2021高三生物人教版一轮学案：第31讲　生态系统的结构　生态系统的能量流动 Word版含解析

2021高三生物人教版一轮学案：第31讲　生态系统的结构　生态系统的能量流动 Word版含解析

www.ks5u.com 第31讲　生态系统的结构　生态系统的能量流动 最新考纲 高频考点 核心素养 ‎1.生态系统的结构(Ⅰ)‎ ‎2．生态系统中能量流动的基本规律及应用(Ⅱ)‎ ‎1.生态系统成分的判断、食物链和食物网中生物数量变化分析 ‎2．能量流动的特点和能量传递效率的计算及在生产中的作用 ‎1.生命观念——结构与功能观：生态系统属于生命系统，具有特定的结构，能保持相对稳定 ‎2．科学思维——分析与综合：分析各生态系统组分及功能；分析能量流动过程，总结能量流动特点 考点1　生态系统的结构分析 一、生态系统的概念和结构 ‎1．生态系统的概念 由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。地球上最大的生态系统是生物圈。‎ ‎2．生态系统的结构 二、生态系统的组成成分 ‎1．组成成分：非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者。‎ ‎2．各生物成分比较 三、生态系统的营养结构——食物链和食物网 ‎1．食物链 ‎(1)概念：生态系统中各生物之间由于食物关系形成的一种联系。‎ ‎(2)表现形式：起点总是生产者，终点是不被其他动物所食的动物(最高营养级)。不含分解者和非生物的物质和能量。‎ ‎(3)营养级：一般不超过5个营养级。‎ ‎(4)某一营养级的生物所代表的是该营养级的所有生物 ‎，不代表单个生物个体，也不一定是一个物种。‎ ‎2．食物网 ‎(1)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。‎ ‎(2)形成原因：生态系统中，一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物，而一种植食性动物既可能吃多种植物，也可能被多种肉食性动物所食。‎ ‎(3)食物网中各类生物关系：捕食和竞争。‎ ‎(4)特点：同一种消费者在不同的食物链中，可以占据不同的营养级。‎ ‎(5)食物链和食物网是生态系统物质循环和能量流动的渠道。‎ 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎1．河流中所有生物和无机环境共同组成河流生态系统。(　√　)‎ ‎2．土壤中的硝化细菌是异养生物，因而不属于生产者。(　×　)‎ ‎3．生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大。(　×　)‎ ‎4．生产者都是自养生物，但未必都是植物；消费者营异养生活，但未必都是动物。(　√　)‎ ‎5．在生态系统的营养结构中，食物网可使每种生物都限定在一条食物链的固定位置上。(　×　)‎ ‎6．食物链和食物网是生态系统能量流动和物质循环的主渠道，是生态系统维持相对稳定的重要条件。(　√　)‎ ‎7．一个完整生态系统的结构应包括生物群落及其无机环境。(　×　)‎ 提示：‎ 生态系统的结构包括两个方面：一是组成成分，包括非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者；二是营养结构，包括食物链和食物网。营养结构和非生物的物质和能量是考生最易遗漏的知识点。‎ ‎8．细菌都是分解者，但分解者并不都是细菌。(　×　)‎ ‎9．在捕食食物链中，食物链的起点总是生产者，占据最高营养级的是不被其他动物捕食的动物。(　√　)‎ 提示：高中生物中的食物链，实际上是捕食食物链，它是由生产者和消费者通过捕食关系形成的，不包括分解者、寄生生物，也不包括非生物的物质和能量。‎ ‎10．自养型生物一定都是生产者；腐生型生物一定都是分解者；生产者一定处于第一营养级。(　√　)‎ ‎1．(必修3P88“旁栏思考题”改编)一个动物园中全部动物是一个系统吗？全部动物和植物呢？为什么？‎ 提示：动物园中的全部动物不能说是一个系统，因为不同种动物是分开饲养的，彼此之间没有内在联系和相互影响，不是一个有机的整体。同理，动物园中的全部动物和植物也不是一个系统。‎ ‎2．(必修3P92拓展题改编)在农田、果园等人工生态系统中，可否通过增加或延长食物链，提高生态系统稳定性并获得更多产品？为什么？‎ 提示：可以。农田和果园等人工生态系统食物链单一，自身稳定性差，易受病虫害破坏。通过研究生物之间的相互关系，增加或延长食物链，使之成为立体农田和立体果园，可以提高生态系统的稳定性，同时获得更多的产品。例如，水田养鱼、果园养鸡等。‎ ‎ 某岛屿居民与该岛上的植物、兔、鼠、鼬和鹰构成的食物网如下图，据图分析下列问题：‎ ‎(1)该食物网中，共有6条食物链。‎ ‎(2)鹰与鼬的种间关系是捕食和竞争。