高考生物一轮教案必修三第四单元生态系统与环境保护 (一)

第四单元生态系统与环境保护

X生态系统的结构与能・流动

知识体系——定内容核心素养——定能力

通过分析生态系统的结构及能量流动

生命

的过程，建立结构与功能相统一的观

观念

点及生命系统的物质和能量观

「台丽词】「春丽瓦卜①通过构建生态系统组成成分之间的

P生产者h

」相加泮y

营出构r*；正而应分］—关系模型，培养运用模型分析问题的

能力

5TJU非生物的物质和能量理性

②通过分析食物链（网）中各营养级生

广二五近7思维

功能雄出流务!—物的数量变动情况及能量流动过程图

__1__U,康!

:信息传递：：研究意义:解，培养运用逻辑思维分析问题的能

力

社会通过总结研究能量流动的实践意义，

责任形成学以致用，关注生产生活的态度

丁强双基落实系统化•问题化

［基础知识•系统化］

知识点一生态系统的结构

1.生态系统的概念及组成成分

由生物群落与它的

概念型

无机环境相互作用、生态系统

而形成的统一整体

组成成分

11…………,

!生产者:

非生物的物质和能显!消费者a；分解者1：

1111

：生态系统:

群落中物质和能量;加快生态系统;:生态系统的;

的根本来源1!的基石•：1的物质循环j1:关键成分1

2.生态系统的营养结构

生态系统中各生物之间由于：［在一个生态系统中，许多空姆彼此

食物关系而形成的一种联系：，相互交错连接成的更杂的商标构

1O1——智-，概念I

食食

菅金茄二嬴养洞二用前就或£一

物结

;不同的食物链中,

级:消费者所处营养构

链；可以占据不同的

级不固定:一般不会

超过五个营养级梢养级

功能I,一一一一・

食物链和食物网是生态系统中物质循环和能眼流动的柒道

知识点二生态系统的能・流动

1.能・流动的概念、特点及研究意义

生态系统中能质:

的输入、伐递、转;单向流动，逢

级递减

化和岭的过程:

研究意义

①电计人工生态系统，使能量得到也逑的利用：②调整生态

系统中的能I4流动关系，使傕M持续我效地流向对人类坡仃益

I的都分

2.能■流动的过程(以能量流经第二营养级为例)

呼吸作用以蜒形式散失

同化量(~L)用于生长发育和繁殖

摄入址上一营养级

［基本技能•问题化］

1.连线生态系统的组成成分及其作用

I实例I组成成分作用

乩非生物的物I.制造有机物，储存能

①绿色植物

质和能量属,供生物利用

d.将遗体、推遗物分解

②腐生细曲、真曲b.生产者为无机物，供生产者

重新利用

③阳光、水、箱气、c.消费者m.为生态系统提供物

无机拄等质和能依

M加快生态系统的物

④动物(大多数)(1.分解者质循环，有助于植物

传粉和种子传播

2.分析图中的食物链，回答相关问题

(1)食物链的起点一定是生产者，后面的营养级都是消费者。

⑵蛇在食物链中属于次级消费者，第三营养级。

⑶食物链中体现的种间关系是捕食。

(4)由于一种生物的食物来源可能来自炙种生物，且某种生物可能为包生物所食，所

以一个生态系统的营养结构往往由多条食物链交错而成，从而构成食物网。

3.据图回答有关食物链和食物网的问题

某防地生态系统的食物网

(1)图示食物网中包含§一条食物链。

(2)写出图中含营养级最多的食物链：草一食草昆虫蜘蛛f青蛙一蛇一猫头鹰。

⑶猫头鹰同时占有第三、四、五、六营养级।它获得能量最多的食物链是，草一鼠一

猫头鹰。

(4)从图中可以看出，青蛙和蜘蛛的种间关系是捕食和竞争。

⑸该图作为生态系统还缺少的成分是非生物的物质和能量、分解者。

4.据生态系统中能■流动的过程示意图回答相关问题

TTT

14.

