【生物】2021届一轮复习人教版能量流动分流模型解读及相关计算教案（湖北专用）

【生物】2021届一轮复习人教版能量流动分流模型解读及相关计算教案（湖北专用）

高考常考，重点强化，思维建模，跨越障碍，全取高考拉分题 ‎1.能量流经不同营养级示意图 ‎2.构建能量流动模型(表示方法)‎ 方法一：‎ 说明：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)；摄入量(a)＝同化量(b)＋粪便量(c)‎ 方法二：‎ 说明：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 方法三：‎ 说明：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)‎ ‎【典例】 如图是生态系统的能量流动图解，N1～N6表示能量数值。请回答下列有关问题。‎ ‎(1)流经该生态系统的总能量为　　　　(用N1～N6中的字母表示)。‎ ‎(2)由初级消费者传递给蜣螂的能量为　　　　。‎ ‎(3)图中N3表示________________________________________________________。‎ ‎(4)能量由生产者传递给初级消费者的传递效率为　　　　　　　　。(用N1～N6中的字母表示)。‎ ‎(5)生态系统具有自我调节能力的基础是　　　　。若要提高生态系统的抵抗力稳定性，一般可采取的措施为______________________________________________。‎ 审题指导 答案　(1)N2　(2)0　(3)生产者用于生长、发育和繁殖的能量　(4)N5/N2×100%　(5)负反馈调节　增加各营养级的生物种类 ‎1.(2019·辽宁东北育才学校模拟)如图是某池塘生态系统中能量流经贝类的示意图，下列分析错误的是(　　)‎ A.D代表细胞呼吸，一部分能量在细胞呼吸中以热能形式散失 B.B是贝类用于自身生长、发育和繁殖所需的能量 C.贝类摄入的能量就是流入这个生态系统的总能量 D.生态系统的能量流动离不开物质循环和信息传递 解析　D代表细胞呼吸，一部分能量在细胞呼吸中以热能形式散失，A正确；A是贝类的同化量，其中一部分通过呼吸作用散失，一部分用于生长、发育和繁殖等生命活动，B正确；生态系统中的能量流动从生产者固定能量开始，通常，生产者固定的总能量是流入生态系统的总能量，C错误；能量流动和物质循环是同时进行的，二者彼此依存，不可分割，生命活动的正常进行离不开信息传递，D正确。‎ 答案　C ‎2.(2018·江苏南通考前模拟)下图表示某草原生态系统中能量流动图解，①～④表示相关过程的能量流动。下列有关叙述中正确的是(　　)‎ A.①②③④之和是流入该生态系统的总能量 B.③和④分别属于草和兔同化量的一部分 C.图中②与①的比值代表“草→兔”的能量传递效率 D.该生态系统中狐的营养级别最高，获得的能量最多 解析　流入该生态系统的总能量是生产者固定太阳能的总量，A错误；③和④分别属于草和兔同化量的一部分，B正确；图中②与①的比值代表“兔→狐”的能量传递效率，C错误；该生态系统中狐的营养级别最高，获能最少，D错误。‎ 答案　B ‎1.能量流动传递效率的计算 ‎(1)生态系统的总能量＝生产者固定的全部太阳能＝第一营养级的同化量。‎ ‎(2)能量传递效率＝×100%。‎ 特别注意：必须是两个营养级的同化量之比。‎ ‎2.能量流动的最值计算 ‎【典例】 (1)若人类获取植物性食物与动物性食物的比例是1∶1，将此食物结构改为4∶1，能量流动效率按10%计算，则调整后可供养的人口是前者的 ‎　　　　倍。‎ ‎(2)若植物向动物及向人提供的能量比例由1∶1调整为1∶4，能量流动效率按10%计算，则调整后供养的人口是前者的　　　　倍。