該種蜣螂最多能獲取大象所同化能量的20%。(

)2.基于對(duì)生態(tài)金字塔和研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義的理解,判斷下列表述是否正確。(1)能量金字塔和生物量金字塔可以出現(xiàn)倒置現(xiàn)象。(

)(2)沼渣、沼液作為肥料還田,使能量能夠循環(huán)利用。(

)(3)研究能量流動(dòng),可幫助人們合理設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng),提高能量的傳遞效率。(

)××××××長(zhǎng)句應(yīng)答1.農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)除草除蟲(chóng)的意義:

。

2.建立農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng),延長(zhǎng)腐生食物鏈的意義:

,并減少環(huán)境污染。3.人工生態(tài)系統(tǒng)往往需要不斷有物質(zhì)投入的原因是

。

提示

調(diào)整能量流動(dòng)的關(guān)系,使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟?lèi)最有益的部分使能量多級(jí)利用,提高能量的利用率

提示

人工生態(tài)系統(tǒng)會(huì)不斷有產(chǎn)品的輸出,帶走了部分物質(zhì),根據(jù)物質(zhì)循環(huán)原理,需要不斷投入物質(zhì)考點(diǎn)一生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)新教材新高考教材新增:生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型(1)依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建過(guò)程,突出對(duì)科學(xué)思維和生命觀(guān)念的考查(2)依據(jù)具體食物鏈、食物網(wǎng)的分析,創(chuàng)設(shè)情境突出對(duì)科學(xué)探究的考查考向探究考向1生態(tài)系統(tǒng)的組成成分1.(2022遼寧模擬)下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的敘述,錯(cuò)誤的是(

)A.生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者以及食物鏈和食物網(wǎng)B.在生態(tài)系統(tǒng)中,生產(chǎn)者全是自養(yǎng)生物,但不一定都是綠色植物C.在一個(gè)食物網(wǎng)中,以植食動(dòng)物為食的肉食動(dòng)物屬于第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)、次級(jí)消費(fèi)者D.盡管生態(tài)系統(tǒng)多種多樣,但可用同一結(jié)構(gòu)模型表示它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上具有的共同點(diǎn)答案

A

解析

生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括生態(tài)系統(tǒng)的組成成分(包括非生物的物質(zhì)和能量、生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者)、食物鏈和食物網(wǎng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;在生態(tài)系統(tǒng)中,生產(chǎn)者全是自養(yǎng)生物,但不一定都是綠色植物,如藍(lán)細(xì)菌和硝化細(xì)菌是自養(yǎng)生物,但不是綠色植物,B項(xiàng)正確;在一個(gè)食物網(wǎng)中,生產(chǎn)者是起點(diǎn),因此,以植食動(dòng)物為食的肉食動(dòng)物屬于第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)、次級(jí)消費(fèi)者,C項(xiàng)正確;不同的生態(tài)系統(tǒng)具有相同的結(jié)構(gòu),可用同一結(jié)構(gòu)模型表示它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上具有的共同點(diǎn),即均包含生態(tài)系統(tǒng)的組成成分以及食物鏈和食物網(wǎng),D項(xiàng)正確。考向2食物鏈和食物網(wǎng)2.某研究小組最初在垃圾堆中發(fā)現(xiàn)了某種放射性元素,后來(lái)在周?chē)闹参矬w內(nèi)發(fā)現(xiàn)了該元素,接著在附近的動(dòng)物體內(nèi)也發(fā)現(xiàn)了該元素,放射性強(qiáng)度如圖所示。下列敘述正確的是(

)A.蚱蜢、蜘蛛和蚯蚓可構(gòu)成食物鏈B.該放射性元素不屬于該生態(tài)系統(tǒng)的組成成分C.蜘蛛屬于該生態(tài)系統(tǒng)中的第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)D.蚯蚓體內(nèi)最遲出現(xiàn)放射性元素的原因是蚯蚓所處的營(yíng)養(yǎng)級(jí)較高答案

