2012届高考生物生态系统的能量流动专题复习

详细内容

第2节 生态系统的能量流动
【高考目标定位】
生态系统中能量流动的基本规律及应用

【考纲知识梳理】
一、能量流动的概念和过程
1、概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
2、能量流动的过程：
（1）输入
①源头：太阳能。
②总值：生产者所固定的太阳能。
（2）传递
①途径：食物链和食物网。
②形式：有机物中的化学能。
③过程：

a.通过生产者的呼吸作用以热能形式散失。
b.用于生产者的生长、发育和繁殖等生命活动，储存在生产者的有机物中。
c.随着残枝败叶等被分解者分解而被释放出来。
d.被初级消费者摄入体内，流入第二营养级。
（3）转化
太阳能→有机物中的化学能→热能
（4）热量散失
①形式：热能
②过程：

二、能量流动的特点
1、单向流动
能量流动只能沿食物链由低营养级流向高营养级，不可逆转，也不能循环流动；同时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
输入到某一营养级的能量中，只有10%～20%的能量能够传递到下一营养级。
三、研究能量流动的实践意义
1、帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
2、帮助人们合理的调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类最有益的部分。

【要点名师精解】
一、能量流动的相关分析
能量是维持生态系统存在和发展的动力，是生态系统的基本功能之一，应特别注意以下内容：
1、能量流动的起点是生产者，能量的源头是太阳能。
2、能量的输入总量是生产者通过光合作用固定的太阳能总量。
3、散失的能量是通过生产者、消费者和分解者呼吸作用分解有机物时产生的，最终以热能的形式散失掉。
4、能量流动特点的原因分析
（1）单向流动：食物链相邻营养级生物的吃和被吃关系不可逆转，能量不能倒流。
（2）逐级递减：每个营养级的生物总有一部分不能被下一营养级利用；每个营养级生物都经自身呼吸而消耗一部分能量。
【例1】生态系统的能量流动是指（ ）
A．太阳能被绿色植物固定的过程
B．系统内生物体能量被利用的过程
C．系统内伴随物质循环的能量转移的过程
D．能量从生物体进入无机环境的过程
【解析】生态系统的能量流动是指能量的输入、传递、转化和散失的过程，能量流动是随着物质的循环而完成的。
【答案】C
二、能量传递效率及应用
1、能量传递效率
相邻两营养级之间的传递效率＝ ，一般能量传递效率大约为10%～20%。
2、能量流动的极值计算
（1）在能量流动的相关问题中，若题干中未作具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率是20%。
（2）在已知较高营养级生物的能量求较低营养级生物的能量时，若求“最多”值，则说明较低营养级的能量按“最低”效率传递；若求“最（至）少”值，则说明较低营养级生物的能量按“最高”效率传递。
（3）已知较低营养级生物的能量求较高营养级生物的能量时，若求“最多”值，则说明较低营养级的能量按“最高”效率传递；若求“最（至）少”值，则说明较低营养级生物的能量按“最低”效率传递。
【例2】右图食物网中的猫头鹰体重每增加20g，至少需要消耗植物
A．200g
B．250g
C．500g
D．1000g
【解析】本题考查生态系统能量流动过程中的传递效率问题，至少消耗多少是按照最高传递效率计算。
【答案】C