‎ ‎(3)此食物网没有表示出的生态系统成分是非生物的物质和能量、分解者。‎ ‎(4)通常情况下，寄生在鼠身上的跳蚤对鼠种群数量的影响小于(填“大于”“小于”或“相当于”)鼬对鼠种群数量的影响。‎ ‎●考向突破1　生态系统的各组分及关系 ‎1．(2020·山东济宁一中高三质检)下列关于生态系统成分中生物部分的叙述，正确的是(　A　)‎ A．生产者可以是真核生物，也可以是原核生物，但都是自养型生物 B．动物都属于消费者，其中食草动物处于第二营养级 C．细菌都属于分解者，其异化作用类型有需氧型和厌氧型两类 D．生产者和分解者之间都是直接联系的，消费者可有可无 解析：生产者可以是真核生物，也可以是原核生物，但都是自养型生物，A正确；有些动物属于分解者，如蜣螂等，B错误；有些细菌属于生产者，如硝化细菌等，C错误；在生态系统的成分中，消费者可加速生态系统的物质循环等，D错误。‎ ‎2．(2020·辽宁锦州检测)下列有关生态系统成分的叙述，正确的是(　C　)‎ 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、水分、空气、细菌等 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，如硝化细菌不可以进行光合作用，但能进行化能合成作用；动物不一定都是消费者，如蚯蚓属于分解者；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，返回无机环境；非生物的物质和能量主要包括阳光、水分、空气、无机盐等，细菌是生物，不属于非生物的物质和能量。‎ ‎3．(2020·山西省实验中学质检)在美国西海岸的一个基岩质海岸的潮间带栖息着藤壶、贻贝、帽贝和石鳖等几种动物，这些动物被海星所捕食。科学家将海星从实验小区中移除一段时间后，调查小区中被捕食物种的数量由15种迅速下降到8种，同时发现藤壶和贻贝种群数量明显增加。下列相关叙述错误的是(　A　)‎ A．小区中藤壶、贻贝、帽贝和石鳖等动物构成一个生物群落 B．海星可以位于第三营养级 C．海星移除后，小区物种数量下降的原因是被捕食者之间竞争加剧 D．实验结果说明捕食者的存在有利于维持生态系统物种多样性 解析：生物群落是一定时间内，一定区域的全部生物，包括动物、植物和微生物，而A项所给的只是一部分动物，A错误；海星以藤壶、贻贝、帽贝和石鳖等几种动物为食，可以是第三营养级，B正确；海星移除后，“小区中被捕食物种的数量由15种迅速下降到8种，同时发现藤壶和贻贝种群数量明显增加”，说明被捕食者之间竞争加剧，而藤壶和贻贝在竞争中获胜，C正确；海星移除后，“小区中被捕食物种的数量由15种迅速下降到8种”，说明捕食者的存在有利于维持生态系统物种多样性，D正确。‎ 整合提升 生态系统成分的判断方法 ‎(1)根据生物类型判断生态系统的成分 ‎①“自养型生物”＝“生产者”，即包括光能自养生物(包括绿色植物和蓝藻等)和化能自养生物(包括硝化细菌、硫细菌、铁细菌等)。‎ ‎②“捕食异养或寄生异养型生物”＝“消费者”‎ ‎，其不能直接把无机物合成有机物，而是以捕食或寄生方式获取现成的有机物来维持生活。‎ ‎③“腐生异养型生物”＝“分解者”，其是能把动植物的遗体、残枝败叶转变成无机物的腐生生物，也包括少数的动物(如蚯蚓等)。‎ ‎(2)根据结构图(下图)判断生态系统的成分，先根据双向箭头确定D、C为“非生物的物质和能量”和“生产者”，则A、B为消费者和分解者；再根据出入箭头数量的多少进一步判断，在D、C中指出箭头多的D为“生产者”，指入箭头多的C为“非生物的物质和能量”，最后根据D→A→B，确定A为消费者、B为分解者。‎ ‎●考向突破2　食物链和食物网的结构分析 ‎4．(2020·江苏盐城阜宁模拟)如图表示生态系统中的食物网，下列相关叙述正确的是(　C　)‎ A．该食物网中共有6条食物链 B．该食物网中的所有生物构成生物群落 C．蝗虫和老鼠在不同食物链中都属于同一营养级 D．若老鼠全部死亡消失，对狼的影响比对猫头鹰显著 解析：食物链的起点是草，终点是不被其他营养级捕食的生物，则该食物链共有5条，故A项错误；食物网中只包括生产者和消费者，构成生物群落还应该包括分解者，故B项错误；蝗虫和老鼠都位于第二营养级，属于初级消费者，故C项正确；猫头鹰的食物来源只有老鼠，狼的食物来源有浣熊、鹿和老鼠，若老鼠全部死亡消失，对狼的影响比对猫头鹰小，故D项错误。‎ ‎5.如果一个生态系统有四种生物，并构成一条食物链。在某一时间分别测得这四种生物(甲、乙、丙、丁)所含有机物的总量，如图所示。在一段时间内，如果乙的种群数量增加，则会引起(　D　)‎ A．甲、丁的种群数量增加，丙的种群数量下降 B．甲、丙、丁的种群数量均增加 C．甲、丁的种群数量下降，丙的种群数量增加 D．甲的种群数量下降，丙、丁的种群数量增加 解析：能量流动的特点：单向流动、逐级递减，所以题图所示甲、乙、丙、丁四种生物之间的食物关系为：丙→甲→乙→丁。