微专题 生态系统能量流动计算辅导用详细整理带详解.docx

微专题 生态系统能量流动计算辅导用详细整理带详解.docx

《微专题 生态系统能量流动计算辅导用详细整理带详解.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微专题 生态系统能量流动计算辅导用详细整理带详解.docx（62页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

微专题生态系统能量流动计算辅导用详细整理带详解

微专题突破：

生态系统能量流动的相关计算

一、能量流动模型解读

（一）、构建能量流动模型，明确能量流动去路

1.不同营养级能量流动示意图

2.构建能量流动模型（表示方法）

方法一：

说明　两个等量关系：

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（不定时分析）：

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（最高营养级除外）

方法三（拼图法）：

说明　四个去向（定时分析）：

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）（最高营养级除外）

（二）透析例题，规范解题流程

【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）最高营养级能量去路只有3个方面，少了“传递给下一营养级”这一去路。

（2）分解者分解作用的实质仍然是呼吸作用。

（3）流经各营养级的能量：

对生产者而言强调关键词“固定”而不能说“照射”，对各级消费者而言强调关键词“同化”而不能说“摄入”。

（三）对点强化训练

1.（2019·江西金太阳大联考）某生态系统中存在食物链“马尾松→松毛虫→杜鹃”，下图表示松毛虫摄入能量的流动方向，下列叙述正确的是（　　）

A.该食物链中的生物在数量上呈正金字塔模型

B.松毛虫和杜鹃之间的能量传递效率可用E/A表示

C.由松毛虫流入分解者的能量可用C＋D＋F表示

D.若迁走全部杜鹃，松毛虫的种群数量将呈“J”型增长

解析　许多松毛虫可以生活在一株马尾松上，在生物数量上出现倒置现象，A错误；由图可知，松毛虫的同化量是A，杜鹃的同化量是E；两者传递效率可用E/A表示，B正确；松毛虫的粪便量C属于马尾松的同化量，杜鹃的粪便量F属于松毛虫的同化量，故由松毛虫流入分解者的能量可用D＋F表示，C错误；若迁走全部杜鹃，松毛虫的数量短期内会大量增加，以后又会下降，然后保持稳定，D错误。

答案　B

2.（2019·山西实验中学质量监测）某同学绘制了如下图所示的能量流动图解（其中W1为生产者固定的太阳能），下列叙述中错误的是（　　）

A.生产者固定的总能量可表示为（A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2）

B.由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为（D1/W1）×100%

C.流入初级消费者的能量为（A2＋B2＋C2＋D2）

D.图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减

解析　生产者固定的总能量为W1＝（A1＋B1＋C1＋D1），而D1＝A2＋B2＋C2＋D2，是从第一营养级流入下一营养级的能量，因此生产者固定的总能量可表示为（A1＋B1＋C1＋A2＋B2＋C2＋D2），A错误；由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为（D1/W1）×100%或[D1/（A1＋B1＋C1＋D1]×100%，B正确；流入初级消费者的能量为D1＝（A2＋B2＋C2＋D2），C正确；图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减，D正确。

答案　A

二、能量流动的相关计算

（一）把握方法精髓，找准切入点

1.食物链中能量的“最值”计算

设食物链A→B→C→D，分情况讨论（如下表）：

（1）能量传递效率未知时（按20%即1/5、10%即1/10计算）

已知

问题

思路求解

由D“逆推”A（D净增重M）用“除法”

至少需要A的量Y

＝Y

最多需要A的量Y

＝Y

由A“顺推”D（A净增重N）用“乘法”

D最多增重的量Y

N（1/5）3＝Y

D至少增重的量Y

N（1/10）3＝Y

（2）已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算。

例如，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若A的能量为M，则D获得的能量为M×a%×b%×c%。

