[高考命題熱點(diǎn)八]　營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)和能量傳遞相關(guān)計(jì)算1．食物鏈(網(wǎng))的構(gòu)建(1)依據(jù)捕食關(guān)系曲線構(gòu)建食物鏈(網(wǎng))根據(jù)先上升先下降者為被捕食者，后上升后下降者為捕食者，可以確定圖中食物鏈為乙→丙→甲。
(2)依據(jù)所同化能量的多少構(gòu)建食物鏈(網(wǎng))生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)逐級(jí)遞減，且相鄰營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的傳遞效率為10%～20%。能量值大者為被捕食者，小者為捕食者。若相鄰兩者能量值相差不大，不足以構(gòu)成10%～20%的比例，則二者應(yīng)為同一營(yíng)養(yǎng)級(jí)。
可以確定圖1食物鏈為丙→甲→乙→?。粓D2食物網(wǎng)為 ；上表中的食物鏈為B→D→A→C。(3)依據(jù)生物體內(nèi)殘留農(nóng)藥的濃度構(gòu)建食物鏈(網(wǎng))
生態(tài)系統(tǒng)中存在生物富集現(xiàn)象，即營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高，體內(nèi)相關(guān)農(nóng)藥的濃度越高，二者在數(shù)值上呈正相關(guān)?？梢源_定下表中的食物網(wǎng)為 。
2．能量傳遞的相關(guān)“最值”計(jì)算(1)如食物鏈A→B→C→D①已知D營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量為M，則至少需要A營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量為M÷(20%)3，最多需要A營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量為M÷(10%)3。②已知A營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量為N，則D營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得的能量最多為N×(20%)3，D營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得的能量最少為N×(10%)3。(2)在某食物網(wǎng)中，確定生物量變化的“最多”或“最少”時(shí)，應(yīng)遵循以下原則
(2021·山東卷)海水立體養(yǎng)殖中，表層養(yǎng)殖海帶等大型藻類，海帶下面掛籠養(yǎng)殖濾食小型浮游植物的牡蠣，底層養(yǎng)殖以底棲微藻、生物遺體殘骸等為食的海參。某海水立體養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)示意圖如下，M、N 表示營(yíng)養(yǎng)級(jí)。
(1)估算海參種群密度時(shí)常用樣方法，原因是____________________________。
(2)圖中 M 用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量為________kJ/(m2·a)。由 M 到 N 的能量傳遞效率為________%(保留一位小數(shù))，該生態(tài)系統(tǒng)中的能量________(填：“能”或 “不能”)在 M 和遺體殘骸間循環(huán)流動(dòng)。(3)養(yǎng)殖的海帶數(shù)量過多，造成牡蠣減產(chǎn)，從生物群落的角度分析，原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)海水立體養(yǎng)殖模式運(yùn)用了群落的空間結(jié)構(gòu)原理，依據(jù)這一原理進(jìn)行海水立體養(yǎng)殖的優(yōu)點(diǎn)是______________。在構(gòu)建海水立體養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)時(shí)，需考慮所養(yǎng)殖生物的環(huán)境容納量、種間關(guān)系等因素，從而確定每種生物之間的合適比例，這樣做的目的是_______________________________________________________________________________________________________________。
解析：(1)海參由于活動(dòng)范圍小，活動(dòng)能力弱，所以常用樣方法測(cè)定種群密度。(2)生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的能量＝同化的能量－呼吸作用消耗的能量＝3 281＋2 826－3 619＝2 488 kJ/(m2·a)；由 M到N的能量傳遞效率為386÷(3 281＋2 826)≈6.3%，能量流動(dòng)的方向是單向的不能循環(huán)。(3)牡蠣以浮游植物為食，由于海帶的競(jìng)爭(zhēng)，浮游植物數(shù)量下降，牡蠣的食物減少，所以產(chǎn)量降低。(4)海水立體養(yǎng)殖利用了群落結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，優(yōu)點(diǎn)是能充分利用空間和資源；由于空間和資源是有限的，所以在構(gòu)建海水立體養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)時(shí)，需考慮所養(yǎng)殖生物的環(huán)境容納量、種間關(guān)系等因素，從而確定每種生物之間的合適比例，維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保持養(yǎng)殖產(chǎn)品的持續(xù)高產(chǎn)。
