2024届人教版高中生物一轮复习生态系统的结构与能量流动学案（不定项）

这是一份2024届人教版高中生物一轮复习生态系统的结构与能量流动学案（不定项），共37页。

第3讲　生态系统的结构与能量流动
课标解读
核心素养
1.阐明生态系统的组成成分,及各组分紧密联系使生态系统成为具有一定结构和功能的统一体
2.讨论某一生态系统中生产者和消费者通过食物链和食物网联系在一起形成复杂的营养结构
3.分析生态系统中能量在生物群落中单向流动并逐级递减的规律
4.举例说明利用能量流动规律,人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源
5.解释生态金字塔表征了食物网各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系
生命观念
1.通过分析生态系统的成分与结构,理清各自的功能
2.通过分析能量流动过程,建立结构与功能相统一的观点及生命系统的能量观
科学思维
1.通过分析食物链(网)中各营养级生物的数量变动情况,培养运用逻辑思维分析问题的能力
2.通过分析能量流动过程图解,培养运用逻辑思维分析问题的能力
社会责任
通过总结研究能量流动的实践意义,形成学以致用、关注生产生活的态度

考点一　生态系统的结构

1.生态系统的概述。

2.生态系统具有一定的结构。
(1)非生物的物质和能量:光、热、水、空气、无机盐等。



(2)生物成分。
①各成分的作用及地位。

②相互关系。

生产者和分解者是联系生物群落与非生物的物质和能量的两大“桥梁”。
3.食物链和食物网。
(1)食物链。


提醒　食物链中只包括生产者和消费者,不存在非生物的物质和能量及分解者。
(2)食物网。

提醒　食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类,而非取决于生物数量。
正误判断
(1)生态系统的结构应包括非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者。(×)
(2)生产者都是自养生物,但未必都是植物;消费者营异养生活,但未必都是动物。(√)
(3)细菌都是分解者,但分解者并不都是细菌。(×)
(4)自养型生物一定都是生产者;腐生型生物一定都是分解者;生产者一定处于第一营养级。(√)
(5)在生态系统的营养结构中,食物网中的每种生物都限定在同一营养级上。(×)
(6)生态系统的食物链中营养级越高的生物,其体型必然越大。(×)
(7)食物链纵横交错形成的复杂营养结构就是食物网,食物网的复杂程度取决于该生态系统中生物的数量。(×)
教材微点
1.(选择性必修2 P50“概念图内容”)判断以下生物属于生态系统的什么成分?
①菟丝子　②硝化细菌　③玉米　④噬菌体 ⑤秃鹫　⑥蜣螂　⑦蓝细菌　⑧结核杆菌　⑨蘑菇
生产者②③⑦;消费者①④⑧;分解者⑤⑥⑨。
2.(选择性必修2 P51“旁栏思考”)食物链上一般不超过五个营养级的原因是能量在沿食物链流动的过程中是逐级递减的。
3.(选择性必修2 P52“正文信息”)错综复杂的食物网是使生态系统保持相对稳定的重要条件。如果一条食物链的某种动物减少或消失,它在食物链上的位置可能会由其他生物来取代。一般认为,食物网越复杂,生态系统抵抗外界干扰的能力就越强。

1.生态系统中各成分的判断。


(1)三类“不一定”。
①生产者不一定是植物(如蓝细菌、硝化细菌),植物不一定是生产者(如菟丝子营寄生生活,属于消费者)。
②消费者不一定是动物(如营寄生生活的微生物等),动物不一定是消费者(如秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动植物遗体或排遗物为食的腐生动物属于分解者)。
③分解者不一定是微生物(如蚯蚓等动物),微生物不一定是分解者(如硝化细菌、蓝细菌属于生产者,寄生细菌属于消费者)。
(2)两类“一定”。
①生产者一定是自养型生物,自养型生物一定是生产者。
②营腐生生活的生物一定是分解者,分解者一定是营腐生生活的生物。　
2.构建食物链的一般方法。
(1)根据种群数量变化曲线图构建。