2.食物网能量的“最值”计算

在解决有关能量传递的计算问题时，需要确定相关的食物链，能量传递效率约为10%～20%，一般从两个方面考虑：

①

②

3.具有人工能量输入的能量传递效率计算

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）×100%

（一）研析典例，方法建构

【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

（三）对点强化，思维突破

1．根据图示的食物网，若黄雀的全部同化量来自两种动物，蝉和螳螂各占一半，则当绿色植物增加G千克时，黄雀增加体重最多是（　　）

A．G/75千克　　　　　B．3G/125千克

C．6G/125千克D．G/550千克

A　[根据生态系统能量流动的最高传递效率20%，设黄雀增加体重X千克，则根据题意可列出计算式：

（5×X/2＋5×5×X/2）×5＝G，X＝G/75千克。

]

2.右图食物网中，猫头鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇，则猫头鹰的体重若增加20g，至少需要消耗植物的重量为（　　）

【导学号：

62672223】

A．600g　　　　　　B．900g

C．1600gD．5600g

B　[已知高营养级求至少需要低营养级的能量时需按照最大传递效率进行计算，即20×2/5÷20%÷20%＋20×2/5÷20%÷20%＋20×1/5÷20%÷20%÷20%＝900（g）。

]

3.某生态系统中存在如右图所示的食物网，如将C的食物比例由A∶B＝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C的数量是原来的（　　）

A．1.375倍B．1.875倍

C．1.273倍D．0.575倍

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C原来的能量为a，则需要A提供的能量为1/2a×10×10＋1/2a×10＝55a；改变食物比例后的C的能量设为b，则需要A提供的能量为2/3b×10＋1/3b×10×10＝40b。

根据题意可知：

55a＝40b，即：

b/a＝1.375。

]

4．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，则庚同化1kJ的能量，丙最少需同化的能量为（　　）

A．550kJB．500kJ

C．400kJD．100kJ

A　[设丙的能量为x，经丙→丁→己→庚传递到庚的能量为0.5kJ，则需要丙0.5÷（10%）3＝500（kJ），经丙→戌→庚传递到庚的能量为0.5kJ，则需要丙0.5÷（10%）2＝50（kJ），即丙最少含500＋50＝550（kJ）的能量。

]

5.如图所示为某生态系统中的食物网示意图，若E同化的总能量为5.8×109kJ，B同化的总能量为1.6×108kJ，则理论上A同化的能量最多为（　　）

【导学号：

62672224】

A．4.2×107kJB．2.0×108kJ

C．1.0×108kJD．2.3×108kJ

B　[E为第一营养级，B、C、D均为第二营养级，三者获得的来自E的总能量最多为5.8×109×20%＝11.6×108（kJ），再减去B同化的总能量1.6×108kJ，C、D同化的能量为1.0×109kJ，A既可捕食C，又可捕食D，其同化的能量最多为1.0×109×20%＝2.0×108（kJ）。

]

6．下图是某种草原生态系统部分营养结构，请根据图回答：

若草固定的总能量为6.8×109kJ，食草昆虫和鼠同化的总能量是1.3×108kJ，则人最多能获得能量________kJ。

若蛇取食鼠的比例由1/4调整到3/4，从理论上分析，改变取食比例后，蛇体重每增加1kg，人比原来增重________（能量传递效率按20%计算）。

[解析]　若草固定的总能量为6.8×109kJ，食草昆虫和鼠同化的总能量是1.3×108kJ，则人最多能获得的能量为（6.8×109×20%－1.3×108）×20%＝2.46×108kJ。

根据题意，改变取食前蛇体重每增加1kg需要消耗草的重量为：

（1/4÷20%÷20%）＋（3/4÷20%÷20%÷20%）＝100kg，改变取食后蛇体重每增加1kg需要消耗草的重量为（1/4÷20%÷20%÷20%）＋（3/4÷20%÷20%）＝50kg，所以改变取食后可以节约100－50＝50kg的草的能量流向人，则人可以增重50×20%×20%＝2kg。

[答案]　2.46×108　2kg

7.（2019·天津和平区期中）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来自蛇，那么鹰若要增加20g体重，至少需要消耗植物量（　　）

A.900gB.500gC.200gD.600g

解析　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20×（2/5）÷20%÷20%＝200g；鹰经鼠途径消耗的植物量为20×（2/5）÷20%÷20%＝200g；鹰经蛇、鼠途径消耗的植物量为20×（1/5）÷20%÷20%÷20%＝500g，共计消耗植物量为200＋200＋500＝900g。

