高考生物 補(bǔ)上一課6 能量流動(dòng)分流模型解讀及相關(guān)計(jì)算VIP

高考?？?，重點(diǎn)強(qiáng)化，思維建模，跨越障礙，全取高考拉分題eq\a\vs4\al\co1(重點(diǎn)題型1能量流動(dòng)分流模型解讀)1.能量流經(jīng)不同營養(yǎng)級示意圖2.構(gòu)建能量流動(dòng)模型(表示方法)方法一：說明：兩個(gè)去向：同化量(b)＝呼吸作用消耗量(d)＋用于生長發(fā)育和繁殖的能量(e)；攝入量(a)＝同化量(b)＋糞便量(c)方法二：說明：三個(gè)去向：同化量＝呼吸作用消耗量＋分解者分解量＋下一營養(yǎng)級的同化量方法三：說明：四個(gè)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)＋下一營養(yǎng)級的同化量(D)【典例】如圖是生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)圖解，N1～N6表示能量數(shù)值。請回答下列有關(guān)問題。(1)流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為________(用N1～N6中的字母表示)。(2)由初級消費(fèi)者傳遞給蜣螂的能量為________。(3)圖中N3表示_______________________________________________________。(4)能量由生產(chǎn)者傳遞給初級消費(fèi)者的傳遞效率為________________。(用N1～N6中的字母表示)。(5)生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)是________。若要提高生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性，一般可采取的措施為________________________________________________________________。[審題指導(dǎo)]答案(1)N2(2)0(3)生產(chǎn)者用于生長、發(fā)育和繁殖的能量(4)N5/N2×100%(5)負(fù)反饋調(diào)節(jié)增加各營養(yǎng)級的生物種類(1)最高營養(yǎng)級能量去路只有流向分解者和呼吸消耗。(2)分解者分解作用的實(shí)質(zhì)仍然是呼吸作用。(3)流經(jīng)各營養(yǎng)級的總能量：對生產(chǎn)者而言強(qiáng)調(diào)關(guān)鍵詞“固定”而不能說“照射”，對各級消費(fèi)者而言強(qiáng)調(diào)關(guān)鍵詞“同化”而不能說“攝入”。(4)若系統(tǒng)中含有輸入的有機(jī)物(餌料、有機(jī)污染物等)，則總能量＝生產(chǎn)者固定的能量＋輸入有機(jī)物中能量1.下圖表示能量流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)第二營養(yǎng)級示意圖[單位J/(cm2·a)]，據(jù)圖分析，有關(guān)說法正確的是()A.該生態(tài)系統(tǒng)第一營養(yǎng)級同化的能量至少為400B.第二營養(yǎng)級用于生長、發(fā)育和繁殖的能量是100C.能量由第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的傳遞效率是20%D.該生態(tài)系統(tǒng)第三營養(yǎng)級同化的能量是15解析題圖為能量流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)第二營養(yǎng)級的示意圖，其中A表示該營養(yǎng)級攝入的能量，B表示該營養(yǎng)級同化的能量，C表示該營養(yǎng)級用于生長、發(fā)育和繁殖的能量，D表示呼吸作用中以熱能的形式散失的能量，E表示分解者利用的能量，B錯(cuò)誤；題圖僅表示能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級的過程，并不能得出第三營養(yǎng)級的同化量，因此無法計(jì)算由第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的能量傳遞效率，C錯(cuò)誤；由題圖知次級消費(fèi)者攝入的能量為15，而并非第三營養(yǎng)級同化的能量，D錯(cuò)誤。答案A2.