图1
①分析依据:先上升、先下降者为被捕食者。
②食物链:乙→丙→甲。
(2)根据所含能量(生物量)构建。

图2 图3
①分析依据:根据相邻营养级间能量传递效率约为10%~20%,可推测,能量相差在5倍以内,很可能为同一营养级。
②结果:图2可形成一条食物链:丙→甲→乙→丁。
图3生物可形成食物网:
(3)根据生物体内有害物质的浓度“由少到多”构建食物链(网)。
生物体
A
B
C
D
E
有机汞浓度(ppm)
0.06
7
0.51
68
0.39
①分析依据:生物的富集作用。重金属、农药等有害物质被生物体吸收后难以排出体外,所以此类物质会随着食物链逐级积累,即营养级越高的个体中含有有害物质的量越多,其含量往往是上一营养级个体含量的5~10倍。
②分析结果。

3.食物网中生物数量变化的分析与判断。
(1)食物链的第一营养级生物数量减少,相关生物数量都减少,即出现连锁反应,因为第一营养级的生物是其他生物直接或间接的食物来源。
(2)“天敌”减少,被捕食者数量增加,但随着数量增加,种内竞争加剧,种群密度下降,直到趋于稳定。
(3)“中间”营养级生物减少的情况,举例如下:

若青蛙突然减少,则以它为食的蛇将减少,鹰通过增加捕食兔和食草鸟,从而导致兔、食草鸟减少,因鹰不只捕食蛇一种生物,它可以依靠其他食物来源维持数量基本不变。

角度一 结合生态系统的结构,考查生命观念
1.下列关于生态系统结构的说法不正确的是(　　)
A.生态系统的结构包括非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者
B.土壤中的硝化细菌是化能自养生物,因而属于生产者
C.植食性昆虫属于农田生态系统中的消费者,可加快物质循环
D.生态系统的物质循环和能量流动是沿着食物链和食物网进行的
解析　生态系统的结构包括生态系统的组成成分(包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者)、食物链和食物网,A项错误;自养生物都是生产者,B项正确;植食性昆虫属于初级消费者,消费者可加快物质循环,C项正确;食物链和食物网是生态系统的营养结构,生态系统的物质循环和能量流动是沿着食物链和食物网进行的,D项正确。
答案　A
2.(2023·大连模拟)下列有关下图的叙述错误的是(　　)

A.若该图表示一个群落,则丁为分解者
B.若甲为生产者,则甲一定是自养型生物
C.若该图表示食物网,则该食物网中共有3条食物链
D.若该图表示生态系统的四种组成成分,则应加上由丁到甲的箭头,并可确定甲是生产者
解析　群落包括一定区域内的所有种群,若题图表示群落,甲、乙、丙均指向丁,说明丁是分解者,A项正确;生产者都是自养型生物,B项正确;若该图表示食物网,则该食物网中共有4条食物链,分别是甲→丁、甲→乙→丁、甲→乙→丙→丁、甲→丙→丁,C项错误;若该图表示生态系统的四种组成成分,则丁是非生物的物质和能量,应加上由丁到甲的箭头,并可确定甲是生产者,乙是消费者,丙是分解者,D项正确。
答案　C
角度二 结合食物链和食物网的分析,考查科学思维能力
3.如图为某湖泊生态系统的食物网简图。下列叙述错误的是(　　)

A.浮游藻类属于生产者
B.该食物网有5条食物链
C.该食物网中,水生昆虫属于第二营养级
D.浮游动物与水生昆虫之间通过负反馈调节维持各自数量的相对稳定
解析　由食物网可知,浮游藻类是第一营养级,为生产者,A项正确;该食物网中有5条食物链,分别是:浮游藻类→裸鲤→鸬鹚,浮游藻类→裸鲤→绿头鸭,浮游藻类→裸鲤→大天鹅,浮游藻类→浮游动物→水生昆虫→绿头鸭,浮游藻类→浮游动物→水生昆虫→大天鹅,B项正确;该食物网中,水生昆虫属于第三营养级,是次级消费者,C项错误;浮游动物与水生昆虫之间为捕食关系,二者通过负反馈调节维持各自数量的相对稳定,D项正确。
答案　C
4.(2020·山东卷)与常规农业相比,有机农业、无公害农业通过禁止或减少化肥、农药的使用,加大有机肥的应用,对土壤生物产生了积极的影响。某土壤中部分生物类群及食物关系如图所示,三种农业模式土壤生物情况如表所示。

