2021届高考生物热点：生态类

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能量流动图解类问题分析

能量流动图解类题目主要是通过能量流动图解考查能量的来源、去向和能量传递效率等知识，以及结合生态工程考查能量流动在生产中的应用。

典例1 图甲是某生态农业的结构模式图，图乙表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图，其中a～g表示能量值。据图回答下列问题：

(1)图甲中的_农作物(生产者)__是生态系统的基石，从生态学角度分析，人们建立图示的农业生态系统的最大优点是_实现物质和能量的多级利用，减少环境污染，提高农产品的产量__。

(2)一般情况下，农田生态系统的_抵抗力__稳定性较低，若此生态系统遭到酸雨危害，首先受到影响的是_农作物__，从而影响生态系统的稳定性。

(3)图甲中的食物链有_3__条。如果人的食物有1/2来自农作物，1/4来自家禽，1/4来自猪肉，假如能量传递效率为10%，那么人每增加1 kg体重，约消耗农作物_55__kg。

(4)沼气池中的微生物在生态系统中的成分属于_分解者__。

(5)若图乙中A表示某食物网中第二营养级所摄入的全部能量，则图乙中B表示_第二营养级(初级消费者)的同化量__；C表示_用于生长、发育和繁殖的能量__；F表示_下一营养级摄入的能量__。图乙中的a＝_b＋c或c＋d＋e或c＋d＋g＋f__(填能量值的符号)。

[解析](1)生产者通过光合作用将太阳能固定在有机物中，从而可以被生物所利用，因此，生产者(图甲中的农作

物)是生态系统的基石；建立农业生态系统的最大优点是实现物质和能量的多级利用，减少环境污染，提高农产品的产量。(2)生态系统的生物种类越多，营养结构越复杂则抵抗力稳定性越高，恢复力稳定性越低，农田生态系统的生物种类单一、营养结构简单，所以抵抗力稳定性低；若此生态系统遭到酸雨危害，首先受到影响的是农作物。(3)图甲中有3条食物链：农作物→人、农作物→家禽→人、农作物→猪→人；若能量传递效率为10%，则

人每增加 1 kg体重消耗农作物的质量为1×1/2÷10%＋1×1/4÷10%÷10%＋1 ×1/4÷10%÷10%＝55(kg)。(4)沼气池中的微生物在生态系统中属于分解者，其主要作用是分解有机物，产生沼气。(5)图乙中A表示某食物网中第二营养级所摄入的全部能量，则B表示该营养级(初级消费者)同化的能量，C表示初级消费者用于自身生长、发育和繁殖的能量，D表示呼吸作用散失的能量，E表示分解者利用的能量，F表示下一营养级摄入的能量。该营养级的摄入量(a)＝该营养级的同化量(b)＋粪便量(c)；其中b＝d＋e，e＝g＋f，所以，a ＝b＋c＝c＋d＋e＝c＋d＋g＋f。

一、学题型技法

正确分析常见的能量流动模型

1．输入某一级消费者的能量是同化量还是摄入量的判断

(1)方法：看该消费者是否有“→”指向粪便。

(2)实例：图甲中箭头①指的是摄入量；若没有箭头③，则①代表的是同化量。

2．某一营养级指向的能量去向

图甲中能量①(摄入量)＝②＋③＋④＋⑤＋兔子中现存能量；图乙中能量W1为该营养级的同化量，等于A1＋B1＋C1＋D1(其中B1为现存量)。

3．某营养级同化能量的两种分析方法

二、学答题策略

1．先稳解基础小题——保住分

第(1)(2)(4)三小题，分别考查生态系统的组成成分和生态系统的稳定性等基础内容，较易作答。

2．再慎推难度小题——创满分

第(3)(5)两小题，属于结合能量流动模型进行相关计算，难度较大。对(3)小题理清图甲中人的食物来源是解题的关键；对于(5)小题理清流入某一营养级能量的来龙去脉是关键。

三、防细节失分

1．辨析生物学术语

生态农业通过实现能量的多级利用和物质循环再生来提高“能量利用率”而不是“能量传递效率”，如本题第(1)题。

2．合理选取能量传递效率

在进行能量流动计算时，应结合题意根据能量的来源和方向，确定能量传递效率是10%还是20%。

与能量流动有关的四类计算题

能量流动计算类题目的主要考查形式有两大类，一是通过食物链(食物网)的展示，求某一条食物链的能量传递效率或最大值、最小值的计算；二是通过提供食物网中某营养级的食物配比，求某一营养级的最值问题。解答此类问题时要注意理清每条食物链，然后再计算。

类型1没有限制能量来源或分配比例的计算

典例2 在如图所示食物网中，鹰要增加20 g体重，最多消耗植物_20_000__g，最少消耗植物_500__g。

[解析]最多消耗应选取最长食物链，能量传递效率按10%计算；最少消耗应选取最短食物链，能量传递效率按20%计算。

题型技法

在没有限制能量来源或能量分配比例，当求最多需求量时，按最长食物链、最低能量传递效率计算；当求最少需求量时，按最短食物链、最高能量传递效率计算。

类型2限制能量来源或分配比例的计算

典例3 若某草原生态系统只存在下面的食物关系，尝试完成以下问题：

(1)假如猫头鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5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_900_g__。

(2)假如植物有2/5被兔所食，有3/5被鼠所食；鼠有2/3直接被猫头鹰捕食，有1/3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

_595_g__。(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植物分别为a、b、c，可写出：

列方程式得：a× 20%× 20%＝20× 2/5，b×20%×20%＝20×2/5，c×20%×20%× 20%＝20×1/5。

解得：a＝200(g)、b＝200(g)、c＝500(g)，a＋b＋c＝900(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：2/5h×20%×20%＝e，(3/5)×(2/3)h×20%×20%＝f，(3/5)×(1/3)h×20%× 20%× 20%＝g，e＋f＋g＝20(g)。解得：h≈595(g)。

题型技法

(1)限制能量来源或能量分配比例，当求最多需求量时，在限制范围内的所有食物链中按最低能量传递效率计算；当求最少需求量时，在限制范围内的所有食物链中按最高能量传递效率计算。

(2)计算时注意：当限制能量来源比例时，由高营养级向低营养级逐级递推。当限制能量分配比例时，假设出低营养级的需求量，由低营养级向高营养级逐级递推。同时要注意分配比例。

类型3能量来源比例改变的计算

典例4 回答以下有关能量计算的问题：

(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_1.96__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_1.49__倍。