(2019·洛陽市統(tǒng)考)圖甲是草原生態(tài)系統(tǒng)中常見的能量金字塔，每層中的標(biāo)號各代表一種生物。圖乙代表該生態(tài)系統(tǒng)中部分營養(yǎng)級的能量流動(dòng)示意圖，其中的字母表示能量值(單位：kJ)。請據(jù)圖回答下列相關(guān)問題：(1)請根據(jù)圖甲繪制出該生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)。(用圖中標(biāo)號和箭頭表示)(2)圖乙中，所示的生物不能構(gòu)成一個(gè)群落的原因是____________________________________________________________________________________________；其中d表示________的能量；h所示的能量屬于第________營養(yǎng)級；f所示能量散失的同時(shí)伴隨的碳形式的變化是_______________________________________。(3)若用標(biāo)志重捕法調(diào)查兔子的種群密度，實(shí)驗(yàn)中需要的數(shù)據(jù)除第一次捕獲并標(biāo)記的兔子數(shù)量外，還需要的數(shù)據(jù)有__________________________________________________________________________________________________________。答案(1)(2)沒有包括此環(huán)境中的全部生物兔子用于生長、發(fā)育和繁殖一含碳有機(jī)物轉(zhuǎn)變成CO2(3)第二次捕獲的兔子總數(shù)及其中被標(biāo)記的兔子數(shù)eq\a\vs4\al\co1(重點(diǎn)題型2能量流動(dòng)的相關(guān)計(jì)算)1.食物鏈中能量的“最值”計(jì)算設(shè)食物鏈A→B→C→D，分情況討論(如下表)：(1)能量傳遞效率未知時(shí)(按20%即1/5、10%即1/10計(jì)算)已知問題思路求解由D“逆推”A(D凈增重M)用“除法”至少需要A的量Yeq\f(M,（\f(1,5)）3)＝Y(jié)最多需要A的量Yeq\f(M,（\f(1,10)）3)＝Y(jié)由A“順推”D(A凈增重N)用“乘法”D最多增重的量YN(1/5)3＝Y(jié)D至少增重的量YN(1/10)3＝Y(jié)(2)已確定營養(yǎng)級間能量傳遞效率的，不能按“最值”法計(jì)算。例如，能量傳遞效率分別為a%、b%、c%，若A的能量為M，則D獲得的能量為M×a%×b%×c%。2.在食物網(wǎng)中分析在解決有關(guān)能量傳遞的計(jì)算問題時(shí)，需要確定相關(guān)的食物鏈，能量傳遞效率約為10%～20%，一般從兩個(gè)方面考慮：3.利用“拼圖法”巧解能量流動(dòng)(1)輸入第一營養(yǎng)級的能量(W1)即生產(chǎn)者的同化量被分為兩部分：一部分在生產(chǎn)者的呼吸作用中以熱能的形式散失(A1)，一部分則用于生產(chǎn)者的生長、發(fā)育和繁殖。而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。(2)第一營養(yǎng)級向第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率＝(D1/W1)×100%，第二營養(yǎng)級向第三營養(yǎng)級的能量傳遞效率＝(D2/D1)×100%。在具體計(jì)算時(shí)務(wù)必先澄清分流比例求解中應(yīng)“順推(用乘法)”還是“逆推(用除法)”，以為例。①若已知“植物同化量(A)”，并告知其“傳向動(dòng)物與直接傳向人比例由1∶1調(diào)整為1∶2”，求解人最多增重變化(M)，計(jì)算時(shí)宜“順推(用乘法)”調(diào)整前：A·eq\f(1,2)·eq\f(1,5)＋A·eq\f(1,2)·(eq\f(1,5))2＝M1調(diào)整后：A·eq\f(2,3)·eq\f(1,5)＋A·eq\f(1,3)·(eq\f(1,5))2＝M2②若已知“人同化量(M)”并告知人的食物來源“素食、肉食由1∶1調(diào)整為2∶1”，求解最少需要植物量(A)，計(jì)算時(shí)應(yīng)“逆推(用除法)”調(diào)整前：eq\f(M·\f(1,2),\f(1,5))＋eq\f(M·\f(1,2),（\f(1,5)）2)＝A1調(diào)整后：eq\f(M·\f(2,3),\f(1,5))＋eq\f(M·\f(1,3),（\f(1,5)）2)＝A2【典例1】下圖所示的食物網(wǎng)中，若人的體重增加1kg，最少需消耗水藻________kg，最多消耗水藻________kg。