1、高考常考,重点强化,思维建模,跨越障碍,全取高考拉分题 热点1 能量流动分流模型解读 1.能量流经不同营养级示意图 第一步构建能量流动模型,理清思路,明确去路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,N1N6表示能量数值。请回答下列有关问题。第二步透析典例,思维
2、建模,规范解题流程,把握解题技巧(1)流经该生态系统的总能量为_(用N1N6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N1N6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/N2100%(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)流经各营养级的总能
3、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”。1.(2017 辽宁沈阳联考)下图表示能量流经某生态系统第二营养级示意图单位J/(cm2a),据图分析,有关说法正确的是()第三步对点强化,熟能生巧、力求思维变通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 解析 题图为能量流经某生态系统第二营养级的示意图,其中A表示该营养级摄入的能量,B表示该营养级同化的能量,C表示该营养级用于生长、发育和繁殖的能
4、量,D表示呼吸作用中以热能的形式散失的能量,E表示分解者利用的能量,B错误;题图仅表示能量流经第二营养级的过程,并不能得出第三营养级的同化量,因此无法计算由第二营养级到第三营养级的能量传递效率,C错误;由题图可知次级消费者摄入的能量为15,而并非第三营养级同化的能量,D错误。答案 A 2.(2017四川成都外国语学校期末)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、发育和繁殖的能量,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AD,BE,CF B
5、.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.第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是F/D 解析 由图可知,AGD;BEH;CFI,A错误;狼的粪便中的能量未被狼吸收,即不属于C中的能量,故兔流入分解者的能量包括兔子尸体及狼粪便中的能量,B正确;分解者不属于食物链中的营养级,C错误;第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是B/A,D错误。答案 B 热点2 能量流动的相关计算 1.食物链中能量的“最值”计算 第一步把握方法精髓,找准解题切入点设食物链ABCD,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
6、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 最多需要A的量Y 由A“顺推”D(A净增重N)用“乘法”D最多增重的量Y D至少增重的量Y M(15)3YM(110)3YN(1/5)3YN(1/10)3Y(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Ma%b%c%。2.在食物网中分析 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)知低营养级求高营养级获得能量最多选最短食物链按20%计算获得能量最少选最长食物链按10%计算(
7、2)知高营养级求低营养级需最少能量选最短食物链按20%计算需最多能量选最长食物链按10%计算3.利用“拼图法”巧解能量流动(1)输入第一营养级的能量(W1)即生产者的同化量被分为两部分:一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失(A1),一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖。而后一部分能量中包括现存的植物体B1、流向分解者的C1、流向下一营养级的D1。(2)第一营养级向第二营养级的能量传递效率(D1/W1)100%,第二营养级向第三营养级的能量传递效率(D2/D1)100%。在具体计算时务必先澄清分流比例,求解中应“顺推(用乘法)”还是“逆推(用除法)”,以为例。若已知“植物同化量”(A),并
8、告知其“传向动物与直接传向人比例由 11 调整为 12”,求解人最多增重变化(M),计算时宜“顺推(用乘法)”调整前:A1215A12(15)2M1调整后:A2315A13(15)2M2若已知“人同化量(M)”并告知人的食物来源“素食、肉食由 11 调整为 21”,求解最少需要植物量(A),计算时应“逆推(用除法)”调整前:M1215M12(15)2A1调整后:M2315M13(15)2A2【典例】(1)若人类获取植物性食物与动物性食物的比例是11,将此食物结构改为41,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11调整为14,能量流动
9、效率按10%计算,则调整后供养的人口是前者的_倍。第二步研析典例,突破方法,举一反三审题指导 解析(1)若人类获取植物性食物与动物性食物的比例是11,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14,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:M1210%M12(10%)2M20 M20011M200,调整后人所得能量为 M4510%M15(10%)22M25 M50041M500,则调整后调整前为41M500/11M200 1.49
10、,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湖南演练)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,得出了如图所示的数据。据图分析,错误的是()第三步对点强化,思维建模,成就高考Cedar Box湖能量流动的定量分析(Lindeman,1942)GP为总初级生产量;H为草食动物;C为肉食动物;R为呼吸/J(cm2a)1 A.流经生态系统的总能量是指生产者固定的太阳能,流经该生态系统的总能量是464.6 J(cm2a)1 B.能量从第一营养级到第二营养级的传递效率约为13.52%,能量从第二营养级到第三营养级的传递效率约为20.
