一轮复习新教材第九单元第3课生态系统的结构和能量流动课件（83张）

第3课生态系统的结构和能量流动【课标要求】1.阐明生态系统由生产者、消费者、分解者以及阳光、空气、水等非生物的物质与能量组成,各组分紧密联系使生态系统成为具有一定结构和功能的统一体。2.讨论某一生态系统中生产者和消费者通过食物链和食物网联系在一起形成复杂的营养结构。3.分析生态系统中的能量在生物群落中单向流动并逐级递减的规律。4.举例说明利用能量流动规律,人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。5.解释生态金字塔表示了食物网各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系。【素养目标】1.掌握生态系统是由生物群落和非生物环境组成的生命系统,其结构包括生态系统的组成成分、食物链和食物网。(生命观念)2.理解生态系统的成分,构建生态系统组成成分之间的关系模型。(科学思维)3.使用图示等方式了解生态系统中能量流动的过程和特征,并对相关的生态学实践应用作出合理的分析和判断。(科学思维、社会责任)4.结合生态金字塔理解食物网各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系。(科学思维)5.调查或探讨一个校园、公园、农田、森林、湿地或池塘生态系统中的能量流动。(科学探究)主干知识·多维自查【主干·梳理与辨析】一、生态系统的概述1.概念:生态系统是由_________与它的___________相互作用而形成的统一整体。2.范围:有大有小,地球上最大的生态系统是_______。3.结构:由组成成分和_________(食物链和食物网)构成。4.功能:进行_____________________________。生物群落非生物环境生物圈营养结构物质循环、能量流动、信息传递二、生态系统的结构1.生态系统的组成成分:(1)非生物环境:非生物的___________。(2)生物群落:物质和能量自养异养绿色植物动物细菌和真菌有机物化学能物质循环动植物遗体和动物的排遗物2.食物链和食物网的概念和特点:(1)食物链:(2)食物网:3.食物链和食物网的功能:是生态系统的_________,是_________和_________的渠道。营养结构物质循环能量流动【思考辨析】1.一个完整生态系统的结构应包括生物群落及其无机环境。 ()分析: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。2.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。 ()3.生产者、分解者是联系非生物的物质和能量与生物群落的桥梁,其中生产者是生态系统的基石。 ()×√√4.食物网的复杂程度取决于该生态系统中生物的数量。 ()分析:食物网的复杂程度取决于该生态系统中生物的种类和数量。5.食物链中某营养级指的是某种生物或种群。 ()分析:食物链中的某个营养级指的不是一种生物或一个种群,而是指处于该营养级的所有生物。6.食物链和食物网是生态系统能量流动和物质循环的主要渠道。 ()××√三、生态系统的能量流动1.能量流动的概念:(1)概念:生态系统中能量的_________________和散失的过程。(2)对概念的理解:输入、传递、转化2.能量流动的过程:(1)写出图中甲、乙、丙、丁、戊代表的内容:甲._______,乙.___________,丙.___________,丁._________,戊._______。(2)据图分析食物链中甲营养级能量的去向:①通过自身呼吸作用以_____的形式散失。②被___________同化。③残枝败叶等被_______分解。④未被利用。生产者初级消费者次级消费者呼吸作用分解者热能下一营养级分解者3.能量流动的特点及意义:(1)能量传递效率:指相邻两个营养级之间_______的比值。(2)能量流动的特点:___________________。(3)研究能量流动的意义:①帮助人们将生物在___________上进行合理配置,增大流入某个生态系统的总能量。