2019屆高考生物一輪復習 第九單元 生物與環(huán)境 第32講 生態(tài)系統(tǒng)的結構 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動學案.doc

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第32講　生態(tài)系統(tǒng)的結構　生態(tài)系統(tǒng)的能量流動 1．生態(tài)系統(tǒng)的結構(Ⅰ)　2.生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的基本規(guī)律及應用(Ⅱ) 　生態(tài)系統(tǒng)的結構分析 1．生態(tài)系統(tǒng)的范圍 (1)概念：由生物群落與它的無機環(huán)境相互作用而形成的統(tǒng)一整體。 (2)范圍：有大有小。 (3)結構：生態(tài)系統(tǒng)的組成成分和營養(yǎng)結構(食物鏈和食物網(wǎng))。 2．生態(tài)系統(tǒng)的組成成分 (1)無機環(huán)境：非生物的物質和能量。 (2)生物群落 生物 成分 項目　 生產者 消費者 分解者 營養(yǎng) 方式 自養(yǎng) 異養(yǎng) 異養(yǎng) 主要 生物 綠色植物 動物 腐生動物、 細菌和真菌 作用 制造有機物，儲存能量，為消費者提供食物和棲息場所 加快生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)，有利于植物的傳粉和種子的傳播等 分解有機物，供生產者重新利用 生態(tài)系統(tǒng)中各成分的快速判斷 答案：非生物的物質和能量　生產者　生產者　非生物的物質和能量　分解者　 3．生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構 (1)食物鏈 ①概念：生態(tài)系統(tǒng)中各生物之間由于食物關系形成的一種聯(lián)系。 ②特點：生產者為第一營養(yǎng)級，消費者所處營養(yǎng)級不固定，一般不會超過 5個營養(yǎng)級。 ③生態(tài)系統(tǒng)的成分、食物鏈和營養(yǎng)級之間的關系[連一連] (2)食物網(wǎng) ①概念：在一個生態(tài)系統(tǒng)中，許多食物鏈彼此相互交錯連接成的復雜營養(yǎng)結構。 ②形成原因：生態(tài)系統(tǒng)中，一種綠色植物可能是多種植食性動物的食物，而一種植食性動物既可能吃多種植物，也可能被多種肉食性動物所食。 ③功能：是生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)和能量流動的渠道。 ④特點：同一種消費者在不同的食物鏈中，可以占據(jù)不同的營養(yǎng)級。 [助學巧記] (1)生產者永遠是第一營養(yǎng)級，第一營養(yǎng)級必須為生產者。 (2)消費者級別＝營養(yǎng)級級別－1。 (必修3 P91 “圖5－5　某陸地生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)”改編) (1)寫出該生態(tài)系統(tǒng)中最長的一條食物鏈。 (2)蛇在該食物網(wǎng)中占據(jù)哪幾個營養(yǎng)級？ (3)蛇與食蟲鳥之間具有哪種種間關系？ 答案：(1)植物(草)→蝗蟲→蜘蛛→食蟲鳥→貓頭鷹。　(2)第三、第四、第五營養(yǎng)級?！?3)捕食。　 考向1　生態(tài)系統(tǒng)的概念 1.(高考天津卷)右圖表示生態(tài)系統(tǒng)、群落、種群和個體的從屬關系。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是(　　) A．甲是生物進化的基本單位 B．乙數(shù)量達到環(huán)境容納量后不再發(fā)生波動 C．丙是由生產者和消費者構成的 D．丁多樣性的形成受無機環(huán)境影響 解析：選D。由圖分析可知，甲表示個體，乙表示種群，丙表示群落，丁表示生態(tài)系統(tǒng)。A項，生物進化的基本單位應該是種群(乙)。B項，種群數(shù)量達到環(huán)境容納量(K值)后，種群數(shù)量會在K值附近上下波動。C項，群落應包括生態(tài)系統(tǒng)中所有的生物成分，即生產者、消費者和分解者。D項，生態(tài)系統(tǒng)多樣性的形成是生物與生物之間、生物與無機環(huán)境之間共同進化的結果。 生態(tài)系統(tǒng)各類成分關系如圖 　 考向2　生態(tài)系統(tǒng)的成分 2．(2018河南洛陽模擬)下列有關生態(tài)系統(tǒng)組成成分的敘述，正確的是(　　) A．太陽光來源于地球以外，不屬于生態(tài)系統(tǒng)的成分 B．硝化細菌是原核生物，在生態(tài)系統(tǒng)中屬于生產者 C．病毒是原核生物，在生態(tài)系統(tǒng)中屬于分解者 D．蚯蚓是真核生物，在生態(tài)系統(tǒng)中屬于消費者 解析：選B。太陽光屬于生態(tài)系統(tǒng)成分中的非生物的物質與能量，A錯誤；硝化細菌是原核生物，可通過化能合成作用將無機物合成有機物，在生態(tài)系統(tǒng)中屬于生產者，B正確；病毒無細胞結構，不是原核生物。由于病毒嚴格寄生在活細胞內，因此其在生態(tài)系統(tǒng)中屬于消費者，C錯誤；蚯蚓是真核生物，從土壤中的殘枝敗葉中獲得食物，在生態(tài)系統(tǒng)中屬于分解者，D錯誤。 3．如圖中a、b、c、d代表生態(tài)系統(tǒng)的組成成分，其中代表生產者的是(　　) A．a　　　　　　　　 B．b C．c D．d 答案：C 生態(tài)系統(tǒng)成分的判斷 (1)判斷生產者的主要依據(jù)是是否為自養(yǎng)型生物，若為自養(yǎng)型生物，則為生產者，包括綠色植物、藍藻、光合細菌以及化能合成細菌等。 (2)判斷消費者時要特別注意“異養(yǎng)型”“非腐生”等關鍵詞，植物、微生物都有可能成為消費者。 (3)判斷分解者的主要依據(jù)是能否把動植物的遺體、殘枝敗葉轉變成無機物，分解者是腐生生物，還包括少數(shù)的動物(如蚯蚓)?！? 考向3　食物鏈和食物網(wǎng)的結構分析 4．如圖為某生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)，下列相關說法錯誤的是(　　) A．圖中的所有生物構成一個群落 B．第二營養(yǎng)級的生物有甲、乙、戊，三者之間有競爭關系 C．戊與丙的種間關系是捕食 D．從圖中可以看出，戊占有三個營養(yǎng)級 答案：A 5．(高考新課標全國卷Ⅱ)某陸地生態(tài)系統(tǒng)中，除分解者外，僅有甲、乙、丙、丁、戊5個種群。調查得知，該生態(tài)系統(tǒng)有4個營養(yǎng)級，營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率為10%～20%，且每個種群只處于一個營養(yǎng)級。一年內輸入各種群的能量數(shù)值如下表所示，表中能量數(shù)值的單位相同。 種群 甲 乙 丙 丁 戊 能量 3.56 12.80 10.30 0.48 226.50 回答下列問題： (1)請畫出該生態(tài)系統(tǒng)中的食物網(wǎng)。 (2)甲和乙的種間關系是________；種群丁是該生態(tài)系統(tǒng)生物組分中的________。 (3)一般來說，生態(tài)系統(tǒng)的主要功能包括________、________，此外還具有信息傳遞等功能。 答案：(1)　(2)捕食　消費者 (3)物質循環(huán)　能量流動 食物鏈變式模型的分析 下面圖中，圖1和圖2都是以每個營養(yǎng)級中有機物多少為依據(jù)，圖1中的食物鏈是丙→甲→乙→??；圖2中的食物鏈是丙→丁→甲→乙；圖3表示甲和乙之間為捕食關系，甲是被捕食者，乙是捕食者，在食物鏈中，甲是低營養(yǎng)級，乙是高營養(yǎng)級；圖4表示的是生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)圖解，A是生產者，B是消費者，C是分解者，D是非生物的物質和能量，其中的食物鏈是A→B。 　 考向4　食物鏈和食物網(wǎng)的數(shù)量變化分析 6．如圖是某池塘生態(tài)系統(tǒng)中的兩條食物鏈，大量捕撈花鰱后，種群將有所變化。綠藻和白鰱短期內種群數(shù)量變化趨勢依次是(　　) A．上升、上升 B．上升、下降 C．下降、下降 D．下降、上升 答案：C 食物網(wǎng)中生物數(shù)量變化的分析與判斷 (1)食物鏈的第一營養(yǎng)級生物減少，相關生物都減少。 (2)“天敵”減少，被捕食者數(shù)量增加，但隨著數(shù)量增加，種內斗爭加劇，種群密度還要下降，直到趨于穩(wěn)定。 (3)“中間”營養(yǎng)級生物減少的情況，舉例如下： 若青蛙突然減少，則以它為食的蛇將減少，鷹過多捕食兔和鳥，從而導致兔、鳥減少，因鷹不只捕食蛇一種生物，它可以依靠其他食物來源維持數(shù)量基本不變。 [變式1] (2018河南洛陽模擬)如果一個生態(tài)系統(tǒng)有四種生物，并構成一條食物鏈。在某一時間分別測得這四種生物(甲、乙、丙、丁)所含有機物的總量，如圖所示。在一段時間內，如果乙的種群數(shù)量增加，則會引起(　　) A．甲、丁的種群數(shù)量增加，丙的種群數(shù)量下降 B．甲、丙、丁的種群數(shù)量均增加 C．甲、丁的種群數(shù)量下降，丙的種群數(shù)量增加 D．甲的種群數(shù)量下降，丙、丁的種群數(shù)量增加 解析：選D。能量流動的特點：單向流動，逐級遞減，所以如圖所示甲、乙、丙、丁四種生物之間的食物關系為：丙→甲→乙→丁。當乙的數(shù)量增加時，因乙是以甲為食的，所以甲由于天敵增加，數(shù)量就會相應下降；由于甲是以丙為食，也就是甲是丙的天敵，丙的天敵數(shù)量減少其數(shù)量就增加；又由于丁是以乙為食，乙的數(shù)量增加，導致丁因食物充足而數(shù)量增加。 [變式2] (2018河北正定月考)圖示為某湖泊中的食物網(wǎng)。浮游植物急劇增加時不會引起(　　) A．水華現(xiàn)象 B．a和b的數(shù)量增長 C．c、d和e的數(shù)量可能大量減少 D．c與d因食物豐富而競爭加劇 解析：選D。浮游植物急劇增加，可能是由于水體富營養(yǎng)化，會導致水華現(xiàn)象發(fā)生；a和b以浮游植物為食，浮游植物增加，a、b食物來源增加，數(shù)量增長；若發(fā)生水華，水體缺氧，導致水中魚類大量死亡，數(shù)量減少；c和d攝取食物不同，不會因食物形成競爭關系。 　生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程 1．能量流動的概念理解 2．能量流動的過程 (1)能量流經第二營養(yǎng)級的過程 ①輸入一個營養(yǎng)級的能量：是指該營養(yǎng)級同化的能量，也就是攝入能量(a)－糞便中能量(c)。 ②流入某一營養(yǎng)級(最高營養(yǎng)級除外)的能量可存在的去向：a.自身呼吸消耗；b.流入下一營養(yǎng)級；c.被分解者分解利用；d.未被利用的能量。 (2)能量流經生態(tài)系統(tǒng)的過程 ①能量流動的渠道是食物鏈和食物網(wǎng)。 ②能量散失的途徑是各種生物的呼吸作用(代謝過程)。 ③流動過程中能量的轉化是太陽能→有機物中的化學能→熱能。 (必修3 P94圖5—7改編)如圖為生態(tài)系統(tǒng)中能量流動示意圖，①②③④⑤⑥各代表一定能量，下列有關敘述正確的是(　　) A．從能量關系來看①＝②＋⑤ B．⑥屬于初級消費者的同化量 C．分解者獲得的能量最少 D．③/②代表初級消費者流入次級消費者的能量傳遞效率 答案：D　 3．能量流動的特點及意義 (1)能量傳遞效率：指相鄰兩個營養(yǎng)級之間同化量的比值。 (2)能量流動的特點：單向流動、逐級遞減(兩相鄰營養(yǎng)級間的能量傳遞效率一般為10%～20%)。 (3)研究意義 ①幫助人們科學規(guī)劃、設計人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。 ②幫助人們合理地調整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關系，使能量持續(xù)高效地流向對人類最有益的部分。 如圖是某人工魚塘生態(tài)系統(tǒng)能量流動過程中部分環(huán)節(jié)涉及的能量值[單位為103 kJ/(m2y)]。請據(jù)圖回答下列問題： (1)該生態(tài)系統(tǒng)中流入生物群落的總能量有哪些來源？ ________________________________________________________________________。 (2)生產者、植食性動物和肉食性動物固定的總能量分別是多少？________________________________________________________________________ (3)生產者→植食性動物、植食性動物→肉食性動物的能量傳遞效率分別是____________。(結果保留一位有效數(shù)字) (4)假設食物全部來自于生產者，按照圖中的能量流動規(guī)律，肉食性動物要增加100 kg，則約需要消耗____________ kg生產者。 答案：(1)一個來源是光能，另一個來源是輸入的有機物中的化學能 (2)110103 kJ/(m2y)、16103 kJ/(m2y)、7.5103 kJ/(m2y) (3)12.7%、15.6% (4)5 047　 考向1　能量流動過程 1．(2018河北定州中學月考)如圖為生態(tài)系統(tǒng)中能量流動圖解部分示意圖(字母表示能量的多少)，下列選項中正確的是(　　) A．圖中b＝h＋c＋d＋e＋f＋i B．生產者與初級消費者之間的能量傳遞效率為b/a100% C．“草→兔→狼”這一關系中，狼糞便中的能量屬于d D．縮短食物鏈可以提高能量傳遞效率 解析：選C。首先，生產者固定的能量應該是流經生態(tài)系統(tǒng)的總能量，攝入量＝同化量＋糞便中的能量，因此c為同化量，h為糞便中的能量，同化量＝呼吸作用中以熱能形式散失的能量＋用于生長、發(fā)育、繁殖的能量，因此d是初級消費者用于自身生長、發(fā)育、繁殖的能量，f是呼吸作用中以熱能形式散失的能量，i是流入分解者的能量，e是下一營養(yǎng)級攝入的能量，所以b＝h＋c＝f＋d＋h＝f＋e＋g，A錯誤。能量傳遞效率是相鄰營養(yǎng)級同化量之間的比值，生產者與初級消費者之間的能量傳遞效率為c/a100%，B錯誤?？s短食物鏈可以提高能量利用率，但不能提高能量傳遞效率，D錯誤。狼糞便中的能量應該屬于初級消費者兔子的同化量中用于生長、發(fā)育、繁殖的能量，C正確。 2．(2018哈爾濱六中期初測試)如圖為桑基魚塘農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖解，據(jù)圖分析，錯誤的是(　　) A．圖中用于桑樹生長、發(fā)育和繁殖的能量是C B．圖中未利用的能量是指蠶糞便中的能量 C．能量傳遞效率可以用(E＋F＋G＋H)/A表示 D．桑樹的總光合速率可以用B＋C表示 解析：選B。B表示桑樹的呼吸消耗的能量、C表示用于桑樹生長、發(fā)育和繁殖的能量、F表示未利用的能量、G表示流向分解者的能量、H表示流向下一營養(yǎng)級的能量。桑樹的總光合速率是B＋C，能量傳遞效率可以用(E＋F＋G＋H)/A表示。未利用的能量是指既沒有流向分解者也沒有流向下一營養(yǎng)級和用于呼吸的能量。 利用“拼圖法”巧解能量流動 輸入第一營養(yǎng)級的能量(W1)，即生產者的同化量被分為兩部分：一部分在生產者的呼吸作用中以熱能的形式散失(A1)，一部分則用于生產者的生長、發(fā)育和繁殖(B1＋C1＋D1)。后一部分能量中包括現(xiàn)存的植物體B1、流向分解者的C1、流向下一營養(yǎng)級的D1。 　 考向2　能量流動的特點 3．(2018湖北大冶一中月考)如圖表示某生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)的圖解，貓頭鷹體重每增加1 kg，至少消耗A約(　　) A．100 kg　　　　　　 B．44.5 kg C．25 kg D．15 kg 解析：選C。圖中有3條食物鏈，即A→B→貓頭鷹、A→C→B→貓頭鷹、A→C→D→貓頭鷹。題中所問貓頭鷹體重每增加1 kg，至少消耗的A量，已知高營養(yǎng)級的能量，求低營養(yǎng)級最少能量需選最短食物鏈，能量傳遞效率按20%計算，即為120%20%＝25(kg)，C正確。 1．在食物鏈中，若題干中未做具體說明，則一般認為能量傳遞的最低效率為10%，最高效率為20%，則： 2．在食物網(wǎng)中 (1)在能量分配比例未知時計算某一生物獲得的最多(或最少)的能量計算： (2)在能量分配比例和能量傳遞效率已知時，對于食物網(wǎng)中能量流動的計算，先根據(jù)題意寫出相應的食物鏈并根據(jù)各營養(yǎng)級之間的傳遞效率，按照從不同食物鏈獲得的比例分別進行計算，再將各條食物鏈中的值相加即可。 [變式1] (食物鏈最值類)下圖為某生態(tài)系統(tǒng)能量流動示意圖。下列說法正確的是(　　) A．圖中A所固定的能量是B、C的能量之和 B．若C增加1 kg，則需要消耗A約42 kg C．B營養(yǎng)級的個體數(shù)量一定多于C的個體數(shù)量 D．若B的數(shù)量越多，則C獲得的能量越少 解析：選B。能量流動是逐級遞減的，A所固定的能量大于B、C之和，A錯誤；由圖可知，A、B之間的能量傳遞效率為200/(200＋175＋875)＝4/25，B、C之間的能量傳遞效率為30/200＝3/20，則C增加1 kg，需消耗A為：14/253/20≈42(kg)，B正確；B營養(yǎng)級的個體數(shù)量不一定多于C的個體數(shù)量，數(shù)量金字塔有倒置現(xiàn)象，C錯誤；一定范圍內，若B的數(shù)量越多，則C獲得的能量越多，D錯誤。 [變式2] (食物網(wǎng)最值類)有一食物網(wǎng)如圖所示。如果能量傳遞效率為10%，各條食物鏈傳遞到庚的能量相等，則庚增加1 kJ 的能量，丙最少含多少能量(　　) A．550 kJ　　　　　　　　 B．500 kJ C．400 kJ D．100 kJ 解析：選A。設丙的能量為x，經丙→丁→己→庚傳遞到庚的能量為0.5 kJ，則需要丙0.5(10%)3＝500(kJ)，經丙→戊→庚傳遞到庚的能量為0.5 kJ，則需要丙0.5(10%)2＝50(kJ)，即丙最少含500＋50＝550(kJ)的能量。 [變式3] (食物網(wǎng)比例類)如圖為一食物網(wǎng)。若要使丙體重增加x，已知其食用的動物性食物(乙)所占比例為a，至少需要的生產者(甲)的量為y，那么x與y的關系可表示為(　　) A．y＝90ax＋10x B．y＝25ax＋5x C．y＝20ax＋5x D．y＝10ax＋10x 解析：選C。由題干中的“至少”可知，應該按最大傳遞效率20%計算，a表示動物性食物(乙)所占比例，則1－a表示直接從生產者(甲)獲得食物所占比例，故有(1－a)x20%＋ax20%20%＝y(tǒng)，即y＝20ax＋5x。 考向3　生態(tài)金字塔的識別與分析 4.(2018長沙模擬)某草原生態(tài)系統(tǒng)中能量金字塔由最下面一層到最上面一層共四層，分別為甲、乙、丙、丁(如圖)，若有外來生物戊入侵，且會與丙競爭食物，但不會被丁所捕食。下列有關說法不正確的是(　　) A．甲可能為綠色植物，甲固定的能量大于乙、丙、丁同化的能量之和 B．甲、乙、丙、丁構成該生態(tài)系統(tǒng)的生物群落 C．丁生物的種群數(shù)量很可能會逐漸減少 D．戊在生態(tài)系統(tǒng)中處于第三營養(yǎng)級 解析：選B。處于能量金字塔最底層的是生產者，所以甲可能為綠色植物，生產者甲固定的能量大于乙、丙、丁同化的能量之和；能量金字塔包含生產者和消費者，不包含分解者，而生物群落應該包含該生態(tài)系統(tǒng)中的所有生物，可見甲、乙、丙、丁不能構成該生態(tài)系統(tǒng)的生物群落；由于生物戊入侵，與丙(丁的食物)競爭食物，所以丙的數(shù)量會下降，又由于戊不會被丁所捕食，所以丁生物的種群數(shù)量很可能會因食物減少而逐漸減少；戊與丙競爭食物，所以在生態(tài)系統(tǒng)中處于第三營養(yǎng)級。 考向4　能量流動原理的應用 5．(2018廣東珠海摸底)如圖是一個農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)模式圖，關于該系統(tǒng)的敘述，錯誤的是(　　) A．微生物也能利用農作物通過光合作用儲存的能量 B．沼氣池中的微生物也是該生態(tài)系統(tǒng)的分解者 C．沼渣、沼液作為肥料還田，使能量能夠循環(huán)利用 D．多途徑利用農作物可提高該系統(tǒng)的能量利用率 解析：選C。在生態(tài)系統(tǒng)中，能量流動是單向的，不能循環(huán)利用，選項C錯誤；該生態(tài)系統(tǒng)中，沼氣池中的微生物能利用農作物固定的太陽能，屬于分解者，選項A、B正確；物質和能量的多級利用，減少了能量的流失，提高了能量的利用率，選項D正確。 (1)調整能量流動的方向，使其流向對人類有益的部分。 ①草原上放養(yǎng)一些牲畜：由于人類不能直接利用牧草中的能量，因此放養(yǎng)一些草食性動物，使儲存在牧草中的能量經草食性動物流向人類。 ②農田除草、除蟲：田間雜草與農作物之間屬于競爭關系，雜草會和農作物爭奪空間和資源；作物害蟲與農作物　 之間屬于捕食或寄生關系?？梢?，田間雜草和作物害蟲都將導致一部分能量流向對人類無益的部分，因此除草、除蟲有助于調整能量的流向，使其流向對人類有益的部分。 (2)能量多級利用。能量多級利用指的是使生態(tài)系統(tǒng)中的能量分層次多級利用，使生產一種產品時產生的有機廢物，成為生產另一種產品的資源，使廢物資源化，從而提高能量的利用效率。 [清一清] 易錯點1　生態(tài)系統(tǒng)成分的幾個誤區(qū) [點撥]　(1)植物≠生產者：菟絲子屬于植物，營寄生生活，是消費者。 (2)動物≠消費者：禿鷲、蚯蚓、原生動物等以動植物殘體為食的腐生動物屬于分解者。 (3)細菌≠分解者：硝化細菌和光合細菌是自養(yǎng)型，屬于生產者；寄生細菌屬于消費者。 易錯點2　因混淆“攝入量”“同化量”“糞便中能量”“尿液中能量”而出錯 [點撥]　(1)攝入量≠同化量：攝入量－糞便中能量才是同化量，動物的糞便不曾被動物消化吸收而同化，不屬于同化量，如兔吃草時，兔糞便中的能量應為草流向分解者的能量，而不屬于兔同化量。 (2)糞便中能量≠尿液中能量：糞便中能量不屬于動物同化量，但尿液中尿素所含能量應屬于動物同化量的一部分。 易錯點3　錯將“相鄰兩營養(yǎng)級”間的傳遞效率等同于“相鄰兩個生物個體”間的傳遞效率，從而出現(xiàn)“一只狼捕獲一只狐時獲得了其10%～20%能量”的錯誤結論 [點撥]　能量傳遞效率是指“相鄰兩營養(yǎng)級”間的傳遞效率，即下一營養(yǎng)級全部生物同化量/上一營養(yǎng)級全部生物同化量100%，而不是相鄰營養(yǎng)級中某個體間的傳遞效率，如“一只狼”捕獲“一只狐”時，應獲得了狐的“大部分能量”而不是獲得“10%～20%”的能量，“所有狼”可獲得“所有狐”的能量才是10%～20%。 易錯點4　誤認為能量金字塔中每一塔級只包含一種生物，或者認為能量金字塔中生物僅構成一條食物鏈 [點撥]　能量金字塔中每一塔級應代表一個營養(yǎng)級環(huán)節(jié)，由塔底到塔頂依次為生產者→初級消費者→次級消費者→三級消費者……等，每一塔級所包含的生物可為多個物種，如初級消費者環(huán)節(jié)中可包含所有植食性動物(如圖示金字塔中乙內所有植食性動物)，故能量金字塔中各環(huán)節(jié)可形成復雜的食物網(wǎng)，而不是只形成一條食物鏈。 