答案　A

8.（2018·衡水调研卷）如图为某草原生态系统的食物网。

请回答下列问题：

（1）调查草的种群密度采用的方法是　　　　，该方法的关键是要做到　　　　。

（2）该食物网中各种生物数量能保持相对稳定，是由于生态系统具有　　　　能力，该能力的基础是　　　　。

（3）若蛇的数量锐减，则猫头鹰的数量一般会　　　　，其原因是

________________________________________________________________。

（4）若蛇取食蟾蜍和鼠的比例为1∶2，蛇增重a（单位：

kg），最多需要消耗生产者b（单位：

kg），则a和b之间的数量关系可以表示为______________________。

解析　

（1）植物种群密度的调查方法是样方法，该方法的关键要做到随机取样。

（2）生态系统中各种生物数量能保持相对稳定，是由于生态系统具有自我调节能力，而自我调节能力的基础是负反馈调节。

（3）若蛇数量锐减，猫头鹰的数量会增加，原因是蛇减少后，猫头鹰会捕食大量的鼠，食物链缩短，能量散失减少，更多能量流向猫头鹰。

（4）已知高营养级生物量求低营养级生物量，若消耗生产者“最多”，传递效率按10%计算，则

a÷（10%）3＋

a÷（10%）2＝b，即b＝400a。

答案　

（1）样方法　随机取样　

（2）自我调节　负反馈调节　（3）增加　蛇的数量锐减后，猫头鹰会大量捕食第二营养级的鼠，食物链缩短，有更多的能量流向猫头鹰（4）b＝400a

三、生态系统的能量流动题型汇总

1.在某生态系统中，1只2kg的鹰要吃10kg的小鸟，0.25kg的小鸟要吃2kg的昆虫，而100kg的昆虫要吃1000kg的绿色植物。

若各营养级生物所摄入的食物全转化成能量的话，那么，绿色植物到鹰的能量传递效率为（   ）

A.0.05%     B.0.5%      C.0.25%    D.0.025%

2.若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第四营养级生物最多能获得的能量是（   ） 

A.24kJ               B.192kJ       C.96kJ        D.960kJ 

3.在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体重增加1kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物量为（   ）

A.25kg           B.125kg      C.625kg   D.3125kg

4.由于“赤潮”的影响，一条4kg重的杂食性海洋鱼死亡，假如该杂食性的食物有1/2来自植物，1/4来自草食鱼类，1/4来自以草食鱼类为食的小型肉食鱼类，按能量流动效率20%计算，该杂食性鱼从出生到死亡，共需海洋植物（）

A.120kgB.160kgC.60kgD.100kg

5.某生态系统中初级消费者和次级消费者的总能量分别是W1和W2，当下列哪种情况发生时，最有可能使生态平衡遭到破坏（）

A.

B.

C.

D.