当乙的数量增加时，因乙是以甲为食的，所以甲由于天敌增加，数量就会相应下降；由于甲是以丙为食，甲是丙的天敌，丙的天敌数量减少其数量就增加；又由于丁是以乙为食，乙的数量增加，导致丁因食物充足而数量增加。‎ ‎6．(2020·河南商丘九校模拟)林木覆盖度高的草原上，无刺的合欢树分布较多；林木覆盖度低的草原上，有刺的合欢树分布较多。羚羊相对更喜爱取食无刺合欢树的叶片。在林木覆盖度低的草原上，羚羊能够更早地发现并躲避野狗等掠食动物的伏击。据此分析，下列叙述不正确的是(　C　)‎ A．合欢树、羚羊和野狗构成一条食物链 B．有刺有利于合欢树抵御羚羊的取食 C．林木覆盖度高的草原羚羊相对较多 D．野狗捕食羚羊影响了有刺基因的频率 解析：合欢树、羚羊和野狗构成一条食物链，即合欢树→羚羊→‎ 野狗，A正确；羚羊相对更喜爱取食无刺合欢树的叶片，故有刺有利于合欢树抵御羚羊的取食，B正确；在林木覆盖度低的草原上，羚羊能够更早地发现并躲避野狗等掠食动物的伏击，因此林木覆盖度低的草原羚羊相对较多，C错误；由上述分析可知，野狗捕食羚羊，使有刺基因的频率下降，D正确。‎ 整合提升 根据各类信息书写食物链的方法 ‎(1)根据能量或者有机物的含量“由多到少”书写食物链 营养级 A B C D 能量(有机物)‎ ‎15.9‎ ‎870.7‎ ‎1.9‎ ‎141.0‎ 根据能量或者有机物的含量由多到少，可以确定食物链为：B→D→A→C。‎ ‎(2)根据重金属、DDT等浓度“由少到多”构建食物链(网)‎ 生物体 A B C D E 有机汞浓度(mg·L－1)‎ ‎0.05‎ ‎7‎ ‎0.51‎ ‎68‎ ‎0.39‎ 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，两者在数值上成正相关，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，从而判断食物链(网)如图。‎ ‎(3)根据数据的各种变式模型书写食物链：‎ 图1和图2都是以每个营养级中有机物多少为依据，图1中的食物链是丙→甲→乙→丁；图2中的食物链是丙→丁→甲→乙；图3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是非生物的物质和能量，其中的食物链是D→A。‎ ‎●考向突破3　食物链和食物网的数量变化分析 ‎7．如图表示一个海滩湿地生态系统中部分生物的食物关系，下列有关分析错误的是(　B　)‎ A．细菌既可作为分解者，又可作为消费者的食物 B．第三营养级的生物有食草虫、线虫、海螺 C．若大米草死亡，将导致藻类数量增加，沼蟹数量亦增加 D．若喷洒只杀灭食草虫的杀虫剂，则蜘蛛数量将减少 解析：食物链的起点是生产者，海螺、线虫和食草虫均能以生产者为食，故三者应为第二营养级；大米草与藻类之间存在竞争关系，大米草死亡会导致藻类数量增多，藻类数量增多会导致线虫数量增多，进而导致以线虫为食的沼蟹数量增多；杀虫剂杀死食草虫，会导致蜘蛛的食物减少，进而导致蜘蛛数量减少。‎ ‎8．(2020·河北武邑中学月考)某岛屿居民与该岛上的植物、兔、鼠、鼬和鹰构成的食物网如图。下列叙述错误的是(　D　)‎ A．兔与人的种间关系是捕食和竞争 B．若除去鼬，则草原上鹰的数量会增加 C．大量捕杀鼬会导致鼠种内斗争增强 D．植物中的能量能通过5条食物链传递给鹰 解析：人捕食兔，兔与人都捕食植物，故兔与人的种间关系是捕食和竞争，A正确；若除去鼬，鹰缺乏竞争者，数量会增多，则草原容纳鹰的数量会增加，B正确；大量捕杀鼬时，鼠的数量会增多，种内斗争会增强，C正确；由植物到鹰的食物链共有4条，分别是植物→兔→鹰；植物→兔→鼬→鹰；植物→鼠→鼬→鹰；植物→鼠→鹰，D错误。‎ 知识拓展 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。‎ ‎(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。‎ ‎(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，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。‎ 考点2　生态系统能量流动的过程 ‎1．能量流动的概念 ‎2．第一营养级的能量流动分析 ‎3．流入第二营养级的能量分析 注意：最高营养级消费者的能量没有流向下一营养级这条途径。‎ ‎(1)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)消费者产生的粪便不属于该营养级同化的能量，它实际上与上一营养级的遗体、残骸一样，属于上一营养级的同化量的一部分，要通过分解者的分解作用释放出来。‎ ‎4.各营养级能量来源和去向 来源 去向 注意：如果是某一时间段能量去向，还应包括未被利用的能量，即未被自身呼吸消耗利用，也未被下一营养级和分解者利用。