C

解析

蚱蜢和蜘蛛均屬于消費(fèi)者,蚯蚓屬于分解者,三者不能構(gòu)成食物鏈,食物鏈?zhǔn)菑纳a(chǎn)者開(kāi)始的,包括生產(chǎn)者和消費(fèi)者,A項(xiàng)錯(cuò)誤;該放射性元素屬于該生態(tài)系統(tǒng)組成成分中的非生物成分,B項(xiàng)錯(cuò)誤;該生態(tài)系統(tǒng)中植物屬于第一營(yíng)養(yǎng)級(jí),蚱蜢屬于第二營(yíng)養(yǎng)級(jí),蜘蛛屬于該生態(tài)系統(tǒng)中的第三營(yíng)養(yǎng)級(jí),C項(xiàng)正確;食物鏈中只有生產(chǎn)者和消費(fèi)者,蚯蚓屬于分解者,食物鏈中不包括分解者,D項(xiàng)錯(cuò)誤。方法突破1.生態(tài)系統(tǒng)組成成分的3類(lèi)“不一定”和兩類(lèi)“一定”2.食物鏈和食物網(wǎng)的分析方法

考點(diǎn)二能量流動(dòng)的過(guò)程、特點(diǎn)和應(yīng)用新教材新高考(1)教材改動(dòng):生態(tài)金字塔(2)能力要求的變化:注重創(chuàng)設(shè)情境,掌握能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動(dòng)過(guò)程,突出解決實(shí)際問(wèn)題(1)依據(jù)具體生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的分析和求算,突出對(duì)科學(xué)思維的考查(2)依據(jù)生態(tài)金字塔的分析,依據(jù)情境突出對(duì)科學(xué)探究的考查考向探究考向1能量流動(dòng)的過(guò)程1.(2022江蘇模擬)某同學(xué)在分析羊食草的過(guò)程后繪制了如下能量流動(dòng)模型。下列相關(guān)敘述,正確的是(

)A.有機(jī)肥中化學(xué)能的主要流向是被草吸收、同化、利用B.流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)能量的唯一來(lái)源是過(guò)程①固定的光能C.羊所排糞便中的能量應(yīng)該屬于羊同化的能量D.③中的能量應(yīng)該來(lái)自羊“生長(zhǎng)發(fā)育、繁殖”的能量答案

D

解析

植物不能利用有機(jī)肥中的能量,分解者將有機(jī)物分解后,植物能利用其中的礦質(zhì)元素,有機(jī)肥中的能量主要流向土壤微生物(分解者),A項(xiàng)錯(cuò)誤;據(jù)圖可知,流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的能量主要是過(guò)程①固定的光能,此外還有有機(jī)肥中的化學(xué)能,B項(xiàng)錯(cuò)誤;羊所排糞便中的能量應(yīng)屬于上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)即草所同化的能量,C項(xiàng)錯(cuò)誤;③為羊遺體殘骸流向分解者的部分,其中的能量應(yīng)該來(lái)自羊“生長(zhǎng)發(fā)育、繁殖”的能量,D項(xiàng)正確。2.(2022山東)海水立體養(yǎng)殖中,表層養(yǎng)殖海帶等大型藻類(lèi),海帶下面掛籠養(yǎng)殖濾食小型浮游植物的牡蠣,底層養(yǎng)殖以底棲微藻、生物遺體殘骸等為食的海參。某海水立體養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)示意圖如下,M、N表示營(yíng)養(yǎng)級(jí)。(1)估算海參種群密度時(shí)常用樣方法,原因是

。

(2)圖中M用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量為

kJ/(m2·a)。由M到N的能量傳遞效率為

%(保留一位小數(shù)),該生態(tài)系統(tǒng)中的能量

(填“能”或“不能”)在M和遺體殘骸間循環(huán)流動(dòng)。

(3)養(yǎng)殖的海帶數(shù)量過(guò)多,造成牡蠣減產(chǎn),從生物群落的角度分析,原因是

。

(4)海水立體養(yǎng)殖模式運(yùn)用了群落的空間結(jié)構(gòu)原理,依據(jù)這一原理進(jìn)行海水立體養(yǎng)殖的優(yōu)點(diǎn)是

。在構(gòu)建海水立體養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)時(shí),需考慮所養(yǎng)殖生物的環(huán)境容納量、種間關(guān)系等因素,從而確定每種生物之間的合適比例,這樣做的目的是

。

答案

(1)海參活動(dòng)能力弱,活動(dòng)范圍小(2)2488

6.3不能(3)由于海帶的競(jìng)爭(zhēng),浮游植物數(shù)量下降,牡蠣的食物減少,產(chǎn)量降低(4)能充分利用空間和資源維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,保持養(yǎng)殖產(chǎn)品的持續(xù)高產(chǎn)(實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的可持續(xù)發(fā)展)解析