【感悟高考真题】
（2010•山东高考）6．以下表示动物利用食物的过程。

正确的分析是
A．恒温动物的④/③值一般高于变温动物
B．哺乳动物的③/①值一般为10%-20%
C．提高圈养动物生长量一般需提高③/②值
D．食肉哺乳动物的③/②值一般低于食草哺乳动物
【解析】恒温动物需要消耗更多的能量维持体温，所以有机物的积累量（④）较少，其④/③一般高于变温动物。哺乳动物与其食物之间的能量传递效率应为：③/（①+未获取量）。肉食动物与草食动物的③/②大小无法比较。③/②越高，说明有更多的食入量转变成饲养动物的同化量，有利于提高动物的生长量。
【答案】C
（2010•江苏高考）11.有人发起“多吃素食、少吃肉食”的运动，以支援粮食短缺地区的灾民。运用生态学知识对此的合理解释是[]
A.多吃肉食会增加心血臂病的发病率
B.直接以低营养级的生物为食将消耗生态系统更多的能量
C.多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多
D.节省的肉食可以帮助灾民提高营养水平
【解析】本题借助食物结构改变考查生态系统的能量传递规律。生态系统能量传递具有逐级递减的特点，吃肉时人的营养级比吃素食时的营养级高，因此能量消耗多，消耗的粮食多。
【答案】C
（2009•广东高考）51．图11为某一生态系统的能量金字塔，其中Ⅰ、Ⅱ、11、Ⅳ分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形式。下列叙述正确的是
A．Ⅰ是初级消费者
B．Ⅳ为分解者
C．E1为太阳能，E2为热能
D．能量可在食物链中循环利用
【解析】依题意Ⅰ是生产者，Ⅱ是初级消费者，Ⅲ是次级消费者，Ⅳ三级消费者，E1为生产者利用的能量，应是太阳能，E2为各营养级的生物释放出的能量，应为热能，故C正确。
【答案】C
（2009•江苏高考）17．下列4种现象中，不适宜用生态系统中能量流动规律进行合理分析的是
A．虎等大型肉食动物容易成为濒危物种
B．蓝藻易在富营养化水体中爆发
C．饲养牛、羊等动物，成本低、产量高
D．巨大的蓝鲸以微小的浮游动物为食
【解析】本题考查的是生态系统的能量流动。能力流动的特点是单向性和逐渐递减。A中虎等大型肉食动物处在最高营养级，获得的能量最少，因此容易成为濒危物种。蓝藻爆发是因为水体中含有大量的N、P等元素，给蓝藻提供营养物质，利于蓝藻的生长，因此没有能量流动。C中牛、羊等属于第二营养级，获得的能量较多，因此成本低，产量高。D中蓝鲸以浮游动物为食，能量便由浮游动物流向了蓝鲸。
【答案】B
（2008•上海高考）32．右图表示某生态系统中，四种生物所同化的有机物的量占该生态系统有机物总量的比例，则这四种生物之间的食物关系最可能的是

【解析】能量传递效率是以各营养级所同化能量的数值为研究对象的，大约在10%--20%之间，乙、丙相差不多，可能是同一营养级。
【答案】A
（2008•上海高考）38．（10分）下图中甲图表示一个海滩湿地生态系统中部分生物的食物关系。请据图回答问题。

（1）在该生态系统中，既是分解者又可作为消费者食物的生物是 。
（2）请根据甲图中的生态系统，写出乙图中能量金字塔各营养级的所有生物名称：①
；② ；③ 。
（3）有人研究该生态系统中食草虫个体存活数与发育期的关系，结果如丙图。从中可推知食草虫死亡率最大的时期是 。
（4）沼蟹会破坏大米草根系，土壤中的磷可促进藻类生长。若在食草虫幼虫期喷洒只杀灭该虫的含磷杀虫剂，则蜘蛛数量将 。一段时间后大米草数量不增反降，造成此结果的可能原因是大米草死亡导致细菌数量增加，通过甲图的 食物关系，引起沼蟹数量增加；同时因含磷杀虫剂的使用，导致藻类数量增加，通过食物链
也会引起沼蟹数量增加，从而造成大米草数量不增反降。
（5）上述事实说明，人类活动会引起生态系统中生物种类减少，从而导致生态系统的自动调节能力 ， 容易受到破坏。
【解析】能量金字塔的研究对象是营养级，死亡率最大的时期应该是种群数量下降最快的时期。蜘蛛会随食物食草虫的减少而减少。
【答案】（1）细菌 （2）藻类、大米草 食草虫、线虫、海螺 沼蟹、蜘蛛 （3）一龄幼虫
（4）减少 细菌→线虫→沼蟹（言之有理即给分） 藻类→线虫→沼蟹 （5）下降 生态平衡（生态系统）