‎ 审题指导 解析　(1)若人类获取植物性食物与动物性食物的比例是1∶1，如下左图，共需植物性食物的相对值为55；如果动物性食物与植物性食物的比例是1∶4，则共需植物性食物的相对值是28(如下右图)。前者对食物的消耗量是后者的1.96倍，这也就说明后者可供养的人数是前者的1.96倍。‎ ‎(2)设植物能量为M，则调整前，人所得能量为：M××10%＋M××(10%)2＝＋＝，调整后人所得能量为M××10%＋M××(10%)2＝＋＝，则调整后∶调整前为/≈1.49，即调整后供养的人口是调整前的1.49倍。‎ 答案　(1)1.96　(2)1.49‎ ‎1.(2018·北京通州期末)图甲为某池塘生态系统中4种生物的食物网(其中A和B为植物种群)，图乙为D种群中不同体长的个体食性相对值，下列说法错误的是(　　)‎ A.C和D之间的种间关系是竞争和捕食 B.若体长为6.5 cm的D种群增重1 kg，至少需要消耗第一营养级生物10 kg C.若向池塘中投放大量体长为1.4 cm的D种群，一段时间内A、B数量会增加 D.池塘中的植物能实现水体净化，体现了生物多样性的直接价值 解析　D以C为食，则C和D之间具有捕食关系，同时C和D均可以A和B为食，二者具有竞争关系，A正确；体长6.5 cm的D种群，植食性比例为75%，肉食性比例为25%，增重1 kg，0.75 kg从植物性食物获得，0.25 kg从动物性食物获得，至少需要消耗第一营养级生物为0.75 kg÷20%＋0.25 kg÷20%÷20%＝10 kg，B正确；体长为1.4 cm的D种群肉食性比例为100%，向池塘中投放大量体长为1.4 cm的D种群，将大量捕食C，一段时间内A、B数量增加，C正确；池塘中的植物能实现水体净化，体现了生物多样性的间接价值，D错误。‎ 答案　D ‎2.(2018·山东省实验中学期中)图甲为草原生态系统部分营养结构示意图，图乙为碳循环局部示意图，表格表示该草原生态系统中甲、乙、丙(三者构成一条食物链)各种群对能量的同化、利用、传递等的部分数量关系。(净同化量＝同化量－呼吸消耗量)‎ 生物类型 同化量 净同化量 呼吸消耗 传递给分解者 传递给下一营养级 未被利用的能量 甲 ‎(　　)‎ ‎(？)‎ ‎65.5‎ ‎3.0‎ ‎15.0‎ ‎41.5‎ 乙 ‎14.0‎ ‎5.0‎ ‎(　　)‎ ‎0.5‎ ‎2.0‎ ‎2.5‎ 丙 ‎2.0‎ ‎(　　)‎ 微量(不计)‎ 无 ‎(　　)‎ ‎(1)图甲中鹰和蛇的关系为　　　　　　。若鹰体内有机物增加15 g，假设鹰从各条食物链中获得的能量是均等的，至少需要消耗植物　　　　g。‎ ‎(2)图乙中表示生态系统基石的是　　　　　　　　，能构成群落的是　　　　。若因环境污染造成生产者锐减，则对F、D数量的影响是　　　　。碳在生物群落内以　　　　　　的形式进行流动。‎ ‎(3)表格“？”处数值为　　　　。初级消费者同化的能量大部分被消耗掉，只有大约　　　　%(保留到小数点后一位)的能量能够流到下一个营养级。‎ 解析　图甲中鹰和蛇均可以捕食鼠，鹰又可以捕食蛇，鹰和蛇的种间关系是竞争和捕食；图乙表示生态系统的碳循环，其中A是二氧化碳库，E是生产者，B、D、F是消费者，C是分解者；表中甲代表生产者，乙是初级消费者，丙是次级消费者。(1)鹰以蛇为食，二者有共同食物鼠，因此鹰和蛇的关系为竞争和捕食。关于鹰有3条食物链；①植物→兔→鹰；②植物→鼠→鹰；③植物→鼠→蛇→鹰。鹰体内有机物增加15 g，每条食物链提供给鹰5 g，按照最高能量传递效率20%计算，①食物链需要植物＝5 g÷20%÷20%＝125 g，②食物链需要植物＝‎ ‎5 g÷20%÷20%＝125 g，③食物链需要植物＝5 g÷20%÷20%÷20%＝625 g，共至少需要消耗植物875 g。