(1)由于海參活動(dòng)范圍小,活動(dòng)能力弱,所以常用樣方法測(cè)定其種群密度。(2)生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量=同化的能量-呼吸作用消耗的能量=3

281+2

826-3

619=2

488〔kJ/(m2·a)〕;由M到N的能量傳遞效率為386÷(3

281+2

826)×100%≈6.3%,能量流動(dòng)的方向是單向的,不能循環(huán)。(3)牡蠣以浮游植物為食,由于海帶的競(jìng)爭(zhēng),浮游植物數(shù)量下降,牡蠣的食物減少,所以產(chǎn)量降低。(4)海水立體養(yǎng)殖利用了群落垂直結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)是能充分利用空間和資源;由于空間和資源是有限的,所以在構(gòu)建海水立體養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)時(shí),需考慮所養(yǎng)殖生物的環(huán)境容納量、種間關(guān)系等因素,從而確定每種生物之間的合適比例,維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,保持養(yǎng)殖產(chǎn)品的持續(xù)高產(chǎn)?？碱}點(diǎn)睛

考向2生態(tài)金字塔3.下圖為某生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔簡(jiǎn)圖,其中①②③④分別代表不同的營(yíng)養(yǎng)級(jí),該生態(tài)系統(tǒng)輸入的總能量為m,各營(yíng)養(yǎng)級(jí)輸出的能量為n。下列敘述正確的是(

)A.①為生產(chǎn)者,②③為消費(fèi)者,④為分解者B.m和n的能量形式分別是太陽(yáng)能和化學(xué)能C.②比③同化量少是因?yàn)棰诘哪芰恳糜诤粑饔肈.維持該生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定需要外部能量的持續(xù)輸入答案

D

解析

④為生產(chǎn)者,①②③為消費(fèi)者,A項(xiàng)錯(cuò)誤;生態(tài)系統(tǒng)輸入的總能量為生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能的總量,各營(yíng)養(yǎng)級(jí)輸出的能量是在呼吸作用中散失的熱能,故m和n的能量形式分別是太陽(yáng)能和熱能,B項(xiàng)錯(cuò)誤;③同化的能量,一部分在呼吸作用中以熱能的形式散失,一部分隨遺體、殘骸被分解者利用,一部分未被利用,因此流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)②的能量只是很少的一部分,能量傳遞效率為10%~20%,C項(xiàng)錯(cuò)誤;生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)是單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減的,維持該生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定需要外部能量的持續(xù)輸入,D項(xiàng)正確。考向3研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義4.(2022河北期末)“小養(yǎng)殖、小種植、小加工、小工匠”四小農(nóng)場(chǎng)是推進(jìn)鄉(xiāng)村振興過(guò)程中的重要力量。下圖為一個(gè)小型人工生態(tài)農(nóng)場(chǎng)的模式圖以及該小型人工生態(tài)農(nóng)場(chǎng)中農(nóng)作物和雞的部分能量值(單位:104kJ),生物凈同化量(同化量-呼吸消耗量)呼吸消耗量流向分解者未利用農(nóng)作物110702158雞81023請(qǐng)根據(jù)圖和表格分析,下列說(shuō)法正確的是(

)A.該小型生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括生物成分及它們之間形成的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)B.該小型生態(tài)系統(tǒng)通過(guò)食物網(wǎng)流向人的能量值為1.7×105kJC.該生態(tài)系統(tǒng)中第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率約為17.2%D.與常規(guī)農(nóng)業(yè)種植模式相比,人工生態(tài)農(nóng)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)能量的多級(jí)利用,提高了能量傳遞效率答案

C

解析

生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括組成成分和營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu),組成成分除了生物成分還有非生物成分,A項(xiàng)錯(cuò)誤;據(jù)表分析,農(nóng)作物流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量為110-21-58=31(×104

kJ),雞的同化量為10+8=18(×104

kJ),所以農(nóng)作物流向人的能量是13×104

kJ,雞流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量為8-2-3=3(×104

kJ),所以人通過(guò)食物網(wǎng)獲得的能量為1.6×105

kJ,B項(xiàng)錯(cuò)誤;該生態(tài)系統(tǒng)中第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率為(31×104kJ)÷[(110+70)×104kJ]×100%≈