易錯點5　能量傳遞效率≠能量利用率 [點撥]　能量傳遞效率體現(xiàn)的是能量流動過程中所遵循的客觀規(guī)律，不能隨意改變；但能量利用率可以人為改變，例如充分利用作物秸稈就可以提高能量利用率。 [判一判] (1)河流中所有生物和無機環(huán)境共同組成河流生態(tài)系統(tǒng)(　　) (2)土壤中的硝化細菌是異養(yǎng)生物，因而不屬于生產者(海南，16D)(　　) (3)生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈中營養(yǎng)級越高的生物，其體型必然越大(　　) (4)生產者都是自養(yǎng)生物，但未必都是植物；消費者營異養(yǎng)生活，但未必都是動物(　　) (5)在生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構中，食物網(wǎng)可使每種生物都限定在一條食物鏈的固定位置上(　　) (6)食物鏈和食物網(wǎng)是生態(tài)系統(tǒng)能量流動和物質循環(huán)的主渠道，是生態(tài)系統(tǒng)維持相對穩(wěn)定的重要條件(　　) (7)流經第三營養(yǎng)級的總能量是指三級消費者攝入到體內的能量(　　) (8)生態(tài)系統(tǒng)中生產者得到的能量必然小于消費者得到的能量(　　) (9)能量金字塔和生物量金字塔可以出現(xiàn)倒置現(xiàn)象(　　) (10)一只狼捕食了一只兔子，則該狼就獲得了這只兔子能量的10%～20%(　　) (11)拔去田地中的雜草是人為地調整能量流動的方向，可以提高生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞效率(　　) 答案：(1)√　(2)　(3)　(4)√　(5)　(6)√　(7)　(8)　(9)　(10)　(11) (2017高考江蘇卷改編)下列關于種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)的敘述，正確的是(　　) A．調查草地某種蜘蛛種群密度時，要選擇草多的地方，否則結果偏低 B．西雙版納熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)能力強于三北防護林 C．一只猛禽追逐另一只抓握著鼠的猛禽，這兩只猛禽屬于捕食關系 D．一棵樹上不同高度的喜鵲巢，反映了動物群落的垂直結構 解析：選B。調查草地某種蜘蛛的種群密度可用樣方法，要注意隨機取樣，不能選擇草多的地方，A項錯誤；西雙版納熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)的物種豐富度要高于三北防護林，生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)能力較強，B項正確；若兩只猛禽是不同物種，則兩者之間可能存在著捕食關系，若其中一只猛禽追趕的目的是爭奪另一只猛禽抓握著的鼠，則二者之間是競爭關系，C項錯誤；一棵樹上不同高度的喜鵲巢屬于同一種生物搭建的，不能反映不同物種在垂直結構上的分布，D項錯誤。 (2015高考海南卷)俗話說：“大魚吃小魚，小魚吃小蝦，小蝦吃泥巴”。某同學據(jù)此設計了一個水池生態(tài)系統(tǒng)。下列屬于該生態(tài)系統(tǒng)第一營養(yǎng)級的是(　　) A．小魚吃的小蝦 B．吃小魚的大魚 C．泥巴中的藻類 D．泥巴中的大腸桿菌 解析：選C。屬于生態(tài)系統(tǒng)第一營養(yǎng)級的是生產者，藻類可以進行光合作用，屬于生產者，C正確；小蝦和大魚都屬于消費者，大腸桿菌屬于分解者，A、B、D錯誤。 (2016高考全國卷Ⅲ)我國諺語中的“螳螂捕蟬，黃雀在后”體現(xiàn)了食物鏈的原理。若鷹遷入了蟬、螳螂和黃雀所在的樹林中，捕食黃雀并棲息于林中。下列敘述正確的是(　　) A．鷹的遷入增加了該樹林中蟬及其天敵的數(shù)量 B．該生態(tài)系統(tǒng)中細菌產生的能量可流向生產者 C．鷹的遷入增加了該生態(tài)系統(tǒng)能量消耗的環(huán)節(jié) D．鷹的遷入改變了該生態(tài)系統(tǒng)能量流動的方向 解析：選C。鷹的遷入會使黃雀數(shù)量減少，導致螳螂的數(shù)量增加，進而使蟬的數(shù)量減少，A項錯誤；生態(tài)系統(tǒng)中流入生產者的能量是光合作用固定的太陽能或化能合成作用固定的化學能，細菌產生的能量不能流向生產者，B項錯誤；鷹的遷入增加了營養(yǎng)級，增加了能量消耗的環(huán)節(jié)，C項正確；能量沿食物鏈由低營養(yǎng)級向高營養(yǎng)級流動，鷹是最高營養(yǎng)級的消費者，鷹的遷入不會改變該生態(tài)系統(tǒng)能量流動的方向，D項錯誤。 (2015高考福建卷)下圖為某人工魚塘食物網(wǎng)及其能量傳遞示意圖(圖中數(shù)字為能量數(shù)值，單位是Jm－2a－1)。下列敘述正確的是(　　) A．該食物網(wǎng)中最高營養(yǎng)級為第六營養(yǎng)級 B．該食物網(wǎng)中第一到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率為25% C．太陽魚呼吸作用消耗的能量為1 357 Jm－2a－1 D．該食物網(wǎng)中的生物與無機環(huán)境共同構成一個生態(tài)系統(tǒng) 解析：選B。A項，該食物網(wǎng)中最長的食物鏈為：浮游植物→浮游動物→幽蚊幼蟲→太陽魚→鱸魚，食物網(wǎng)中最高營養(yǎng)級鱸魚屬于第五營養(yǎng)級。B項，第二營養(yǎng)級包括浮游動物和搖蚊幼蟲，二者共有的能量為3 780＋4 200＝7 980，因此從第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率為：7 98031 920100%＝25%。