2024屆高考生物二輪專題復習與測試專題七生物與環(huán)境高考命題熱點八營養(yǎng)結構和能量傳遞相關計算

[高考命題熱點八]營養(yǎng)結構和能量傳遞相關計算1．食物鏈(網(wǎng))的構建(1)依據(jù)捕食關系曲線構建食物鏈(網(wǎng))根據(jù)先上升先下降者為被捕食者，后上升后下降者為捕食者，可以確定圖中食物鏈為乙→丙→甲。(2)依據(jù)所同化能量的多少構建食物鏈(網(wǎng))生態(tài)系統(tǒng)中能量流動逐級遞減，且相鄰營養(yǎng)級之間的傳遞效率為10%～20%。能量值大者為被捕食者，小者為捕食者。若相鄰兩者能量值相差不大，不足以構成10%～20%的比例，則二者應為同一營養(yǎng)級。營養(yǎng)級ABCD能量/kJ15.9870.70.9141.0可以確定圖1食物鏈為丙→甲→乙→?。粓D2食物網(wǎng)為；上表中的食物鏈為B→D→A→C。(3)依據(jù)生物體內(nèi)殘留農(nóng)藥的濃度構建食物鏈(網(wǎng))生物體ABCDE有機汞濃度/(×10－6mol/L)0.05770.51680.39生態(tài)系統(tǒng)中存在生物富集現(xiàn)象，即營養(yǎng)級越高，體內(nèi)相關農(nóng)藥的濃度越高，二者在數(shù)值上呈正相關?？梢源_定下表中的食物網(wǎng)為。2．能量傳遞的相關“最值”計算(1)如食物鏈A→B→C→D①已知D營養(yǎng)級的能量為M，則至少需要A營養(yǎng)級的能量為M÷(20%)3，最多需要A營養(yǎng)級的能量為M÷(10%)3。②已知A營養(yǎng)級的能量為N，則D營養(yǎng)級獲得的能量最多為N×(20%)3，D營養(yǎng)級獲得的能量最少為N×(10%)3。(2)在某食物網(wǎng)中，確定生物量變化的“最多”或“最少”時，應遵循以下原則eq\a\vs4\al(①知低營養(yǎng)級,求高營養(yǎng)級)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(獲能量最多\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(選最短食物鏈,按×20%計算)),獲能量最少\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(選最長食物鏈,按×10%計算))))eq\a\vs4\al(②知高營養(yǎng)級,求低營養(yǎng)級)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(需能量最多\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(選最長食物鏈,按÷10%計算)),需能量最少\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(選最短食物鏈,按÷20%計算))))(2023·山東卷)某淺水泉微型生態(tài)系統(tǒng)中能量情況如表所示，該生態(tài)系統(tǒng)中的初級消費者以生產(chǎn)者和來自陸地的植物殘體為食。下列說法正確的是()生產(chǎn)者固定來自陸地的植物殘體初級消費者攝入初級消費者同化初級消費者呼吸消耗能量/[105J/(m2·a)]90428413.53A．流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為90×105J/(m2·a)B．該生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者有15%的能量流入下一營養(yǎng)級C．初級消費者用于生長、發(fā)育和繁殖的能量為10.5×105J/(m2·a)D．