17.2%,C項(xiàng)正確;人工生態(tài)農(nóng)場(chǎng)提高了能量利用率,不能提高能量的傳遞效率,D項(xiàng)錯(cuò)誤。方法突破1.“拼圖法”分析能量流動(dòng)過(guò)程(1)W1、D1指相應(yīng)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量,B1、B2指相應(yīng)營(yíng)養(yǎng)級(jí)中未被利用的能量。(2)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量為B1+C1+D1或B2+C2+D2。(3)能量傳遞效率不會(huì)是100%。從上圖可以看出,相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的傳遞效率等于D1/W1×100%,一般情況下,能量在相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的傳遞效率為10%~20%。(4)利用“拼圖法”可得關(guān)系式:2.流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量去向可從以下兩個(gè)角度分析

3.能量傳遞效率與能量利用率的區(qū)別(1)能量傳遞效率①含義:生態(tài)系統(tǒng)中能量傳遞效率為10%~20%,即輸入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量中,只有10%~20%的能量流到下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)(最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)除外)。②計(jì)算公式(2)能量利用率①一般指流入最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)(或人類(lèi))的能量占生產(chǎn)者固定總能量的比值。②一般來(lái)說(shuō),食物鏈越短,能量利用率越高。③有時(shí)考慮分解者的參與,使?fàn)I養(yǎng)結(jié)構(gòu)更復(fù)雜,以實(shí)現(xiàn)能量的多級(jí)利用,提高能量利用率。1——食物鏈和食物網(wǎng)構(gòu)建知識(shí)必備1.構(gòu)建食物鏈的一般方法(1)根據(jù)種群數(shù)量變化曲線(xiàn)圖構(gòu)建①分析依據(jù):先上升、先下降者為被捕食者。②食物鏈:乙→丙→甲(圖1)。圖1(2)根據(jù)所含能量(生物量)構(gòu)建

圖2圖3

①分析依據(jù):根據(jù)相鄰營(yíng)養(yǎng)級(jí)間能量傳遞效率約為10%~20%,可推測(cè)能量相差在5倍以?xún)?nèi),很可能為同一營(yíng)養(yǎng)級(jí)。②結(jié)果:圖2中生物可形成一條食物鏈,丙→甲→乙→丁。圖3中生物可形成食物網(wǎng),(3)根據(jù)生物體內(nèi)有害物質(zhì)的濃度“由少到多”構(gòu)建食物鏈(網(wǎng))。

生物體ABCDE有機(jī)汞相對(duì)濃度0.0670.51680.39①分析依據(jù):生物的富集作用。重金屬、農(nóng)藥等有害物質(zhì)被生物體吸收后難以排出體外,所以此類(lèi)物質(zhì)會(huì)隨著食物鏈逐級(jí)積累,即營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高的生物體中含有有害物質(zhì)的量越多,其含量往往是上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物體含量的5~10倍。②分析結(jié)果:2.食物網(wǎng)中生物數(shù)量變化的分析與判斷(1)食物鏈的第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物數(shù)量減少,相關(guān)生物數(shù)量都減少,即出現(xiàn)連鎖反應(yīng),因?yàn)榈谝粻I(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物是其他生物直接或間接的食物來(lái)源。(2)“天敵”減少,被捕食者數(shù)量增加,但隨著數(shù)量增加,種內(nèi)斗爭(zhēng)加劇,種群密度會(huì)下降,直到趨于穩(wěn)定。(3)“中間”營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物減少的情況,舉例如下:若青蛙突然減少,則以它為食的蛇將減少,鷹通過(guò)增加捕食兔和食草鳥(niǎo),從而導(dǎo)致兔、食草鳥(niǎo)減少,因鷹不只捕食蛇一種生物,還有其他食物來(lái)源,其數(shù)量基本不變。專(zhuān)項(xiàng)突破典例.(2022重慶巴蜀中學(xué)模擬)(不定項(xiàng)選擇)如下圖是一個(gè)陸地生態(tài)系統(tǒng)食物鏈(網(wǎng))的結(jié)構(gòu)模式圖,下列敘述正確的是(

)A.在該食物網(wǎng)中,共有5條食物鏈B.在該食物網(wǎng)中,H占有3個(gè)不同的營(yíng)養(yǎng)級(jí)C.若B種群中,各年齡段個(gè)體數(shù)目比例適中,則該種群密度在一段時(shí)間內(nèi)會(huì)明顯變大D.該食物網(wǎng)中,如果C種群數(shù)量下降10%,則H的數(shù)量不會(huì)發(fā)生明顯變化答案