②帮助人们科学地规划、设计_____________,使能量得到最有效的利用。③帮助人们合理地调整生态系统中的_________关系,使能量持续高效地流向_____________的部分。同化量单向流动、逐级递减时间、空间人工生态系统能量流动对人类最有益【思考辨析】1.流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能。 ()分析:流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量。2.一种蜣螂专以象粪为食,则该种蜣螂最多能获取大象所同化能量的20%。 ()分析:象粪中的能量不属于大象的同化量,所以蜣螂从大象同化量中获取的能量为0。3.一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%。 ()分析:能量传递效率存在于营养级之间。4.养鱼塘中生产者固定的能量就是流经生态系统的总能量。 ()分析:养鱼塘中生产者固定的能量和添加的有机物(如饲料)中的能量是流经生态系统的总能量。××××5.“桑基鱼塘”实现了能量的多级利用,大大提高了能量的传递效率。 ()分析:“桑基鱼塘”实现了能量的多级利用,大大提高了能量的利用效率。6.能量金字塔和生物量金字塔可以出现倒置现象。 ()分析:生态系统中,能量是单向流动的,因此能量金字塔不会倒置。××【教材·挖掘与延伸】1.拓展填写错综复杂的_______是使生态系统保持相对稳定的重要条件。如果一条食物链的某种动物减少或消失,它在食物链上的位置可能会由其他生物来取代。一般认为,食物网越复杂,生态系统_____________的能力就越强。2.探究延伸生态系统的能量流动一般不超过5个营养级。其原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________。食物网抵抗外界干扰在一个生态系统中,营养级越多,在能量流动过程中消耗的能量就越多,流经5个营养级后所剩下的能量不足以再维持一个种群生存的最小需要量高频考点·通法悟道★考点1生态系统的结构【核心·归纳与整合】1.生态系统组成成分的判断:(1)根据生物的新陈代谢类型判断。①“自养型生物”一定是“生产者”,包括光能自养生物(如绿色植物和蓝细菌等)和化能自养生物。②“捕食异养或寄生异养型生物”一定是“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”一定是“分解者”,其是能把动物和植物的遗体、残枝败叶转变成无机物的腐生生物。(2)根据模型图判断:2.构建食物链(网)的方法:(1)根据种群数量变化曲线图构建:①分析依据:先上升、先下降者为被捕食者。②食物链:乙→丙→甲(图1)。(2)根据所含能量(生物量)构建:①分析依据:根据相邻营养级间能量传递效率约为10%~20%,可推测能量相差在5倍以内,很可能为同一营养级。②结果:图2可构成一条食物链:丙→甲→乙→丁。图3生物可构成食物网:(3)根据生物体内有害物质的浓度“由少到多”构建食物链(网)。①分析依据:生物的富集作用。重金属、农药等有害物质被生物体吸收后难以排出体外,所以此类物质会随着食物链逐级积累,即营养级越高的个体中含有有害物质的量越多。②分析结果:(4)根据提供的捕食方面的信息构建:①信息:古树上有红蜘蛛、蚜虫、草蛉、七星瓢虫、麻雀、花喜鹊6种动物,它们之间的关系是草蛉、七星瓢虫捕食红蜘蛛、蚜虫;红蜘蛛、蚜虫以植物的各器官为食物;麻雀、花喜鹊以红蜘蛛、蚜虫、草蛉为食。②依据捕食关系绘图如下:高考警示钟判断生态系统成分的三个“不一定”(1)生产者不一定是植物(如蓝细菌、硝化细菌),植物不一定是生产者(如菟丝子营寄生生活,属于消费者)。(2)消费者不一定是动物(如营寄生生活的微生物等),动物不一定是消费者(如秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动植物遗体或排泄物为食的腐生动物属于分解者)。(3)分解者不一定是微生物(如蚯蚓等动物),微生物不一定是分解者(如硝化细菌、蓝细菌属于生产者,寄生细菌属于消费者)。【典题·剖析与精练】【典题示范】