初級消費者糞便中的能量為70.5×105J/(m2·a)，該能量由初級消費者流向分解者解析：該生態(tài)系統(tǒng)中的初級消費者以生產(chǎn)者和來自陸地的植物殘體為食，因此可知，流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為生產(chǎn)者固定的太陽能和來自陸地的植物殘體中的能量，即90＋42＝132×105J/(m2·a)，A項錯誤；表格中沒有顯示生產(chǎn)者流入到初級消費者的能量，因此無法計算有多少能量流入下一營養(yǎng)級，B項錯誤；初級消費者同化量為13.5×105J/(m2·a)，初級消費者呼吸消耗能量為3×105J/(m2·a)，因此初級消費者用于生長、發(fā)育和繁殖的能量＝同化量－呼吸消耗能量＝10.5×105J/(m2·a)，C項正確；初級消費者攝入量包括糞便量和次級消費者同化量，同化量又包括呼吸作用以熱能形式散失的量和用于生長、發(fā)育和繁殖的量，生長、發(fā)育和繁殖的量又分為流向下一營養(yǎng)級的量和被分解者利用的量，因此初級消費者糞便中的能量不會由初級消費者流向分解者，D項錯誤。答案：C1．(2023·廣東廣州第二中學校聯(lián)考模擬預測)某農(nóng)場中甲、乙、丙三種生物歸屬于三個營養(yǎng)級，三者的數(shù)量變化曲線(不都是消費者)如圖1所示；該農(nóng)場中的能量流動簡圖如圖2所示，其中a2和b3分別為第二、第三營養(yǎng)級從上一營養(yǎng)級同化的能量，d1和d2為攝入飼料的能量。下列相關敘述正確的是()A．甲、乙、丙構成了農(nóng)場的生物群落B．圖1中丙、乙可能分別屬于第二、第三營養(yǎng)級，且乙和丙的種間關系為捕食C．圖2中第二、第三營養(yǎng)級糞便中的能量分別屬于b2、c2D．該農(nóng)場中第二和第三營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率大于b3/(a2＋d1)×100%解析：甲、乙、丙三種生物歸屬于三個營養(yǎng)級，且不都是消費者，且只是三種生物，而群落包括所有生物，因此，甲、乙、丙不能構成了農(nóng)場的生物群落，A項錯誤；據(jù)圖可知，甲的數(shù)量最多，且相對穩(wěn)定，為生產(chǎn)者，根據(jù)乙丙之間先升先降的為被捕食者，可知乙為被捕食者，所以食物鏈為甲→乙→丙，乙為第二營養(yǎng)級，丙為第三營養(yǎng)級，即乙和丙的種間關系為捕食，B項錯誤；某營養(yǎng)級糞便中的能量是其沒有同化的能量，屬于上一營養(yǎng)級同化的能量中流向分解者的一部分，所以，圖2中第二、第三營養(yǎng)級糞便中的能量分別屬于a2、b2，C項錯誤；能量流動指的是相鄰的高營養(yǎng)級與低營養(yǎng)級之間同化量的比值，則該農(nóng)場中第二和第三營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率為b3÷(a2＋d1)×100%，D項正確。答案：D2．(2023·廣東汕頭金山三模)海水立體養(yǎng)殖中，表層養(yǎng)殖海帶等大型藻類，海帶下面掛籠養(yǎng)殖濾食小型浮游植物的牡蠣，底層養(yǎng)殖以底棲微藻、生物遺體殘骸等為食的海參。某海水立體養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)的能量流動示意圖如下圖，M、N表示營養(yǎng)級[單位為kJ/(m2·a)]。下列說法正確的是()A．立體養(yǎng)殖考慮養(yǎng)殖生物的環(huán)境容納量等因素，運用的是生態(tài)工程的自生原理B．營養(yǎng)級N用于生長、發(fā)育和繁殖的能量約為169kJ/(m2·a)C．由M到N的能量傳遞效率為11.8%D．大量養(yǎng)殖海帶有利于牡蠣和海參的增產(chǎn)解析：進行生態(tài)工程建設時，考慮生物與環(huán)境、生物與生物的協(xié)同與適應的關系，體現(xiàn)了生態(tài)工程的協(xié)調(diào)原理，A項錯誤；N生長、發(fā)育和繁殖的能量等于其同化量減呼吸量，即386－217＝169kJ/(m2·a)，B項正確；M的同化量包括從生產(chǎn)者獲得的3281kJ/(m2·a)以及從遺體殘骸獲得的2826kJ/(m2·a)，共有6107kJ/(m2·a)，N同化的能量為386kJ/(m2·a)，因此由M到N的能量傳遞效率約為6.03%，C項錯誤；牡蠣以浮游植物為食，由于海帶的競爭，浮游植物數(shù)量下降，牡蠣的食物減少，產(chǎn)量將降低，D項錯誤。