取样深度
(cm)
农业模式
生物组分
(类)
食物网复杂程度
(相对值)
0~10
常规农业
15
1.06
有机农业
19
1.23
无公害农业
17
1.10
10~20
常规农业
13
1.00
有机农业
18
1.11
无公害农业
16
1.07
(1)土壤中的线虫类群丰富,是土壤食物网的关键组分。若捕食性线虫为该土壤中的最高营养级,与食细菌线虫相比,捕食性线虫同化能量的去向不包括　　　　　　　　　　。某同学根据生态系统的概念认为土壤是一个生态系统,其判断依据是　　　　　　　　。
(2)取样深度不同,土壤中生物种类不同,这体现了群落的　　　　结构。由表中数据可知,土壤生态系统稳定性最高的农业模式为　　　　　　,依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)经测定该土壤中捕食性线虫体内的镉含量远远大于其他生物类群,从土壤生物食物关系的角度分析,捕食性线虫体内镉含量高的原因是　　　　　　　　。
(4)植食性线虫主要危害植物根系,研究表明,长期施用有机肥后土壤中植食性线虫的数量减少,依据图中信息分析,主要原因是　　　　　　　　。
解析　(1)据题图食物网可知,捕食性线虫是最高营养级,而食细菌线虫位于中间营养级,因此捕食性线虫同化能量的去向不包括流入下一个营养级。土壤是由各类土壤生物组成的生物群落和无机环境相互作用形成的统一整体,因此是一个生态系统。(2)不同深度的土壤中生物种类不同,这体现了群落的垂直结构。由表格数据可知,有机农业模式下土壤中的生物组分最多,食物网的复杂程度最大,稳定性最高。(3)镉容易在生物体内积累,并随着食物链的延长而在高营养级生物体内不断富集。由于该食物网中捕食性线虫所处的营养级最高,所以其体内镉含量最高。(4)根据图中信息可知,施用有机肥会首先导致腐生细菌增加,进而导致食细菌线虫增加,引起捕食性线虫增加,植食性线虫因被大量捕食而减少,减少量多于因植物根系增长而增加的量,最终会导致植食性线虫的数量减少。
答案　(1)流入下一个营养级　土壤是由各类土壤生物组成的生物群落和无机环境相互作用而形成的统一整体　(2)垂直　有机农业　生物组分多,食物网复杂程度高　(3)镉随着食物链的延长逐渐积累　(4)长期施用有机肥后腐生细菌增加使食细菌线虫增加,引起捕食性线虫增加,植食性线虫因被大量捕食而减少,减少量多于其因植物根系增长而增加的量


考点二　生态系统的能量流动

1.能量流动的概念理解。

2.能量流动的过程。
(1)第一营养级能量流动。

提醒　未被利用的能量是指未被自身呼吸作用消耗,也未被下一个营养级和分解者利用的能量。
(2)第二营养级及其后营养级能量流动。

①从上述图解可以得到:摄入量=同化量+粪便量。
②除最高营养级外其他各营养级同化的能量均有4个去路:a.通过呼吸作用以热能的形式散失;b.被下一营养级生物利用;c.被分解者利用;d.未被利用。
3.能量流动的特点。


