2016年一轮复习优化探究必修3专题培优

1、一、解读能量流动图示，“最值”计算传递效率能量流动是生态系统的功能之一，一直占据着高考命题的主阵地。生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。输入生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，传递沿食物链、食物网进行，通过呼吸作用以热能形式散失。输入各营养级的能量去向分析和各营养级间能量传递效率的计算常常是困惑考生的疑难点。通过剖析能量流动过程和某营养级的能量具体流向图解，解惑释疑；运用虚构的食物链，借用“最值”掌控能量传递效率的计算规律。1解读能量流动过程图(1)解读：大方框代表一个生态系统；大粗箭头表示流经该生态系统的总能量，即该生态系统中全部生产者所固定的太阳能总量；能

2、量流动的方向(以箭头表示)为单向流动；箭头由粗到细表示流入下一营养级的能量逐级递减；方块面积越来越小表示随营养级别的增加，贮存在生物体内的能量越来越少；分解者体内的能量及呼吸产生的能量以热能的形式散失到系统外，成为不能再利用的能量。(2)疑难点拨生态系统的能量流动从生产者固定的太阳能开始。流经生态系统的总能量是生产者通过光合作用所固定的全部太阳能。输入生态系统的总能量若等于各营养级和分解者散失的热量之和，生态系统处于稳定阶段。生态系统能量流动的渠道：食物链和食物网。能量转化：太阳能有机物中的化学能热能，热能散失了，不能被群落中的生物重复利用，故能量无法循环流动。流动形式：有机物中的化学能。散失

3、途径：呼吸作用，包括各个营养级自身的呼吸消耗以及分解者的呼吸作用。能量散失的形式：主要是热能。2流经某营养级的能量分流过程分析(1)解读：能量来源分析生产者的能量来自太阳能；各级消费者的能量一般来自上一营养级。能量去路分析a每个营养级生物呼吸作用的能量一部分用于生命活动，另一部分以热能形式散失。b每个营养级生物的一部分能量流到下一营养级中(最高营养级除外)。c每个营养级生物的遗体、粪便、残枝败叶中的能量被分解者分解而释放出来。d未利用的能量包括生物每年的积累量，也包括动植物的遗体、残骸以化学燃料的形式被储存起来的能量(最终被分解者利用，因此，也可归为)。(2)疑难点拨一个营养级所同化的能量呼吸

4、消耗的能量被下一营养级同化的能量分解者利用的能量未利用的能量。摄取的能量、储存的能量、同化的能量三者之间的大小关系摄取的能量包含同化的能量和粪便中的能量，储存的能量为同化的能量减去呼吸消耗的能量。所以，三者的大小关系是：摄取的能量同化的能量储存的能量。(2)计算能量传递效率的技法首先要确定相关的食物链，理清生物与生物在营养级上的差别，能量传递效率为10%20%，解题时注意题目中是否有“最多”“最少”“至少”等特殊的字眼，从而确定使用10%或20%来解题。设食物链ABCD，分情况讨论如下：已知D营养级的能量为M，则至少需要A营养级的能量M(20%)3；最多需要A营养级的能量M(10%)3。已知A

5、营养级的能量为N，则D营养级获得的最多能量N(20%)3；最少能量N(10%)3。如果是在食物网中，同一营养级同时从上一营养级多种生物中获得能量，且各途径所获得的能量不等，则按照各单独的食物链进行计算后合并。二、利用生物方法防治害虫，减少环境污染随着世界性的粮食短缺、资源匮乏、环境污染、人口膨胀等问题的日益尖锐，害虫的防治已成为保障人类可持续发展的一个重要课题。解读防治害虫的常见方法，也是本专题知识拓展的一个方面，下列仅举几例加以阐释。1天敌防治法(1)天敌防治法是目前广泛使用的生物防治方法之一，如在松树林中放养灰喜鹊来防治松毛虫，在蝗灾区饲养鸡、鸭来控制蝗虫的数量等。(2)优点：能将害虫数量