審題指導(dǎo)能量在相鄰兩個(gè)營養(yǎng)級間的傳遞效率是10%～20%。求最少消耗水藻量時(shí)，選最短的食物鏈，即水藻→小魚→人，能量傳遞效率按20%計(jì)算，設(shè)最少消耗水藻為x，則x×20%×20%＝1kg，x＝25kg；求最多消耗水藻量時(shí)，選最長的食物鏈，即水藻→水蚤→蝦→小魚→大魚→人，能量傳遞效率按10%計(jì)算，設(shè)最多消耗水藻為y，則y×10%×10%×10%×10%×10%＝1kg，y＝100000kg。答案25100000【典例2】如圖是某人工魚塘生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)過程中部分環(huán)節(jié)涉及的能量值(單位為103kJ·m－2·a－1)。頂位肉食動(dòng)物從上一營養(yǎng)級獲得的能量為0.25，則肉食動(dòng)物從上一營養(yǎng)級獲得的能量為________；能量從該生態(tài)系統(tǒng)的第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的傳遞效率約為________。第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的傳遞效率約為________。審題指導(dǎo)(1)因頂位肉食動(dòng)物從上一營養(yǎng)級獲得的能量為0.25(103kJ·m－2·a－1)，流入肉食動(dòng)物的總能量＝0.25＋0.05＋5.1＋2.1＝7.5(103kJ·m－2·a－1)，又因?yàn)橛袡C(jī)物輸入為5(103kJ·m－2·a－1)，則肉食動(dòng)物從上一營養(yǎng)級獲得的能量為7.5－5＝2.5(103kJ·m－2·a－1)。(2)該生態(tài)系統(tǒng)的第二營養(yǎng)級(植食動(dòng)物)的能量＝2.5＋0.5＋9＋4＝16(103kJ·m－2·a－1)，能量從該生態(tài)系統(tǒng)的第二營養(yǎng)級到第三營養(yǎng)級的傳遞效率＝2.5÷16×100%≈15.6%。(3)第一營養(yǎng)級流入到第二營養(yǎng)級的能量＝16－2＝14(103kJ·m－2·a－1)，第一營養(yǎng)級的能量＝14＋3＋70＋23＝110(103kJ·m－2·a－1)，則第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的傳遞效率＝14÷110×100%≈12.7%。答案2.515.6%12.7%【典例3】(1)若人類獲取植物性食物與動(dòng)物性食物的比例是1∶1，將此食物結(jié)構(gòu)改為4∶1，能量傳遞效率按10%計(jì)算，則調(diào)整后可供養(yǎng)的人口是前者的________倍。(2)若植物向動(dòng)物及向人提供的能量比例由1∶1調(diào)整為1∶4，能量傳遞效率按10%計(jì)算，則調(diào)整后供養(yǎng)的人口是前者的________倍。審題指導(dǎo)(1)若人類獲取植物性食物與動(dòng)物性食物的比例是1∶1，如下左圖，共需植物性食物的相對值為55；如果動(dòng)物性食物與植物性食物的比例是1∶4，則共需植物性食物的相對值是28(如下右圖)。前者對食物的消耗量是后者的1.96倍，這也就說明后者可供養(yǎng)的人數(shù)是前者的1.96倍。(2)設(shè)植物能量為M，則調(diào)整前，人所得能量為：M×eq\f(1,2)×10%＋M×eq\f(1,2)×(10%)2＝eq\f(M,20)＋eq\f(M,200)＝eq\f(11M,200)，調(diào)整后人所得能量為M×eq\f(4,5)×10%＋M×eq\f(1,5)×(10%)2＝eq\f(2M,25)＋eq\f(M,500)＝eq\f(41M,500)，則調(diào)整后∶調(diào)整前為eq\f(41M,500)/eq\f(11M,200)≈1.49，即調(diào)整后供養(yǎng)的人口是調(diào)整前的1.49倍。答案(1)1.96(2)1.491.若某草原生態(tài)系統(tǒng)只存在下面的食物關(guān)系，嘗試完成問題。(1)假如貓頭鷹的食物有eq\f(2,5)來自兔，eq\f(2,5)來自鼠，eq\f(1,5)來自蛇，那么，貓頭鷹若要增加20g體重，最少需要消耗的植物為________。