光照一》|巾I-再I

■♦♦

I应T

(1)写出图中甲、乙、丙、丁、戊代表的内容：

甲：生产者,乙：初级消费者,丙：次级消费者,T：呼吸作用,戊：分解者。

(2)据图可知，生态系统中能量流动的渠道是食物链和食物网,流动过程中能量的转化

形式是：太阳能f有机物中的化学能f热能。

(3)图中甲营养级能量的去向有：

①通过自身呼吸作用以热能的形式散失。

②流入下一营养级。

③残枝败叶等被分解者分解。

名考点突破一层级化-重点化

考点一生态系统的结构

识记以知识为核，C?一文科记忆-当背则背

1.牢记生态系统组成成分的三类“不一定”和两类“一定”

⑴三类“不一定”：

①生产者不一定是植物(如蓝藻、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、烧螂等以动植物残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、蓝藻

属于生产者，寄生细菌属于消费者)。

(2)两类“一定”:

①生产者一定是自养型生物，自养型生物一定是生产者。

②营腐生生活的生物一定是分解者，分解者一定是营腐生生活的生物。

2.明辨关于食物链和食物网的六个易误点

(1)每条食物链的起点都是生产者，终点是不被其他动物所食的动物，即最高营养级，

中间有任何间断都不算完整的食物链。

(2)分解者及非生物的物质和能量不属于食物链的成分，不出现在食物链(网)中。

(3)由于第一营养级一定是生产者，因此一种动物在某一食物链中的营养级=消费者级

别+1。

(4)某一营养级的生物代表的是处于该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，也不

一定是一个种群。

(5)同一种消费者在不同食物链中，可以占有不同的营养级。

(6)在食物网中，两种生物之间的种间关系可出现多种，如青蛙和蜘蛛既是捕食关系，

又是竞争关系。

［对点落实］

1.判断下列叙述的正误

(1)一个完整生态系统应包括生物群落及其无机环境(J)

(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(J)

(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(J)

(4)食物网中两种生物间只能有一种种间关系(X)

(5)生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大(X)

(6)食物链纵横交错形成的复杂营养关系就是食物网。食物网的复杂程度取决于该生态

系统中生物的数量(X)

2.生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者及非生物的物质和能量。下列关

于生态系统组成成分的叙述，正确的是()

