高中生物重难点分析26：生态系统的功能和稳定性

高中生物重难点分析26：生态系统的功能和稳定性生态系统的功能和稳定性

考点一、生态系统的能量流动

考点分析：

1.能量的来源及去向图解

(1)消费者摄入能量(a)＝消费者同化能量(b)＋粪便中能量(c)，即动物粪便中的能量不属于该营养级同化的能量，应为上一个营养级固定或同化的能量。

(2)消费者同化能量(b)＝呼吸消耗(d)＋生长、发育和繁殖(e)

(3)生长、发育和繁殖(e)＝分解者分解利用(f)＋下一营养级同化(i)＋未被利用(j)，即消费者同化能量若为两部分之和是b＝d＋e；若为四部分之和是b＝d＋f＋i＋j。

2.利用“拼图法”解决能量流动中的难题

输入第一营养级的能量(W1)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了(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。参考图示，很容易理解以下问题：

(1)流经整个生态系统的总能量是生产者固定的总能量，即W1。将图中第三营养级同化的总能量D2“拼回”第二营养级，则刚好等于D1，即第二营养级同化的总能量；再将D1“拼回”第一营养级，则刚好等于生产者固定的总能量W1。可见，在一个草原生态系统中，草原上所有生物的总能量都来自W1，所有生物总能量之和都小于W1(呼吸作用消耗的缘故)。

(2)能量传递效率不会是100%。从上图可以看出，从第一营养级向第二营养级能量的传

递效率等于D 1/W 1，因此不会达到100%，一般情况下，能量传递效率为10%～20%。

(3)在解决有关能量传递的计算问题时，首先要确定相关的食物链，理清生物与生物在

营养级上的差值。

3．能量流动特点及原因

(1)单向流动——捕食关系是长期自然选择的结果，不能“逆转”；散失的热能不能利

用，无法“循环”。

(2)逐级递减——自身呼吸消耗＋分解者分解＋未被利用

4．能量传递效率

能量传递效率＝下一营养级的同化量上一营养级的同化量

×100% 一般说来，能量传递的平均效率大约为10%～20%。

5．能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔

不同的金字塔能形象地说明营养级与能量、数量、生物量之间的关系，是定量研究生态

系统的直观体现。

1．关于生态系统的叙述，正确的是 ( )

A．生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的

B．生态系统中的信息传递对所有捕食者都必然是有利的

C．生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大

D．生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越小

答案 A

解析能量在生态系统中是单向流动、逐级递减的，某一营养级的能量约是其上一营养级的10%～20%；生态系统的信息传递可调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定，但并非对所有捕食者都有利；生态系统中的营养级与生物的体型大小没有必然联系。

2．以下表示动物利用食物的过程。

正确的分析是 ( )

A．恒温动物的④/③值一般高于变温动物

B．哺乳动物的③/①值一般为10%～20%

C．提高圈养动物生长量一般需提高③/②值

D．食肉哺乳动物的③/②值一般低于食草哺乳动物

解析恒温动物维持体温需要消耗较多的有机物，因而④/③值一般低于变温动物；10%～20%是营养级间的能量传递效率，而不是同化量和获取量之间的比值；圈养动物产量的提高依赖于同化量的增加，即③/②的比值提高；植物性食物中含有哺乳动物不能利用的物质多于动物性食物，因而食肉动物的③/②值高于食草性哺乳动物。

答案 C

3.研究人员在对甲、乙两个不同的生态系统调查后发现，两个生态系统的生产者总能量相同，甲生态系统只有初级和次级消费者，乙生态系统则有初级、次级、三级和四级消费者。如果其他的因素都一样，则下列选项叙述正确的是 ( )

A．甲生态系统中现存的消费者的总能量大于乙生态系统中现存的消费者的总能量

B．甲生态系统的消费者总能量小于生产者同化的总能量，但乙生态系统则相反

C．甲、乙生态系统的消费者总能量都大于生产者同化的总能量

D．乙生态系统的消费者总能量大于甲生态系统的消费者总能量

解析由于消费者的总能量属于生产者同化的总能量的一部分，因此B、C项的说法都不正确。随着食物链的延长，能量逐级递减，因此食物链越长的生态系统中，储存在生物体内的能量越少。乙生态系统中营养级的数量多于甲生态系统，因此乙生态系统中现存的消费者的总能量小于甲生态系统中现存的消费者的总能量。

答案 A

4．如图为某生态系统中能量流动图解部分示意图，①②③④各代表一定的能量值，下

列各项中正确的是( )

A．①表示流经生态系统内部的总能量

B．一般情况下，次级消费者增加1 kg，生产者至少增加100 kg

C．生物与生物之间吃与被吃的关系一般不可逆转，所以能量流动具有单向性

D．从能量关系看②≥③＋④

答案 C

解析①仅仅是流经该生态系统内部总能量的一部分，所以A错误；次级消费者增加1 kg，生产者至少增加25 kg，所以B错误；从能量关系上看，②＞③＋④，所以D错误。

5．有人发起“多吃素食、少吃肉食”的运动，以支援粮食短缺地区的灾民。运用生态学知识对此的合理解释是 ( )

A．多吃肉食会增加心血管病的发病率

B．直接以低营养级的生物为食将消耗生态系统更多的能量

C．多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多

D．节省的肉食可以帮助灾民提高营养水平

解析从食物链中的能量流动特点来看，营养级越高，在能量流动过程中损失的能量越多。多吃素食，是将人放在初级消费者的层次上，只经过一次能量传递，这样人获得的能量最多，消耗的粮食总量最少。

答案 C

6. (2014·南京二模)调查研究是进行科学探究的常用方法。某学校研究性学习小组为了研究生态系统结构和功能的关系，对某野外四个物种在一天中的平均活动时间(活动时间以%表示)进行观察和记录，结果如下表。

统中可能的食物网____________________。无机环境中的碳主要是通过________作用进入该食物网的。

(2)下图1是该生态系统中能量流向物种甲后发生的一系列变化示意图。图2中a～d 表示物种甲和物种丙在能量流动过程中不同去向能量的相对值。请据图回答相关问题：