提醒　若能量传递效率大于20%,生态系统的稳定性降低,甚至崩溃。
4.生态金字塔的类型及特点。

5.研究能量流动的实践意义。
(1)帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置,增大流入某个生态系统的总能量。
(2)帮助人们科学规划和设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用。
(3)帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
正误判断
(1)生态系统中细菌产生的能量可流向生产者。(×)
(2)若人与自然和谐统一,生产者固定的能量便可反复利用。(×)
(3)流经生态系统的总能量是照射在生产者上的太阳能。(×)
(4)一种蜣螂专以象粪为食,则该种蜣螂最多能获取大象所同化能量的20%。(×)
(5)一只狼捕食了一只兔子,则该狼就获得了这只兔子能量的10%~20%。(×)
(6)能量金字塔和生物量金字塔可以出现倒置现象。(×)
(7)沼渣、沼液作为肥料还田,使能量能够循环利用。(×)
(8)拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向,提高生态系统的能量传递效率。(×)
教材微点
1.(选择性必修2 P54“问题探讨”)下图表示甲、乙两个特定生态系统的能量金字塔。
　
生态系统甲的能量金字塔 生态系统乙的能量金字塔
(1)依生态学原理看,同样重量的玉米,甲可养活更多的人,理由是甲中人处于第二营养级,与乙相比能量在传递过程中损耗小。
(2)若土壤中含相同浓度的难降解污染物,则甲、乙中的人体内污染物浓度哪个较高?乙。
(3)一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃鸡肉的人获得的能量多,对吗?为什么?不对。甲、乙中“人”代表的是相应营养级,并非“一个人”。
2.(选择性必修2 P55“思考·讨论”)生态系统中的能量流动和转化遵循能量守恒定律。流入生态系统的能量一部分储存在生物体的有机物中,而另一部分通过生物的呼吸作用以热能的形式散失至非生物环境中,两部分之和与流入生态系统的能量相等(填“相等”或“不相等”)。
3.(选择性必修2 P59“探究·实践”)人们主要通过合理密植的方法提高作物的光能利用效率。
长句突破
1.(生产实践)从能量流动角度分析农田除草、除虫的目的:调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
2.(科学思维)生态系统的能量单向流动的原因:食物链中的捕食关系是长期自然选择的结果,不能逆转;生产者不能再利用散失的热能。
3.(科学思维)生态系统的能量流动逐级递减的原因:某个营养级同化的能量自身呼吸要消耗一部分,还有一部分被分解者利用,还有一部分能量未被利用,所以不能将全部的能量流入下一个营养级。

1.能量流动的不同模型构建。
(1)能量流动过程的“一来二去”模型。

提醒　①A是初级消费者摄入量;B是初级消费者同化量;C是用于自身生长发育繁殖量;D是次级消费者摄入量。
②初级消费者摄入量=同化量+粪便量。
③同化量=呼吸作用散失的能量+用于生长发育繁殖量。
④生长发育繁殖量=遗体残骸+次级消费者摄入量。
(2)能量流动过程的“一来三去”模型。

提醒　①D、E、F分别代表第一、第二、第三营养级同化量。
②三条去路(最高营养级除外):呼吸作用散失、流入下一个营养级、分解者利用。
(3)能量流动过程的“一来四去”模型。

提醒　①D、E、F分别代表第一、第二、第三营养级同化量。
②四条去路(最高营养级除外):呼吸作用散失、流入下一个营养级、分解者利用、未利用。
2.流入某一营养级能量的来源和去路。
(1)能量
来源a.生产者的能量主要来自太阳能b.消费者的能量来自上一营养级同化的能量
(2)能量去向:流入某一营养级(最高营养级除外)的能量去向可从以下两个角度分析:


3.理解常考的两种能量流动模型。
(1)第二营养级的能量流动过程模型。

(2)“拼图法”分析能量流动过程。

①W1、D1指相应营养级的同化量,B1、B2指相应营养级中未利用的能量。
②各营养级用于生长、发育和繁殖的能量为B1+C1+D1或B2+C2+D2。
③能量传递效率不会是100%。从上图可以看出,相邻两个营养级的传递效率等于D1/W1×100%,一般情况下,能量在相邻两个营养级间的传递效率为10%~20%。
④利用“拼图法”可得关系式:


角度一 围绕能量流动过程及特点,考查科学思维能力
1.(2023·宁波模拟)如图表示在某生态系统中,能量流经第二营养级的示意图。下列对该图分析不合理的是(　　)

A.能量流动是伴随着物质利用进行的
B.图中甲为初级消费者同化的能量
C.该图不够完善,缺少甲中因呼吸作用以热能形式散失的能量
D.乙比甲的能量少的原因主要是甲的遗体残骸中的能量被分解者利用而未传递下去
解析　在生态系统的能量流动过程中,物质是能量流动的载体,能量是物质循环的动力,能量流动是伴随着物质利用而进行的,A项正确;该图不够完善,没有标出甲中因呼吸作用散失的能量,C项正确;乙比甲的能量少的主要原因是呼吸作用消耗了很多的能量,D项错误。
答案　D
2.如图表示在一个生态系统中,植物光合作用积累的有机物被植食性动物利用的过程。下列叙述正确的是(　　)