6.流经生态系统的总能量是指（）

A.射进该生态系统的全部太阳能B.照到该生态系统内的所有植物叶面上的太阳能

C.该生态系统全部生产者所固定的太阳能总量D.生产者传递给全部消费者的总能量

7.有关生态系统中能量流动的叙述不正确的是（）

A.生态系统中能量流动是从太阳的辐射能开始

B.生态系统中流动的能量几乎全部来源于太阳能

C.生态系统的能量流动是逐级减少和单向性的

D.生态系统离开外界环境的能量供应就无法维持

8.下列有关生态系统能量流动的叙述中，不正确的是（）

A.能量流动是单向的，不可逆转的B.食物链越短，可供最高营养级利用的能量越多

C.初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少D.营养级越多，散失的能量越多

9.大象是植食性动物，有一种蜣螂则专以象粪为食，设一头大象在某段时间内所同化的能量为107kJ，则这部分能量中可流入蜣螂体内的约为（）

A.几乎为0kJB.106kJC.2×106kJD.3×106kJ

10.下列关于生态系统功能的叙述中，不正确的是（）

A.能量只能由较低营养级流向较高营养级

B.食物链中的营养级可以是无限的

C.能量流动和物质循环可以长期地保持动态平衡

D.生态系统中的能量最终以热能的形式散失到环境

11.在由草→兔→狐组成的一条食物链中，兔经同化作用获得的能量，其去向不包括（）

A.通过兔子细胞呼吸释放的能量B.通过兔子的粪便流人到分解者体内的能量

C.通过狐狸的粪便流人到分解者体内的能量D.流人到狐体内的能量

12.右图是某生态系统的食物网示意图，甲～庚代表不同的生物，箭头表示能量流动的方向和食物联系。

下列叙述正确的是（）

A.此食物网中有六条食物链，丁占有四个不同的营养级

B.戊接受的太阳能是流经此生态系统的总能量

C.丙可利用的总能量小于乙和丁可利用的总能量之和

D.向此生态系统大量引入外来物种，可增强该系统的稳定性

13.在右图所示的食物网中，如果每个营养级能量传递率均为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是（）

A.150kJB.125kJC.100kJD.75kJ

14.下列叙述中正确的是（）

A.当狼吃掉一只兔时，就获得了兔的全部能量

B.当狼捕食兔并经同化作用合成了自身有机物时，能量就从第一营养级流入了第二营养级

C.生产者通过光合作用制造了有机物时，能量就由非生物环境流入了生物群落

D.生态系统的能量流动是往复循环的

15.a→b→c→d是某生态系统的一条食物链，测得a、b、c、d四种生物所含能量分别为m1、m2、m3、m4。

对这一食物链中能量流动的叙述，错误的是（）

A.a所固定的太阳能为流入食物链的总能量B.m1、m2、m3、m4之和为该食物链的总能量

C.四种生物所含能量多少是a>b>c>dD.四种生物呼吸所消耗的能量多少是a>b>c>d

16.在社会主义新农村建设中，某地通过新建沼气池和植树造林，构建了新型农业生态系统（如图）。

下列有关叙述正确的是（　　）

①在农作物→家禽、家畜→人这条食物链中，家禽、家畜含有的能量越多，人获得的能量越多

②在农作物→家禽、家畜→人这条食物链中，家禽、家畜含有的能量越多，人获得的能量越少

③该生态系统的建立，提高了各营养级间的能量传递效率

④该生态系统的建立，提高了能量利用效率

A．①③　　B．②④C．①④　　D．①②③④

17.下图是某生态系统的物质和能量流向示意图（能量传递效率按10%计算）。

下列有关叙述正确的是（  ）

A．X1过程的完成必须依赖一种具有双层膜结构的细胞器 

B．X1过程吸收的CO2总量与Y1、Y2、Y3…及Z过程释放的CO2总量相等 

C．当该生态系统处于相对稳定状态时，X3过程的能量值约为X1过程能量值的1% 

D．Z1、Z2、Z3…过程提供的有机物中的碳将全部转变为Z过程释放的CO2中的碳

解析 图示X1表示光合作用固定二氧化碳的过程，参与的生物可能是绿色植物或原核生物蓝藻等，X2、X3等表示动物通过摄食同化有机物的过程，Y1、Y2等表示生产者和消费者通过呼吸作用释放二氧化碳的过程，Z表示分解者的分解作用。

一般情况下，X固定的二氧化碳大于Y和Z过程释放的二氧化碳总量，因为还有一部分有机物未被利用。

Z1、Z2、Z3„„过程提供的有机物中的碳还有一部分转化为分解者自身的有机物中。

当生态系统到达动态平衡时，X3＝X1×10%×10%。

18.如图是我国北方处于平衡状态的某森林生态系统的碳循环示意图，其中箭头表示碳的传递方向，字母表示碳传递途径。

则下列叙述错误的是（  ）

A.碳从植物体流入动物体的主要形式是有机物 

B.a途径是通过光合作用实现的，b、d、g途径是通过细胞呼吸实现的 

C．碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以二氧化碳的形式进行 

D.如果图中的字母表示碳元素传递的数量，植物正常生长，则夏季a、b、c、e之间的关系可表示为a＝b＋c＋e

解析 碳在生物群落和无机环境之间主要是以CO2的形式进行循环利用的，而碳在生物群落内部则是以有机物的形式进行流动的，故A、C正确；大气中的CO2进入植物体是通过光合作用来实现的，而消费者和分解者则是通过呼吸作用把CO2释放到大气中，故B正确；夏季植物正常生长，则a>b＋c＋e，因为植物体有一部分能量未被利用，故D错误。