C項，一個營養(yǎng)級所含有的能量，一部分流入下一個營養(yǎng)級，還有一部分用于自身呼吸消耗和流向分解者等，題目中1 357是1 483(太陽魚總同化量)－126(下一營養(yǎng)級同化量)得到的，因此太陽魚呼吸作用消耗的能量比1 357 Jm－2a－1要少。D項，生態(tài)系統(tǒng)的組成成分包括生產者、消費者、分解者和無機環(huán)境，而食物網(wǎng)中只有生產者和消費者，無分解者，所以食物網(wǎng)與無機環(huán)境不能構成生態(tài)系統(tǒng)。 (2016高考全國卷Ⅲ)凍原生態(tài)系統(tǒng)因其生物的生存條件十分嚴酷而獨具特色，有人曾將該生態(tài)系統(tǒng)所處的地區(qū)稱為“不毛之地”。回答下列問題： (1)由于溫度的限制作用，凍原上物種的豐富度較低。豐富度是指________________________________________________________________________。 (2)與熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)相比，通常凍原生態(tài)系統(tǒng)有利于土壤有機物質的積累，其原因是________________________________________________________________________。 (3)通常，生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈不會很長，原因是________________________________________________________________________ ________________________。 解析：(1)豐富度是指群落中物種數(shù)目的多少。(2)與熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)相比，凍原生態(tài)系統(tǒng)的溫度低，分解者的分解作用弱，有利于土壤有機物的積累。(3)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動具有單向流動、逐級遞減的特點，營養(yǎng)級越高，獲得的能量越少，故生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈一般不會太長。 答案：(1)群落中物種數(shù)目的多少 (2)低溫下，分解者的分解作用弱 (3)能量在沿食物鏈流動的過程中是逐級減少的 [課時作業(yè)] 1．下列關于生產者、消費者和分解者的敘述，正確的是(　　) A．凡是細菌、真菌都是分解者 B．凡是自養(yǎng)型生物都是生產者 C．植物都是生產者，動物都是消費者 D．異養(yǎng)型生物都是消費者 答案：B 2．關于微生物的敘述，不正確的是(　　) A．硝化細菌進行化能合成作用，是自養(yǎng)生物 B．藍藻無葉綠體，不能進行光合作用，在生態(tài)系統(tǒng)中屬于消費者 C．細菌中既有生產者，也有消費者及分解者 D．大腸桿菌的遺傳信息可以同時轉錄和翻譯 答案：B 3．(2018江西五市八校模擬)如圖表示某一生態(tài)系統(tǒng)中各種生物之間的關系，下列相關敘述正確的是(　　) A．腐生細菌和真菌占據(jù)了多個營養(yǎng)級 B．如果樹同化的能量為100 kJ，則蛇至少能獲得1 kJ能量 C．圖中所示生態(tài)系統(tǒng)的結構還缺少非生物的物質和能量 D．在此生態(tài)系統(tǒng)中，主要成分是腐生細菌、真菌 解析：選C。腐生細菌和真菌屬于分解者，不屬于食物鏈中的任一營養(yǎng)級，A錯誤；能量在相鄰兩個營養(yǎng)級之間的傳遞效率為10%～20%，如果樹同化的能量為100 kJ，則蛇至少能獲得0.1 kJ能量，B錯誤；圖中僅包含生產者、消費者和分解者及食物鏈，若表示生態(tài)系統(tǒng)的結構還缺少非生物的物質和能量，C正確；生態(tài)系統(tǒng)的主要成分是生產者，D錯誤。 4．(2018湘潭模擬)某島嶼居民與該島上的植物、兔、鼠、鼬和鷹構成的食物網(wǎng)如圖。下列敘述錯誤的是(　　) A．兔與人的種間關系是捕食和競爭 B．若除去鼬，則草原上鷹的數(shù)量會增加 C．大量捕殺鼬會導致鼠種內斗爭增強 D．植物中的能量能通過5條食物鏈傳遞給鷹 答案：D 5．(2018湖南益陽調研)下列有關食物鏈和食物網(wǎng)的敘述，不正確的是(　　) A．食物網(wǎng)越復雜，生態(tài)系統(tǒng)受到干擾時恢復原狀的能力越弱 B．在食物網(wǎng)中，一種生物可能處于不同的營養(yǎng)級 C．在捕食食物鏈中，各營養(yǎng)級獲得能量的方式相同 D．如果食物網(wǎng)中某種生物減少或消失，它在食物鏈上的位置可能會由其他生物來取代 解析：選C。食物網(wǎng)越復雜，生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性越強，受到干擾時恢復原狀的能力越弱，A正確；在食物網(wǎng)中，一種生物可能處于不同的營養(yǎng)級，B正確；在捕食食物鏈中，生產者主要通過光合作用獲取能量，消費者則通過捕食獲取能量，C錯誤；如果食物網(wǎng)中某種生物減少或消失，它在食物鏈上的位置可能由同營養(yǎng)級的其他生物來取代，D正確。 6．(2018安徽名校模擬)如圖為草原生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖解模型，A、B、C分別表示流入各營養(yǎng)級生物的能量，D、E、F分別表示各營養(yǎng)級生物用于生長、發(fā)育、繁殖的能量，G、H、I分別表示草、兔子、狼呼吸作用消耗的能量，J、K、L分別表示流入分解者的能量。下列說法中正確的是(　　) A．圖中A＝D，B＝E，C＝F B．K中能量包括兔子尸體及狼糞便中的能量 C．食物鏈中能量最少的是分解者所處的營養(yǎng)級 D．