A.④占②的百分比为能量传递效率
B.⑤⑥⑦⑧之和为流向分解者的能量
C.植食性动物粪便中的能量包含在⑦中
D.①⑤之和为输入到生态系统的全部能量
解析　能量传递效率是指相邻两个营养级之间的同化能量之比,④不能表示植食性动物的同化能量,②也不能表示植物的同化能量,且图示中两者为同一营养级,A项错误;⑤⑥⑦⑧中包括流向分解者的能量和散失的能量,B项错误;由于植食性动物粪便是指摄入后未被同化的部分,故包含在⑦中,C项正确;输入生态系统的总能量为生产者固定的太阳能,一部分用于植物呼吸消耗,一部分储存在植物体内的有机物中,因此①+⑤不能表示输入到该生态系统的总能量,D项错误。
答案　C
3.(不定项)兴趣小组对校园池塘生态系统进行了能量流动调查,图1表示鲤鱼的食物来源,图2为该池塘中不同体长鲤鱼的食性比例。下列相关叙述正确的是(　　)
　
图1 图2
A.该池塘生态系统的结构包括食物链、食物网和非生物的物质和能量
B.体长为2.8 cm的鲤鱼群体来自藻类的能量,50%用于自身生长、发育和繁殖
C.若体长为4.2 cm的鲤鱼群体增加100 kJ的能量,理论上最多需要3 250 kJ藻类
D.在藻类爆发季节,向该池塘中投放体长大于4.2 cm的鲤鱼,可尽快控制藻类的数量
解析　该池塘生态系统的结构包括食物链、食物网和生态系统的组成成分,A项错误;体长为2.8 cm的鲤鱼群体来自藻类的能量,大部分用于呼吸作用散失,少部分用于自身生长、发育和繁殖,B项错误;据图可知,体长为4.2 cm的鲤鱼群体植食性比例为75%,肉食性比例为25%,即75%的同化量来自于藻类,25%的同化量来自沼虾,体长为4.2 cm的鲤鱼群体增加100 kJ的能量,理论上最多需要藻类提供100×75%÷10%+100×25%÷10%÷10%=3 250 kJ的能量,C项正确;据图可知,投放到湖泊中的鲤鱼体长大于4.2 cm时,鲤鱼植食性比例最高,肉食性比例最低,故在藻类爆发季节,向该池塘中投放体长大于4.2 cm的鲤鱼,可尽快控制藻类的数量,D项正确。
答案　CD

(1)摄入量≠同化量:摄入量-粪便中能量=同化量。动物的粪便不曾被动物消化吸收而同化,不属于其同化量,如兔吃草时,兔粪便中的能量应为草流向分解者的能量,而不属于兔同化量。
(2)粪便中能量≠尿液中能量:粪便中能量不属于动物同化量,但尿液中所含能量应属于动物同化量的一部分。
角度二 　通过能量流动的有关计算,考查科学思维能力
4.(不定项)某农场中甲、乙、丙三种生物归属于三个营养级,三者的数量变化曲线(不都是消费者)如图1所示;该农场中的能量流动简图如图2所示,其中a2和b3分别为第二、第三营养级从上一营养级同化的能量,d1和d2为摄入的饲料量。下列相关叙述错误的是(　　)