6、控制在较低的水平，效果好，控效持久，防治成本低廉，且有的还因天敌而获得良好的经济效益，对环境无污染。(3)缺点：天敌的数量不确定。2寄生虫防治法(1)寄生虫防治法是目前广泛使用的生物防治方法之一，如施放白僵病病原体防治松毛虫等。(2)优点：效果好，控效持久，防治成本低廉，对环境无污染。(3)缺点：不同的害虫须确定相应的寄生虫，专一性强。3激素防治法(1)激素防治法是目前广泛使用的生物防治方法之一。可使用的激素有蜕皮激素，性外激素等。如对菜青虫用蜕皮激素(或类似物)处理，促使其加速变成成虫，缩短其危害作物的幼虫期，以达到防治害虫的目的。(2)优点：见效快，效果明显，无污染。(3)缺点：蜕皮激素(

7、或类似物)只是促使幼虫变成成虫，并未杀死害虫，故治标不治本；性外激素(或类似物)只能干扰当代雌雄个体交配，降低出生率，减少下一代虫害的发生。4黑光灯防治法(1)黑光灯防治法在农业生产上被广泛应用。利用昆虫的趋光性对害虫进行防治。(2)优点：成本低，无污染，易操作。(3)缺点：主要对鳞翅目害虫的成虫有防治作用。5运用基因工程，培育抗虫植物(1)此法正逐步被大面积推广应用，如将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花中培育出抗虫棉。(2)优点：防治效果好，不反弹，无污染，所培养的抗虫性状短时间内就能稳定下来。(3)缺点：首先是环境安全问题，如转基因生物是否会影响到生物的多样性，是否会改变与之相关的物种；其

8、次是抗虫食物安全性的问题，如是否会对食用者造成伤害，是否会造成肠道微生物的菌群失调等尚不清楚。题组集训1(2012年高考海南卷)下图为某生态系统的能量流动简图，下列叙述错误的是()A甲是生产者，乙是消费者B该生态系统是一个开放的系统C能量通过光合作用固定并进入系统，可以热能形式输出D甲、乙和分解者所贮存的能量之和是输入该生态系统的总能量解析：本题考查的是生态系统的结构和功能方面的知识。甲是生产者，乙是消费者。该生态系统的能量输出到其他生态系统中，故该生态系统是一个开放的系统。太阳能必须经过生产者的光合作用转化成化学能才能进入生态系统并开始流动。生态系统的能量可以电能、热能、化学能的形式输出。生

9、产者所固定的太阳能是流经生态系统的总能量。答案：D2以下表示动物利用食物的过程。正确的分析是()A恒温动物的/值一般高于变温动物B哺乳动物的/值一般为10%20%C提高圈养动物生长量一般需提高/值D食肉哺乳动物的/值一般低于食草哺乳动物解析：恒温动物相对于变温动物来说，代谢强，所以呼吸代谢消耗量相对多，有机物积累少，/值一般低于变温动物；相邻两个营养级的能量传递效率是10%20%，哺乳动物与其上一个营养级(食物)之间的传递效率应表示为/(未获取量)；提高圈养动物的生长量应该提高/值，这样才能促使有机物积累；食肉动物与食草动物的/值无法比较。答案：C3在农田生态系统害虫防治中，害虫种群密度变化情

10、况示意图(经济阈值是指害虫种群密度影响农田经济效益的最低值)如下。在A、B、C、D、E点进行了农药防治或引入了天敌进行生物防治。下列有关叙述正确的是()A在农药的作用下，害虫的抗药性基因突变率在D点显著高于B点BE点是生物防治，A、B、C、D点是药物防治C害虫的种群年龄结构为衰退型D食物的短缺降低了害虫的存活率解析：农药的施用对害虫的抗药性变异进行了选择，但不会引发害虫的抗药性变异，A项错误；A、B、C、D点是药物防治，农药对抗药性害虫进行了选择，因此害虫数量在一段时间后又恢复，E点是生物防治，降低了害虫的环境容纳量，因此害虫数量降低，B项正确；在曲线的不同点上，害虫的年龄结构是不同的，C项错