答案：B3．(2023·廣東高三聯(lián)考)科學家在研究銀泉生態(tài)系統(tǒng)時，調(diào)查了該生態(tài)系統(tǒng)不同營養(yǎng)級的能量流動情況，統(tǒng)計了各類生物的同化能量值(kJ·m－2·a－1)，結果如圖所示。下列分析正確的是()A．生產(chǎn)者流入分解者的能量值為22859kJ·m－2·a－1B．呼吸作用消耗能量的比例隨營養(yǎng)級的升高而降低C．相鄰營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率范圍是10%～17%D．第四營養(yǎng)級約38.6%的能量用于自身生長、發(fā)育和繁殖解析：生產(chǎn)者固定的能量為87127kJ·m－2·a－1，同化的能量除了呼吸消耗的，還會流入下一營養(yǎng)級、分解者和未被利用，87127－50158－14110＝22859，生產(chǎn)者流入分解者的能量值小于22859kJ·m－2·a－1，A項錯誤；每個營養(yǎng)級中呼吸作用所消耗能量的比例＝呼吸能量值÷同化能量值×100%，分別約為57.6%、56.1%、83.2%，61.4%，B項錯誤；相鄰營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率＝后一營養(yǎng)級的同化能量值÷前一營養(yǎng)級的同化能量值×100%，分別約為16.2%、11.3%、5.5%，C項錯誤；同化的能量除了呼吸消耗的，剩余的用于自身生長、發(fā)育和繁殖，第四營養(yǎng)級同化的能量用于自身生長、發(fā)育和繁殖的比例＝[(88－54)÷88]×100%＝38.6%，D項正確。答案：D4．(2023·山東泰安統(tǒng)考模擬預測)如圖為某廢棄草場部分能量流動關系圖，每一營養(yǎng)級所積累有機物中的能量記為NPP，即凈生產(chǎn)量；腐殖質(zhì)中的能量記為DOM；呼吸散失的能量記為R。圖中GS是指植食者系統(tǒng)所同化的能量。方框和箭頭的相對大小與其蘊含及流動的能量多少相對應，圖中數(shù)字為能量數(shù)值(單位∶J/(cm2·a))。下列說法錯誤的是()A．草場生態(tài)系統(tǒng)的結構包括組成成分和營養(yǎng)結構B．從能量流動的角度分析，圖中NPP是指用于生長發(fā)育繁殖的能量C．植食者系統(tǒng)的NPP可表示為GS－R1D．已知圖中營養(yǎng)級間能量傳遞效率為15%，生產(chǎn)者未利用的能量占其同化量的2.5%，則生產(chǎn)者呼吸消耗的能量為400J/(cm2·a)解析：生態(tài)系統(tǒng)的結構包括其組成成分及營養(yǎng)結構，組成成分包括生產(chǎn)者、消費者、分解者和非生物的物質(zhì)和能量，營養(yǎng)結構是指食物鏈和食物網(wǎng)，A項正確；從能量流動的角度分析，每一營養(yǎng)級所積累有機物中的能量NPP為該營養(yǎng)級同化量減去呼吸散失的能量，即用于生長、發(fā)育和繁殖所需的能量，B項正確；植食者系統(tǒng)的NPP＝指植食者系統(tǒng)所同化的能量－呼吸作用散失的能量＝GS－R1，C項正確；植食者系統(tǒng)所同化的能量為180J/(cm2·a)，生產(chǎn)者同化量為180÷0.15＝1200J/(cm2·a)。生產(chǎn)者呼吸消耗的能量＝同化量－未利用－流向分解者－流向下一營養(yǎng)級＝1200－1200×0.15－540－180＝300J/(cm2·a)，D項錯誤。答案：D5．(2023·山東濰坊高三統(tǒng)考)下圖為某湖泊生態(tài)系統(tǒng)能量流動的部分示意圖，其中浮游植物P和碎屑D構成了第一營養(yǎng)級，各營養(yǎng)級的能量包括了單位時間內(nèi)被捕食、自身呼吸、進入碎屑以及輸出到系統(tǒng)外能量的總和(單位：t·km－2·y－1)。