(2)A为无机环境，E为生产者，B、D、F为各级消费者，C为分解者，故B、C、D、E、F构成生物群落，E生产者是生态系统的基石。生产者锐减，F、D得到的能量下降，种群数量下降。碳元素在生物群落内部以含碳有机物形式流动。(3)甲为生产者，同化量为65.5＋3.0＋15.0＋41.5＝125，净同化量＝同化量－呼吸消耗量＝125－65.5＝59.5；初级消费者到次级消费者能量传递效率为(2.0÷14.0)×100%≈14.3%。‎ 答案　(1)竞争和捕食　875　(2)E　B、C、D、E、F　减少(降低)　含碳有机物　(3)59.5　14.3‎ 亮剑高考22　生态系统的功能 ‎(时间：15分钟)‎ ‎[规律方法]‎ ‎1.巧辨碳循环模式图 解读：先找双向箭头 ，双向箭头两侧分别是大气中CO2库和生产者，有多个箭头指进去的是大气中CO2库(C)。‎ ‎2.弄清能量流动的去向 解读：①摄入量－粪便量＝同化量；②某一营养级的能量去路一般有3个，自身呼吸作用消耗(a)、流入下一营养级(b)、被分解者分解利用(c)；③若定时分析，某一营养级的能量去路有4个，即还有未被利用的能量(d)。‎ ‎[方法体验]‎ ‎1.(2019·黑龙江实验中学开学考)如图是生态系统部分碳循环示意图。对其分析错误的是(　　)‎ A.生产者是图中的A B.图中C能促进生态系统的物质循环和能量流动 C.碳在B、C、D、E、F之间，流动的形式是有机物 D.若完整表示碳循环，需补充化石燃料燃烧产生CO2‎ 解析　图中A为大气中的CO2‎ 库，E为生产者，A错误；C为分解者，能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物，归还到无机环境，供植物利用，因此能促进生态系统的物质循环和能量流动，B正确；B为三级消费者，D为次级消费者，F为初级消费者，碳在B、C、D、E、F之间即在生物群落内部流动的形式是有机物，C正确；化石燃料燃烧产生CO2，也是碳循环的途径之一，需补充之才能完整表示碳循环，D正确。‎ 答案　A ‎2.(2019·黑龙江哈尔滨六中期末)物质循环、能量流动和信息传递是生态系统的基本功能。下列说法错误的是(　　)‎ A.碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的 B.初级消费者同化的能量中，未利用的能量保证了生态系统的稳定性 C.研究能量流动可以实现能量的多级利用，提高能量利用率 D.信息传递可以发生在生态系统各种成分之间，而且都是双向的 解析　碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的，A正确；生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有自我调节能力，与能量应用无关，B错误；研究能量流动可以实现能量的多级利用，提高能量利用率，C正确；信息传递可以发生在生态系统各种成分之间，而且都是双向的，D正确。‎ 答案　B ‎3.(2019·安徽黄山八校联考)如图为某鱼塘中能量流动图解部分示意图，①②③④⑤各代表一定的能量值，下列各项中错误的是(　　)‎ A.在人工饲养的高密度鱼塘中，生产者同化量往往小于消费者的同化量 B.图中④包含了三级消费者粪便中的能量 C.在食物链中各个营养级能量输入的方式和形式是完全相同的 D.