A.动物都属于消费者，其中食草动物属于第二营养级

B.细菌都属于分解者，其异化作用类型主要是需氧型和厌氧型

C.生产者属于自养型生物，是生态系统中最基本、最关键的生物成分

I）.一种生物只能属于生态系统中的一种生物成分

解析：选C在生态系统中，不是所有动物都是消费者，如烧螂、蚯蚓为分解者；多

数细菌是分解者，但硝化细菌、铁细菌、硫细菌和光合细菌等是生产者；生产者能将无机

物合成有机物，属于自养型生物，是生态系统中最基本、最关键的成分；一种生物可能属

于生态系统中的不同生物成分，如猪笼草在进行光合作用时是生产者，在捕食虫子时为消

费者。

3.（2018•贵阳质检）根据图示判断，下列叙述正确的是（）

光、等—绿色植物|->函而

It

蝉->螳螂->黄雀->蛇

A.图示的各种成分在生态学上可以构成一个生态系统

B.图示生物可以形成的食物链：绿色植物一蝉f螳螂-黄雀f蛇-细菌

C.细菌与蝉之间的关系属于竞争

I）.蛇属于三级消费者

解析：选A图示中既有生产者、消费者和分解者，又有非生物的物质和能量，能构

成一个生态系统；细菌属于分解者，不占据营养级，与蝉不是竞争关系；蛇属于四级消费

者，位于第五营养级。

迁移A以图表为载体一信息蕴含・图文转换

［典型图示］生态系统组成成分之间的关系

据图⑴中“箭头”判断生态系统中成分基本思路：

（1）根据双向箭头CD确定两者肯定是非生物的物质和能量、生产者。

（2）根据箭头指向判断各成分：

①D有三个指出，应为生产者。

②C有三个指入，为非生物的物质和能量。

③A和B一个为消费者，另一个为分解者，D（生产者）和A（消费者）均指向B,则B为

分解者。

［问题设计］

依据图2回答问题

（1）图中构成生物群落的成分有其中出不参与食物网构成。（填图中序号）

（2）被称为“生态系统的基石”的成分是!（城图中序号），它一定是自养型生物。能将有

机物分解成无机物供生产者重新利用的是m（填图中序号），它主要是营腐生生活的细菌和真

菌。

（3）图中A表示的生理过程是光合作用、化能合成作用,B表示的生理过程是细胞壁吸。

〔对点落实1

4.如图表示某生态系统中4种成分之间的关系。以下相关叙述

正确的是（）

A.甲和乙包含的所有种群可以构成群落

B.丙代表的一定是原核生物

C.①代表光合作用，②代表呼吸作用

D.丁可以表示大气中的COz

解析：选D甲是生产者，乙是消费者，它们与分解者（丙）一起才能构成群落；丙是分

解者，分解者不一定是原核生物，许多真菌，还有部分动物（如蚯蚓）都是分解者，但它们是

真核生物：①代表捕食，如果困示表示碳循环，则②代表呼吸作用；在碳循环中丁表示大

气中的CO2o

5.下图表示生态系统中四种成分（甲、乙和丙、丁、戊所对应方框各代表一种成分）之

间的关系，以下相关叙述正确的是（）

A.甲、乙和丙所包含的所有种群构成群落

B.戊不一定是微生物

C.图中存在竞争关系的只有乙2和丙2

D.丁的含量增加将导致臭氧层被破坏

解析：选B由图可知，甲是生产者，乙和丙是消费者，戊是分解者，丁是非生物的

物质和能量。群落包含该区域内所有的生物，即包括生产者、消费者和分解者；戊是分解

者，有些动物（如蚯蚓）也是分解者；图中乙1和丙1,有共同的食物来源甲，乙2和丙2有共

同的食物资源丙I,都存在竞争关系；由图知丁不会导致臭氧层破坏，导致臭氧层被破坏的

主要是含氟的气体。

理解以联系为桥梁科思维-贵在总结

食物链（网）中各营养级生物数，变动情况分析

（1）食物链中第一营养级的生物数量减少对其他生物数量变动的影响：

若处于食物链中第一营养级的生物数量减少，直接以其为食物的第二营养级的生物因

食物缺乏而数量减少，又会引起连锁反应，整个食物链中的其他生物数量都会减少。

（2）“天敌”一方减少对被捕食者数量变动的影响：

“天敌”一方减少，短时间内被捕食者数量会增加，但随着其数量的增加，种内斗争

加剧，种群密度下降，直到趋于稳定，但最终结果比原来数量要大。

（3）复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁反应分析：

①以中间环节少的作为分析依据，考虑方向和顺序为：从高营养级依次到低营养级。

②生产者相对稳定，即生产者比消费者稳定得多，所以当某一种群数量发生变化时，

一般不需要考虑生产者数量的增加或减少。

③处于最高营养级的生物有多种食物来源时，若其中一条食物链被中断，则该种群可

通过多食其他生物来维持其数量基本不变。

（4）同时占有两个营养级的种群数量变化的连锁反应分析：

①a种群的数量变化导致b种群的营养级降低时，则b种群的数量将增加。

②a种群的数量变化导致b种群的营养级升高时，则b种群的数量将减少。

［对点落实］

6.（2013•广东高考）如图所示某湖泊的食物网，其中鱼a、鱼b53号