(2)假如植物有eq\f(2,5)被兔所食，有eq\f(3,5)被鼠所食；鼠有eq\f(2,3)直接被貓頭鷹捕食，有eq\f(1,3)被蛇捕食后流入貓頭鷹體內(nèi)。那么，貓頭鷹若要增加20g體重，最少需要消耗的植物為________。(精確到個(gè)位數(shù))解析(1)在生態(tài)系統(tǒng)中，能量傳遞效率為20%時(shí)，能量在流動(dòng)過程中損失最小，可消耗最少的植物，為最高營養(yǎng)級提供最多的能量。因此，若計(jì)算使貓頭鷹增加20g體重至少消耗的植物質(zhì)量，則能量按20%傳遞。設(shè)貓頭鷹從不同食物鏈消耗的植物分別為a、b、c，可寫出：列方程式得：a×20%×20%＝20×2/5，b×20%×20%＝20×2/5，c×20%×20%×20%＝20×1/5。解得：a＝200(g)、b＝200(g)、c＝500(g)，a＋b＋c＝900(g)。(2)設(shè)貓頭鷹從三條食物鏈中獲得的能量依次為e、f、g，植物固定的總能量為h。根據(jù)題意，可繪圖如下：列方程式得：2h/5×20%×20%＝e，(3/5)×(2/3)h×20%×20%＝f，(3/5)×(1/3)h×20%×20%×20%＝g，e＋f＋g＝20g。解得：h≈595(g)。答案(1)900g(2)595g2.如圖為一食物網(wǎng)。若要使丙體重增加x，已知其食用的動(dòng)物性食物(乙)所占比例為a，則至少需要的生產(chǎn)者(甲)的量為y，那么x與y的關(guān)系可表示為()A.y＝90ax＋10x B.y＝25ax＋5xC.y＝20ax＋5x D.y＝10ax＋10x解析由題干中的“至少”可知，應(yīng)該按最大傳遞效率20%計(jì)算，a表示動(dòng)物性食物(乙)所占比例，則1－a表示直接從生產(chǎn)者(甲)獲得食物所占比例，故有(1－a)x÷20%＋ax÷20%÷20%＝y(tǒng)，即y＝20ax＋5x。答案C亮劍高考21生態(tài)系統(tǒng)的功能(時(shí)間：15分鐘)[規(guī)律方法]1.巧辨碳循環(huán)模式圖解讀：先找雙向箭頭，雙向箭頭兩側(cè)分別是大氣中CO2庫(C)和生產(chǎn)者(A)，有多個(gè)箭頭指進(jìn)去的是大氣中CO2庫(C)。2.弄清能量流動(dòng)的去向解讀：①攝入量－糞便量＝同化量；②某一營養(yǎng)級的能量去路一般有3個(gè)，自身呼吸作用消耗(a)、流入下一營養(yǎng)級(b)、被分解者分解利用(c)；③若定時(shí)分析，某一營養(yǎng)級的能量去路有4個(gè)，即還有未被利用的能量(d)。[方法體驗(yàn)]1.(2019·黑龍江實(shí)驗(yàn)中學(xué)開學(xué)考)如圖是生態(tài)系統(tǒng)部分碳循環(huán)示意圖。對其分析錯(cuò)誤的是()A.生產(chǎn)者是圖中的AB.圖中C能促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)C.碳在B、C、D、E、F之間，流動(dòng)的形式是有機(jī)物D.若完整表示碳循環(huán)，需補(bǔ)充化石燃料燃燒產(chǎn)生CO2解析圖中A為大氣中的CO2庫，E為生產(chǎn)者，A錯(cuò)誤；C為分解者，能將動(dòng)植物遺體殘骸中的有機(jī)物分解成無機(jī)物，歸還到無機(jī)環(huán)境，供植物利用，因此能促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)，B正確；B為三級消費(fèi)者，D為次級消費(fèi)者，F(xiàn)為初級消費(fèi)者，碳在B、C、D、E、F之間即在生物群落內(nèi)部流動(dòng)的形式是有機(jī)物，C正確；化石燃料燃燒產(chǎn)生CO2，也是碳循環(huán)的途徑之一，需補(bǔ)充完整，D正確。答案A2.(2019·黑龍江哈爾濱六中期末)物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)和信息傳遞是生態(tài)系統(tǒng)的基本功能。下列說法不正確的是()A.碳在生物群落與無機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)主要是以CO2的形式進(jìn)行的B.初級消費(fèi)者同化的能量中，未利用的能量保證了生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性C.研究能量流動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)能量的多級利用，提高能量利用率D.