高考生物一轮复习讲义-第9单元第6课时生态系统的能量流动.docx
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1、第6课时生态系统的能量流动目标要求生态系统中能量流动的基本规律及应用。1能量流动的概念理解源于必修3 P94“思考与讨论”:生态系统中的能量流动和转化遵循能量守恒定律。流入生态系统的能量一部分储存在生物体有机物中,而另一部分通过生物的呼吸作用以热能的形式散失至无机环境中,两部分之和与流入生态系统的能量相等(填“相等”或“不相等”)。2第一营养级能量流动提醒生产者固定的太阳能即第一营养级的同化量,一部分能量用于呼吸消耗,余下的用于自身的生长、发育和繁殖,即积累有机物中的能量。3第二营养级及其后营养级能量流动(1)由上图分析可知输入该营养级的总能量是指图中的b(填字母)。粪便中的能量(c)不属于(
2、填“属于”或“不属于”)该营养级同化的能量,应为上一个营养级同化的能量中流向分解者的部分。初级消费者同化的能量(b)呼吸作用以热能的形式散失的能量(d)用于生长、发育和繁殖的能量(e)。生长、发育和繁殖的能量(e)分解者利用的能量(fc)下一营养级同化的能量(i)未被利用的能量(j)。(2)总结:摄入量同化量粪便量。其中最高营养级无(填序号)。思考一种蜣螂专以大象粪为食,则该种蜣螂最多能获取多少大象的同化量?为什么?提示0;因为大象摄入量大象同化量大象粪便量(上一营养级同化量)。源于必修3 P94“图56”:在一定时间内,某生态系统中全部生产者固定的能量值为a,全部消费者所获得的能量值为b,全
3、部分解者所获得的能量值为c,则abc(填“”“”或“”)。易错提醒(1)能量流动过程的“一来二去”模型说明:A是初级消费者摄入量;B是初级消费者同化量;C是用于自身生长发育和繁殖量;D是次级消费者摄入量。初级消费者摄入量同化量粪便量。同化量呼吸作用散失的能量用于生长发育和繁殖量。生长发育和繁殖量遗体残骸次级消费者摄入量。(2)能量流动过程的“一来三去”模型说明:D、E、F分别代表第一、第二、第三营养级同化量。三条去路(最高营养级除外):呼吸作用散失、流入下一个营养级、分解者利用。(3)能量流动过程的“一来四去”模型说明:D、E、F分别代表第一、第二、第三营养级同化量。四条去路(最高营养级除外)
4、:呼吸作用散失、流入下一个营养级、分解者利用、未利用。 4.能量流动的特点(1)5能量流动的相关计算(1)在食物网中,能量传递效率不是以个体或种群为单位的,而是以营养级为单位的,如对于食物网,由第一营养级到第二营养级的能量传递效率是指(BC)同化的总能量占A同化的总能量的10%20%。(2)求最高营养级获得能量的“最大值”或“最小值”在一条食物链中,若生产者(第一营养级)能量为100%,那么第n营养级获得的能量最多为(20%)n1,最少为(10%)n1。在多条食物链中,最高营养级从不同渠道得到的能量比不定,已知较低营养级生物的能量,求较高营养级生物获得的能量:知低营养级 求高营养级(3)求最低
5、营养级消耗量的“至少”或“最多”如一条食物链共有n个营养级,则第n营养级生物每增加1 kg体重:a“至少”需要消耗的生产者的量:5n1。b“最多”需要消耗的生产者的量:10n1。在多条食物链中,若已知较高营养级生物的能量,求所需较低营养级生物的能量:(4)关于“定值”的计算在食物网中,某一营养级同时从上一个营养级的多种生物中按一定比例获取能量,则按照单独的食物链进行计算后再合并。思考有一食物网如下图所示。假如鹰的食物2/5来自兔子,2/5来自老鼠,其余来自蛇,那么鹰要增加20 g体重,最多消耗植物多少克?提示分别计算三条食物链消耗植物的质量:如下图:相加为5 600 g,故最多消耗植物5 60