19.西花蓟马是一种外来入侵害虫，主要寄生在各种植物的花内，寄主范围广泛，同时极易对杀虫剂产生抗药性．西花蓟马在不同寄主上的种群动态如图所示，下列相关叙述正确的是（　　）

A.可采用标志重捕法调查西花蓟马的种群密度

B.西花蓟马在入侵地的种群数量呈现J型增长

C.西花蓟马种群数量变化与寄主生长周期特点有关

D.杀虫剂难以改变西花蓟马抗药性基因的频率

20.如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，以下相关叙述中正确的是

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2D.丁的含量增加将导致臭氧层被破坏

21.下图表示生态系统结构模式图，①②③④代表生理过程。

下列有关说法正确的是

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

D．图中C、Ｄ都属于消费者，其中D属于第二营养级即次级消费者

22. 如图为草原生态系统的能量流动图解模型，A、B、C分别表示流入各营养级生物的能量，D、E、F分别表示各营养级生物用于生长、发育、繁殖的能量，G、H、I分别表示草、兔子、狼呼吸作用消耗的能量，J、K、L分别表示流入分解者的能量。

下列说法中，正确的是（　　）

A.图中A＝D、B＝E、C＝FB.K中能量包括兔子尸体及狼粪便中的能量

C.食物链中能量最少的是分解者所处的营养级D.第一营养级至第二营养级的能量传递效率是E/D

23.如图是北方某草原生态系统模式图（数字代表某一时期统计的能量数值，单位是J/cm2）。

下列有关该生态系统的分析，不正确的是（　　）

A.碳元素在甲、乙、丙及分解者之间以有机物的形式传递

B.甲到乙的能量传递效率高于乙到丙

C.各营养级的生物输出能量之和约为输入该营养级能量的10%～20%

D.各营养级之间存在的信息传递使生态系统稳定

24.如图是某森林生态系统物质和能量流向示意图，h、i、j、k表示不同用途的有机物（j是未利用部分），方框大小表示使用量，下列叙述正确的是（　　）

A．进入该生态系统的CO2量与各h产生的CO2总量相等

B．生产者中i的量大于被初级消费者同化的有机物的量

C．流向分解者的k可被生产者直接吸收利用

D．流经该生态系统的物质和能量可循环利用

解析：

A项中，进入该生态系统的CO2量通过光合作用合成有机物，由于每个营养级都有未利用的，所以进入该生态系统的CO2量应大于各h产生的CO2量；C项中，k不能被生产者直接吸收利用；D项中，能量是单向流动的，不循环。

25.下图是生态系统的能量流动图解,N1～N6表示能量数值,下列有关叙述中错误的是（  ）

A.流经该生态系统的总能量为N2,由初级消费者流向蜣螂的能量为N6 

B.能量由第一营养级传递给第二营养级的传递效率为N5/N2×100% 

C.N5将有两个去向,其中之一是用于初级消费者的生长、发育和繁殖 

D.能量在各营养级的流动离不开生态系统的物质循环和信息传递

26.下图表示能量流经某生态系统第二营养级示意图（单位J/cm2·a），据图分析，有关说法正确的是 

A.该生态系统第一营养级同化的能量至少为400 

B.第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量是100 

C.能量由第二营养级到第三营养级的传递效率是20％ 

D.该生态系统第三营养级同化的能量是15

27.1942年，生态学家林德曼对一个天然湖泊──赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析，得出了图1所示的数据［能量单位是

（焦／每平方厘米·年）］，据图分析下列说法不正确的是（　　）

A．流经生态系统的总能量是464．4J/cm2﹒a

B．图中“未