ABD

解析

此食物網(wǎng)中,從生產(chǎn)者到最高級(jí)消費(fèi)者,食物鏈有①A→B→H、②A(yíng)→C→D→H、③A→C→F→G→H、④A→E→D→H、⑤A→E→F→G→H,共5條;在該食物網(wǎng)的5條食物鏈中,H分別處于第三(食物鏈①中)、第四(食物鏈②④中)和第五(食物鏈③⑤中)營(yíng)養(yǎng)級(jí);若B種群中各年齡段的個(gè)體數(shù)目比例適中,則該種群的年齡結(jié)構(gòu)為穩(wěn)定型,種群密度在一段時(shí)間內(nèi)會(huì)保持相對(duì)穩(wěn)定,而不會(huì)有明顯變化;在該食物網(wǎng)中,若C種群的數(shù)量下降,H所獲取的能量可由其他食物鏈的生物來(lái)彌補(bǔ),通過(guò)食物網(wǎng)中生物這種相互補(bǔ)償、相互制約的自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)制,生態(tài)系統(tǒng)可維持平衡狀態(tài),生物的種類(lèi)和數(shù)量能保持相對(duì)穩(wěn)定。解題指引

信息指引條件一陸地生態(tài)系統(tǒng)食物鏈(網(wǎng))的結(jié)構(gòu)模式圖條件二H占有的營(yíng)養(yǎng)級(jí),C種群數(shù)量下降,H的數(shù)量怎樣變化素養(yǎng)指引生命觀(guān)念自然界中多條食物鏈相互交錯(cuò)構(gòu)成復(fù)雜的食物網(wǎng)科學(xué)思維“由簡(jiǎn)到繁,由單一到綜合”明確每一條食物鏈后,再整體把握分析食物網(wǎng)突破指引誤區(qū):不同生物可能占據(jù)同一營(yíng)養(yǎng)級(jí)切記:食物鏈的起點(diǎn)是生產(chǎn)者,相鄰生物之間存在捕食關(guān)系。某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物數(shù)量的變化會(huì)導(dǎo)致其他營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物數(shù)量的變化專(zhuān)項(xiàng)訓(xùn)練1.下圖表示某生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng),關(guān)于此食物網(wǎng)的敘述,錯(cuò)誤的是(

)A.該食物網(wǎng)共有6條食物鏈B.野兔、鹿及昆蟲(chóng)均為初級(jí)消費(fèi)者C.狼和云豹在不同食物鏈上均屬于同一營(yíng)養(yǎng)級(jí)D.嚴(yán)禁過(guò)度捕殺鷹,是因?yàn)槠鋵?duì)該食物網(wǎng)影響最大答案

D

解析

該食物網(wǎng)中共有食物鏈6條,分別是①綠色植物→昆蟲(chóng)→蛇→鷹、②綠色植物→野兔→鷹、③綠色植物→野兔→狼、④綠色植物→野兔→云豹、⑤綠色植物→鹿→狼、⑥綠色植物→鹿→云豹,A項(xiàng)正確;從食物網(wǎng)中可看出,野兔、鹿及昆蟲(chóng)均以綠色植物為食,為初級(jí)消費(fèi)者,B項(xiàng)正確;狼在食物鏈綠色植物→野兔(鹿)→狼中,云豹在食物鏈綠色植物→野兔(鹿)→云豹中,均屬于第三營(yíng)養(yǎng)級(jí),C項(xiàng)正確;過(guò)度捕殺鷹,會(huì)破壞生態(tài)平衡,對(duì)該食物網(wǎng)影響最大的是綠色植物,因?yàn)樯a(chǎn)者是生態(tài)系統(tǒng)的主要成分,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.(2022山東德州期末)下圖為某草原生態(tài)系統(tǒng)部分生物構(gòu)成的食物網(wǎng)簡(jiǎn)圖,下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A.蛇位于第三、四營(yíng)養(yǎng)級(jí),除去蛇后鷹的數(shù)量可能增加B.草原放牧過(guò)程中,要適當(dāng)控制兔、鼠、蝗蟲(chóng)的數(shù)量C.該生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到平衡時(shí),各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的個(gè)體總數(shù)不再變化D.土壤中的鉛、汞等重金屬,隨食物鏈在鷹、家畜體內(nèi)富集答案