如果以年为单位，这部分能量将保留到下一年。‎ ‎5．能量流动的特点 ‎(1)单向流动：能量只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级，不可逆转，也不可循环流动。‎ ‎(2)逐级递减：能量在相邻两个营养级间的传递效率大约是10%～20%。‎ ‎6．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。‎ 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎1．流经第三营养级的总能量是指三级消费者摄入到体内的能量。(　×　)‎ ‎2．生态系统中生产者得到的能量必然小于消费者得到的能量。(　×　)‎ ‎3．能量金字塔和生物量金字塔可以出现倒置现象。(　×　)‎ ‎4．一只狼捕食了一只兔子，则该狼就获得了这只兔子能量的10%～20%。(　×　)‎ ‎5．拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向，可以提高生态系统的能量传递效率。(　×　)‎ ‎6．生产者通过光合作用合成有机物时，能量就从无机环境输入到了生物群落。(　√　)‎ ‎7．除最高营养级外，某一营养级的总能量由四个部分组成：自身呼吸消耗的能量、流向下一个营养级的能量、被分解者利用的能量和未被利用的能量。(　√　)‎ ‎8．研究能量流动，可调整能量流动关系，使生产者固定的能量全部流向人类。(　×　)‎ ‎9．生态系统中的能量可被多级循环利用，从而大大提高能量的利用率。(　×　)‎ ‎ 如图是某人工鱼塘生态系统能量流动示意图，该过程中部分环节涉及的能量值已标明[单位为103 kJ/(m2·y)]。请据图回答下列问题：‎ ‎(1)该生态系统中流入生物群落的总能量有哪些来源？‎ 一个来源是光能，另一个来源是输入的有机物中的化学能。‎ ‎(2)生产者、植食性动物和肉食性动物固定的总能量分别是多少？‎ ‎110×103_kJ/(m2·y)、16×103_kJ/(m2·y)、7.5×103_kJ/(m2·y)。‎ ‎(3)生产者→植食性动物、植食性动物→肉食性动物的能量传递效率分别是12.7%、15.6%。(结果保留一位有效数字)‎ ‎(4)假设食物全部来自生产者，按照图中的能量流动规律，肉食性动物要增加‎100 kg，则约需要消耗5_‎047 kg生产者。‎ ‎1．生态系统能量流动的过程 ‎(1)能量来源 ‎(2)每一营养级能量的去向 ‎①自身呼吸消耗，转化为其他形式的能量和热能。‎ ‎②流向下一个营养级(最高营养级除外)。‎ ‎③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 ‎①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。‎ ‎②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 ‎①各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。‎ ‎②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%‎ ‎①能量传递效率是营养级之间的能量传递效率。如下图中，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%。‎ ‎②一般说来，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．能量流动过程相关分析 ‎(1)摄入量＝同化量＋粪便量。‎ ‎(2)同化量＝摄入量－粪便量 ‎ ＝呼吸消耗量＋净同化量 ‎ ＝呼吸消耗量＋流入下一营养级＋‎ ‎ 被分解者利用。‎ ‎(3)净同化量＝同化量－呼吸消耗量 ‎ ＝流入下一营养级＋被分解者利用 注：净同化量指用于自身生长、发育和繁殖的能量。‎ ‎4．利用“拼图法”解决能量的流动 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，包括现存的植物体中的能量(B1)、流向分解者的能量(C1)、流向下一营养级的能量(D1)。如下图所示：‎ 流经整个生态系统的总能量是生产者固定的总能量，即W1。将图中第三营养级同化的总能量D2“拼回”第二营养级，则A2＋B2＋C2＋D2刚好等于D1，即第二营养级同化的总能量；再将D1“拼回”第一营养级，则A1＋B1＋C1＋D1刚好等于生产者固定的总能量W1。可见，在一个生态系统中，所有生物的总能量都来自W1，所有生物总能量之和都小于W1(呼吸作用消耗的缘故)。‎ ‎5．能量传递效率的计算 ‎(1)相邻营养级的能量传递效率：10%～20%，计算方法如下：能量传递效率＝×100%。