(多选)(2022·扬州模拟)如图是安徽某湖泊生态系统中的食物网,相关叙述正确的是

(

)A.该食物网有8条食物链,水蚤属于第三营养级①B.从个体水平分析,鲇鱼个体的同化量最少C.碳在水蚤与鲇鱼之间以有机物的形式流动②D.蚊子幼虫与划蝽之间的信息传递是双向的【题眼破译】提升信息转化能力【解析】选C、D。该食物网有9条食物链,分别是藻类→轮虫→水蚤→鲇鱼、藻类→轮虫→水蚤→划蝽→鲇鱼、藻类→轮虫→水蚤→划蝽→青蛙、藻类→蚊子幼虫→划蝽→鲇鱼、藻类→蚊子幼虫→划蝽→青蛙、藻类→水蚤→鲇鱼、藻类→水蚤→划蝽→鲇鱼、藻类→水蚤→划蝽→青蛙、藻类→鲇鱼,水蚤属于第二、第三营养级,A错误;鲇鱼营养级高,其所在营养级同化量少,但个体较大,其同化量多,B错误;碳在生物群落之间以含碳有机物的形式流动,C正确;生态系统的信息传递在生物之间一般是双向的,D正确。

【方法规律】食物链(网)中生物数量变动的分析方法(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数量都会减少,简单记为“一级生物若减少,其他生物跟着跑”。(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,其数量会先增加后减少,最后趋于稳定,简单记为“如果天敌患了病,先增后减再稳定”。(3)若处于中间营养级的生物数量减少,则某种生物数量的变化视具体食物链而定:“中间生物被捕杀,不同情况要分家”。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。③在食物网中,当某种生物因某种原因而数量减少时,对另一种生物数量的影响,沿不同的食物链分析结果不同时,应以中间环节少的为分析依据。【对点训练】1.果树—草菇立体农业是利用果树下微弱的光照、较高的空气湿度和较低的风速等特殊环境条件,在果树下人工栽培草菇。下列相关叙述正确的是 (

)A.该生态系统中,草菇和土壤中的蚯蚓都属于分解者B.该生态系统的营养结构中,可能存在蝉→螳螂→黄雀这样一条食物链C.生产者都是自养型生物,自养型生物都可以进行光合作用合成有机物D.果树—草菇立体农业体现了种群的垂直结构,有效地利用了阳光【解析】选A。草菇是一种食用真菌,异养生物,在生态系统中属于分解者,故该生态系统中,草菇和土壤中的蚯蚓都属于分解者,A正确;食物链起始端必须是生产者,蝉、螳螂、黄雀中没有生产者,B错误;某些微生物,如硝化细菌,不能进行光合作用,但可以进行化能合成作用合成有机物,也属于自养生物,C错误;果树—草菇立体农业体现了群落的垂直结构,有效地利用了阳光等环境资源,D错误。2.(多选)某地推行退耕还草工程,多年后农田生态系统演替为草原生态系统,如图表示生活在该草原上的部分生物间的食物网。下列相关叙述正确的是

(

)A.退耕还草属于次生演替,此过程中各种生物数量均呈S形增长B.图中有

4条食物链,蛇和鹰之间不仅仅是捕食关系C.如果有毒物质

DDT污染了该生态系统,那么体内

DDT浓度最高的生物是鹰D.图中草和虫之间的能量传递效率一定是

10%~20%【解析】选B、C。退耕还草属于次生演替,次生演替过程中生物数量有增长,也有下降或波动,不是均呈S形增长,A错误;图中有

4条食物链,蛇和鹰之间有捕食和竞争关系,B正确;某些重金属及有毒物质,可以通过食物链在生物体内积累,使其浓度随消费者级别的升高而逐步增加,所以,体内有毒物质浓度最高的是该生态系统中的最高营养级即鹰,C正确;一般来说封闭而稳定的生态系统中相邻两个营养级之间的能量传递效率为