C

解析

蛇位于第三、四營(yíng)養(yǎng)級(jí),除去蛇后,鷹所處的營(yíng)養(yǎng)級(jí)降低,損耗的能量減少,數(shù)量可能增加,A項(xiàng)正確;草原放牧過(guò)程中,要適當(dāng)控制兔、鼠、蝗蟲(chóng)的數(shù)量,它們都以第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)綠色植物為食,數(shù)量太多,容易造成生態(tài)系統(tǒng)崩潰,B項(xiàng)正確;該生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到平衡時(shí),各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的個(gè)體總數(shù)處于動(dòng)態(tài)變化之中,C項(xiàng)錯(cuò)誤;鉛、汞等重金屬在食物鏈中具有富集現(xiàn)象,營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高,體內(nèi)含量越多,D項(xiàng)正確。3.(2022北京順義期末)下圖是某海洋生態(tài)系統(tǒng)的部分生物,該生態(tài)系統(tǒng)中植物固定太陽(yáng)能的量隨水深增加而下降。下列敘述正確的是(

)A.在海底沒(méi)有進(jìn)行光合作用的浮游植物B.魚(yú)類(lèi)在食物鏈中只是次級(jí)消費(fèi)者,屬于第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)C.影響植物固定太陽(yáng)能的量的主要非生物因素是溫度D.此生態(tài)系統(tǒng)中浮游植物、浮游動(dòng)物、魚(yú)類(lèi)、腐食性生物構(gòu)成一條食物鏈答案

A

解析

海底缺乏光照,沒(méi)有進(jìn)行光合作用的浮游植物,A項(xiàng)正確;圖中魚(yú)類(lèi)是雜食性的,在食物鏈中可以是初級(jí)消費(fèi)者或次級(jí)消費(fèi)者等,可屬于第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)或第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)等,B項(xiàng)錯(cuò)誤;該生態(tài)系統(tǒng)中植物固定太陽(yáng)能的量隨水深增加而下降,影響植物固定太陽(yáng)能的量的主要非生物因素是光照,C項(xiàng)錯(cuò)誤;此生態(tài)系統(tǒng)中浮游植物、浮游動(dòng)物、魚(yú)類(lèi)構(gòu)成食物網(wǎng),腐食性生物、細(xì)菌和真菌是分解者,不參與構(gòu)成捕食食物鏈,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2——能量流動(dòng)分析、計(jì)算知識(shí)必備1.能量傳遞效率的相關(guān)“最值”計(jì)算(1)食物鏈越短,最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得的能量越多。(2)生物間的取食關(guān)系越簡(jiǎn)單,生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)過(guò)程中消耗的能量越少。具體計(jì)算方法如下:知低營(yíng)養(yǎng)級(jí)求高營(yíng)養(yǎng)級(jí)知高營(yíng)養(yǎng)級(jí)求低營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲能量最多選最短食物鏈,按×20%計(jì)算需能量最多選最長(zhǎng)食物鏈,按÷10%計(jì)算獲能量最少選最長(zhǎng)食物鏈,按×10%計(jì)算需能量最少選最短食物鏈,按÷20%計(jì)算2.能量傳遞效率的有關(guān)“定值”計(jì)算(1)已確定營(yíng)養(yǎng)級(jí)間能量傳遞效率的,不能按“最值法”計(jì)算,而需按具體數(shù)值計(jì)算。例如,在食物鏈A→B→C→D中,能量傳遞效率分別為a%、b%、c%,若A的能量為M,則D獲得的能量為M×a%×b%×c%。(2)如果是在食物網(wǎng)中,某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同時(shí)從上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)多種生物獲得能量,且各途徑所獲得的生物量比例確定,則按照各單獨(dú)的食物鏈進(jìn)行計(jì)算后合并。專(zhuān)項(xiàng)突破典例.(2022福建期末)圖甲為某生態(tài)系統(tǒng)中部分生物構(gòu)成的食物網(wǎng)。圖乙虛線(xiàn)方框內(nèi)表示一個(gè)生態(tài)系統(tǒng),箭頭表示該生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的一般性模型。回答下列問(wèn)題。(1)圖1中共有

