专题七 精研重难点(五) 构建能量流动模型，分析能量传递效率(Word教师用书)-【新高考方案】2023高考生物二轮复习专题增分方略（新教材Ⅱ）

精研重难点(五)　构建能量流动模型，分析能量传递效率 从“高度”上研究高考 [典例]　(2021·山东高考)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)海参由于活动范围小，活动能力弱，所以常用样方法测定种群密度。(2)用于生长、发育和繁殖的能量＝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的能量传递效率为386÷(3 281＋2 826)≈6.3%，能量流动的方向是单向的，不能循环。(3)牡蛎以浮游植物为食，由于海带的竞争，浮游植物数量下降，牡蛎的食物减少，所以产量降低。(4)海水立体养殖利用了群落结构的特点，优点是能充分利用空间和资源；由于空间和资源是有限的，所以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，维持生态系统的稳定性，保持养殖产品的持续高产。 [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(实现生态效益和经济效益的可持续发展) 从“深度”上提升知能 (一)分析能量流动的过程 1．能量流动计算公式 2．流经生态系统的总能量 自然生态系统一般是生产者固定的太阳能总量，人工生态系统有时候还要考虑人工投放的有机物中的能量。 (二)能量传递效率的相关“最值”计算 若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%。 1．在食物链A→B→C→D中，则有： 注：①食物链越短，最高营养级获得的能量越多；②生物间的取食关系越简单，生态系统的能量流动过程中消耗的越少。 2．在食物网中，则有： 3．具有人工能量输入的能量传递效率计算 人为输入某一营养级的能量是该营养级同化量的一部分，但却不是从上一营养级流入的能量。如求第二营养级至第三营养级能量传递效率时，应为第三营养级从第二营养级同化的能量(不包括人工输入第三营养级的能量)/第二营养级的同化量(包括人工输入第二营养级的能量)×100%。 从“宽度”上拓展训练 1．(2022·黄冈模拟)如图为某森林生态系统能量流动的部分示意图，图中数字为能量值，单位是J/(cm2·a)。下列相关叙述错误的是(　 ) A．生产者能固定太阳能，被称为生态系统的基石 B．分解者是联系生物群落和非生物环境的一大“桥梁” C．植食性动物为初级消费者，其同化的能量为1.96×106 D．植食性动物同化的能量大部分用于自身生长、发育和繁殖 解析：选D　生产者能将太阳能或化学能转变成有机物中的化学能，为生态系统输入能量，被称为生态系统的基石，A正确；生产者将无机物合成有机物，分解者将有机物分解为无机物，所以它们是联系生物群落和非生物环境的“桥梁”，B正确；植食性动物为初级消费者，其