为两种小型土著鱼，若引入一种以中小型鱼类为食的第鱼，将出现|^||W

浮游动物浮游动物

的情况是（

A.妒鱼的产量不能弥补土著鱼的减少量-------

B.土著鱼在与妒鱼的竞争中处于劣势

C.浮游动物总量锐减后再急升

D.浮游植物总量急升后再锐减

解析：选A炉鱼与土著鱼之间是捕食关系，B项错误；引入以中小型鱼类为食的炉鱼

后，土著鱼a、b的数量都下降，短期内浮游动物总量先急升后下降再趋于稳定，相应地浮

游植物锐减后再急升最后近于稳定，C、D项错误；妒鱼以土著鱼为食，按能量传递逐级递

减的特点，可知A项正确。

7.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所人一兔—5

示。下列叙述错误的是（）I/X

A.人与兔的种间关系是捕食和竞争植物一鼠一鼬

B.若除去鼬，则鹰的数量会增加

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：选D兔和人有共同的食物来源，二者存在竞争关系，同时兔也能被人捕食，

二者存在捕食关系；鼬和鹰都能捕食兔和鼠，若鼬减少，鹰缺乏竞争，数量会增多；大量

捕杀鼬时，鼠的数量会增多，种内斗争会增强；从植物到鹰的食物链有4条。

考点二生态系统的能量流动

识记k以知识为核心'-文科记忆-当背则背

1.熟记能・流动的“四、三、二”

(1)四个环节：

源头：太阳能

|输入|一

总能鼠:生产者固定的太阳能总最

途径：食物链和食物网

传递一

I形式:有机物中的化学能

IW--I太阳能f有机物中的化学能f热能

I形式:最终以热能形式散失

[11]-过程：呼吸作用

(2)三个去路：

①自身呼吸消耗；

②流向下一营养级(最高营养级除外);

③被分解者分解利用。

(3)两个特点：

H.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

单向流动

b.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

a.各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量

逐级递减b.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

2.明辨能■流动的两个“不等于”

⑴动物的同化量不等于摄入量：

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=摄入量一粪便量。

⑵生态系统的能量传递效率不等于能■利用率：

①能量传递效率：能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，若以“营养级”为单位,

能量在相邻两个营养级之间的传递效率为10%〜20%。其计算公式为能量传递效率=(一个

营养级同化量/上一营养级同化量)X100%。

②能量利用效率：通常考虑的是流入人体中的能量占生产者能量的比值，或流入最高

营养级的能量占生产者能量的比值。合理调整能量流动，可提高能量的利用效率。

3.正确区分三种类型的生态金字塔

项目能量金字塔数量金字塔生物量金字塔

高

少2S

低△高

吟住营

养

多

形状低

级

干f多A低l

高低

每一阶含每一营养级生物每一营养级生物的有机物

每一营养级生物个体的数目

义所含能量的多少总量

能量沿食物链流

一般生物个体数目在食物链中一般生物有机物的总质量

象征含义动过程中具有逐

随营养级升高而逐步递减沿食物链升高逐级递减

级递减的特性

特点正金字塔形一般为正金字塔形一般为正金字塔形

浮游植物的个体小，寿命

短，又不断被浮游动物吃

成千上万只昆虫生活在一株大

能量流动的过程

掉，所以某一时间浮游植

树上时，该数量金字塔的塔形

中总是有能量的

物的生物量(用质量来表

分析也会发生变化

耗散，故能量流动

示)可能低于浮游动物的

逐级递减

生物量

匚二浮游动物

浮游植物

［对点落实］

1.判断下列叙述的正误

(1)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能(X)

(2)一种蜻螂专以象类为食，则该种蜕螂最多能获取大象所同化能量的20%(X)

(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%(X)

(4)沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用(X)

(5)能量金字塔和生物量金字塔可以出现倒置现象(X)

(6)拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向，提高生态系统的能量传递效率(X)