條食物鏈,其中北極狐和雷鳥(niǎo)之間存在明顯的種間關(guān)系是

。

(2)假如北極狐的食物1/2來(lái)自雷鳥(niǎo),1/8來(lái)自植物,且該系統(tǒng)能量從生產(chǎn)者到消費(fèi)者的傳遞效率為10%,從消費(fèi)者到消費(fèi)者的能量傳遞效率為20%,如果一定時(shí)期內(nèi),北極狐種群增加的能量為80kJ,若不考慮其他變化的影響,則需要植物的能量是

kJ。

(3)圖2中C代表生態(tài)系統(tǒng)成分中的

。在生態(tài)系統(tǒng)中它的作用是

。

(4)下表表示圖乙生態(tài)系統(tǒng)在一年中的能量流動(dòng)情況。

成分同化總量/×106

J現(xiàn)存?zhèn)€體中的能量/×106

J呼吸消耗量/×106

JA900200700B1002575C15213D18612生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的特點(diǎn)是

,分析上表可知,流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為

J,從第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率為

。從能量輸入和輸出來(lái)看,該生態(tài)系統(tǒng)中生物體內(nèi)的總能量是否增加?

。

(5)對(duì)于湖泊生態(tài)系統(tǒng),為有效地防止該淡水湖出現(xiàn)水華現(xiàn)象,生態(tài)學(xué)家建議在湖邊淺水區(qū)適量種植挺水植物(如荷花等),請(qǐng)分析此建議的生態(tài)學(xué)依據(jù)。

。

答案

(1)5捕食和種間競(jìng)爭(zhēng)(2)3600

(3)分解者能將動(dòng)植物遺體和動(dòng)物的排遺物分解成無(wú)機(jī)物(4)單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減9×108

18%增加(5)由于挺水植物(荷花)較高,在競(jìng)爭(zhēng)光能中占優(yōu)勢(shì)(爭(zhēng)奪陽(yáng)光、無(wú)機(jī)鹽等),故能調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)關(guān)系,防止水華現(xiàn)象(或使能量最大限度流向?qū)θ祟?lèi)有益的方向)解析

(1)每條食物鏈都是從生產(chǎn)者開(kāi)始,一直到本食物鏈最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)結(jié)束。圖1中共有5條食物鏈。圖1有食物鏈:植物→雷鳥(niǎo)→北極狐、植物→北極狐,可知北極狐和雷鳥(niǎo)之間有明顯的捕食和種間競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。(2)假如北極狐的食物1/2來(lái)自雷鳥(niǎo),1/8來(lái)自植物,則3/8來(lái)自雪兔,且該系統(tǒng)能量從生產(chǎn)者到消費(fèi)者的傳遞效率為10%,從消費(fèi)者到消費(fèi)者的能量傳遞效率為20%,如果北極狐種群增加的能量為80

kJ,若不考慮其他變化的影響,北極狐通過(guò)各條食物鏈獲得的能量所需植物的量依次為,植物→北極狐:

80×1/8÷10%=100(kJ),植物→雷鳥(niǎo)→北極狐:80×1/2÷20%÷10%=2

000(kJ),植物→雪兔→北極狐:80×3/8÷20%÷10%=1

500(kJ),則需要植物的能量是3

600

kJ。(3)A、B、D都有能量流向C,表示C能分解植物的殘枝敗葉和動(dòng)物的遺體,故C為分解者。(4)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的特點(diǎn)是單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減。分析表格可知流入生態(tài)系統(tǒng)的總能量為生產(chǎn)者所固定的太陽(yáng)能,即植物的同化量,可判定流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為9×108

J。15×106

J為分解者的同化量,那么18×106

J即為第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量,能量傳遞效率是上下兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間同化量之比,即(18×106)÷(100×106)×100%=18%。流入生態(tài)系統(tǒng)的總能量900×106

J大于所有生物呼吸所消耗的能量(700+75+13+12)×106

J,所以該生態(tài)系統(tǒng)中生物體內(nèi)總能量增加。(5)由于挺水植物(荷花)較高,在競(jìng)爭(zhēng)光能中占優(yōu)勢(shì)(爭(zhēng)奪陽(yáng)光、無(wú)機(jī)鹽等),故能調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)關(guān)系,有效地防止該淡水湖出現(xiàn)水華現(xiàn)象。解題指引

專(zhuān)項(xiàng)訓(xùn)練1.(2022河南月考)某生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)過(guò)程簡(jiǎn)圖如下圖所示,圖中標(biāo)出了甲、乙、丙3個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物能量的同化量、呼吸量(109kJ/a)?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)生物甲積累的有機(jī)物中的能量有兩個(gè)去向:流入下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)、

