高考重点冲关练 18 食物网中能量传递的分析

高考重点冲关练 18 食物网中能量传递的分析
【常考角度】
1.已知能量传递效率，计算某一营养级获得的能量。

(对应训练T1、T3、T4、T5)
2.计算某一营养级获得的最多或最少的能量。

(对应训练T2)
3.依据材料推算两个营养级间的能量传递效率。

(对应训练T4)
1.在下图所示的食物网中，已知各营养级之间的能量传递效率为10%，若一种生物摄食两种上一营养级的生物时，两种被摄食的生物量相同，则丁每增加10 kg生物量，需消耗生产者的生物量为( )
A.3 250kg
B.1 750kg
C.4 750kg
D.7 750kg
【解题指导】解答本题的关键：对“两种被摄食的生物量相同”的理解，即食物来源分配比为1∶1。

【解析】选A。

据题意可知，与丁食物来源相关的食物链有3条：戊→庚→丁，戊→甲→丁，戊→己→甲→丁。

丁以甲和庚为食，则按能量传递效率10%计算：各需甲、庚10 kg÷10%÷2=50 kg。

甲要增长50 kg，需摄食己和戊共50 kg ÷10%=500 kg，则己、戊各250 kg，己要增长250 kg，则需摄食戊250 kg÷10%=
2 500 kg。

庚要增长50 kg，则需摄食戊50 kg÷10%=500 kg。

故共需消耗戊：250+2 500 +500=
3 250 kg。

2.(2015·苏州二模)下表是某农田生态系统中田鼠种群摄食植物后能量流动的情况。

下列有关叙述错误的是( )
A.田鼠同化的能量中约有35%用于其生长、发育和繁殖
B.田鼠粪便中的能量属于其上一营养级同化能量的一部分
C.以田鼠为食的天敌最多可获得的能量为1.4×109J·m-2·a-1
D.田鼠的上一营养级同化的能量至少为7.0×1010J·m-2·a-1【解析】选D。

田鼠的同化量=摄食量-粪便量=7.0×109J·m-2·a-1，其中用于生长、发育和繁殖的能量=同化量-呼吸作用散失量，经计算可知，呼吸作用散失量占同化量的比例为65%，则用于生长、发育和繁殖的能量占同化量的比例为35%，A项正确；田鼠粪便中的能量是田鼠没有同化的能量，属于上一营养级的同化量，B项正确；下一营养级最多可获得本营养级同化量的20%(最高传递效率)，即7.0×109×20%=1.4×109J·m-2·a-1，C项正确；本营养级以20%(最高的传递效率)获得上一营养级同化的能量时，上一营养级的同化量最少，即7.0×109÷20%=3.5×1010J·m-2·a-1，D项错误。

【规律技法】能量传递中极值的计算方法
(1)顺算法：已知低营养级生物同化的能量，计算高营养级生物获得的能量。

公式：m×(10%)n(最少)～m×(20%)n(最多)，其中m为低营养级生物同化能量值，n为能量传递的次数(可通过计算食物链中的箭头数得出)。

(2)逆算法：已知高营养级生物同化的能量，计算低营养级生物需同化的能量。

公式：m÷(20%)n(最少)～m÷(10%)n(最
多)，m为高营养级生物同化能量值，n含义同上。

3.(2015·武汉二模)某科研小组对一个乌鱼塘进行了长期研究。

表1是该池塘中5种生物之间的捕食关系(其中乌鱼捕食泥鳅，其余类推)，表2是整个生长季节里，该池塘生态系统中相关能量的数值(单位：kJ)。

请回答：
表1
表2
(1)据表1写出该生态系统的食物网。

(2)据表1分析，水蚤和泥鳅的种间关系是。

(3)表2中的能量不能100%地流入下一营养级，原因是。

整个生长季节，乌鱼能从鱼塘获取的能量是kJ。

(4)乌鱼可作药用材料，体现了生物多样性的。

【解析】(1)根据表1各生物之间的捕食关系，可以画出食物网。

(2)根据表1中泥鳅捕食水蚤，且二者共同以小球藻为食，确定二者存在着捕食和竞争的关系。

(3)某营养级同化的能量除了流入下一营养级之外，还有一大部分会因呼吸作用消耗而散失，另有一部分流入分解者体内，而且总有暂时未被利用的一部分能量，后3个去向的存在使得流入下一营养级的能量只有10%～20%。

输入该乌鱼塘的总能量即小球藻固定的太阳能总量，为1010×1%=108kJ，按照10%的能量传递效率，流入下一营养级的能量为107kJ，故流入泥鳅体内的能量为107-106-106=8×106kJ，则沿食物链“小球藻→泥鳅→乌鱼”流入乌鱼的能量为
8×106×10%=8×105kJ；沿食物链“小球藻→水蚤→泥鳅→乌鱼”流入乌鱼的能量为106×10%×10%=0.1×105kJ，则乌鱼共获得能量8.1×105kJ。