图1 图2
A.丙生物是该农场生态系统的基石
B.图1中乙、丙分别属于第二、第三营养级,且乙和丙的种间关系为捕食
C.图2中第二、第三营养级粪便中的能量分别属于a3+d1、b2+d2
D.该农场中第二和第三营养级之间的能量传递效率为(b3+d2)/(a2+d1)×100%
解析　甲、乙、丙三种生物归属于三个营养级,三者不都是消费者,据图1可知,甲为生产者,乙、丙为消费者,所以甲生物是该农场生态系统的基石,A项错误;据图1可知,甲为生产者,乙、丙之间先升先降的为被捕食者,所以食物链为甲→乙→丙,乙为第二营养级,丙为第三营养级,乙和丙的种间关系为捕食,B项正确;某营养级粪便中的能量是其没有同化的能量,属于上一营养级同化的能量中流向分解者的一部分,由于d1和d2为摄入的饲料量(粪便中也有来自未消化吸收的饲料中的能量),因此图2中第二营养级粪便中的能量属于a3+d1,同理,第三营养级粪便中的能量属于b2+d2,C项正确;该农场中第二和第三营养级之间的能量传递效率为第二营养级传递给第三营养级的能量÷第二营养级的同化量×100%,a2和b3分别为第二、第三营养级从上一营养级同化的能量,但第二营养级的同化量还包括一部分来自人工饲料的能量,d1和d2为摄入的饲料量,并不是同化量,所以不能求出第二营养级的总同化量,故无法计算第二和第三营养级之间的能量传递效率,D项错误。
答案　AD
5.(2023·河南安阳模拟)恢复生态学是研究生态系统退化的原因以及恢复与重建的学科。塞罕坝曾是一处水草丰沛、森林茂密、禽畜繁集的天然名苑。到解放初期,塞罕坝地区退化为高原荒丘,呈现“飞鸟无栖树,黄沙遮天日”的荒凉景象。经历40多年的恢复,塞罕坝生态环境得到了一定恢复。回答下列相关问题:
(1)塞罕坝之所以会因外界干扰而受到破坏,是因为　　　　　　　　　　　。
(2)假设塞罕坝生态系统生产者和消费者之间的营养关系如下图所示(假设此生态系统中的能量传递效率在10%~20%之间),回答下面两个问题:

①当蛇的数量减少时,鹰的数量并没有大量减少,这是生物群落内部　　　　　的结果。
②若鼠含有的能量是7.5×109 kJ,狐和蛇的同化量中来自鼠的能量分别是1.8×108 kJ、1.2×108 kJ,则鼠流向鹰的能量最多是　　　　　,此过程体现了生态系统能量流具有　　　　　　　　　　　　　　的特点。
解析　(1)由于生态系统的自我调节能力有一定限度,当外界干扰因素的强度超过一定限度时,生态系统会因外界干扰而受到破坏。(2)①当图中蛇的数量减少时,鼠的数量会增加,鼠流向鹰的能量会增加,因此鹰的数量并不会大量减少,这是生物群落内部负反馈调节的结果。负反馈调节在生态系统中普遍存在,是生态系统具备自我调节能力的基础。②若鼠含有的能量是7.5×109 kJ,狐的同化量中来自鼠的能量是1.8×108 kJ,至少需要鼠的能量1.8×108 kJ÷20%=9×108 kJ,蛇的同化量中来自鼠的能量是1.2×108 kJ,至少需要鼠的能量1.2×108 kJ÷20%=6×108 kJ,则鼠流向鹰的能量最多是(7.5×109 kJ-9×108 kJ-6×108 kJ)×20%=6×109 kJ×20%=1.2×109 kJ。此过程体现了生态系统的能量流动具有单向流动、逐级递减的特点。
答案　(1)生态系统的自我调节能力有一定限度
(2)①负反馈调节(反馈调节或自我调节)　②1.2×109 kJ　单向流动、逐级递减
角度三 围绕能量流动在实践中的应用,考查社会责任
6.如图为某总面积为300 hm2的湿地受有害物质a污染后,有害物质a的浓度在各营养级部分生物种类体内的变化情况。该湿地生态系统中燕鸥种群的K值为1 200只。下列说法错误的是(　　)