答案：(1)海參活動(dòng)能力弱，活動(dòng)范圍小　(2)2 488　6.3　不能　(3)由于海帶的競(jìng)爭(zhēng)，浮游植物數(shù)量下降，牡蠣的食物減少，產(chǎn)量降低　(4)能充分利用空間和資源　維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保持養(yǎng)殖產(chǎn)品的持續(xù)高產(chǎn)(實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的可持續(xù)發(fā)展)
1．(2022·廣東模擬預(yù)測(cè))下表是某湖泊生態(tài)系統(tǒng)中甲～戊各個(gè)種群能量數(shù)值(單位：102 kJ/m2·a)，且每個(gè)種群只處于一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，己為分解者。下列敘述正確的是(　　)
A．丙屬于生產(chǎn)者，己位于第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)B．乙與戊的種間關(guān)系為捕食和競(jìng)爭(zhēng)C．第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的傳遞效率約為15%D．若湖泊受到重度污染，可能通過物理沉降、化學(xué)分解等很快消除
解析：己為分解者，不屬于捕食鏈中的營(yíng)養(yǎng)級(jí)，A錯(cuò)誤；根據(jù)分析中的食物網(wǎng)，乙和戊只有競(jìng)爭(zhēng)，沒有捕食關(guān)系，B錯(cuò)誤；第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)是乙和戊，同化的能量為11.4＋11.8＝23.2，第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)是甲，同化的能量是150.8，所以第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的傳遞效率為23.2÷150.8≈15%，C正確；若湖泊受到重度污染，超過生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力，則可能該生態(tài)系統(tǒng)會(huì)崩潰，不會(huì)恢復(fù)，D錯(cuò)誤。
2．(2022·云南昆明模擬)如圖是某人工魚塘生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)過程圖解，數(shù)字表示能量值[單位為103 kJ/(m2·y)]。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．肉食性動(dòng)物同化的總能量為7.5×10 3 kJ/(m2 ·y)B．植食性動(dòng)物與肉食性動(dòng)物的能量傳遞效率約為15.6%C．圖中“輸出”的能量是指各營(yíng)養(yǎng)級(jí)在呼吸作用中以熱能形式散失的能量D．流經(jīng)該魚塘生態(tài)系統(tǒng)的總能量不只是生產(chǎn)者固定的全部太陽能
解析：肉食性動(dòng)物同化的能量為(0.05＋0.25＋2.1＋5.1)×103 kJ/(m2·y)＝7.5×103 kJ/(m2·y)，A正確；肉食性動(dòng)物從植食性動(dòng)物同化的能量為(0.05＋0.25＋2.1＋5.1－5)×103 kJ/(m2·y)＝2.5×103 kJ/(m2·y)，植食性動(dòng)物同化的能量為(0.05＋0.25＋2.1＋5.1－5＋4＋9＋0.5)×103 kJ/(m2·y)，＝16×103 kJ/(m2·y)，所以由第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率為2.5÷16×100%≈15.6%，B正確；圖中“輸出”的能量是指各營(yíng)養(yǎng)級(jí)儲(chǔ)存在有機(jī)物中的能量，C錯(cuò)誤；流經(jīng)該魚塘生態(tài)系統(tǒng)的總能量不只是生產(chǎn)者固定的全部太陽能，還包括人工輸入的，D正確。
3．(2022·濟(jì)北中學(xué)高三階段檢測(cè))下圖表示生態(tài)系統(tǒng)中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的類型和去向(d 表示該營(yíng)養(yǎng)級(jí)未被利用的能量)。下列敘述正確的是(　　)