10%~20%,D错误。

【加固训练·拔高】

1.(多选)研究小组调查了某地农田中部分生物之间的食物关系,结果如表所示。据表分析,下列说法正确的是

(

)A.田鼠与蝗虫之间既有种间竞争关系又有捕食关系B.一种生物在一条食物链中可以同时处于不同营养级C.田鼠既可以获取蛇和蝗虫传递的信息,又可以向对方传递信息D.许多食物链彼此相互交错连接成复杂的营养结构就形成食物网【解析】选A、C、D。据表分析,田鼠既可以捕食蝗虫,也可以取食水稻,蝗虫也可以竞争取食水稻,田鼠与蝗虫之间既有种间竞争关系又有捕食关系,A正确;一条具体食物链上的一种生物只能处于该条食物链的一个环节,说明一种生物在一条食物链中只能处于一个营养级;而在食物网中可以处于不同食物链的不同环节,说明一种生物在食物网中可以同时处于不同营养级,B错误;生态系统中的信息可沿食物链进行双向传递,在水稻→蝗虫→田鼠→蛇食物链中,田鼠既可以获取蛇和蝗虫传递的信息,又可以向对方传递信息,C正确;在生态系统中,一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物,而一种植食性动物可以捕食多种植物,也可以被多种肉食性动物捕食,导致许多食物链彼此相互交错,连接成复杂的营养结构,即形成食物网,D正确。2.某研究小组最初在垃圾堆中发现了某种放射性元素,后来先在周围的植物体内发现了该元素,接着在附近的动物体内也发现了该元素,放射性强度如图所示。下列叙述正确的是(

)A.蚱蜢、蜘蛛和蚯蚓可构成食物链B.该放射性元素不属于该生态系统的组成成分C.蜘蛛属于该生态系统中的第三营养级D.蚯蚓体内最迟出现放射性元素的原因是蚯蚓所处的营养级较高【解析】选C。蚱蜢和蜘蛛均属于消费者,蚯蚓属于分解者,三者不能构成食物链,食物链是从生产者开始的,包括生产者和消费者,A错误;该放射性元素属于该生态系统中的非生物成分,B错误;该生态系统中植物属于第一营养级,蚱蜢属于第二营养级,蜘蛛属于该生态系统中的第三营养级,C正确;食物链中只有生产者和消费者,蚯蚓属于分解者,食物链不包括分解者,D错误。3.(多选)研究小组从某湖泊中选取了四种不同的生物,并对其消化道内食物组成进行了分析,结果如下表所示。下列说法正确的是

(

)A.鱼甲与鱼乙二者间的关系是捕食和种间竞争B.鱼乙在这四种生物中营养级最高C.小球藻、水蚤在该生态系统中属于生产者D.表中生物形成的食物网共有6条食物链【解析】选A、B。根据消化道内食物组成分析,鱼甲可以捕食鱼乙,同时两者都以河虾为食,所以鱼甲与鱼乙二者间的关系是捕食和种间竞争,A正确;该湖泊生态系统中处于最高营养级的生物是鱼甲,因为该湖泊生态系统中鱼甲不被其他生物捕食,B正确;小球藻属于低等植物,在该生态系统中属于生产者,水蚤能吃小球藻,因此水蚤属于初级消费者,C错误;由分析可知,表中生物形成的食物网共有5条食物链,D错误。★考点2能量流动的过程分析及特点【核心·归纳与整合】1.各营养级能量流动分析:(1)各营养级的同化量。①第一营养级:同化量=真光合作用量(真光合作用量=净光合作用量+呼吸消耗量)。②第二营养级及以后营养级:同化量=摄入量-粪便量。(2)各营养级同化量去向的不同分析方法。①两个去向:同化量(b)=呼吸作用消耗量(d)+用于生长、发育和繁殖的能量(e)②三个去向:同化量=呼吸作用消耗量+分解者分解量+下一营养级的同化量③四个去向:同化量=自身呼吸作用消耗量(A)+未利用(B)+分解者的分解量(C)+下一营养级的同化量(D)2.能量流动的特点及原因:(1)单向流动的原因。①能量流动是沿食物链进行的,一般来说,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)逐级递减的原因。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,还有未被下一营养级生物利用的部分。【典题·剖析与精练】【典题示范】下图1表示某人工高密度鱼塘生态系统的能量金字塔,图中Ⅰ~Ⅳ表示不同营养级,甲~戊表示不同种群;图2是能量流经其中一个种群的情况简图。回答下列相关问题:(1)若图2中的种群是图1中的甲,则能量输入的是________;该能量值____________(填“等于”“大于”或“小于”)流经该人工鱼塘生态系统的总能量①,理由是__________。

在生态系统的组成成分中,甲属于__________________。

(2)若图2中的种群是图1中的戊,则其能量散失是通过____________(填生理过程)完成的,其储存的能量除了存在于自身体内的有机物中外,其余的会流向____________。