【考点精题精练】[高考资源网]
1.在一个光照和水肥充足的小岛上，各种植物生长茂盛。在树上有飞翔的小型益鸟、猫头鹰，地上有鼠、蛇及蛙等动物在活动，还有许多昆虫、真菌和腐烂的动植物尸体。下列对此说法错误的是 （ C )?
A.这个小岛能构成一个生态系统?
B.小型益鸟是第三营养级?
C.在该岛上的食物网中，猫头鹰获得能量最多的食物链是“草→鼠→蛇→猫头鹰”?
D.这个小岛上的分解者是营腐生生活的微生物
2.下列4种现象中，不适宜用生态系统中能量流动规律进行合理分析的是（ B ）
A.虎等大型肉食动物容易成为濒危物种
B.蓝藻易在富营养化水体中爆发
C.饲养牛、羊等动物，成本低、产量高
D.巨大的蓝鲸以微小的浮游动物为食
3.研究人员在对甲乙两个不同的生太系统调查后发现，两个 生态系统的生产者总能量相同，甲生态系统只有初级消费者和次级消费者，乙生态系统则有初级、次级、三级和四级消费者。如果其他的因素都一样，则下列选项叙述正确的是
A. 甲生态系统的消费者总能量都小于生产者同化的总能量，但乙生态系统则相反
B. 甲、乙生态系统的消费者总能量都大于生产者同化的总能量
C. 甲生态系统中现存的消费者的总能量大于乙生态系统中现存的消费者的总能量[高考资源网]
D. 乙生态系统的消费者总能量都大于甲生态系统的消费者总能量
答案C
4.下列有关生态系统功能的描述，错误的是（ C ）
A、物质循环的关键环节是分解者的分解作用
B、物质流是循环的，能量流是单向的，信息流往往是双向的
C、一个生态系统的营养级越多，消耗的能量就越多，人类可利用的能量就越少
D、信息传递有利于沟通生物群落与非生物环境之间、生物与生物之间的关系，具有调节生态系统稳定性的作用
5.如图为某生态系统示意图，下列相关叙述中不正确的是（ D ）
A、图中蛇处于最高营养级，该营养级所含的能量最少
B、图中全部生物称为生物群落
C、绿色植物固定的能量至少是流入黄雀体内能量的125倍
D、图中共有4条食物链
6.在右图所示的食物网中，如果每个营养级能量传递效率均为20%，且下一营养级从上一营养级各种生物中获得的能量相等。虎要获得1KJ能量，则需要消耗草的能量为 D
A．150KJ　　　　 B．125 KJ　 　
C．100 KJ　 　 　 D．75 KJ
7.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。下列有关叙述正确的是 D

A．①是流入该生态系统的总能量[高考资源网]
B．分解者获得的能量最少
C．图中②与①的比值代表草→兔的能量传递效率
D．③和④分别属于草和兔同化量的一部分
8.（2010•北京市昌平区高三二模）下图表示生态系统结构模式图，①、②、③、④代表生理过程。有关说法正确的是： B

A．图中属于生物群落的是A、C、D、E
B．若C的食物中D占1/4，假设各营养级之间的能量传递效率为10%，要使C体重增加10kg，至少需要A为325kg
C．若火山爆发将上述生态系统毁灭，在火山灰上发生的群落演替类型属于次生演替[高考资源网]
D．此图示可以表示该生态系统物质循环和能量流动的过程
9.下图表示某生态系统组成及物质和能量流动情况（秃鹫以动物的尸体为食），该生态系统中 D

A．M仅代表光能，N仅代表热能，P仅代表无机盐、水、CO2等物质
B．共有4条捕食食物链，秃鹫所占有的营养级最多
C．图中狼与蚊子之间能量传递效率一般为10～20%
D．群落内部的负反馈调节维持着该生态系统的稳定性
10.（2010•安徽省巢湖市高三二模）如图所示生态系统中能量流动图解部分示意图，①②③④⑤⑥⑦各代表一定的能量值，下列各项不正确的是 B

A．从能量关系看②?③+④
B．农业生态系统中能量是可以循环利用的
C．次级消费者粪便中的能量去路包括在⑥途径中
D．生态系统中的能量流动一般不超过4―5个营养级
11.下图是生态系统能量流动的图解。有关叙述错误的是（多选） AD