2.(2014,海南高考)用各营养级生物的能量、数量构建的金字塔分别称为能量金字塔、

数量金字塔。在某一栋林中，第一营养级生物为株树，第二营养级生物为昆虫，第三营养

级生物为蛙、蜥蜴和鸟，第四营养级生物为蛇。该栋林数量金字塔的示意图是（）

百寻等言

ABCD

解析：选B在数量金字塔中昆虫的数量远远大于标树的数量，第三营养级生物的数

量小于昆虫的数量，第四营养级生物的数量小于第三营养级生物的数量。

3.（2018•期缄模拟）如图为某生态系统中能量传递示意图，以

热能

下叙述错误的是（）

A.能量流动是从甲固定的太阳能开始的，流入该生态系统

的总能量为1250kJ

B.从乙到丙的能量传递效率为15%能城单位：kJ

C.将乙和丙的粪便作为有机肥还田，可以提高能量传递效率

1）.食物链的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动的单向性

解析：选C由图分析可知，甲为生产者，乙为初级消费者，丙为次级消费者，丁为

分解者。将乙和丙的粪便作为有机肥还田，经分解者的分解作用后能为植物提供无机盐，

但不能提高能量传递效率；能量流动从生产者固定的太阳能开始，流入该生态系统的总能

量是生产者固定的太阳能=175+200+875=1250（kJ）;从乙到丙的能量传递效率为

304-200X100%=15%;食物链的营养关系一般不可逆，这决定了能量流动的单向性。

迁移以图表为载体一信息蕴含・图文转换

［典型图示］

运用能■流经第二营养级示意图分析能量流动的过程

粪

便

I初级消费者摄入（a）

(C遗

/分

残

年

解1初级消费者同化（匕）

呼

不

者

体

|作<

骸

—用于生长、发育和繁殖屋）

利

刀

谭

呼

出

散

吸次级消费者同化（D

失

炊

散

［问题设计］

（1）消费者的能量来自上一营养级的同化量，而生产者的能量主要来自光合作用固定的

太阳能。

（2）第二营养级能量的去路有d、i、力填图中字母）三条。

⑶第二营养级的摄入量（°）,同化量及净同化量⑻分别可以如何计算（用图中字母的

表达式表示）?