信息傳遞可以發(fā)生在生態(tài)系統(tǒng)各種成分之間，而且都是雙向的解析碳在生物群落與無機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)主要是以CO2的形式進(jìn)行的，A正確；生態(tài)系統(tǒng)之所以能維持相對穩(wěn)定，是由于生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力，B錯(cuò)誤；研究能量流動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)能量的多級利用，提高能量利用率，C正確；信息傳遞可以發(fā)生在生態(tài)系統(tǒng)各種成分之間，而且都是雙向的，D正確。答案B3.(2019·安徽黃山八校聯(lián)考)如圖為某魚塘中能量流動(dòng)圖解部分示意圖，①②③④⑤各代表一定的能量值，下列各項(xiàng)中不正確的是()A.在人工飼養(yǎng)的高密度魚塘中，生產(chǎn)者同化量往往小于消費(fèi)者的同化量B.圖中④包含了三級消費(fèi)者糞便中的能量C.在食物鏈中各個(gè)營養(yǎng)級能量輸入的方式和形式是完全相同的D.第三營養(yǎng)級到第四營養(yǎng)級的能量傳遞效率為③÷②×100%解析在人工魚塘中，人們可通過投放飼料等措施來飼養(yǎng)更多的魚類，人工飼養(yǎng)的高密度魚塘中消費(fèi)者的同化量往往大于生產(chǎn)者的同化量，A正確；糞便中的能量屬于上個(gè)營養(yǎng)級流向分解者的，則④應(yīng)包含三級消費(fèi)者糞便中的能量，B正確；生產(chǎn)者通過光合作用獲得能量，其他營養(yǎng)級生物通過捕食獲得能量，且最高營養(yǎng)級的生物沒有能量進(jìn)入下一個(gè)營養(yǎng)級，C錯(cuò)誤；能量傳遞效率利用相關(guān)營養(yǎng)級的同化量計(jì)算，第三營養(yǎng)級流向第四營養(yǎng)級的能量傳遞效率為③÷②×100%，D正確。答案C4.(2019·江西臨川二中期中)科學(xué)家對某草原生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)進(jìn)行研究，獲得下表數(shù)據(jù)。下列有關(guān)敘述不正確的是()

從上個(gè)營養(yǎng)級流入的能量數(shù)/(kJ·m－2·a－1)呼吸消耗的能量數(shù)/(kJ·m－2·a－1)第Ⅰ營養(yǎng)級501.2第Ⅱ營養(yǎng)級141.079.1第Ⅲ營養(yǎng)級15.913.2第Ⅳ營養(yǎng)級0.90.5分解者221.7192.6A.該生態(tài)系統(tǒng)從第Ⅲ營養(yǎng)級到第Ⅳ營養(yǎng)級的能量傳遞效率為5.66%B.流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是786.6kJ/(m2·a)C.營養(yǎng)級之間的信息交流是雙向的D.該生態(tài)系統(tǒng)遭受火災(zāi)后，發(fā)生的群落演替屬于次生演替解析分析數(shù)據(jù)可知，從第Ⅲ營養(yǎng)級到第Ⅳ營養(yǎng)級的能量傳遞效率為0.9kJ/(m2·a)÷15.9kJ/(m2·a)×100%＝5.66%，A正確；流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是第一營養(yǎng)級固定的能量，但根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)無法確定第一營養(yǎng)級的同化量，B錯(cuò)誤；營養(yǎng)級之間的信息交流是雙向的，C正確；該生態(tài)系統(tǒng)遭受火災(zāi)后，因?yàn)橛型寥罈l件，甚至還有繁殖體，所以發(fā)生的演替是次生演替，D正確。答案B5.(2019·湖南長沙一中模擬)圖一是一個(gè)草原生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)示意圖，其中甲、乙、丙為生態(tài)系統(tǒng)中的三種組成成分，a～d代表4種動(dòng)物；圖二是該生態(tài)系統(tǒng)中鼠攝食后能量的流向示意圖，A～C代表能量。(1)草原群落中的碳元素進(jìn)入無機(jī)環(huán)境的途徑主要是________(填生理過程)，碳在生物群落與無機(jī)環(huán)境之間循環(huán)的