A．方框的大小可表示该营养级生物个体数量的多少
B．通常情况下，C所获得的能量不会超过B的20%
C．A固定的能量为流经该生态系统的总能量
D．A固定的能量是B、C、D的能量之和
12.（2010•天津市和平区高三二模）下表是有机物从植物传递到植食动物鳞翅目幼虫过程中能量流动的情况，根据表中数据不能得出的结论是 A

A.上一营养级能量的50%被鳞翅目幼虫同化
B．食物中的能量只有15%用于幼虫自身的生长
C．鳞翅目幼虫摄入419J的能量至少需要消耗第一营养级1047.5的能量
D.鳞翅目幼虫从第一营养级获取的能量有一部分以呼吸热的形式散失，因此能量在生态系统中的流动是不可循环的
13.有关下图的叙述不正确的是 ( B )

①图中只有两条食物链
②细菌与狐之间既是捕食关系又是竞争关系
③细菌占有第二、三、四、五营养级
④该生态系统的能量流动是从草固定太阳能开始的?
A.①②③ B.②③?
C.②③④ D.③④?
14.（2010•山东省临沂市高三一模）下图为某生态系统能量传递示意图。有关叙述不正确的是（ A ）
A．生态系统的功能包括物质循环和能量流动
B．A固定的太阳能是流经此生态系统的总能量
C．由B到C的能量传递率是15%
D．生态系统能量流动的渠道是食物链、食物网
15.如图所示生态系统中能量流动图解部分示意图，①②③④⑤⑥⑦各代表一定的能量值，下列各项不正确的是（ A ）

A．次级消费者的粪便中的能量去路包括在④途径中
B．从能量关系看②?③+④
C．一般情况下，②为①的10%~20%
D．由于生物与生物之间吃与被吃的关系不可逆转的，所以能量流动具有单向性
16.（2010•江苏省南通、扬州、泰州三市高三二模）某生态学家对某水生生态系统的营养结构和能量流动情况调查后，得到了甲图所示的食物网和乙表中的能量数据，请分析回答：

（1）该生态系统中有食物链 条，双翅目幼虫和太阳鱼的种间关系是 。
（2）浮游植物同化的能量，除了一部分流向下一营养级外，还有的去向有 。
（3）能量在第一营养级和第二营养级之间的传递效率为 。
（4）如果去除该生态系统中的浮游动物和双翅目幼虫，则鲈鱼的产量将 ，生态系统的稳定性将 。
（5）该地区为了发展经济，开办了一个采矿场，土体、土壤和植被遭到严重的破坏，采矿中的混浊黏土水排放到该水域生态系统中。经检测发现，水中的含氧量大幅度下降，原因是
。
答案：（7分）
（1）3 捕食和竞争
（2）自身呼吸释放、流向分解者、未被利用
（3）18.52%
（4）增加 下降
（5）水变浑浊，妨碍了浮游植物的光合作用，使氧气的释放量减少
17.某大麦田中长有许多狗尾草，还有食草昆虫、青蛙、蜘蛛和蛇类等动物。请回答：
（1）该农田中的所有生物称为 ，其中大麦与狗尾草的关系称为___________。
（2）某研究性学习小组拟调查该农田生态系统的组成成分。其调查项目包括：
非生物因素：__________________________________________。
生物成分：
①__________________________________________________；
②__________________________________________________；
③分解者：细菌、真菌等。
（3）该生态系统能量流动的特点是______________________________。
（4）科学家在温室中进行大麦和燕麦的混种，在样方中以各种比例进行播种，从纯大麦到纯燕麦种子，在生长季末收获种子，计算大麦/燕麦的输入比率和输出比率，结果如下表。

①对表中数据进行分析，可见输入比率计算方法是：输入比率=_________________。
②如果温室条件继续不变，任其连续繁殖多代，结果是___________________。
答案 （1）生物群落 竞争
（2）非生物因素：温度、光照强度、土壤pH等（至少回答两项） 生物成分：①生产者：大麦、狗尾草等 ②消费者：食草昆虫、青蛙、蜘蛛和蛇类
（3）单向流动、逐级递减
（4）①大麦播种种子数÷燕麦播种的种子数 ②大麦将燕麦完全排挤掉