第三营养级到第四营养级的能量传递效率为③÷②×100%‎ 解析　在人工鱼塘中，人们可通过投放饲料等措施来饲养更多的鱼类，人工饲养的高密度鱼塘中消费者的同化量往往大于生产者的同化量，A正确；粪便中的能量属于上个营养级流向分解者的，则④‎ 应包含三级消费者粪便中的能量，B正确；生产者通过光合作用获得能量，其他营养级生物通过捕食获得能量，且最高营养级的生物没有能量进入下一个营养级，C错误；能量传递效率利用相关营养级的同化量计算，第三营养级流向第四营养级的能量传递效率为③÷②×100%，D正确。‎ 答案　C ‎4.(2019·江西临川二中期中)科学家对某草原生态系统的能量流动进行研究，获得下表数据。下列有关叙述错误的是(　　)‎ 从上个营养级流入的能量数[kJ·(m2·a)－1]‎ 呼吸消耗的能量数[kJ·(m2·a)－1]‎ 第Ⅰ营养级 ‎501.2‎ 第Ⅱ营养级 ‎141.0‎ ‎79.1‎ 第Ⅲ营养级 ‎15.9‎ ‎13.2‎ 第Ⅳ营养级 ‎0.9‎ ‎0.5‎ 分解者 ‎221.7‎ ‎192.6‎ A.该生态系统从第Ⅲ营养级到第Ⅳ营养级的能量传递效率为5.66%‎ B.流经该生态系统的总能量是786.6 kJ/(m2·a)‎ C.营养级之间的信息交流是双向的 D.该生态系统遭受火灾后，发生的群落演替属于次生演替 解析　分析数据可知，从第Ⅲ营养级到第Ⅳ营养级的能量传递效率为 ‎0.9 kJ/(m2·a)÷15.9 kJ/(m2·a)×100%＝5.66%，A正确；流经该生态系统的总能量是第一营养级固定的能量，但根据表格中的数据无法确定第一营养级的同化量，B错误；营养级之间的信息交流是双向的，C正确；该生态系统遭受火灾后，因为有土壤条件，甚至还有繁殖体，所以发生的演替是次生演替，D正确。‎ 答案　B ‎5.(2019·湖南长沙一中模拟)图一是一个草原生态系统的物质循环示意图，其中甲、乙、丙为生态系统中的三种组成成分，a～d代表4种动物；图二是该生态系统中鼠摄食后能量的流向示意图，A～C代表能量。‎ ‎(1)草原群落中的碳元素进入无机环境的途径主要是　　　　(填生理过程)，碳在生物群落与无机环境之间循环的主要形式是　　　　。‎ ‎(2)请写出图一中存在的食物链(网)：_______________________________________‎ ‎_____________________________________________________________________。‎ ‎(3)图二中B的含义为　　　　　　　　　　　　；若A中能量为m，B中能量为n，鼠的天敌同化的能量为p，则该生态系统中从鼠到其天敌的能量传递效率为　　　　。‎ ‎(4)每年的旱季来临时，草原的部分食草动物会迁徙到水草丰富的地带，这一过程体现了生态系统的　　　　功能。‎ 解析　(1)草原群落中的碳元素进入无机环境的途径主要是各种生物的呼吸作用；碳在生物群落与无机环境之间循环的主要形式是二氧化碳，在生物群落内传递的主要形式是含碳有机物。(2)分析图一，由于生产者既可以进行光合作用，又可以进行呼吸作用，因此其与大气之间的物质交换是双向的，由此可确定图中甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者；食物链中只包括生产者和消费者，由于营养级之间的能量传递效率为10%～20%，因此a属于第二营养级，b、c属于第三营养级，d属于第四营养级。该生态系统中的食物网为。(3)图二是该生态系统中鼠摄食后能量的流向示意图，其中A表示鼠同化的总能量；B表示用于鼠生长、发育和繁殖的能量；C表示被分解者利用的能量。根据题意知，A中能量为m，鼠的天敌同化的能量为p，则该生态系统中从鼠到其天敌的能量传递效率为×100%。(4)每年的旱季来临时，草原的部分食草动物会迁徙到水草丰富的地带，体现了生态系统的信息传递功能。‎ 答案　(1)呼吸作用　二氧化碳 ‎(2)‎ ‎(3)用于鼠生长、发育和繁殖的能量　×100%‎ ‎(4)信息传递