‎ ‎(2)食物链中能量的最值计算 设食物链A→B→C→D，分情况讨论(如下表)：‎ ‎①能量传递效率未知时：‎ ‎②已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算。例如，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%。‎ ‎(3)在食物网中分析 在解决有关能量传递的计算问题时，需要确定相关的食物链，能量传递效率约为10%～20%，一般从两个方面考虑：‎ ‎●考向突破1　能量流动的过程和特点 ‎1．(2020·陕西西安长安一中月考)如图是某草原生态系统的能量流动图解，N代表能量值，下列有关叙述不正确的是(　A　)‎ A．第一营养级与第二营养级之间的能量传递效率为N5/N3×100%‎ B．生物间的捕食关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性 C．蜣螂利用的能量N6属于草被分解者利用的能量的一部分 D．适量放牧牛、羊会增大N2与N1的比值 解析：能量由第一营养级传递给第二营养级的传递效率为第二营养级同化量与第一营养级同化量的比值，即N5/N2×100%；生态系统中能量流动是单向的；蜣螂利用的牛、羊粪便中的能量属于草同化量的一部分，因此蜣螂利用的能量N6属于草被分解者利用的能量的一部分；适量放牧，会减少因叶片相互遮挡以及竞争而造成的部分牧草死亡等，有利于草的生长，能增大其对光能的利用率，增大N2与N1的比值。‎ ‎2．某草原生态系统的一条食物链A→B→C中，各种群在一年时间内对能量的同化、利用和传递等的数量统计(单位：百万千焦/年)如下表。下列相关叙述正确的是(　D　)‎ A．种群A、B、C构成了该生态系统的生物群落 B．种群B呼吸消耗的能量为5百万千焦/年 C．能量从种群B到种群C的传递效率为12%‎ D．种群A储存在体内的能量为59.5百万千焦/年 解析：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，种群A、B、C不包含该生态系统的所有生物，则不能构成该生态系统的生物群落，A错误；输入总能量＝呼吸消耗＋生长发育和繁殖的能量(又叫储存的能量)，生长发育和繁殖的能量＝流向分解者＋流向下一营养级＋未利用，则种群B呼吸消耗的能量为15－5＝10百万千焦/年，B错误；相邻两营养级的能量传递效率等于相邻两营养级的同化量之比，表格中输入的总能量即为同化量，则能量从B到C的传递效率为2/15≈0.133，则能量从种群B到种群C的传递效率为13.3%，C错误；种群A储存在体内的能量即净同化量＝传递给分解者＋传递给下一营养级＋未被利用的能量＝3.0＋15.0＋41.5＝59.5百万千焦/年，D正确。‎ ‎3．(2020·德州检测)关于如图食物网中能量传递的分析，正确的是(　D　)‎ A．田鼠粪便中的能量属于第二营养级同化的能量 B．田鼠同化的能量中10%～20%流入蛇体内 C．能量流动是从输送到高粱地中的太阳能开始的 D．流经该食物链的能量不能再回到这个食物链中来 解析：田鼠粪便中的能量是其没有同化的能量，因此田鼠粪便中的能量属于第一营养级同化的能量，A项错误；图中田鼠同化的能量中10%～20%流入下一营养级体内，B项错误；能量流动是从生产者固定的太阳能开始的，C项错误；能量流动的特点是单向流动、逐级递减，因此流经该食物链的能量不能再回到这个食物链中来，D项正确。‎ 技巧点拨 ‎“拼图法”分析生态系统中能量流动的去向 输入第一营养级的能量(W1)被分成两部分：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。而后一部分能量中，包括现存的植物体B1、流向分解者的C1、流向下一营养级的D1。参考图示：‎ ‎(1)模式图中能量的拼接方法：流经整个生态系统的总能量是生产者固定的总能量，即W1。将图中第三营养级同化的总能量D2“拼回”第二营养级，则刚好等于D1，即第二营养级同化的总能量；再将D1“拼回”第一营养级，则刚好等于生产者固定的总能量W1。可见，在一个生态系统中，所有生物的总能量都来自W1，所有生物总能量之和都小于W1(呼吸作用消耗的缘故)。‎ ‎(2)用拼接模块表示传递效率：从上图可以看出，从第一营养级向第二营养级能量的传递效率等于D1/W1。‎ ‎●考向突破2　能量流动的有关计算 ‎4．(2020·山西沂州一中月考)如图为生态系统食物网简图，若E生物种群的总能量为7.1×109 kJ，B生物种群的总能量为2.3×108 kJ。从理论上计算，A储存的总能量最少为(　B　)‎ A．7.1×108 kJ　　　　　　 B．4.8×107 kJ C．5.95×107 kJ D．2.3×107 kJ 解析：由图可知，D为生产者，要使A获得的能量最少，则必须保证三个条件：一是能量来源途径要最少，二是能量传递效率要最低，三是食物链要最长。故从理论上讲，与A储存的能量最少相关的食物链不可能是D→A，也不可能是D→A、D→E→C→A同时存在，只能是D→E→C→A。