提示：摄入量（。）=力+。；同化量（b）=。-c=d+e=d+i+,f;净同化量（e）=〃-d=i+/。

［对点落实］

4.如图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），下列选项正确

的是（）

次级消费

匣乙

3fla者摄入e

।丙词

A.图中力=〃+c+d+e+/+i

B.生产者与初级消费者之间的能量传递效率为S/a）X100%

C.“草一兔一狼”这一关系中，狼粪便中的能量属于d

D.缩短食物链可以提高能量传递效率

解析；选C图中b=h+c;生产者与初级消费者之间的能量传递效率为S-

/0/«X100%；“草f兔f狼”这一关系中，狼粪便中的能量未被狼同化，仍属于其上一个

营养级的能量，即属于兔同化的能量的一部分，属于d;缩短食物链可以减少能量的损耗，

但不能提高能量传递效率。

5.（2017・长沙二横）下图为桑基鱼塘农业生态系统的能量流动图解，图中字母代表能量，

相关说法正确的是（）

A.图中用于桑树生长发育繁殖的能量是。

B.图中未利用的能量是指蚕粪便中的能量

C.第一、二营养级间的能量传递效率用（e+f+g+m/a表示

D.桑基鱼塘具有较强的稳定性，不存在负反馈调节

解析：选C图中用于桑树生长、发育和繁殖的能量是c;图中未利用的能量是指桑树

同化的能量减去呼吸消耗的能量、流向蚕的能量及被分解者利用的能量；蚕同化的能量为e

+f+g+儿所以第一、二营养级间的能量传递效率=（e+/+g+力）及；桑基鱼塘动植物种类

少，稳定性教低，但也存在负反馈调节。

［归纳拓展］生态系统中能量流动的分析方法

（1）定量不定时分析：流入某一营养级的一定量的能量在足够长的时间内的去路有三条：

①自身呼吸消耗；②流入下一营养级（最高营养级除外）；⑤被分解者分解利用。但这一定量

的能量不管如何传递，最终都以热能形式从生物群落中散失；生产者源源不断地固定太阳

能，才能保证生杰系统能量流动的正常进行。

（2）定量定时分析：流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路可有四条：①

自身呼吸消耗；②流入下一营养级（最高营养级除外）；③被分解者分解利用；④未利用，即

未被自身呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者利用，如果是以年为单位研究，这部分的

能量将保留到下一年。但从长远来看，“未利用”的能量最终会被自身呼吸消耗、流入下

一营养级或被分解者利用。

应用i以生活为目的一关注健康•回报社会

研究生态系统能量流动的过程及特点在生产生活中具有重要的指导意义。运用所学知

识分析、解决生产生活中实际问题的能力也是高考要求的重点之一。

［对点落实］

6.稻田里，农民要拔掉稗草；人工鱼塘里，养殖工人要定期消除肉食性鱼类。用生态

学的观点看，这是为了（）

A.调整能量流动关系，使之流向对人类最有益的部分

B.增强生态系统恢复力稳定性

C.通过人为方式，保持自然生态系统平衡

D.科学规划，实现能量的多级利用

解析：选A农民拔掉稗草是为了人为地排除水稻的竞争者，使能量尽可能多地流向

水稻；养殖工人要定期清除肉食性鱼，是为了使能量尽可能多地流向人工养殖的鱼类。用

生态学的观点看，这是为了调整能量流动关系，使之流向对人类鼓有益的部分。

7.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

解析：选D“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。

8.（2018•福州质检）我国人均耕地面积远低于世界平均水平，但劳动人民在有限的土地

上精耕细作，创造出多种高效的生产方式，回答下列问题：

（1）“桑基鱼塘”生产方式中桑叶养蚕、蚕粪养鱼、塘泥肥桑，流经该生态系统的总能

量主要来自桑树和浮游植物。与单一养鱼或养蚕相比，“桑基

鱼塘”提高了能量利用率，是因为桑叶中的能量可以分别被利用。从能量流动角

度分析，塘泥中所积累的有机物属于未利用能量，即未被自身呼吸消耗、也未被和

利用的能量。塘泥能为桑树生长提供的营养物质是________,与沉积于水底相比,

“塘泥肥桑”过程中塘泥释放C02速度加快，原因是

（2）我国农民最早使用间作、套种等生产方式，它根据不同农作物对光照条件不同需求

合理配置，提高了作物群体对的利用率。

解析：（1）流经“桑基查塘”生态系统的总能量主要是来自生产者（桑树和浮游植物:，固定

的太阳能。桑叶养蚕、蚕粪养鱼，说明与单一养鱼或养蚕相比，桑叶中的能量可以分别被

蚕和鱼利用，因此“桑基鱼塘”提高了能量利用率。未利用能量是指未被自身呼吸作用消

耗，也未被下一营养级和分解者利用的能量。塘泥可为桑树生长提供无机盐。与沉积于水

底相比，由于土壤中的O?浓度高于水体，塘泥中微生物有氧呼吸加快，导致塘泥释放CO?

的速度加快。（2）根据不同农作物对光照条件的不同需求，使用间作、套种等生产方式，可

以提高作物群体对光能的利用率。

答案：（1）光合作用固定的太阳能蚕和鱼下一营养级分解者无机盐土壤中的

氧气浓度高于水体，塘泥中微生物有氧呼吸加快（2）光能

［归纳拓展］研究能量流动的实践意义及实例

帮助人们科学规划、

设计人工生态系统,调整能量流动关系,

使能量得到最有效研究能量流动使能量持续高效地

的利用（或实现能的实践意义流向对人类最有益

量的多级利用，提的部分

高匏量利用率）

：合理确定载畜量、果树

:生怂农业、桑基鱼塘.沼气工程等：修剪、农田除草等

微专题12食物链（网）的构建及能量传递效率的计算

食物锥（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，可以确定下图中食物链

为：乙一丙一甲。

2.依据所同化能■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，少者为捕食者。若相邻两能量值相差不大，不足以构成10%〜20%的比

