2021届高考生物热点：生态类

2021届高考生物热点：生态类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。

(3)如图所示的食物网中，戊的食物有1/2来自乙，1/4来自丙，1/4来自丁，且能量从生产者到消费者的传递效率为10%，从消费者到消费者的能量传递效率为20%。

若戊体重增加20 g ，需要消耗植物( C )A ．1 125 gB ．1 600 gC ．2 000 gD ．6 500 g[解析] (1)若人类获取植物性食物与动物性食物的比例是1∶1，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1∶4，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M ×12×10%＋M ×12×(10%)2＝10M 200＋M 200＝11M 200，调整后人所得能量为M ×45×10%＋M ×15×(10%)2＝2M 25＋M 500＝41M 500，则调整后：调整前比值为41M 500/11M 200≈1.49，即调整后供养的人口是调整前的1.49倍。

(3)甲为生产者，戊共有以下食物链：①甲→乙→戊，戊增加20×1/2＝10(g)，需要乙10×5＝5(g)，需要甲50×10＝500(g)；②甲→丙→戊，戊增加20× 1/4＝5(g)，需要丙5× 5＝25(g)，需要甲25×10＝250(g)；③甲→丙→丁→戊，戊增加20×1/4＝5(g)，需要丁5× 5＝25(g)，需要丙25× 5＝125(g)，需要甲125×10＝1 250(g)，故共需要甲500＋250＋1 250＝2 000(g)。

题型技法在具体计算时务必先澄清分配比例，再确定求解中应“顺推(用乘法)”还是“逆推(用除法)”，以下图食物网为例：(1)若已知“植物同化量(A )”，并告知其“传向动物与直接传向人比例由1∶1调整为1∶2”，求解人最多增重变化(M )，计算时宜“顺推(用乘法)”调整前 A ×12×15＋A ×12×⎝⎛⎭⎫152＝M 1调整后 A ×23×15＋A ×13×⎝⎛⎭⎫152＝M 2 (2)若已知“人同化量(M )”并告知人的食物来源“素食、肉食由1∶1调整为2∶1”，求解最少需要植物量(A )，计算时应“逆推(用除法)”调整前调整后 M ×1215＋M ×12(15)2＝A 1 M ×2315＋M ×13(15)2＝A 2 类型4 具有人工能量输入的计算典例 5 如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量值[单位为103 kJ/(m 2·a)]，请回答有关问题：(1)图中A 代表的生理过程是_呼吸作用__。

(2)第二营养级到第三营养级的能量传递效率是_15.625%__。

第一营养级到第二营养级的传递效率是_12.7%__。

(3)流入该生态系统的总能量是_1.17×105__kJ/(m 2·a)。

[解析] (1)每一营养级(最高营养级除外)的能量去向包括流向下一营养级、被分解者分解、呼吸作用中以热能形式散失及用于自身生长、发育和繁殖四个途径。