2024届高考生物二轮专题复习与测试专题七生物与环境高考命题热点八营养结构和能量传递相关计算

[高考命题热点八]营养结构和能量传递相关计算1．食物链(网)的构建(1)依据捕食关系曲线构建食物链(网)根据先上升先下降者为被捕食者，后上升后下降者为捕食者，可以确定图中食物链为乙→丙→甲。(2)依据所同化能量的多少构建食物链(网)生态系统中能量流动逐级递减，且相邻营养级之间的传递效率为10%～20%。能量值大者为被捕食者，小者为捕食者。若相邻两者能量值相差不大，不足以构成10%～20%的比例，则二者应为同一营养级。营养级ABCD能量/kJ15.9870.70.9141.0可以确定图1食物链为丙→甲→乙→丁；图2食物网为；上表中的食物链为B→D→A→C。(3)依据生物体内残留农药的浓度构建食物链(网)生物体ABCDE有机汞浓度/(×10－6mol/L)0.05770.51680.39生态系统中存在生物富集现象，即营养级越高，体内相关农药的浓度越高，二者在数值上呈正相关。可以确定下表中的食物网为。2．能量传递的相关“最值”计算(1)如食物链A→B→C→D①已知D营养级的能量为M，则至少需要A营养级的能量为M÷(20%)3，最多需要A营养级的能量为M÷(10%)3。②已知A营养级的能量为N，则D营养级获得的能量最多为N×(20%)3，D营养级获得的能量最少为N×(10%)3。(2)在某食物网中，确定生物量变化的“最多”或“最少”时，应遵循以下原则eq\a\vs4\al(①知低营养级,求高营养级)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(获能量最多\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(选最短食物链,按×20%计算)),获能量最少\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(选最长食物链,按×10%计算))))eq\a\vs4\al(②知高营养级,求低营养级)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(需能量最多\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(选最长食物链,按÷10%计算)),需能量最少\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(选最短食物链,按÷20%计算))))(2023·山东卷)某浅水泉微型生态系统中能量情况如表所示，该生态系统中的初级消费者以生产者和来自陆地的植物残体为食。下列说法正确的是()生产者固定来自陆地的植物残体初级消费者摄入初级消费者同化初级消费者呼吸消耗能量/[105J/(m2·a)]90428413.53A．流经该生态系统的总能量为90×105J/(m2·a)B．该生态系统的生产者有15%的能量流入下一营养级C．初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为10.5×105J/(m2·a)D．初级消费者粪便中的能量为70.5×105J/(m2·a)，该能量由初级消费者流向分解者解析：该生态系统中的初级消费者以生产者和来自陆地的植物残体为食，因此可知，流经该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能和来自陆地的植物残体中的能量，即90＋42＝132×105J/(m2·a)，A项错误；表格中没有显示生产者流入到初级消费者的能量，因此无法计算有多少能量流入下一营养级，B项错误；初级消费者同化量为13.5×105J/(m2·a)，初级消费者呼吸消耗能量为3×105J/(m2·a)，因此初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量＝同化量－呼吸消耗能量＝10.5×105J/(m2·a)，C项正确；初级消费者摄入量包括粪便量和次级消费者同化量，同化量又包括呼吸作用以热能形式散失的量和用于生长、发育和繁殖的量，生长、发育和繁殖的量又分为流向下一营养级的量和被分解者利用的量，因此初级消费者粪便中的能量不会由初级消费者流向分解者，D项错误。