(3)据图判断,丙粪便中有机物所含能量②属于____________的同化量。

【题眼破译】提升信息转化能力【答题关键】抓住长句表述得分点不可缺少的信息:太阳能、人工投喂的饲料。【解析】(1)甲是该生态系统的生产者,输入生态系统的能量是甲通过光合作用同化的能量,由于流经人工鱼塘生态系统的总能量包括该生态系统生产者光合作用固定的太阳能和人工投喂的饲料中的能量,所以该能量值小于流经该人工鱼塘生态系统的总能量。(2)种群戊是最高营养级消费者,则其能量散失是通过呼吸作用完成的,其储存的能量的去向,一部分是存在于自身体内的有机物中(未被利用),另一部分是被分解者分解释放出来,没有流向下一营养级这一去向。(3)丙可能以甲或乙为食,故其粪便中有机物所含能量可属于甲和乙的同化量。答案:(1)甲通过光合作用同化的能量小于流经人工鱼塘生态系统的总能量包括该生态系统生产者光合作用固定的太阳能和人工投喂的饲料中的能量生产者(2)呼吸作用分解者(3)甲和乙

【拓展延伸】生态金字塔的类型分析【对点训练】1.(2022·苏州模拟)下列关于生态系统中能量流动的叙述,正确的是

(

)A.生态系统中生产者固定的能量都多于消费者固定的B.农业生态系统中的物质和能量都能实现自给自足C.生态系统趋于稳定时,系统内的能量供给仍然主要依赖外界D.能量流经某一营养级时,同化量占摄入量的10%~20%【解析】选C。生产者固定的能量不一定多于消费者固定的总能量,如人工鱼塘,A错误;农业生态系统生产的农产品,往往被大量地输出到农业生态系统以外,因此必须输入大量的物质,如肥料、种子等,才能使农业生态系统的物质循环正常运行,故农业生态系统不能实现物质和能量的自给自足,B错误;生态系统趋于稳定时,系统内的能量供给仍然依赖外界,比如阳光,C正确;能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值,通常为10%~20%,即下一个营养级的同化量占上一个营养级同化量的10%~20%,D错误。2.(2021·泰安模拟)现有一森林生态系统中存在食物链“马尾松→松毛虫→杜鹃”。如图表示松毛虫摄入能量的流动方向,图中字母代表能量值。若图中松毛虫摄入能量为2.2×109kJ,A中能量为1.6×109kJ,B中能量为1.2×109kJ,杜鹃同化能量为2.4×108kJ。下列说法错误的是

(

)A.图中B表示用于松毛虫生长、发育、繁殖(储存在体内)的能量B.该生态系统中松毛虫到杜鹃的能量传递效率为10.9%C.由松毛虫流入分解者的能量可用D+F表示D.该森林发生火灾后又慢慢恢复,这属于群落的次生演替【解析】选B。图中B表示松毛虫用于生长、发育、繁殖的能量,A正确;若松毛虫摄入能量为2.2×109kJ,A中能量为1.6×109kJ,B中能量为1.2×109kJ,杜鹃同化能量为2.4×108kJ,则该生态系统中松毛虫到杜鹃的能量传递效率为2.4×108÷(1.6×109)=15%,B错误;据图分析,图中C不属于松毛虫的同化量,而属于上一营养级流入分解者的能量,由松毛虫流入分解者的能量为D+F,C正确;火灾后的森林保留原有的土壤条件和种子等繁殖体,属于次生演替,D正确。

【加固训练·拔高】

1.(多选)CedarBog湖是一个沼泽湖,湖底有北方泥炭沼泽湖所特有的沉积物——泥炭。科研人员对该生态系统的营养级和能量流动情况进行调查,得到了如图结果。GP表示不同营养级生物同化作用所固定的能量,R表示生物呼吸消耗的能量。能量单位均为J/(cm2·a)。下列叙述错误的是