(4)生物的药用价值体现的是生物多样性的直接价值。

答案：(1)
(2)捕食和竞争
(3)大部分能量通过呼吸作用散失、被分解者利用、暂时未被利用等8.1×105
(4)直接价值
4.(2015·青岛二模)图甲是某草原生态系统部分能量流动示意图，a、b、c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呼吸消耗的能量。

图乙是在调查鼠的种群数量时，计算当年种群数量与一年前种群数量的比值(λ)得到的曲线。

请据此回答下列问题：
(1)在鹰与鼠的捕食与被捕食过程中，反应敏捷的鼠和视力好的鹰均能很好地生存。

从生物进化的角度分析，这是二者的结果；从生态学的角度分析，信息传递能够，以维持生态系统的稳定。

(2)若一段时间内草所固定的太阳能总量为5×106kJ，那么鹰所获得的能量为kJ(能量传递效率用图中字母表示)。

(3)若将该草原开垦成农田，则其群落的演替方式是，该生态系统的抵抗力稳定性(填“升高”“降低”或“不变”)。

(4)由图乙可看出，前4年鼠的种群数量(填“增大”“减小”或“基本不变”)，第9年调查鼠的年龄组成，最可能表现为型，第年鼠的种群密度最低。

(5)第16～20年鼠的种群数量将呈型曲线增长，从物种之间的关系解释，可能的原因有。

【解析】(1)鹰和鼠通过捕食与被捕食的关系，进行着相互选择，共同进化，同时还传递着信息，调节着二者的关系。

(2)据题意可知，a、b、c分别是三个营养级的同化量，所以相邻营养级的传递效率分别是b/a、c/b。

当生产者固定的太阳能总量为5×106kJ时，按照此传递效率，最高营养级的鹰获得的能量为5×106×b/a×c/b=5c/a×106kJ。

(3)因为保留有土壤及种子等繁殖体，在此基础上进行的演替属于次生演替。

农田跟草原相比较，组成成分少，营养结构简单，自我调节能力弱，故抵抗力稳定性低。

(4)λ指的是当年种群数量与一年前种群数量的比值，前4年，λ=1，表示种群数量保持不变；4～10年，λ<1，表示种群数量逐年下降，即种群年龄组成为衰退型，第10年种群数量降到最低；第10年之后，λ>1，表示种群数量逐年增长。

(5)第16～20年时，λ维持恒定且大于1，符合数学模型N t=N0×λt，种群此时会呈“J”型增长。

原因是食物(资源)充足，天敌、竞争者减少等理想条件。

答案：(1)相互选择(或者共同进化) 调节种间关系
(2)5c/a×106
(3)次生演替降低
(4)基本不变衰退10
(5)J 食物充足；天敌(鹰)减少；竞争者减少等(写出任意两项即可)
5.《循环经济发展战略及近期行动计划》明确指出要构建循环型农业体系，提出到2015年实现秸秆综合利用率提高到80%，推进畜禽养殖清洁生产等目标。

下图是某地区为实现该目标构建的农业生产体系模式图，请据图回答：
(1)构建循环型农业体系有效解决了
两种主要废弃物的再生利用问题，实现了物质循环利用，提高了，减少了环境污染。

(2)图中所示生物中属于分解者的是；若牛同化的能量是akJ，其中约有kJ流入蚯蚓体内。

(3)若农田中一种动物数量增加会导致另一种动物数量减少，则它们之间的关系是。

现要调查农田土壤中小动物类群的丰富度，最好采用法。

(4)农田生态系统弃耕一段时间后，会长出多种杂草和小灌木，其稳定性会，原因是。

【解析】(1)构建循环型农业体系有效解决了秸秆和粪便两种主要废弃物的再生利用问题，实现了物质循环利用，提高了能量利用率，减少了环境污染。

(2)图中所示生物中属于分解者的是蘑菇和蚯蚓；若牛同化的能量是akJ，其中最多有0 kJ流入蚯蚓体内，因为蚯蚓利用的牛粪便中的能量属于生产者同化的能量。

(3)若农田中一种动物数量增加会导致另一种动物数量减少，则它们之间的关系是竞争或捕食。

现要调查农田土壤中小动物类群的丰富度，最好采用取样器取样法。

(4)农田生态系统弃耕一段时间后，会长出多种杂草和小灌木，由于生物种类增多，营养结构复杂，其稳定性提高。

答案：(1)秸秆和粪便能量利用率(2)蘑菇和蚯蚓0
(3)竞争或捕食取样器取样(4)提高生物种类增多，营养结构复杂。