6、0 g。6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形状每一阶含义每一营养级生物所含能量的多少每一营养级生物个体的数量每一营养级生物所容纳的有机物总干重象征含义能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特点一般情况下,生物个体数量在食物链中随营养级升高而逐级递减一般情况下,生物量随营养级升高而逐级递减特征上窄下宽的正金字塔形一般为正金字塔形,但可能出现“倒置”,如“树昆虫鸟”一般为正金字塔形7.研究能量流动的实践意义(1)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。(2)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。源于必修3 P
7、97“调查”:(1)稻田中次级消费者对水稻生长利大于(填“大于”或“小于”)害。农民通过禁捕或适量放养等措施,实现生态农业的目标。(2)人们主要通过合理密植的方法提高作物的光能利用效率。考向一能量流动的过程1如图表示在某生态系统中,能量流经第二营养级的示意图。下列对该图分析不合理的是()A能量流动是伴随着物质利用进行的B图中甲为初级消费者同化的能量C该图不够完善,缺少甲中因呼吸作用以热能形式散失的能量D乙比甲的能量少的原因主要是甲的遗体残骸中的能量被分解者利用而未传递下去答案D解析在生态系统的能量流动过程中,物质是能量流动的载体,能量是物质循环的动力,能量流动是伴随着物质利用而进行的,A正确;
8、该图不够完善,没有标出甲中因呼吸作用散失的能量,C正确;乙比甲的能量少的主要原因是呼吸作用消耗了很多的能量,D错误。2(2023宁夏固原高三检测)如图为生态系统中能量流动的部分示意图(字母表示能量),下列叙述正确的是()A图中bhcdefB缩短食物链可以提高能量传递效率C“草兔狼”这一食物链中,狼粪便中的能量属于dD生产者与初级消费者之间的能量传递效率为b/a100%答案C解析题图中bhc,A错误;缩短食物链可以减少能量的损耗,但无法提高能量传递效率,B错误;“草兔狼”这一食物链中,狼粪便中的能量属于上一个营养级(兔)的同化量中用于生长、发育和繁殖的能量d,C正确;生产者与初级消费者之间的能量
9、传递效率为初级消费者同化的能量/生产者固定的能量(bh)/a100%,D错误。考向二能量流动的特点及应用3我国珠江三角洲某地桑基鱼塘的能量流动简图如下。据图判断以下说法错误的是()A输入该生态系统的总能量大于植物实际光合量之和B植物到蚕和鱼的能量传递效率小于蚕和鱼同化量与植物实际光合量之比C鱼同化的能量可通过自身的遗体残骸和粪便流向分解者D生产中用蚕粪喂鱼和塘泥肥田能够实现物质的循环利用答案C解析因为该生态系统有鱼饲料等人工输入能量,所以输入该生态系统的总能量大于植物实际光合量之和,A正确;鱼同化量中有鱼饲料中含有的能量,故植物到蚕和鱼的能量传递效率小于蚕和鱼同化量与植物实际光合量之比,B正确
10、;鱼粪便中的能量属于上一营养级的同化量,C错误。4下列关于生态系统能量流动的原理在实践中的应用的叙述,错误的是()A除虫除草可以让农田生态系统中的能量流向对人类更有意义的部分B多途径利用农作物可以实现对生态系统中能量的多级利用C根据草场能量流动的特点,可以合理确定草场的载畜量,从而保持畜产品的持续高产D“桑基鱼塘”的生产方式,在桑、蚕、鱼之间形成良性循环,将提高能量传递效率答案D解析“桑基鱼塘”的生产方式,在桑、蚕、鱼之间形成良性循环,使物质和能量得到多级利用,提高了整体的能量利用率,但不能提高能量传递效率。考向三能量流动的有关计算5如图表示能量流经某生态系统第二营养级示意图单位:J/(cm2