A.生态系统的食物链一般不超过五个营养级
B.图示说明了营养级越高,生物体内有害物质a的浓度越高
C.当燕鸥的种群密度为4只/hm2时,其种群增长速率最大
D.鱼的同化量除用于呼吸消耗之外,还用于自身的生长、发育和繁殖
解析　由于生态系统中能量单向流动、逐级递减,当食物链超过五个营养级后,传到第六营养级的能量往往不足以供应其生命活动所需,故食物链常常不超过5个营养级,A项正确;根据生物富集作用可知,图示说明了营养级越高,生物体内有害物质a的浓度越高,B项正确;根据题意可知,燕鸥的种群密度为K/300=1 200/300=4只/hm2时,其种群增长速率为0,C项错误;鱼的同化量=呼吸作用散失的能量+用于自身的生长、发育和繁殖的能量,D项正确。
答案　C
7.(2023·山西太原模拟)下表是某生态系统能量流动情况的调查结果,表中甲、乙、丙、丁、戊分别代表构成各营养级的不同种群[表中数据单位:102 kJ/(m2·年)]。请据表回答下列问题:
种群
同化固定
的能量
体内贮存
的能量
呼吸消耗
的能量
甲
16.74
4.54
12.2
乙
70
15.8
54.2
丙
930
229
701
丁
69.5
20
49.5
戊
1.674
0.4
1.274
(1)该生态系统的基石是上表种群中的　　　　,若该生态系统的面积为104 m2,那么一年中流经该生态系统的总能量是　　　 kJ。由于某种原因使物种乙灭绝了,但生态系统各营养级间的能量传递效率并未发生改变,则最终戊的数量会　　　　　,该生态系统的抵抗力稳定性会　　　　　。
(2)在甲、乙、丙、丁、戊所构成的营养结构中,第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率为　　　　,假如戊种群有机物的总质量为180 kg,那么丙种群有机物的总质量应有　　　　 kg才能维持该生态系统的相对稳定。
解析　(1)在生态系统中,生产者通过光合作用,把太阳能固定在有机物中(或制造有机物),将太阳能变成化学能从而被生物利用,故该生态系统的基石是上表种群中的丙生产者;分析表格可知,生产者固定的能量为930×102 kJ/(m2·年),故若该生态系统的面积为104 m2,那么一年中流经该生态系统的总能量是9.3×108 kJ。当某种原因导致乙灭绝了,甲可通过捕食丁获得能量,戊的数量短期内仍能保持相对稳定,数量基本不变。乙灭绝了,该生态系统的物种组成减少,自我调节能力减弱,生态系统的抵抗力稳定性降低。(2)根据上述分析可知,丙是第一营养级,乙、丁是第二营养级,故第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率为(70+69.5)÷930×100%=15%。同理依次可以算的第二营养级到第三营养级的传递效率是12%,第三营养级到第四营养级的传递效率是10%。要维持该生态系统的相对稳定,丙种群有机物的总质量应有=180÷10%÷12%÷15%=100 000=105 kg。
答案　(1)丙　9.3×108　基本不变　降低
(2) 15%　105

1.(2020·浙江7月选考)下列关于营养级的叙述,正确的是(　　)
A.营养级的位置越高,归属于这个营养级的能量通常越多
B.自然生态系统中的所有绿色植物都属于生产者营养级
C.营养级是指处于食物链同一环节上同种生物的总和
D.食物链中的各营养级之间能量传递效率是相同的
解析　能量流动逐级递减,一般来说,营养级越高,该营养级获得的能量越少,A项错误;绿色植物都能进行光合作用,属于生产者,B项正确;营养级是指处于食物链同一环节上的全部生物的总和,不是同种生物的总和,C项错误;各个营养级之间的能量传递效率不一定相同,D项错误。
答案　B
2.(2019·海南卷)假设在某岛屿上多年来总是存在一个约由m只狼组成的狼群、一个约由n只狼组成的狼群和若干只单独生活的狼。下列说法错误的是(　　)
A.该岛上的狼能够依据猎物留下的气味信息追捕猎物
B.狼从猎物获得的能量大于猎物从生产者获得的能量
C.岛上狼的总数可能已接近该岛允许狼生存的最大数量
D.从岛上狼的数量相对稳定可推测岛上环境条件相对稳定
解析　从岛上狼的数量相对稳定可推测岛上环境条件相对稳定,且狼的总数可能已接近该岛允许狼生存的最大数量。由于能量流动是逐级递减的,因此狼从猎物获得的能量少于猎物从生产者获得的能量。故选B。
答案　B
3.(2019·全国卷Ⅱ)如果食物链上各营养级均以生物个体的数量来表示,并以食物链起点的生物个体数作底层来绘制数量金字塔,则只有两个营养级的夏季草原生态系统(假设第一营养级是牧草,第二营养级是羊)和森林生态系统(假设第一营养级是乔木,第二营养级是昆虫)数量金字塔的形状最可能是(　　)
A.前者为金字塔形,后者为倒金字塔形
B.前者为倒金字塔形,后者为金字塔形
C.前者为金字塔形,后者为金字塔形
D.前者为倒金字塔形,后者为倒金字塔形
解析　夏季草原生态系统中牧草的数量远多于羊的数量,该生态系统的数量金字塔呈金字塔形;森林生态系统中昆虫的数量远多于乔木的数量,该生态系统的数量金字塔呈倒金字塔形,A项正确。
答案　A
4.(2020·全国卷Ⅲ)假设某种蓝细菌(A)是某湖泊中唯一的生产者,其密度极大,使湖水能见度降低。某种动物(B)是该湖泊中唯一的消费者。回答下列问题:
(1)该湖泊水体中A种群密度极大的可能原因是　　　　　　　　　　　　　　　　(答出2点即可)。
(2)画出该湖泊生态系统能量流动的示意图。
(3)假设该湖泊中引入一种仅以A为食的动物(C)后,C种群能够迅速壮大,则C和B的种间关系是　　　　。
解析　(1)若水体中N、P等元素含量高,则蓝细菌会大量繁殖,即水体富营养化,又因为没有其他生产者与其竞争,所以该种蓝细菌种群密度极大,使湖水能见度降低。(2)生态系统的能量流动示意图需体现能量的来源、各营养级能量的去向(见答案)。(3)因该湖泊中B以A为食,在引入仅以A为食的动物C后,C与B之间是种间竞争的关系,且C的竞争力较强,使C种群能够迅速壮大。
答案　(1)水体富营养化;没有其他生产者的竞争
(2)如图所示