第一營養(yǎng)級與第二營養(yǎng)級間的能量傳遞效率是E/D 解析：選B。題圖中A>D，B>E，C>F；食物鏈中能量最少的是狼所處的營養(yǎng)級；第一營養(yǎng)級與第二營養(yǎng)級間的能量傳遞效率是B/A。 7．(2018寧夏平羅中學月考)草→兔子→狐貍→狼為某草原上的一條食物鏈，下列關于該食物鏈的說法中正確的是(　　) A．在此食物鏈中能量形式的轉變順序是化學能→光能→熱能 B．兔子產生糞便中的能量不屬于兔子的同化量，而屬于草的同化量 C．當狐貍捕食兔子并同化為自身的有機物時，能量就從第一營養(yǎng)級流入第二營養(yǎng)級 D．根據(jù)能量流動的特點，狼個體體內的能量少于狐貍個體體內的能量 解析：選B。在題述食物鏈中能量形式的轉變順序是光能→化學能→熱能，A錯誤；兔子的同化量＝攝入量－糞便量，兔子糞便中的能量屬于上一營養(yǎng)級即草的同化量，B正確；兔子和狐貍分別處于第二、第三營養(yǎng)級，C錯誤；根據(jù)能量流動的特點，所有狼個體體內的能量之和少于所有狐貍個體體內的能量之和，D錯誤。 8．(2018淮安模擬)某相對封閉的生態(tài)系統(tǒng)中除分解者外共有五個種群(每個種群只占一個營養(yǎng)級)，其能量調查如表所示： 種群 甲 乙 丙 丁 戊 能量(102 kJ/m2) 7 50 20 0.98 500 下列對該表數(shù)據(jù)作出的分析，正確的是(　　) A．該生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構可表示為戊→乙→丙→甲→丁 B．當甲與丙無捕食關系時，每相鄰兩營養(yǎng)級之間能量的傳遞效率都相等 C．該生態(tài)系統(tǒng)中甲的數(shù)量增加以后，會導致丙的數(shù)量減少，乙的數(shù)量增加 D．該生態(tài)系統(tǒng)中除去甲、丁后，若乙的數(shù)量增加，則丙的數(shù)量也隨之增加 解析：選B。由題意可知，每個種群只占一個營養(yǎng)級，則五種生物所構成的營養(yǎng)結構應為：，A項錯誤；若甲與丙無捕食關系，則食物網(wǎng)為，則相鄰兩個營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率依次為＝＝＝0.14，B項正確；甲捕食乙、丙，若甲數(shù)量增加，則乙、丙的數(shù)量減少，C項錯誤；除去甲和丁后，則乙、丙的數(shù)量先增加、后減少、最后趨于穩(wěn)定，D項錯誤。 9．如圖為一個草原生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈，E1、E2、E3、E4分別表示流入牧草、昆蟲、鳥、鷹的能量，下列說法不正確的是(　　) A．這些生物形成的數(shù)量金字塔與能量金字塔基本一致 B．(10%)3≤E4/E1≤(20%)3 C．牧草的大部分能量傳給了昆蟲 D．捕食關系對維持群落的穩(wěn)定有重要作用 解析：選C。一般而言，營養(yǎng)級越高，該營養(yǎng)級的能量越少，生物數(shù)量也越少；能量在各營養(yǎng)級之間的傳遞效率在10%～20%之間，因此鷹從牧草處獲得的最多能量為(20%)3E1，最少能量為(10%)3E1；牧草傳遞給昆蟲的能量最多為20%E1；各種生物之間的捕食和被捕食關系(相互制約)，使其數(shù)量不會有明顯變化，因此捕食關系對維持群落的穩(wěn)定有重要作用。 10．如圖所示為?；~塘及其桑樹到蠶的能量流動情況?；卮鹣铝袉栴}： (1)?；~塘的營養(yǎng)結構簡單，但依然能保持相對穩(wěn)定，主要原因是________________________________________________________________________。 (2)蠶沙中的能量屬于________同化的能量。蠶沙中的碳元素以________形式流向魚，而魚體內的碳元素以________形式流向桑樹，該現(xiàn)象可反映________________________________________________________________________ ________________________。 (3)根據(jù)桑樹到蠶的能量流動情況，可知蠶同化的能量有________kJ，而用于蠶生長發(fā)育和繁殖的能量有________kJ。 解析：(1)?；~塘屬于人工生態(tài)系統(tǒng)，雖然營養(yǎng)結構簡單，但在人為因素的干擾下，也能保持相對穩(wěn)定。(2)蠶沙是蠶未同化的能量，所以屬于桑樹同化的能量；蠶沙中的碳以有機物的形式存在，故其以有機物的形式流向魚，而魚體內的碳元素通過呼吸作用以CO2的形式釋放到無機環(huán)境中，所以魚體內的碳元素以CO2形式流向桑樹，這反映了生態(tài)系統(tǒng)的物質可以循環(huán)利用。(3)從圖中能量流動情況可知，被蠶食入的能量為756－337＝419 kJ，被蠶同化的能量為419－219＝200 kJ，用于蠶生長發(fā)育和繁殖的能量為200－146＝54 kJ。 答案：(1)存在人為因素的干擾　(2)桑樹　有機物　CO2　生態(tài)系統(tǒng)的物質可以循環(huán)利用　(3)200　54 11．某地區(qū)年降雨量豐富，一棄耕農田的食物鏈之一是“甲→乙→丙”，生態(tài)學家對該生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展以及該食物鏈的能量流動進行了研究，結果如表，單位為107J/(hm2a)，回答下列問題： 甲 乙 丙 固定的能量 攝入量 同化量 呼吸量 攝入量 同化量 呼吸量 24 500 105 75 71.5 8.44 6 4.38 (1)從生態(tài)系統(tǒng)的成分看，食物鏈中甲是________；流經該生態(tài)系統(tǒng)的能量是________107J/(hm2a)。 (2)在食物鏈“甲→乙→丙”中，能量從乙到丙的傳遞效率是________，從乙流向分解者的能量包括乙的遺體、分泌物中的能量和________糞便中的能量。 (3)有人發(fā)現(xiàn)表中乙或丙的同化量與呼吸量之和不等于攝入量。請你分析該現(xiàn)象出現(xiàn)的原因：________________________________________________________________________。 (4)調查發(fā)現(xiàn)在該棄耕農田演替過程中豐富度逐漸________，抵抗外界干擾的能力________。 解析：(1)從生態(tài)系統(tǒng)的成分看，食物鏈中甲是生產者；流經該生態(tài)系統(tǒng)的能量是生產者固定的能量，即24 500107 J/(hm2a)。(2)在食物鏈甲→乙→丙中，能量從乙到丙的傳遞效率是675100%＝8%；從乙流向分解者的能量包括乙的遺體、分泌物中的能量和丙糞便中的能量。(3)由于攝入量等于同化量和糞便中能量之和，而呼吸量是同化量中的一部分，因此表中乙或丙的同化量與呼吸量之和不等于攝入量。(4)調查發(fā)現(xiàn)在該棄耕農田演替過程中豐富度逐漸增加，營養(yǎng)結構更加復雜，抵抗外界干擾的能力增強。 答案：(1)生產者　24 500 (2)8%　丙 (3)攝入量等于同化量加上糞便中能量，而呼吸量是同化量中的一部分 (4)增加　增強 12.(2018廣東晉寧一測)如圖是一個生態(tài)系統(tǒng)內成分的相互關系圖，下列有關說法正確的是(　　) A．該生態(tài)系統(tǒng)的成分包括b、c、d、e、f B．若b產生60 mol氧氣，則流入c的能量一般不超過相當于2 mol葡萄糖的能量 C．由于長期使用DDT，c類群產生了對DDT的抗藥性，c類群抗藥性的增強是基因突變的結果 D．可以用標志重捕法調查某種植物b的種群密度 解析：選B。分析圖形可知，c是初級消費者，e是三級消費者，生態(tài)系統(tǒng)的成分包括生物部分與非生物部分，也包含a，A錯誤；生產者b產生60 mol氧氣，則產生的葡萄糖為10 mol，因此流入c的能量一般不超過相當于1020%＝2 mol葡萄糖的能量，B正確；抗藥性的增強是藥物對動物抗藥性變異長期選擇的結果，C錯誤；可以用樣方法調查某種植物b的種群密度，D錯誤。 13．(2018四川成都模擬)某草原生態(tài)系統(tǒng)的一條食物鏈A→B→C中，各種群在一年時間內對能量的同化、利用和傳遞等的數(shù)量統(tǒng)計如表(單位：百萬千焦/年)。下列相關敘述正確的是(　　) 種群 輸入的 總能量 用于生長 發(fā)育和繁 殖的能量 呼吸 消耗 傳遞給 分解者 傳遞給下 一營養(yǎng)級 未被利用 的能量 A 65.5 3.0 15.0 41.5 B 15.0 5 0.5 2.5 C 2 0.6 1.4 微量 (不計) 無 A.種群A、B、C構成了該生態(tài)系統(tǒng)的生物群落 B．種群B呼吸消耗的能量為5百萬千焦/年 C．能量從種群B到種群C的傳遞效率為12% D．種群A儲存在體內的能量為59.5百萬千焦/年 解析：選D。群落是同一時間內聚集在一定區(qū)域中各種生物種群的集合，種群A、B、C不包含該生態(tài)系統(tǒng)的所有生物，則不能構成該生態(tài)系統(tǒng)的生物群落，A錯誤；輸入的總能量＝呼吸消耗＋生長發(fā)育和繁殖的能量(又叫儲存的能量)，生長發(fā)育和繁殖的能量＝流向分解者＋流向下一營養(yǎng)級＋未利用的能量，則種群B呼吸消耗的能量為15－5＝10百萬千焦/年，B錯誤；相鄰兩營養(yǎng)級的能量傳遞效率等于相鄰兩營養(yǎng)級的同化量之比，題干限定表格中的能量即為各項同化量，則能量從B到C的傳遞效率為2/15≈0.133，則能量從種群B到種群C的傳遞效率為13.3%，C錯誤；種群A儲存在體內的能量即凈同化量＝傳遞給分解者＋傳遞給下一營養(yǎng)級＋未被分解利用的能量＝3.0＋15.0＋41.5＝59.5百萬千焦/年，D正確。 14．(2018陜西西安模擬)圖1為某池塘生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔簡圖，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別代表不同的營養(yǎng)級，m1、m2代表不同的能量形式。圖2表示能量流經該生態(tài)系統(tǒng)某一營養(yǎng)級的變化示意圖，其中a～g表示能量值的多少。請據(jù)圖回答下列問題： (1)圖2中，若A表示圖1中營養(yǎng)級Ⅱ所攝入的全部能量，則B表示營養(yǎng)級Ⅱ同化的能量，C表示______________________________________。若圖1中營養(yǎng)級Ⅰ所固定的太陽能總量為y，營養(yǎng)級Ⅰ、Ⅱ間的能量傳遞效率是________(用圖中所給字母的表達式表示)。 (2)若圖1中營養(yǎng)級Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一種生物甲、乙、丙，構成食物關系如圖3。其中甲能量中比例為x的部分直接提供給丙，要使丙能量增加A kJ，至少需要消耗甲的能量是________kJ。 (3)除圖1中所示的生物類群，該生態(tài)系統(tǒng)的生物組成成分還應有________才能保證其物質循環(huán)的正常進行。 解析：(1)同化的能量一部分以細胞呼吸產生熱能的形式散失掉，一部分用于自身的生長、發(fā)育和繁殖，C表示營養(yǎng)級Ⅱ用于生長、發(fā)育和繁殖的能量。營養(yǎng)級傳遞效率是同化量之比，即b/y100%。(2)最少消耗按照最大的傳遞效率20%計算，其中甲能量中比例為x的部分直接提供給丙，假設甲的能量是M，即Mx/5＋M(1－x)/25＝A，計算可得M＝25A/(1＋4x)。(3)圖1中包含了生產者和消費者，在生態(tài)系統(tǒng)中的生物成分還缺少分解者。 答案：(1)營養(yǎng)級Ⅱ用于生長、發(fā)育和繁殖的能量 b/y100% (2)25A/(1＋4x) (3)分解者