下列相關說法正確的是()A．流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為1076.9t·km－2·y－1B．第二營養(yǎng)級和第三營養(yǎng)級間的能量傳遞效率為6.86%C．第四營養(yǎng)級用于自身生長、發(fā)育和繁殖的能量是1.13t·km－2·y－1D．該生態(tài)系統(tǒng)中的能量是沿著P→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ這一條食物鏈流動的解析：流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為第I營養(yǎng)級所固定能量，但P呼吸的消耗的能量未知，不能計算流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量，A項錯誤；能量的傳遞效率＝流向下一營養(yǎng)級能量/上一營養(yǎng)級固定的能量×100%，第二營養(yǎng)級和第三營養(yǎng)級間的能量傳遞效率為31.10/(191.7＋261.7)×100%＝6.86%，B項正確；第四營養(yǎng)級用于自身生長發(fā)育繁殖的能量是流入下一營養(yǎng)級的量＋流入碎屑的量＝0.16＋0.55＝0.71t·km－2·y－1，C項錯誤；該生態(tài)系統(tǒng)中的能量是沿著P，D→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ這一條食物鏈流動的，D項錯誤。答案：B6．(2023·湖北統(tǒng)考模擬預測)如圖是某人工湖生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的部分圖解，其中字母a～f表示同化量。下列敘述錯誤的是()A．甲種魚和乙種魚之間的能量傳遞效率為[d/(b＋c)]×100%B．浮游動物和魚類作為消費者，在生態(tài)系統(tǒng)中可加快物質(zhì)循環(huán)C．向該人工湖中投放的飼料，是為了從該生態(tài)系統(tǒng)中獲得更多的產(chǎn)品D．該生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)和能量都不是自給自足的解析：甲種魚和乙種魚之間的能量傳遞效率為d/(b＋c＋e)×100%，A項錯誤；浮游動物和魚類以其他生物為食，是消費者，在生態(tài)系統(tǒng)中能加快能量流動和物質(zhì)循環(huán)，B項正確；向該人工湖中投放飼料，促進魚類生長，是為了從該生態(tài)系統(tǒng)中獲得更多的人類所需要的產(chǎn)品，C項正確；該生態(tài)系統(tǒng)為人工湖，其中的物質(zhì)和能量都不是自給自足的，D項正確。答案：A7．(2023·湖南長沙長郡中學?？寄M預測)“小養(yǎng)殖、小種植、小加工、小工匠”四小農(nóng)場是推進鄉(xiāng)村振興過程中的重要力量，如圖所示為一個小型人工生態(tài)農(nóng)場的模式圖以及該小型人工生態(tài)農(nóng)場中農(nóng)作物和雞的部分能量值(單位：104kJ)，請根據(jù)圖和表格分析，下列說法正確的是()項目凈同化量(同化量－呼吸消耗量)呼吸消耗量流向分解者未利用農(nóng)作物110702158雞81023A．該小型生態(tài)系統(tǒng)的結構包括生物成分及它們之間形成的營養(yǎng)結構B．該小型生態(tài)系統(tǒng)通過食物網(wǎng)流向人的能量值為1.7×105kJC．該生態(tài)系統(tǒng)中第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率約為17.2%D．與常規(guī)農(nóng)業(yè)種植模式相比，人工生態(tài)農(nóng)場實現(xiàn)能量的多級利用，提高了能量傳遞效率解析：生態(tài)系統(tǒng)的結構包括組成成分和營養(yǎng)結構