(3)种间竞争
5.(2021·山东卷)海水立体养殖中,表层养殖海带等大型藻类,海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎,底层养殖以底栖微藻、生物遗体残骸等为食的海参。某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图如下,M、N表示营养级。

(1)估算海参种群密度时常用样方法,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)图中M用于生长发育和繁殖的能量为　　　　 kJ/(m2·a),由M到N的能量传递效率为　　　　%(保留一位小数),该生态系统中的能量　　　　(填“能”或“不能”)在M和遗体残骸间循环流动。
(3)养殖的海带数量过多,造成牡蛎减产,从生物群落的角度分析,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)海水立体养殖模式运用了群落的空间结构原理,依据这一原理进行海水立体养殖的优点是　　　　　　　　　　　　　　　。在构建海水立体养殖生态系统时,需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素,从而确定每种生物之间的合适比例,这样做的目的是　　　　　　　　　　　　　　　。
解析　(1)样方法适用于植物和活动能力弱、活动范围小的动物或昆虫卵种群密度的估算。(2)M的同化量(在图中表示为来源的箭头)有来自生产者3 281 kJ/(m2·a)和来自遗体残骸2 826 kJ/(m2·a),同化量除了用于自身呼吸作用消耗3 619 kJ/(m2·a),其余用于生长发育和繁殖,所以应是3 281+2 826-3 619=2 488 kJ/(m2·a)。由M到N的能量传递效率=两个营养级同化量的比值,所以是386/(3 281+2 826)×100%≈6.3%。能量不能循环,物质可循环。(3)海带与浮游植物生活在表层,存在种间竞争关系,由于海带的竞争,浮游植物数量下降,而牡蛎又以浮游植物为食,所以牡蛎的食物减少,产量降低。(4)群落的空间结构有水平结构和垂直结构,群落的空间结构有利于群落内生物充分利用空间和资源,提高利用率。考虑养殖生物的环境容纳量和种间关系等因素,目的是维持生态系统的稳定性,保持养殖产品的持续高产(或实现生态效益与经济效益的可持续发展),既要有一定的经济效益,又要保护环境,可持续发展。
答案　(1)海参活动能力弱,活动范围小
(2)2 488　6.3　不能
(3)由于海带的竞争,浮游植物数量下降,牡蛎的食物减少,产量降低
(4)能充分利用空间和资源　维持生态系统的稳定性,保持养殖产品的持续高产(或实现生态效益与经济效益的可持续发展)