11、06%C.图中未利用的能量是指未被自身呼吸作用消耗,也未被下一营养级和分解者利用的能量 D.流入该生态系统的总能量与流出该生态系统的总能量相等 解析 流经生态系统的总能量是指生产者固定的太阳能,为464.6 J/(cm2a),A正确;能量在第一、二营养级间的传递效率62.8464.6100%13.52%,第二营养级到第三营养级传递效率12.662.8100%20.06%,B正确;“未利用”就是指同化量中除去自身呼吸消耗、分解者和下一个营养级生物利用之外剩余的能量,C正确;该生态系统有部分能量未被利用,储存在该生态系统内,故流入该生态系统的总能量大于流出该生态系统的总能量,D错误。答案 D 2.
12、(2018湖北黄冈一模)若某草原生态系统只存在下面的食物关系,尝试完成问题。(1)假如猫头鹰的食物有25来自兔,25来自鼠,15来自蛇,那么,猫头鹰若要增加 20 g体重,最少需要消耗的植物为_。(2)假如植物有25被兔所食,有35被鼠所食;鼠有23直接被猫头鹰捕食,有13被蛇捕食后流入猫头鹰体内。那么,猫头鹰若要增加 20 g 体重,最少需要消耗的植物为_。(精确到个位数)解析(1)在生态系统中,能量传递效率为20%时,能量在流动过程中损失最小,可消耗最少的植物,为最高营养级提供最多的能量。因此,若计算使猫头鹰增加20 g体重至少消耗的植物质量,则能量按20%传递。设猫头鹰从不同食物链消耗的
13、植物分别为a、b、c,可写出:列 方 程 式 得:a20%20%202/5,b20%20%202/5,c20%20%20%201/5。解得:a200(g)、b200(g)、c500(g),abc900(g)。(2)设猫头鹰从三条食物链中获得的能量依次为e、f、g,植物固定的总能量为h。根据题意,可绘图如下:列 方 程 式 得:2h/520%20%e,(3/5)(2/3)h20%20%f,(3/5)(1/3)h20%20%20%g,efg20 g。解得:h595(g)。答案(1)900 g(2)595 g 3.某地区年降雨量丰富,一弃耕农田的食物链之一是“甲乙丙”,生态学家对该生态系统的发展以及
14、该食物链的能量流动进行了研究,结果如下表,单位为103J(hm2a)1,回答下列问题:甲 乙 丙 固定的能量 摄入量 同化量 呼吸量 摄入量 同化量 呼吸量 24 500 105 75 71.5 8.44 6 4.38(1)从生态系统的成分看,食物链中甲是_,流经该生态系统的能量是_103 J(hm2a)1。(2)在食物链“甲乙丙”中,能量从乙到丙的传递效率是_,从乙流向分解者的能量包括乙的遗体、分泌物中的能量和_粪便中的能量。(3)有人发现表中乙或丙的同化量与呼吸量之和不等于摄入量,请你分析该现象出现的原因:_。(4)调查发现在该弃耕农田演替过程中物种丰富度逐渐_,抵抗外界干扰的能力_。解析
15、(1)食物链的起点是生产者,因此甲是生产者,流经该生态系统的能量是生产者所固定的太阳能,由表中数据分析可知生产者固定的太阳能应是24 500103J(hm2a)1。(2)能量传递效率是相邻营养级同化量之比,由数据分析可知能量从乙到丙的传递效率应是6/75100%8%,某营养级粪便中的能量是上一营养级同化的能量,所以乙流向分解者的能量还包括丙粪便中的能量。(3)摄入量等于同化量加上粪便中能量,而呼吸量是同化量的一部分。(4)在弃耕农田演替过程中物种丰富度逐渐增加,生态系统抵抗力稳定性增强。答案(1)生产者 24 500(2)8%丙(3)摄入量等于同化量加上粪便中能量,而呼吸量是同化量中的一部分(4)增加 增强