11、误；据图不能得出食物短缺与害虫存活率有关的信息，D项错误。答案：B4研究生态系统的物质循环和能量流动可指导农业生产。下面图1为某农田生态系统的碳循环示意图，图2为该生态系统内几种生物的具体食物关系，请据图回答：(1)图1中表示光合作用和微生物的分解作用的序号分别是_和_，碳元素在过程中以_形式流动。(2)图2包含_条食物链，具有竞争关系的生物是_。(3)农作物的疏密会影响产量，调查大麦的种群密度常用_法。(4)假如青蛙增重m千克，则蝗虫被捕食_千克(假设能量传递效率为20%)。生态系统中能量只能单向流动的原因是_，农民设法除去狗尾草、消灭蝗虫的生态学原理是_。(5)该生态系统容易遭到破坏的原因

12、是_。解析：本题考查生态系统的物质循环和能量流动对农业生产的指导。(1)A为生产者，B为分解者，C为消费者，D为无机环境。分别表示生产者、消费者、分解者的呼吸作用，分解作用的实质就是分解者的呼吸作用，表示生产者的光合作用，表示流向分解者的能量、物质，表示捕食关系。碳在A、C间以有机物的形式流动。(2)图2包含4条食物链，具有竞争关系的生物是大麦和狗尾草，青蛙和蜘蛛。(3)农作物的疏密会影响产量，调查植物的种群密度常用样方法。(4)假如青蛙增重m千克，按传递效率为20%计算，则食物链“蝗虫青蛙”中，蝗虫被捕食5m kg或者“蝗虫蜘蛛青蛙”中，蝗虫被捕食25m kg。生态系统中能量只能单向流动的原

13、因是食物关系不能逆转。农民设法除去狗尾草、消灭蝗虫的生态学原理是合理地调整能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。(5)生态系统的抵抗力稳定性取决于营养结构的复杂程度，生物种类少，营养结构简单，其抵抗力稳定性就弱。答案：(1)有机物(2)四大麦和狗尾草，青蛙和蜘蛛(3)样方(4)5m25m食物关系不能逆转合理调整能量流动关系，使能量流向对人类最有益的部分(5)生物种类少，生态系统的抵抗力稳定性弱5非洲某草原生态系统有如下食物网：(1)当这个草原生态系统处于平衡状态时，输入系统的能量_输出系统的能量；生态系统输出的能量形式是_。(2)已知在人类干预作用前，这个草原生态系统处于平衡状

14、态，此时这块草原的生产者固定太阳能为300万千焦。按10%能量传递效率，设一种生物被下一个营养级各种生物平均摄食，此时狮群获得的能量正好维持一个种群的生存。这时狮群获得的能量是_万千焦。(3)后来由于人类活动的干扰，鼠类大量繁殖，种群密度大增。此时鼠类摄取的能量占本营养级的2/3。仍按10%能量传递效率，其他生物被下一个营养级各种生物平均摄食，计算人类干预作用后，狮群能够获得的能量为_万千焦。如果狮群维持原有的种群数量继续生存，狮子的捕食区域的面积应是原来的_倍。如果草原的面积有限，则预测狮子种群的密度会_。(4)在下图所示食物网中，a表示动物性食物所占比例，若使鸟体重增加x，至少需要生产者的

15、量为y，那么x与y的关系式可表示为_。解析：本题主要考查能量流动的有关计算。首先要明确食物网中各种生物之间的关系，然后根据能量传递效率的规律计算。(1)一个生态系统若要维持平衡，输入能量一定要大于或等于输出能量，否则生态系统将退化或遭到破坏。(2)生产者固定能量为300万千焦，则流入第二营养级羚羊、斑马、鼠的总能量为300万10%30万千焦，平均分配，每种生物获得10万千焦。狮子处在第三营养级时获得的能量为10万1/210%21万千焦，狮子处于第四营养级时获得的能量为10万1/210%10%20.1万千焦，狮子处于第五营养级时获得的能量为10万10%10%10%0.01万千焦，所以狮群获得的总能量为1.11万千焦。(3)鼠摄取的能量占本营养级的2/3，则鼠获得能量为30万2/320万千焦，则羊与斑马获得能量各为5万千焦，然后计算得到狮群获