为此，E的能量在传给A的途径中，只有确保：①E在传给B时用去的能量最多，②E的总能量减去传给B的后再传给C时传递效率最低，③C在传给A时效率最低，结果才能使A获得的能量最少。所以据此计算得A储存的总能量最少为(7.1×109 kJ－2.3×108 kJ÷10%)×10%×10%＝4.8×107 kJ。‎ ‎5．(2020·江西重点中学协作体高三联考)某生态系统中存在如图所示的食物网，若将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，则该生态系统能承载C的数量是原来的(　B　)‎ A．1.875倍 B．1.375倍 C．1.273倍 D．0.575倍 解析：解题时应该从C出发，设当食物比例为AB＝11时，C的能量为x，需要的A为(1/2)x÷10%＋(1/2)x÷10%÷10%＝55x。设当食物比例为AB＝21时，C的能量为y，需要的A为(2/3)y÷10%＋(1/3)y÷10%÷10%＝40y。由于两种情况下，生产者A的数量是一定的，所以55x＝40y，则y＝1.375x，即该生态系统能承载C的数量是原来的1.375倍。‎ ‎6．下面为能量流经某生态系统第二营养级的示意图[单位J/(cm2·a)]，据图分析，有关说法正确的是(　A　)‎ A．该生态系统第一营养级同化的能量至少为400‎ B．第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量是100‎ 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 解析：题图为能量流经某生态系统第二营养级的示意图，其中a表示该营养级摄入的能量，b表示该营养级同化的能量，c表示该营养级用于生长、发育和繁殖的能量，d表示呼吸作用中以热能的形式散失的能量，e表示分解者利用的能量；第二营养级同化的能量为100(摄入量)－ 20(粪便中的能量)＝80，根据能量传递效率倒推出第一营养级同化的能量至少为400；题图仅表示能量流经第二营养级的过程，并不能得出第三营养级的同化量，因此无法计算由第二营养级到第三营养级的能量传递效率；次级消费者摄入的能量并不等同于第三营养级同化的能量。‎ ‎7．(2020·河南新乡一模)科学家对生活在某生态系统的一个蜘蛛种群的能量进行定量分析，得出了能量流经这种肉食动物的有关数据(能量以种群的质量表示)，如图所示。下列叙述错误的是(　D　)‎ A．在食物链中，蜘蛛至少位于第三营养级 B．蜘蛛吃下的未被蜘蛛同化的能量属于上一营养级同化量中的一部分 C．图中X代表用于蜘蛛生长、发育和繁殖的能量 D．根据图中的数据可以计算出猎物种群与蜘蛛间的能量传递效率 解析：蜘蛛为肉食动物，因此在食物链中，蜘蛛至少位于第三营养级，A项正确；蜘蛛吃下的未被蜘蛛同化的能量属于上一营养级同化量中的一部分，B项正确；蜘蛛同化的能量，除了一部分用于呼吸消耗外，余下的用于蜘蛛的生长、发育和繁殖，因此图中X代表蜘蛛用于生长、发育和繁殖的能量，C项正确；能量传递效率指的是相邻两个营养级之间同化量的比值，不只是两个种群，D项错误。‎ ‎●考向突破3　能量流动原理的应用 ‎8．如图是一个农业生态系统模式图，下列关于该系统的叙述，错误的是(　C　)‎ A．微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量 B．沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者 C．沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用 D．多途径利用农作物可提高该系统的能量利用率 解析：在生态系统中，能量流动是单向的，不能循环利用，选项C错误；该生态系统中，沼气池中的微生物能利用农作物固定的太阳能，属于分解者，选项A、B正确；物质和能量的多级利用，减少了能量的流失，提高了能量的利用率，选项D正确。‎ ‎9．(2020·江西新余高三模拟)下列有关生态系统的能量及其生态学原理运用的叙述，正确的是(　D　)‎ A．最高营养级生物所同化的能量不会再提供给其他生物 B．分解者可以通过分解消费者的粪便，从而获得该消费者所同化的能量 C．为提高作物的产量，可多给作物施用有机肥，实现能量的循环利用 D．可通过增加食物链提高人工生态系统的稳定性，以减少病虫害 解析：最高营养级生物所同化的能量可被分解者获取，A错误；消费者的粪便中含有的能量属于上一营养级的生物，不属于该消费者的同化量，B错误；为提高作物的产量，可多给作物施用有机肥，实现物质的循环利用，生态系统的能量流动不能循环，C错误；可通过增加食物链提高人工生态系统的稳定性，以减少病虫害，D正确。‎ ‎10．(2020·武汉模拟)下列关于生态系统能量流动的叙述，错误的是(　C　)‎ A．