(

)A.流经该湖泊生态系统的总能量是464.7J/(cm2·a)B.未利用②的能量中含有第二营养级粪便中的能量C.该生态系统中营养级越高,同化能量用于呼吸消耗的占比越低D.未利用③的能量去向不包括沉积在湖底形成泥炭【解析】选B、C、D。流经该湖泊生态系统的能量为生产者固定的太阳能,为497693.3-497228.6=464.7J/(cm2·a),A正确;“未利用”表示未被自身呼吸作用消耗,也未被下一个营养级和分解者利用的能量,第二营养级粪便中的能量属于第一营养级生长、发育、繁殖的一部分,未利用②的能量中不含有第二营养级粪便中的能量;未利用③的能量去向包括沉积在湖底形成泥炭,B、D错误;一般情况下,营养级别高的生物体型较大,结构较复杂,生长、发育等各种生命活动所需要的能量越多,细胞呼吸作用越强,所以高级营养级的生物的能量大部分用于呼吸消耗,高营养级生物呼吸散失量占自身同化量的比值通常大于低营养级的生物,C错误。2.下面为生态系统中能量流动图解部分示意图(字母表示能量的多少),下列相关叙述正确的是

(

)A.变温动物的d/c的值一般高于恒温动物B.生产者与初级消费者之间的能量传递效率为d/a×100%C.在“草→兔→狼”这一食物链中,狼粪便中的能量属于hD.图中b=h+c+f【解析】选A。与恒温动物相比,变温动物不需消耗更多的能量维持体温,所以细胞呼吸消耗的能量少,有机物的积累量较多,d/c值高,A正确;能量传递效率的计算公式是:下一营养级同化量/上一营养级同化量

×100%,生产者与初级消费者之间的能量传递效率为c/a×100%,B错误;在“草→兔→狼”这一食物链中,狼粪便中的能量是未被狼同化的能量,是兔同化能量的一部分,兔粪便中的能量是h,C错误;摄入能量有两个去路,一是被同化,二是存于粪便之中不被同化,故图中b=h+c,D错误。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【解析】选C。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,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;鱼粪便中的能量属于上一营养级的同化量,C错误;生产中用蚕粪喂鱼和塘泥肥田能够实现物质的循环利用和能量的多级利用,D正确。★考点3能量传递效率的相关计算【核心·归纳与整合】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:①知低营养级求高营养级②知高营养级求低营养级高考警示钟能量流动的两个“≠”(1)动物的同化量≠摄入量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。②摄入量是消费者摄入的能量,同化量=摄入量-粪便量。(2)生态系统的能量传递效率≠能量利用率能量利用率一般指流入最高营养级(或人类)的能量占生产者固定总能量的比值;一般来说,食物链越短,能量利用率越高。【典题·剖析与精练】【典题示范】

(2021·山东等级考)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,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/(m2•a)。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①。

(3)养殖的海带数量过多,造成牡蛎减产,从生物群落的角度分析,原因是_____。

(4)海水立体养殖模式②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__________。

【题眼破译】提升信息转化能力【答题关键】抓住长句表述得分点(1)不可缺少的信息:浮游植物数量下降。(2)不可缺少的文字“空间”和“资源”;不可缺少的信息:生态效益和经济效益两个方面。【解析】(1)海参由于活动范围小,活动能力弱,所以常用样方法测定种群密度。(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=3281+2826-3619=2488kJ/(m2•a);由M到N的能量传递效率为386÷(3281+2826)≈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,由于海带的种间竞争,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。答案:(1)海参活动能力弱,活动范围小(2)2488

6.3不能(3)由于海带的种间竞争,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(实现生态效益和经济效益的可持续发展)

【变式延伸】提升长句应答能力该图解中,M代表的生物是___________,如果M大量减少,对该生态系统造成的影响是_____________________________。

【拓展延伸】具有人工能量输入的能量传递效率计算人为输入某一营养级的能量是该营养级同化量的一部分,但却不是从上一营养级流入的能量。如求第二营养级至第三营养级传递效率时,应为第三营养级从第二营养级同化的能量(不包括人工输入第三营养级的能量)/第二营养级的同化量(包括人工输入第二营养级的能量)×100%。牡蛎、海参物质循环减慢,生态系统遭到破坏【对点训练】