解析：據(jù)圖分析，生產(chǎn)者固定的太陽能只是輻射到生態(tài)系統(tǒng)中的太陽能的一小部分，生產(chǎn)者固定的太陽能大部分被呼吸作用消耗，生產(chǎn)者的殘枝敗葉可以流向分解者，少量的可以被初級(jí)消費(fèi)者所捕食，還有一部分是未被利用的能量。初級(jí)消費(fèi)者的數(shù)量＝該營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量＋糞便量，糞便量是生產(chǎn)者的同化量，消費(fèi)者的大部分能量被呼吸作用消耗。在食物鏈中，各營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得能量的方式及能量的用途不完全相同，如生產(chǎn)者是通過光合作用和化能合成作用利用光能或化學(xué)能將無機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)閮?chǔ)存能量的有機(jī)物，而消費(fèi)者是通過捕食獲得儲(chǔ)存能量的有機(jī)物進(jìn)而同化作用得到能量，A錯(cuò)誤；生產(chǎn)者固定的太陽能大部分被呼吸作用消耗，圖中a1、a2可表示生產(chǎn)者與消費(fèi)者的呼吸量，但所占比例不符，B錯(cuò)誤；b1為攝入量，生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者到初級(jí)消費(fèi)者的能量傳遞效率為：(a2＋b2＋c2＋d2)÷(a1＋b1＋c1＋d1)×100%，C錯(cuò)誤；消費(fèi)者從生產(chǎn)者攝取的能量數(shù)值(a2＋b2＋c2＋d2＋糞便量)即可用b1表示，且此部分能量存在于有機(jī)物中，D正確。
4．(2022·光明區(qū)模擬)生態(tài)平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡，包括結(jié)構(gòu)和功能上的穩(wěn)定。如圖中“置位點(diǎn)”為生態(tài)系統(tǒng)所具有的某個(gè)理想狀態(tài)，其中P、A、B、C、D、E表示其生物成分，箭頭表示物質(zhì)的傳遞方向。請(qǐng)分析回答：
(1)P、A、B、C、D 構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的________，這是實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)____________________________等功能的主渠道。(2)若B中的能量不變，將D的食物比例由B∶C＝1∶1調(diào)整為2∶1，能量傳遞效率按10%計(jì)算，該生態(tài)系統(tǒng)傳遞給D的能量是原來的___________倍。
(3)圖中碳元素在B、E間以____________形式傳遞。雖然氮元素也是不斷循環(huán)的，但農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中仍需不斷施加氮肥，主要原因是________________。 (4)某研究小組考察了一個(gè)位于置位點(diǎn)的湖泊中處于食物鏈最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的某魚種群的年齡結(jié)構(gòu)，結(jié)果如表所示：
注：表中“1＋”表示魚的年齡大于等于1，小于2，其他以此類推。①研究表明：該魚在3＋時(shí)達(dá)到性成熟(進(jìn)入成年)，9＋時(shí)喪失繁殖能力(進(jìn)入老年)，根據(jù)表中數(shù)據(jù)推測(cè)該魚種群數(shù)量變化趨勢(shì)是________________。
②如果引入該湖泊本沒有的鯰魚并大量繁殖后，導(dǎo)致原魚種減少，從而改變了此湖泊群落演替的方向和速度，此演替類型屬于______________。 ③在湖泊下游生活有大量的動(dòng)植物，其中沉水植物大量繁殖后，部分浮游植物的數(shù)量下降，大型底棲動(dòng)物的數(shù)量有所增加，這是在____________(填“群落”“種群”或“生態(tài)系統(tǒng)”)水平上研究的結(jié)果。沉水植物通過一定的信息傳遞吸引浮游動(dòng)物棲息在其葉表面，從而撫育出高密度的浮游動(dòng)物。浮游動(dòng)物能夠大量捕食浮游藻類，也間接地控制了浮游藻類的數(shù)量。這體現(xiàn)出信息傳遞的作用是______________________________________________________________________________________________________________________。
解析：(1)P、A、B、C、D 構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)，生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)是食物鏈和食物網(wǎng)，食物鏈和食物網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)、信息傳遞等功能的主渠道。
(3)題圖中碳元素在B、E間以含碳有機(jī)物形式傳遞。雖然氮元素也是不斷循環(huán)的，但農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中仍需不斷施加氮肥，主要原因是氮元素不斷通過產(chǎn)品輸出生態(tài)系統(tǒng)，因此還要往農(nóng)田中不斷施加氮肥。(4)①該魚在3＋時(shí)達(dá)到性成熟(進(jìn)入成年)，處于幼年時(shí)期的個(gè)體數(shù)為92＋187＋121＝400，處于成年期的個(gè)體數(shù)為70＋69＋62＋63＋72＋64＝400，9＋時(shí)喪失繁殖能力(進(jìn)入老年)，處于老年期的個(gè)體數(shù)為55＋42＋39＋264＝400，各年齡期個(gè)體數(shù)相等，表明該種群的年齡結(jié)構(gòu)為穩(wěn)定型，推測(cè)該魚種群數(shù)量在一定時(shí)期內(nèi)將保持穩(wěn)定。②引入該湖泊本沒有的鯰魚并大量繁殖后，導(dǎo)致原魚種減少，從而改變了此湖泊群落演替的方向和速度，此演替在具有一定生物的前提下發(fā)生，屬于次生演替。

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