生产者固定的能量是光能或化学能 B．自然生态系统中，生物数量金字塔存在倒置情形，能量金字塔则不存在 C．与传统鱼塘相比，桑基鱼塘可显著提高不同营养级之间的能量传递效率 D．在农田中除草、捉虫可使能量持续高效地流向对人类最有益的部分 解析：在生态系统中，生产者固定的能量是光能(光合作用)或化学能(化能合成作用)；生物数量金字塔可能是倒置的，比如一棵树上可能会有很多昆虫，由于能量流动的特点是单向流动、逐级递减，所以能量金字塔不可能是倒置的；与传统鱼塘相比，桑基鱼塘可显著提高能量的利用率，但不能提高不同营养级之间的能量传递效率；在农田中除草、捉虫可调整能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。‎ ‎1．生态系统的四种成分 非生物的物质和能量，生产者，消费者，分解者。‎ ‎2．生产者、消费者和分解者的地位 ‎(1)生产者是生态系统的基石。‎ ‎(2)消费者是生态系统最活跃的部分。‎ ‎(3)分解者是生态系统的关键成分。‎ ‎3．捕食食物网中体现的两种种间关系 捕食关系和竞争关系。‎ ‎4．食物链和食物网的特点和功能 ‎(1)特点：在食物链中，第一营养级总是生产者，各种动物在不同的食物链中所处的营养级可能不同。‎ ‎(2)功能：食物链和食物网是生态系统的营养结构，是生态系统进行能量流动和物质循环的渠道。‎ ‎5．能量流动的三个常考点 ‎(1)起点：从生产者固定太阳能开始(输入能量)。‎ ‎(2)总能量：流经生态系统的总能量＝生产者所固定的太阳能总量。‎ ‎(3)渠道：沿食物链和食物网传递(传递能量)。‎ ‎6．生产者固定的太阳能的三个去向 ‎(1)呼吸作用消耗。‎ ‎(2)下一营养级同化。‎ ‎(3)分解者分解。‎ ‎7．能量流动的两个特点：单向流动、逐级递减。‎ ‎8．生态系统的能量单向流动的原因：食物链中的捕食关系是长期自然选择的结果，不能逆转；生产者不能再利用散失的热能。‎ ‎9．生态系统的能量流动逐级递减的原因：某个营养级同化的能量自身呼吸要消耗一部分，还有一部分被分解者利用，所以不能将全部的能量流入下一个营养级。‎ ‎10．从能量流动角度分析农田除草、除虫的目的是：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。‎ ‎ 生态系统的结构分析的3个易错点 ‎(1)并非所有生态系统的成分都参与构成食物链或食物网。因为食物链起点是生产者，终点是不被其他动物所食的动物(最高营养级)，所以非生物的物质和能量、分解者这两种成分不参与构成食物链或食物网。‎ ‎(2)同一种消费者在不同食物链中，可以占据不同的营养级。‎ ‎(3)在食物网中，两种生物之间的种间关系可出现多种，如狼和狐之间既有捕食关系，又有竞争关系。‎ ‎ ‎ 最高营养级能量去路只有3个，没有传递给下一营养级这一去路。‎ ‎ ‎ 分解者分解作用的实质仍然是呼吸作用。‎ ‎ 生态系统成分的3个误区 ‎(1)绿色植物≠生产者：蓝藻是原核生物，能进行光合作用，属于生产者；而菟丝子营寄生生活，属于消费者。‎ ‎(2)动物≠消费者：秃鹫、蚯蚓等以动植物残体为食的腐生动物属于分解者。‎ ‎(3)细菌≠分解者：硝化细菌和光合细菌是自养型生物，属于生产者；寄生细菌属于消费者。‎ ‎ ‎ 流经各营养级的总能量：对生产者而言强调关键词“固定”而不能说“照射”，对各级消费者而言强调关键词“同化”而不能说“摄入”。‎ ‎ ‎ ‎“相邻两营养级”的传递效率≠“相邻两个生物个体”间的传递效率。如“一只狼”捕获“一只狐”时，应获得了狐的“大部分能量”而不是获得“10%～20%”的能量，“所有狼”可获得“所有狐”的能量的10%～20%。‎ ‎1．(2019·全国卷Ⅱ)‎ 如果食物链上各营养级均以生物个体的数量来表示，并以食物链起点的生物个体数作底层来绘制数量金字塔，则只有两个营养级的夏季草原生态系统(假设第一营养级是牧草，第二营养级是羊)和森林生态系统(假设第一营养级是乔木，第二营养级是昆虫)数量金字塔的形状最可能是(　A　)‎ A．前者为金字塔形，后者为倒金字塔形 B．前者为倒金字塔形，后者为金字塔形 C．前者为金字塔形，后者为金字塔形 D．前者为倒金字塔形，后者为倒金字塔形 解析：如果食物链上各营养级均以生物个体的数量来表示，并以食物链起点的生物个体数作底层来绘制数量金字塔，则可能出现正金字塔形，也可能出现倒金字塔形。只有两个营养级的夏季草原生态系统(假设第一营养级是牧草，第二营养级是羊)，则牧草的数量比羊多，绘制的数量金字塔为正金字塔形；森林生态系统(假设第一营养级是乔木，第二营养级是昆虫)，一棵树上可以有很多昆虫，因此，昆虫的数目比乔木的数量多，绘制的数量金字塔为倒金字塔形。综上分析，前者为金字塔形，后者为倒金字塔形，A正确，B、C、D均错误。‎ ‎2．