11、a)。据图分析,下列有关说法正确的是()A该生态系统第一营养级同化的能量至少为400 J/(cm2a)B第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量是100 J/(cm2a)C能量由第二营养级到第三营养级的传递效率是15%D该生态系统第三营养级同化的能量是15 J/(cm2a)答案A解析生态系统中能量在相邻两个营养级之间的传递效率大约是10%20%,由于题目所问为“至少”,因此,选用20%进行计算,第一营养级同化的能量为:第二营养级同化量/传递效率(10020)/20%400J/(cm2a),A正确;由图可知,第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量是30 J/(cm2a),B错误;能量由第二营养级到第三
12、营养级的传递效率为第三营养级同化量/第二营养级同化量,该生态系统第三营养级的摄入量为15 J/(cm2a),但不知道其粪便量,同化量也并未在图中给出,因此传递效率无法计算,C、D错误。6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 kg C4 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%)25
13、0(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)。1(2021浙江6月选考,7)下列关于生态金字塔的叙述,正确的是()A生态金字塔显示了各营养级之间的数量关系B生态金字塔中每个营养级的生物均属于同一食物链C生态金字塔中的营养级均按其所占的数值大小依次排列D生态金字塔可分别以个体数量、生产量和能量为指标绘制答案A解析生态金字塔中每个营养级的生物均属于食物网的同一营养级,但不属于同一条食物链,B错误;生态金字塔通常都是下宽上窄的正金字塔图形,但也有倒金字塔的,如英吉利海峡的浮游植物与浮游动物和底栖动物的生物量金字塔,故生态金字塔中的营养级并非均
14、按其所占的数值大小依次排列,C错误;生态金字塔可采用生物量单位、个体数量单位和能量单位,故可分别以生物量、个体数量和能量为指标绘制,并非生产量,D错误。2(2022浙江6月选考,20)生态系统的营养结构是物质循环和能量流动的主要途径。下列叙述错误的是()A调查生物群落内各物种之间的取食与被取食关系,可构建食物链B整合调查所得的全部食物链,可构建营养关系更为复杂的食物网C归类各食物链中处于相同环节的所有物种,可构建相应的营养级D测算主要食物链各环节的能量值,可构建生态系统的能量金字塔答案D解析生物群落中各物种间通过捕食关系建立食物链,A正确;错综复杂的食物链构成食物网,B正确;营养级是指物种在食
15、物链中的位置,C正确;测算全部食物链各环节的能量值,可构建生态系统的能量金字塔,D错误。3(2018海南,20)某地在建设池塘时,设计了如图所示的食物网,鲫鱼和鲢鱼生活在不同水层。关于该池塘生态系统的叙述,下列错误的是()A鲫鱼既是初级消费者又是次级消费者B消耗等量藻类时,鳜鱼的生长量少于鲢鱼C通气可促进水体中生物残骸分解为无机物D藻类固定的能量小于流入次级消费者的能量答案D解析鳜鱼的营养级比鲢鱼高,故消耗等量藻类时,鳜鱼的生长量少于鲢鱼,B正确;通气有利于水体中分解者的呼吸作用,促进残骸分解为无机物,C正确;藻类固定的能量大于流入次级消费者的能量,D错误。4(2020全国,31)假设某种蓝藻
16、(A)是某湖泊中唯一的生产者,其密度极大,使湖水能见度降低。某种动物(B)是该湖泊中唯一的消费者。回答下列问题:(1)该湖泊水体中A种群密度极大的可能原因是_(答出2点即可)。(2)画出该湖泊生态系统能量流动的示意图。(3)假设该湖泊中引入一种仅以A为食的动物(C)后,C种群能够迅速壮大,则C和B的种间关系是_。答案(1)水体富营养化;没有其他生产者的竞争(2)如图所示(3)竞争解析(1)若水体中N、P等元素含量高,则蓝藻会大量繁殖,即水体富营养化,又因为没有其他生产者与其竞争,所以该种蓝藻种群密度极大,使湖水能见度降低。(2)生态系统的能量流动示意图需体现能量的来源、各营养级能量的去向(见答