答案：C1．(2023·广东广州第二中学校联考模拟预测)某农场中甲、乙、丙三种生物归属于三个营养级，三者的数量变化曲线(不都是消费者)如图1所示；该农场中的能量流动简图如图2所示，其中a2和b3分别为第二、第三营养级从上一营养级同化的能量，d1和d2为摄入饲料的能量。下列相关叙述正确的是()A．甲、乙、丙构成了农场的生物群落B．图1中丙、乙可能分别属于第二、第三营养级，且乙和丙的种间关系为捕食C．图2中第二、第三营养级粪便中的能量分别属于b2、c2D．该农场中第二和第三营养级之间的能量传递效率大于b3/(a2＋d1)×100%解析：甲、乙、丙三种生物归属于三个营养级，且不都是消费者，且只是三种生物，而群落包括所有生物，因此，甲、乙、丙不能构成了农场的生物群落，A项错误；据图可知，甲的数量最多，且相对稳定，为生产者，根据乙丙之间先升先降的为被捕食者，可知乙为被捕食者，所以食物链为甲→乙→丙，乙为第二营养级，丙为第三营养级，即乙和丙的种间关系为捕食，B项错误；某营养级粪便中的能量是其没有同化的能量，属于上一营养级同化的能量中流向分解者的一部分，所以，图2中第二、第三营养级粪便中的能量分别属于a2、b2，C项错误；能量流动指的是相邻的高营养级与低营养级之间同化量的比值，则该农场中第二和第三营养级之间的能量传递效率为b3÷(a2＋d1)×100%，D项正确。答案：D2．(2023·广东汕头金山三模)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、生物遗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图，M、N表示营养级[单位为kJ/(m2·a)]。下列说法正确的是()A．立体养殖考虑养殖生物的环境容纳量等因素，运用的是生态工程的自生原理B．营养级N用于生长、发育和繁殖的能量约为169kJ/(m2·a)C．由M到N的能量传递效率为11.8%D．大量养殖海带有利于牡蛎和海参的增产解析：进行生态工程建设时，考虑生物与环境、生物与生物的协同与适应的关系，体现了生态工程的协调原理，A项错误；N生长、发育和繁殖的能量等于其同化量减呼吸量，即386－217＝169kJ/(m2·a)，B项正确；M的同化量包括从生产者获得的3281kJ/(m2·a)以及从遗体残骸获得的2826kJ/(m2·a)，共有6107kJ/(m2·a)，N同化的能量为386kJ/(m2·a)，因此由M到N的能量传递效率约为6.03%，C项错误；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，产量将降低，D项错误。答案：B3．(2023·广东高三联考)科学家在研究银泉生态系统时，调查了该生态系统不同营养级的能量流动情况，统计了各类生物的同化能量值(kJ·m－2·a－1)，结果如图所示。下列分析正确的是()A．生产者流入分解者的能量值为22859kJ·m－2·a－1B．呼吸作用消耗能量的比例随营养级的升高而降低C．相邻营养级之间的能量传递效率范围是10%～17%D．第四营养级约38.6%的能量用于自身生长、发育和繁殖解析：生产者固定的能量为87127kJ·m－2·a－1，同化的能量除了呼吸消耗的，还会流入下一营养级、分解者和未被利用，87127－50158－14110＝22859，生产者流入分解者的能量值小于22859kJ·m－2·a－1，A项错误；每个营养级中呼吸作用所消耗能量的比例＝呼吸能量值÷同化能量值×100%，分别约为57.6%、56.1%、83.2%，61.4%，B项错误；相邻营养级之间的能量传递效率＝后一营养级的同化能量值÷前一营养级的同化能量值×100%，分别约为16.2%、11.3%、5.5%，C项错误；同化的能量除了呼吸消耗的，剩余的用于自身生长、发育和繁殖，第四营养级同化的能量用于自身生长、发育和繁殖的比例＝[(88－54)÷88]×100%＝38.6%，D项正确。答案：D4．(2023·山东泰安统考模拟预测)如图为某废弃草场部分能量流动关系图，每一营养级所积累有机物中的能量记为NPP，即净生产量；腐殖质中的能量记为DOM；呼吸散失的能量记为R。图中GS是指植食者系统所同化的能量。方框和箭头的相对大小与其蕴含及流动的能量多少相对应，图中数字为能量数值(单位∶J/(cm2·a))。