(2015·海南卷)关于草原生态系统能量流动的叙述，错误的是(　D　)‎ 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 解析：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及分解者，D错误。‎ ‎3．(2018·全国卷Ⅲ)下图是某农业生态系统模式图。‎ 据图回答下列问题：‎ ‎(1)蚯蚓生命活动所需的能量来自生活垃圾中的有机物(填“有机物”或“无机物”)。生活垃圾中的细菌和真菌属于分解者，在生态系统中分解者的作用是将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物。‎ ‎(2)根据生态系统中分解者的作用，若要采用生物方法处理生活垃圾，在确定处理生活垃圾的方案时，通常需要考虑的因素可概括为3个方面，即待分解垃圾的性质，引进的分解者生物的种类，处理环境的理化条件。‎ ‎(3)有机肥在土壤中经分解、转化可产生NO，通常植物根系对NO的吸收是通过主动运输完成的。‎ 解析：本题主要考查生态系统的物质循环、生活垃圾的处理、物质运输等知识。(1)蚯蚓为异养生物，属于生态系统中的分解者，分解者的作用是把动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物。蚯蚓生命活动所需能量来自生活垃圾中的有机物。(2)用生物方法处理生活垃圾，需考虑分解者的种类、待分解垃圾的性质以及分解者分解垃圾时所处环境的理化条件等。(3)植物根细胞通过主动运输吸收K＋、NO等无机盐离子。‎ ‎4．(2014·新课标Ⅱ)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 ‎3.56‎ ‎12.80‎ ‎10.30‎ ‎0.48‎ ‎226.50‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)请画出该生态系统中的食物网。‎ 答案：‎ ‎(2)甲和乙的种间关系是捕食；种群丁是该生态系统生物组分中的消费者。‎ ‎(3)一般来说，生态系统的主要功能包括物质循环、能量流动，此外还具有信息传递等功能。碳对生物和生态系统具有重要意义，碳在生物群落和无机环境之间的循环主要以CO2的形式进行。‎ 解析：(1)根据生态系统中相邻两营养级间能量的传递效率为10%～20%和能量流动逐级递减的理论进行分析：戊含有的能量最多，处于第一营养级；乙和丙含有的能量较多且相差很小，都处于第二营养级；甲含有的能量较少，处于第三营养级；丁含有的能量最少，处于第四营养级。由此可画出该生态系统中的食物网为：戊乙甲丁丙。‎ ‎(2)根据食物网可以看出：甲和乙的种间关系是捕食，戊是生产者，甲、乙、丙和丁都为消费者。‎ ‎(3)生态系统的功能是能量流动、物质循环和信息传递等。碳循环是生态系统中物质循环的重要组成部分，碳在生物群落中是以有机物的形式进行传递的，而在无机环境和生物群落之间的循环主要以CO2的形式进行。‎ ‎5．(2018·全国卷Ⅱ)大型肉食性动物对低营养级肉食性动物与植食性动物有捕食和驱赶作用，这一建立在“威慑”与“恐惧”基础上的种间关系会对群落或生态系统产生影响，此方面的研究属于“恐惧生态学”范畴。回答下列问题：‎ ‎(1)当某种大型肉食性动物迁入到一个新的生态系统时，原有食物链的营养级有可能增加。生态系统中食物链的营养级数量一般不会太多，原因是生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了，传递到下一营养级的能量较少。‎ ‎(2)如果将顶级肉食性动物引入食物网只有三个营养级的某生态系统中，使得甲、乙两种植食性动物间的竞争结果发生了反转，即该生态系统中甲的数量优势地位丧失。假定该反转不是由于顶级肉食性动物的直接捕食造成的，那么根据上述“恐惧生态学”知识推测，甲的数量优势地位丧失的可能原因是甲对顶级肉食性动物的恐惧程度比乙高，顶级肉食性动物引入后甲逃离该生态系统的数量比乙多(答出一点即可)。‎ ‎(3)若某种大型肉食性动物在某地区的森林中重新出现，会减轻该地区野猪对农作物的破坏程度。根据上述“恐惧生态学”知识推测，产生这一结果的可能原因有大型肉食性动物捕食野猪；野猪因恐惧减少了采食(答出两点即可)。‎ 解析：(1)生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了，传递到下一营养级的能量较少，相邻营养级间的能量传递效率大约是10%～20%，所以生态系统中食物链的营养级数量一般不超过5个。(2)顶级肉食性动物引入后，甲的数量优势地位丧失，且不是由于顶级肉食性动物的直接捕食造成的。根据“恐惧生态学”知识可推测，甲对顶级肉食性动物的恐惧程度比乙高，引入顶级肉食性动物后，甲逃离该生态系统的数量比乙多。(3)某种大型肉食性动物在森林中出现后，会减轻野猪对农作物的破坏程度，可能是因为大型肉食性动物捕食野猪，从而减少了野猪数量，也可能是因为野猪因恐惧该大型肉食性动物而减少了对农作物的采食量。‎