。生物乙、丙在該生態(tài)系統(tǒng)中的作用是

(答出兩點(diǎn))。

(2)在該生態(tài)系統(tǒng)中,人們往往進(jìn)行除蟲(chóng)、除草、滅鼠等操作,從能量流動(dòng)的角度來(lái)看,這樣做的意義是

。

(3)從能量驅(qū)動(dòng)的角度分析,該生態(tài)系統(tǒng)中第二、三營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量傳遞效率為

(保留一位小數(shù))。在生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能不變的情況下,若甲的部分能量直接流入丙中,則丙的環(huán)境容納量將

,原因是

。

(4)圖示過(guò)程體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)具有

的特點(diǎn)。

答案

(1)被分解者利用(流向分解者)加快生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)、有助于植物的傳粉和種子的傳播(2)合理調(diào)整能量流動(dòng)關(guān)系,使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟?lèi)最有益的部位(3)20.9%增加終級(jí)消費(fèi)者的營(yíng)養(yǎng)級(jí)降低,其獲得的能量增多(或者食物鏈縮短,能量流動(dòng)過(guò)程中損失減少,終級(jí)消費(fèi)者獲得的能量增多)

(4)單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減解析

(1)甲為生產(chǎn)者,其積累的有機(jī)物中的能量有兩個(gè)去向:流入下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)、被分解者利用(流向分解者)。生物乙、丙是消費(fèi)者,在該生態(tài)系統(tǒng)中的作用是加快生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán),有助于植物的傳粉和種子的傳播。(2)在該生態(tài)系統(tǒng)中,人們往往進(jìn)行除蟲(chóng)、除草、滅鼠等操作,從能量流動(dòng)的角度來(lái)看,這樣做的意義是合理調(diào)整能量流動(dòng)關(guān)系,使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟?lèi)最有益的部位。(3)從能量驅(qū)動(dòng)的角度分析,該生態(tài)系統(tǒng)中第二、三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率為第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量/第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量×100%=(90+122)÷1

015×100%

≈20.9%。在生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能不變的情況下,若甲的部分能量直接流入丙中,則丙的環(huán)境容納量將增加,原因是終級(jí)消費(fèi)者的營(yíng)養(yǎng)級(jí)降低,其獲得的能量增多,或者食物鏈縮短,能量流動(dòng)過(guò)程中損失減少,終級(jí)消費(fèi)者獲得的能量增多。(4)乙獲得的能量只有1

015×109

kJ,丙獲得的能量只有212×109

kJ,且不能反向流動(dòng),所以圖示過(guò)程體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)具有單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減的特點(diǎn)。2.某小型湖泊旁邊有很多荒地,下圖1表示某荒地在春季時(shí)主要生物之間的食物關(guān)系,圖2是圖1相應(yīng)的能量金字塔。(1)在圖1中,鳥(niǎo)與昆蟲(chóng)的關(guān)系屬于

,蛇在圖2中屬于

(字母)營(yíng)養(yǎng)級(jí)層次。

(2)由于新農(nóng)村建設(shè)在此選址修建,部分荒地或被房屋、道路代替,或被用于種植、放牧,使群落結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化,這種群落演替的類(lèi)型是

。

(3)生態(tài)學(xué)家對(duì)圖1中“植被→鼠→蛇”這條食物鏈能量流動(dòng)進(jìn)行了研究,結(jié)果如下表,單位是J/(hm2·a)。能量從鼠傳遞到蛇的效率是

。

植物鼠蛇固定的太陽(yáng)能攝入量同化量呼吸量攝入量同化量呼吸量2.45×10111.05×1097.50×1087.15×1082.44×1072.25×1072.18×107(4)鼠同化的能量中只有3%~5%用于

,其余在呼吸作用中以熱能形式散失。

答案

(1)捕食和種間競(jìng)爭(zhēng)A、B

(2)次生演替(3)3%

(4)自身生長(zhǎng)發(fā)育、繁殖解析

(1)鳥(niǎo)和昆蟲(chóng)都捕食生產(chǎn)者,二者為種間競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,鳥(niǎo)還捕食昆蟲(chóng),存在捕食關(guān)系。圖1中蛇屬于第三或第四營(yíng)養(yǎng)級(jí),對(duì)應(yīng)圖2中B、A營(yíng)養(yǎng)級(jí)層次。(2)由于新農(nóng)村建設(shè)在此選址修建,部分荒地或被房屋、道路代替,或被用于種植、放牧,使群落結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化,原有植被雖已不存在,但原有土壤條件基本保留,甚至還留下了