(2022·南京模拟)某同学绘制了如图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能),下列叙述中不正确的是

(

)A.生产者固定的总能量可表示为(A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2)B.由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/W1C.流入初级消费者体内的能量可表示为(A2+B2+C2)D.图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减【解析】选C。生产者固定的总能量可表示为W=A1+B1+C1+D1=A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2,A正确;第一营养级同化量为W1,第二营养级同化量为D1,因此能量传递效率为(D1/W1)×100%,B正确;流入初级消费者体内的能量为D1=A2+B2+C2+D2,C错误;图解表明上一营养级的能量不能100%流入下一营养级,还有呼吸消耗、流向分解者和未利用的能量,因此图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减,D正确。

【加固训练·拔高】

1.大闸蟹是主要以植物为食的杂食性甲壳类。如图为养殖大闸蟹的阳澄湖某水域生态系统能量流动的部分图解,其中的英文字母表示能量(单位:kJ)。对该图的分析正确的是 (

)A.流经阳澄湖该养殖区域的总能量为(a+2+5)kJB.大闸蟹到次级消费者的能量传递效率为(e+5)/(b+2)×100%C.图中c代表大闸蟹用于生长、发育、繁殖的能量D.d中的能量有一部分会通过次级消费者的食物残渣流向分解者【解析】选D。流经阳澄湖该养殖区域的总能量为a与输入的有机物中的能量之和,根据题意说明此图为部分图解,所以不一定为a+2+5,可能大于它,A错误;大闸蟹到次级消费者的能量传递效率为同化量之比,但次级消费者的同化量无法计算,B错误;图中d代表大闸蟹用于生长、发育、繁殖的能量,c代表同化量,C错误;d代表大闸蟹用于生长、发育、繁殖的能量,其中有一部分会以次级消费者的粪便形式流向分解者,D正确。2.某生态系统中存在如图所示的食物网,如将C的食物比例由A∶B=1∶1调整为A∶B=4∶1,其他条件不变,相邻两个营养级之间的能量传递效率按10%计算,该生态系统能承载C的数量是原来的 (

)A.1.875倍 B.1.964倍C.1.273倍 D.0.575倍【解析】选B。解题时应该从C出发,设当食物比例A∶B=1∶1时,C的能量为x,此时需要的A为1/2x÷10%+1/2x÷10%÷10%=55x。设当食物比例调整为A∶B=4∶1时,C的能量为y,此时需要的A为(4/5y)÷10%+(1/5y)÷10%÷10%=28y。由于两种情况下,生产者的数量是一定的,所以55x=28y,则y=1.964x,B正确。

3.下表是对某荒地中一条由植物、田鼠和鼬3个环节组成的食物链进行能量流动的分析,其中GP表示生物体同化量,NP表示生物体贮存能量,R表示呼吸消耗的能量(单位:kJ·m-2·a-1),下列说法错误的是(

)A.从图中数据可以得出植物的NP中只有很少一部分被下一营养级利用B.田鼠和鼬的呼吸消耗很高,被同化的能量绝大部分是以热能散失C.第二营养级与第三营养级之间的能量传递效率为3.16%,不符合生态系统中能量流动的特点D.据图推测以鼬为主要食物的捕食者需较大捕食范围才能维持种群的延续【解析】选C。图中植物的NP(表示生物体贮存能量211.43×109)有一部分流向下一个营养级,有一部分被分解者利用,还有一部分未被利用(210.69×109),所以从图中数据可以得出植物的NP中只有很少一部分被下一个营养级利用,A正确;表中数据显示田鼠的GP为736.88×106,其中呼吸消耗R为711.76×106,鼬的GP为232.79×105,其中呼吸消耗R为227.34×105,可见,田鼠和鼬的呼吸消耗很高,被同化的能量绝大部分通过呼吸作用以热能散失,B正确;能量流动具有单向流动和逐级递减的特点,上下营养级之间能量传递效率一般在10%~20%,是指相邻两个营养级(该营养级所有生物)的同化量之比,图中田鼠到鼬的传递效率为232.79×105/736.88×106×100%=3.16%,不是每个营养级的所有生物,也符合生态系统能量流动传递规律,C错误;能量流动具有单向流动和逐级递减的特点,营养级越多损耗的能量越多,所以据图推测以鼬为主要食物的捕食者需较大捕食范围才能得到足够的能量维持种群的延续,D正确。【考题体验·悟透】角度一从生命观念角度,考查生态系统的概念1.(2021·广东选择考)“葛(葛藤)之覃兮,施与中谷(山谷),维叶萋萋。黄鸟于飞,集于灌木,其鸣喈喈”(节选自《诗经·葛覃》)。诗句中描写的美丽景象构成了一个 (