乙

甲T

\/

例，则两者应为同一营养级。可以确定下图1食物链为内；图2食物网为甲乙丙丁;

下表中的食物链为B-D-A-Co

营养级ABCD

能量（kJ）15.9870.70.9141.0

3.依据生物体内残留农药的浓度构建食物链（网）

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，两者在数

C

ZX

AB-*D

XZ

值上呈正相关。可以确定下表中的食物网为Eo

生物体ABCDE

有机汞浓度（ppm）0.05770.51680.39

［例1］某相对封闭的生态系统中除分解者外共有五个种群（每个种群只占一个营养

级），其能量调查如下表所示：

种群甲乙丙T戊

同化量（1量k.J/m2）750200.98500

下列对该表数据作出的分析，正确的是（）

A.该生态系统的营养结构可表示为戊一乙一丙一甲一丁

B.当甲与丙无捕食关系时，每相邻两营养级之间能量的传递效率都相等

C.该生态系统中甲的数量增加以后，会导致丙的数量减少，乙的数量增加

D.去除甲和丁后，丙增多乙减少

［解析］由题意可知，每个种群只占一个营养级，则五种生物所构成的营养结构应为：

/乙、*屯

及甲一*丁戊■乙一♦甲一*•丁

、丙/;若甲与丙无捕食关系，则食物网为、丙，则相邻两个营养级之间的

能量传递效率依次为笠麒=4=2髻=0・14；甲捕食乙、丙，若甲数量增加，则乙、丙的

数量减少；除去甲和丁后，则乙、丙的数量先增加、后减少，最后趋于稳定。

［答案］B

能・传递效率的相关计算

能量传下一营养级的同化量

递效率一本营养级的同化量X100%=(10%〜20%)