17、案)。(3)因该湖泊中B以A为食,在引入仅以A为食的动物C后,C与B之间是竞争的关系,且C的竞争力较强,使C种群能够迅速壮大。5(2021山东,24)海水立体养殖中,表层养殖海带等大型藻类,海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎,底层养殖以底栖微藻、生物残体残骸等为食的海参。某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图如下,M、N表示营养级。(1)估算海参种群密度时常用样方法,原因是_。(2)图中M用于生长、发育和繁殖的能量为_kJ/(m2a)。由M到N的能量传递效率为_%(保留一位小数),该生态系统中的能量_(填“能”或“不能”)在M和遗体残骸间循环流动。(3)养殖的海带数量过多,造成牡蛎减产,从
18、生物群落的角度分析,原因是_。(4)海水立体养殖模式运用了群落的空间结构原理,依据这一原理进行海水立体养殖的优点是_。在构建海水立体养殖生态系统时,需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素,从而确定每种生物之间的合适比例,这样做的目的是_。答案(1)海参活动能力弱,活动范围小(2)2 4886.3不能(3)由于海带的竞争,浮游植物数量下降,牡蛎的食物减少,产量降低(4)能充分利用空间和资源维持生态系统的稳定性,保持养殖产品的持续高产(或实现生态效益和经济效益的可持续发展)解析(2)生长、发育和繁殖的能量同化的能量呼吸作用消耗的能量3 2812 8263 6192 488 kJ/(m2a);
19、由 M到N的能量传递效率为386(32812826)100%6.3%,能量流动的方向是单向的,不能循环。(3)牡蛎以浮游植物为食,由于海带的竞争,浮游植物数量下降,牡蛎的食物减少,所以产量降低。(4)海水立体养殖利用了群落结构的特点,优点是能充分利用空间和资源;由于空间和资源是有限的,所以在构建海水立体养殖生态系统时,需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素,从而确定每种生物之间的合适比例,维持生态系统的稳定性,保持养殖产品的持续高产。6(2019江苏,26)图1是某生态系统部分生物关系示意图。请回答下列问题:(1)生态系统最基本的生物成分是_。图1由乔木、草本植物、蝗虫、蜘蛛和杂食性鸟构
20、成的食物网中,杂食性鸟分别处于第_营养级。(2)从图1所示的营养关系分析,属于分解者的有_。有机碎屑被彻底分解产生的_(至少写出两类)等供生态系统循环利用。(3)由于乔木的遮挡程度不同,导致了不同区域地表的草本植物、真菌等生物种类和数量有一定差异,地表生物的这种区域差异分布体现了群落具有_结构。(4)下列属于该区域东亚飞蝗种群基本特征的有_(填序号)。空间分布迁入率互利共生物种丰富度种群密度(5)图2是图1生态系统中某两个营养级(甲、乙)的能量流动示意图,其中ae表示能量值。乙粪便中食物残渣的能量包含在_(填图2中字母)中,乙用于生长、发育及繁殖的能量值可表示为_(用图2中字母和计算符号表示)
21、。答案(1)生产者二、三、四(2)大型真菌、跳虫无机盐、CO2、H2O(3)水平(4)(5)cab解析(1)在生态系统中,生产者是自养生物,主要是绿色植物。生产者可以通过光合作用,把太阳能固定在它们所制造的有机物中,太阳能变成化学能从而可以被生物所利用,因此生产者可以说是生态系统的基石,是生态系统的主要成分。杂食性鸟以草本植物等生产者为食处于第二营养级,以蝗虫为食处于第三营养级,以蜘蛛为食处于第四营养级。(2)生态系统的分解者能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物,图1中的大型真菌和跳虫属于分解者,它们可以将有机碎屑分解成CO2、H2O和无机盐被生产者重新利用。(3)群落的水平结构是指由于地
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