)A.黄鸟种群 B.生物群落C.自然生态系统 D.农业生态系统突破口:非生物成分:山谷;生物成分:维叶、黄鸟、灌木等。【解析】选C。本题以《诗经》中的一段文字为载体,主要考查种群、群落和生态系统,同时弘扬我国优秀传统文化。题干中的“山谷”是非生物成分,“黄鸟”是生物成分中的消费者,“灌木”是生物成分中的“生产者”,虽然没有直接写出“分解者”,但是足以说明诗句中描写的景象构成了一个自然生态系统。高考集训·命题前瞻2.(2020·江苏选择考)“小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上头”“争渡,争渡,惊起一滩鸥鹭”……这些诗句描绘了荷塘的生动景致。下列叙述正确的是 (

)A.荷塘中的动物、植物和微生物共同构成完整的生态系统B.采用五点取样法能精确调查荷塘中蜻蜓目昆虫的种类数C.挺水的莲、浮水的睡莲及沉水的水草体现出群落的垂直结构D.影响荷塘中“鸥鹭”等鸟类分布的主要因素是光照和人类活动突破口:“动物、植物和微生物”只是生态系统组成中的生物部分。【解析】选C。本题主要考查生态系统成分、群落结构等相关知识。完整的生态系统还应包括非生物的物质和能量,A错误;五点取样法只能估算生物种类数,B错误;挺水的莲、浮水的睡莲和沉水的水草体现了池塘群落的垂直结构,C正确;影响荷塘中“鸥鹭”等鸟类分布的主要因素是食物和栖息空间,D错误。角度二从科学思维角度,考查生态系统的能量流动3.(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.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,后者为倒金字塔形突破口:数量金字塔可以是倒置的。【解析】选A。题目要绘制的是数量金字塔,夏季草原生态系统的第一营养级是牧草,第二营养级是羊,牧草的数量远远大于羊的数量,所以两者的数量关系符合金字塔形;森林生态系统第一营养级乔木的数量不如第二营养级昆虫的数量多,一棵乔木树上往往有许多昆虫,所以两者的数量关系最可能为倒金字塔形。4.(2021·全国甲卷)捕食是一种生物以另一种生物为食的现象,能量在生态系统中是沿食物链流动的。回答下列问题:(1)在自然界中,捕食者一般不会将所有的猎物都吃掉,这一现象对捕食者的意义是______________(答出1点即可)。

(2)青草→羊→狼是一条食物链。根据林德曼对能量流动研究的成果分析,这条食物链上能量流动的特点是______________________________。

(3)森林、草原、湖泊、海洋等生态系统是常见的生态系统,林德曼关于生态系统能量流动特点的研究成果是以________生态系统为研究对象得出的。

突破口:生态系统的能量流动和协同进化。【解析】本题考查生态系统的能量流动和协同进化。(1)在自然界中,捕食者一般不会将所有的猎物都吃掉,这一现象对捕食者的意义就是可以给捕食者留下充足的食物来源,保证被捕食者的能量能够持续流向捕食者,有利于捕食者的生存。(2)生态系统中,能量只能从第一营养级流向第二营养级,再流向后面的其他营养级,不可逆转,也不能循环流动;每一个营养级的能量都不可能百分之百地流入下一营养级,能量在沿着食物链流动的过程中是逐级减少的,相邻两