在解决有关能量传递的计算问题时，首先要确定相关的食物链，理清生物在营养级上

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。

类型(一)能量传递效率的相关“最值”计算

(1)食物链越短，最高营养级获得的能量越多。

(2)生物间的取食关系越简单，生态系统的能量流动过程中消耗的能量越少。具体计算

方法如下：

知低营养级求高营养级知高营养级求低营养级

选最短食物链选最长食物链按

获能量最多需最多能量

按X20%计算・10%计算

选最长食物链选最短食物链按

获能量最少需最少能量

按X10%计算・20%计算

［例2］下图所示的食物网中，若人的体重增加1kg,最少消耗水藻kg,最多

消耗水藻

［解析I能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%〜20%。求最少消耗水藻时，选

最短的食物链，如水藻-小鱼-人，传递效率按20%计算，设最少消耗水藻为x,则

xX20%X20%=lkg,x=25kg;求最多消耗水藻时，选最长的食物链，如水藻水蚤一

虾-小鱼-*大鱼-人，传递效率按10%计算.设最多消耗水藻为y,则

jX10%X10%X10%X10%X10%=1kg,>=100000kgo

|答案|25100（）00

类型（二）能・传递效率的有关“定值”计算

（1）已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算，而需按具体数值计数。

例如，在食物链A-B-CfD中，能量传递效率分别为。％、6％、c%,若A的能量为",

则D获得的能量为MXa%X》％Xc%。

（2）如果是在食物网中，某一营养级同时从上一营养级多种生物获得能量，且各途径所

获得的生物量比例确定，则按照各单独的食物链进行计算后合并。

|例3］如图所示的食物网中，戊的食物有1/2来自乙，1/4来甲____'乙_____»便

自丙，1/4来自丁，且能量从生产者到消费者的传递效率为10%,、内=77

从消费者到消费者的能量传递效率为20%。若戊体重增加20g,需要消耗植物（）

A.1125gB.1600g

C.2000gD.6500g

［解析1甲为生产者，戊共有以下食物蛀：①甲~乙~戊，戊增加20gxi/2=10g,需

要乙10x5=50勖需要甲50x10=500g;②甲一丙一戊，戊增加20gxi/4=5理需要丙5X5

=25g,需要甲25X10=250g;③甲一丙一丁一戊，戊增加20gxi/4=5g,需要丁5X5

=25g,需要丙25X5=125g,需要甲125X10=1250g,故共需要甲500+250+1250=

2000go

I答案］C

类型（三）具有人工能量输入的能・传递效率计算

人为输入到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（不包括人工输入到第三营养级的能量）/第二营养级的同化量（包括人工输入到第二营

养级的能量）X100%。

I例4］如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值|单位为

1伊k,J/（m2-a）J,下列说法错误的是（）

来一

A.图中A代表的生理过程是呼吸作用

B.第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为15.6%

C.该生态系统中生产者固定的总能量是9.6X104kJ/（m2-a）

D.捕食关系般不可逆转，所以能量流动具有单向性

［解析］每一营养级的能量去向包括流向下一营界级、被分解者分解和呼吸作用中以热

能形式散失及用于自身生长、发育和繁殖四个途径。因此，图中A代表的是各种生物的呼

吸作用。肉食性动物从植食性动物获得的且同化的他量=5.1+2.1+0.25+0.05-5=

2.5X103［kJ/(m2-a)］,植食性动物的同化量=2.5+4+9+0.5=16X1(P［kJ/(m2-a)］,传递效

率=2.5/16x100%=15.625%。该生态系统中能量的来源有两个，生产者固定的能量和有机

物输入，生产者固定的总能量=9.6x104kJ/(n】2・a)+流入植食性动物的能量。食物链是以食

物关系形成的联系，捕食关系的单向性决定了能量流动的单向性。

［答案］C

［题点突破］

1.有一食物网如下图所示。如果能量传递效率为10%,各条食物链传递到庚的能量相

等，则庚增加1kJ的能量，丙最少含多少能量()

A.550kJB.500kJ

C.400kJD.100kJ

解析：选A设丙的能量为招经丙一丁一己一庚传递到庚的能量为0.5kJ,则需要丙

0.5-r(10%)3=500(kJ),经丙一戊一庚传递到庚的能量为0.5kJ,则需要丙0.5+(1()%)2=

50(kJ),即丙最少含500+50=550(kJ)的能量。

2.(2018•天津粕平区模拟)如图是一个食物网，假如鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，

1/5来白蛇，那么鹰若要增加20g体重，至少需要消耗植物()/兔-----

A.900gB.500g植物。/SI

C.200gD.600g

解析：选A当能量传递效率为最大值即20%时，消耗的植物量最少。鹰经兔途径消

耗的植物量为20X(2/5H2O%22O%=200g;鹰经鼠途径消耗的植物量为

20x(2/5)4-20%4-20%=200g;鹰经蛇、鼠途径消耗的植物量为20X(1/5)4-20%4-20%4-20%=

500g,共计消耗植物量为200+200+500=900g。

3.某生态系统中存在如图所示的食物网，如将丙的食物比例由甲：乙=甲---------^内

1：1调整为2：1,能量传递效率按10%计算，该生态系统能承载丙的数量、乙/

是原来的()

A.1.375倍B.1.875倍

C.1.273倍D.0.575倍

解析：选A由于生产者没有改变所以流向该生态系统的总能量没有变化，设丙原来

的能量为用则需要甲提供的能量为l/2axl0xl0+l/2aX10;改变食物比例后的丙的能量设

为儿则需要甲提供的能量为2/3力X10+1/36X10X10,根据题意可得：1/2QX10X10+I/*X1