下列说法错误的是()A．草场生态系统的结构包括组成成分和营养结构B．从能量流动的角度分析，图中NPP是指用于生长发育繁殖的能量C．植食者系统的NPP可表示为GS－R1D．已知图中营养级间能量传递效率为15%，生产者未利用的能量占其同化量的2.5%，则生产者呼吸消耗的能量为400J/(cm2·a)解析：生态系统的结构包括其组成成分及营养结构，组成成分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量，营养结构是指食物链和食物网，A项正确；从能量流动的角度分析，每一营养级所积累有机物中的能量NPP为该营养级同化量减去呼吸散失的能量，即用于生长、发育和繁殖所需的能量，B项正确；植食者系统的NPP＝指植食者系统所同化的能量－呼吸作用散失的能量＝GS－R1，C项正确；植食者系统所同化的能量为180J/(cm2·a)，生产者同化量为180÷0.15＝1200J/(cm2·a)。生产者呼吸消耗的能量＝同化量－未利用－流向分解者－流向下一营养级＝1200－1200×0.15－540－180＝300J/(cm2·a)，D项错误。答案：D5．(2023·山东潍坊高三统考)下图为某湖泊生态系统能量流动的部分示意图，其中浮游植物P和碎屑D构成了第一营养级，各营养级的能量包括了单位时间内被捕食、自身呼吸、进入碎屑以及输出到系统外能量的总和(单位：t·km－2·y－1)。下列相关说法正确的是()A．流经该生态系统的总能量为1076.9t·km－2·y－1B．第二营养级和第三营养级间的能量传递效率为6.86%C．第四营养级用于自身生长、发育和繁殖的能量是1.13t·km－2·y－1D．该生态系统中的能量是沿着P→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ这一条食物链流动的解析：流经该生态系统的总能量为第I营养级所固定能量，但P呼吸的消耗的能量未知，不能计算流经该生态系统的总能量，A项错误；能量的传递效率＝流向下一营养级能量/上一营养级固定的能量×100%，第二营养级和第三营养级间的能量传递效率为31.10/(191.7＋261.7)×100%＝6.86%，B项正确；第四营养级用于自身生长发育繁殖的能量是流入下一营养级的量＋流入碎屑的量＝0.16＋0.55＝0.71t·km－2·y－1，C项错误；该生态系统中的能量是沿着P，D→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ这一条食物链流动的，D项错误。答案：B6．(2023·湖北统考模拟预测)如图是某人工湖生态系统中能量流动的部分图解，其中字母a～f表示同化量。下列叙述错误的是()A．甲种鱼和乙种鱼之间的能量传递效率为[d/(b＋c)]×100%B．浮游动物和鱼类作为消费者，在生态系统中可加快物质循环C．向该人工湖中投放的饲料，是为了从该生态系统中获得更多的产品D．该生态系统中物质和能量都不是自给自足的解析：甲种鱼和乙种鱼之间的能量传递效率为d/(b＋c＋e)×100%，A项错误；浮游动物和鱼类以其他生物为食，是消费者，在生态系统中能加快能量流动和物质循环，B项正确；向该人工湖中投放饲料，促进鱼类生长，是为了从该生态系统中获得更多的人类所需要的产品，C项正确；该生态系统为人工湖，其中的物质和能量都不是自给自足的，D项正确。答案：A7．(2023·湖南长沙长郡中学校考模拟预测)“小养殖、小种植、小加工、小工匠”四小农场是推进乡村振兴过程中的重要力量，如图所示为一个小型人工生态农场的模式图以及该小型人工生态农场中农作物和鸡的部分能量值(单位：104kJ)，请根据图和表格分析，下列说法正确的是()项目净同化量(同化量－呼吸消耗量)呼吸消耗量流向分解者未利用农作物110702158鸡81023A．该小型生态系统的结构包括生物成分及它们之间形成的营养结构B．该小型生态系统通过食物网流向人的能量值为1.7×105kJC．该生态系统中第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为17.2%D．与常规农业种植模式相比，人工生态农场实现能量的多级利用，提高了能量传递效率解析：生态系统的结构包括组成成分和营养结构